DE2845520C2

DE2845520C2 - Screw-on filter unit for liquids, especially diesel fuel

Info

Publication number: DE2845520C2
Application number: DE2845520A
Authority: DE
Inventors: Hans 7000 Stuttgart Schacht; Wolfgang 7135 Wiernsheim Soyer; Max Dipl.-Ing. Dr. Straubel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-10-19
Filing date: 1978-10-19
Publication date: 1987-03-26
Also published as: DE2845520A1

Description

Die Erfindung geht aus von einer Anschraubfiltereinheit für Flüssigkeiten nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention is based on a screw-on filter unit for liquids according to the preamble of the main claim.

Es ist schon eine solche Anschraubfiltereinheit aus der US-PS 38 87 467 bekannt, bei der ein Wärmetauscher mit einem Filtergehäuse verbunden ist. Dabei sind am zylindrischen Gehäuse außen durch einen zusätzlichen Metallmantel vom zu reinigenden Öl durchströmte Kühlrippen angeformt, dessen Kühlkanäle dem Filter auf der Schmutzseite vorgeschaltet sind. Bei dieser Anschraubfiltereinheit benötigt das Filtergehäuse einen speziell angeordneten und ausgebildeten Zulauf und der Filtereinsatz muß in Sternform ausgebildet sein. Der Wärmetauscher, der lediglich eine Kühlung des zu reinigenden Öls durch die Umgebungsluft bewirkt, ist somit nicht nachrüstbar. Auch fehlt ein zweiter, als Wärmträger dienender Flüssigkeitskreislauf zum Aufheizen des Dieselkraftstoffs.Such a screw-on filter unit is already known from US-PS 38 87 467, in which a heat exchanger is connected to a filter housing. Cooling fins through which the oil to be cleaned flows are formed on the outside of the cylindrical housing by an additional metal casing, the cooling channels of which are connected upstream of the filter on the dirty side. In this screw-on filter unit, the filter housing requires a specially arranged and designed inlet and the filter insert must be designed in a star shape. The heat exchanger, which only cools the oil to be cleaned using the ambient air, cannot therefore be retrofitted. A second liquid circuit serving as a heat carrier for heating up the diesel fuel is also missing.

Ferner ist aus der US-PS 38 62 037 ein Flüssigkeitsfilter in Anschraubtechnik bekannt, bei dem zwischen ein deckelartiges Anschlußteil und eine Filterbox ein Umleitungsadapter geflanscht ist. Dieser im Flüssigkeitsstrom der Filterbox schmutzseitig vorgeschaltete Umleitungsadapter hat zwei äußere Anschlüsse, über welche die zu reinigende Flüssigkeit zu einem externen Wärmetauscher hin bzw. von ihm zurück geleitet wird. Dieser Umleitungsadapter ist zwar nachrüstbar, kann aber die Funktion eines Wärmetauschers nicht übernehmen.Furthermore, US-PS 38 62 037 discloses a liquid filter using screw-on technology, in which a diversion adapter is flanged between a cover-like connection part and a filter box. This diversion adapter, which is installed upstream of the filter box on the dirt side in the liquid flow, has two external connections through which the liquid to be cleaned is directed to or from an external heat exchanger. Although this diversion adapter can be retrofitted, it cannot take over the function of a heat exchanger.

Weiterhin ist aus der US-PS 33 15 737 ein Flüssigkeitsfilter bekannt, bei dem ein ringförmiger Filtereinsatz konzentrisch zu einer Heizungseinrichtung angeordnet ist. Die Heizungseinrichtung ist hier als luftdurchströmter Wärmetauscher mit einer Vielzahl von Röhren aufgebaut, der in dem zu reinigenden Druckmittelstrom dem Filtereinsatz vorgeschaltet ist. Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß das Filter mit dem integrierten Wärmetauscher relativ aufwendig und groß baut, zumal der Wärmetauscher luftdurchströmt ist. Der Wärmetauscher eignet sich infolge seiner Bauart weniger zum Durchströmen mit Kühlwasser. Vor allem aber ist von Nachteil, daß die Teile von Filter und Wärmetauscher speziell aufeinander abgestimmt sind, so daß keine bereits vorhandenen Filterbauelemente verwendbar sind. Auch können die das Filter ausmachenden Bauteile nicht losgelöst vom Wärmetauscher verwendet werden.Furthermore, a liquid filter is known from US-PS 33 15 737 in which an annular filter insert is arranged concentrically to a heating device. The heating device is designed as an air-flow heat exchanger with a large number of tubes, which is connected upstream of the filter insert in the pressure medium flow to be cleaned. The disadvantage of this solution is that the filter with the integrated heat exchanger is relatively complex and large, especially since the heat exchanger is air-flown. Due to its design, the heat exchanger is less suitable for cooling water to flow through it. But the main disadvantage is that the parts of the filter and heat exchanger are specially matched to one another, so that no existing filter components can be used. The components that make up the filter cannot be used separately from the heat exchanger either.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anschraubfiltereinheit der eingangs genannten Bauart so auszubilden, daß der Wärmetauscher unter Wahrung kompakter und einfacher Bauweise leicht nachrüstbar angeordnet und ausgebildet ist.The object of the invention is to design a screw-on filter unit of the type mentioned at the outset in such a way that the heat exchanger is arranged and designed to be easily retrofittable while maintaining a compact and simple construction.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 näher angegebenen, kennzeichnenden Merkmalen.This object is achieved according to the invention with the characterizing features specified in claim 1.

Auf diese Weise wird eine Anschraubfiltereinheit erreicht, die bereits vorhandene Filterbauteile verwendet, zwischen denen ohne großen Aufwand der Wärmetauscher in nachrüstbarer Weise leicht montierbar ist. Die Anschraubfiltereinheit baut einfach, kompakt und auch billig. In vorteilhafter Weise kann dabei die Filterbox wie bisher ausgewechselt werden. Zudem ermöglicht der Wärmetauscher einen wirksamen Wärmeübergang, wobei der Kraftstoff in zweckmäßiger Weise bereits aufgeheizt wird, bevor er das Filtermaterial erreicht.In this way, a screw-on filter unit is created that uses existing filter components, between which the heat exchanger can be easily installed in a retrofittable manner without great effort. The screw-on filter unit is simple, compact and also inexpensive. The filter box can be replaced as before. In addition, the heat exchanger enables effective heat transfer, whereby the fuel is heated up in a practical way before it reaches the filter material.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Anschraubfiltereinheit möglich. Insbesondere werden durch diese Ausgestaltungen seine einfache, kompakte und billige Bauweise sowie seine leichte Montage unterstützt.The measures listed in the subclaims allow advantageous further developments and improvements of the screw-on filter unit specified in the main claim. In particular, these developments improve its simple, compact and cheap construction as well as its easy assembly.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Anschraubfiltereinheit und Fig. 1 a longitudinal section through a screw-on filter unit and

Fig. 2 einen Querschnitt längs Linie I-I nach Fig. 1. Fig. 2 is a cross-section along line II of Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt eine Anschraubfiltereinheit 10, die im wesentlichen aus einem Deckel 11, einem Wärmetauscher 12 und einer Filterbox 13 mit einem Boxdeckel 23 besteht. Fig. 1 shows a screw-on filter unit 10 , which essentially consists of a cover 11 , a heat exchanger 12 and a filter box 13 with a box cover 23 .

Der zusätzliche Deckel 11 weist in üblicher Weise einen radial liegenden Anschluß für einen Zulauf 14 sowie einen zentralen, axial liegenden Anschluß für einen Ablauf 15 auf, welche Durchgangskanäle für den Dieselkraftstoff bilden. Der Zulauf 14 steht mit einem ringförmigen Hohlraum 16 in Verbindung, der zu einer Flanschseite 17 hin offen ist. In Verlängerung des Ablaufs 15 ist im Deckel 11 eine Hohlschraube 18 befestigt, an deren aus dem Deckel 11 herausragenden freien Ende ein Außengewinde 19 angeordnet ist. Passend zu dem zusätzlichen Deckel 11 ist die Filterbox 13 ausgeführt, so daß sie unmittelbar am Deckel 11 befestigt werden könnte. Die Filterbox 13 nimmt in einem Gehäuse 21 einen axial durchströmten Wickeleinsatz 22 auf und weist stirnseitig den das Gehäuse 21 verschließenden Boxdeckel 23 auf. Der Boxdeckel 23 hat in üblicher Weise mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte Zulauföffnungen 24 sowie einen zentralen Stutzen 25, dessen Innengewinde 26 zum Außengewinde der Hohlschraube 18 paßt.The additional cover 11 has, in the usual way, a radial connection for an inlet 14 and a central, axial connection for an outlet 15 , which form through-channels for the diesel fuel. The inlet 14 is connected to an annular cavity 16 , which is open towards a flange side 17. In the extension of the outlet 15 , a hollow screw 18 is fastened in the cover 11 , on the free end of which protrudes from the cover 11 an external thread 19 is arranged. The filter box 13 is designed to match the additional cover 11 , so that it can be fastened directly to the cover 11. The filter box 13 accommodates an axially flowing winding insert 22 in a housing 21 and has the box cover 23 on the front side, which closes the housing 21 . The box lid 23 has, in the usual way, several inlet openings 24 evenly distributed over the circumference as well as a central nozzle 25 , the internal thread 26 of which fits the external thread of the hollow screw 18 .

Zwischen dem zusätzlichen Deckel 11 und der Filterbox 13 ist der Wärmetauscher 12 montiert, der ein quaderförmiges Flanschteil 27 aufweist. Wie insbesondere Fig. 2 näher zeigt, sind an einer Stirnseite 28 des Flanschteils 27 ein Einlaß 29 und ein Auslaß 31 ausgebildet. Von letzteren gehen zwei zueinander parallel verlaufende Bohrungen 32, 33 aus, die durch eine nahe der gegenüberliegenden Stirnseite 35 gelegene Querbohrung 34 miteinander verbunden sind. Die Querbohrung 34 ist nach außen hin durch eine Kugel verschlossen. Alle diese Bohrungen 32, 33, 34 liegen in einer Ebene, die senkrecht zur Längsachse der Anschraubfiltereinheit 10 verläuft. Diese Bohrungen sind ferner so ausgelegt, daß sie einen möglichst langen Kühlwasser-Kreislauf im Wärmetauscher 12 bilden und eine möglichst große Oberfläche ergeben. Das Flanschteil 27 weist ferner eine zum Deckel 11 hin gelegene, erste Flanschfläche 36 sowie eine gegenüberliegende, zur Filterbox 13 hin gelegene, zweite Flanschfläche 37 auf. Wie Fig. 2 besonders deutlich zeigt, sind in dem Raum zwischen den Bohrungen 32, 33, 34 und einer Zentralbohrung 38 zwei Axialbohrungen 39 und in dem Raum zwischen dem Einlaß 29 und dem Auslaß 31 eine Axialbohrung 41 angeordnet. Die Axialbohrungen 39, 41 verbinden beide Flanschflächen 36, 37 miteinander. Auf der zweiten Flanschfläche 34 weist das Flanschteil 27 eine ringförmige Ausnehmung 42 auf, durch welche die Öffnungen der Axialbohrungen auf dieser Seite miteinander verbunden sind. In der Zentralbohrung 38 ist eine Hohlschraube 43 angeordnet, die mit ihrem Außengewinde 44 in das Innengewinde 26 des Boxdeckels 23 und mit ihrem Innengewinde 45 in das Außengewinde 19 an der Hohlschraube 18 im Deckel 11 geschraubt ist. Die Hohlschraube 43 weist einen außenliegenden Bund 46 mit nicht näher gezeichneten Schlüsselflächen auf, mit dem sie im montierten Zustand das Flanschteil 27 gegen den Deckel 11 drückt. Die äußeren Dichtstellen 47 zwischen dem Flanschteil 27 und dem Deckel 11 einerseits sowie der Filterbox 13 andererseits liegen auf dem gleichen Durchmesser; entsprechendes gilt auch für die inneren Dichtstellen 48.The heat exchanger 12 is mounted between the additional cover 11 and the filter box 13 and has a cuboid-shaped flange part 27. As shown in more detail in Fig. 2, an inlet 29 and an outlet 31 are formed on an end face 28 of the flange part 27. Two parallel holes 32, 33 extend from the latter and are connected to one another by a cross hole 34 located near the opposite end face 35. The cross hole 34 is closed off from the outside by a ball. All of these holes 32, 33, 34 lie in a plane that runs perpendicular to the longitudinal axis of the screw-on filter unit 10. These holes are also designed in such a way that they form the longest possible cooling water circuit in the heat exchanger 12 and provide the largest possible surface area. The flange part 27 also has a first flange surface 36 facing the cover 11 and an opposite second flange surface 37 facing the filter box 13. As Fig. 2 shows particularly clearly, two axial bores 39 are arranged in the space between the bores 32, 33, 34 and a central bore 38 and an axial bore 41 is arranged in the space between the inlet 29 and the outlet 31. The axial bores 39, 41 connect both flange surfaces 36, 37 to one another. On the second flange surface 34, the flange part 27 has an annular recess 42 through which the openings of the axial bores on this side are connected to one another. A hollow screw 43 is arranged in the central bore 38 , which is screwed with its external thread 44 into the internal thread 26 of the box cover 23 and with its internal thread 45 into the external thread 19 on the hollow screw 18 in the cover 11. The hollow screw 43 has an external collar 46 with wrench flats (not shown in detail) with which it presses the flange part 27 against the cover 11 when assembled. The external sealing points 47 between the flange part 27 and the cover 11 on the one hand and the filter box 13 on the other hand are on the same diameter; the same applies to the internal sealing points 48 .

Bei der Montage der Anschraubfiltereinheit 10 wird mit Hilfe der Hohlschraube 43 das Flanschteil 27 am Deckel 11 festgeschraubt. Daraufhin kann die Filterbox 13 jederzeit am Flanschteil 27 angeschraubt werden. Ein Austauschen der Filterbox 13 ist jederzeit möglich, ohne in den Kühlwasser-Kreislauf durch den Wärmetauscher 12 eingreifen zu müssen.When installing the screw-on filter unit 10, the flange part 27 is screwed onto the cover 11 using the hollow screw 43. The filter box 13 can then be screwed onto the flange part 27 at any time. The filter box 13 can be replaced at any time without having to intervene in the cooling water circuit through the heat exchanger 12 .

Die Wirkungsweise der Anschraubfiltereinheit 10 ist wie folgt, wobei nur so weit darauf eingegangen wird, als zum Verständnis der Erfindung notwendig ist. Der zu reinigende Dieselkraftstoff gelangt über den Zulauf 14 in den Hohlraum 16. Von dort gelangt er über die Axialbohrungen 39 und 41 in die Ausnehmung 42 und weiter über die Zulauföffnungen 24 im Boxdeckel 23 zum Wickeleinsatz 22. Der Dieselkraftstoff durchströmt axial den Filtereinsatz 22, wobei er gereinigt wird, und gelangt über das Mittelrohr und die Hohlschraube 43 und 18 zum Ablauf 15. Gleichzeitig strömt im Betrieb des Flüssigkeitsfilters vom Motor erwärmtes Kühlwasser in den Einlaß 29 und über die Bohrungen 32, 34, 33 weiter zum Auslaß 31. Das erhitzte Kühlwasser gibt beim Durchströmen des Flanschteils 27 Wärme an diesen ab. Zugleich nimmt der am Zulauf 14 ankommende kalte Dieselkraftstoff beim Durchströmen der Axialbohrungen 39, 41 Wärme im Wärmetauscher 12 auf. Dadurch wird der Dieselkraftstoff so weit erwärmt, daß selbst bei einem Kaltstart des Motors ein Auskristallisieren von Paraffin aus dem Dieselkraftstoff und ein damit verbundenes Zusetzen des Filterwickels 22 vermieden wird. Durch die Führung des Kühlwasser-Kreislaufs im Flanschteil 27 um die den Dieselkraftstoff führenden Axialbohrungen herum, wird nicht nur eine einfache und billige Bauweise erreicht, sondern auch ein wirksamer Wärmeübergang ermöglicht. Zudem baut der Wärmetauscher 12 dadurch kompakt und läßt sich äußerst leicht montieren. Vor allem kann der Wärmetauscher 12 ohne große Schwierigkeiten in bereits vorhandene Filteraggregate bei Bedarf nachträglich eingebaut werden.The screw-on filter unit 10 works as follows, although this will only be discussed to the extent necessary for understanding the invention. The diesel fuel to be cleaned enters the cavity 16 via the inlet 14. From there it passes through the axial bores 39 and 41 into the recess 42 and then through the inlet openings 24 in the box cover 23 to the winding insert 22. The diesel fuel flows axially through the filter insert 22 , where it is cleaned, and passes through the center tube and the hollow screw 43 and 18 to the outlet 15. At the same time, when the liquid filter is in operation, cooling water heated by the engine flows into the inlet 29 and via the bores 32, 34, 33 to the outlet 31. The heated cooling water gives off heat to the flange part 27 as it flows through it. At the same time, the cold diesel fuel arriving at the inlet 14 absorbs heat in the heat exchanger 12 as it flows through the axial bores 39, 41. This heats the diesel fuel to such an extent that even when the engine is started cold, crystallization of paraffin from the diesel fuel and the associated clogging of the filter coil 22 is avoided. By routing the cooling water circuit in the flange part 27 around the axial bores carrying the diesel fuel, not only is a simple and inexpensive construction achieved, but effective heat transfer is also made possible. In addition, the heat exchanger 12 is therefore compact and extremely easy to install. Above all, the heat exchanger 12 can be retrofitted into existing filter units without great difficulty if required.

Selbstverständlich sind Änderungen an der gezeigten Bauart der Anschraubfiltereinheit 10 möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So kann das Flanschteil 27 jederzeit auch als Gußteil ausgebildet werden und geeignete Durchbrüche aufweisen, anstelle der axialen und radialen Bohrungen. Ferner ist es auch möglich, den Einlaß und Auslaß am Wärmetauscher 12 auf einander gegenüberliegenden Seiten anzuordnen. Auch ist es möglich, anstelle der gezeigten Schraubverbindungen zwischen Deckel 11, Wärmetauscher 12 und Filterbox 13 eine Befestigung mit einem Mittelbolzen vorzusehen, der entweder alle drei Teile oder auch nur zwei dieser Teile zusammenhält.Of course, changes to the design of the screw-on filter unit 10 shown are possible without deviating from the spirit of the invention. For example, the flange part 27 can always be designed as a cast part and have suitable openings instead of the axial and radial holes. Furthermore, it is also possible to arrange the inlet and outlet on the heat exchanger 12 on opposite sides. It is also possible to provide a fastening with a central bolt instead of the screw connections shown between the cover 11 , heat exchanger 12 and filter box 13 , which holds either all three parts or just two of these parts together.

Claims

1. Screw-on filter unit for liquids, in particular diesel fuel, with a heat exchanger having inlet and outlet, which is connected to a filter housing, characterized in that

a) the heat exchanger ( 12 ) is detachably arranged between an additional cover ( 11 ) and the cover ( 23 ) of the filter housing ( 13 ),

b) the additional cover ( 11 ) has passageways ( 14 and 15 ) for unfiltered and filtered liquid, respectively,

c) the heat exchanger ( 12 ) has through-channels ( 39, 41 or 38 ) for unfiltered or filtered liquid and through-channels ( 32, 33, 34 ) for the heat transfer medium.

2. Screw-on filter unit according to claim 1, characterized in that the heat exchanger ( 12 ) is designed as a flange part ( 27 ) with two mutually opposite flange surfaces ( 36, 37 ) assigned to the two covers ( 11, 23 ), between which the through-channels ( 38, 39, 41 ) for the liquid run and that the through-channels ( 32, 33, 34 ) for the heat transfer medium run transversely to the through-channels ( 38, 39, 41 ) for the liquid from the inlet ( 29 ) to the outlet ( 31 ), which are arranged together in an end face ( 28 ) of the flange part ( 27 ).

3. Screw-on filter according to claim 2, characterized in that a central hollow screw ( 43 ) through which pressure medium flows is arranged in the flange part ( 27 ), which has a thread ( 45 ) suitable for fastening to the cover ( 11 ) at its end facing the additional cover ( 11 ) and a thread ( 44 ) suitable for fastening a filter box at its opposite end, as well as a collar ( 46 ) with wrench surfaces.

4. Filter according to claim 3, characterized in that the passage channels for the heat transfer medium are two parallel channels ( 32, 33 ) extending from the inlet ( 29 ) and outlet ( 31 ) and a transverse channel ( 34 ) connecting these two channels to one another, which surround the hollow screw ( 43 ) and the passage channels ( 39, 41 ) for the liquid.

5. Filter according to one of claims 3 to 4, characterized in that axial channels ( 39, 41 ) are arranged on both sides of the hollow screw ( 43 ), on the one hand towards the transverse channel ( 34 ) and on the other hand towards the inlet ( 29 ) and outlet ( 31 ).

6. Filter according to one of claims 2 to 5, characterized in that the flange part ( 27 ) has a cuboid shape and its axial thickness does not exceed twice the axial thickness of the additional cover ( 11 ).

7. Filter according to claim 3, characterized in that the flange part ( 27 ) has, on the flange surface ( 37 ) facing the filter box ( 13 ), a recess ( 42 ) connecting the axial through-channels ( 39, 41 ) to one another, the depth of which recess corresponds to the thickness of the collar.