DE20308834U1

DE20308834U1 - Ölreinigungsfilter

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Publication number: DE20308834U1
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Authority: DE
Original assignee: DUN IVAN; KARABACH OLEKSANDR
Current assignee: DUN IVAN; KARABACH OLEKSANDR
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2013-06-06

Description

Karabach Oleksandr · ····..: J !*·. . I ] *'. DEGD-81926.1

Dun'Ivan *.«*···* *·.**·»* *··**··* 5. Juni 2003

ÖLREINIGUNGSFILTER

Das vorgeschlagene Gebrauchsmuster betrifft das Gebiet der Automobilindustrie, insbesondere die Anordnungen für die Ölreinigung.

Am nächsten zum vorgeschlagenen Gebrauchsmuster liegt ein Ölreinigungsfilter, enthaltend ein Gehäuse in der Form eines Bechers mit dem Deckel und innerhalb des Gehäuses gleichachsig angeordneten Hauptfilterelement mit dem Umgehungsventil und den Gegendränageventilen, Filterelement für das Umgehungsöl und Sicherheitsventil, sowie drei gleichachsig angeordneten Federn, wobei die erste Feder zwischen dem Boden des Gehäuses und dem Umgehungsventil angeordnet ist, die zweite Feder im Umgehungsventil angeordnet ist und die dritte Feder für die Funktionierung des Sicherheitsventils im Fall der Verunreinigung des zusätzlichen Filterelements für das Umgehungsöl vorgesehen ist (UA-Deklarationspatent Nr. 42171A, IPK⁷ B01D 35/14; Veröffentlichungsdatum 15.10.2001, Bulletin Nr. 9, 2001).

Am Anfang der Funktionierung der beschriebenen Anordnung in der Umgehungsbetriebsart wenn das Öl noch kalt ist und weist dadurch erhöhte Viskosität auf oder wenn das Hauptfilterelement geschmutzt ist oder bei der scharfen Erhöhung der Motordrehzahl (beim eventuellen hydraulischen Stoss des Öls) - strömt das mittels der ölpumpe aus dem Kurbelgehäuse zugeführte ungereinigte Öl durch das für die gröbere Filtrierung vorgesehene Filterelement des Umgehungsventils mit der Filtrierungsfähigkeit ca. 100 mkm (grobe Reinigung), durch das Umgehungsventil und den Siebfilter in den Austrittskanal des ölfilters und weiter in die Hauptölleitung des Motors, dabei die auf der Arbeitsfläche des Feinreinigungsfilterelementes bisher sich abgelagerten Verunreinigungen wegspülend. Im Fall der beträchtlichen Verunreinigung auch des Filterelements des Umgehungsventils strömt das Öl durch das Sicherheitsventil zum Austrittsventil des Filters, die sich abgelagerten Verunreinigungen auf seinem Weg wegspülend, was zur beträchtlichen Verschlechterung der Funktionierung des Motors und Verminderung dessen Ressource führen kann. Dabei ergibt sich manchmal die sogenannte "Grenzreibung", deren Ergebnis die Überhitzung des Motors, das Aneinanderhaften (Fressern), die Verschmelzung und Zerstörung von Lagerschalen, die Verkeilung von Kolben und Ringen ist.

Dem vorgeschlagenen Gebrauchsmuster ist eine Aufgabe zugrunde gelegt, einen derartigen Ölreinigungsfilter zu schaffen, bei dem die Wahrscheinlichkeit des Einlaufe der sich, abgelagerten Verunreinigungen in die Hauptölleitung des Motors bei allen Betriebsarten des

Filters beträchtlich geringer ist, infolge des Schaffens der Bedingungen zur Retention der erwähnten Verunreinigungen.

Diese Aufgabe ist durch die vorgeschlagene Anordnung gelöst; sie, wie der bekannte Ölreinigungsfilter, enthält ein Gehäuse in der Form eines Bechers mit dem Deckel und die innerhalb des Gehäuses gleichachsig angeordneten Hauptfilterelement mit dem Umgehungsventil und den Gegendränageventilen, Filterelement für das Umgehungsöl und Sicherheitsventil, sowie drei gleichachsig angeordneten Federn, wobei die erste Feder zwischen dem Boden des Gehäuses und dem Umgehungsventil angeordnet ist, die zweite Feder im Umgehungsventil angeordnet ist und die dritte Feder für die Funktionierung des Sicherheitsventils im Fall der Verunreinigung des zusätzlichen Filterelements für das Umgehungsöl vorgesehen ist, und dadurch gekennzeichnet, dass der Filter zusätzlich zwei Schutzschirmen enthält, einer von denen gleichachsig und mit dem Spalt gegenüber der Aussenoberfläche des Hauptfilterelementes angeordnet ist und der zweite mit dem Spalt gegenüber der Aussenoberfläche des zusätzlichen Filterelementes für das Umgehungsöl im Spalt zwischen dem Umgehungsventil und der Arbeitsoberfläche des zusätzlichen Filterelementes für Umgehungsöl angeordnet ist, wobei jeder Schutzschirm eine Durchgangsöffnung zur Ölzuführung aufweist.

Die Besonderheit des vorgeschlagenen ölreinigungsfilters besteht darin, dass zwischen dem Deckel und der Stirnseite des Hauptfilterelementes an dem Flansch, der die Durchgangsöffnungen für das öl aufweist, gleichachsig mit dem Hauptfilterelement ein ringförmiger permanenter Magnet angeordnet ist. Dieser Magnet gewährleistet die Ausscheidung aus dem Öl und das Halten auf dessen Oberfläche der ferro- und paramagnetischen (der Ruß) Verunreinigungen, die im öl vorhanden sein können, z.B. als Produkte des Verschleisses von Motorteilen und des Prozesses der Verbrennung von Brennstoff.

Weitere Besonderheit des vorgeschlagenen Ölreinigungsfilters besteht auch darin, dass die im Flansch ausgeführten Durchgangsöffnungen tangential orientiert und gleichmässig auf der Kreislinie verteilt sind.

Solche Konstruktion gewährleistet die Wirbelung des Ölflusses und somit die Verlängerung des Ölweges um den permanenten Magnet herum und die Steigerung der Anzahl der dem öl ausgeschiedenen ferro- und paramagnetischen Partikeln.

Das Vorhandensein der Schutzschirmen schliesst praktisch die Wahrscheinlichkeit des Einlaufe in die Hauptölleitung des Motors der bei den Umgehungsbetriebsarten von den Arbeitsoberflächen des Filterelementes für die Feinreinigung und des Filterelementes für das

Umgehungsöl durch die Öl weggespülten, während des Filtrierungsprozesses sich abgelagerten Verunreinigungen aus, weil sie in den Hohlräumen zwischen den Schutzschirmen und den entsprechenden Filterelementen bleiben.

Die vorgeschlagene Konstruktion des Ölreinigungsfilters kann sowohl zerlegbar als auch unzerlegbar realisiert sein.

Die vorgeschlagene Konstruktion des Ölreinigungsfilters wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 unzerlegbare Konstruktion des Ölreinigungsfilters,
Figur 2 zerlegbare Konstruktion des ölreinigungsfilters.

Der Ölreinigungsfilter enthält ein Gehäuse in der Form eines Bechers 1 mit dem Deckel 2, der Einlassöffnungen 3 und Auslassöffnung 4 aufweist. Im Becher 1 sind ein Hauptfilterelement 5 mit dem Umgehungsventil 6 und Gegendränageventil 7, ein Filterelement 8 für das Umgehungsöl und ein Sicherheitsventil 9 sowie drei Federn gleichachsig angeordnet, wobei die erste Feder 10 zwischen dem Boden des Bechers 1 und dem Umgehungsventil 6 angeordnet ist, die zweite Feder 11 unter dem Umgehungsventil 6 angeordnet ist und die dritte Feder 12 für die Funktionierung des Sicherheitsventils 9 im Fall der Verunreinigung des Filterelements 8 für das Umgehungsöl vorgesehen ist. Im Filter ist ein Schutzschirm 13 vorgesehen, der gleichachsig und mit dem Spalt gegenüber der Aussenoberfläche des Hauptfilterelementes 5 angeordnet ist. Der Schutzschirm 13 ist für die Verhinderung des Wegspülens der Verunreinigungen von der Oberfläche des Hauptfilterelementes. Der zweite Schutzschirm 14 ist gleichachsig und mit dem Spalt gegenüber der Aussenoberfläche des Filterelementes 8 für das Umgehungsöl im Spalt zwischen dem Umgehungsventil 6 und der Arbeitsoberfläche des Filterelementes 8 für das Umgehungsöl angeordnet. Der Schutzschirm 13 weist die Durchgangsöffnungen 15 auf, und der Schutzschirm 14 weist eine Durchgangsöffnung 16 auf, die alle für den Eintritt des Öls in die zwischen den entsprechenden Filterelementen und den Schutzschirmen gebildeten Hohlräumen vorgesehen sind. Zwischen dem Deckel 2 und der Stirnseite des Hauptfilterelementes 5 ist ein Flansch 17 angeordnet, an dem gleichachsig mit dem Hauptfilterelement 5 ein permanenter Magnet 18 gefestigt ist. Die im Flansch 17 ausgeführten Durchgangsöffnungen 19 sind tangential orientiert und gleichmässig auf der Kreislinie verteilt.

Die Autoren haben die optimale Positionen der Bereichen für die Durchgangsöffnungen 15 in dem Schutzschirm 13 für verschiedene - horizontale, geneigte oder vertikale - räumliche Orientierungen der Anordnung im Motor experimentell bestimmt.

Die Einlassdurchgangsöffnung Jjri^ersten Schutzschirm^ ist mit_# Abstand K von der dem

Becherboden zugewandten Stirnseite des Hauptfilterelementes ausgeführt, der durch den Ausdruck K= (0,4 bis 0,6) &EEacgr; bestimmt wird, wobei H die Höhe des Hauptfilterelementes bedeutet. Solche Konstruktion gilt als optimale für horizontalen Orientierung des Ölreinigungsfilters, was bei der Automobilen z. B. von Marken VAZ, ZAZ der Fall ist.

Die Einlassdurchgangsöffnung im ersten Schutzschirm ist mit Abstand K von der dem Becherboden zugewandten Stirnseite des Hauptfilterelementes ausgeführt, der durch den Ausdruck K= (0,1 bis 0,3)·&EEgr; bestimmt wird, wobei H die Höhe des Hauptfilterelementes bedeutet. Solche Konstruktion gilt als optimale für vertikalen oder geneigten (Becherboden oben) Orientierung des Ölreinigungsfilters, was bei der Automobilen z. B. von Marken UAZ, Peugeout, Mercedes der Fall ist.

Die Einlassdurchgangsöffnung im ersten Schutzschirm ist mit Abstand K von der dem Becherboden zugewandten Stirnseite des Hauptfilterelementes ausgeführt, der durch den Ausdruck K= (0,7 bis 0,9)· H bestimmt wird, wobei H die Höhe des Hauptfilterelementes bedeutet. Solche Konstruktion gilt als optimale für vertikalen oder geneigten (Becherboden unten) Orientierung des Ölreinigungsfilters, was bei der Automobilen z. B. von Marken Audi, Volkswagen der Fall ist.

Die Anzahl und die Durchmesser der Durchgangsöffnungen 15 werden experimentell bestimmt und hängen von der Durchlassfähigkeit des Filters ab; die Achsen aller Öffnungen 15 liegen jedoch in einer oder zwei der Achse des Hauptfilterelementes 5 senkrechten Ebenen und können z.B. schachartig angeordnet sein.

Der vorgeschlagene Filter funktioniert wie folgt.

Das Öl wird aus dem Kurbelgehäuse mittels einer Ölpumpe (nicht gezeigt) dem
Ölreinigungsfilter zugeführt. Das Öl tritt in den Filter durch die Öffnungen 3 im Deckel 2
ein, dann durch die tangentialen Öffnungen 19 im Flansch 17 strömt das Magnetfeld
des Magnets 18 durch, an dem sich die im Ölfluss enthaltenden ferro- und
paramagnetischen Teilchen ablagern. Beim Fliessen des Öls durch das Magnetfeld des Magnetes 18 wurden die Ölmolekülen aktiviert, was eine Steigerung der Tragfähigkeit
von Ölfolie sowie deren Fließfähigkeit zur Folge hat, d.h. eine Fähigkeit des Öls, in die
engen Spalten durchzudringen, verbessert.

Da die Öffnungen 19 tangential orientiert sind, wird die Wirbelung des ölflusses und somit die Verlängerung der Dauer des Aufenthaltes von öl im Magnetfeld des Magnets 18 und Steigerung der Anzahl dem Öl ausgeschiedenen ferro- und paramagnetischen Teilchen gewährleistet. Dann tritt das Öl durch die Öffnungen 15 in den Hohlraum zwischen dem Schutzschirm 13 und dem Hauptfilterelement 5 ein. Von hier aus strömt

• ·

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das Öl durch das Hauptfilterelement 5, und sich die Teilchen, deren Abmessungen die Abmessungen der Poren des Hauptfilterelementes 5 übersteigen, an seiner Oberfläche ablagern. Nach dem Durchgang des Hauptfilterelementes 5 tritt das Öl durch die Öffnung 4 in die Hauptölleitung des Motors zu.

Bei der Umgehungsbetriebsart des Filters - wenn das Öl noch kalt ist und weist dadurch erhöhte Viskosität auf oder wenn das Hauptfilterelement 5 geschmutzt ist, öffnet sich das für den Druck 0,6 bis 0,8 MPa bemessene Umgehungsventil 6, durch welches das Öl dem Filterelement 8 für das Umgehungsöl zuströmt. Durch das Vorhandensein des Schutzschirms 13 spült der Umgehungsölfluss die bisher sich an der Oberfläche des Hauptfilterelementes 5 abgelagerten Verunreinigungen nicht weg und gelangen diese an das Filterelement 8 für das Umgehungsöl und weiter - zur Hauptölleitung - nicht.

Da das Filterelement 8 nach dem Umgehungsventil 6 angeordnet ist, gelang es, den Auslösungsdruck des Sicherheitsventils 9 von 2 bis 2,2 MPa auf 0,6 bis 0,8 MPa zu verringern und eine kontinuierliche Funktionsfähigkeit des Ölfilters bei eventuellen Verringerungen des durch die (nicht gezeigten) Ölpumpe gebildeten Öldrucks zu gewährleisten. Im Fall der beträchtlichen Verunreinigung auch des Filterelementes 8 für das Umgehungsöl öffnet sich ein Sicherheitsventil 9 und strömt das Öl unverhindert und in genügender Menge der Ölleitung des Motors zu.

Durch das Vorhandensein des Schutzschirms 14 spült der Umgehungsölfluss die bisher sich an der Oberfläche des erwähnten Filterelementes 8 abgelagerten Verunreinigungen bei der beliebigen räumlichen Orientierung des Filters nicht weg; sie bleiben im Hohlraum zwischen dem Element 8 und dem Schutzschirm 14.

Die vorgeschlagene Anordnung gestattet darüber hinaus, eine Benutzungsdauer des Motoröls zu verlängern. Dies ist in der vorgeschlagenen Anordnung möglich, weil die im öl verteilten feinen Metallteilchen, die als Katalysatoren der Oxidationsreaktion des Öls, dessen Alterung und Verschlechterung dessen Schmiereigenschaften wirken, sich bevorzugt an der Oberfläche des permanenten Magnet 18 speichern, während sich die grösseren Teilchen an den Filterelementen und in den Hohlräumen hinter den entsprechenden Schirmen ablagern. Sich ablagernd, lappen diese Teilchen einander über, wodurch sich deren im Kontakt mit dem Öl stehende Gesamtfläche und eine Anzahl der partiellen Reaktionen der Oxidation des Öls vermindern; dadurch ist das Öl während längerer Zeit zur Benutzung geeignet.

Claims

1. Ölreinigungsfilter, enthaltend ein Gehäuse (1) in Form eines Bechers mit einem Deckel (2) und ein innerhalb des Gehäuses (1) koaxial angeordnetes Hauptfilterelement (5) mit einem Umgehungsventil (6) und mit Gegendränageventilen (7), ein Filterelement (8) für das Umgehungsöl und ein Sicherheitsventil (9), sowie drei koaxial angeordnete Federn (10, 11, 12), wobei die erste Feder (10) zwischen dem Boden des Gehäuses (1) und dem Umgehungsventil angeordnet ist, die zweite Feder (11) in dem Umgehungsventil (6) angeordnet ist und die dritte Feder (12) zur Betätigung des Sicherheitsventils (9) im Falle einer Verunreinigung eines zusätzlichen Filterelements (8) für das Umgehungsöl vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,

- dass der Filter zwei zusätzliche Schutzschirme (13, 14) enthält,

- wobei der erste Schutzschirm (13) in einem Abstand zur Außenfläche des Hauptfilterelementes (5) und koaxial dazu angeordnet ist und der zweite Schutzschirm (14) in einem Abstand zur Außenfläche des zusätzlichen Filterelementes (8) für das Umgehungsöl in einem Spalt zwischen dem Umgehungsventil (6) und der Arbeitsoberfläche des zusätzlichen Filterelementes (8) für das Umgehungsöl angeordnet ist,

- wobei jeder Schutzschirm (13, 14) eine Durchgangsöffnung (15, 16) zur Ölzuführung aufweist.

2. Ölreinigungsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Deckel (2) und der Stirnseite des Hauptfilterelementes (5) ein Flansch (17) vorgesehen ist, der Durchgangsöffnungen (19) für das Öl aufweist und an welchem koaxial mit dem Hauptfilterelement (5) ein ringförmiger permanenter Magnet (18) angeordnet ist.

3. Ölreinigungsfilter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Flansch (17) ausgeführten Durchgangsöffnungen (19) tangential orientiert und gleichmäßig auf einer Kreislinie verteilt sind.