Filter
Das Patent betrifft ein Filter mit Wirkung in nur einer Strömungsrichtung und eine Verwendung dieses Filters.
Bekanntlich setzt jedes Filter der Strömung einen gewissen Widerstand entgegen. Zur Erzeugung einer Filterwirkung ist dieser Widerstand unvermeidlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filter mit Wirkung in nur einer Strömungsrichtung zu schaffen, welches für die entgegengesetzte Strömungsrichtung einen kleineren Widerstand hat.
Zu diesem Zwecke bildet der Filterkörper des erfindungsgemässen Filters das Verschlussstück oder einen durchgehenden Teil des Verschlussstückes eines Rückschlagventils. Bei diesem Filter wird der das Verschlussstück bzw. einen durchgehenden Teil desselben bildende Filterkörper bei einer Strömung in einer Richtung an den Sitz des Rückschlagventils gepresst, so dass das Fluidum den Filterkörper passieren muss und dabei filiert wird, während bei einer Strömung in der entgegengesetzten Richtung das ganz oder teilweise durch den Filterkörper gebildete Verschlussstück von seinem Sitz abgehoben wird, so dass ein wesentlich kleinerer Widerstand resultiert als beim Durchfliessen des Filterkörpens.
Dieses Filter ist erfindungsgemäss, für hin und her strömendes, nur ia einer Richtung Fremdstoffe führendes Fluidum zu verwenden, insbesondere für die Strömung, welche zwischen dem Zylinderraum, der dem Arbeitsraum des Zylinders einer einfach wirkenden Zylinder-Kolben-Einheit gegenüberliegt, und der Aussenluft hin und her strömt. Dabei kann die Zylin der-Kolben irheit beispielsweise einer einfach wirkenden Kolbenmaschine oder einem einfach wirkenden Stellmotor, dessen Kolben unter der Wirkung der ihn antreibenden Beaufschlagung und einer entgegengesetzt dazu wirkenden Feder steht, angehören.
Die Kolben-Zylinder inheit kann auch eine Feder haben, welche auf den Kolben im Sinne einer Verkleinerung des Arbeitsraumes wirkt, um in diesem ein Fluidum unter Druck zu setzen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Filters und dessen erfindungsgemässer Verwendung dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Zylin der¯Kolben-Einheit, deren dem Arbeitsraum gegen über liegender Zylinderraum durch ein Filter mit der Aussenluft verbunden ist, welches nur bei der in diesem Zylinderraum hineinführenden Strömung wirkt.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1
In einem Zylinder 1 ist ein Kolben 2 mit einer Kolbenstange 3 verschiebbar. Beiderseits des Kolbens 2 liegen der Arbeitsraum 4 und ein Zylinderraum 5 einander gegenüber. Die Kolbenstange 3 ist luftdicht durch den Zylinderdeckel 6 des Zylinderraumes 5 hindurchgeführt, damit keine Fremdkörper in den Zylinderraum 5 gelangen, wenn der Kolben sich im Sinne einer Vergrösserung des Raumes 5 bewegt. Damit der Luftdruck im Raum 5 sich dem atmosphärischen Druck anpassen kann, so dass die Bewegung des Kolbens 2 nicht durch Kompression und Dilatation der Luft im Raum 5 erschwert wird, steht dieser Raum mit den Aussenluft in Verbindung.
Diese Verbindung enthält ein Filter mit einem Filterkörper 7, welcher verhindert, dass Fremdkörper zusammen mit angesaugter Luft in den Zylinderraum 5 gelangen, wo sie zu einem Verschleiss des Zylinders 1, des Kolbens 2, der Kolbenstange 3 und deren Durchführung durch den Zylinderdeckel 6 führen würden.
Der Filterkörper 7 bildet das Verschlusstück eines Rückschlagventils, dessen Sitz mit 8 bezeichnet ist Er besteht aus Sintermetall, hat die Form eines tiefen Tellers mit flachem Rand und ist innerhalb einer mit Durchlassöffnungenl 9 versehenen Gehäusekappe 10 angeordnet. Eine (in Fig. 2 nicht dargestellte) Schraubenfeder 11 ist unter Druck zwischen der Gehäusekappe 10 und dem Rand des Filterkör- pers 7 eingesetzt und drückt diesen an den Sitz 8. Der Filterkörper 7 ist mittels vier an seinem Rande radial vorstehender Vorsprünge 12 in einer zylindrischen Führung 13 axial verschiebbar. geführt. Wenn der Filterkörper 7 an den Sitz 8 gedrückt ist, liegt sein Rand dicht an diesem an.
Ist der Filterkörper jedoch vom Sitz 8 abgehoben, so sind zwischen der Führung 13, dem Rand des Filterkörpers 7 und je zwei Vor sprüngen 12 vier Durchlässe gebildet, deren Strömungswiderstand wesentlich kleiner ist als der Strömungswiderstand des porösen Filterkörpers 7.
Wenn der Kolben 2 in bezug auf den Zylinder raum 5 einen Saughub ausführt, wird Aussenluft durch die Durchlässe 9 und den Filterkörper 7 in diesen Zylinderraum gesaugt. Dabei ist der Filterkörper 7 durch die Feder 11 an seinen Sitz 8 gedrückt und die Luftströmung unterstützt die Wirkung der Feder 11. Die angesaugte, in den Zylinderraum 5 eindrin- gende Luft wird durch den Filterkörper 7 von Fremdkörpern gereinigt, welche an der Aussenseite des Filterkörpers 7 niedergeschlagen werden. Der Strömungswiderstand des Filters wirkt als ein Bewegungswiderstand des Kolbens 2.
Wenn der Kolben 2 in bezug auf den Zylinderraum 5 einen Kompressionshub ausführt, steigt der Druck in diesem Raum und die komprimierte Luft strömt durch den Filterkörper 7 und die Durchlässe 9 ins Freie, wobei sie die Fremdkörper, welche beim Saughub an der Aussenseite des Fllterkörpers 7 niedergeschlagen wurden, wegbläst. Sobald der Druck eine bestimmte Grösse erreicht hat, wird der Filterkörper 7 gegen die Wirkung der Feder 11 von seinem Sitz 8 abgehoben und die Luft gelangt durch den nun zwischen dem Rand d des Filterkörpers 7 und der Füh- rang 13 gebildeten (durch die Vorsprünge 12 in vier Teile geteilten) Ringspalt und die Durchlässe 9 ins Freie. Weil der Strömungswiderstand dieses Ringspaltes, wie oben dargelegt, klein ist, ist auch der durch ihn bedingte Bewegungswiderstand des Kolbens gering.
Eine Filterwirkung ist dabei allerdings nicht mehr vorhanden, eine solche ist aber weder nötig noch erwünscht; denn die ausgestossene Luft wurde bereits beim Ansaugen gefiltert, und - falls sie noch Fremdkörper enthalten sollte - wäre es höchst unerwünscht, diese an der Innenseite des Filterkörpers zurückzuhalten, wobei sie beim nächsten Saughub erneut in den Zylinderraum 5 befördert würden.
Der Filterkörper kann entweder, wie gezeichnet, aus einem Stück porösen Materials bestehen oder mit einem massiven, nicht porösen Ring versehen sein.
Im letzteren Fall bildet der Filterkörper einen durchgehenden Teil des Verschlussstückes.
Das beschriebene Filter wirkt auch als akustisches Filter (Schalldämpfer), und zwar infolge seiner Hohlräume und Durchtritts- und Austrittsöffnungen bei geeigneter Bemessung als sog. Resonanzschalldämpfer, und insbesondere wenn der Filterkörper auf seinem Sitz sitzt, ausserdem als Absorptionsfilter mit akustischer Reibungsdämpfung. Ist der Filterkörper von seinem Sitz abgehoben, so bewirkt er eine Dämpfung der an ihn angrenzenden Hohlräume.