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Metall-Filterkörper und Verfahren zu seiner Herstellung.
. Die Erfindung bezieht sich auf billige und feste Metallfilter. die verhältnismässig hohen Drücken widerstehen und bei sparsamster Verwendung des Baustoffes eine verhältnismässig grosse, wirksame aus Filterzwischenräumen von bestimmten Abmessungen bestehende Filteroberfläche aufweisen, und ein Verfahren zur Herstellung solcher Filter.
Der den Filterkörper bildende, schraubenförmig um einen Tragkörper zu wirdende Metalldraht wird erfindungsgemäss mittels kegeliger Walzen zu einem flachen Metallband mit auf vorzugsweise nur einer der breiten Bandfläehen quer zur Bandlängsrichtung'verlaufenden Rippen gewalzt und schon während des Walzvorganges annähernd parallel zur Bandebene (hochkantig) gekrümmt, so dass das Band von selbst ein Schraubenband bildet, dessen breite Bandseiten annähernd senkrecht zur Schraubenachse liegen.
Der Tragkörper weist an seiner äusseren Oberfläche vorteilhaft axial verlaufende Rillen auf, zwischen denen in Abstand voneinander Rippen vorgesehen sind, längs welchen der Filterkörper den Tragkörper berührt.
Die Windungen des Bandes sind durch seine beim Walzvorgang gebildeten Querrippen in Abstand voneinandergehalten, so dass eine grosse Anzahl von gleich grossen Filterzwischenräumen gebildet wird, die den in der Flüssigkeit befindlichen festen Teilchen von bestimmter Grösse zuverlässig keinen Durchtritt gewähren. Diese Zwischenräume können so klein sein, dass auch die kleinsten Teilchen aus der Flüssigkeit abgeschieden werden.
Infolge der äusserst geringen Dicke des Bandes bildet die gesamte Querschnittsfläche der Filter-
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Filterkörpers als bei den bisher bekannten Filtern starrer Konstruktion, weshalb die zu filtrierende Flüssigkeit den Filterkörper mit verhältnismässig hoher Geschwindigkeit durehfliesst.
Das Metallband weist erfindungsgemäss vorzugsweise keilförmigen Querschnitt auf, so dass die Kanäle des Filterkörpers sich gegen seine Austrittsseite hin erweitern und Verunreinigungen sich daher zwischen den benachbarten Windungen des Bandes nicht festkeilen können. Teilchen, deren Durchmesser kleiner ist, als der Abstand zwischen den Windungen des Schraubenbandes an der Eintrittsseite des Filters, werden also durchgespült, und jede Verstopfung des Filterkörpers wird vermieden. Um die Einhaltung des sich keilförmig erweiternden Kanalprofils an allen Stellen des Filterkörpers zu gewährleisten, sind die Querrippen des Metallbandes gemäss der Erfindung als Gegenkeile des Bandquersehnittes ausgebildet.
Um das Reinigen des Filters und das Entfernen des Filterkuchens zu erleichtern, ist die an der Eintrittsseite der Flüssigkeit vorgesehene Schmalseite des den Filterkörper bildenden Metallbandes quer zur Längsrichtung des Bandes abgerundet.
Das durch das Walzverfahren nach der Erfindung hergestellte Band wird zweckmässig gleich nach seiner Herstellung auf den trommelartigen Stütz-oder Tragkörper gewickelt, wobei sich dieser, gegen dessen Flansch sich das Metallband legt, infolge des Aufwiekelvorganges auf einer Welle axial verschiebt.
Die Zeichnung veranschaulicht den Filterkörper nach der Erfindung und das Verfahren zu seiner Herstellung in beispielsweiser Ausführungsform, u. zw. ist Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung des
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Walz-und Aufwindevorganges, Fig. 2 ein Schnitt durch die Walzen an ihrer Arbeitsstelle, Fig. 3 eine
Seitenansicht zu Fig. 2 mit einer der Walzen und dem gerade gewalzten Drahtteil ; Fig. 4 zeigt die den Filterkörper bildende, auf eine Trommel gewundene, fertige Drahtsehraube, Fig. 5 einen Schnitt durch den fertigen Filterkörper, Fig. 6 einen Schnitt nach Linie 6-6 der Fig. 5 in grösserem Massstabe ;
Fig. 7 ist eine Teilansicht des Filterkörpers in grösserem Massstabe, Fig. 8 ein Teilschnitt nach Linie 8-8 der Fig. 6 in grösserem Massstabe und Fig. 9 ein ähnlicher Schnitt, die keilförmige Ausbildung der Bandrippen darstellend.
In der in den Fig. 5-8 im besonderen dargestellten Ausführungsform bildet der Filterkörper einen Zylinder 10, der aus einem flachen Metallbande 11 von sehr geringer Stärke hergestellt ist, das auf einer seiner breiten Flächen Querrippen 12 von gleicher, dem besonderen Zwecke, für den der Filter bestimmt ist, angepasster Höhe trägt, so dass die einzelnen, durch die Querrippen begrenzten Filter- öffnungen eine bestimmte Grösse haben, der Durchgang der Flüssigkeit möglich ist und alle von der Flüssigkeit mitgeführten Teile, deren Abmessungen eine gewisse Grösse überschreiten, zuversichtlich entfernt werden. An Stelle von Rippen können auch Vorsprünge oder andere, einen gleichförmigen Abstand zwischen den einzelnen Bandwindungen bestimmende Mittel vorgesehen sein.
Vorzugsweise weist das Band 11 einen schwach keilförmigen Querschnitt auf (Fig. 9), wobei die breitere Seite des Keiles aussen liegt, so dass die Filteröffnungen auf der Eintrittsseite drler schmutzigen Flüssigkeit schmäler sind. Bei solcher Bauart des Filters erweitern sich die Filterkanäle in der Strömungsriehtung und verhindern derart das Festkeilen und Steckenbleiben von Verunreinigungen zwischen den den Filter bildenden Windungen der Bandschraube. Die Aussenseite des Bandes ist abgerundet (Fig. 8 und 9), wodurch das Entfernen des Filterkuchens von der Aussenfläche des Filterzylinders durch einen die Filterkanäle in umgekehrter Richtung durchfliessenden Flüssigkeitsstrom erleichtert wird.
Bei Schmierölfiltern für Brennkraftmaschinen weisen die Rippen eine Höhe von etwa 0-026 mm. aber von nicht mehr als 0'075 mon auf, damit die gefährlichen Späne entfernt werden, überdies aber ermöglicht wird, dass das gereinigte Öl mit einer praktisch brauchbaren Geschwindigkeit durch den Filter fliesst.
Die Abmessungen des Bandes sind solehe, dass der aus ihm gebildete Filterkörper dem Betriebsdruck, dem er unterworfen werden soll, widersteht und auch eine sachgemässe Wartung möglich ist.
Falls die Rippen eine Höhe von etwa 0'025 bis 0'05 : 1nom aufweisen und der Filter Drücken ausgesetzt werden
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(gemessen in einer zur Filterachse parallelen Richtung) und mit einer radialen Breite von etwa 0'9 mm verwendet werden.
Ein gerades Band von solchen Abmessungen hochkantig in Schraubenform zu winden, ist ohne Störung des gleichförmigen Abstandes zwischen den einzelnen Windungen unmöglich. Bei den bisherigen Metallfiltern war es daher, um das Band gleichförmig aufwinden zu können, notwendig, die Stärke des Bandes so zu bemessen, dass ein seitliches Verbiegen der aufeinanderfolgenden Windungen unmöglich ist. Diese Bandbreite, die bisher als unvermeidlich angesehen wurde, verringert aber dass Verhältnis des wirksamen Filterquerschnittes zur gesamten Filteroberfläche derart, dass die Brauchbarkeit des Filters beträchtlich vermindert wird.
Gemäss der Erfindung wird dieser Fehler vermieden, indem das sehr dünne Band schon bei seiner Herstellung eine bestimmte, gleichförmige Krümmung erhält, so dass es das natürliche Bestreben hat, seine Schraubenform beizubehalten.
Da bei dem Filterzylinder nach der Erfindung der Durchmesser etwa hundertmal so gross ist wie die Stärke des Bandes, hat dieses an sich keine genügende Steifigkeit, um seine aufeinanderfolgenden
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führungsform der Erfindung dient eine gerillte Trommel 13 als Stütz-und Tragvorrichtung für den Filterkörper 10. Diese Trommel besteht aus einem topfförmigen Hauptteil, an dessen flansehartigem Rand 15 einerseits ein Deckel 14 befestigt ist, während die andere Seite dieses Flansches als Stütze des Zylinders 10 dient. An ihrem unteren Ende geht die zylindrische Trommelwand in den Trommelboden über. Eine Kappe 16 passt über das untere Trommelende und unterstützt das untere Ende des Filterzylinders 10. Die Kappe 16 ist auf der Trommel in geeigneter Weise befestigt.
Die Rippen der zylindrischen Trommelwand bilden Kanäle, die mit dem Sammelraum in Verbindung stehen, der durch die Trommel und die Kappe 16 gebildet wird. Die Kanten der Trommelrippen berühren den zylindrischen Filterkörper längs Linien, die parallel zueinander und in gleichem Abstand von der Achse des Filterkörpers sind, so dass dieser einen steifen Zylinder mit zahlreichen gleich grossen Filterzwisehenräumen bildet. Der Filter nach der Erfindung vereinigt daher Festigkeit mit leichtem Gewicht und einem günstigen Verhältnis zwischen der wirksamen Filterfläche und seiner Grösse.
Wie Fig. l zeigt, kann ein solcher Filterkörper hergestellt werden, indem zuerst ein runder Draht in ein dünnes flaches Band von bestimmter, gleichförmiger Krümmung umgeformt wird, das das natürliche Bestreben hat, eine Schraube von dem Durchmesser der gerillten Trommel zu bilden, worauf dieses Band auf den Umfang der gerillten Trommel 13 aufgebracht wird. Die Umformung des runden Drahtes 17 in ein flaches Band 11 erfolgt hiebei zwischen zwei konisehen Walzen 18, deren Drehungsachsen recht-
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Vorzugsweise eine der Walzen 18 ist mit im Abstand angeordneten radialen Nuten 19 versehen, so dass beim Walzvorgang die Querrippen 12 gebildet werden, die von einer Fläche des Bandes vorstehen.
Die
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geführt und an dem Flansch in geeigneter Weise, z. B. durch Löten, befestigt. Sodann werden die Walzen und die Welle mit vorbestimmter Geschwindigkeit gedreht und das Band auf die Trommel zwischen der Führungsrolle 21 und dem Flansch 15 aufgewunden. Die aufeinanderfolgenden Windungen des Bandes bilden derart eine Bandschraube. Da die Führungsrolle 21 an ihrem Platze verharrt, verschiebt sich die Trommel 13 auf der Welle 20 in axialer Richtung selbsttätig, während sie mit dem Band umwickelt wird.
Um das Band 11 von den Walzen zu der Führungsrolle 21 zu leiten, kann ein Führungsrohr von der dem Band erteilten Krümmung vorgesehen werden. Dadurch wird eine Deformation oder ein Verbiegen des Bandes verhindert. Das Walzen und Aufwinden wird fortgesetzt, bis der aufgewickelte Filter-
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benachbarte Windung angelötet wird. Danach wird die Kappe 16 über das Ende der Trommel 13 gepasst und daran befestigt. Die Trommel bildet so einen Tragkörper für die Bandschraube. Die Trommelrippen berühren in gleichen Abständen die Innenseite des aufgewickelten Bandes. Die Trommelrippen bilden Kanäle, welche die Flüssigkeit zu der Innenseite des Filterzylinders oder von ihr fortleiten.
Die Abrundung der Aussenseite des Bandes erleichtert das Entfernen des Filterkuchens von der Aussenfläche des Filterzylinders bei umgekehrter Flüssigkeitsströmung, da das Filtrat derart leichter zwischen den Zylinder und den Filterkuchen gelangt und den letzteren lockert, bis er schliesslich von der umgekehrten Flüssigkeitsströmung mitgerissen wird.
Die Hochkantanordnung des Bandes auf der Trommel 13 in Verbindung mit der guten seitlichen Abstützung jeder Windung an der benachbarten mittels der in Abstand voneinander angeordneten Rippen 12 verleiht dem Filterkörper eine Festigkeit, welche die von Drahtsieben entsprechender Feinheit sehr beträchtlich überwiegt.
In Form und Anordnung kann der Filterkörper nach der Erfindung mannigfach abgeändert werden ; so ist es auch möglich, den Filterkörper durch Aufwickeln auf einen kegelstumpfförmigen oder ähnlichen, im wesentlichen zylindrischen Tragkörper aufzuwinden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines Metall-Filterkörpers aus einem um einen Stützkörper schraubenförmig gewundenen Draht, der mit Rippen versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht mittels Kegelwalzen zu einem flachen, dünnen Bande mit Querrippen gewalzt wird, dem schon beim Walzvorgange, annähernd parallel zu den Breitseiten des Bandes, eine bestimmte Krümmung gegeben wird, wobei die äussere, schwächer gekrümmte Bandschmalseite wenigstens ebenso breit, vorteilhaft aber breiter als die innere, stärker gekrümmte Bandschmalseite ausgebildet ist.