Filter-Ventil-Anordnung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Filter-Ventil Anordnung an der Einlassöffnung einer Flüssigkeitskammer.
Besonders bei Sammlern vom Kolbenbautyp ist es von Bedeutung, dass die in die Flüssigkeitskammer einströmende Flüssigkeit rein gehalten wird, damit ein Fressen des Kolbens und ein Verschleiss der Zylinderwände vermieden wird. Besonders werden solche hydraulischen Sammler in Verbindung mit Ölleitungen angewendet, die unter Druck betrieben werden. Das Öl ist häufig recht schmutzig und Ursache für einen Verschleiss des Kolbens und der Zylinderwände. Mit einer wirkungsvollen Filterung des Öls können Schmutzpartikeln zurückgehalten werden, wodurch die Lebensdauer des Sammlers erhöht und die Wartungskosten stark herabgesetzt werden können.
In der amerikanischen Patentschrift 2 853 159 (Kuhn) wird bereits eine Filter-Ventil-Anordnung zum Anschluss an die Einlassöffnung einer Flüssigkeitskammer beschrieben. Diese Anordnung weist ein Gehäuse mit Öffnungen an beiden Enden auf, von denen die eine Öffnung mit dem rückwärtigen Ende einer Flüssigkeitszufuhrleitung und die andere Öffnung mit der Flüssigkeitskammer in Verbindung steht und dort mit einem Ventilsitz zusammenwirkt. In dem Gehäuse ist ein Ventilverschlussglied gleitbar gelagert und steht unter der Einwirkung einer es in Richtung auf den Ventilsitz drückenden Feder. Die auf dem Ventilsitz aufsitzende Wand des Ventilverschlussgliedes weist eine Öffnung auf und auf der Innenseite dieser Wand ist über der Öffnung ein Filter angeordnet.
Die Aufgabe vorliegender Erfindung liegt darin, die Wirksamkeit dieses Filters dadurch zu verbessern, dass ständig für eine selbständige Reinigung und ein Abspülen der sich auf dem Filter absetzenden Schmutzpartikein und Fremdkörper gesorgt wird. Im Normalbetrieb eines Sammlers tritt in bestimmten Intervallen eine Richtungsumkehr der Strömung auf. Diese Eigenschaft macht sich die Erfindung zunutze, indem beim Einströmen der Flüssigkeit bzw. des Öls aus der Zufuhrleitung in die Flüssigkeitskammer das Filter seine normale Fil terfunktion ausführt, während das Filter bei der Rück strömung der Flüssigkeit oder des Öls aus der Flüssig keitskammer in die Zufuhrleitung gesäubert und
Schmutzpartikeln und Fremdkörper abgespült werden.
Es leuchtet ein, dass ein immer sauberes unverstopftes
Filter seine Funktionen besser erfüllen kann und damit die Wartungszeit und Reparaturanfälligkeit für den gesamten Sammler wesentlich verbessert werden, ohne dass dafür Wartungszeit zum Auswechseln oder Reini gen des Filters zusätzlich benötigt wird.
Ausgehend von der oben beschriebenen bekannten
Anordnung löst die Erfindung diese Aufgabe dadurch, dass das Ventilverschlussglied einen Abschnitt in Form eines Konus aufweist, das Filter zylinderförmig ist und radial innerhalb des kleinsten Durchmessers des Konus angeordnet ist und in dem Konus Bohrungen vorgese hen sind, deren Achsen unter einem Winkel zu der
Aussenfläche des Filters stehen. Bei der Rückströ mung der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitskammer wird das Ventilverschlussglied gegen den Druck der Feder von dem Ventilsitz abgedrückt. Die Flüssigkeit tritt dann in die in dem Konus vorgesehenen Bohrungen ein, da diese ihr einen kleineren Widerstand als das
Filter entgegensetzen. Aus den Bohrungen tritt die
Flüssigkeit in Form von Strahlen auf die Aussenfläche des Filters auf, auf der sich die Schmutzpartikeln und
Fremdkörper abgesetzt haben.
Diese werden von den
Flüssigkeitsstrahlen abgespült, so dass der Filter dadurch gereinigt und seine volle Wirksamkeit zurück erhält.
Die erfindungsgemässe Filter-Ventil-Anordnung wird nun am Beispiel des in der Zeichnung gezeigten
Sammlers vom Kolbentyp beschrieben. In der Zeich nung ist:
Fig. 1 ein Schnitt unter Darstellung der Standard elemente eines Sammlers, wobei die erfindungsgemässe
Anordnung am rechten Ende des Sammlers angebracht, jedoch verdeckt ist,
Fig. 2 ein Schnitt durch die erfindungsgemässe Anordnung in grösserem Massstab als in Fig. 1 und
Fig. 3 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, in Blickrichtung der Linie 3-3 in Fig. 2.
In Fig. 1 wird ein Kolben 10 innerhalb des Zylinders 11 gezeigt, der dadurch in die Flüssigkeitskammer 12 und in die Gaskammer 13 unterteilt wird. Der Kolben 10 bewegt sich in Abhängigkeit des Druckunterschiedes zwischen den beiden Kammern 12 und 13 im Zylinder 11 hin und her. Der Kolben 10 muss einerseits abgedichtet in dem Zylinder 11 sitzen und anderseits noch leicht genug verschiebbar sein.
Schmutzpartikeln stehen diesen Anforderungen entgegen. Bei einem Einschluss dieser Schmutzpartikeln zwischen dem Kolben 10 und der Innenwand des Zylinders 11 erhöhen sie die Reibung. Noch gefährlicher ist, dass die Schmutzpartikeln die Zylinderwand ankratzen und die Kolbendichtringe beschädigen, so dass Öl in die Gaskammer 13 und Luft in die Flüssigkeitskammer 12 eintreten können.
Die Erfindung bezieht sich auf das Filter und Ventil, die in dem Verschluss 17 am Einlassende der Flüssigkeitskammer 12 eingebaut sind. Der Verschluss 17 selbst ist in den Zylinder 11 eingeschraubt. Eine Dichtung, wie ein O-Ring 18, dichtet die Flüssigkeitskammer 12 gegenüber der Aussenwelt ab. In eine Bohrung 20 in dem Verschluss 17 ist eine Leistung eingesetzt, die unter Druck Flüssigkeit führt. Diese unter Druck stehende Flüssigkeit drängt in die Flüssigkeitskammer 12 und bringt den auf die eine Seite des Kolbens 10 einwirkenden Flüssigkeitsdruck auf.
Die Einzelheiten dieser Erfindung ergeben sich am besten unter Bezug auf die Fig. 2 und 3. Ein aus rostfreiem Stahl gesintertes zylinderförmiges Filter 22 ist koaxial zu der Bohrung 20 montiert und in den Ecken 23 des Ventilverschlusselementes 24 durch Hartlöten befestigt. Das Ventilverschlusselement 24 ist im wesentlichen zylindrisch. Eine Öffnung 26 in dem Ventilverschlusselement 24 verbindet die Flüssigkeitskammer 12 mit dem Innenraum 28 des Filters 22. Das Innenende des Filters 22 wird durch eine Wand 29 abgeschlossen. Bei geschlossenem Ventilverschlusselement 24, wenn es an der einen Ventilsitz bildenden Wand 31a des Gehäuses anliegt, muss die eintretende Flüssigkeit durch die Bohrung 20 und das Filter 22 in den Innenraum 28 eintreten und dann durch die Öffnung 26 in die Flüssigkeitskammer 12.
Das Filter 22 und das Ventilverschlusselement 24 werden in dem Gehäuse 31 von einer Feder 30 gegen die Wand 31a des Gehäuses 31 gedrückt, wodurch eine Abdichtung auf einer Kreislinie gebildet wird. In Normallage ist das Ventilverschlusselement 24 somit in Schliesstellung. Das Filter 22 bewegt sich immer zusammen mit dem Ventilverschlusselement.
Das unter Druck der Feder 30 stehende Ventilverschlusselement 24 ist damit im allgemeinen geschlossen und stellt sicher, dass die Flüssigkeit nur durch das Filter 22 in die Flüssigkeitskammer 12 eintreten kann.
Ueber dem Filter 22 muss jedoch ein gewisser Druckunterschied liegen, damit die Flüssigkeit das Filter 22 durchströmen kann. Einer Rückströmung der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitskammer 12 würde das Filter 22 einen merkbaren Widerstand entgegensetzen. Dieser Widerstand reicht zum Zusammendrücken der Feder 30 aus und bewirkt, dass sich das Ventilverschlusselement 24 aus seiner Anlage an der den Ventilsitz bildenden Wand 31a bzw. von der Öffnung 32 in dieser Wand 31a wegbewegt. Wenn dies geschieht, kann die in der Flüssigkeitskammer 12 befindliche Flüssigkeit ohne weiteres durch die Öffnung 32 durchtreten und gelangt dann zu den in dem Ventilverschlusselement 24 vorgesehenen Bohrungen 34.
Bei dieser Rückströmung ist wichtig, dass auch das Filter 22 zurückgedrückt wird. Dies ist erforderlich, da die Rückströmung der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitskammer 12 bei beträchtlich geringerem Druck stattfindet als die Einströmung. Der sich der Rückströmung entgegenstellende Widerstand wird durch die Kraft der Feder 30 bestimmt. Diese braucht gerade so gross zu sein, um das Ventilverschlusselement 24 normalerweise geschlossen zu halten. Das Filter 22 braucht die Flüssigkeit bei der Rückströmung nicht zu durchströmen, da sich das Ventilverschlusselement ja von der Wand 31a entfernt hat, so dass die von links zuströmende Flüssigkeit in die Bohrung 34 einlaufen kann.
Das Ventilverschlusselement 24 hat einen Konus 24a, der unter einem Winkel von etwa 450 zu der Hauptachse des Zylinders 11 und des Filters 22 verläuft. Die in dem Konus 24a liegenden Öffnungen 34 bewirken, dass die aus der Flüssigkeitskammer 12 in Richtung auf die Bohrung 20 austretende Flüssigkeit unter einem Winkel von praktisch 450 auf die Aussenfläche des Filters 22 auftrifft. Diese auf das Filter 22 auftretende Strömung löst Schmutzpartikeln und trägt sie in die Zufuhrleitung zurück, an welche der Sammler angeschlossen ist. Auf diese Weise wird das Filter 22 verhältnismässig rein gehalten und braucht über längere Perioden nicht ausgewechselt zu werden.
Fig. 3 zeigt, dass zahlreiche Bohrungen 34 in Umfangsrichtung verteilt radial ausserhalb des Filters 22 angeordnet sind. Bei der Rückströmung der Flüssigkeit - von links nach rechts in Blickrichtung auf Fig. 2 tritt diese daher in Form von mehreren Strahlen auf die Aussenfläche des Filters 22 auf. Eine Reinigung der gesamten Filterfläche ist damit sichergestellt.
Eine Abänderung der oben beschriebenen Konstruktion liegt in einer Anderung des Winkels, unter dem der Konus 24a verläuft. Auch brauchen die Bohrungen 34 nicht senkrecht in dem Konus 24a zu liegen.
Es ist lediglich nötig, dass die austretende Flüssigkeit auf die Aussenfläche des Filters 22 gerichtet wird, um dieses sauber zu halten.
Das Filter 22 braucht nicht aus gesintertem Metall gefertigt zu werden, noch weniger aus gesintertem rostfreiem Stahl. Das Filter 22 könnte auch aus Papier bestehen, das mit einer Metalleinlage verstärkt ist.
Ebenso könnte man ein Drahtgeflecht verwenden. Die Wahl hängt von der Anwendung des Filterelementes ab und von der Art der Flüssigkeit, für die das Filter 22 bestimmt ist.
Das Filter ist so entworfen, dass es die Probleme löst, die bei Sammlern auftreten. Es kann jedoch auch in allen Fällen eingesetzt werden, bei denen eine Strömung ihre Richtung umkehrt und bei denen eine Flüssigkeit rein in eine Kammer einströmen und schnell aus der Kammer ausströmen soll.