DE69609975T2

DE69609975T2 - Wiederverwendbarer flüssigkeitsfilter und adapter.

Info

Publication number: DE69609975T2
Application number: DE69609975T
Authority: DE
Inventors: William J. Ellis; Gerald F. Smith
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 2001-04-12
Anticipated expiration: 2016-06-28
Also published as: CA2225686A1; DE69609975D1; JPH10511894A; JP3203361B2; EP0836526A1; AU708502B2; ATE195668T1; EP0836526B1; CN1070727C; US5569373A; MX9800768A; BR9609386A; AU6407096A; CN1193288A; CA2225686C; WO1997001385A1; US5830371A; ES2153115T3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Filter zum Filtern von Flüssigkeiten wie zum Beispiel Motoröl, Kühlmittel, Kraftstoff, Hydraulik- oder Getriebefluids. Flüssigkeitsfilter werden eingesetzt, um Verunreinigungen aus Flüssigkeiten zu entfernen.
Flüssigkeitsfilter dienen der Entfernung von Verunreinigern aus Flüssigkeiten wie beispielsweise Motoröl. Bei Verbrennungsmotoren wird zur Schmierung von Lagern und zur Verringerung der Reibung Öl verwendet. Dieses Öl wird im Motor umgewälzt und führt Verunreiniger wie zum Beispiel Metallpartikel, Kohlenstoffteilchen und Schmutz mit sich, die den Motor beschädigen können. Zur wirksamen Schmierung des Motors wird Motoröl durch einen Filter gegeben, um die Verunreiniger zu entfernen, bevor das Öl erneut im Motor umgewälzt wird. Der typische Ölfilter wird an einen Verbrennungsmotor am Ölfilterbehälter angebracht. Motoröl strömt durch eine Austrittsöffnung im Ölfilterbehälter in den Flüssigkeitsfilter und dann in das Motorschmiersystem durch ein Öleintrittsrohr. Ein Filterelement im Flüssigkeitsfilter scheidet Verunrei nigungen aus dem Öl ab, bevor dieses durch das Öleintrittsrohr wieder in den Motor gelangt. Aufgrund der Dynamik dieses Prozesses müssen Ölfilter abgedichtet sein, um einen Ölaustritt an die Umgebung zu verhindern.
Bisher wurden Ölfilter traditionell in Einwegausführung verwendet, was zu einem grossen Problem im Hinblick auf den Umweltschutz geführt hat. Gebrauchte Ölfilter werden auf Deponien oder in Verbrennungsanlagen entsorgt. Durch jüngste Verbesserungen des Stands der Technik konnten die Filterelemente vom Filterkanister getrennt werden, so dass vom Verbraucher lediglich das Filterelement entsorgt zu werden brauchte und somit die anfallende Abfallmenge verringert werden konnte. Dennoch ist die durch die Entsorgung der Filterelemente entstehende Abfallmenge immer noch gross.
Verschiedene Motorhersteller wie zum Beispiel Caterpillar Detroit usw. verwenden verschiedene Anordnungen zum Anbringen von Ölfiltern an ihren Motorblöcken. Die unterschiedliche Halterung ist mit Mehrkosten für die Herstellung und den Vertrieb von Ölfiltern verbunden. Die Lieferung von Filtern für verschiedene Motorhersteller bedingt die Neufertigung von Hauptbauteilen eines Ölfilters oder einer kompletten Filteranordnung, um ein Filterprodukt einem bestimmten Motor anpassen zu können.
Die Patentanmeldung GB 2258166, die USA-Patentschrift Nr. 4 622 136 und das europäische Patent Nr. EP-A-0 025 628 haben jeweils Flüssigkeitsfilter mit wiederverwendbaren Filteranordnungen zum Gegenstand.
Es besteht ein Bedarf an einem Flüssigkeitsfilter zur Filterung einer Vielzahl von Flüssigkeiten, der mit einem wiederverwendbaren Filter element ausgestattet ist und der leicht verschiedenen Anschlüssen insbesondere zur Verwendung als Ölfilter in Motoren angepasst werden kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Wiederverwendbarer Filter für Flüssigkeiten mit:
(a) einem Kanister, wobei der Kanister eine äussere Wandung, eine innere Wandung, eine mittlere Achse, ein geschlossenes Ende und ein offenes Ende sowie ein Tragblech im geschlossenen Ende umfasst;
(b) einem wiederverwendbaren Filterelement, das herausnehmbar im Kanister angeordnet ist, wobei das Filterelement zwei Enden, eine äussere Wandung und eine innere Wandung zur Ausbildung eines Hohlkerns und einen Filterelementaufsatz an einem Ende des Filterelements mit einer Flüssigkeitsaustrittsöffnung neben dem Hohlkern aufweist und wobei das Filterelement dicht schliessend so auf dem Tragblech aufliegt, dass das Tragblech das Filterelement im Kanister aufnimmt; und
(c) einem Adapterkörper, wobei der Adapterkörper eine Innenfläche und eine Aussenfläche, eine Verschlussvorrichtung zur Befestigung des Kanisters an der Innenfläche des Adapterkörpers, eine durch den Adapterkörper verlaufende Flüssigkeitsaustrittsöffnung, wobei der Filterelementflüssigkeitsaustritt dicht schliessend am Adapterkörper befestigt ist, ein Abteil für ungefilterte Flüssigkeit zwischen der äusseren Wandung des Filterelements und der inneren Wandung des Kanisters und eine Vielzahl von Eintrittsöffnungen für ungefilterte Flüssigkeit umfasst, die im Adapterkörper ausgebildet sind und eine Strömungsverbindung zum Abteil für ungefilterte Flüssigkeit herstellen;
wobei der wiederverwendbare Filter für Flüssigkeiten dadurch gekennzeichnet ist, dass die Eintrittsöffnungen für ungefilterte Flüssigkeit unter einem nicht parallelen Winkel zu einer Ebene des Kanisterdurchmessers und unter einem schiefen Winkel zu einer Tangente des Kanisters verlaufen, um eine wirbelnde, tornadoähnliche Bewegung der Flüssigkeit im Abteil für ungefilterte Flüssigkeit zu erzeugen.
Eine erfindungsgemässe Zielsetzung ist die Schaffung einer einfachen und kostengünstigen Methode zur Verwendung von reinigungsfähigen Filtern. Eine Hauptzielsetzung und ein Vorteil der vorliegenden Erfindung bestehen darin, dass der Flüssigkeitsfilter durch Verwendung eines preisgünstigen Adapterrings einer Vielzahl von Anschlüssen angepasst werden kann. Insbesondere kann der Gegenstand dieser Erfindung als Ölfilter für einen Motor verwendet und dem Motor mit einem Adapterring angepasst werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist ein wiederverwendbares Filterelement, durch das sich der Platzbedarf zur Entsorgung auf Deponien und die Menge der in Verbrennungsanlagen zu entsorgenden Filterelemente sowie die Kosten für Filterwartung verringern lassen.
Ein erfindungsgemässes Merkmal ist ein Adapterkörper mit winklig angeordneten Flüssigkeitseintrittsöffnungen zur Erzeugung einer Turbinenwirkung innerhalb des Kanisters, um Verunreinigungen in den Schwebezustand zu versetzen, die dann aus der Flüssigkeit durch das Filterelement in der wirbelnden ungefilterten Flüssigkeit abgeschieden werden.
Ein Merkmal der Erfindung ist ein Filterelement aus einem Gewebe, das so gemustert ist, dass es einer Zusetzung durch Verunreinigungen entgegenwirkt. Ein noch anderes Merkmal der Erfindung ist ein Filterelement mit mehreren Gewebeschichten unterschiedlicher Maschengrössen zur progressiven Filterung von Flüssigkeit bei deren Durchgang durch das Filterelement, wobei die Gefahr einer Verstopfung verringert und gleichzeitig die Gesamtfilterfläche des zur Filterung der Flüssigkeit verwendeten Filterelements vergrössert wird. Ein weiteres erfindungsgemässes Merkmal ist ein Sedimentabscheider, der dazu dient, durch die von den winklig angeordneten Flüssigkeitseintrittsöffnungen im Adapterkörper erzeugte Turbinenwirkung Sedimente aus dem Flüssigkeitsströmungspfad des Filters abzuscheiden und so die Gefahr eines Zusetzens des Filters zu verringern und die Intervalle für die Filterwartung zu verlängern.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist eine Entlastungsventilanordnung, um den weiteren Durchgang von Flüssigkeit zu ermöglichen, wenn sich das Filterelement zusetzen sollte. Ein noch anderes erfindungsgemässes Merkmal ist die in den Flüssigkeitskeitsfilter eingebaute Antisiphonvorrichtung, die verhindert, dass Flüssigkeit durch Siphonwirkung aus dem Abteil für ungefilterte Flüssigkeit des Kanisters austreten und Beschädigungen durch Versuche zum Starten des Motors verursacht werden können, durch welche das Öl aus dem Flüssigkeitsfilter durch Siphonwirkung austritt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindungen sind aus der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform, den Zeichnungen und den zu dieser Patentanmeldung gehörigen Patentansprüchen ersichtlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht des wiederverwendbaren Flüssigkeitsfilters.
Fig. 2 zeigt einen Detailschnitt eines wiederverwendbaren Flüssigkeitsfilters einschliesslich des mit Gewinde versehenen Adapterrings, der an einem Motorblock als Ölfilter angebracht ist.
Fig. 3a ist eine Schnittansicht eines Filtermaschengewebes in etwa entlang der Achse 3-3 in Fig. 2.
Fig. 3b ist eine Schnittansicht eines alternativen Filtermaschengewebes in etwa entlang der Achse 3-3 in Fig. 2.
Fig. 4 zeigt eine Perspektivansicht der Innenfläche eines Adapterkörpers zur Veranschaulichung einer alternativen Anschlussvorrichtung.
Fig. 5 ist ein Detailschnitt in etwa entlang der Achse 5-5 in Fig. 4.
Fig. 6 ist eine Perspektivansicht des Kanisters mit Darstellung einer alternativen Anschlussvorrichtung.
Fig. 7 ist eine perspektivische Vorderansicht des Kanisters mit Darstellung der alternativen Anschlussvorrichtung.
Fig. 8 zeigt einen Detailschnitt in etwa entlang der Achse 8-8 in Fig. 2.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Eine erfindungsgemässe Ausführungsform ist hierin als Ölfilter an einem Motor dargestellt und beschrieben.
Fig. 1 zeigt den wiederverwendbaren Flüssigkeitsfilter mit einem Kanister 10, einem Filterelement 12 sowie einem Adapterkörper 14 und einem mit Gewinde versehenen Adapterring 16.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besitzt der Adapterring 16 Aussengewinde 18 und Innengewinde 20. Die Aussengewinde 18 dienen zum Aufschrauben des Adapterrings 16 auf einen wiederverwendbaren Flüssigkeitsfilter in Standardausführung, wie er allgemein mit der Bezugsziffer 22 bezeichnet ist. Die Innengewinde 20 sind bearbeitet, damit der Flüssigkeitsfilter 22 einer Vielzahl von Motoren verschiedener Hersteller angepasst werden kann. Ein Motorblock 24 besitzt in der Regel einen Ölfilterstumpf 26, auf den ein Flüssigkeitsfilter aufgeschraubt werden kann. Im Filterstumpf 26 ist ein Rohr 27 für gefiltertes Öl ausgebildet, damit gefilterte Flüssigkeit aus dem wiederverwendbaren Flüssigkeitsfilter 22 austreten kann. Dieser Filterstumpf 26 ist mit Aussengewinden 28 nach Erstausstatternorm versehen. Verschiedene Motorhersteller arbeiten mit unterschiedlichen Gewindemustern. Durch diese Aussengewinde 28 nach Erstausstatternorm müssen Flüssigkeitsfilter nach dem Stand der Technik zur Montage an verschiedenen Motoren unterschiedlich gefertigt werden. Dies führt durch die Fertigung alternativer Filter zu zusätzlichen Kosten auf Seiten der Filterhersteller sowie zu Mehrkosten für die Verpackung und Lagerung von Filtern mit unterschiedlichen Gewindemustern passend zu den Aussengewinden 28 nach Erstausstatternorm. Der mit Gewinde versehene Adapterring 16 ist als preisgünstige Vorrichtung gedacht, um die Anpassung des wiederverwendbaren Ölfilters 22 an eine Vielzahl verschiedener Filter stümpfe 26 zu ermöglichen. Innengewinde 20 sind passend zu den Aussengewinden 28 nach Erstausstatternorm ausgebildet und dienen der Anpassung wiederverwendbarer Flüssigkeitsfilter 22 an eine Vielzahl verschiedener Motoren, wobei gleichzeitig die Kosten für Fertigung, Verpackung und Vertrieb wiederverwendbarer Filter gesenkt werden.
Der mit Gewinde versehene Adapterring 16 hat eine kreisförmige Innenfläche 17 und eine kreisförmige Aussenfläche 19. Entlang dem mit Gewinde versehenen Adapterring sind Schlitze 21 ausgebildet, die in Richtung der kreisförmigen Aussenfläche 19 verlaufen. Mittels dieser Schlitze besteht die Möglichkeit, ein Werkzeug (nicht dargestellt) oder einen grossen Schraubendreher (nicht dargestellt) zum Festziehen des mit Gewinde versehenen Adapterrings 16 auf dem Adapterkörper 14 zu benutzen.
Der Adapterkörper 14 umfasst eine Innenfläche 30 und eine Aussenfläche 32. Die Aussenfläche 32 besitzt eine ringförmige flache Oberfläche 34 und einen ringförmigen Kanalausschnitt 36, der in der ringförmigen Oberfläche 34 ausgebildet ist. Der O-Ring 38 wird in den ringförmigen Kanal 36 eingesetzt, um eine ölundurchlässige Abdichtung zwischen dem Adapterkörper 14 und dem Motorblock 24 zu bilden, wenn der Adapterkörper 14 mit dem mit Gewinde versehenen Adapterring 16 auf den Filterstumpf 26 aufgeschraubt wird. Ein zweiter ringförmiger Kanal 36.1 in der Aussenfläche 32 kann ebenfalls zur Ausbildung einer ölundurchlässigen Abdichtung herangezogen werden. Ein zweiter O-Ring 38.1 wird in den Kanal 36.1 eingesetzt, um den Adapterkörper 14 den Motoren weiterer Hersteller anzupassen. Ungefiltertes Öl tritt aus dem Motorblock 24 durch die Öffnungen 40 für ungefiltertes Öl aus. Der Kanal 42 für ungefilterte Flüssigkeit ist in der Aussenfläche 32 ausgebildet und bietet dem ungefilterten Öl die Möglichkeit, durch die Eintrittsöffnungen 46 für ungefilterte Flüssigkeit, durch den Adapterkörper 14 und in das zwischen dem Kanister 10 und dem Filterelement 12 ausgebildete Abteil 48 für ungefilterte Flüssigkeit zu strömen. Der Kanal 42 für ungefilterte Flüssigkeit hilft bei der Anpassung des Flüssigkeitsfilters 22 an eine Vielzahl von Motoren und sonstigen Flüssigkeitssystemen.
Eintrittsöffnungen 46 für ungefilterte Flüssigkeit sind winklig zur Achse des Kanisters 10 ausgebildet, um eine Turbinen- oder Wirbelbewegung der ungefilterten Flüssigkeit im Abteil 48 für ungefilterte Flüssigkeit zu erzeugen. Nach der bevorzugten Ausführungsform sind Eintrittsöffnungen 46 für ungefilterte Flüssigkeit unter einem Winkel von etwa 60º relativ zum Durchmesser einer Flüssigkeitsaustrittsöffnung 44 vorgesehen. Eintrittsöffnungen 46 für ungefilterte Flüssigkeit sind ebenfalls unter einem Winkel von 60º tangential zur Flüssigkeitsaustrittsöffnung 44 ausgebildet. Die Festlegung eines Winkelverhältnisses zwischen den Flüssigkeitseintrittsöffnungen 46 und der Flüssigkeitsaustrittsöffnung 44 ist in keinster Weise dazu gedacht, den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung einzuschränken, wobei in bezug auf den wiederverwendbareen Flüssigkeitsfilter 22 in Abhängigkeit von der jeweils erforderlichen Verwirbelung und der zu filternden Flüssigkeit verschiedene Winkel möglich sind. Der Winkel einer jeden Flüssigkeitseintrittsöffnung 46 liegt innerhalb des gleichen Winkelverhältnisses zur Achse des Kanisters 10 wie die anderen Flüssigkeitseintrittsöffnungen 46. Diese winklig ausgebildete Flüssigkeitseintrittsöffnung 46 erzeugt eine Wirbelbewegung der Flüssigkeit innerhalb des Kanisters 10, die um das Filterelement 12 wirkt, um in der ungefilterten Flüssigkeit enthaltene Schmutzpartikel in den Schwebezustand zu versetzen. Löcher 50 für verstellbare Zweilochmutterndreher sind im Adapterkörper 14 zum Einsatz eines Zweilochmutterndrehers (nicht dargestellt) vorgesehen, um das Festziehen und Lösen des Adapterkörpers 14 mit dem mit Gewinde versehenen Adapterring 16 am Motorblock 24 zu erleichtern. Die Löcher 50 für verstellbare Zweilochmutterndreher können ebenfalls zum Einsatz einer Metallstange (nicht dargestellt) angepasst werden, um den Adapterkörper 14 festzuziehen und zu lösen.
Die Flüssigkeitsaustrittsöffnung 44 ist im Adapterkörper 14 ausgebildet und umfasst ein Gewindeteil 54 zur Anpassung an die Aussengewinde 18 an dem mit Gewinde versehenen Adapterring 16. Die Flüssigkeitsaustrittsöffnung 44 verläuft durch den Adapterkörper 14 und die Filterhülse 56 an der Innenfläche 30 des Adapterkörpers 14. Entlang der Innenfläche der Austrittsöffnung 44 ist die Filterhülse 56 mit einem ringförmigen Kanal 55 versehen. Ein O-Ring 57 für die Kappe befindet sich im Kanal 55. Es gilt als vorausgesetzt, dass die Flüssigkeitsaustrittsöffnung 44 einen Flüssigkeitsdurchgang zu den Eintrittsöffnungen 46 für ungefilterte Flüssigkeit, zu dem Kanal 42 für ungefiltertes Öl oder zu den Öffnungen 40 für ungefiltertes Öl nicht gestattet, wenn der wiederverwendbare Filter 22 montiert und am Motorblock 24 angebracht ist. Neben den Kanisteraussengewinden 58 ist der O-Ring 60 für den Kanister am Adapterkörper 14 montiert. Der O-Ring 60 für den Kanister ist so positioniert, dass er eine ölundurchlässige Abdichtung zwischen dem Adapterkörper 14 und dem Kanister 10 bildet.
Ein in Fig. 1 als kegelstumpfförmiges Prallblech aus Gummi dargestelltes Antisiphonventil 62 ist auf der Filterhülse 56 montiert, um zu verhindern, dass ungefiltertes Öl aus dem Abteil 48 für ungefiltertes Öl austritt und aus dem wiederverwendbaren Ölfilter 22 und durch die Eintrittsöffnungen 46 für ungefilterte Flüssigkeit in den Motorblock 24 gelangt. Bei dem Antisiphonventil 62 kann es sich ebenfalls um ein flaches Prallblech aus Gummi handeln, das zum Einpassen zwischen der Filterhülse 56 und den Kanistergewinden 58 ausgebildet ist. Das Antisiphonventil 62 ist neben den Eintrittsöffnungen 46 für ungefilterte Flüssigkeit gehaltert und kann abnehmbar auf der Filterhülse 56 angeordnet werden, wie dies in Fig. 2 zu sehen ist. Es gilt als vorausgesetzt, dass sich das Antisiphonventil 62 beim Durchgang von Öl durch die Eintrittsöffnungen 46 für ungefilterte Flüssigkeit verformt, so dass Öl um das Antisiphonventil 62 strömen kann. Sollte Öl durch Siphonwirkung aus dem wiederverwendbaren Ölfilter 22 durch die Eintrittsöffnungen 46 für ungefilterte Flüssigkeit gelangen, so nimmt das Antisiphonventil 62 wieder seine ursprüngliche Form an, wobei die Öffnungen 46 verschlossen werden und verhindert wird, dass ungefiltertes Öl in den Motorblock 24 gelangt.
Das wiederverwendbare Filterelement 12 umfasst ein reinigungsfähiges Element mit einem ersten Ende 63, einem zweiten Ende 63.1, einer zylindrischen äusseren Wandung 64 und einer zylindrischen inneren Wandung 66. Jede zylindrische Wandung 64, 66 hat im wesentlichen die gleiche Länge. Ein äusserer Filterring 65 ist an jedem Ende mit der äusseren Wandung 64 verbunden und weist einen kleineren Aussendurchmesser als der Kanister 10 auf, um das Einsetzen und Herausnehmen zu erleichtern. Ein innerer Filterring 67 ist an der zylindrischen inneren Wandung 66 an jedem Ende befestigt. Ein Hohlkern 68 wird durch die zylindrische innere Wandung 66 gebildet und dient als Reservoir für gefilterte Flüssigkeit, die durch das Rohr 27 für gefiltertes Öl zum Motorblock 24 strömt. Das als Hohlkern 68 dargestellte Abteil für gefilterte Flüssigkeit öffnet vom Filterelement 12 an der im Filterelementaufsatz 72 ausgebildeten Flüssigkeitsaustrittsöffnung 70. Bei montiertem Filterelement 12 sitzt der innere Filterring 67 konzentrisch im äusseren Filterring 65. Die Filterringe 65, 67 sind aus einem formbaren Material wie zum Beispiel Kunststoff oder Gummi hergestellt, das eine ölundurchlässige Abdichtung zwischen dem inneren Filterring 67 und dem äusseren Filterring 65 bildet. Der Filterelementaufsatz 72 ist am ersten Ende 63 des Filterelements 12 im Hohlkern 68 montiert und erstreckt sich über die Filterelementringe 65, 67, um als zusätzliche ölundurchlässige Abdichtung zu fungieren. Der Filterelementaufsatz 72 umfasst eine äusseren Fläche 75, die dicht gegen die innere Fläche 75 des inneren Filterrings 67 anliegt. Es liegt auf der Hand, dass der äussere Filterring 65 und der innere Filterring 67 verhindern, dass Flüssigkeit ohne Filterung aus dem Abteil 48 für ungefilterte Flüssigkeit in das Abteil 74 für teilweise gefilterte Flüssigkeit gelangt, das durch die zylindrische äussere Wandung 64 und die zylindrische innere Wandung 66 gebildet wird. Der Filterelementaufsatz 72 ist an einem Ende der montierten zylindrischen Wandungen 64, 66 für gefilterte Flüssigkeit angeordnet, um das Filterelement dem Adapterkörper anzupassen und eine ölundurchlässige Abdichtung zu bewirken. Die Flüssigkeitsaustrittsöffnung 70 verläuft vom Filterelementaufsatz 72 aus entlang dem Nippel 77 für gefilterte Flüssigkeit. Der Aussendurchmesser des Nippels 77 für gefilterte Flüssigkeit ist dem Innendurchmesser der Filterhülse 56 angepasst und bildet eine Abdichtung gegenüber dem O-Ring 57 für die Kappe.
Die zylindrische äussere Wandung 64 und die zylindrische innere Wandung 66 bestehen aus einem reinigungsfähigen Maschengewebe 63 aus einem Material wie zum Beispiel Metalldraht. Wie bei der bevorzugten Ausführungsform ist das reinigungsfähige Maschengewebe 63 auf einem grossen Drahtgewebe 63.1 mit einer Maschenweite von etwa 1 mm aufgelagert. Dieses Mass stellt keine Einschränkung des Geltungsbereichs der Erfindung dar, sondern dient lediglich der Veranschaulichung der Halterung für das reinigungsfähige Drahtgewebe 63.
In den Fig. 3 und 3a sind Muster des Maschengewebes 63 dargestellt, die zur Ausbildung zylindrischer Wandungen 64, 66 benutzt werden können. Die Maschengewebe 63 können in einer Vielzahl von Webarten hergestellt werden. Die Webart bestimmt, wie der Draht ver flochten oder verwoben ist. Nach der bevorzugten Ausführungsform besteht das Filterelement 12 aus einem Drahtgewebe 63 mit einer länglichen, konischen oder keilförmigen Öffnung 80 in zum Beispiel einer einfachen oder modifizierten holländischen Webart (Dutch weave). Wie aus Fig. 3 ersichtlich, werden bei einer holländischen Webart Drähte von grösserem Durchmesser für die Kette 76 und Drähte von kleinerem Durchmesser für den Schuss 78 verwendet. Diese Webart ergibt eine konische oder keilförmige Öffnung 80, durch die Verunreinigungen ausgefiltert werden, wobei gleichzeitig aber der Ablagerung von Schmutzpartikeln im Filterelement 12 entgegengewirkt wird. Eine in Fig. 3a gezeigte alternative Webart ist ein sogenanntes geköpertes holländisches Gewebe, das von Ron-Vik, Inc., Minneapolis, Minnesota, bezogen werden kann. Es gilt als vorausgesetzt, dass durch Abscheidung der Schmutzpartikel ohne Festsetzen der Partikel im Filterelement die Wartungsintervalle zur Reinigung und Instandhaltung des wiederverwendbaren Filters und Adapters 22 verlängert werden können. Die Filterelementkappe 82 dient als Halterung für die zylindrische äussere Wandung 64 und die zylindrische innere Wandung 66 und verhindert den Durchgang von Flüssigkeit aus dem Abteil 48 für ungefilterte Flüssigkeit in den Hohlkern 68, ohne dass jede der zylindrischen Wandungen 64, 66 passiert wird.
Es gilt als vorausgesetzt, dass die zylindrische äussere Wandung 64 aus einem Gewebe in einer Webart mit Filteröffnungen 80 besteht, die grösser als die Filteröffnungen 80 der zylindrischen inneren Wandung 66 sind. Diese progressive Erweiterung der Filteröffnungen 80 vom Hohlkern 68 zum Abteil 48 für ungefilterte Flüssigkeit ergibt ein mehrstufiges Filterelement, mit dem die Wartungsintervalle für den wiederverwendbaren Ölfilter 22 verlängert werden. Das mehrstufige Filterelement 12 dient der progressiven Ausfilterung von Schmutzpartikeln aus der Flüssigkeit. Durch diese progressive Filterung wird darüber hinaus die Fläche an Filtergewebe 63 im Filterelement 12 hinaus die Fläche an Filtergewebe 63 im Filterelement 12 vergrössert, was zu längeren Wartungsintervallen führt.
Es gilt als vorausgesetzt, dass die Filterringe 65, 67 aus Metall hergestellt sein können und konzentrisch aufeinander zu liegen kommen, wobei zwischen den Filterringen zur Abdichtung ein O-Ring eingesetzt ist. Es gilt ebenfalls als vorausgesetzt, dass ein vollständig oder teilweise aus Metall gefertigter O-Ring verwendet werden kann, um eine Abdichtung zwischen dem inneren Filterring 67 und dem Filterelementaufsatz 72 zu erreichen.
Nach der in Fig. 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich der Hohlkern 68 über die Länge des Filterelements 12. Die Bypass-Öffnung 84 verläuft vom Hohlkern 68 zum Abteil 48 für ungefilterte Flüssigkeit am zweiten Ende des wiederverwendbaren Filterelements 12. Die Bypass-Öffnung 84 wird durch das in Fig. 2 gezeigte Tragblech 88 mit dem allgemein mit der Bezugsziffer 86 bezeichneten Entlastungsventil verdeckt. Das Entlastungsventil 86 umfasst das Tragblech 88, das unten in den Kanister 10 zur Auflagerung des Filterelements 12 eingesetzt ist. Das Tragblech 88 umfasst eine Ventilöffnung 90 von kleinerem Durchmesser als die Bypass-Öffnung 84 und die Schulter 92, die an der Oberfläche 83 dicht schliessend gegen den inneren Filterring 67 anliegt. Die Ventilöffnung 90 ist konzentrisch mit der Bypass-Öffnung 84 ausgerichtet. Die Ventilplatte 94 umfasst eine Vielzahl von Federhalterungen 96, die vom Hohlkern 68 ausgehend verlaufen. Die Ventilfeder 98 umschliesst die Federhalter 96 und liegt gegen den Federsitz 100 an. Die Ventilfeder 98 liegt an der Ventilfederoberfläche 101 ebenfalls gegen das Tragblech 88 an. Die Ventilplatte 94 ist so über der Ventilöffnung 90 positioniert, dass eine ölundurchlässige Abdichtung zwischen dem Abteil 48 für ungefilterte Flüssigkeit und dem Hohlkern 68 gebildet wird. Die Ventilfeder 98 liegt gegen den Federsitz 100 und das Tragblech 88 an, um durch die Ventilplatte 94 eine zwangsläufige Abdichtung der Ventilöffnung 90 zu erreichen.
Es gilt als vorausgesetzt, dass sich bei Zusetzen des Filterelements 12 mit Verunreinigungen im Abteil 48 für ungefilterte Flüssigkeit ein sehr hoher Druck aufbauen kann, da durch die Eintrittsöffnung 46 Öl in den Flüssigkeitsfilter 22 gepresst wird. Dieser Zustand führt zu einem Druckunterschied zwischen dem Hohlkern 68 und dem Abteil 48 für ungefilterte Flüssigkeit. Erreicht dieser Druckunterschied einen vorbestimmten Wert, so überwindet der gegen die Ventilplatte 94 wirkende Druck die Kraft der Feder 98, so dass durch die Ventilöffnung 90 eine direkte Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Abteil 48 für ungefilterte Flüssigkeit und dem Hohlkern 68 entsteht. Durch diese Anordnung ist es möglich, dass ungefilterte Flüssigkeit direkt aus den Eintrittsöffnungen 46 für ungefilterte Flüssigkeit durch das Abteil 48 für ungefilterte Flüssigkeit und in den Hohlkern 68 strömt, um durch das Rohr 27 für gefiltertes Öl zum Motorblock 24 zurückzukehren.
Der Kanister 10 besitzt eine zylindrische äussere Wandung 104 und eine zylindrische innere Wandung 105. Die in Fig. 2 zu sehende Adapterkörperöffnung 106 ist mit Innengewinden 108 versehen, die umlaufend am Kanister 10 ausgebildet sind. Die Dichtungsschulter 110 ist neben den Innengewinden 108 ausgebildet, um in dicht schliessenden Eingriff mit dem O-Ring 60 des Kanisters zu gelangen, wenn der Kanister 10 an den Adapterkörper 14 angeschraubt wird. Der Schmutzabscheider 112 ist zwischen dem Tragblech 88 und der unteren Wandung 114 des Kanisters 10 ausgebildet. Im Tragblech 88 befinden sich Öffnungen 116, damit sich Schmutzteilchen aus der im Abteil 48 für ungefilterte Flüssigkeit in Wirbelbewegung befindlichen Flüssigkeit ab scheiden und in den Schmutzabscheider 112 gelangen können. Wie vorstehend erwähnt, besteht das Filterelement 12 aus einem Drahtgeflecht 63 mit konischen Öffnungen 80, die so ausgebildet sind, dass sich Schmutzpartikel nicht in der Öffnung festsetzen und das Filterelement 12 verstopfen können. Ein Ablaufloch 118 befindet sich in der unteren Wandung 114 und ist durch einen Ablaufstopfen 122 verschlossen. Das Ablaufloch 118 ist mit Innengewinden 120 versehen, um mit den Aussengewinden 124 des Ablaufstopfens verschraubt werden zu können. Nach der bevorzugten Ausführungsform ist der Ablaufstopfen 122 aus einem magnetisierbaren Material wie beispielsweise Eisen hergestellt, das magnetisiert werden kann, um verschiedene Schmutzpartikel anzuziehen.
Darüber hinaus ist der Flüssigkeitsfilter 22 mit einem Druckschalter 126 ausgestattet. Der Druckschalter 126 betätigt ein Warnlicht 136, sobald der Druck im Flüssigkeitsfilter 22 einen vorbestimmten Wert erreicht. Der Druckschalter 126 umfasst ein Schalterbetätigungselement 128, das durch den Ablaufstopfen 122 zur Schaltöffnung 130 des Ablaufstopfens verläuft, wie dies in Fig. 8 veranschaulicht ist.
Der Druckschalter 126 umfasst desweiteren elektrische Kontakte 132 und 133, die relativ zueinander ausgerichtet, durch die Vorspannung der Feder 134 jedoch voneinander abgesetzt sind. Die Schalterfeder 134 bewirkt ebenfalls eine Vorspannung des Betätigungselements 128, damit dieses gegen die Ventilplatte 94 drückt. Ist der Druckunterschied zwischen dem Abteil 48 für ungefilterte Flüssigkeit und dem Hohlkern 68 gross genug, um die Spannung der Feder 98 zu überwinden, wodurch die Ventilpatte 94 bewegt und eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Abteil 48 und dem Hohlkern 68 hergestellt wird, so wirkt das Betätigungselement 128 auf die Ventilplatte 94 ein und wird der elektrische Kontakt 132 bewegt und mit dem elektrischen Kontakt 133 in elektrischen Kontakt gebracht. Dieser elektrische Kontakt bildet einen geschlossenen Strompfad, über den Strom vom elektrichen Kontakt 133 zum elektrischen Kontakt 132 fliessen kann. Der elektrische Leiter 137 stellt den Anschluss zum ersten elektrischen Pol der Stromversorgung (nicht dargestellt) und zum elektrischen Kontakt 132 her. Der elektrische Leiter 138 wird an den elektrischen Kontakt 133 angeschlossen. Der Druckschalter kann zur Auslösung einer Warnanzeige bei Überdruckverhältnissen verwendet werden und zum Beispiel einen akustischen Alarm auslösen oder einen Eingangsimpuls zur Steuerung (nicht dargestellt) erzeugen.
Eine in den Fig. 4 bis 7 dargestellte alternative Ausführungsform zeigt eine alternativ Anschlussvorrichtung zwischen dem Kanister 10 und dem Adapterkörper 14. Kanisterschlitze 142 sind im Adapterkörper 14 entlang der Peripherie der Innenfläche 30 ausgebildet. Der O-Ring 143 für den Lappen befindet sich an der Innenfläche 30 neben den Kanisterschlitzen 142. Die Kanisterlappen 144 sind am Kanister 10 fluchtend mit den Kanisterschlitzen 142 angeschweisst. Es sollte beachtet werden, dass die Kanisterlappen 144 eine Dichtfläche 146 besitzen, die rechtwinklig entlang den Kanisterlappen 144 ausgebildet ist, um den Kanister 10 fest an den Adapterkörper 14 heranzuziehen. Die Kanisterschlitze 142 am Adapterkörper 14 sind mit Aufnahmeflächen 148 zur Aufnahme der Dichtflächen 146 versehen und tragen dazu bei, den Kanister 10 und den Adapterkörper 14 eng zusammenzuziehen. Die Kanisterschulter 149 ist neben dem offenen Ende des Kanisters 10 ausgebildet, um dicht anliegend gegen den O-Ring 143 des Lappens zu drücken und so eine ölundurchlässige Abdichtung zwischen dem Kanister 10 und dem Adapterkörper 14 herzustellen.
Bei Einsatz als Ölfilter wird der wiederverwendbare Flüssigkeitsfilter 22 mit einem für die zu filternde Flüssigkeit passenden Filterelement 12 gekauft. Zum Kauf gehört ebenfalls ein mit Gewinde versehener Adapterring 16, um den wiederverwendbaren Flüssigkeitsfilter 22 in Standardausführung dem jeweiligen Motor anzupassen. Der mit Gewinde versehene Adapterring 16 wird in den Adapterkörper 14 eingeschraubt, der am Ölfilteranschluss mit Filterstumpf 26 und Öffnungen 40 für ungefiltertes Öl mit dem Motorblock 24 verschraubt ist, wobei mit Hilfe der O-Ringe 36, 36.1 eine ölundurchlässige Abdichtung hergestellt wird. Das Filterelement 12 ist dicht anliegend und verschiebar in der Filterhülse 56 eingesetzt. Der Kanister 10 mit darin befindlichem Tragblech 88 wird über das Filterelement 12 geschoben und am Adapterkörper 14 befestigt. Der magnetisierte Ablaufstopfen 122 wird in das Ablaufloch 118 eingesetzt und ein elektrischer Anschluss zu den elektrischen Leitern 137, 138 hergestellt. Der Motorblock 24 wird mit Öl gefüllt und der Motor betätigt, so dass die Filterung des Öls durch den wiederverwendbaren Flüssigkeitsfilter 22 erfolgt, bis eine regelmässige Wartung ansteht oder die Druckschalterleuchtanzeige 136 aufleuchtet. Zu einem solchen Zeitpunkt wird der Motor ausgeschaltet und der wiederverwendbare Flüssigkeitsfilter 22 gereinigt.
Der magnetisierte Ablaufstopfen 122 wird als erstes entfernt, um Öl aus dem Kanister 10 abzulassen. Dies geschieht, um den Ölausfluss aus dem Kanister 10 zu kontrollieren und ein Verschütten von Öl oder Verletzungen des Personals zu verhindern. Ausserdem wird durch den Ablaufstopfen 122 die Handhabung des Kanisters 10 durch das geringere Gewicht nach Ablassen von Öl aus dem Ablaufloch 118 vereinfacht. Ausserdem wird der magnetisierte Ablaufstopfen 122 von allen Schmutzablagerungen gesäubert.
Aus dem Ablaufloch 118 wird vor dem Wiedereinsetzen des Ablaufstopfens 122 jeglicher Schmutz entfernt.
Der Kanister 10 wird dann vom Adapterkörper 14 abgenommen und das Filterelement 12 aus der Filterhülse 56 entfernt. Das Tragblech 88 wird aus dem Kanister 10 herausgenommen, und die im Schmutzabscheider 112 befindlichen Schmutzpartikel werden entfernt. Der Adapterkörper 14 mit dem mit Gewinde versehen Adapterring 16 bleibt am Filterstumpf 26 mit dem Motorblock 24 verbunden.
Das Filterelement 12 wird in einer Teilereinigungsvorrichtung nach dem Fachmann allgemein bekannten Methoden gereinigt, um Schmutzpartikel aus den Maschenöffnungen und Schmutzablagerungen, die sich möglicherweise auf den Drähten 76, 78 gebildet haben, zu entfernen.

Claims

1. Wiederverwendbarer Filter für Flüssigkeiten mit;

(a) einem Kanister (10), wobei der Kanister (10) eine äussere Wandung (104), eine innere Wandung (105), eine mittlere Achse, ein geschlossenes Ende (114) und ein offenes Ende (32) sowie ein Tragblech (88) im geschlossenen Ende (112) umfasst;

(b) einem wiederverwendbaren Filterelement (12), das herausnehmbar im Kanister (10) angeordnet ist, wobei das Filterelement (12) zwei Enden (63, 63.1), eine äussere Wandung (64) und eine innere Wandung (66) zur Ausbildung eines Hohlkerns (68) und einen Filterelementaufsatz (72) an einem Ende des Filterelements (12) mit einer Flüssigkeitsaustrittsöffnung (27) neben dem Hohlkern (68) aufweist, und wobei das Filterelement (12) dicht schliessend so auf dem Tragblech (88) aufliegt, dass das Tragblech (88) das Filterelement (12) im Kanister (10) aufnimmt; und

(c) einem Adapterkörper (t4), wobei der Adapterkörper (14) eine Innenfläche (30) und eine Aussenfläche (32), eine Verschlussvorrichtung (60) zur Befestigung des Kanisters (10) an der Innenfläche (30) des Adapterkörpers (14), eine durch den Adapterkörper (14) verlaufende Flüssigkeitsaustrittsöffnung (44), wobei der Filterelementffüssigkeitsaustritt (44) dicht schliessend am Adapterkörper (14) befestigt ist, ein Abteil (48) für ungefilterte Flüssigkeit zwischen der äusseren Wandung (64) des Filterelements (12) und der inneren Wandung (105) des Kanisters (10) und eine Vielzahl von Eintrittsöffnungen (46) für ungefilterte Flüssigkeit umfasst, die im Adapterkörper (14) ausgebildet sind und eine Strömungsverbindung zum Abteil (48) ungefilterte Flüssigkeit herstellen;

dadurch gekennzeichnet, dass

die Eintrittsöffnungen (46) für ungefilterte Flüssigkeit unter einem nicht parallelen Winkel zu einer Ebene des Kanisterdurchmessers und unter einem schiefen Winkel zu einer Tangente des Kanisters (10) verlaufen, um eine wirbelnde, tornadoähnliche Bewegung der Flüssigkeit im Abteil (48) für ungefilterte Flüssigkeit zu erzeugen.

2. Erfindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wiederverwendbare Flüssigkeitsfilter ausserdem mit einem Antisiphonventil (62) ausgebildet ist, um zu verhindern, dass ungefilterte Flüssigkeit aus dem wiederverwendbaren Flüssigkeitsfilter austreten kann.

3. Erfindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antisiphonventil (62) ein Prallblech (62) umfasst, das so auf dem Adapterkörper (14) montiert ist, dass es die Flüssigkeitseintrittsöffnungen (46) verschliesst, wenn der Flüssigkeitsdurchfluss umgekehrt und ungefilterte Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsfilter (12) durch die Flüssigkeitseintrittsöffnungen (46) gedrückt werden sollte.

4. Erfindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragblech (88) desweiteren ein Entlastungsventil (86) umfasst, wobei das Entlastungsventil (86) eine sich vom Abteil (48) für ungefilterte Flüssigkeit bis zum Hohlkern (68) erstreckende Ventilöffnung (90), eine zum Verschliessen der Ventilöffnung (90) dienende ventilplatte (94) und eine Ventilfader (98) zum Vorspannen der Ventilplatte (94) gegen das Entlastungsventil (86) umfasst, so dass die Ventilplatte (94) die Ventilöffnung (90) verschliesst, damit Flüssigkeit als Bypass um den Filter (12) geführt werden und aus dem Abteil (48) für ungefilterte Flüssigkeit zum Hohlkern (68) strömen kann, falls das Filterelement (12) verstopft ist und durch einen Druckunterschied zwischen dem Abteil (48) für ungefilterte Flüssigkeit und dem Hohlkern (68) die Vorspannung der Ventilfeder (98) überwunden wird.

5. Erfindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wiederverwendbare Filterelement (12) dicht schliessend am Adapterkörper (14) im Innern der Flüssigkeitsaustrittsöffnung (44) anliegt.

6. Erfindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wiederverwendbare Flüssigkeitsfilter (22) ausserdem einen Druckschalter (126) besitzt.

7. Erfindung nach Anspruch 1, dadurch gekenzeichnet, dass das Tragblech (88) desweiteren mit einem Absetzblech (88) verdrehen ist, wobei das Absetzblech (88) löschbar im geschlossenen Ende (114) des Kanisters montiert ist und einen vom Absetzblech (88) und dem geschlossenen Ende (114) des Kanisters gebildeten Sedimentabscheider (112) umfasst, wobei das Absetzblech (88) eine Vielzahl von Löchern (116) aufweist, damit im Kanister (10) befindliches Sediment durch das Absetzblech (88) nach unten in den Kanister falten kann.

8. Erfindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (12) eine Vielzahl reinigungsfähiger zylindrischer Filtersiebe (64, 66) umfasst, wobei ein inneres Filtersieb (66) den Hohlkern (68) umgibt und an der Filterhülse befestigt ist und wobei das innere Filtersieb (66) eine Vielzahl von Filtermaschenöffnungen (80) vorbestimmter Grösse besitzt, wobei ein äusseres Filtersieb (64) Filtermaschenöffnungen (80) aufweist, die grösser als die des inneren Filtersiebes (66) sind, und wobei das äussere zylindrische Filtersieb (64) an jedem Ende einen Ring (63) aufweist, um eine dicht schliessende Anlage am Filterelementaufsatz und an der Filterelementkappe zu erreichen und so ein mehrstufiges Filterelement zur progressiven Filterung von Verunreinigern immer kleiner werdender Grösse aus der Flüssigkeit zu schaffen, wenn diese aus dem Abteil (48) für ungefilterte Flüssigkeit zum Hohlkern (68) strömt.

9. Erfindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (12) darüber hinaus ein Maschengewebe (63) mit konischen Maschenöffnungen (80) umfasst.

10. Erfindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im geschlossenen Ende (114) des Kanisters (10) ein Ablaufloch (118) ausgebildet und im Ablaufloch (118) ein herausnehmbarer Ablaufstopfen (122) eingesetzt ist, damit der wiederverwendbare Flüssigkeitsfilter vor dem Entfernen des Kanisters (10) entleert werden kann.

11. Erfindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablaufstopfen (122) magnetisiert ist, um dadurch Verunreiniger anzuziehen.

12. Erfindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der wiederverwendbare Flüssigkeitsfilter desweiteren einen Adapterring (16) mit Innen- und Aussengewinde umfasst, wobei der Adapterring (16) auf das Innengewinde der Flüssigkeitsaustrittsöffnung (44) aufgeschraubt ist.

13. Erfindung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapterring (16) darüber hinaus eine kreisförmige Innenfläche (17) und eine kreisförmige Aussenfläche (19) und ein Paar Schlitze (21) umfasst, die entlang einem Durchmesser der kreisförmigen Aussenfläche (19) des Adapterrings (16) ausgebildet sind, um ein Werkzeug zum Festziehen des Adapterrings (16) auf dem Adapterkörper (14) aufzunehmen.

14. Erfindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapterkörper (14) an der Aussenfläche (32) einen umlaufenden ringförmigen Kanal (36) aufweist, wobei ein O-Ring (38) in den ringförmigen Kanal (36) eingesetzt ist.

15. Erfindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapterkörper (14) ausserdem eine Aussenfläche (32) besitzt, in der ein Loch (50) zum Einsetzen eines Zweilochmutterndrehers ausgebildet ist.

16. Erfindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (60) zur dicht schliessenden Anlage des Kanisters an den Adapterkörper umfasst:

(a) eine Dichtungsschulter (140) neben dem offenen Ende (32) des Kanisters;

(b) eine Vielzahl von Lappen (144) an der äusseren Wandung des Kanisters neben dem offenen Ende, wobei die Lappen eine Dichtungsfläche (146) besitzen; und

(c) eine Vielzahl von Schlitzen (142) an der Innenfläche (30) des Adapterkörpers (14) zur Aufnahme der Lappen (144), wobei die Schlitze (142) eine Aufnahmefläche (148) besitzen und an der Innenfläche des Adapterkörpers neben den Schlitzen (142) ein mit dem offenen Ende des Kanisters Fluchtender ringförmiger Kanal ausgebildet ist, so dass der Kanister (10) dadurch auf den Adapterkörper (14) aufgepasst werden kann, dass das offene Ende (32) des Kanisters neben der Innenfläche (30) des Adapterkörpers (161) positioniert und die Lappen (144) zum Fluchten mit den Schlitzen (142) ausgerichtet werden, wobei der Kanister (10) relativ zum Adapterkörper (14) gedreht wird, um die Dichtflächen (146) der Lappen (144) mit den Aufnahmeflächen (148) der Schlitze (142) zur Deckung zu bringen und auf diese Weise die Kanisterschulter (149) gegen den O-Ring (143) neben den Schlitzen (142) zu drücken.