DE2311511A1

DE2311511A1 - Fluessigkeitsfilter

Info

Publication number: DE2311511A1
Application number: DE2311511A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Ernest Buckman; Ronald Arthur Cross
Original assignee: General Motors Ltd
Current assignee: General Motors Ltd
Priority date: 1972-03-11
Filing date: 1973-03-08
Publication date: 1973-09-20
Also published as: FR2175903A1; FR2175903B1; DE7308794U; GB1429472A

Description

dr. MÜLLER-BORE DIPL.-PKVS. Dn. MAM(TZ oipl-chem. dr. DEUFEL DlPL-ING. FINoTEnWALD D1PL-IN3. GRÄMKOW

PATENTANWÄLTE 2311511

München, den 8- KK. 1973

Hl/Sv - G 2310 ·

GENERAL MOTORS LIMITED

Iir;_t.-tu, Dunatc.bie, 3e England

Flüssigkeitsfilter

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsfilter.

Ein erfindungsgemäßes Flüssigkeitsfilter, das insbesondere zur Filterung des Öls eines Verbrennungsmotor-Schmiermittel-Systerns geeignet ist, umfaßt ein zylindrisches Gehäuse, dessen offenes Ende durch eine Platte verschlossen ist, die mit einem zentralen, nach innen gerichteten und mit Innengewinde versehenen Auslaßhals bzw. Auslaßansatz verschlossen ist, und ein Filterelement, das in dem Gehäuse angeordnet ist, so daß entgegengesetzte Seiten des Elementes mit dem zentralen Auslaßansatz bzw. einer Vielzahl von um diesen angeordneten Einlaßöffnungen in Verbindung stehen, und das einen Streifen aus Blatt- bzw. Schichten-Filtermaterial umfaßt, der um eine Reihe

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von Querfaltlinien zur Bildung einer Reihe von Zieharmonika-IFaltenlagen gefaltet ist, wobei die Enden jeder der Faltenlagen getrennt von denen benachbarter Fältenlagen abgedichtet sind, so daß die Faltenlagen in eine Reihe von Taschen bzw. Zellen in der Form eines PaneeLs bzw. einer Platte vorgesehen sind, an einem Ende von dem bzw. der die offenen Enden der Zellen angeordnet sind, und wobei die offenen Enden durch Umfangsabschnitte der Plattenfläche-umschlossen sind, welche an einem dichten Umfangs-Rahmen dicht angeschlossen sind, der mit e.inem Trichterglied integral ausgebildet ist und sich um dessen öffnung erstreckt, welches ein Auslaßrohr aufweist, das um den Auslaßansatz im Paßsitz paßt, und dicht an diesen angeschlossen ist, während ein perforiertes Stützglied sich quer über den Rahmen erstreckt und die offenen Enden der Zellen abstützt.

Das Trichterglied kann aus Metall oder als ein Kunststoff-Formling bzw. -preßling mit einer rechtwinkligen öffnung vorgesehen sein, wobei der Rahmenabschnitt im Querschnitt "L"-förmig ist, um das Lokalisieren des Elementes in diesem zu unterstützen und als eine Rückhalteeinrichtung für einen Klebstoff zu dienen, mit dem der Umfangsabschnitt des FilterpaneeLs bzw. der Filterplatte (filter panel) an den Rahmen um die perforierte Stütze dicht angeschlossen ist. Rippen können an dem Rahmen- und Stützglied angebracht oder mit diesem integral gegossen sein, so daß sie sich von diesem aus erstrecken und jeweils eine in zumindest die Endzellen des gefalteten Filterelementes eintritt, um weiterhin die Lokalisierung des Elementes zu unterstützen. Ein Rückschlagventil mit einer einen äußeren Umfangsflansch aufweisenden rohrförmigen Hülse kann um das Auslaßrohr des TrichteagLiedes im Paßsita angeordnet sein, wobei der Flansch über den Einlaßöffnungen liegt und an die Oberfläche der Platte um diese elastisch angreift.

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Das Trichterglied ist vorteilhafterweise so ausgebildet, daß es, wenn es in das Gehäuse eingesetzt ist, in der Wand des Gehäuses lokalisiert, jedoch von dieser auf Abstand angeordnet ist.

Das Trichterglied kann einen oder mehrere eingeformte Durchgänge aufweisen, die eine Verbindung zwischen entgegengesetzten Seiten des Filterelementes vorsehen und eine federbelastete Rückschlag-Ventilanordnung enthalten, die, wenn der Druckabfall über das Filterelement einen vorbestimmten Wert übersteigt, eine direkte Strömung der flüssigkeit zwischen den Einlaß- und Äuslaßoffnungen ermöglicht, indem sie einen Beipaß zu dem-Filterelement bildet.

Der Begriff "!alte" bzw. "Faltenlage¹¹ wird benutzt, um die Struktur zu bezeichnen, die durch Falten eines Materialstreifens um sich selbst gebildet wird, wobei der Materialstreifen dadurch in zwei Abschnitte (die zwei Hälften einer Faltenlage) geformt wird, die integral und gelenkig an einer Faltlinie (oder Sicke bzw. Knick) dazwischen verbunden sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben in dieser zeigt:

Fig. 1 einen geschnitten Aufriß einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters,

Fig. 2 eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, Fig. 3 einen Schnitt entlang Linie HI-III in Fig. 1, Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Teil eines Schichten-Filterpapier-Streifens, der zur Bildung des in den Fig. 1 bis gezeigten Filterelementes benutzt wird, Fig. 5 einen Schnitt entlang Linie 5-5 in Fig.4, Fig. 6 einen Schnitt entlang Linie 6-6 in Fig.M- und Fig. 7 und 8 einen geschnittenen Detail-Aufriß bzw. eine Draufsicht von unten einer Modifikation des in den Fig. 1 bis gezeigten Halte- oder Trichtergliedes. 309838/0946

Nach Fig. 1 umfaßt ein zylindrisches, becherförmiges bzw. topfförmiges Gehäuse 1 aus gepreßtem Metallblech, dessen offenes Ende durch eine relativ dicke Endplatte bzw. Stirnplatte 2 verschlossen ist, die mit einem zentralen, nach innen gerichteten und mit Innengewinde versehenen Auslaßhals bzw. Auslaßansatz 3 vorgesehen ist, wobei an dem Umfang der Platte 2, beispielsweise durch Schweißen, ein ringförmiges Kanalglied bzw. U-Profil 4 aus relativ dünnem Metallblech befestigt ist, das an seinem äußeren Umfang an dem Ende des zylindrischen Gehäuses 1 durch eine gerollte bzw. gewalzte Nahtdichtung 5 befestigt ist. Eine ringförmige Dichtungsscheibe 6 wird in dem ringförmigen U-Profil 4 zurückgehalten.

Indern Gehäuse 1 ist ein Filterelement 7 angeordnet, das einen Streifen aus Blatt- bzw. Schichten-Filtermaterial 8 (Fig.4), bevorzugt aus mit Kunstharz imprägnierten Filterpapier umfaßt, der in Zick-Zack-Form um eine Reihe von Quer-Faltlinien 9 gefaltet ist, um eine Reihe von Zieharmonikafalten bzw. Faltenlagen 10 zu bilden, wobei die Enden von jeder der Faltenlagen getrennt von denen von benachbarten Faltenlagen abgedichtet sind mittels Klebstofflinien bzw. Klebstoffzeilen 11, die auf eine Fläche des Streifens im Bereich von jeder Längslcante von' diesem aufgebracht sind.

In den Streifen 8 sind Abstandshalter-Formationen eingedrückt, die vorteilhafterweise in der Form/Lm wesentlichen rechtwinkligen Vertiefungen oder Naben vorgesehen sind, wobei die in Fig. dargestellte bevorzugte Ausführungsform drei sich in Längsrichtung erstreckende Reihen von Abstandshalter-Vertiefungen aufweist, die quer über die Breite des Streifens mit Abstand angeordnet sind und zwischen denen zwei weitere, sich in Längsrichtung erstreckende Reihen von Abstandshalter-Vertiefungen 14 vorgesehen sind," wobei die Abstandshalter-Vertiefungen 12 in die Seite des Streifens eingedrückt sind, die

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entgegengesetzt zu der der Vertiefungen 14· ist, wie es in den Pig. 5 und 6 dargestellt ist. Wenn der Streifen 8 zur Formung der Reihe von Faltenlagen 10 gefaltet wird, stoßen die Abstandshalter-Vertiefungen 14· von benachbarten Faltenlagen aneinander bzw. legen sich gegeneinander, um jede Faltenlage von einer benachbarten Lage auf Abstand zu halten, und die Abstandshalter-Vertiefungen 12 auf einer Hälfte jeder Faltenlage legen sich gegen diejenigen der anderen Hälfte von dieser, so daß die zwei Hälften jeder Faltenlage voneinander auf Abstand gehalten werden, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.

Wie es in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, weisen aufeinanderfolgende Faltlinien 9 alternierend einen ¹¹W"- und einen ^UM"-Querschnitt auf, so daß die Faltlinien 9» wenn der Streifen 8 gefaltet wird, im wesentlichen rechtwinklige, "U"-förmige Sicken an den Verbindungsstellen zwischen benachbarten Faltenlagen 10 und an den Verbindungsstellen zwischen zwei Teilen jeder Faltenlage bilden, wobei die rechtwinklige Ausbildung der Sicken eine genaue Abstandshaltung der bzw. einen genauen Abstand zwischen den Faltenlagen und deren Teilen durch die Abstandshalter-Vertiefungen 12, 14· erleichtert bzw. ermöglicht.

Nachdem der Streifen 8 um die Querfaltlinien 9 gefaltet worden ist, befindet sich die Anordnung von Faltenlagen 10 in der Form eines rechtwinkligen Pane&s bzw. einer rechtwinkligen Platte, wobei die Faltenlagen mit deren abgedichteten Enden eine Reihe von Taschen bzw. Zellen bilden, deren offene Enden sich an einer ebenen Fläche der Platte befinden. Längen bzw. längliche Stücke des Falteiagenstreifens sind weggeschnitten, um Filterelemente 7 zu bilden, die, wie es in den Fig. 1 und 3 dargestellt ist, viereckig bzw. quadratisch im Schnitt sind, wobei die Tiefe der Faltenlagen (wie es durch den Abstand der Faltenlinien bestimmt ist) so gewählt ist, daß die Elemente in geeigneter Weise in eine Büchse vorbestimmter Länge paßt,

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Um das Filterelement 7 in dem Gehäuse 1 festzuhalten, ist es an einem Rückhalte- bzw. Halte- oder Trichterglied 16 angebracht, das als ein Metallblech-Preßling vorgesehen lot, dessen weiteres bzw. breiteres Ende als ein ebener, viereckiger Rahmenabschnitt 17 ausgebildet ist, wobei ein Flansch oder Felgenabschnitt bzw. Randabschnitt 18 sich normal zu diesem von dessen äußerem Umfang erstreckt. Das Trichterglied umfaßt zwischen dem Rahmenabschnitt 17 und seinem ■ anderen Ende einenmit Schulter ausgebildeten Abschnitt 19, der einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und mit einem nach innen gedrehten gebogenen Flansch 20 vorgesehen ist, der im Preßsitz oder anders über den nach innen gedrehten Auslaßansatz 3 gesichert ist, wobei ein Dichtungsring 13 oder eine Schicht aus Dichtungsmaterial zwischen dem Flansch· 20 und die Stirnplatte 2 eingesetzt ist.

Im Bereich zweier entgegengesetzter Kanten des Rahmenabschnittes 17 sind zwei L-förmige Rippen 21 aus Metall befestigt, die rechtwinklig zu dem Rahmenabschnitt 17 vorspringen und in die offenen Enden der von den zwei End-Faltenlagen 10 des Filterelementes 7 gebildeten Zellen- bzw. Taschen eingreifen können, wodurch die Rippen 21 das Filterelement symmetrisch in dem Rand 18 des Trichtergliedes 16 lokalisieren. Das Filterglied 7 ist an dem Rahmenglied 17 des Trichtergliedes 16 durch Klebstoff, wie es bei 22 gezeigt ist, befestigt und in der Position zu diesem abgedichtet. .

Zwischen deR Rahmenabschnitt 17 des Trichtergliedes 16 und die offenen Enden der von den Faltenlagen 10 gebildeten Zellen ist ein perforiertes Tragsieb 23 eingesetzt, das die Faltenlagen im Bereich der öffnungen der von diesen gebildete Zellen trägt.

Gewünschtenfalls kann das Filter mit einem Rückschlagventil 25 vorgesehen sein, das als ein hohles zylindrisches Hülsenglied aus synthetischem Kautschuk oder ähnlichem Material gebildet

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ist und zwischen seinen Enden einen sich radial erstreckenden Ringflansch 26 aufweist, der normalerweise eine Vielzahl von Einlaßöffnungen 27 überlagert, die in der Stirnplatte 2 ausgebildet und um den Auslaßansatz 3 darin gleichmäßig mit Abstand angeordnet sind, wobei der äußere Umfang des Flansches 26 normalerweise an einen Ringabschnitt der Stirnplatte 2, der sich um die Einlaßöffnungen 27 erstreckt, elastisch angreift.

Das dargestellte Filter ist insbesondere als ein ölfilter für Verbrennungsmotoren geeignet und wird bei Benutzung an einer Anbringungsfläche eines Verbrennungsmotors angebracht, wobei der Auslaßansatz 3 auf einen Zapfen an der Anbringungsfläche geschraubt wird, so daß der Dichtungsring 6 eine Dichtung dazwischen bildet und die Einlaßöffnungen 27 in Verbindung mit einer oder mehreren Schmiermittel-Auslaßeffnungen an der Anbringungsfläche in Verbindung gesetzt wird. Durch den Druck des zu filternden Öls wird der Flansch 26 des Rückschlagventils weggebogen, wobei dann das öl von der Außenseite zur Innenseite der Faltenlagen 10 übergeht und das gefilterte öl zu dem Motor-Schmiermittelsystem durch den Auslaß-Ansatz 3 zurückgeführt wird.

Die Abstandshalter-Vertiefungen 12, 14 gewährleisten einen gleichmäßigen Abstand bzw. Zwischenraum zwischen den Faltenlagen, so daß sich ein gleichförmiges Bett bzw. eine gleichförmige Schicht von ausgefilterten Feststoffen auf dem Filterelement bilden kann, wodurch gewährleistet wird, daß die zur Filterung zur Verfügung stehende Oberfläche optimal ausgenutzt wird; die Vertiefungen sehen ebenfalls wirksame Drainage-Kanäle zwischen den Faltenlagen des Elementes vor.

Es wurde gefunden, daß bei Verwendung des beschriebenen Elementes mt Rechteck-Platten-Form der gleiche Filterpapierbereich, wie der bei einem bekannten rohrförmigen ölfilterelement verwendete in der gleichen Filtergehäusegröße aufgenom-

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men werden kann und daß die Konstruktion einfacher ist und weniger Teile erfordert als ein bekanntes hohles rohrförmiges Filterelement, da es auf die üblichen Stirnplatten und das Tragrohr eines rohrförmigen Elementes verzichtet.

Obgleich bei der oben beschriebenen Ausführungsform das Trichterglied und das Sieb aus Metallblech bestehen, können sie gleichermaßen aus Kunststoff hergestellt sein und in einem solchen Falle können das perforierte Sieb 23 und die Tragr^pen 21 integral bzw. aus einem Stück mit dem Trichterglied 16 gegossen sein. Eine solche Ausführungsform ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt, bei der das Trichterglied als ein Kunststoff-Formling bzw. -Gußstück 16' vorgesehen ist und anstelle des perforierten Tragsiebes 23 und der Rippen 21, w^.e es in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, eine Vielzahl von Streben 30 und zwei Rippen 31 mit Zwischenräumen zwischen den Streben 30 aufweist, so daß die Enden der Streben die Faltenlagen 10 tragen tew. abstützen, jedoch einen freien Durchfluß von gefilterter Flüssigkeit von den Öffnungen der Faltenlagenzellen zu dem Auslaßansatz 3 ermöglichen, auf den das gegossene Trichterglied 16' im Preßpaßsitz oder im Schnapp-Paßsitz aufgesetzt ist. Diese Ausführungsform vereinfacht noch stärker die Herstellung und den Zusammenbau des Filters, da sie das getrennte Metall-Tragsieb 23 eliminiert.

- Patentansprüche -

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Claims

PatentansOrüche

Flüssigkeitsfilter mit einem zylindrischen, topfförmigen Gehäuse, dessen offenes Ende durch eine Platte verschlossen -ist, die einen zentralen, nach innen gerichteten und mit Innengewinde versehenen Auslaßansatz aufweist, und mit einem Filterelement, das in dem Gehäuse angeordnet ist, so daß entgegengesetzte Seiten des Elementes mit dem zentralen Auslaßansatz bzw. einer Vielzahl von um diesen angeordneten Einlaßöffnungen in Verbindung stehen, und das einen Streifen aus Schichten-Filtermaterial umfaßt, der um eine Reihe von Querfaltlinien zur Bildung einer Reihe von Zieharmonika-Faltenlagen gefaltet ist, wobei die Enden jeder Faltenlage getrennt von denen benachbarter Faltenlagen abgedichtet sind und dadurch die Faltenlagen in eine Reihe von Zellen geformt sind und wobei die Faltenlagen in der Form eines PaneäLs bzw. einer Platte angeordnet sind, an dessen bzw. deren einen ebenen Fläche die offenen Enden der Zellen vorgesehen sind, dadurch ge kennzeichnet, daß die offenen Enden durch Umfangs-Abschnitte der Paneä.- bzw. Plattenfläche umschlossen sind, die an einem undurchlässigen Umfangs-Rahmen (17) dicht angebracht sind, der integral mit einem Trichterglied (16) vorgesehen ist und sich um dessen öffnung erstreckt, welches ein Auslaßrohr (19» 20) aufweist, das im Paßsitz um den Auslaßansatz (3) angeordnet und mit diesem dicht verbunden ist, und daß ein perforiertes Tragglied (23) sich quer über den Rahmen erstreckt und die offenen Enden der Zellen (10) trägt bzw. abstützt.
2. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (7) im Querschnitt im wesentlichen viereckig ist und daß der Rahmen (17) in der Gestalt im wesentlichen viereckig ist.

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3· Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1 oder 2_? dadurch gekennzeichnet, daß das Trichterglied als ein Kunststoff-Formling bzw. -Preßling (16*) vor*« gesehen ist und daß das Tragglied (23) mit diesem integral bzw. aus einem Stück gegossen ist und eine Vielzahl von Rippen (30, 31) umfaßt, deren freie Kanten an den offenen Enden der Faltenlagen-Zellen anliegen, wobei die Ripen (30) zwischen sich Zwischenräume für einen freien Durchfluß von gefilterter Flüssigkeit von den Zellen zu dem Äuslaßansatz (3) aufweisen.
4-. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3₅ dadurch gekennzeic hn e t, daß ein Rückschlagventil zwischen die Platte und das Trichterglied eingesetzt ist, daß das Ventil aus elastomerem Material besteht und eine rohrförmige Hülse (25) umfaßt, deren entgegengesetzten Enden in dichter Berührung mit der Platte (2) um den Auslaßansatz (3) ba?. mit dem Trichterglied (16) um das Auslaßrohr stehen, und daß die Hülse zwischen ihren Enden einen integralen Ringflansch (26) aufweist, der sich über die Einlaßöffnungen (27) erstreckt und dessen äußerer Umfangsabschnitt mit der Platte radial außerhalb der Einlaßöffnungen in elastischer, dichter Berührung steht.
5. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Rippen (21) vorgesehen ist, die sich normal zu dem Rahmen an entgegengesetzten Ümfangsabschnitten von diesem erstrecken und jeweils in die entgegengesetzten Endzeilen des Filterelementes (7) zur Lokalisierung des Elementes an dem Rahmen greifen.

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6. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß alternierende Faltlinien in Längsrichtung des Streifens (8) im Querschnitt "W"- und "M^lf-Form aufweisen und daß in den Streifen von entgegengesetzten Seiten von diesem zwei Gruppen von Abstandshalter-Formationen (12, 14) eingedrückt sind, so daß, wenn der Streifen um seine Faltlinien gefaltet , die zwischen benachbarten Faltenlagen (10) und den zwei Hälften jeder Faltenlage gebildeten Sicken bzw. Knicke eine im wesentlichen rechtwinklige Form aufweisen und die Faltenlagen und die zwei Hälften jeder Faltenlage voneinander gleichförmig mit Abstand angeordnet sind.

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