CN103079669A - 液压过滤元件和相关的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液压过滤元件（1），尤其是滤油元件，该液压过滤元件带有由呈星形地折叠的过滤材料(4)构成的柱体状的过滤体(2)和柱体状的内框(3)，过滤体(2)径向在内支撑在该内框上。得到如下液压过滤元件的简化的制造方式，即，设置有能让各自的液压介质透过的柱体状的套(11)，该套径向在外地贴靠在过滤体(2)上。

Description

液压过滤元件和相关的制造方法
技术领域
本发明涉及一种液压过滤元件，尤其是一种滤油元件。本发明此外还涉及一种用于制造这种液压过滤元件的方法。
背景技术
液压过滤元件通常具有柱体状的过滤体，其由呈星形地折叠的过滤材料制成。由于使用时在外置的未净化侧和内置的净化侧之间出现的大的压力差，这种液压过滤元件此外可以配备有柱体状的内框，过滤体可以径向在内支撑在该内框上。此外，可以设置有轴向的端部盘，它们布置在过滤体的对置的轴向端部上。
在制造这种液压过滤元件时，内框被插入到折叠的过滤材料中，并且过滤材料借助张紧元件，如带、绳或类似物相对内框预紧。在这种预紧状态下安装端部盘，以便固定在过滤材料和内框之间的相对位置。在安装好端部盘之后，前述的张紧元件又被移除。这种张紧元件的安装和移除需要比较耗费时间且相对成本高昂的制造步骤。此外，这些步骤需要相对较认真地执行，以便获得在过滤材料和内框之间的所期望的接触，这对达到液压过滤元件的必需的使用寿命有较大意义。
由之后公开的DE102009005980公知了如下液压过滤元件，其具有由呈星形地折叠的过滤材料制成的柱体状过滤体、过滤体径向在内支撑在其上的柱体状的内框以及能让各自的液压介质透过的柱体状的套，该柱体状的套在预紧下径向在外地贴靠在过滤体上。在公知的液压过滤元件中，套可以由尤其设计成能收缩的无纺布材料构成。
发明内容
本发明所要解决的问题是，为液压过滤元件或为相关的制造方法提供如下改进的实施形式，该实施形式的特征尤其在于，其能比较廉价地实现，具有高的可复制性并且优选支持液压过滤元件的长的使用时间。
该问题按照本发明通过独立权利要求的主题来解决。具有优点的实施形式是从属权利要求的主题。
本发明基于如下一般的想法，即，过滤元件配备有柱体状的套，该套在外地布置在过滤体上并且能让各自的液压介质透过以及在径向的预紧下贴靠在过滤体上。这个套可以在过滤元件的制造框架内使用以将过滤材料相对内框预紧或在内框上按压。该套的特殊优点在于，它在过滤元件的制造之后能保留在其上，因为它能让各自的液压流体透过。由此减少了制造过滤元件时的耗费。此外，这种套还可以在轴向上在过滤体的整个长度或高度上延伸，这可以改善过滤材料相对内框的预紧，并且特别是均匀地且以较高可靠性产生过滤材料相对内框的预紧。此外，配备有套的过滤元件具有改善的功能性，因为套可以作为预过滤器或粗垢过滤器工作，这例如防止了或至少阻止了由于粗颗粒的污物而对过滤材料造成的损伤或破坏。就此而言，套已经对过滤元件的使用时间起了有利作用。在制造过滤元件期间过滤材料相对内框的按压的提高的可靠性和改善造成了高质量的过滤元件，它们的特色是较长的使用时间。
此外，套在预紧下贴靠在过滤体上。这种预紧可以追溯到套的预紧作用，套利用这种预紧作用在过滤元件的制造框架内将过滤材料相对内框按压。在此特别具有优点的是如下实施形式，在该实施形式中套将过滤材料无间隙地相对内框按压。由此在制造过滤元件期间已经在过滤材料和内框之间产生了精确限定的相对位置，这导致过滤元件的特别长的使用时间。
在按本发明的液压过滤元件中，套由纺织材料构成。这种纺织材料是梭织的、纬编的或经编的并且由此具有规则的结构。由此尤其可能给纺织材料配备依赖于方向的特性，像例如可收缩性、弹性或可延展性。纺织材料的特性同样可以通过选择用于制造纺织材料的纤维，例如考虑到纤维材料和纤维强度，而比较准确地设定。
纺织材料的规则的结构相比无纺布的不规则的结构具有较大的自由表面，由此纺织材料的通流阻力小于可比的无纺布的通流阻力。
特别具有优点的是如下实施形式，在该实施形式中套由纺织收缩材料构成。收缩材料的特征在于，其在一定的边界条件下，尤其在热处理中，在其尺寸上收缩。使用由纺织收缩材料制成的套，使该套在过滤元件的制造框架内缩套到过滤体上成为可能，并且因此同时使过滤材料缩套到内框上成为可能。这意味着，通过套的收缩，过滤材料以如下程度被压在一起，即，使过滤材料贴靠在内框上，其中，尤其可以消除在过滤材料和内框之间的所有径向间隙。因此用于套的收缩材料的使用简化了过滤元件的制造并且造成了在高生产质量的同时有极高的可复制性。
与特别具有优点的实施形式相应地，套因此可以缩套到过滤体上，其中，套所使用的纺织材料如下这样设计，即，使该纺织材料在收缩过程期间至少在周向上或优选在周向上或仅在周向上收缩。通过使用这种能收缩的纺织材料，明显地简化了液压过滤元件的制造。例如，可以为由纺织材料构成的套制造坯件，该坯件的内横截面大于过滤体的外横截面，由此使该套可以特别简单地被套到或戴到过滤体上。在收缩过程期间，纺织材料在套的周向上均匀地收敛并且由此引起使过滤材料贴靠在内框上的均匀的径向预紧。因为通过套导入的预紧力被均匀地并且因此安全地传递到过滤材料上，所以过滤材料受损的风险降低。此外，套的均匀的收缩导致过滤体的折叠结构仍然是均匀保持的。
与另一种具有优点的实施形式相应地，纺织材料可以具有带彼此平行的经线纤维和横向于该经线纤维分布的纬线纤维的经纬结构。这种经纬结构可以特别廉价地用机器制造为幅材或面材。在此特别具有优点的是如下设计方案，在该设计方案中经线纤维和纬线纤维由不同的合成材料或合成材料化合物构成。例如经线纤维由聚酯构成，而纬线纤维由聚酰胺构成，或者纬线纤维由聚酯构成，而经线纤维由聚酰胺构成。由此可以在彼此垂直的方向上不同地设定纺织材料的各种不同的特性，像例如可收缩性和弹性或可延展性。
相宜的是，面状的或幅状的纺织材料如下这样成型成套，即，使得在套内部，经线纤维轴向分布，而纬线纤维在周向上延伸，或者纬线纤维轴向分布，而经线纤维在周向上延伸。由此可以不同地设计在轴向方向和在周向上的前面提到的特性。
在此特别具有优点的是如下实施形式，在该实施形式中能收缩的纺织材料如下这样设计，即，纺织材料在周向上比在轴向方向上具有更大的收缩。这意味着，纺织材料在收缩过程中，在周向上比在轴向方向上更强地收敛，从而基本上仅扩大了径向的预紧，套通过这种径向的预紧将纺织材料相对内框按压，其中，套的横截面可以与过滤体的横截面相应地减小，而套的轴向长度在此几乎没有改变。
与另一种具有优点的实施形式相应地，套可以由弹性的纺织材料构成且可以在周向上以如下方式弹性地延展，即，使纺织材料或套的周界延展产生了预紧，这种预紧将套相对过滤体的过滤材料按压。那么不必施加额外的外力来将套相对过滤体按压。对液压过滤元件的制造而言，这意味着，即使在制造的框架内也不必施加额外的外力来将过滤体相对内框按压，因为对此所需的预紧力可以借助套或借助纺织材料产生。
具有优点的是，用于实现套所使用的纺织材料，当该纺织材料为了套而成型时，在周向上比在轴向方向上能更强地弹性地延展。这尤其也导致了，当套在周向上或在径向上延展时，套的轴向延伸没有或仅不重要地发生变化。这简化了套的使用，当套例如应当在过滤体的整个轴向高度上延伸且在套装到过滤体上时在周向上延展时。在此，所达到的较大的延展于是对套的轴向尺寸仅有减小了的影响。
例如可以如下这样来批量生产形成套的纺织材料，即，当纺织材料形成套时，该纺织材料在周向上具有最少20%或最少100%的弹性的可延展性并且在轴向方向上具有最高10%或最高1%的弹性的可延展性。
按照另一种具有优点的实施形式，纺织材料可以在套的装配好的状态下在周向上如下这样远地延展，即，能充分利用纺织材料在周向上的弹性的可延展性的至少80%。这意味着，从与无延展相应的0%直至到达与最大的弹性地延展相应并且描述了至塑性延展的极限的100%的弹性延展范围出发，在套的装配好的状态下，很大程度上充分利用弹性的可延展范围，从而与弹簧类似地设定了尽可能高的预紧。在理想情况中，在套的装配好的状态下达到了纺织材料的最大周界延展，这与最大的可设定的预紧相应。
可以用来制造纺织材料的纤维例如由聚酰胺或聚酯构成。同样可以混入弹性纤维。纤维本身可以具有在20μm至70μm范围内的直径。纺织材料于是具有在250μm至700μm范围内的厚度。
套可以设计成软管或设计成卷起来的幅材。将套设计成软管的设计方案可以例如通过纺织材料的圆编式纬编或圆编式经编或圆编式梭织实现。设计成卷起来的幅材的实施方案通过相应的接合完成，在这种接合的情况下面材或幅材的叠搭的周界端部例如借助粘接过程或焊接过程(超声波焊接)彼此连接。
在制造纺织材料时，也可以使用不同材料的纤维。尤其在带有经线和纬线的纺织材料中，经线纤维由不同于纬线纤维的材料构成。由此可以在纬线方向和经线方向上设定不同的特性，如可收缩性和/或可延展性。此外，也可以在具有网眼的纺织材料中，通过所使用的网眼的类型实现依赖于方向的特性，如可收缩性和可延展性。用于制造纺织材料的纤维是例如聚酯或聚酰胺。优选的纤维厚度在0.2mm至0.5mm之间，优选约为0.3mm。孔宽度或网眼宽度优选在200μm至500μm范围内，优选在300μm的范围内。纺织材料的单位面积重量优选在50g/m2至200g/m2的范围内。
在可收缩的纺织材料中，优选可以如下这样来实施过滤元件的制造，即，套首先在未收缩的状态下被制造有相对过滤体的裕量，从而套对于制造来说能特别简单地套到过滤体上。在此，可能径向地在套和过滤体之间出现径向间隙。通过紧接着的收缩过程，套或纺织材料在周向上强烈收敛。收缩了直至50%是切合实际的。
本发明其它的重要特征和优点由从属权利要求、附图和借助附图的相关附图说明得出。
可以理解的是，前面提到的以及接下来还要阐释的特征不仅能在各所提出的组合中使用，而且还能在其它组合中使用或单独使用，而不会脱离本发明的框架。
附图说明
本发明优选的实施例在附图中示出并且在接下来的说明中加以详细阐释，其中，相同的附图标记表示相同的或类似的或功能相同的构件。附图中：
图1示意性示出了液压过滤元件的极为简化的原理性纵剖面；
图2示意性示出了在制造期间液压过滤元件的极为简化的原理性横剖面；
图3示意性示出了如图2中所示，但是在制造后的横剖面；
图4示意性示出了纺织材料的极为简化的放大视图。
具体实施方式
与图1至图3相应地，优选可以是滤油元件的液压过滤元件1包括柱体状的过滤体2以及柱体状的内框3。过滤体2借助呈星形地折叠的过滤材料4制成。内框3与过滤体2共轴地布置，其中，过滤体2包裹内框3。在图1中用附图标记5标注共同的纵向中轴线。内框3设计成能使各自的液压介质，尤其是油，透过。内框为此可以形成有穿孔6，该穿孔由大量单个的贯穿开口7构成。过滤体2径向在内支撑在内框3上。过滤体2由此可以在运行时承受在外置的未净化空间8和内置的净化空间9之间的较大的压力差。
在示例中，在下文中也被简称为过滤元件1的液压过滤元件1，装备有两个端部盘10，这两个端部盘布置在过滤体2的对置的轴向端部上。在示例中，两个端部盘10结构上相同地实施。但在另一种实施形式中，它们也可以不同地设计。至少一个端部盘10是中间敞开的，以便在过滤元件1的安装状态下能够实现与净化空间9的流体连通。
在此示出的过滤元件1此外装备有套11，该套柱体状地设计并且同样与纵向中轴线5共轴地延伸。套11径向在外地布置在过滤体2上。它设计成能使各自的液压介质透过。在此，套11具有比过滤体2的过滤材料4更大的穿透性，亦即更小的通流阻力。
在示例中，套11基本上在过滤体2的整个轴向长度上延伸。套11包裹过滤体2的至少整个在端部盘10之间延伸的外侧。
套11优选在预紧下贴靠在过滤体2上。套11例如利用足以将过滤材料4无间隙地相对内框3按压的预紧贴靠在过滤体2上。在制成的过滤元件1中这个特征表现在过滤材料4无间隙地贴靠在内框3上。
套11由如下纺织材料组成，该纺织材料通过纬编或梭织或经编制成。这种纺织材料可以例如由相应的合成材料，像例如聚酯或聚酰胺制成。它具有相对各自的液压介质的足够的耐抗性并且尤其适合以特别的方式实现预过滤作用。
特别具有优点的是如下设计方案，在该设计方案中套11由收缩材料制成或构成。该收缩材料可以在相应的边界条件下，尤其在处在液压过滤元件1的通常的运行温度范围之上的收缩温度的情况下，减小其尺寸，亦即收缩。由此可以实现套11在过滤材料4上的无间隙贴靠，并且在相应的收缩力下也可以实现过滤材料4在内框3上的贴靠。
在此特别具有优点的是使用收缩材料，该收缩材料具有依赖于方向的收缩。收缩在此指的是收缩工艺，亦即在相应的边界条件下，亦即尤其在各自的收缩温度的情况下的缩紧。收缩材料在此可以优选如下这样设计，即，使该收缩材料在过滤体2的周向上比在过滤体2的轴向方向上具有更大的收缩。例如在周向上的收缩比在轴向方向上的收缩可以是至少三倍大或至少十倍大。可以考虑的是例如如下实施形式，在该实施形式中收缩材料在轴向方向上收缩了少于1%，而该收缩材料同时在周向上收缩了至少3%至15%。依赖于方向的收缩工艺可以例如通过在收缩材料中有针对性的纤维导向来实现。
通过使用这种依赖于方向收缩的材料，尤其能够如下这样实施收缩过程，即，使套11在收缩后一如既往地基本上完全在过滤体2的整个轴向长度上延伸，而在周向上产生较高的应力，其将过滤材料4径向向内相对内框3推动。
套11可以设计为卷起来的幅材。该幅材在周向上彼此邻接的端部然后可以彼此叠搭以及相互粘接或焊接。同样，周界端部可以端到端地相互连接。但特别具有优点的是如下实施形式，在该实施形式中套11设计成软管，从而它能被特别简单地推到过滤体2上，并且可以取消附加的附着步骤。
下文参考图2和图3详细阐释用于制造这种液压过滤元件1的方法。图2在此示出了制造的如下进行阶段，在该阶段中内框3、过滤体2和套11彼此共轴地布置。过滤元件1的这种中间状态在图2中用附图标记1’标注。在这种中间状态下在内框3和过滤材料4之间可能径向地出现内部的径向间隙12。附加地或备选地，在套11和过滤材料4之间可能径向地出现外部的径向间隙13。备选地，套11也可以如下这样被安装，即，使它从一开始就在外部贴靠在过滤材料4上。
在此可以如下这样实施套11的安装，即，使套将过滤材料4相对内框3按压。这可以通过如下方式特别简单地实现，即，使用能收缩的套11，亦即由收缩材料制成的套11。在相应的边界条件下，套11可以被缩套。在此优选的是热收缩工艺。在相应的收缩温度下，收缩材料收敛，也就是说该收缩材料收缩。接下来套11的周界减小。由此首先消除了可能时存在的外部的间隙13，且套11与过滤材料4在外地贴靠。通过收缩过程的继续，套11进一步减小其周界，由此在套11中产生了在周向上取向的拉应力。这个拉应力被向内支撑在过滤材料4上，由此将径向向内取向的压力导入到过滤材料4上。在收缩过程的相应的设计下或在套材料的相应的设计下以及在套11的相应的规格设计下，也可以由此消除内部的径向间隙12，从而收缩材料4直接径向地贴靠内框3上。
现在，一旦套11如下这样安装在过滤材料4上，即，将过滤材料径向在内相对内框3按压，那么在过滤材料4和内框3之间这样发现的相对位置可以被固定。这个相对位置的固定可以例如通过如下方式进行，即，装配端部盘10。端部盘10可以例如与过滤材料4粘接。一旦粘接材料凝固，那么在过滤材料4和端部盘10之间的相对位置以及因而过滤材料4相对内框3的位置就被固定。相宜地如下这样进行粘接，即，端部盘10也被同时固定在内框3上。
在图1的示例中，端部盘10具有各一个内卡圈14，该内卡圈包围端部盘10的未详细示出的内边缘，并且该内卡圈径向在内轴向叠搭内框3。此外，端部盘10在图1的示例中具有各一个外卡圈15，该外卡圈包围各自的端部盘10的未详细示出的外边缘。此外，各自的外卡圈15搭接过滤体2并且此外在示例中径向在外地在轴向上搭接套11。因此，根据在端部盘10和过滤体2之间的固定的不同，套11也可以固定，尤其是粘接在端部盘10上。
根据一种特别具有优点的实施形式，套11可以由能加印花的材料制成，从而尤其能够将套11用作所印刷信息的载体。例如可以将使用提示、安全提示、制造商名称以及制造商商标和类似物印刷到套11上。
套11此外使过滤元件1的操作变得容易。同时套11可以提供对过滤元件1或过滤材料4的一定的保护。过滤材料4本身例如可以构造成多层。尤其可以考虑如下配置，在该配置中过滤材料具有由无纺布材料构成的芯并且径向在外地以及径向在内配设有金属网。金属网造成了过滤材料4的强化的稳定，但金属网可能是比较尖棱的，并且因此在操作过滤元件1期间是致伤源头。通过套11，过滤元件1可以无问题地被操作，而不必担忧与过滤材料4的直接接触。
图4现在示例性地示出了用来制造套11的梭织的纺织材料16的截取部。纺织材料具有经纬结构17，该经纬结构具有经线纤维18和纬线纤维19。经线纤维18彼此平行地分布而纬线纤维19横向于经线纤维18延伸。套11优选用纺织材料16如下这样来制造，即，在制成的套11中，使经线纤维18平行于套11的轴向方向取向，而纬线纤维19在套11的周向上延伸，或纬线纤维19平行于套11的轴向方向取向，而经线纤维18在套11的周向上延伸。通过相应地选择纤维材料和/或纤维厚度，例如可收缩性在周向上比在轴向方向上明显较强地出现。

Claims (10)

1.液压过滤元件，尤其是滤油元件，带有
-由呈星形地折叠的过滤材料(4)构成的柱体状的过滤体(2)，
-柱体状的内框(3)，所述过滤体(2)径向在内支撑在所述内框上，
-能让各自的液压介质透过的柱体状的套(11)，所述套在预紧下径向在外地贴靠在所述过滤体(2)上，
其特征在于，所述套(11)由梭织的或纬编的或经编的纺织材料(16)构成。
2.按权利要求1所述的液压过滤元件，其特征在于，
-所述套(11)缩套到所述过滤体(2)上，
-所述套(11)由如下材料(16)构成，所述材料在周向上比在轴向方向上具有更大的收缩。
3.按权利要求1或2所述的液压过滤元件，其特征在于，所述纺织材料(16)具有带彼此平行的经线纤维(18)和横向于所述经线纤维(18)分布的纬线纤维(19)的经纬结构(17)，其中，所述经线纤维(18)和所述纬线纤维(19)由不同的合成材料和/或合成材料化合物构成。
4.按权利要求3所述的液压过滤元件，其特征在于，所述经线纤维(18)在所述套(11)中轴向分布，而所述纬线纤维(19)在周向上延伸，或所述纬线纤维(19)在所述套(11)中轴向分布，而所述经线纤维(18)在周向上延伸。
5.按权利要求1所述的液压过滤元件，其特征在于，所述纺织材料(16)在周向上弹性地延展，其中，这种周界延展产生了预紧。
6.按权利要求5所述的液压过滤元件，其特征在于，形成所述套(11)的纺织材料(16)在周向上比在轴向方向上具有更大的弹性的能延展性，其中，尤其能够设置如下，即，所述形成所述套(11)的纺织材料(16)在周向上具有最少20%的弹性的能延展性而在轴向方向上具有最高10%的弹性的能延展性。
7.按权利要求5或6所述的液压过滤元件，其特征在于，在所述套(11)的装配好的状态下，所述纺织材料(16)在周向上以如下程度延展，即，充分使用了其在周向上的弹性的能延展性的至少80%。
8.按权利要求1至7之一所述的液压过滤元件，其特征在于，所述套(11)的预紧是如下这样大的，即，使所述过滤材料(4)无间隙地贴靠在所述内框(3)上。
9.用于制造液压过滤元件，尤其是滤油元件的方法，在所述方法中，
-按权利要求1至8之一所述的能让各自的液压介质透过的套(11)在外地以如下方式安装到柱体状的过滤体(2)的呈星形地折叠的过滤材料(4)上，即，使所述过滤材料(4)由此相对置入到所述过滤体(2)中的内框(3)按压，
-固定了在过滤材料(4)和所述内框(3)之间的相对位置。
10.按权利要求9所述的方法，其特征在于，
-所述套(11)被缩套，其中，所述套(11)尤其被热缩套，和/或
-通过如下方式进行在过滤材料(4)和内框(3)之间的相对位置的固定，即，在所述过滤体(2)的轴向端部上安装各一个端部盘(10)。
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