WO2015078687A1 - Filterelement und filtersystem mit nebenstromfilterung - Google Patents

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WO2015078687A1
WO2015078687A1 PCT/EP2014/074211 EP2014074211W WO2015078687A1 WO 2015078687 A1 WO2015078687 A1 WO 2015078687A1 EP 2014074211 W EP2014074211 W EP 2014074211W WO 2015078687 A1 WO2015078687 A1 WO 2015078687A1
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filter body
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PCT/EP2014/074211
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Marco Schweikart
Martin Weindorf
Tiago Felipe Oliveira Da Silva
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Mann+Hummel Gmbh
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    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/34—Seals or gaskets for filtering elements

Definitions

  • the invention relates to a filter element with side stream filtration, in particular for use as an oil filter of an internal combustion engine, and a filter system for using such a filter element.
  • a ring filter element serves as a main flow filter
  • a centrifuge works as a bypass filter.
  • the secondary flow filtered by the centrifuge then flows on the clean side through an outlet of the filter housing into a collecting container, preferably into the oil sump of the internal combustion engine equipped with the device.
  • the main flow filter filters the lubricating oil required for the proper operation of the engine comparatively coarse, with the help of the bypass centrifuge, a relatively fine filter effect can be achieved.
  • a filter system which operates with a ring filter element.
  • a pin which passes beforehand when inserted penetrates into an idling channel which is formed at the bottom of the filter housing.
  • idling channel which is formed at the bottom of the filter housing.
  • a drainage channel through which, during operation of a filter equipped with the ring filter element, fluid e.g. from the clean side of the ring filter element passes into the respective channel into which the pin is inserted.
  • a targeted discharge of liquid can be carried out in that channel, which is closed by the pin in conventional ring filter elements. Due to the idling channel, the liquid remaining in the filter element can flow out of the filter housing when the filter element is removed, for example when changing the filter element, so that no liquid gets into the environment.
  • DE 102 46 151 A1 further describes an embodiment in which the ring filter element is designed as a partial or secondary flow filter or comprises such.
  • the discharge channel is then dimensioned with respect to its flow resistance so that a sidestream flowing through the bypass filter can be adjusted to a predetermined value.
  • Volume flow is limited or limited to a predetermined proportion of a total flow formed from the partial or secondary flow and a main flow.
  • a filter module with a main and a Maustromfilterelement which are each equipped with support tube.
  • the support tubes are designed such that the two filter elements via the support tubes are axially superimposed coupled.
  • Such a filter module is relatively expensive to manufacture.
  • An object of the invention is therefore to provide a filter element which has a compact and inexpensive construction for a secondary flow operation.
  • Another object of the invention is to provide a filter system for using a filter element which has a compact and inexpensive construction for a secondary flow operation.
  • a filter element comprising at least a first filter body which is fluid-tightly separated from a second filter body and connected via at least one end plate fixedly connected to the second filter body, and in an axial direction over the second Filter body is arranged, wherein the first filter body, a first flow outlet emanates and a second flow outlet is arranged transversely to the axial direction outside the first flow outflow from the second filter body, wherein a transversely acting centering element on an end plate of an end face of the filter element is arranged and corresponds with a corresponding receptacle of a filter housing.
  • a filter element which comprises at least a first filter body which is connected to a second filter body via at least one end plate and fluid-tightly separated from the second filter body and which is arranged in an axial direction over the second filter body, wherein from the first filter body, a first Outflow of the flow proceeds and a second flow outflow is arranged starting from the second filter body in a transverse direction transversely to the axial direction outside of the first flow outflow.
  • the first filter body and the second filter body are firmly connected to one another via the at least one end disk and form a non-separable unit. This allows a very compact construction of the filter element.
  • both filter bodies are designed as enclosed between end discs stipulatebälge, wherein the filter body with one end face fixedly connected to a common end plate, in particular with this strigwei loom.
  • a centering element acting in the transverse direction is arranged on an end disk of an end face of the filter element and corresponds with a corresponding receptacle of a filter housing.
  • the second flow outlet can surround the first flow outlet.
  • the proposed filter element consists of a main flow filter, the first filter body, and a bypass filter, the second filter body, which are arranged one above the other in the axial direction.
  • the fluid flow for example oil in the case of an oil filter of an internal combustion engine, the clean side of the bypass filter is thus returned to the oil sump.
  • the oil return to the oil sump in case of service when changing the filter element.
  • main flow filter is designed for a relatively coarse filtration, while the bypass filter designed for a very fine filtering. Typical values are, for example, a flow rate of about 150 l / min on the main flow filter side to a flow rate of about 7 l / min on the bypass filter side. Depending on the size and intended use of the filter element, other flow rates may also be provided.
  • the advantage of the solution according to the invention consists in a high degree of integration of the filter system, as well as in appropriate material and cost savings. Since centrifuges are often used for secondary flow operation in conventional filter systems, the saving in replacement of a solution with a centrifuge is particularly high. Due to the one-piece design of the filter element no additional mechanical connection means for connecting the two filter body are required, so that the proposed filter element is not only compact design, but also inexpensive to produce.
  • the second flow outlet can be arranged within the centering element. In this way, an effective integration of the second flow outlet is effected without additional routing in the filter element. Also, the functions of centering the filter element when installed in the filter system and guiding the second flow outflow are thus merged into the corresponding outlet from the filter system.
  • the transverse direction may comprise a direction radial perpendicular to the axial direction.
  • the centering element and thus the second flow outlet are arranged radially outside the first flow outlet, for example in an annular arrangement, so that the filter element is radially symmetrical and has no preferred direction when installed in the filter housing, which is for the Assembly when changing the filter element is an advantage.
  • the centering element can be formed by two nested tube sections. In this way, the second flow outlet can be conveniently mounted and integrated between the two pipe sections and the entire assembly is designed to be radially symmetrical favorable for mounting.
  • walls of the two pipe sections can be interconnected by webs.
  • the two pipe sections can be suitably stiffened, which particularly promotes the design as a centering element, which can definitely act upon vibrations during assembly of the filter element in the filter housing and during operation of the filter system.
  • a flow guidance of the outflowing fluid can be suitably influenced, for example throttled, by the webs.
  • the centering element may comprise a double-concentric seal in the radial direction to the filter housing.
  • the double-concentric seal may comprise at least one of a radially outwardly disposed seal and a radially inwardly disposed seal.
  • the double sealing on the inside of the centering element as well as on the outside ensures that the clean side is reliably separated from the raw side of the filter system and that furthermore the first flow outflow of the main flow filter body is reliably separated from the second flow outflow of the bypass filter body.
  • the two seals may be molded onto the walls of the pipe sections, or they may be formed of O-rings.
  • At least one throttle point may be arranged in the second flow outlet.
  • a throttle in the second flow outlet of the secondary flow filtration and thus to reduce the flow velocity of the filtered fluid, since the secondary flow filtration represents the fine filtration.
  • a burn- engine has an opening of 2 - 2.5 mm opening to ensure a flow of 7 l / min.
  • the second flow outlet forms or has a throttle point.
  • the throttle point in the form of at least one opening, preferably two openings, in the centering element or the end plate, on which the centering element is arranged, introduced.
  • the advantage of installing a throttle point in the second flow outlet or the formation of the second flow outlet as a throttle point is that, by pulling out the filter element, the full cross-sectional area of the receptacle of the second flow outlet for draining the filter element Fluids is available.
  • the invention relates to a filter system comprising a filter housing, an inlet arranged on the filter housing for supplying a fluid to be filtered, in particular oil, a first and a second outlet arranged on the filter housing for discharging the filtered fluid, and at least one interchangeable one Filter element which is arranged between the inlet and the two outlets and a raw side of the filter system separates against a clean side of the filter system, and which comprises at least a first filter body which is fluid-tightly separated from a second filter body and in an axial direction over the second Filter body arranged and connected via an end plate fixed thereto.
  • the first filter body emanates a first flow outlet and opens into a first outlet, wherein a second flow outlet, starting from the second filter body, is arranged transversely to the axial direction outside the first flow outlet in a transverse direction and opens into the second outlet.
  • a centering element acting in the transverse direction is arranged on an end disk of an end face of the filter element and corresponds with a corresponding receptacle of a filter housing.
  • the transverse direction may comprise a direction radially perpendicular to the axial direction. This is the case when the centering element of the filter element and thus the second flow outlet are arranged radially outside of the first flow outlet, for example in an annular arrangement, so that the filter element is thereby formed radially symmetrical and has no preferred direction when installed in the filter housing, which is for the Assembly when changing the filter element is an advantage.
  • the second filter body may be formed as a bypass filter and thus circumvent a widely used in the prior art use of centrifuges for the auxiliary power operation.
  • the described filter system can be used as an oil filter, in particular as an oil filter of an internal combustion engine.
  • Fig. 1 is a perspective view of a filter element according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a perspective view of a filter element with a view of a centering element according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 3 is a longitudinal section of a filter system according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 5 is an external view of a filter system according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a filter element 10 according to an embodiment of the invention.
  • the filter element 10 comprises a first filter body 12, which is designed as a hollow cylinder and which is fluid-tightly separated from a second filter body 14 and which is further arranged in an axial direction L above the second filter body 14.
  • the second filter body 14 is executed as a hollow cylinder.
  • the two filter bodies 12, 14 are firmly connected to each other via a common end plate.
  • a first flow outlet 24 which is designed centrally in the interior of the hollow cylinder.
  • a second flow outlet 26, starting from the second filter body 14, is arranged in a transverse direction Q transverse to the axial direction L outside the first flow outlet 24.
  • a centering element 20 acting in a transverse direction Q is arranged on an end disk 16 of an end face 15 of the filter element and corresponds with a corresponding receptacle 10 of a filter housing 108.
  • the second flow outlet 26 is arranged within the centering element 20.
  • the transverse direction Q comprises a direction radially-perpendicular to the axial direction L, so that the centering element 20 as well as the second flow outlet 26 are designed in a radially symmetrical arrangement annularly about the longitudinal axis L.
  • the centering element 20 is formed by two nested tube sections 28, 30, wherein the walls 32, 34 of the two pipe sections 28, 30 are interconnected by webs 36. The webs 36 are in this case distributed uniformly over the circumference of the centering element 20.
  • the centering element 20 further comprises a double-concentric seal 22 in the radial direction to the filter housing 108.
  • the double-concentric seal 22 comprises an in-plane Dialer direction outwardly disposed seal 60 and a radially inwardly disposed seal 62.
  • the seals 60, 62 are molded onto the pipe sections 28, 30.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the filter element 10 from FIG. 1 with a view of the centering element 20. Inside the filter element 10, a support tube 38 can be seen, which causes a stiffening of the first filter body 12. Further, the stiffening of the centering element 20 by the webs 36, which connect both walls 32, 34 of the centering element 20 formed from two pipe sections 28, 30, to see clearly lent. Also, the second flow drain 26 between the two walls 32, 34 can be seen.
  • the second flow outlet 26 has two diametrically opposed throttling points 64 in the form of openings in the end plate 16 merging into the centering element 20.
  • the volume flow is adjustable, which flows over the second filter body 14.
  • FIG. 3 shows a longitudinal section of a filter system 100 according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the filter system 100 comprises a filter housing 108, an inlet 102 arranged on the filter housing 108 for supplying a fluid to be filtered, in particular oil, a first and a second outlet 104, 106 arranged on the filter housing 108 for discharging the filtered fluid, and a replaceable one Filter element 10, which is arranged between the inlet 102 and the two outlets 104, 106 and a raw side 52 of the filter system separates against a clean side 50 of the filter system.
  • the filter housing 108 is closed by a thread 1 18 with a cover 1 14, so that when a filter element change the housing is easy to open.
  • the filter element 10 comprises a first filter body 12 which is fluid-tightly separated from a second filter body 14 and which is arranged in an axial direction L over the second filter body 14 and fixedly connected thereto.
  • a first flow outlet 24 originates from the first filter body 12 and opens into a first outlet 104.
  • a second flow outlet 26 starting from the second filter body 14 is arranged transversely to the axial direction L outside the first flow outlet 24 in a transverse direction Q and opens into the second outlet 106.
  • a centering element 20 acting in the transverse direction is arranged on an end disk 16 of an end face 15 of the filter element 10 and corresponds with a corresponding projection. 1,10 of a filter housing 108.
  • the flow direction 40 for the main flow filter operation which leads from the raw side 52 through the first filter body 12 and the support tube 38 to the clean side 50 into the interior of the first filter body 12.
  • the flow direction 40 leads through the first flow outlet 24 into the outlet 104 of the filter system.
  • the flow direction 42 for the bypass filter operation likewise leads from the raw side 52 through the second filter body 14 and on the inside of the filter body 14 through the second flow outlet 26 into the second outlet 106.
  • the second flow outlet 26 surrounds the first flow outlet 24 in the form of a hollow cylinder and opens into the annular centering element 20.
  • the lid 1 14 of the filter system 100 When changing the filter element 10, the lid 1 14 of the filter system 100 is screwed over the thread 1 18, the lid 1 14 removed and the filter element 10 withdrawn in the axial direction L upwards.
  • the centering element 20 with the second flow sequence 26 initially remains engaged in the receptacle 1 10, so that the remaining fluid in the filter element 10 can flow through the second flow 26 into the second outlet 106 and thus, for example, in the oil sump back.
  • the filter system 100 can be used in the embodiment shown as an oil filter, in particular as an oil filter of an internal combustion engine.
  • FIG. 4 shows a detail view of the longitudinal section according to FIG. 3 with focus on the centering element 20.
  • a seal 62 of the double-concentric seal 22 is disposed, while on the radially outer side Q of the wall 32, a seal 60 of the double-concentric seal 22 is disposed.
  • a throttle point 64 is mounted, which throttles the outflow of filtered in the bypass filter operation by the second filter body 14 fluid in a suitable manner in the flow rate.
  • FIG. 5 shows an external view of a filter system 100 according to an embodiment of the invention.
  • the filter housing 108 is about the thread 1 18, which, as inwardly, in Figure 5 can not be seen, with a lid 1 14 completed.
  • the filter housing 108 can be opened, for example, to change the filter element 10.
  • the inlet 102 for the inflow of the fluid to be filtered and the two outlets 104 and 106 for the outflow of the filtered fluid from the main flow filter, and the bypass filter are shown.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filterelement (10), welches wenigstens einen ersten Filterkörper (12) umfasst, der von einem zweiten Filterkörper (14) fluiddicht getrennt ist und der in einer axialen Richtung (L) über dem zweiten Filterkörper (14) angeordnet ist, wobei vom ersten Filterkörper (12) ein erster Strömungsabfluss (24) ausgeht und ein zweiter Strömungsabfluss (26) ausgehend von dem zweiten Filterkörper (14) in einer Querrichtung (Q) quer zur axialen Richtung (L) außerhalb des ersten Strömungsabflusses (24) angeordnet ist. Dabei ist ein in Querrichtung (Q) wirkendes Zentrierelement (20) an einer Endscheibe (16) einer Stirnseite (15) des Filterelements angeordnet und korrespondiert mit einer entsprechenden Aufnahme (110) eines Filtergehäuses (108). Die Erfindung betrifft ferner ein Filtersystem (100) zum Einbau eines solchen auswechselbaren Filterelements (10).

Description

Beschreibung
Filterelement und Filtersystem mit Nebenstromfilterung Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Filterelement mit Nebenstromfilterung, insbesondere zur Ver- wendung als Ölfilter einer Brennkraftmaschine, sowie ein Filtersystem zur Verwendung eines solchen Filterelements.
Stand der Technik
Es sind Ölfiltersysteme bekannt, bei denen ein Ringfilterelement als Hauptstromfilter dient, während eine Zentrifuge als Nebenstromfilter arbeitet. Der von der Zentrifuge gefilterte Nebenstrom fließt dann reinseitig durch einen Auslass des Filtergehäuses in einen Sammelbehälter, vorzugsweise in die Ölwanne der mit der Einrichtung ausgestatteten Brennkraftmaschine. Während das Hauptstromfilter das für den ordnungsgemäßen Betrieb der Brennkraftmaschine benötigte Schmieröl vergleichsweise grob filtert, kann mit Hilfe der Nebenstromzentrifuge eine relativ feine Filterwirkung erzielt werden.
Aus der DE 102 46 151 A1 ist ein Filtersystem bekannt, das mit einem Ringfilterelement arbeitet. Beim Einführen des Ringfilterelementes in das Gehäuse dringt ein beim Einsetzen vorausgehender Zapfen in einen Leerlaufkanal ein, der am Boden des Filterge- häuses ausgebildet ist. Bei eingesetztem Ringfilterelement ist der Leerlaufkanal durch den darin eingesteckten Zapfen dicht verschlossen. In dem Zapfen ist ein Ablaufkanal integriert, durch den im Betrieb eines mit dem Ringfilterelement ausgestatteten Filters Flüssigkeit z.B. von der Reinseite des Ringfilterelements in den jeweiligen Kanal gelangt, in den der Zapfen eingesteckt ist. Auf diese Weise kann eine gezielte Ableitung von Flüssigkeit in denjenigen Kanal durchgeführt werden, der bei herkömmlichen Ringfilterelementen durch den Zapfen verschlossen ist. Durch den Leerlaufkanal kann die im Filterelement verbliebene Flüssigkeit bei Entnahme des Filterelements aus dem Filtergehäuse, beispielsweise beim Wechsel des Filterelements, abfließen, so dass keine Flüssigkeit in die Umgebung gelangt.
Die DE 102 46 151 A1 beschreibt weiter eine Ausführungsform, bei welcher das Ringfilterelement als Teil- oder Nebenstromfilter ausgebildet ist oder ein solches umfasst. Der Ablaufkanal ist dann hinsichtlich seines Durchströmungswiderstands so dimensioniert, dass ein das Nebenstromfilter durchströmender Nebenstrom auf einen vorbe- stimmten Volumenstrom begrenzt ist oder auf einen vorbestimmten Anteil an einem aus dem Teil- oder Nebenstrom und einem Hauptstrom gebildeten Gesamtstrom begrenzt ist. Durch die gezielte Dimensionierung des Ablaufkanals erfüllt dieser eine Zusatzfunktion, indem er nicht nur die Ableitung eines Teil- oder Nebenstroms ermöglicht, sondern diesen auch bezüglich seines Volumenstroms begrenzt.
Aus der DE 10 2012 022 244 A1 ist ein Filtermodul mit einem Haupt- und einem Neben- stromfilterelement bekannt, welche jeweils mit Stützrohr ausgestattet sind. Die Stützrohre sind derart ausgeführt, dass die beiden Filterelemente über die Stützrohre axial übereinander liegend koppelbar sind. Ein derartiges Filtermodul ist relativ aufwendig in der Herstellung.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Filterelement zu schaffen, welches eine kompakte und kostengünstige Bauweise für einen Nebenstrombetrieb aufweist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filtersystem zur Verwendung eines Filterelements zu schaffen, welches eine kompakte und kostengünstige Bauweise für einen Nebenstrombetrieb aufweist.
Die vorgenannten Aufgaben werden nach einem Aspekt der Erfindung gelöst von einem Filterelement, welches wenigstens einen ersten Filterkörper umfasst, der von einem zweiten Filterkörper fluiddicht getrennt und über mindestens eine Endscheibe fest mit dem zweiten Filterkörper verbunden ist, und der in einer axialen Richtung über dem zweiten Filterkörper angeordnet ist, wobei vom ersten Filterkörper ein erster Strömungs- abfluss ausgeht und ein zweiter Strömungsabfluss ausgehend von dem zweiten Filterkörper in einer Querrichtung quer zur axialen Richtung außerhalb des ersten Strömungsabflusses angeordnet ist, wobei ein in Querrichtung wirkendes Zentrierelement an einer Endscheibe einer Stirnseite des Filterelements angeordnet ist und mit einer entsprechenden Aufnahme eines Filtergehäuses korrespondiert.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Es wird ein Filterelement vorgeschlagen, welches wenigstens einen ersten Filterkörper umfasst, der mit einem zweiten Filterkörper über mindestens eine Endscheibe verbunden und von dem zweiten Filterkörper fluiddicht getrennt ist und der in einer axialen Richtung über dem zweiten Filterkörper angeordnet ist, wobei vom ersten Filterkörper ein erster Strömungsabfluss ausgeht und ein zweiter Strömungsabfluss ausgehend von dem zweiten Filterkörper in einer Querrichtung quer zur axialen Richtung außerhalb des ersten Strömungsabflusses angeordnet ist. Der erste Filterkörper und der zweite Filterkörper sind über die mindestens eine Endscheibe fest miteinander verbunden und bil- den eine nicht separierbare Einheit. Hierdurch ist ein sehr kompakter Aufbau des Filterelements ermöglicht. Vorzugsweise sind beide Filterkörper als zwischen Endscheiben eingefasste Medienbälge ausgeführt, wobei die Filterkörper mit jeweils einer Stirnseite fest mit einer gemeinsamen Endscheibe verbunden, insbesondere mit dieser verschwei ßt, sind. Gegenüber einer ebenfalls möglichen Anordnung aus zwei jeweils sepa- rat zwischen zwei Endscheiben eingefassten Filterkörpern wird somit eine Endscheibe eingespart, was nicht nur Kosten reduziert, sondern auch Bauraum einspart. Weiterhin ist ein in Querrichtung wirkendes Zentrierelement an einer Endscheibe einer Stirnseite des Filterelements angeordnet und korrespondiert mit einer entsprechenden Aufnahme eines Filtergehäuses. Insbesondere kann der zweite Strömungsabfluss den ersten Strömungsabfluss umgeben.
Das vorgeschlagene Filterelement besteht aus einem Hauptstromfilter, dem ersten Filterkörper, und einem Nebenstromfilter, dem zweiten Filterkörper, die in axialer Richtung übereinander angeordnet sind. Der Fluidstrom, beispielsweise Öl im Fall eines Ölfilters einer Brennkraftmaschine, der Reinseite des Nebenstromfilters wird so zum Ölsumpf zurückgeführt. In gleicher Weise geschieht, durch die stehende Bauweise des Filterelements begünstigt, die Ölrückführung zum Ölsumpf im Servicefall beim Wechsel des Filterelements. Um eine ordnungsgemäße Durchströmung des Haupt- und Nebenstrom- filterkörpers zu gewährleisten, ist es vorteilhaft die Druckunterschiede von Rohseite zur Reinseite von Haupt- bzw. Nebenstromfilter für die unterschiedliche Feinheit der Filter günstig auszulegen, was bedeutet, dass der Querschnitt der Öffnung des Strömungsabflusses zum Ölsumpf auf der Nebenstromfilterseite geeignet auszulegen ist. Der Hauptstromfilter ist für eine relativ grobe Filterung ausgelegt, während der Nebenstromfilter für eine sehr feine Filterung ausgelegt ist. Typische Werte sind beispielsweise ein Durchfluss von etwa 150 l/min auf der Hauptstromfilterseite zu einem Durchfluss von etwa 7 l/min auf der Nebenstromfilterseite. Abhängig von Größe und Einsatzzweck des Filterelements können auch andere Durchflusswerte vorgesehen sein.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht in einem hohen Integrationsgrad des Filtersystems, sowie in entsprechender Material- und Kostenersparnis. Da in herkömmlichen Filtersystemen oft Zentrifugen für den Nebenstrombetrieb eingesetzt werden, ist die Einsparung als Ersatz für eine Lösung mit einer Zentrifuge besonders hoch. Aufgrund der einstückigen Ausführung des Filterelements sind keine zusätzlichen mechanischen Verbindungsmittel zum Verbinden der beiden Filterkörper erforderlich, so dass das vorgeschlagene Filterelement nicht nur kompakt bauend, sondern auch kostengünstig herstellbar ist. Vorteilhaft kann der zweite Strömungsabfluss innerhalb des Zentrierelements angeordnet sein. Auf diese Weise wird eine effektive Integration des zweiten Strömungsabflusses ohne zusätzliche Leitungsführung in dem Filterelement bewirkt. Auch sind dadurch die Funktionen Zentrierung des Filterelements beim Einbau in das Filtersystem und Führung des zweiten Strömungsabflusses in den entsprechenden Auslass aus dem Filtersystem zusammengelegt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Querrichtung eine Richtung radialsenkrecht zur axialen Richtung umfassen. Dies ist der Fall, wenn das Zentrierelement und damit der zweite Strömungsabfluss radial außerhalb des ersten Strömungsab- flusses angeordnet sind, beispielsweise in einer ringförmigen Anordnung, so dass das Filterelement dadurch radialsymmetrisch ausgebildet ist und keine Vorzugsrichtung beim Einbau in das Filtergehäuse aufweist, was für die Montage beim Wechsel des Filterelements von Vorteil ist. Günstigerweise kann dabei das Zentrierelement durch zwei ineinander geschachtelte Rohrabschnitte gebildet werden. Auf diese Weise lässt sich der zweite Strömungsabfluss günstig zwischen den beiden Rohrabschnitten anbringen und integrieren und die gesamte Anordnung ist für die Montage günstig radialsymmetrisch ausgelegt. Vorteilhaft können Wände der beiden Rohrabschnitte durch Stege miteinander verbunden sein. Dadurch können die beiden Rohrabschnitte geeignet versteift werden, was die Ausführung als Zentrierelement, auf das bei der Montage des Filterelements in dem Filtergehäuse sowie im Betrieb des Filtersystems unter Vibrationen durchaus Kräf- te einwirken können, besonders begünstigt. Auch kann durch die Stege eine Strömungsführung des ausströmenden Fluids geeignet beeinflusst, beispielsweise gedrosselt, werden.
In einer günstigen Ausgestaltung kann das Zentrierelement eine in radialer Richtung doppeltkonzentrische Abdichtung zum Filtergehäuse umfassen. Dies stellt eine weitere Integration von Funktionselementen in das Filterelement dar. Durch die doppeltkonzentrische Abdichtung sind die Ausrichtung und Führung des Filterelements im Filtergehäuse sowie die nötige Abdichtung in einem Funktionselement integriert, was wiederum die Montage des Filterelements und die Zuverlässigkeit des Filtersystems günstig be- einflusst.
Vorteilhaft kann die doppelkonzentrische Abdichtung wenigstens eine von einer in radialer Richtung nach außen angeordnete Dichtung sowie einer in radialer Richtung nach innen angeordnete Dichtung umfassen. Durch die doppelte Abdichtung auf der Innenseite des Zentrierelements als auch auf der Außenseite ist gewährleistet, dass die Reinseite zuverlässig von der Rohseite des Filtersystems getrennt ist und dass weiter der erste Strömungsabfluss des Hauptstromfilterkörpers von dem zweiten Strömungs- abfluss des Nebenstromfilterkörpers zuverlässig getrennt ist. Die beiden Dichtungen können an die Wände der Rohrabschnitte angespritzt sein, oder sie können aus O- Ringen gebildet sein.
Günstigerweise kann in dem zweiten Strömungsabfluss mindestens eine Drosselstelle angeordnet sein. Um die Druckverhältnisse günstig einzustellen sowie die Filterwirkung von Haupt- und Nebenstromfilter geeignet zu wählen, ist es vorteilhaft, in den zweiten Strömungsabfluss der Nebenstromfilterung eine Drossel einzubauen und so die Strömungsgeschwindigkeit des gefilterten Fluids zu verringern, da die Nebenstromfilterung die Feinfilterung darstellt. Typischerweise reicht beim Einsatz als Ölfilter einer Brenn- kraftmaschine eine Öffnung von 2 - 2,5 mm Öffnung aus, um einen Durchfluss von 7 l/min zu gewährleisten.
Vorteilhaft kann es sein, wenn dabei der zweite Strömungsabfluss eine Drosselstelle bildet oder aufweist. Auf diese Weise ist kein zusätzliches Element nötig, um eine Drossel darzustellen, die eventuell zusätzlich angebracht werden müsste. Vorteilhaft ist die Drosselstelle in Form von mindestens einer Öffnung, vorzugsweise zwei Öffnungen, in das Zentrierelement bzw. die Endscheibe, an welcher das Zentrierelement angeordnet ist, eingebracht.
Der Vorteil beim Einbau einer Drosselstelle in den zweiten Strömungsabfluss oder die Ausbildung des zweiten Strömungsabflusses als Drosselstelle besteht darin, dass, dadurch, dass die Drosselstelle im Filterelement angeordnet ist, beim Herausziehen des Filterelements die volle Querschnittsfläche der Aufnahme des zweiten Strömungsab- flusses zum Ablaufen des Fluids zur Verfügung steht.
Die Erfindung betrifft nach einem weiteren Aspekt ein Filtersystem, das ein Filtergehäuse, einen am Filtergehäuse angeordneten Einlass zum Zuführen eines zu filternden Fluids, insbesondere Öl, einen ersten und einen zweiten am Filtergehäuse ange- ordneten Auslass zur Ableitung des gefilterten Fluids, sowie wenigstens ein auswechselbares Filterelement umfasst, das zwischen dem Einlass und den beiden Auslässen angeordnet ist und eine Rohseite des Filtersystems gegen eine Reinseite des Filtersystems trennt, und welches wenigstens einen ersten Filterkörper umfasst, der von einem zweiten Filterkörper fluiddicht getrennt ist und der in einer axialen Richtung über dem zweiten Filterkörper angeordnet und über eine Endscheibe fest mit diesem verbunden ist. Dabei geht vom ersten Filterkörper ein erster Strömungsabfluss aus und mündet in einen ersten Auslass, wobei ein zweiter Strömungsabfluss ausgehend von dem zweiten Filterkörper in einer Querrichtung quer zur axialen Richtung außerhalb des ersten Strömungsabflusses angeordnet ist und in den zweiten Auslass mündet. Weiter ist ein in Querrichtung wirkendes Zentrierelement an einer Endscheibe einer Stirnseite des Filterelements angeordnet und korrespondiert mit einer entsprechenden Aufnahme eines Filtergehäuses. Ein solches Filtersystem gewährleistet eine effektive Filterung eines Fluids in Haupt- und Nebenstromfilterbetrieb bei einer gleichzeitig möglichst kompakten und kostengünstigen Bauweise.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Querrichtung eine Richtung radial- senkrecht zur axialen Richtung umfassen. Dies ist der Fall, wenn das Zentrierelement des Filterelements und damit der zweite Strömungsabfluss radial außerhalb des ersten Strömungsabflusses angeordnet sind, beispielsweise in einer ringförmigen Anordnung, so dass das Filterelement dadurch radialsymmetrisch ausgebildet ist und keine Vorzugsrichtung beim Einbau in das Filtergehäuse aufweist, was für die Montage beim Wechsel des Filterelements von Vorteil ist.
Vorteilhaft kann der zweite Filterkörper als Nebenstromfilter ausgebildet sein und damit einen im Stand der Technik häufig verbreiteten Einsatz von Zentrifugen für den Neben- strombetrieb umgehen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das beschriebene Filtersystem als Ölfilter, insbesondere als Ölfilter einer Brennkraftmaschine verwendet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen beispielhaft:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Filterelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Filterelements mit Blick auf ein Zentrierelement nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 einen Längsschnitt eines Filtersystems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 4 eine Detailansicht des Längsschnitts nach Fig. 3 mit Fokus auf das Zentrierelement; und Fig. 5 eine Außenansicht eines Filtersystems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen. Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Filterelements 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Filterelement 10 umfasst einen ersten Filterkörper 12, der als Hohlzylinder ausgeführt ist und der von einem zweiten Filterkörper 14 fluid- dicht getrennt ist und der weiter in einer axialen Richtung L über dem zweiten Filterkörper 14 angeordnet ist. Auch der zweite Filterkörper 14 ist als Hohlzylinder ausge- führt. Die beiden Filterkörper 12, 14 sind über eine gemeinsame Endscheibe fest miteinander verbunden. Vom ersten Filterkörper 12 geht ein erster Strömungsabfluss 24 aus, der zentral im Innern des Hohlzylinders ausgeführt ist. Ein zweiter Strömungsabfluss 26 ausgehend von dem zweiten Filterkörper 14 ist in einer Querrichtung Q quer zur axialen Richtung L außerhalb des ersten Strömungsabflusses 24 angeordnet. Ein in Querrich- tung Q wirkendes Zentrierelement 20 ist an einer Endscheibe 16 einer Stirnseite 15 des Filterelements angeordnet und korrespondiert mit einer entsprechenden Aufnahme 1 10 eines Filtergehäuses 108.
Der zweite Strömungsabfluss 26 ist innerhalb des Zentrierelements 20 angeordnet. Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform umfasst die Querrichtung Q eine Richtung radial-senkrecht zur axialen Richtung L, so dass das Zentrierelement 20 wie auch der zweite Strömungsabfluss 26 in radialsymmetrischer Anordnung ringförmig um die Längsachse L ausgeführt sind. Das Zentrierelement 20 wird dabei durch zwei ineinander geschachtelte Rohrabschnitte 28, 30 gebildet, wobei die Wände 32, 34 der beiden Rohrabschnitte 28, 30 durch Stege 36 miteinander verbunden sind. Die Stege 36 sind hierbei gleichmäßig über den Umfang des Zentrierelements 20 verteilt. Das Zentrierelement 20 umfasst weiter eine in radialer Richtung doppeltkonzentrische Abdichtung 22 zum Filtergehäuse 108. Die doppelkonzentrische Abdichtung 22 umfasst eine in ra- dialer Richtung nach außen angeordnete Dichtung 60 sowie eine in radialer Richtung nach innen angeordnete Dichtung 62. Die Dichtungen 60, 62 sind an die Rohrabschnitte 28, 30 angespritzt. Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Filterelements 10 aus Figur 1 mit Blick auf das Zentrierelement 20. Im Inneren des Filterelements 10 ist ein Stützrohr 38 zu erkennen, welches eine Aussteifung des ersten Filterkörpers 12 bewirkt. Weiter ist die Versteifung des Zentrierelements 20 durch die Stege 36, welche beide Wände 32, 34 des aus zwei Rohrabschnitten 28, 30 gebildeten Zentrierelements 20 verbinden, deut- lieh zu sehen. Auch ist der zweite Strömungsabfluss 26 zwischen den beiden Wänden 32, 34 zu sehen. Hierbei weist der zweite Strömungsabfluss 26 zwei diametral gegenüberliegende Drosselstellen 64 in Form von Öffnungen in der in das Zentrierelement 20 übergehenden Endscheibe 16 auf. Über die Abmessungen der Drosselstellen 64 ist der Volumenstrom einstellbar, welcher über den zweiten Filterkörper 14 fließt.
In Figur 3 ist ein Längsschnitt eines Filtersystems 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Filtersystem 1 00 umfasst ein Filtergehäuse 108, einen am Filtergehäuse 108 angeordneten Einlass 102 zum Zuführen eines zu filternden Fluids, insbesondere Öl, einen ersten und einen zweiten am Filtergehäuse 108 angeordne- ten Auslass 104, 106 zur Ableitung des gefilterten Fluids, sowie ein auswechselbares Filterelement 10, das zwischen dem Einlass 102 und den beiden Auslässen 104, 106 angeordnet ist und eine Rohseite 52 des Filtersystems gegen eine Reinseite 50 des Filtersystems trennt. Das Filtergehäuse 108 ist über ein Gewinde 1 18 mit einem Deckel 1 14 abgeschlossen, so dass bei einem Filterelementwechsel das Gehäuse leicht zu öffnen ist. Das Filterelement 10 umfasst einen ersten Filterkörper 12, der von einem zweiten Filterkörper 14 fluiddicht getrennt ist und der in einer axialen Richtung L über dem zweiten Filterkörper 14 angeordnet und mit diesem fest verbunden ist. Dabei geht vom ersten Filterkörper 12 ein erster Strömungsabfluss 24 aus und mündet in einen ersten Auslass 104. Ein zweiter Strömungsabfluss 26 ausgehend von dem zweiten Fil- terkörper 14 ist in einer Querrichtung Q quer zur axialen Richtung L außerhalb des ersten Strömungsabflusses 24 angeordnet und mündet in den zweiten Auslass 106. Ein in Querrichtung wirkendes Zentrierelement 20 ist an einer Endscheibe 16 einer Stirnseite 15 des Filterelements 10 angeordnet und korrespondiert mit einer entsprechenden Auf- nähme 1 10 eines Filtergehäuses 108. In Figur 3 ist auch die Strömungsrichtung 40 für den Hauptstromfilterbetrieb, die von der Rohseite 52 durch den ersten Filterkörper 12 und das Stützrohr 38 auf die Reinseite 50 in den Innenraum des ersten Filterkörpers 12 führt. Danach führt die Strömungsrichtung 40 durch den ersten Strömungsabfluss 24 in den Auslass 104 des Filtersystems. Die Strömungsrichtung 42 für den Nebenstromfil- terbetrieb führt dagegen ebenfalls von der Rohseite 52 durch den zweiten Filterkörper 14 und auf der Innenseite des Filterkörpers 14 durch den zweiten Strömungsabfluss 26 in den zweiten Auslass 106. In der radialsymmetrischen Anordnung, bei der die Querrichtung Q eine Richtung radial-senkrecht zur axialen Richtung L umfasst, umgreift der zweite Strömungsabfluss 26 den ersten Strömungsabfluss 24 in Form eines Hohlzylinders und mündet in das ringförmige Zentrierelement 20. Beim Wechsel des Filterelements 10 wird der Deckel 1 14 des Filtersystems 100 über das Gewinde 1 18 aufgeschraubt, der Deckel 1 14 abgenommen und das Filterelement 10 in axialer Richtung L nach oben abgezogen. Das Zentrierelement 20 mit dem zweiten Strömungsablauf 26 bleibt dabei zunächst im Eingriff in der Aufnahme 1 10, so dass das im Filterelement 10 verbliebene Fluid durch den zweiten Strömungsablauf 26 in den zweiten Auslass 106 und damit beispielsweise in den Ölsumpf zurück abfließen kann.
Das Filtersystem 100 kann in der gezeigten Ausgestaltung als Ölfilter, insbesondere als Ölfilter einer Brennkraftmaschine verwendet werden.
Figur 4 zeigt eine Detailansicht des Längsschnitts nach Figur 3 mit Fokus auf das Zentrierelement 20. Hier sind die Details des Zentrierelements 20 mit den beiden Wänden 32, 34 der beiden Rohrabschnitte 28, 30, aus denen das Zentrierelement 20 gebildet ist und welche den zweiten Strömungsabfluss 26 umgreifen, zu erkennen. An der in radialer Richtung Q innen liegenden Seite der Wand 34 ist eine Dichtung 62 der doppeltkonzentrischen Abdichtung 22 angeordnet, während an der in radialer Richtung Q außen liegenden Seite der Wand 32 eine Dichtung 60 der doppeltkonzentrischen Abdichtung 22 angeordnet ist. Im freien Querschnitt des zweiten Strömungsabflusses 26 ist eine Drosselstelle 64 angebracht, welche den Abfluss des im Nebenstromfilterbetrieb durch den zweiten Filterkörper 14 gefilterten Fluids auf geeignete Weise in der Strömungsgeschwindigkeit drosselt. Alternativ kann der zweite Strömungsabfluss 26 selbst eine Drosselstelle 64 bilden oder aufweisen. In Figur 5 ist eine Außenansicht eines Filtersystems 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Filtergehäuse 108 ist über das Gewinde 1 18, das, da innenliegend, in Figur 5 nicht zu sehen ist, mit einem Deckel 1 14 abgeschlossen. Dadurch lässt sich das Filtergehäuse 108 beispielsweise zum Wechsel des Filterelements 10 öffnen. Weiter sind der Einlass 102 für den Zufluss des zu filternden Fluids und die beiden Auslässe 104 und 106 für den Abfluss des gefilterten Fluids aus dem Hauptstromfilter, bzw. dem Nebenstromfilter dargestellt.

Claims

Ansprüche
1 . Filterelement (10), welches wenigstens einen ersten Filterkörper (12) umfasst, der von einem zweiten Filterkörper (14) fluiddicht getrennt ist, wobei der erste Filterkörper (12) in einer axialen Richtung (L) über dem zweiten Filterkörper (14) angeordnet und über mindestens eine Endscheibe fest mit dem zweiten Filterkörper (14) verbunden ist, wobei vom ersten Filterkörper (12) ein erster Strömungs- abfluss (24) ausgeht und ein zweiter Strömungsabfluss (26) ausgehend von dem zweiten Filterkörper (14) in einer Querrichtung (Q) quer zur axialen Richtung (L) außerhalb des ersten Strömungsabflusses (24) angeordnet ist, und wobei ein in Querrichtung (Q) wirkendes Zentrierelement (20) an einer Endscheibe (16) einer
Stirnseite (15) des Filterelements (10) angeordnet ist und mit einer entsprechenden Aufnahme (1 10) eines Filtergehäuses (108) korrespondiert.
2. Filterelement nach Anspruch 1 , wobei der zweite Strömungsabfluss (26) inner- halb des Zentrierelements (20) angeordnet ist.
3. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Querrichtung (Q) eine Richtung radial-senkrecht zur axialen Richtung (L) umfasst.
4. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zentrierelement (20) durch zwei ineinander geschachtelte Rohrabschnitte (28, 30) gebildet wird.
5. Filterelement nach Anspruch 4, wobei Wände (32, 34) der beiden Rohrabschnitte (28, 30) durch Stege (36) miteinander verbunden sind.
6. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zentrierelement (20) eine in radialer Richtung doppeltkonzentrische Abdichtung (22) zum Filtergehäuse (108) umfasst.
7. Filterelement nach Anspruch 6, wobei die doppeltkonzentrische Abdichtung (22) an die Endscheibe (16) angeformt, insbesondere angespritzt, ist.
8. Filterelement nach Anspruch 6 oder 7, wobei die doppelkonzentrische Abdich- tung (22) wenigstens eine von einer in radialer Richtung nach außen angeordne- te Dichtung (60) sowie einer in radialer Richtung nach innen angeordnete Dichtung (62) umfasst.
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem zweiten Strömungsabfluss (26) mindestens eine Drosselstelle (64) angeordnet ist.
Filterelement nach Anspruch 9, wobei die mindestens eine Drosselstelle (64) durch mindestens eine Öffnung in der Endscheibe (16) gebildet ist.
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, wobei der zweite Strömungsabfluss (26) mindestens eine Drosselstelle (64) bildet oder aufweist.
Filtersystem (100) umfassend
- ein Filtergehäuse (108),
- einen am Filtergehäuse (108) angeordneten Einlass (102) zum Zuführen eines zu filternden Fluids, insbesondere Öl,
- einen ersten und einen zweiten am Filtergehäuse (108) angeordneten Aus- lass (104, 106) zur Ableitung des gefilterten Fluids,
- wenigstens ein auswechselbares Filterelement (10), das zwischen dem Einlass (102) und den beiden Auslässen (104, 106) angeordnet ist und eine Rohseite (52) des Filtersystems gegen eine Reinseite (50) des Filtersystems trennt, welches wenigstens einen ersten Filterkörper (12) umfasst, der über eine Endscheibe von einem zweiten Filterkörper (14) fluiddicht getrennt und fest mit dem zweiten Filterkörper (14) verbunden ist und der in einer axialen Richtung (L) über dem zweiten Filterkörper (14) angeordnet ist,
wobei vom ersten Filterkörper (12) ein erster Strömungsabfluss (24) ausgeht und in einen ersten Auslass (104) mündet, wobei ein zweiter Strömungsabfluss (26) ausgehend von dem zweiten Filterkörper (14) in einer Querrichtung (Q) quer zur axialen Richtung (L) außerhalb des ersten Strömungsabflusses (24) angeordnet ist und in den zweiten Auslass (106) mündet, wobei ein in Querrichtung wirkendes Zentrierelement (20) an einer Endscheibe (16) einer Stirnseite (15) des Filterelements angeordnet ist und mit einer entsprechenden Aufnahme (1 10) eines Filtergehäuses (108) korrespondiert.
Filtersystem nach Anspruch 12, wobei die Querrichtung (Q) eine Richtung radialsenkrecht zur axialen Richtung (L) umfasst.
Filtersystem nach Anspruch 12 oder 13, wobei der zweite Filterkörper (14) als Nebenstromfilter ausgebildet ist.
Verwendung des Filtersystems (100) nach einem der vorhergehenden Sprüche als Olfilter, insbesondere als Olfilter einer Brennkraftmaschine.
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