DE809795C - Fluessigkeitsfilter - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 2. AUGUST 1951

ρ 56312 IVbI' 12d D

Flüssigkeitsfilter

Die Erfindung bezieht sich auf Flüssigkeitsfilter und insbesondere auf Filter für das Schmieröl von Brennkraftmaschinen.

Allgemein besteht die Erfindung in einem verbesserten Filterelement, das aus einem mit Harz getränkten Papier gefaltet wird, die Form eines Balgens hat und auf einem in der Mitte liegenden durchlöchertenStützrohr aufgesetzt wird,das mit dem Balgen an beiden Enden abgedichtet verbunden ist.

Das Filterelement ist besonders geeignet sowohl ein Fein- als auch ein Grobfilter zu bilden, bei dem das Filterelement in einem Stück ausgewechselt werden kann.

Das Filterelement kann als Haupt- und Nebenschlußfilter verwendet werden, indem es in Form eines Grob- und eines Feinfilterelementes in ein Gehäuse eingesetzt wird, welches je einen besonderen Auslaß sowohl für das Grobfilter als auch für das Feinfilter hat.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind mit allen Einzelheiten an Hand der Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist

Fig. ι eine Abwicklung des Filterelementes mit den eingezeichneten Falzlinien,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teiles der Abwicklung des Filterelementes, teilweise schon gefaltet,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Darstellung des fertigen Filterelementes,

Fig. 4 ein Schnitt durch die Fig. 3 längs der Linie 4-4,

Fig. 5 ein vergrößerter Schnitt durch das imprägnierte Filterpapier,

Fig. 6 ein Schnitt durch ein Filter mit eingebautem Filterelement,

Fig. 7 ein Querschnitt längs der Linie y-y der Fig. 6, bei dem ein Teil weggebrochen ist,

Fig. 8 ein Schnitt durch einen Teil des in Fig. 6 gezeigten Filters, aber in einer abgeänderten Ausführungsform,

Fig. 9 ein Schnitt durch ein Grob- und Feinfilter _; mit Filterbalgeneinsätzen nach der Erfindung,

Fig. io ein Schnitt längs der Linie io-io in der Fig. 9,

Fig. Ii einSchnittlängsderLinieii-ii der Fig. 9, Fig. 12 ein Schnitt durch ein Grob-Feinfilter in einer anderen Ausführungsform, in der getrennte Filterbalgen verwendet sind,

Fig. 13 eine Vergrößerung eines Teiles der Fig. 12, die die Befestigungsmittel zwischen beiden Filterelementen zeigt,

Fig. 14 ein Schnitt längsder Linie 14-14 in Fig. 12, Fig. 15 eine Teilansicht des Filters in Fig. 12,
Fig. 16 ein Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines Grob-Feinfilters, in dem die Filterelemente in Reihe geschaltet.sind,

Fig. 17 ein Schnitt längs der Linie 17-17 in Fig.

16, der das gefaltete Ende desGrbbfilterbalgens zeigt, Fig. 18 ein Schnitt längs der Linie 18-18 in

ao Fig. 16, der die ineinandergesetzten Filterelemente zeigt,

Fig. 19 eine Ansicht von unten in Richtung der Pfeile 19-19 in der Fig. 16 und

Fig. 20 eine Teilansicht einer anderen Auss5 führungsform des Filters nach Fig. 16.

Die in den Zeichnungen dargestellten Filter verwenden als eigentliche Oberflächenfilterelemente einen oder mehrere prismatisch geformte Balgen, die aus einem einzigen Blatt Filtermaterial, wie Papier, Mehrlagenpapier, Tuch oder Drahtgewebe, gefaltet sind. Vorzugsweise wird Papier verwendet, welches mit einem Kunstharz, wie Phenol-Formaldehydharz, getränkt ist, da das so imprägnierte Papier leicht gefaltet und dann so warm behandelt werden kann, daß seine Festigkeit und Steifigkeit im nassen Zustand erhöht wird, so daß die Form des Balgens im Gebrauch auch bei Einwirkung äußeren Druckes erhalten bleibt.
Obgleich das Filterelement in verschiedenen pris-I matischen Formen hergestellt werden kann, wird ' die Form eines achteckigen, prismatischen Balgens bevorzugt, die einfach herzustellen ist, einem Zylinder sehr nahekommt und daher eine große Oberfläche bezogen auf die Volumeneinheit hat; eine solche Form ist in den Fig. 1 bis 5 dargestellt.

Das Filterbalgenelement für einen achteckigen, prismatischen Balgen wird aus einem Blatt (Fig. 1) gefaltet. Die Falzlinien werden angerissen oder auch eingepreßt oder eingedrückt, um das Falten zu erleichtern. Die Achse, des schließlich entstehenden Prismas ist die horizontale Mittellinie in Fig. 1, und die Falzlinien ergeben in Längsrichtung, horizontal in der Zeichnung, liegende Serien trapezförmiger Faltteile von annähernd gleicher Größe. In jeder Serie gehört sowohl die lange als auch die kurze Grundlinie jedes trapezförmigen Faltteiles gleichzeitig zu einem danebenliegenden Teil. Jede Serie ist mit Bezug auf die benachbarte Serie quer, j nach oben oder nach unten, um die Höhe eines trapezförmigen Faltteiles versetzt.

Das Falzlinienmuster, welches das rechteckige Blatt 10 in vier längs gerichtete (horizontale) Reihen trapezförmiger Faltteile unterteilt, wird gebildet, indem man zuerst eine Reihe quer laufender (vertikaler) Falzlinien 11 zeichnet, die gleiche Abstände haben und parallel mit den Kanten 12 und 13 des Blattes verlaufen. Die voll ausgezogenen Linien bezeichnen eine im Endzustand nach außen gebogene Faltung und die strichpunktierten Linien eine im Endzustand nach innen gebogene Faltung. Die mittlere Reihe trapezförmiger Faltteile 15 erhält man, indem man abwechselnd die kurzen und langen Trapezgrundlinien 16 und 17 auf der Mitte der aufeinanderfolgenden quer laufenden Faltlinien 11 von einer der Endkanten 12 und 13 aus abträgt und die Endpunkte jeder laugen 17 mit denen der benachbarten kurzen 16 Grundlinie durch die gleich langen schräg laufenden Linien 18 und 19 verbindet. Die mittlere Reihe der Faltteile wird dadurch von nicht parallelen Zickzacklinien 18, 19 begrenzt.

Die zweite Reihe trapezförmiger Faltteile 20 erhält man in ähnlicher Weise oberhalb der ersten Serie 15. Die kurzen Grundlinien 21 und die langen Grundlinien 22 jedes trapezförmigen Faltteiles 20 werden abwechselnd auf den quer laufenden Faltlinien 11 und Endkanten 12 und 13 abgetragen. Wie vorher schon angedeutet, wird eine kurze Grundlinie 21 der Serie 20 auf derselben Linie liegen wie eine lange Grundlinie 17 der Serie 15 und umgekehrt eine lange Grundlinie 22 auf derselben Linie wie eine kurze Grundlinie 16. Die schräg laufenden Faltlinien 23 werden die oberen Zickzackkanten der trapezförmigen Faltteile 20 bilden, während die Faltlinien 18, die sie mit den Faltteilen 15 gemeinsam haben, die untere Kante bilden.

Die dritte Reihe trapezförmiger Faltteile 25 wird in derselben Art wie die zweite Reihe 20 unterhalb der ersten Reihe 15 mit kurzen Grundlinien 26 und langen Grundlinien 27 abwechselnd auf den Faltlinien 11 und den Endkanten 12 und 13 abgetragen; schräge Faltlinien 28 verbinden die Enden der kurzen Grundlinien 26 mit denen der langen Grundlinien 27.

Die vierte Reihe trapezförmiger Faltteile wird aus zwei Teilen zusammengesetzt, damit die Naht des Filterbalgens auf eine der Achteckseiten und nicht an eine der Kanten zu liegen kommt. Ein Teil 30 liegt oberhalb der Reihe 20 und der andere Teil 31 unterhalb der Reihe 25. Jede der kurzen Grundlinien 32 und 34 der Teile 30 und 31 besitzt eine Länge, die gleich der der Hälfte der kurzen Grundlinie 16 zuzüglich der Breite der Nahtüberlappung ist. Ähnlich haben die langen Grundlinien 33 und 35 eine Länge, die gleich der Summe der halben Grundlinie 17 und der Überlappungsbreite ist.

Obgleich die langen und kurzen Grundlinien der Faltteile 30 und 31 in zwei gleiche Teile geteilt sind, können sie auch ungleich geteilt sein, wenn es gewünscht wird, die Naht nahe an die Ecke des prismatischen Balgens zu verlegen anstatt in die Mitte einer Seite.

Es ist darauf hinzuweisen, daß entlang jeder quer verlaufenden Faltlinie 11 zwei lange und zwei

kurze Grundlinien abwechselnd angeordnet sind. Auf diese Weise liegen die Enden der langen und kurzen Grundlinien 32 und 33 für den oberen Teil

30 der vierten Serie an der Oberkante 36 des Blattes. Ähnlich liegen die Grundlinien 34 und 35 für den unteren Teil 31 an der Grundkante 37 des Blattes.

Wie in Fig. 2 gezeigt, wird das Blatt 10 nach dem Falten längs der beschriebenen Linien so gefaltet, daß die Kanten 36 und 37 zusammengebracht werden und eine prismatische Form entsteht, wobei gleichzeitig die Faltungen längs der Faltlinien vollendet werden.

Nachdem die Kanten durch die Überlappungsnaht 39 miteinander verbunden sind (Fig. 4), werden die Faltungen vollendet und die Enden so weit zusammengepreßt, daß das Filterbalgenelement die in Fig. 3 und 4 dargestellte Form annimmt. Die äußeren Seitenflächen des Balgens werden durch die Serien der kurzen Grundflächen 16, 21, 26 und 32, 34 der trapezförmigen Faltteile und die schräg verlaufenden Faltlinien 18, 19, 23 und 28 umgrenzt.

Die trapezförmigen Faltteile 15, 20, 25 und 30,

31 sind in Paaren angeordnet, die durch die FaItlinien der kurzen Grundlinie verbunden sind, und bilden auswärts gerichtete Falten, die mit denselben Nummern bezeichnet sind wie ihre Faltteile. Die Falten 15 und 30, 31 liegen sich auf derselben Höhe gegenüber; die anderen Paare von Falten 20 und 25 liegen im rechten Winkel dazu gerade über und unter den Falten 15 und 30, 31. Die schräg verlaufenden Faltlinien 18, 19, 23 und 28, die die dazwischenliegenden Seitenteile bilden, verlaufen schräg, um die benachbarten übereinanderliegenden Falten zu verbinden. Die inneren Kanten 17, 22, 27 und 33, 35 bilden, wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, die Kanten eines viereckigen inneren Hohlraumes und verlaufen innerhalb der benachbarten Falte außen. Warzen 41 können in das Papier eingedrückt werden, um die Falten im richtigen Abstand voneinander zu halten. Diese Warzen können nach einer oder nach beiden Seiten des Papiers vorstehen und können, wie das in Fig. 1 gezeigt ist, an den Endfalten fortbleiben. Der innere Zwischenraum zwischen den Teilen einer Falte wird durch die Falten der benachbarten Seite aufrechterhalten, die zwischen den Faltteilen liegen.

Der in Fig. 4 gezeigte Schnitt durch die Faltungen 15 und 30, 31 ist gleich der Ansicht beider Enden und zeigt eine rechteckige Mittelöffnung, die von den langen Grundlinien 22 und 2"j je zweier gegenüberliegender Faltteile 20 und 25 und den kurzen Grundlinien 16 und 32,34 der Faltteile 15 und 30, 31 gebildet wird.

Ein Schnitt, der durch die Faltungen 20 und 25 gelegt wird, würde den rechteckigen Hohlraum nur um 90⁰ gedreht zeigen und von der gegenüberliegenden Seite jedes trapezförmigen Faltteiles gebildet sein. Daraus kann man sehen, daß die Anzahl der trapezförmigen Faltteile in der Längsrichtung nicht wichtig ist.

Bei der Auftragung der Faltlinien auf dem Blatt 10 erhalten die kurzen Grundlinien der trapezförmigen Faltteile, wie z. B. die Grundlinie 16, eine Länge, die gleich der Seitenlänge der gewünschten achteckigen Prismaform ist. Die schrägen Linien, wie z. B. die Linie 18, verlaufen unter einem Winkel von 45 ° zu der Grundlinie und haben ungefähr die gleiche Länge wie die kurze Grundlinie, um einen regelmäßigen achteckigen Balgen zu bilden. Diese Form des Balgens ergibt die größte wirksame Filteroberfläche pro Volumeneinheit mit einer geringen Tiefe der Faltungen und einem Hohlraum in der Mitte. Jedoch können die Abmessungen in weiten Grenzen verändert werden und andere prismatische Formen erzeugt werden. So können die kurzen Grundlinien verkleinert werden, wenn ein Prisma mit kleineren, abwechselnden Seiten 16, 21, 26 und 32, 34 und einem kleineren Hohlraum gewünscht wird. Wird die kurze Grundlinie bis zu einem Punkt verkürzt, mit anderen Worten ganz weggelassen, erhält der Balgen die Form eines quadratischen Prismas ohne Mittelöffnung. Diese Form hat eine größere Filterfläche pro Volumeneinheit, aber wegen der großen Tiefe der Falten einen geringeren Wirkungsgrad. Die Balgen können auch mit jeder beliebigen geraden Anzahl von Seiten hergestellt werden, indem man die Abwicklung mit einer zusätzlichen Anzahl von trapezförmigen Faltteilen versieht. Für eine regelmäßige Form muß der Winkel zwischen der Grundlinie der trapezförmigen Faltteile und dem schrägen Ende gleich dem äußeren Winkel zwischen einer Seite und der verlängerten benach- harten Seite eines Polygons mit derselben Seitenzahl sein.

Solche aus einem Papierbalgen hergestellte Oberflächennlterelemente können nun in einen Flüssigkeitsdruckfilter, wie z. B. einen Schmierölfilter für Verbrennungskraftmaschinen, eingesetzt werden. Eine Ausführungsform eines solchen Filters ist in den Fig. 6, 7 und 8 gezeigt. Dieses Filter kann entweder direkt auf dem Motorblock aufgesetzt oder mit einer besonderen Grundplatte verbunden werden, wie es in Verbindung mit den anderen Ausführungsformen gezeigt werden soll.

Das Balgenfilterelement 45, das, wie in Fig. 4 gezeigt, rechteckige öffnungen an jedem seiner Enden hat, ist über einem Rohr 46 angebracht, das mit Bohrungen 49 versehen ist, und am Ende durch no Endplatten 47 mit inneren Klemmplatten 48 abgeschlossen (Fig. 6). Jede der Klemmplatten 48 hat eine im allgemeinen rechteckige Form mit abgerundeten Enden (Fig. 7), die unter den Faltteilen 20 und 25 und über dem inneren Teil, vorzugsweise der inneren Hälfte der Faltteile 15 und 30, 31 liegen. Dann wird der äußere Teil dieser Faltteile über die Klemmplatten 48 gefaltet, so daß das Filterelement die Kantenteile umschließt und das auf der Außenseite der Klemmplatte 48 liegende Papier zwischen Klemmplatte 48 und Endplatte 47 eingeklemmt werden kann. Klemmplatte 48 und Endplatte 47 liegen mit beiden Enden des Rohres 46 bündig und sind mit ihm durch eine in das Rohr passende Büchse 50 fest verbunden.

Die Büchse 50 ist mit dem Rohr 46 vorzugsweise

durch Punktschweißung verbunden und hat einen Flansch 51, der mit der Endplatte vorzugsweise durch Punktschweißung verbunden ist. Auf diese Weise sind beide Platten mit dem Rohr verbunden, so daß ein flüssigkeitsdichter Abschluß des Filterelementes gebildet wird. Die Buchse hat noch einen Dichtflansch 52, der weiter unten beschrieben ist. Das andere Ende des Filterbalgens ist mit dem Rohr in derselben Axt verbunden. Beim Falten des

ίο Balgens 45 und seiner Befestigung auf dem Rohr 46 ist das harzgetränkte Papier noch sehr biegsam und weich, da das Harz noch nicht gehärtet ist. Nachdem das Filterelement zusammengebaut ist, wird das harzgetränkte Papier wärmebehandelt.

Dadurch wird es steif und relativ hart und erhält genügend Festigkeit, um den äußeren Druck der ungefilterten Flüssigkeit auszuhalten.

Dank der verschränkten Anordnung der Faltungen in horizontaler Richtung und der hohen Festigkeit und Steifigkeit des harzgetränkten Papiers nach der Wärmehärtung kann das Filterelement einen hohen Druck aushalten, der von der ungefilterten Flüssigkeit von außen ausgeübt wird. Zusätzliche Festigkeit kann jedoch dadurch erzielt werden, daß man die innere Fläche der Falten gegen das innere Stützrohr anliegen läßt.

Das Filterelement wird auf dem Motorblock 56 in einem Gehäuse 57 montiert, das mit dem Motorblock durch eine hohle Stange 58 verbunden ist.

Der Motorblock 56 hat einen mit Gewinde ver-' sehenen Flüssigkeitsauslaß 59 und einen Einlaßkanal 60, der zu der Verteilerkammer 61 führt. Die größte Tiefe der Verteilerkammer liegt am Einlaßkanal und nimmt allmählich nach dem gegenüberliegenden Ende zu ab, um die Flüssigkeit gleichmäßig zu verteilen, wenn sie in das Filtergehäuse eintritt.

Das Gehäuse 57 ist durch eine Dichtung 63 gegen den Motorblock abgedichtet, und die hohle Stange 58 besitzt eine Dichtung 64.

Um die Herstellung der hohlen Stange 58 zu vereinfachen, besteht sie aus zwei Teilen, einem Bolzenteil 65, der an einem Ende verjüngt ist, und einem hohlen Teil 66 mit einer Anzahl öffnungen

67. Diese beiden Teile sind bei 68 zusammengeschweißt. Der Bolzenteil 65 hat einen Kopf 69 mit einer Schulter als Auflage für die Dichtung 64 zum Abschluß der öffnung in dem Gehäuse 57 und einen Kanal 70, der die Außenseite der hohlen Stange mit dem im Inneren des verjüngten Teiles der Stange 58 liegenden Hohlraum verbindet. Am Ende des Kanals 70 befindet sich ein Ventilsitz 72 mit einem Kugelventil 73, das-ein Sicherheitsventil für das Filter bildet. Das Kugelventil wird durch .eine Feder 74 auf seinem Sitz gehalten, die sich mit ihrem anderen Ende gegen einen durchbrochenen Halter 75 abstützt, der seinerseits auf einem Haltepin 76 Halt findet. Dieser Pin steckt in Löchern 67 und wird durch die Feder 74 in seiner Lage gehalten.

Das Filterelement wird durch 'eine Feder 78, die auf eine Führuftgsbüchse 79 wirkt, in seiner Lage gehalten. Die Dkhtflansche 52 dichten die Filtereinheit sowohl oben wie unten gegen die hohle Stange ab. Die Flüssigkeit, z. B. öl, die durch den Einlaß 60 einströmt, umgibt das Filterelement 45 von allen Seiten, tritt durch das Filter hindurch und gelangt von dort durch die öffnungen 49 in das Rohr 46, durch die öffnungen 67 und den Kanal im Inneren der hohlen Stange 58 zum Auslaß 59. Wenn die Flüssigkeitsmenge, die in das Filter eintritt, infolge zu hohen Druckes oder Verstopfung des Filters das Fassungsvermögen des Filters überschreitet, öffnet sich das Sicherheitsventil 73, so daß die Flüssigkeit direkt vom Einlaß durch die hohle Stange zum Auslaß gelangen kann.

In Fig. 8 ist ein Filter der in Fig. 6 beschriebenen Art mit einer anderen Ausführungsform der Dichtung am oberen Ende des Filterelementes gezeigt. Die Endplatte 81 hat einen nach oben "gebogenen Flansch, über den das Ende der Büchse 82 gekrempelt ist und so eine Dichtungsnaht 83 mit einer Liniendichtung bildet. Die Führungsbüchse 84 für die Feder 78 enthält eine Dichtung 85 und bildet mit der Dichtungsnaht zusammen einen absolut flüssigkeitsdichten Abschluß.

Das durch die Mitte durchgehende Rohr kann auch neben der Abstützung der End- und Klemmplatten an den beiden Enden des Balgens die Aufgäbe übernehmen, den Balgen gegen ein durch den Flüssigkeitsdruck verursachtes Zusammenfalten zu schützen. In jeder Ausführungsform der Erfindung kann der Filterbalgen das innere Rohr so eng umschließen, daß das Rohr dem Papierbalgen einen inneren Halt gibt. Etwas Zwischenraum kann zu Anfang gelassen werden, um den Zusammenbau zu erleichtern. Der äußere Flüssigkeitsdruck wird dann den in der Mitte liegenden Teil der inneren ^ Kanten des Balgens sofort zum Anliegen an das Rohr bringen.

Die im wesentlichen radiale Lage der Falten verleiht dem Balgen genügend Festigkeit, um den radialen Druck der Flüssigkeit auszuhalten. Da jede der Falten mit einer benachbarten Falte in Berührung steht, werden die Kräfte, die die Falten in der Längsrichtung versetzen wollen, nach den Endplatten geleitet und von ihnen aufgenommen.

Es ist zu bemerken, daß die beiden Faltteile, die je eine Falte bilden, durch die Falten der benachbarten Faltteile, die an jedem ihrer Enden liegen, jeweils im richtigen Abstand voneinander gehalten werden. Auf diese Meise bleibt die ganze äußere Oberfläche des Filters dem Zutritt der ungefilterten Flüssigkeit ausgesetzt.

Die Kombination eines Haupt- und Nebenschlußfilters läßt sich, wie in den Fig. 9, 10, 11 dargestellt ist, durch Einbau von zwei oder mehreren Filterelementen erzielen. Das Hauptschlußfilterelement 101 ist aus grobem Filterpapier, z. B. einem ein- oder mehrschichtigen, harzgetränkten Papier, und das Nebenschlußfilterelement 102 aus feinem Filterpapier, z. B. ebenfalls einem ein- oder mehrschichtigen harzgetränkten Papier, hergestellt.

Diese beiden Filterelemente sind auf einem gemeinsamen Rohr 103 montiert und bilden so ein

Kombinationsfilterelement 104. Das untere Ende des groben Filters 101 ist mit dem Rohr 103 durch die Klemmplatte 106 und die Endplatte 107 verbunden. Die Klemmplatte 106 hat dieselbe Form wie die Klemmplatte 48. Die Kanten des Filterbalgenelementes 101 umgeben die Klemmplatte in derselben Weise, wie das in Verbindung mit den Fig. 6 und 7 beschrieben wurde. Die Klemmplatte 106 schließt gegen Flächen 108 des Rohres ab; der innere Flansch an der Endplatte 107 wird vorzugsweise durch Verschweißen des Flansches mit dem Rohr verbunden.

Das Rohr 103 hat in dem Teile, der von dem Grobfilterelement 101 überdeckt wird, eine Reihe von Löchern in. Über diesen Löchern weist es eine Kegelfläche 112 auf, gegen die die obere Klemmplatte 114, die die gleiche Form hat, anliegt. Das obere Ende des Grobfilterelementes 101 ist um die Klemmplatte 114 in gleicher Weise herumgefaltet. Eine Zwischenplatte 115 ist an dem Grobfilter befestigt und hält es. Das untere Ende des Feinfilters 102 ist um eine weitere Klemmplatte 116 herumgefaltet, die auf der Zwischenplatte 115 aufliegt.

Ein Stützrohr 120 mit Bohrungen 124 befindet sich innerhalb des Feinfilters 102 und umgibt das Rohr 103 in genügendem Abstande, um einen Flüssigkeitsdurchlaß zwischen den Rohren zu bilden. Die Klemmplatte 117 ist in dem oberen Ende des Feinfilters 102 in der gleichen Art, wie schon beschrieben, eingesetzt und schließt mit dem oberen Ende des Stützrohres 120 ab. Die obere Endplatte 118 wird dann in eine solche Lage gebracht, daß sie, mit dem Rohr 103 verschweißt, dieses fest mit dem oberen Ende des Feinfilters 102 verbindet und einen Klemmdruck über das Stützrohr 120 ausübt, der das untere Ende des Feinfilters 102 und das obere Ende des Grobfilters 101 miteinander verklemmt.

Das Rohr 103 hat nahe dem oberen Ende des Feinfilters 102 eine ringförmige Dichtung 121. Die Dichtung 121 wird von einem unteren Halter 122, der von einer Eindellung gesichert wird, und einem oberen Halter 123, der mit dem Rohr verschweißt ist, gehalten. Über der Dichtung 121 hat das Rohr eine öffnung 126, die einen Durchlaß für das feingefilterte öl bildet.

Das Kombinationsfilterelement 104 mit seinem Gehäuse 131 wird auf der Grundplatte 132 durch die Stange 133 gehalten. Diese Stange kann aus zwei Teilen bestehen und wird bei 134 in derselben Weise wie die Stange 58 zusammengeschweißt. Die Stange ragt durch eine öffnung in der Mitte des oberen Endes des Gehäuses hindurch und hat einen mutterförmigen Kopf 136, der auf das Gehäuse drückt und es auf der Grundplatte festklemmt. Dichtungen können zwischen dem Kopf und dem Gehäuse und dem Gehäuse und der Grundplatte vorgesehen werden. Eine umdieStange gelegte Feder 141, die gegen eine Schulter 142 anliegt, drückt auf eine Dichtungsbüchse 143, die mit Dichtungsflanschen versehen ist. Diese Dichtungsflansche liegen an der Stange 133 und dem Rohr 103 ■ an, um das Oberteil desKombinationsfilterelemerites abzuschließen. Die Stange 133 hat eine kalibrierte j öffnung 144 zwischen der Dichtung 143 und der Ringdichtung 121.

Die Grundplatte 132 hat in der Mitte einen mit Gewinde versehenen Kanal 146 und gleichmittig mit diesem eine erweiterte Bohrung 147 über dem Kanal. Das mit Gewinde versehene Ende der Stange 133 wird in den Kanal eingeschraubt, um das Gehäuse mit dem Element auf der Grundplatte festzuhalten.

Der Auslaßkanal 146 ist mit dem Auslaß des Feinfilters 148 verbunden. Die erweiterte Bohrung 147 ist mit dem Grobfilterauslaß 149 verbunden. Der Einlaß hat einen quer laufenden Kanal 151, der in den Kanal 152 führt, von wo die Flüssigkeit in den inneren Hohlraum der Grundplatte gelangt. Der Einlaßkanal steht außerdem mit einer Nebenschlußleitung 156 in Verbindung, die einen .Ventilsitz 157 hat, auf dem das Ventil 158 arbeitet. Eine Feder 161, die auf dem VerschluBstopfen 162 sitzt, hält das Ventil 158 normalerweise geschlossen.

Die Kurzschlußleitung 163 verbindet die Ventilbohrung 156 mit dem Auslaß des Grobfilters 149 und geht bis an die Außenseite des Gehäuses, wo sie in einem herausnehmbaren Reinigungsstopfen endet. go

Wenn dieses Filter in das Schmiersystem einer Brennkraftmaschine eingebaut wird, tritt das von der ölpumpe kommende öl in die Einlaßkanäle 151 und 152 ein und füllt das Gehäuse 131, welches sowohl das Grobfilterelement 101 als auch das Feinfilterelement 102 umgibt. Große Mengen öl gehen durch das Grobfilterelement 101 und durch die öffnungen 111 und treten in den Raum zwischen der Stange 133 und dem Rohr 103, welches nach der erweiterten Bohrung 147 zum Auslaß· 149 hin offen ist, so daß das grobgefilterte öl ohne merkliche Druckreduzierung in das Schmiersystem der Maschine zurückkehren kann. Geringere ölmengen gehen durch das Feinfilter 102, durch die öffnungen 124 und 126 in den Raum zwischen dem Rohr 103 und der Stange 133 zwischen der ringförmigen Dichtung 121 und der Dichtungsbüchse 143. Aus diesem Raum fließt das öl nach oben durch die kalibrierte öffnung 144, welche den Durchfluß in das Innere der hohlen Stange 133 begrenzt, von wo es ohne Druck durch die Kanäle 146 und 148 in das Kurbelgehäuse fließt. Die kalibrierte öffnung 144 begrenzt den Durchfluß durch das Feinfilter 102 und hält damit den Druck auf das Grobfilter und in dem Schmiersystem der Maschine aufrecht, selbst wenn es zu einem Bruch oder einem Loch in dem Feinfilterelement kommen sollte. Eine andere Ausführungsform eines kombinierten Haupt- und Nebenschlußfilters 205 ist in den Fig. 12 bis 15 dargestellt. Der Grobfilterbalgen 201 ist auf einem mit Löchern versehenen Rohr 203 montiert und der Feinfilterbalgen 202 auf einem ähnlichen mit Löchern versehenen Rohr 204. Die Klemmplatte 206 ist genau so gestaltet und am unteren Ende des Grobfilters 201 ange- 1*5 bracht, und die Balgenfaltungen sind genau so aus-

geführt, wie das in Verbindung mit der Klemmplatte 48 beschrieben wurde. Außerdem aber hat die Klemmplatte 206 an ihrem Umfange einen Rand 207, der beim Einklemmen des Papierbalgens einen linienförmigen Kontakt bildet und durch das Durchbiegen der Klemmplatte 206 den Druck zwischen Klemmplatte 206 und Endplatte 208 vergrößert. Die Klemmplatte und die Endplatte mit den dazwischenliegenden Fältungen schließen mit dem Ende des Rohres 203 ab. Die Befestigungshülse 209 liegt in dem Rohr und ist mit dem Rohrende und der Endplatte 208 vorzugsweise durch Schweißen verbunden. Die Hülse 209 hat einen kurzen Dichtungsflansch 211, der das Ende des Filterelementes 205 gegen die Grundplatte abdichtet. Das obere Ende des Grobfilterbalgens 201 ist in ähnlicher Weise mit Hilfe einer Klemmplatte 212 mit einem Rand 213 und einer Endplatte 214 abgedichtet, die an dem Rohr 203 durch eine Be-

ao festigungshülse 216 befestigt ist. Diese Hülse 216 hat einen langen Dichtungsflansch 217, der bis an die Stützstange 243 reicht.

Der Feinfilterbalgen 202 ist an seinem unteren Ende ähnlich zwischen einer mit dem Rand 222

as versehenen Klemmplatte 221 und der Endplatte 223 eingeklemmt, die an dem Rohr 204 durch die Hülse 224 befestigt ist. Die Hülse 224 hat eine ringförmige Dichtung 226, die durch einen Halter 227 gehalten wird, der mit der Hülse durch Preßsitz oder Schweißen verbunden ist. Das obere Ende des Balgens 202' ist gegen das Rohr durch eine Klemmplatte 231, die einen Rand 232 besitzt, und durch die Endplatte 233 abgedichtet, die auf dem Rohr durch eine Befestigungshülse 234 befestigt ist. Ein Flansch an der Hülse trägt die ringförmige Dichtung 236, die durch den Halter 237 in ihrer Lage gehalten wird.

Die in der Mitte liegenden Endplatten 214 und 223 besitzen an ihrer Außenkante Flansche 215 und 219. Diese Flansche 215 und 219 stehen zu Anfang aufrecht wie bei den anderen Endplatten 208 und 233, werden dann aber umgelegt, wie das in Fig. 13 gezeigt ist, um das Grobfilterelement und das Feinfilterelement 205 zu verbinden. Am unteren Ende des Filterelementes 205 ist ein Henkel 239 angebracht, der das Ausbringen und Einsetzen des Filterelementes erleichtert.

Ein mit öffnungen versehenes Gehäuse 241 ist zusammen mit dem Filterelement 205 auf der Grundplatte 242 durch eine hohle Stützstange 243 befestigt, die einen massiven Kopf 244 hat. Diese Stützstange ist mit einer kalibrierten öffnung 245 versehen und hat an ihrem mit Gewinde versehenen Ende 248 einen Konus 249. Das Kopfende 244 und die hohle Stange 243 des Haltebolzens können genau wie die Stützstange 58 aus zwei bei 250 zusammengeschweißten Teilen hergestellt sein.

Die Stützstange geht durch die in der Mitte des Gehäuses 241 befindliche öffnung und durch das Filterelement 205 hindurch und ist in dem mit Gewinde versehenen Kanal 246 in der Grundplatte verschraubt, um das Gehäuse und das Filterelement mit der Grundplatte zu verbinden.

Eine Feder 247, die gegen eine Schulter der Stützstange anliegt, drückt auf den Dichtungshalter 237, um das Filterelement 205 gegen die Grundplatte abzudichten. Ein ringförmiger Absatz oder eine Schulter 251, der die Bohrung 256 umgibt und in die Hülse 209 und die Dichtung 252 paßt, kann vorgesehen sein, um die Abdichtung zwischen dem unteren Ende des Filterelementes und der Grundplatte zu verbessern.

In der an der Grundplatte befindlichen Schulter 251 befindet sich gleichmittig mit dem Kanal 246 eine Bohrung 256. Diese Bohrung 256 hat einen größeren Durchmesser als die Stange 243, um einen Durchlaß für die grobgefilterte Flüssigkeit zu bilden. Sie ist mit dem Auslaßkanal 257, der einen mit Verschlußstopfen versehenen quer liegenden Reinigungskanal 258 aufweist, verbunden. Der Kanal 246 ist mit dem Auslaßkanal 262 des Feinfilters verbunden. Der Einlaßkanal 263 steht in direkter Verbindung mit dem hohlen Teil der Grundplatte 242.

Wenn dieses Filter an einer Brennkraftmaschine verwendet wird, tritt die Flüssigkeit, z. B. das öl, durch den Einlaßkanal 263 in das Filter ein und umströmt sowohl das Grobfilterelement 201 als auch das Feinfilterelement 202. Der Dichtungsring 252 schließt das untere Ende und die Dichtung 236 das obere Ende des Kombinationsfilters ab und verhin- go dert den Eintritt des Öles in den mittleren Raum. Das öl fließt in großen Mengen durch das Grobfilter, ohne wesentlich an Druck zu verlieren, und tritt durch das mit öffnungen versehene Rohr 203 in den Raum zwischen diesem Rohr und der Stützstange 243. Dieser Raum ist durch den Flansch 217 oder durch die Dichtung 226 oben verschlossen und steht durch den Kanal 256 (Fig. 14) mit dem Auslaßkanal 257 in Verbindung.

Nachdem ein anderer Teil des Öles das Filterelement 202 und das mit öffnungen versehene Rohr 204 durchflossen hat, tritt es in den Raum um die Stützstange 243 ein, der oben durch die Dichtung 236 und unten durch die Dichtung 226 begrenzt ist, und fließt dann durch die kalibrierte öffnung 245 ab, die die Durchflußmenge durch das Feinfilter 202 begrenzt. Das öl läuft dann durch die hohle Stützstange und die Kanäle 246 nach dem Auslaßkanal 262 ab, der mit dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine verbunden ist.

In dem oben beschriebenen kombinierten Haupt- und Nebenschlußfilter sind das Grob- und Feinfilterelement parallel geschaltet, so daß nur ein Teil der Flüssigkeit durch jedes der Elemente hindurchgeht. In der abgeänderten Ausführungsform nach Fig. 16 bis 19 sind das Grobfilterelement 301 und das Feinfilterelement 302 hintereinandergeschaltet und konzentrisch um das Rohr 303 angeordnet. Sie bilden so ein Verbundfilterelement 304. Die ganze Flüssigkeitsmenge geht durch das Grobfilter 301, aber nur ein Teil davon durch das Feinfilter.

Der innere Feinfilterbalgen 302, der die Form eines achteckigen Prismas hat (Fig. 18), ist an dem Rohr 303 durch die Klemmplatte 306 und die Endplatte 307 so angebracht, daß sein unteres Ende von dem unteren Ende des Rohres 303 einen gewissen

Abstand hat. Die Klemmplatte 306 hat dieselbe Form und ist in dem unteren Ende des Filterbalgens in derselben Weise befestigt wie die Klemmplatte 48. Die Klemmplatte 306 und die Endplatte 307 sind an dem Rohr 303 befestigt, um das Ende des Filterbalgens 302 mit den Flanschen 308 bzw. 309 ; festzuklemmen. Das obere Ende des Balgens 302 : wird zwischen der Klemmplatte 312 und der Zwischenplatte 313 gehalten. Die Klemmplatte 312 ist mit dem Rohr 303 durch den Flansch 316 verbunden. Die Zwischenplatte 313 ist gleichzeitig Endplatte für das obere Ende des Feinfilters 302 und Klemmplatte für das Grobfilter 301.

Der äußere Grobfilterbalgen hat die Form eines zwölfeckigen Prismas (Fig. 17 und 18), da die Form eines achteckigen Prismas zuviel Platz zwischen den Balgen lassen würde. Ein sechzehneckiges Prisma, welches genau um den inneren Balgen passen würde, bietet ein weit schwierigeres Faltproblem und würde auch nicht viel Platz sparen. Der zwölfeckige Balgen paßt gut um den Balgen 302 und läßt Raum für einen Längsdurchgang der Flüssigkeit. Der Filterbalgen 301 wird in derselben Weise hergestellt wie der Balgen 45, indem man ein Faltliniennetz zieht, das dem in der Fig. ι ähnlich ist, aber sechs Längsserien trapezförmiger Teile 321 bis 326 aufweist.

Das Ende des inneren Balgens 301 hat eine öffnung (Fig. 18), in welche die dreieckige Klemmplatte 313 eingesetzt wird, und die Faltteile werden so herübergefaltet, daß sie die Platte vollkommen umschließen.

Beim Zusammenbau des Filters, der in Fig. 16 dargestellt ist, umschließt die Klemmplatte 313 mit dem Balgen 301, der über ihre Kanten gefaltet ist, das Rohr 303 oberhalb des Balgens 302. Dann wird die Endplatte 314 so angeordnet, daß sie den Balgen 302 zwischen den Klemmplatten 312 und 313 und den Balgen 301 zwischen Klemmplatte 313 und Endplatte 314 festklemmt. Der Flansch 315 der Endplatte wird dann an dem Rohr befestigt.

Der Filterbalgen 301 ist an seinem unteren Ende durch die Klemmplatte 331 abgeschlossen, die im allgemeinen dieselben Umrisse hat wie die Platte 313, und das untere Ende des Balgens wird in derselben Weise gefaltet wie das obere Ende. Die Klemmplatte 331 hat einen abgebogenen Flansch 332 mit einer Schulter 333 und einer ringförmig angeordneten Reihe von öffnungen 334 und ist an dem Rohr 303 mit dem Flansch 335 befestigt. Das Ende des Balgens 301 ist zwischen Klemmplatte 331 und Endplatte 336 eingeklemmt, welche mit dem Flansch 337 an dem Flansch 332 der Klemmplatte befestigt ist. Ein durchbrochenes sechseckiges oder zylindrisches Metallrohr kann im Innern des Balgens 301 zur inneren Versteifung angeordnet sein.

Eine Hülse 341 im oberen Ende des Rohres 303 bildet ein Federwiderlager und eine Aufnahme für die Dichtung 342, die in der Hülse durch den Halter 343 gehalten wird.

Am unteren Ende ist eine ähnliche Büchse 346 verwendet, die die Dichtung 347 trägt, die in dem Halter 348 liegt. Die Halter sind in den Büchsen durch geeignete Mittel wie Preßsitz oder Schweißung befestigt.

Die in Serie geschaltete Verbindung von Grob- und Feinfilterelement 304 ist innerhalb des Gehäuses auf der Grundplatte 351 durch die Stange 352 befestigt. Die Grundplatte 351 hat in der Mitte einen Kanal 356, in den die hohle Stange 352 eingeschraubt wird. Die Stange hat eine kalibrierte öffnung 357, und ihr hohles Innere bildet einen Kanal für die durch das Feinfilter gegangene Flüssigkeit. Die Bohrung 361, die konzentrisch zu dem Kanal 356 liegt, bildet eine Kammer für das untere Ende des kombinierten Filterelementes 304 und für die Aufnahme der grobgefilterten Flüssigkeit.

Ein äußerer Kanal 362 für die grobgefilterte Flüssigkeit und ein Kanal 363 für einen Druckmesser sind mit der Bohrung 361 verbunden. Eine Dichtung 366 liegt um die Bohrung 351 zwischen Grundplatte 351 und Filterelement 304.

Außerhalb dieser Dichtung versorgt der Einlaßkanal 367 in der Grundplatte die Filterelemente mit öl, und der Kurzschlußkanal 368 leitet Überdruck ab.

Das obere Ende der Stange 352 hat einen mit Innengewinde versehenen Teil 371. Ein Bolzen 372. der durch eine obere öffnung im Gehäuse 353 hindurchgeht, wird in den Gewindeteil 371 eingeschraubt, um das Gehäuse in seiner Lage zu halten. Eine vorgespannte Feder 376 zwischen Hülse 341 und einer an dem Bolzen 372 befindlichen Schulter hält das Filterelement 304 in seiner Lage.

Wenn man den Einlaß 356 für das Feinfilteröl mit einem zweiten Auslaß oder einem Druckmesser versehen will, kann der Bolzen 380, wie in Fig. 20 gezeigt, durchbohrt werden und einen Kanal 381 erhalten, der die Verbindung mit de.r hohlen Stützstange und dem Auslaß für das feingefilterte öl bildet.

In diesen Kombinationsfilter mit hintereinandergeschalteten Filtern tritt das öl unter Druck durch den Einlaßkanal 367 ein und umgibt den Grobfilterbalgen 301. Das öl filtert schnell durch diesen Balgen und umgibt den Feinfilterbalgen 302 mit einem Druck, wie er für die Schmierung erforderlich ist. Der normale Bedarf an Druckschmieröl fließt durch die öffnungen 334 in der Klemmplatte 331 und die Bohrung 361 nach dem Auslaß 362. Ein kleiner Teil des Öles wird durch den Feinfilterbalgen 302 und das mit Löchern versehene Rohr 303 gehen. Da das öl zwischen dem Rohr 303, der Stange 352 und den Dichtungen 342 und 347 eingeschlossen ist, kann es nur durch die kalibrierte öffnung 357, welche die durch das Feinfilter gehende ölmenge reguliert, und die hohle Stange 352 nach dem Auslaßkanal 356 abströmen.

Das Filterelement 304 wird ersetzt, indem man den Bolzen 372 aus der Stange 352, die mit der Grundplatte dauernd fest verbunden bleiben kann, herausschraubt. Den Bolzen 372, das Gehäuse 353 und die Feder 376 kann man dann gemeinsam abnehmen und das Filterelement 304 über die Stange nach oben abziehen. Ein neues Element wird dann über die Stützstange geschoben. Das Filterelement

Claims (13)

kann auch so ausgewechselt werden, wie es oben in Verbindung mit Fig. 12 beschrieben ist, indem man die Stützstange 352 aus der Grundplatte 351 herausschraubt. Die gegebenen Beispiele sind nur zur Erläuterung dienende besondere Ausführungsformen der Erfindung, die durch die folgenden Ansprüche definiert ist. PatentaνSPHOCHS:

1. Flüssigkeitsfilter in Form eines Balgens aus biegsamem Filtermaterial, der auf einem innenliegenden Stützrohr befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Balgen aus einem Blatt (10) biegsamen Filtermaterials besteht, welches zu einer Anzahl längs laufender Reihen (15, ²°, 25, 30, 31) von Queffalten geformt ist, wobei die Faltungen einer Reihe zwischen den Faltungen benachbarter Reihen liegen und die inneren Kanten (17, 22, 27, 33 bis 35) der Faltungen eine längs verlaufende Mittelöffnung (Fig. 4) zur Aufnahme eines Rohres (z. B. 46, 103) bilden, an dem mittels Platten (z. B. 47, 48) die Enden des Balgens befestigt sind.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement die Form eines vieleckigen prismatischen Balgens besitzt, der in einer Anzahl Reihen trapezförmiger quer laufender Faltteile gefaltet ist, die an ihren aneinanderstoßenden langen (17, 22, 27) und kurzen (16, 21, 26) Kanten und auch an ihren aneinanderstoßenden Seitenkanten (18, 19, 23, 28) derart durch Falten verbunden sind, daß die kurzen (16...) und die seitlich liegenden (18...) Kanten aneinandergrenzende Seitenflächen des vieleckigen prismatischen Balgens bilden und die langen Kanten (17 ...) einen in der Mittelachse liegenden Hohlraum umschließen, durch den das Stützglied (46) hindurchführt.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ende des Balgens mit dem Rohr (46) oder dem Stützglied durch eine Klemmplatte (48, 233, 314) verbunden ist, die unter dem letzten Faltteil jeder zweiten Längsreihe liegt, während die dazwischenliegenden Endfaltteile nach oben um die Platte herum gefaltet sind, in Verbindung mit einer Endplatte (47, 231, 313), die diese letzten Faltteile auf der Klemmplatte festklemmt.

4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Klemmplatte (48 . . .) abgerundete Außenkanten (Fig. 7) hat, die zwischen zwei Endfaltteilen jeder zweiten Reihe verlaufen und in der Nähe der äußeren Kante dieser Faltteile liegen, sowie gerade Kantenteile besitzt, die über den dazwischenliegenden Faltteilen (15, 30, 31) liegen und im wesentlichen mit der Mittellinie dieser Faltteile abschließen.

5. Filter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte oder die Platten (47, 48) an einem Ende des Balgens undurchbrochen sind und einen flüssigkeitsdichten Abschluß bilden, an seinem anderen Ende aber öffnungen (334, Fig. 16) aufweisen, die einen Auslaß für die Flüssigkeit bilden.

6. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement durch vier Reihen von quer verlaufenden, trapezförmigen Faltteilen (Fig. 1) die Form eines achteckigen prismatischen Balgens (Fig. 3 und 4) besitzt, der eine viereckige Mittelöfrnung hat.

7. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sechs Reihen quer verlaufender trapezförmiger Falten einen zwölfeckigen prismatischen Balgen mit einer sechseckigen Mittelöffnung bilden (Fig. 18).

8. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr oder Stützglied (46 . . .) Lochungen aufweist und um eine hohle Stange (58, 133 usw.) mit Abdichtungen (52 usw.) zwischen dem Rohr und der Stange oberhalb und unterhalb der Lochungen (67 usw.) gelagert ist und die hohle Stange in einem Auslaßkanal (59 usw.) in einer Grundplatte (56) befestigt ist, die auch einen Einlaßkanal (60) hat und mit einem Gehäuse (57), das das Filterelement umgibt, durch die Stützstange verbunden ist.

9. Filterkombination nach einem der An-Sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grobfilterbalgen (101, 201, 301) und ein Feinfilterbalgen (102, 202, 302) miteinander vereinigt werden, die eine Mittelöffnung aufweisen, in der gleichmittig ein Rohr (103, 203, 303) angeordnet ist.

10. Filterkombination nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente in einem gemeinsamen Gehäuse (131, 241) sitzen und in Richtng ihrer gemeinsamen Achse hintereinanderliegen (Fig. 9 bis 12).

11. Filterkombination nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente in einem gemeinsamen Gehäuse (353) sitzen und das Feinfilterelement (302) innerhalb des Grobfilterelementes (301) angeordnet ist (Fig. 16).

12. Filter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente (301, 302) und die Aus- und Einlasse (262, 367) usw. so angeordnet sind, daß die Flüssigkeit parallel durch »» die Filterelemente strömt.

13. Filter nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente und die Ein- und Auslässe so angeordnet sind, daß die Flüssigkeit nacheinander durch die Filterelemente strömt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 929 7.