CN108854185B - 用于过滤液体的端板、过滤元件、过滤系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于过滤材料(10)的端板，过滤材料用于过滤液体、特别是液压油，所述端板具有：用于已过滤液体的通孔(11)，该通孔(11)被用于连接件的密封环(20)包围；以及用于过滤材料(10)的盖(12)。本发明的特征在于密封环(20)界定用于容纳过滤系统(30)的防旋转锁(14)、开关(15)和/或旁通阀(16)的自由空间(13)。此外，本发明涉及用于过滤液体的过滤元件、过滤系统和方法。

Description

用于过滤液体的端板、过滤元件、过滤系统和方法

技术领域

本发明涉及具有权利要求1前序部分特征的用于过滤材料的端板，所述过滤材料用于过滤液体、特别是液压油。这种类型的端板例如从DE 10 2013 106 264 A1已知。本发明还涉及用于过滤液体的过滤元件，用于过滤液体的过滤系统和方法。

背景技术

液压系统例如用于建筑机械、农业机械、机床或加工机械中。液压系统中使用的液压油通常被过滤。用于此的过滤元件吸收来自液压油的污物颗粒，并且在一定时间后必须被更换。

在该情况下，DE102013106264A1描述了一种用于过滤液体的过滤元件，该过滤元件具有端板，所述端板被分成两部分并具有固定的板部分和可移动的板部分，由此便利于更换过滤器元件。从EP 2 092 970A1已知另一种过滤元件。已知的过滤元件使其不可能自动确定过滤材料的污染程度。

发明内容

本发明基于指定用于过滤材料的端板的目的，过滤材料用于过滤液体，该端板允许在过滤元件或具有这种过滤元件的过滤系统中使用污染指示和/或旁通阀。本发明进一步基于指定用于过滤液体的过滤元件、过滤系统和方法的目的。

根据本发明，通过权利要求1的主题的端板来实现该目的。对于用于过滤液体的过滤元件、过滤系统和方法，根据本发明通过权利要求9，11和14的主题实现该目的。

本发明基于以下构思：指定用于过滤材料的端板，过滤材料用于过滤液体、特别是液压油，所述端板具有：用于已过滤液体的通孔，该通孔被用于连接件的密封环(20)包围；以及用于过滤材料的盖。密封环限定用于容纳过滤系统的防旋转锁、开关和/或旁通阀的自由空间。

本发明具有以下优点，防旋转锁在开关和/或旁通阀的致动期间在自由空间中移动，即，可以被移动到自由空间中或被移动离开自由空间。防旋转锁用于将开关和/或旁通阀引导到滤头中的预定位置内，从而例如在安装期间和操作期间实现旁通阀的最佳流动特性或者开关的开关部件的最佳位置。旁通阀和/或开关需要最小的行程以用于致动和正确的作用模式。根据本发明的端板的自由空间意味着防旋转锁在整个行程中是有效的，而防旋转锁不会与端板碰撞。在最大位置下，例如在开关和/或旁通阀的静止位置下，一方面防旋转锁可以完全陷入到端板的自由空间中。另一方面，足够大的调节路径可用于致动开关和/或旁通阀，其中防旋转锁将开关和/或旁通阀引导或保持在所需位置下。

由于防旋转锁可以布置在密封环附近，特别是可以布置在密封环上，所以由密封环界定自由空间提供了用于使得过滤系统紧凑的设计前提条件。这意味着防旋转锁可以在安装状态下靠近通孔布置。密封环形成自由空间的内壁并在安装状态下抵靠出口连接而密封。

密封环优选与端板构造成一件。

因此，根据本发明的端板不仅可以给过滤系统配备开关和/或旁通阀，而且甚至可以使用需要特别大的行程的开关和/或旁通阀。开关可以用来指示过滤元件的污染的特定程度。代替开关或除了开关之外，端板可以与旁通阀一起使用，当达到污染的特定程度时，该旁通阀允许安全功能，例如切断过滤器功能。

端板本身是可销售的，并因此独立于过滤元件而被公开和要求保护。另外，端板与过滤元件相关地被公开并要求保护。端板构成过滤元件的一部分。

在安装状态下，端板用作过滤元件到使用过滤元件的过滤系统的接口。在这种情况下，一方面端板用于将已过滤的液体传送到过滤系统的滤头中。另一方面，端板用于启用滤头的开关功能或旁通功能。为此目的，在端板中设置有根据本发明的用于防旋转锁的自由空间。防旋转锁本身不形成端板的一部分，而是在安装状态下与端板相互作用。防旋转锁是滤头的一部分或者是集成到滤头、特别是开关和/或旁通阀中的部件。

本发明的优选实施例在从属权利要求中指出。

在一个优选的实施例中，自由空间被构造成容纳凹穴，容纳凹穴在密封环和盖之间延伸并且具有基部。防旋转锁布置在密封环与盖之间的自由空间内。该实施例具有的优点在于，由于端板，使得开关和/或旁通阀的结构上有利的运动方向变得可能，特别是在过滤元件的轴向方向上或者沿着液体的流动方向。本发明不限于可以轴向流动通过其的端板。端板的其他几何形状是可能的。容纳凹穴具有另外的优点，即容纳凹穴具有基部，使得邻接端板的过滤空间被密封。

容纳凹穴优选为环形结构。在一方面，这在生产技术方面具有优势，即例如端板可以构造成具有几乎相等长度的流动路径的注塑部件。另一方面，端板安装简单，因为其不需要将端板相对于防旋转锁对准。

在进一步的优选实施例中，盖具有内环，其中容纳凹穴构造在密封环和内环之间。由于过滤材料的轴向端可以布置在内环的区域中并因此高于容纳凹穴的基部，所以内环允许最佳地利用过滤元件的整体高度，特别是在与容纳凹穴相同的高度处。

过滤材料的基部或轴向端的高度位置与过滤元件的纵向范围相关。

内环可以形成用于支撑管的定位环并且因此具有双重功能，因为内环形成自由空间或容纳凹穴的外壁并且将定位支撑管。此外，在该实施例中，内环与端板构造成一件。

在特别优选的实施例中，自由空间在轴向方向上具有相对于密封环的纵向范围的深度，该深度至少对应于防旋转锁穿透到自由空间内的穿透深度。穿透深度被理解为防旋转锁移动到自由空间内的距离。该实施例尤其与容纳凹穴相关是有利的，因为以这种方式，可靠地防止防旋转锁与端板基部的碰撞。

优选地，密封环具有上边缘，其中深度为与密封环的上边缘相距至少5mm，特别是至少10mm，特别是至少15mm。因此，对于防旋转锁而言可获得足够长的调节路径。

此外，自由空间，特别是容纳凹穴，在径向方向上具有从密封环开始的宽度，其至少为2mm。这具有如下优点，即防旋转锁可以足够稳定的方式构造。

关于过滤元件和过滤系统的优点，参考与端板有关的陈述。

在过滤系统的情况下，一个有利的实施例是旁通阀在切换状态下将滤头的入口侧和滤头的出口侧连接。这具有以下优点，即如果过滤材料已经达到一定程度的污染，则过滤系统的紧急操作是可能的。在这种情况下，可以接受的是，过滤功能至少是有限的，特别是至多直到过滤材料被更换。

过滤系统的另一个有利的实施例是，开关包括用于产生针对污染指示的信号的簧片触头。簧片触头被称为密封开关，其通过外部磁场致动，并且非常适于在液压过滤系统使用。相应地，开关包括与簧片触头相互作用的磁性元件。本发明不限于特定的簧片触头类型。

在根据本发明的方法的情况下，设置成使得将待被过滤的液体供应到根据本发明的过滤系统，在过滤材料中过滤并作为已过滤的液体的通过端板的通孔排出。开关和/或旁通阀通过待被过滤的液体和已过滤的液体之间的差分极限压力驱动。结果，可以指示污染的程度和/或可以启动过滤系统的紧急操作。

附图说明

下面参照所附的示意性附图基于示例性实施例对本发明作进一步的详细说明。

在附图中：

图1示出根据本发明的示例性实施例的具有过滤元件和端板的过滤系统的截面；以及

图2示出根据图1的过滤系统在端板区域中的细节视图。

具体实施方式

图1示出用于液压系统(例如适于建筑机械、农业机械、机床或加工机械)中使用的过滤系统30。过滤系统30通常适用于液压流体(特别是液压油)必须被过滤的液压系统。

过滤系统30具有带有第一连接件28和第二连接件29的滤头27。在使用过滤系统30的过程中，待被过滤的液压流体通过第一连接件28进入过滤系统。已过滤的液压流体通过第二连接件29离开过滤系统30。滤头27以密封方式例如螺纹连接到过滤器壳体26。过滤元件25布置在过滤器壳体26中。过滤元件25包括过滤材料10，在操作过程中过滤材料10产生过滤功能。本发明不限于特定过滤材料。优选地，过滤材料10由以星形方式折叠的层构成。过滤材料10的高级轮廓或外部轮廓是圆柱形的。换言之，过滤材料10的宏观形状是圆柱形的，而过滤材料10的微观形状是星形的。圆柱形过滤材料10的内壁承靠支撑管23，支撑管23具有在纵向方向上布置的并且在圆周上以分散的方式布置的用于液压流体的贯通开口31。支撑管23在径向方向上支撑过滤材料10。

在轴向方向上，过滤元件25由两个端板24,32界定。两个端板24,32承靠过滤材料10的端面。端板24，32，支撑管23和过滤材料10一起形成过滤元件25，过滤元件25可作为一个单元处理和销售。过滤器元件25形成损耗部件，当过滤材料10被污染时，该损耗部件作为整体被替换。

布置在过滤元件25安装方向上的底部处的端板32被封闭，并将支撑管23的内部和过滤器壳体26中的过滤材料10向下密封。在过滤元件25的安装方向上的顶部处布置的端板24具有通孔11，已过滤的液压油或通常来说已过滤的液压流体通过通孔11离开过滤元件25。通口11居中布置在端板24中，即布置在中部。也可以设想到的是，通孔11是偏心设置的。在根据图1的实例中，过滤材料10、支撑管23和通孔11同轴地布置。这些部件的不同布置也是可能的。

上端板24还具有盖12，在安装状态下，过滤材料10、特别是过滤材料10的端面承靠盖12。盖12具有环形盘43，其与通孔11同轴地布置。盖还具有分别连接到环形盘43的内环21和外环33。内环43和外环33同轴地布置并且与盘43一起形成用于过滤材料10的轴向端的环形容纳部。内环21和外环33与过滤材料10至少在一定程度上重叠。

多个间隔件34例如以凸耳的形式布置在外环33处，其将过滤元件25定位在壳体中定位在过滤器壳体26中，以使得在过滤材料10和过滤器壳体26的内部之间形成环形间隙。

端板24的其他几何形状也是可能的。

在操作过程中，待被过滤的液压油通过第一连接件28流入到滤头27中，并从滤头27径向向外流过上端板24进入到过滤元件25和过滤器壳体26之间的环形间隙中。液压油从环形间隙在径向方向上流动通过过滤材料10，流动通过支撑管23，并从支撑管23以洁净的状态通过通孔11再次输送回到滤头27中。在滤头27中，洁净的液压油通过第二连接件29排出。

上端板24在图2中被放大示出。

在此可以看到，在通孔11和盖12(特别是盖12的内环21)之间形成自由空间13，在安装状态下，自由空间13容纳滤头27的开关15和/或旁通阀16的防旋转锁14。防旋转锁14在根据图2的实例中被构造成开关15或旁通阀16的销状突起或凸起。防旋转锁14在安装状态下在过滤元件25的轴向方向上突出到盖12的盘43上方。防旋转锁14和自由空间13在轴向方向上齐平，从而当开关15或旁通阀16处于图2所示的静止位置时，防旋转锁14可以陷入到自由空间13中。为此目的，自由空间13的深度，即自由空间13在过滤元件25的轴向方向上的范围尺寸，被定制成使得防旋转锁14能够完全移动到自由空间13中而不与端板24碰撞。特别地，防旋转锁14的在轴向方向上突出超过盖12或突出到过滤元件25中的部分被完全容纳在自由空间13中。

自由空间13被构造成一容纳凹穴17，其平行于液体流动通过通孔11的流动方向延伸。换言之，容纳凹穴17沿过滤元件25的轴向方向延伸。容纳凹穴17具有基部19，基部19向下界定容纳凹穴17，即朝向支撑管23的内部界定并密封。这意味着洁净后的液体完全通过通孔11排出，并且过滤系统30的脏侧与洁净侧分离。容纳凹穴17为环形结构，使得在安装端板期间，不必确定其相对于防旋转锁14在周向方向上的位置。

密封环20和内环21同轴地布置并且在过滤元件25的纵向方向上延伸。密封环20邻接通孔11，并且一方面用于容纳和密封滤头27的连接件22。另一方面，密封环20形成容纳凹穴17的内壁。内环21邻接盖12的环形盘43，并大致平行于密封环20延伸。内环21至少在安装期间用于定位支撑管23。另外，内环21形成容纳凹穴17的外壁。

容纳凹穴17也可以理解为盖12和通孔11之间的环形间隙，该环形间隙在底部处即在下端板32的方向上封闭。

在端板24背离连接件22的一侧上，在通孔11的圆周上布置有多个轴向状部肋35，这些轴向肋状部在安装状态下延伸到支撑管23的内部中。

如图2中进一步可见的那样，滤头27具有开关和阀单元36，该开关和阀单元36包括作为集成部件的开关15和旁通阀16。也可以将开关15和旁通阀16构造成分别具有自身的防旋转锁14的单独部件。容纳凹穴17可以在圆周上以分散的方式容纳多个防旋转锁。也可以在滤头27中仅设置一个开关15或者仅设置一个旁通阀16。

在根据图2的实例中，防旋转锁14布置为旁通阀16的阀体37上的销状突起或凸起。防旋转锁14和阀体37优选地构造成一件。阀体37构造成圆柱形。防旋转锁14相对于阀体37偏心地布置，特别是布置在阀体37的圆周上。这具有如下优点，即防旋转锁14能够靠近通孔11布置。

阀体37具有活塞18，活塞18在滤头27中以可滑动的方式被引导。

旁通阀16，特别是阀体37具有多个流动开口，所述多个流动开口以分散的方式布置在旁通阀16或阀体37的圆周上。在根据图2的静止状态下，流动开口关闭，使得过滤系统30的洁净侧和脏侧分离。

旁通阀16具有轴向引导件38，例如为引导肋状部的形式，其包围开关15的同轴布置的销39。销39连接到开关部件40，开关部件40牢固地安装在过滤器壳体27中并且其包含开关15的电子器件。旁通阀16的轴向引导件38连接到磁性元件41，当达到相应的差分极限压力时，磁性元件41可与旁通阀16一起沿轴向方向在销39上移动。结果，开关15被致动。在阀体37和固定布置的开关部件40之间布置有弹簧42，该弹簧确保旁通阀16和开关15保持在静止位置下，直到在过滤元件25污染的一定程度时达到差分极限压力。簧片触头本身可以在静止位置下打开或关闭。

防转动锁14阻止在阀体37的周向方向上或者阻止通常而言在旁通阀16的周向方向上的移动，使得阀体37基本上只能在过滤元件25的轴向方向上移动。为此目的，防旋转锁14例如通过滤头27中的对应凹槽与滤头接合。

由于防旋转锁14在过滤元件25的方向上突出到阀体37的上方，因此即使旁通阀16或开关15被致动，也可以实现防旋转锁14与过滤器壳体27保持接合的状态。旁通阀16和开关15的不同切换点可以通过防旋转锁14的长度来设定。例如，开关15可以在比旁通阀16更低的差分极限压力下切换，或反之亦然。

根据图1和图2的过滤系统在使用过程中的功能如下。

待被过滤的液压油通过第一连接件28被供应到过滤元件25，该液压油沿着径向方向流动通过过滤材料10。洁净的液压油从支撑管23的内部通过通孔11回到滤头27中，并从滤头27通过第二接头29回到液压系统中。随着过滤材料10的污染程度增加，第一连接件28区域中的背压增加，该连接件经由环形空间流体地连接到旁通阀，使得旁通阀16加载有相应的压力。当因此在过滤系统30的脏侧和洁净侧之间产生的差分压力超过由弹簧的弹簧力引起的特定极限值时，旁通阀16被致动，即移动离开静止位置。在这种情况下，防旋转锁14也在轴向方向上运动，在旁通阀16的行进移动期间防旋转锁14保持与过滤器壳体27接合，并且因此将旁通阀16和开关15在周向方向上定位。在该过程中磁性元件41被夹带，使得开关15被致动并指示污染的程度。如果污染程度进一步增加，则旁通阀16被切换，使得旁通阀16中的流动开口被启用，并且洁净侧被连接到脏侧，旁通绕过过滤元件25(旁通)。

一旦污染的过滤器元件25已经被新的过滤器元件25替换，则背压下降并且旁通阀和开关15返回到静止位置。在这种情况下，防旋转锁14再次陷入端板24的自由空间13中。

附图标记清单

10 过滤材料

11 通孔

12 盖

13 自由空间

14 防旋转锁

15 开关

16 旁通阀

17 容纳凹穴

18 活塞

19 基部

20 密封环

21 内环

22 连接件

23 支撑管

24 (上)端板

25 过滤元件

26 过滤器壳体

27 滤头

28 第一连接件

29 第二连接件

30 过滤系统

31 通孔

32 (下)端板

33 外环

34 间隔件

35 轴向肋状部

36 开关和阀门单元

37 阀体

38 轴向引导件

39 销

40 开关部件

41 磁性元件

42 弹簧

43 盘

Claims (17)

1.一种用于过滤材料（10）的端板，过滤材料用于过滤液体，所述端板具有：用于已过滤液体的通孔（11），该通孔（11）被用于连接件的密封环（20）包围；以及用于过滤材料（10）的盖（12）；

其特征在于：

密封环（20）界定用于容纳过滤系统（30）的防旋转锁（14）、开关（15）和/或旁通阀（16）的自由空间（13），自由空间（13）形成容纳凹穴（17），容纳凹穴（17）在密封环（20）和盖（12）之间延伸并且具有基部（19），密封环（20）形成自由空间的内壁并在安装状态下抵靠出口连接而密封。

2.根据权利要求1所述的端板，其特征在于：

环形空间（13）为环形结构。

3.根据权利要求1至2中之一所述的端板，其特征在于：

盖（12）具有内环（21），其中容纳凹穴（17）构造在密封环（20）和内环（21）之间。

4.根据权利要求3所述的端板，其特征在于：

内环（21）形成用于支撑管（23）的定位环。

5.根据权利要求1至2中之一所述的端板，其特征在于：

自由空间（13）在轴向方向上具有相对于密封环（20）的纵向范围的深度，该深度至少对应于防旋转锁（14）的穿透深度。

6.根据权利要求5所述的端板，其特征在于：

密封环（20）具有上边缘，其中自由空间（13）的深度为与密封环（20）的上边缘相距至少5mm。

7.根据权利要求1至2中之一所述的端板，其特征在于：

自由空间（13）在径向方向上具有从密封环（20）开始的宽度，其至少为2mm。

8.根据权利要求1所述的端板，其特征在于：

所述液体为液压油。

9.根据权利要求2所述的端板，其特征在于：

所述环形空间（13）是容纳凹穴（17）。

10.根据权利要求6所述的端板，其特征在于：

自由空间（13）的深度为与密封环（20）的上边缘相距至少10mm。

11.根据权利要求10所述的端板，其特征在于：

自由空间（13）的深度为与密封环（20）的上边缘相距至少15mm。

12.一种用于过滤液体的过滤元件，所述过滤元件具有根据前述权利要求中之一所述的端板（24）以及过滤材料（10），所述过滤材料（10）布置在所述盖（12）上并且在所述通孔（11）的周边处围绕所述通孔（11）。

13.根据权利要求12所述的过滤元件，其特征在于：

支撑管（23）布置在过滤材料（10）的内侧上并连接到端板（24）。

14.一种过滤系统（30），其具有根据权利要求12或13所述的过滤元件（25），过滤器壳体（26），所述过滤元件（25）布置在过滤器壳体（26）中，以及具有连接件（28，29）的滤头（27），所述滤头（27）连接到过滤器壳体（26），其中滤头（27）具有防旋转锁（14），所述防旋转锁（14）连接到开关（15）和/或旁通阀（16），其中滤头（27）和端板（24）的自由空间（13）形成接口。

15.根据权利要求14所述的过滤系统（30），其特征在于：

处于切换状态下的旁通阀（16）将滤头（27）的入口侧和滤头（27）的出口侧连接。

16.根据权利要求14或15所述的过滤系统（30），其特征在于：

开关（15）包括用于产生用于污染指示的信号的簧片触头。

17.一种用于过滤液体的方法，其中待被过滤的液体被供应到根据权利要求14至16中之一所述的过滤系统（30），在所述过滤材料（10）中被过滤并且作为已过滤的液体通过所述端板（24）的通孔（11）排出，其中所述开关（15）和/或所述旁通阀（16）由于待被过滤液体和已过滤的液体之间的差分极限压力被致动。

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