Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
OIL FILTER UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/023643
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an oil filter unit (1) as suction filter unit, in particular as a transmission oil filter unit or as a motor oil filter unit for internal combustion engines. The oil filter unit (1) comprises an oil filter housing which has an inlet (4) and an outlet (5), wherein at least one first, one second, and one third filter medium (6, 7, 8) are arranged within the oil filter housing. The filter media (6, 7, 8) are arranged spaced apart from each other. The filter media (6, 7, 8) delimit at least one first and one second filter chamber (67, 78), the first and the second filter medium (6, 7) are provided with a first filter bypass, the first filter bypass defines a filter-free fluid connection between the inlet (4) and the second filter chamber or between the inlet (4) and a further filter chamber, the second and the third filter medium (7, 8) have a second filter bypass and the second filter bypass defines a filter-free fluid connection between the first filter chamber (67) and the outlet (5).

Inventors:
STAUSBERG WOLFGANG (DE)
KLÜSER JÖRG (DE)
MORGENSTERN ROBERT (DE)
DEDERING MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2015/056548
Publication Date:
February 18, 2016
Filing Date:
March 26, 2015
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
IBS FILTRAN KUNSTSTOFF METALL (DE)
International Classes:
B01D29/52; B01D35/027
Foreign References:
US20090294343A12009-12-03
EP2108425A12009-10-14
EP1698387A12006-09-06
US20030042185A12003-03-06
EP0787519A21997-08-06
Attorney, Agent or Firm:
KIERDORF RITSCHEL (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1 . Ölfiltereinheit (1 ) als Saugstromfiltereinheit, insbesondere als Getriebeölfiltereinheit oder als Motorölfiltereinheit für Verbrennungsmotoren mit einem Ölfil- tergehäuse, das einen Einlass (4) und einen Auslass (5) aufweist, wobei innerhalb des Ölfiltergehäuses wenigstens ein erstes, ein zweites und ein drittes Filtermedium (6, 7, 8) angeordnet ist, die Filtermedien (6, 7, 8) mit Abstand zueinander angeordnet sind, die Filtermedien (6, 7, 8) wenigstens eine erste und eine zweite Filterkammer (67, 78) begrenzen, das erste und das zweite Filtermedium (6, 7) mit einem ersten Filterbypass versehen sind, der erste Filterbypass eine filterfreie Fluidverbindung zwischen dem Einlass (4) und der zweiten Filterkammer (78) o- der zwischen dem Einlass (4) und einer weiteren Filterkammer definiert, das zweite und das dritte Filtermedium (7, 8) einen zweiten Filterbypass aufweisen und der zweite Filterbypass eine filterfreie Fluidverbindung zwischen der ersten Filter- kammer (67) und dem Auslass (5) definiert.

2. Ölfiltereinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Filterkammern (67, 78) unmittelbar aneinander grenzen und durch wenigstens eines der Filtermedien (6, 7, 8) in Fluidverbindung miteinander stehen.

3. Ölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Stützelement vorgesehen ist, das einen ersten und einen zweiten Befestigungskragen (13a, 15a) aufweist, wobei der erste Befestigungskragen (13a) das erste und das zweite Filterelement (6, 7) zueinander auf Abstand hält und wobei der zweite Befestigungskragen (15a) das zweite und das dritte Filtermedium (7, 8) zueinander auf Abstand hält.

4. Ölfiltereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement als Stützgitter (9) ausgebildet ist.

5. Ölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement mit Stützkörpern versehen ist, die sich in wenigstens eine der Filterkammern (67, 78) erstrecken.

6. Ölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermedien (6, 7, 8) jeweils eine unterschiedliche Permeabilität aufweisen. 7. Ölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Filtermedium (7) feiner ist als das erste Filtermedium (6).

8. Ölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Filtermedium (8) feiner ist als das zweite Filtermedium (7).

9. Ölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkammern (67, 78) in Durchströmungsrichtung vom Einlass (4) zum Auslass (5) hintereinander angeordnet sind. 10. Ölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungskragen (13a, 15a, 28) jeweils eine Öffnung in den Filtermedien (6, 7, 8) begrenzen, wobei der erste Befestigungskragen (13a) den ersten Filterbypass und der zweite Befestigungskragen (15a) den zweiten Filterbypass bildet.

1 1 . Ölfiltereinheit nach einem der Anpsrüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass er erste und der zweite Befestigungskragen (13a, 15a) einen Teil einer Durchführung (1 1 a) durch das Stützelement bilden, wobei jeder Befestigungskragen (13a, 15a) einen Strömungskanal (1 1 , 12) durch die Durchführung (1 1 a) be- grenzt.

12. Ölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Befestigungskragen (13a, 13b) eine Durchführung durch das Stützelement bildet.

13. Ölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Filtermedium (27) vorgesehen ist.

14. Ölfiltereinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dritte und ein viertes Filtermedium (6,27) als weiteres Filtermedium oder das erste und das vierte Filtermedium (8,27) als weiteres Filtermedium einen dritten Filterbypass aufweisen, der durch einen dritten Befestigungskragen (28) gebildet wird, der das erste und das vierte Filtermedium (6, 27) auf Abstand zueinander hält.

15. Fluid Filter, umfassend:

ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass,

ein erstes Filtermedium mit einer ersten Öffnung,

ein zweites Filtermedium mit einer zweiten Öffnung,

ein drittes Filtermedium mit einer dritten Öffnung,

einen ersten Befestigungsflansch, der das erste und zweite Filtermedium auf Abstand hält,

einen zweiten Befestigungsflansch, der das erste und dritte Filtermedium auf Abstand hält,

einen dritten Befestigungsflansch, der das zweite und dritte Filtermedium auf Abstand hält,

wobei die ersten und dritten Befestigungsflansche einen Fluidkanal vom Einlass zu einem Raum zwischen dem zweiten und dritten Filtermedium und die zweiten du dritten Befestigungsflansche einen Fluidkanal von einem Raum zwischen den ersten und zweiten Filtermedium zum Auslass bilden.

16. Fluidfilter nach Anspruch 15 mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 14.

Description:
Ölfiltereinheit

Die Erfindung betrifft eine Ölfiltereinheit als Saugstromfiltereinheit, insbesondere als Getriebeölfiltereinheit oder Motorölfiltereinheit für Verbrennungsmotoren.

Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Ölfiltereinheiten beziehungsweise Ölfilter in Form von Getriebeölfiltern oder Motorölfiltern für Verbrennungsmotoren bekannt. Der Begriff Getriebeöl umfasst im Allgemeinen und auch im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung auch so genanntes ATF-Fluid (Au- tomatic Transmission Fluid).

Bekannte Filtereinheiten umfassen in der Regel ein- oder mehrteilige Filtergehäuse, in denen wenigstens ein Filtermedium angeordnet ist. Das Filtergehäuse ist im Allgemeinen mit einer Öleinlassöffnung und einer Ölauslassöffnung versehen.

Grundsätzlich ist es bekannt, Filtereinheiten als Saugölfiltervorrichtungen oder als Druckölfiltervorrichtungen zu konstruieren. Bei Saugölfiltervorrichtungen wird das zu filtrierende Öl von einer Pumpe beaufschlagt, durch das Filtermedium gesaugt. Hiervon unterschieden werden Druckölfiltervorrichtungen, bei denen das zu filtrie- rende Öl von einer Pumpe beaufschlagt durch das Filtermedium gedrückt wird.

Um insbesondere bei kalten Betriebszuständen des Motors beziehungsweise der Brennkraftmaschine das Filtermedium von zu hohen Öldrücken freizuhalten, enthalten Druckölfiltereinrichtungen in der Regel ein Bypassventil, sodass den Mo- torschmierstellen oder Getriebeschmierstellen bei niedrigen Öltemperaturen zunächst ungefiltertes Öl zugeführt wird. Darüber hinaus sind Druckölfilter häufig im Nebenstrom der Pumpe angeordnet, sodass verunreinigtes Öl erst nach und nach gereinigt wird (partial flow-Prinzip). Aus diesem Grund ist es zweckmäßig und sinnvoll, sogenannte Saugölfiltereinheiten zu verbauen, insbesondere auch des- halb, weil Saugölfilter eine vollständige Filtration des Fluids in Strömungsrichtung vor der Pumpe ermöglichen. Dabei müssen die Filtermedien insbesondere in Hinsicht auf Druckverlust bei der Filtration, Filtrationseffizienz und Schmutzaufnahmevermögen verbessert werden. Es ist bekannt, mehrschichtige Filtermaterialien einzusetzen beziehungsweise Filtersysteme bereitzustellen, die mehrere Filtertaschen oder mehrere Filtermateriallagen umfassen. Man strebt mit diesen mehrschichtigen Filtermaterialien eine so genannte Serienfiltration an, bei der zunächst die groben Partikel über ein oder mehrere Filtermedien abgeschieden werden und die feinen Partikel anschließend über ein oder mehrere andere Filtermedien abgeschieden werden. Derartige Verbundfilter werden derzeit bereits in Getrieben eingesetzt. Es handelt sich dabei in der Regel um Verbundfiltermedien, die aus Filterfliesen und Filtergewebematerialien bestehen, die mittels eines Klebstoffs thermisch verbunden werden.

In der US 2012/00125171 ist eine Ölfiltereinheit beschrieben, die über eine Filtertasche und eine zusätzliche Filtermateriallage das hindurchtretende Fluid filtert. Hierbei werden zwei unterschiedliche Filtermaterialien verwendet. Ein Nachteil dieses Filtersystems sind verhältnismäßig lange Fließwege, wodurch ein relativ hoher Druckverlust entsteht. Insbesondere bei Saugölfiltern ist konstruktiv zu beachten, diese mit möglichst geringen Druckverlusten auszulegen, was im Widerspruch zu der Forderung nach einer hohen Filtereffizienz steht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ölfiltereinheit als Saug- stromfiltereinheit bereitzustellen, die bei hoher Filtrationseffizienz gleichzeitig verhältnismäßig geringe Druckverluste für das zu filternde Fluid erzeugt.

Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Ölfiltereinheit als Saugstromfil- tereinheit, insbesondere als Getriebeölfiltereinheit oder als Motorölfiltereinheit für Verbrennungsmotoren bereitgestellt, mit einem Olfiltergehäuse, das einen Einlass und einen Auslass aufweist, wobei innerhalb des Ölfiltergehäuses wenigstens ein erstes, ein zweites und ein drittes Filtermedium angeordnet ist, die Filtermedien mit Abstand zueinander angeordnet sind, die Filtermedien wenigstens eine erste und eine zweite Filterkammer begrenzen, das erste und das zweite Filtermedium mit einem ersten Filterbypass versehen sind, der erste Filterbypass eine filterfreie Fluidverbindung zwischen dem Einlass und der zweiten Filterkammer oder zwi- sehen dem Einlass und einer weiteren Filterkammer definiert, das zweite und das dritte Filtermedium einen zweiten Filterbypass aufweisen und der zweite Filterby- pass eine filterfreie Fluidverbindung zwischen der ersten Filterkammer und dem Auslass bildet.

Diese Anordnung hat den Vorzug, dass die Olfiltereinheit gemäß der Erfindung drei oder mehr Filtermedien aufweisen kann, wobei gleichzeitig die Anordnung der Filtermedien dergestalt ist, dass verhältnismäßig kurze Fließwege entstehen, wobei über mindestens drei in Bezug auf die Filterpermeabilität vorzugsweise verschiedene Filtermedien gezielter Einfluss auf die Filterkapazität und die Öl- reinheit genommen werden kann.

Grundsätzlich kann die Olfiltereinheit gemäß der Erfindung Filtermedien gleicher Art und/oder gleicher Permeabilität umfassen. Eine Anordnung von mehreren Fil- termedien gleicher Permeabilität nach dem vorstehenden Prinzip hat den Vorzug einer erhöhten Schmutzaufnahmekapazität. In der Regel sinkt der Differenzdruck bei einem Filteraufbau dieser Art.

Die Filtermedien sind so angeordnet, dass das durch den Einlass in das Ölfilter- gehäuse eintretende Fluid (das heißt Getriebeöl, Motoröl oder ATF-Fluid) jeden- falls einer vollständigen Filtration unterzogen wird.

Die Filtermedien und die Filterbypässe sind so angeordnet, dass zwischen den Filtermedien ein Labyrinth entsteht, bei dem beispielsweise das hochviskose, kalte Fluid den denkbar kürzesten Strömungsweg vom Einlass durch das gröbste Filtermedium nehmen kann, wobei mit abnehmender Viskosität eine zunehmend feinere Filtration stattfindet, wenn die Filtermedien eine unterschiedliche Permeabilität aufweisen.

Jedenfalls ist die Anordnung der Filtermedien so, auch bei unterschiedlichen Fil- termedien mehrere Filtermedien parallel durchströmt werden, wobei dann im Wesentlichen das gröbste Filtermedium den Druckverlust innerhalb der Olfiltereinheit bei kaltem Fluid bestimmt und die sogenannte„Minimalfiltration" definiert. Die hydraulische Schaltung der Filtermedien ist so gewählt, dass von mehreren Filtermedien wenigstens eines in Reihe zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordnet ist, hingegen jedes weitere Filtermedium parallel durchströmbar ist. Zu keiner Zeit kann Fluid ungefiltert die Ölfiltereinheit verlassen.

Der Begriff Filtermedium im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst Filtervliese, Filtergewebe, Filterfilze, Filternetze, Filtersiebe, einschließlich Metallfiltersieben, Kunststofffiltersieben, porösen Filterkörpern aus Metall oder Kunststoff und dergleichen. Die Filtermedien können gefaltet oder auch als ebene Lagen ausge- bildet sein.

Der Begriff „Filtermedium" im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet insbesondere eine Filterlage oder Filterpackung, beispielsweise können zwei Filterlagen auch durch eine einzige Filtertasche gebildet werden. Eine Filterpackung ist eine mehrlagige Anordnung von unmittelbar aufeinanderliegenden Filterschichten oder Filterlagen, beispielsweise als Kombination eines Filterfilzes und eines Filtergewebes.

Unter einem Filterbypass im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Bypassöff- nung durch das betreffende Filtermedium zu verstehen, durch die das Fluid vollständig oder größtenteils ungefiltert durchtreten kann.

Nach einem weiteren vorteilhaften Gesichtspunkt der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens zwei der Filterkammern unmittelbar an einander grenzen und durch wenigstens eines der Filtermedien in Fluidverbindung mit einander stehen, sodass das zu filternde Fluid je nach Viskosität den einen oder anderen Strömungsweg beschreiben kann.

Vorzugsweise sind drei verschiedene Filtermedien zwischen einer Oberschale und einer Unterschale des Olfiltergehäuses mit Abstand zueinander fixiert, wobei durch ein mehrteiliges Kanalsystem einerseits ein Ansaugraum des Olfiltergehäuses mit einer Filterkammer in direkter Verbindung steht und andererseits eine andere Filterkammer mit einem in den Auslass des Olfiltergehäuses mündenden Raum ebenfalls in direkter Fluidverbindung steht. Wenn beispielsweise das erste Filtermedium gröber als das zweite und dritte Filtermedium ist, kann ein größerer Teilstrom des Fluids durch das erste Filtermedium hindurch in die erste Filterkammer und von dort ohne weitere Filtration auf kürzestem Wege zum Auslass gelangen.

Grundsätzlich kann die Olfiltereinheit gemäß der Erfindung mehr als drei räumlich hintereinander angeordnete Filtermedien nach dem gleichen Prinzip umfassen, ohne die Druckverluste in der Olfiltereinheit nennenswert zu erhöhen. Der konstruktiv begrenzende Faktor ist lediglich der von der Olfiltereinheit beanspruchte Bauraum.

Bei einer bevorzugten Variante der Olfiltereinheit gemäß der Erfindung ist wenigstens ein Stützelement vorgesehen, dass einen ersten und einen zweiten Befestigungskragen aufweist, wobei der erste Befestigungskragen das erste und das zweite Filterelement zueinander auf Abstand hält und wobei der zweite Befestigungskragen das zweite und das dritte Filtermedium zueinander auf Abstand hält. Jeder der Befestigungskragen kann beispielsweise einen Befestigungsflansch aufweisen, an dem das jeweilige Filtermedium befestigt ist. Bei einer zweckmäßigen Variante der Olfiltereinheit gemäß der Erfindung ist das Stützelement als Stützgitter ausgebildet, das beispielsweise das zweite Filtermedium im Wesentlichen flächig unterstützt.

Das Stützelement kann beispielsweise mit Stützkörpern versehen sein, die sich in wenigstens eine der Filtrationskammern erstrecken. Diese Stützkörper können beispielsweise in Form von Stützrippen oder anders geformten Stützelementen ausgebildet sein. Die Stützrippen können jeweils die Funktion von Abstandshaltern und Stützelementen für die angrenzenden Filtermedien erfüllen. Die Stützrippen können bevorzugt auch als Strömungsleitkörper ausgebildet sein, die ein bestimmtes Fließverhalten des Fluids innerhalb der Filterkammern erzeugen. Das Stützelement beziehungsweise Stützgitter kann einstückig aus thermoplastischem Kunststoff ausgebildet sein. Die Stützkörper beziehungsweise die Stützrippen und/oder die Befestigungskragen können an das Stützelement einstückig angeformt sein.

Bei einer zweckmäßigen und vorteilhaften Variante der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Filtermedien jeweils eine unterschiedliche Permeabilität aufweisen. Bevorzugt ist das zweite Filtermedium feiner als das erste Filtermedium und das dritte Filtermedium feiner als das zweite Filtermedium.

Zweckmäßigerweise sind die Filterkammern in Durchströmungsrichtung vom Ein- lass zum Auslass hintereinander angeordnet.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Befestigungskragen eine Öffnung in den Filtermedien begrenzen, wobei der erste Befestigungskragen den ersten Filterby- pass und der zweite Befestigungskragen den zweiten Filterbypass bildet. Um eine möglichst kompakte Bauweise der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass der erste und der zweite Befestigungskragen einen Teil einer Durchführung durch das Stützelement bilden, wobei jeder Befestigungskragen einen geschlossenen Strömungskanal durch die Durchführung begrenzt. Die durch die Durchführung durchgeführten Strömungskanäle besitzen so eine gemeinsame Trennwand.

Die Befestigungskragen können jeweils Teilkreissegmente einer kreisförmigen Durchführung durch das Stützelement begrenzen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass jeder Befestigungskragen eine separate Durchführung durch das Stützelement bildet. Bei einer weiteren vorteilhaften Variante der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung ist ein weiteres Filtermedium vorgesehen, das vorzugsweise mit Abstand zu einem der ersten, zweiten oder dritten Filtermedien angeordnet ist. Beispielsweise können das dritte und ein viertes Filtermedium als weiteres Filtermedium oder das vierte und das erste Filtermedium mit einem dritten Filterby- pass versehen sein, der durch einen Befestigungskragen gebildet wird, der das dritte und das vierte oder das erste und das vierte Filtermedium auf Abstand zueinander hält.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das dritte und vierte Filtermedium oder das erste und das vierte Filtermedium eine dritte Filterkammer begrenzen. Einer Filterkammer im Sinne der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise auch durch eine Filtertasche gebildet werden.

Bei einer Variante der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zwei benachbarte Filtermedien jeweils als Filtertasche ausgebildet sind.

Bei der zuvor beschriebenen Variante der Ölfiltereinheit bildet zweckmäßiger- weise der Einlass des Olfiltergehäuses einen in das Ölfiltergehäuse vorstehenden Befestigungskragen aus, der ein Filtermedium auf Abstand zu dem Ölfiltergehäuse hält.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachstehend unter Bezug- nähme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Es zeigen

Figur 1 eine schematische Querschnittsansicht einer Ölfiltereinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 2 eine perspektivische Darstellung eines Stützelements der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung, wobei die dem Auslass des Olfiltergehäuses zugewandte Seite dem Betrachter zugekehrt ist, eine perspektivische Unteransicht des Stützelements in Figur 2, eine Draufsicht auf das Stützelement gemäß Figuren 2 und 3, eine Schnittansicht durch das Stützelement entlang der Linien X-X in Figur 4, eine schematische Darstellung der Einbausituation der Olfiltereinheit in einer Ölwanne eines Kraftfahrzeuges, eine alternative Ausgestaltung des Stützelements der Olfiltereinheit, eine Schnittansicht durch das Stützelement entlang der Linien Y-Y in Figur 7, eine schematische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Olfiltereinheit gemäß der Erfindung und ein hydraulisches Ersatzschaltbild einer Olfiltereinheit gemäß der Erfindung mit einer Vielzahl von Filtermedien beziehungsweise Filterlagen.

Eine Olfiltereinheit 1 gemäß der Erfindung ist beispielsweise in Figur 1 dargestellt. Die Olfiltereinheit 1 umfasst ein Filtergehäuse, das aus einer Unterschale 2 und einer Oberschale 3 zusammengesetzt ist. Die Unterschale 2 und die Oberschale 3 können beispielsweise aus Metall oder glasfaserverstärktem, thermoplastischen Kunststoff, beispielsweise aus glasfaserverstärktem Polyamid ausgebildet sein. Die Oberschale 2 und die Unterschale 3 sind vorzugsweise randseitig unter Ein- spannung der Filtermedien miteinander verschraubt und/oder verschweißt und/oder verbördelt.

Die Unterschale 2 ist mit einem Einlass für das zu filternde Fluid versehen, die Oberschale 3 ist mit einem Auslass 5 für das zu filternde Fluid versehen. Der Aus- lass 5 der Ölfiltereinheit 1 ist beispielsweise an einen Saugstutzen einer Ölförder- pumpe (nicht dargestellt) angeschlossen.

Zwischen der Unterschale 2 und der Oberschale 3 sind aus Richtung des Einlas- ses 4 betrachtet mit Abstand zueinander ein erstes Filtermedium 6, ein zweites Filtermedium 7 und ein drittes Filtermedium 8 angeordnet, das erste, zweite und das dritte Filtermedium 6, 7, 8 sind, wie vorstehend bereits erwähnt, randseitig umlaufend zwischen Befestigungsflanschen 16 der Ölfiltereinheit 1 eingespannt. Diese sind innerhalb der Ölfiltereinheit 1 mit Abstand zueinander gehalten.

Mit dem Bezugszeichen 9 ist ein Stützgitter bezeichnet, das ebenfalls randseitig zwischen den Befestigungsflanschen 16 des Olfiltergehäuses gehalten wird. Das Stützgitter 9 nimmt das zweite Filtermedium 7 auf beziehungsweise unterstützt dieses und erstreckt sich in einer Ebene zwischen dem ersten Filtermedium 6 und dem dritten Filtermedium 8 und parallel dazu.

Eine erste Variante des Stützgitters 9 ist beispielsweise in den Figuren 2 bis 4 dargestellt. Das Stützgitter umfasst eine Vielzahl von nicht näher bezeichneten Gitteröffnungen sowie Stützrippen 10, die beispielsweise einstückig an das Stützgitter 9 angeformt sein können. Das Stützgitter 9 umfasst weiterhin eine Durchführung 1 1 a, die zwei Fluidkanäle 1 1 und 12 aufnimmt. An das Stützgitter 9 sind im Bereich der Durchführung 1 1 a ein erster Befestigungskragen 13a und ein zweiter Befestigungskragen 15a angeformt, wobei sich der Befestigungskragen 13a auf der dem Einlass 4 zugewandten Seite des Stützgitters 9 erstreckt und der Befestigungskragen 15a auf der dem Auslass 5 zugewandten Seite des Stützgitters 9 erstreckt. Die Befestigungskragen 13a und 15a definieren jeweils Fluidkanäle 1 1 und 12 durch die Durchführung 1 1 a, die durch einen gemeinsamen Wandab- schnitt des Befestigungskragens 13a und des Befestigungskragens 15a voneinander getrennt sind.

Im Bereich der Durchführung 1 1 a bildet das Stützgitter 9 in der Ebene der Gitteröffnungen einen Befestigungsflansch 14 für das zweite Filtermedium 7 aus, der Befestigungskragen 15a bildet einen Befestigungsflansch 15 für das dritte Filtermedium aus und der Befestigungskragen 13a bildet einen Flansch 13 für das erste Filtermedium 6 aus. Die Flansche 13, 14 und 15 sind jeweils fluchtend zu entsprechenden Öffnungen in den Filtermedien 6, 7 und 8 angeordnet. Die Filtermedien 6, 7, 8 können beispielsweise mit den Flanschen 13, 14 und 15 verklebt und/oder verschweißt sein.

Befestigungskragen 13a hält im Wesentlichen das erste Filtermedium 6 auf Ab- stand zu dem zweiten Filtermedium 7, wohingegen der Befestigungskragen 15a im Wesentlichen das dritte Filtermedium 8 auf Abstand zu dem zweiten Filtermedium 7 hält.

Der Kanal 1 1 begrenzt eine Bypassöffnung durch das erste und zweite Filterme- dium 6, 7, wohingegen der Kanal 12 eine Bypassöffnung durch das zweite und dritte Filtermedium 7, 8 begrenzt.

Das erste und das zweite Filtermedium 6 und 7 umschließen teilweise eine erste Filterkammer 67, wohingegen das zweite Filtermedium 7 und das dritte Filterme- dium 8 eine zweite Filterkammer 78 teilweise umschließen.

Der Fluidkanal 1 1 erstreckt sich durch das erste und durch das zweite Filtermedium 6, 7 in die zweite Filterkammer 78 und bildet somit einen Filterbypass für das erste und das zweite Filtermedium 6, 7, so dass das am Einlass 4 eintretende Fluid vom Einlass 7 unter Überbrückung der ersten Filterkammer 67 direkt, das heißt ohne Filtration, in die zweite Filterkammer 78 eingeleitet wird.

Der Fluidkanal 12 erstreckt sich von der ersten Filterkammer 67 unmittelbar in einen Raum des Ölfiltergehäuses oberhalb des dritten Filtermediums 8, sodass der Fluidkanal 12 eine filterfreie Fluidverbindung zwischen der ersten Filterkammer 67 und dem Auslass 5 bildet. Das Fluid gelangt ohne weitere Filtration aus der ersten Filterkammer 67 in den Auslass 5. Durch den Einlass 4 eintretendes Fluid gelangt über den Fluidkanal 1 1 unter Ü- berbrückung des ersten Filtermediums 6 unmittelbar in die zweite Filterkammer 78, innerhalb derer sich das Fluid verteilt. Den weiteren Weg zum Auslass 5 der Olfiltereinheit 1 kann das Fluid von dort nur durch das dritte Filtermedium 8 hin- durch durch beschreiben, dieses wird also vollständig einer Filtration unterzogen. Aus der zweiten Filterkammer 78 kann das Fluid gleichzeitig durch das zweite Filtermedium 7 hindurch in die erste Filterkammer 67 gelangen.

Von der ersten Filterkammer 67 kann das Fluid durch den Fluidkanal 12 unmittel- bar in den Raum oberhalb des dritten Filtermediums 8 gelangen, das heißt von der ersten Filterkammer 67 kann das Fluid ohne weitere Filtration den Weg zum Auslass 5 der Olfiltereinheit 7 beschreiben.

Das erste Filtermedium 6 ist weniger dicht als das zweite Filtermedium 7, das zweite Filtermedium 7 ist weniger dicht als das dritte Filtermedium 8.

Bei hoher Viskosität des Fluids, das heißt bei geringer Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine oder niedriger Betriebstemperatur des Fluids kann dieses einen Weg unmittelbar vom Einlass 4 durch das erste Filtermedium 6 hindurch in die erste Filterkammer 67 und von dort aus ohne weitere Filtration durch den Fluidkanal 12 zum Auslass 5 beschreiben. Das Fluid kann den Weg des geringsten Widerstandes durch das erste Filtermedium 6 hindurch nehmen. Parallel strömt das Fluid auch vom Einlass 4 unmittelbar in die zweite Filterkammer 78 und von dort beispielsweise durch das zweite Filtermedium 7 hindurch in die erste Filter- kammer 67. Weiterhin parallel dazu kann das in die zweite Filterkammer 78 eintretende Fluid auch durch das dritte Filtermedium 8 hindurchtreten, welches noch feiner ist.

Alle Filtermedien 6,7,8 werden parallel durchströmt, wobei mit zunehmender Temperatur und mit abnehmender Viskosität des Fluids die feineren Filtermedien bzw. die Filtermedien geringerer Permeabilität stärker durchströmt werden.

Für jeden Viskositätsgrad bietet die Olfiltereinheit 1 gemäß der Erfindung den kürzest möglichen Durchströmungsweg bei entsprechender Wahl der Feinheit des Filtermediums. Grundsätzlich können Filterbypässe oder Fluidkanäle, die einen Filterbypass bilden auch in einer Ebene der Filteranordnung mehrfach vorhanden sein. Das ist unter anderem dann vorteilhaft, wenn das Filtergehäuse mehrere Einlasse und/oder Auslässe aufweist. Bei der Variante des Stützgitters 9 gemäß den Figuren 3 bis 5 sind die Fluidkanä- le 1 1 und 12 in einer einzigen Durchführung 1 1 a des Stützgitters 9 ausgebildet. Wie eingangs bereits erwähnt, können die Fluidkanäle 1 1 und 12 jeweils separate Durchführungen durch das Stützgitter 9 bilden. Diesbezüglich wird auf die Figur 7 verwiesen, in der das Stützgitter mit dem Bezugszeichen 19 versehen ist, der Flu- idkanal vom Einlass 4 in die zweite Filterkammer mit dem Bezugszeichen 1 1 1 und der Fluidkanal von der ersten Filterkammer 67 zum Einlass 4 mit dem Bezugszeichen 1 12 versehen ist. Die Flansche sind mit dem Bezugszeichen 1 14 und 1 15 bezeichnet. Die Figur 6 zeigt die Olfiltereinheit 1 in der Einbausituation in der Ölwanne 26 eines Kraftfahrzeuges. Es ist im Rahmen der Erfindung, dass die Olfiltereinheit 1 als separate Einheit außerhalb der Ölwanne eines Kraftfahrzeuges angeordnet sein kann. Die Ölwanne 26 kann als Getriebeölwanne oder als Motorölwanne ausgebildet sein.

Die Ölwanne 26 umfasst beispielsweise einen umlaufenden, einen Aufnahmeraum begrenzenden Haltesteg 24, auf den die Befestigungselemente 18 der Ölfil- tereinheit 1 aufgesetzt sind. Die Verbindung kann durch Schrauben, Kleben oder Schweißen erfolgen. Innerhalb des Haltestegs 24 ist eine Einlauföffnung 25 ausgespart, aus der das Fluid innerhalb der Ölwanne 26 in einen Aufnahmeraum 23 unterhalb der Olfiltereinheit 1 eintreten kann. Wie dies in den Figuren 1 und 6 angedeutet ist, kann beispielsweise die Oberschale 3 mit der Olfiltereinheit 1 weitere Stützrippen 17 beispielsweise für das dritte Filtermedium 8 aufweisen. Es wird nunmehr Bezug genommen auf die Figuren 9 und 10, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der Ölfiltereinheit 1 gemäß der Erfindung veranschaulichen.

In diesem Ausführungsbeispiel sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9 entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 , mit dem Unterschied, dass die Ölfiltereinheit 1 als weiteres Filtermedium ein viertes Filtermedium 27 umfasst, welches sich mit Abstand unterhalb des ersten Filtermediums 6 und parallel zu diesem innerhalb des Ölfiltergehäuses erstreckt. Die Zahlwörter„erstes, zweites drittes" bezeichnen der Reihe nach räumlich in Richtung vom Einlass 4 zum Auslass 5 hintereinander angeordnete Filtermedien, das vierte Filtermedium ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel das räumlich dem Einlass 4 nächstliegende, dieses kann aber auch dem Auslass 5 nächstliegend angeordnete sein. Das vierte Ölfiltermedium 27 ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel gröber als das erste Filtermedium 6, welches wiederum gröber ist als das dritte Filtermedium 8.

Innerhalb des Ölfiltergehäuses begrenzt das vierte Filtermedium 27 mit dem ers- ten Filtermedium 6 eine dritte Filterkammer 276. Weiterhin ist ein dritter Befestigungskragen 28 vorgesehen, der das vierte Filtermedium 27 und das erste Filtermedium 6 durchsetzt und der das erste Filtermedium 6 und das vierte Filtermedium 27 auf Abstand zueinander hält. Der dritte Befestigungskragen 28 bildet einen dritten Fluidkanal 29, der in die erste Filterkammer 67 mündet und einen Filterbypass für das vierte 27 und erste Filtermedium 6 bildet.

Weiterhin ist vorgesehen, dass die Unterschale 2 im Bereich des Einlasses einen in das Ölfiltergehäuse 1 vorstehenden Stützkragen 30 aufweist, der das vierte Filtermedium 27 und die Unterschale 2 auf Abstand zueinander hält. Der Stütz- kragen 30 ist mit einem umlaufenden Flansch 31 versehen, an dem das vierte Filtermedium 27 befestigt ist. Eine Öffnung in dem vierten Filtermedium 27 ist fluchtend zu dem Einlass 4 ausgerichtet, sodass das Fluid durch den Einlass 4 zunächst ungefiltert in die dritte Filterkammer 276 gelangt. Bei hoher Viskosität des Fluids und dementsprechend niedriger Betriebstemperatur kann das Fluid durch das vierte Filtermedium 27 hindurchtreten und gelangt von dort ohne weitere Filterung durch den Kanal 29 in die erste Filterkammer 67.

In den Zeichnungen veranschaulichen die feinen gestrichelten Linien die mögli- chen Fließwege des Fluids.

Aus der ersten Filterkammer 67 gelangt das Fluid durch den Kanal 12 weiterhin ungefiltert zum Auslass 5. Bei zunehmender Viskosität tritt das Fluid, das auch über den Fluidkanal 1 1 in die zweite Filterkammer 78 gelangt, durch das zweite Filtermedium 7 in die erste Filterkammer 67 und wird folglich einer feineren Filtrationsstufe unterzogen. Von der ersten Filterkammer 67 gelangt das Fluid dann wiederum ohne weitere Filterung durch den Kanal 12 in den Auslass 5. Bei weiterhin zunehmender Viskosität des Fluids gelangt das Fluid von der dritten Filterkammer 276 über den Kanal 1 1 in die zweite Filterkammer 78 und von dort durch das dritte Filtermedium 8, durch welches es einer Feinstfiltration unterzogen wird, in den Raum oberhalb des dritten Filtermediums 8 und somit im folgenden ohne weitere Filtration in den Auslass 5.

Das zuvor erwähnte Prinzip lässt sich auf eine Anzahl von N Filtermedien erstre- cken, wie beispielsweise in dem hydraulischen Ersatzschaltbild in Figur 10 angedeutet ist.

Das Ersatzschaltbild gemäß Figur 10 ist stark vereinfacht. In diesem sind die Filtermedien 6,7,27 mit den entsprechenden Bezugsziffern versehen, wobei„N" für eine beliebige Anzahl hydraulisch parallel geschalteter Filtermedien bezeichnet. Die hydraulische Schaltung der Filtermedien ist so gewählt, dass von mehreren Filtermedien wenigstens eines in Reihe zwischen dem Einlass 4 und dem Auslass 5 angeordnet ist, hingegen jedes weitere Filtermedium parallel durchströmbar ist. In dem Schaltbild sind die Fluidkanäle 1 1 ,12,29 und N jeweils als Drossel darge- stellt, wobei die Anzahl der Fluidkanäle N-1 beträgt, wenn die Anzahl der Filtermedien N beträgt. Erfindungsgemäß sind unterschiedliche Filtermedien für unterschiedliche Druckbereiche und Viskositäten des Fluids bei geringem Druckverlust und bei einer erhöhten Schmutzaufnahmekapazität vorgesehen. Insbesondere durch die Anzahl der Filtermedien wird die Filterfläche erhöht, wodurch sich eine erhöhte Schmutz- aufnahmekapazität der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung ergibt. Erfindungsgemäß ist eine Kaskadierung der Filtermedien derart vorgesehen, dass ein Stromfaden des Fluids von unabhängig von der Anzahl der Filterstufen nur ein einziges Filtermedium passieren muss. Nach dem Hindurchtreten durch dieses Filtermedium gibt es einen direkten Weg zu dem Auslass 5 unter Umgehung aller übrigen Filtermedien.

Bezugszeichenliste:

1 Olfiltereinheit

2 Unterschale

3 Oberschale

4 Einlass

5 Auslass

6 Erstes Filtermedium

7 Zweites Filtermedium

8 Drittes Filtermedium

9 Stützgitter

10 Stützrippen

1 1 a Durchführung

1 1 , 12 Fluidkanal

13a Erster Befestigungskragen

13, 14 Flansch

15a Zweiter Befestigungskragen

15 Flansch

16 Befestigungsflansche der Olfiltereinheit 17 Stützrippen

18 Befestigungselemente

19 Stützgitter

23 Aufnahmeraum

24 Haltesteg

25 Einlauföffnung

26 Ölwanne

27 Viertes Filtermedium

28 Dritter Befestigungskragen

29 Fluidkanal

30 Stützkragen

31 Flansch

67 erste Filterkammer

78 Zweite Filterkammer

276 Dritte Filterkammer




 
Previous Patent: PANORAMIC VIDEO

Next Patent: SOLID STATE HOLE TRANSPORT MATERIAL