DE10124226A1 - Rückspülfilter für flüssige Medien - Google Patents

Abstract

Bei einem Rückspülfilter 10 für ein unter hohem Druck von beispielsweise 200 bar stehendes Schmieröl ist ein Filtereinsatz 10, der einen mit Durchbrechungen 20 versehenem, zylindrischen Mantel 16 und innerhalb des Mantels 16 übereinander angeordnete, durch das Filtermittel 12 in Ein- und Austrittskammern unterteilte Kammern 28, 29 aufweist, drehbar, während eine die von dem Filtermittel gebildete Filterfläche partial im Gegenstrom zur Filtrierrichtung rückspülende, ein Spülglied 1 umfassende Spüleinrichtung stationär angerodnet ist und mit einer Spülöffnung versehen ist, die mittels des Mantels 16 partiell verschließbar ist. Die Druchbrechungen 20 im zylindrischen Mantel 16 sind in Reihen übereinander angeordnet und das Schmiermittel durchströmt den Filtereinsatz 10 von außen nach innen. Die Durchbrechungen 20 werden von Bohrungen mit geringem Durchmesser und die Spülöffnung wird von einem schräg ausgerichteten Kanal gebildet, so daß während der Drehbewegung des Filtereinsatzes 10 eine möglichst geringe Anzahl von Durchbrechungen 20 in die Spülöffnung des Spülglieds 1 mündet, um die Rückspülverluste möglichst niedrig zu halten. Der Filtereinsatz 10 wird von übereinander angeordneten Spacerscheiben 11 gebildet, die mit ihren Oberseiten die Austrittskammer 29 und mit ihren Unterseiten die Eintrittskammern 28 bilden. Zwischen zwei Spacerscheiben 11, 11' ist das Filtermittel eingelegt, so daß im Filtereinsatz stapelweise übereinander angeordnete Ebenen gebildet werden. In ...

Description

Die Erfindung betrifft Rückspülfilter für flüssige Medien, insbesondere für Schmieröl, mit einem eine von dem zu filtern­ dem Medium durchströmte Filterfläche aufweisenden, zylindri­ schen Filtereinsatz, der einen mit Durchbrechungen versehenen zylindrischen Mantel aufweist, und mit einer die Filterfläche partiell im Gegenstrom zur Filtrierrichtung rückspülenden Spüleinrichtung.

Ein gattungsgemäßer Rückspülfilter ist in der DE 32 35 552 A1 offenbart. Der gattungsgemäße Filtereinsatz wird von dem zu reinigenden Medium von innen nach außen durchströmt. Das ge­ reinigte Medium tritt über eine ringförmig die Filterfläche umgebende Filtratkammer in einen Auslaß über. Der hier verwen­ dete zylindrische Filtereinsatz besteht aus einem Stützkäfig, der mit schlitzartigen Fenstern versehen ist und an seiner Au­ ßenseite ein von einem Siebmantel bzw. Filtergewebe gebildetes Filterelement aufweist. Die übereinander angeordneten Fenster bilden jeweils Gruppen mit dazwischenliegenden Stegen. Die Fenster der in Umfangsrichtung nachfolgenden Gruppe sind durch einen vertikalen, geschlossenen Käfigstreifen von der vorher­ gehenden Gruppe getrennt und in der Höhe versetzt, so daß ei­ nem Fenster in der nachfolgenden Gruppe ein Zwischensteg folgt. Im Innern des Stützkäfigs ist ein mittels eines Ver­ stellantriebs auf- und abbewegbarer, tellerförmiger Rückspül­ schieber mit zwei schlitzartigen Spaltöffnung angeordnet, wobei sich jede der beiden Spaltöffnungen über etwa 180° er­ streckt und in radiale Verbindungskanäle mündet, die vertikal und am Umfang versetzt zueinander angeordnet sind. Die teller­ förmige Rückspüleinrichtung sitzt mit axialem, durch Anschläge begrenzten Bewegungsspiel auf einem zwei Bohrungen aufweisen­ den Hohlrohr, dessen Hohlraum mit einem Schlammablauf in Ver­ bindung steht. Bei der Abwärtsbewegung der Rückspüleinrichtung fluchtet der eine der Verbindungskanäle mit der einen Bohrung und bei der Aufwärtsbewegung fluchtet der gegenüberliegende Verbindungskanal mit der anderen Bohrung, während der andere Verbindungskanal verschlossen ist, so daß jeweils nur eine der beiden Spaltöffnungen für den Rückspülbetrieb aktiv ist. Die fensterartigen Schlitze erstrecken sich über eine Bogenlänge von etwa 75°-85°. Die Rückspülung der Filterfläche erfolgt un­ ter Ausnutzung des Differenzdrucks zwischen dem Filterauslaß und dem Schlammablaß, an dem Umgebungsdruck ansteht.

Durch die Unterteilung des Rückspülschiebers und die Auftei­ lung der Filterfläche in eine Vielzahl unabhängig voneinander zuschaltbarer Rückspülzonen kann mit vergleichsweise geringen Rückspülmengen und bei geringem Druckverlust im Filterauslaß rückgespült werden. Eine Steuereinheit ist nicht erforderlich. Der gattungsgemäße Rückspülfilter hat sich daher in Schmier­ mittelkreisläufen, in denen das Schmiermittel einen Betriebs­ druck bis etwa 15 bar hat, bewährt. Gleichwohl sind der mecha­ nische Aufwand und die Anzahl der Bauelemente, die zur Reali­ sierung des Rückspülbetriebs benötigt werden, sowie der Ener­ gieaufwand zur Bewegung des Rückspülschiebers relativ hoch.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rückspülfilter zu schaf­ fen, der bei höher Filterleistung und großer Filterfläche eine Rückspülung mit möglichst geringen Verlusten an Filtermedium und möglichst geringem Druckabfall bei relativ einfachem Auf­ bau ermöglicht. Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, einen Rückspülfilter zu schaffen, der sich auch bei Rückspülung eines unter hohem Druck von bis zu 200 bar stehenden Mediums eignet.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfin­ dung gelöst. Die erfindungsgemäße Lösung der vorgenannten Auf­ gabe kennzeichnet sich bei einem gattungsgemäßen Rückspülfil­ ter durch die Kombination folgender Merkmale: der Filterein­ satz ist drehbar; der Filtereinsatz weist übereinander ange­ ordnete Kammern auf, die durch das Filtermittel in Ein- und Austrittskammern unterteilt sind; das Spülglied ist stationär, d. h. feststehend angeordnet; und das Spülglied weist eine Spülöffnung auf, die mittels des sich drehenden Mantels parti­ ell, in Abhängigkeit von der Drehstellung an unterschiedlichen Stellen, verschließbar ist. Die Drehbarkeit des Filtereinsat­ zes ist vergleichsweise einfach zu realisieren; da das Spül­ glied selbst feststehend ausgeführt ist, ergibt sich insgesamt eine konstruktive Vereinfachung bei der Realisierung der Rela­ tivbewegung zwischen der rückzuspülenden Filterfläche und dem Spülglied. Der Aufbau des Filtereinsatzes mit übereinander an­ geordneten Kammern, die zwischen sich das Filtermittel aufwei­ sen, ermöglicht selbst bei geringer Baugröße eine relativ gro­ ße, ausnutzbare Filterfläche, da deren Teilflächen stapelweise übereinander angeordnet sind und zugleich der Durchmesser des Filtereinsatzes annähernd vollständig ausgenutzt werden kann. Da die Spülöffnung mit dem Mantel des Filtereinsatzes weitest­ gehend verschlossen wird, ist zugleich gewährleistet, daß sich selbst bei einer Vielzahl übereinanderliegender Kammern nur eine geringe Anzahl von Kammern im Rückspülbetrieb befinden.

In bevorzugter Ausgestaltung liegt das Spülglied mit seiner die Spülöffnung aufweisenden, gewölbten Spülgliedwand dem Außenmantel des Filtereinsatzes gegenüber und das Medium durchströmt den Filtereinsatz im Filtrierbetrieb von außen nach innen. Diese Strömungsführung hat insbesondere bei Medi­ en, die unter hohem Druck stehen, den Vorteil, daß das verun­ reinigte Medium über einen ausreichend breit bemessenen Spalt- oder Ringraum dem Filtereinsatz bzw. der Filterfläche zuge­ führt werden kann, während der Filtratauslaß von einem Kanal­ rohr mit geringerem Querschnitt gebildet wird.

Zur Erzielung großer Filterflächen und zur Reduzierung der Rückspülmenge ist es besonders günstig, wenn der Filtereinsatz stapelweise übereinander angeordnete, durch das Filtermittel voneinander getrennte Ebenen aufweist, wobei in jeder Ebene mehrere, umfangsverteilt angeordnete und voneinander getrennte Sektorenkammern ausgebildet sind. In bevorzugter Ausgestaltung weist jede eintrittsseitige Sektorenkammer genau eine ein­ trittsseitige Durchbrechung und vorzugsweise jede austritts­ seitige Sektorenkammer genau eine, in einen zentralen Filtrat­ kanal mündende Durchbrechung auf, so daß der Spüleinrichtung minimal nur eine Sektorenkammer zugeordnet ist. Da sich erfin­ dungsgemäß der Filtereinsatz dreht, können nahezu beliebig viele Sektorenkammern in einer Ebene ausgebildet werden, wobei die Anzahl der Sektorenkammern je Ebene durchaus zwanzig Kam­ mern und mehr betragen kann.

Die Filtergröße eines Filters muß für den jeweiligen Anwen­ dungsfall hinsichtlich Fördermenge, Spülmenge, Verbrauchsmenge und Filterleistung abgestimmt werden. Um die Filterleistung und die zur Verfügung stehende Filterfläche bei dem erfin­ dungsgemäßen Rückspülfilter variieren zu können, werden die Ebenen des Filtereinsatzes vorzugsweise von ringscheibenförmi­ gen Elementen gebildet, die mit ihren Ober- und Unterseiten passend zusammensetzbar sind und mit der einen Seite die ein­ trittsseitigen Kammern und mit der anderen Seite die aus­ trittsseitigen Kammern bzw. Sektorenkammern bilden. Um in den einzelnen Sektorenkammern Toträume zu vermeiden, ist es besonders günstig, wenn die Sektorenkammern jeweils aus einer schlaufenförmigen Nutausnehmung bestehen, wobei vorzugsweise die die eintrittsseitigen Sektorenkammern bildenden Nutausneh­ mungen im Scheitel der Schlaufe und die die austrittsseitigen Sektorenkammern bildenden Nutausnehmungen im Fuß der Schlaufe in einen radialen Durchlaß münden, der die Durchbrechung im Filtereinsatz bildet oder, bei Vorhandensein eines äußeren, einstückigen Filtermantels, in diese mündet.

Um eine Abdichtung zwischen den einzelnen Elementen, aus denen ein Filtereinsatz aufgebaut ist, zu erzielen, ist es besonders vorteilhaft, wenn die die eintrittsseitigen Sektorenkammern enthaltende Seite des ringscheibenförmigen Elementes mit einer radial inneren Aufnahmenut für einen Dichtring und die die austrittsseitigen Sektorenkammern enthaltende Seite des ringscheibenförmigen Elementes mit einer radial äußeren Auf­ nahmenut für einen Dichtring versehen ist. Alternativ oder zu­ sätzlich können die Elemente am Innen- und Außenumfang von den Durchbrechungen bzw. Durchlässen unterbrochene, umlaufende Dichtstege aufweisen. Die Unterteilung der Kammern in Ein­ tritts- und Austrittskammern wird auf besonders einfache und kostengünstige Weise dadurch erzielt, daß das Filtermittel aus ringscheibenförmigen Filtergewebeeinlagen wie einem in ein Stützgewebe eingebundenen Metallfaservlies od. dgl. besteht, die zwischen den Elementen einlegbar sind. Die Abdichtung zwi­ schen den einzelnen Elementen erfolgt dann entweder mittels der Dichtringe oder metallisch durch die Stützgewebe und/oder Dichtstege. Alternativ kann der Filtereinsatz aus zylindri­ schen Elementen bestehen, in die als Zwischenlage ein Gewebe od. dgl. als Filtermittel eingespritzt ist oder im Spritzguß­ verfahren eingebunden ist.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung weist das Spülglied ei­ nen sich über die Höhe des wirksamen Filtereinsatzes erstreckenden, an der zylindrisch gewölbten Spülgliedwand offenen Ka­ nal auf, der relativ zur Rotationsachse des Filtereinsatzes um einen Winkel versetzt geradlinig schräg ausgerichtet ist, wo­ bei der Winkel vorzugsweise derart gewählt ist, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt eine möglichst geringe Anzahl von Durch­ brechungen, vorzugsweise die Gesamtfläche von einer bis maxi­ mal 1,8 eintrittsseitigen Durchbrechungen, in den Kanal im Spülglied mündet. Die verbleibenden Bereiche des Kanales wer­ den dann durch den der Spülgliedwand gegenüberliegenden Mantel des Filtereinsatzes abdichtend verschlossen, und die weiteren, sich im Bereich des Spülgliedes befindlichen Durchbrechungen werden durch die bis auf den Spülkanal geschlossene, zylin­ drisch gewölbte Spülgliedwand verschlossen. Der Neigungswinkel des Rückspülkanals relativ zur Rotationsachse kann bei einem Ausführungsbeispiel etwa 10° und/oder die Durchbrechungen kön­ nen einen Bohrungsdurchmesser von etwa 3 mm aufweisen. Zweck­ mäßig kann der Rückspülkanal im wesentlichen eine dem Boh­ rungsdurchmesser entsprechende Schlitzbreite haben. Die Ab­ dichtung des Spülkanals in der Spülgliedwand bzw. die Abdich­ tung der Bohrungen im Außenmantel des Filtereinsatzes mittels der im Betrieb des Rückspülfilters aneinander vorbeigleiten­ den, gewölbten Flächen stellt hohe Anforderungen an die Ferti­ gung der Flächen und die Montage der Teile zueinander. Um die Drehbarkeit des Filtereinsatzes relativ zum Spülglied zu ge­ währleisten, ist daher ein vorzugsweise einstellbarer Zwi­ schenspalt zwischen der gewölbten Spülgliedwand und dem Außen­ mantel ausgebildet. Die Verstellbarkeit des Zwischenspaltes, die vorzugsweise nur bei der Montage oder nach einem Austausch des Filtereinsatzes zum Tragen kommt, kann insbesondere über eine Befestigung des Spülglieds mittels Schrauben, die radiale Längsschlitze, die in Lagerplatten für den Filtereinsatz oder im Gehäuse ausgebildet sind, durchgreifen, erreicht werden. Die Befestigung des Spülglieds zwischen den Lagerplatten bie­ tet auch den Vorteil, daß der filternde Filtereinsatz und das Rückspülglied als Einheit ausgebaut und ausgetauscht werden können und die Einstellung des Zwischenspaltes werkseitig vor­ genommen werden kann. Die auszutauschende Einheit kann hierbei sämtliche Verschleißteile einschließlich der Lager und Dich­ tungen umfassen.

Ein einfacher Aufbau des Filtereinsatzes ergibt sich, wenn er eine mit einem Wellenstumpf versehene oder verbundene, strö­ mungsundurchlässige Bodenplatte aufweist, an der die ring­ scheibenförmigen Elemente drehfest festgelegt sind, und wenn er eine Deckelplatte aufweist, die zentral mit einem Filtrat­ kanaldurchtritt versehen ist, wobei die ringscheibenförmigen Elemente zwischen Boden- und Deckelplatte eingespannt sind. Noch vorteilhafter, da im Aufbau einfacher, ist, wenn in den Wellenstumpf der Bodenplatte der Filtratkanaldurchtritt inte­ griert ist und die Deckelplatte strömungsundurchlässig ist, so daß das Filtrat nach unten abgezogen wird. Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Filtereinsatz und das Spülglied in einem einen Filtereintritt und Filteraustritt aufweisenden Filterge­ häuse angeordnet sind, an dem der Filtereinsatz über Lager­ platten drehbar gelagert ist, wobei der Filtereinsatz ringför­ mig von einem mit dem Filtereintritt verbundenen Schmutzraum umgeben ist, in dem das Spülglied zwar ortsfest, wenn auch verstellbar zur Optimierung des Zwischenspaltes, angeordnet ist. Um bei den Rückspülfiltern für unter hohem Druck stehen­ den Schmiermitteln eine Schmiermittelversorgung des Verbrau­ ches selbst bei Fehlfunktion des Filters aufrechtzuerhalten, kann dem Schmutzraum ein Überstromventil zugeordnet sein, das bei Überschreiten eines vorgegebenen Druckgefälles einen By­ pass bildet. Ferner kann im Filteraustritt eine zweite Filter­ stufe wie ein durchströmter Kerzendruckfilter od. dgl. als Si­ cherheitselement angeordnet sein und/oder der Filtereinsatz ist für die Drehbewegung mit einem hydraulischen Antrieb, ins­ besondere einem Zwangsantrieb, gekoppelt, der selbst bei sehr geringen Mengenströmen im Filtereintritt eine Drehung des Fil­ tereinsatzes bewirkt.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Rückspülfilters ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei­ bung von in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht, teilweise auf­ gebrochen, einen Filtereinsatz mit an der Außenseite angeordnetem Spülglied für den erfindungsgemäßen Rückspülfilter;

Fig. 2 eine perspektivische Draufsicht auf das Spülglied;

Fig. 3 schematisch eine Abwicklung des Außenman­ tels des Filtereinsatzes und des Rückspül­ kanals des Spülgliedes;

Fig. 4 in der rechten Hälfte eine Ansicht der Oberseite und in der linken Hälfte eine An­ sicht der Unterseite eines den Filterein­ satz bei einer bevorzugten Ausgestaltung bildenden ringscheibenförmigen Elementes;

Fig. 5 in Schnittansicht den stapelweisen Aufbau eines Filtereinsatzes mit Elementen gem.

Fig. 4 sowie mit Pfeilen die Filtrations- und Rückspülrichtung;

Fig. 6A-6C schematisch in Schnittansicht alternative Ausführungsbeispiele für den stapelweisen Aufbau des Filtereinsatzes; und

Fig. 7 schematisch in Schnittansicht eine weitere Variante für den Aufbau des Filtereinsatzes mit eingespritztem Gewebe.

In Fig. 1 ist von einem Rückspülfilter für flüssige Medien, beispielsweise einem unter hohem Druck von etwa 200 bar ste­ hendem Schmieröl, nur der insgesamt mit Bezugszeichen 10 be­ zeichnete Filtereinsatz und das Spülglied 1 gezeigt. Fil­ tereinsatz 10 und Spülglied 1 sind in einem nicht gezeigten, vorzugsweise aus Gehäuseunterteil und Gehäusedeckel bestehen­ den Filtergehäuse mit Eintritt und Austritt angeordnet, das ferner Lagerplatten zum Lagern des Filtereinsatzes 10 und Be­ festigen des Spülglieds 1 sowie einen vorzugsweise als Hydrau­ likantrieb ausgebildeten und im Filtereintritt angeordneten Antrieb für den Filtereinsatz umfaßt (nicht gezeigt). Fig. 1 verdeutlicht, daß der Filtereinsatz 10 drehbar ist und ein ge­ schlossenes, flüssigkeitsundurchlässiges Bodenteil 2 aufweist, das mit einem Wellenstumpf 3 verbunden ist, auf dessen Wellen­ ende 6 ein Zahnrad 4 mit Schräg- oder Schneckenverzahnung 5 am Außenumfang drehfest aufgeschoben ist. Der Wellenstumpf 3 weist einen Lagersitz 7 und einen Wellenabsatz 8 auf, an denen sich ein nicht dargestelltes Wälzlager abstützen kann, um den Filtereinsatz 10 drehbar in einer unteren, nicht gezeigten, im Gehäuse festgelegten Lagerplatte zu lagern. Auf dem Bodenteil 2 stützt sich ein erstes ringscheibenförmiges Filterelement 11 ab, dessen Aufbau unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 7 weiter unten noch beschrieben wird. Über dem ersten, untersten Ele­ ment 11 werden weitere Filterelemente 11' stapelweise angeord­ net, die denselben Aufbau wie das Filterelement 11 aufweisen, wobei zwischen den Filterelementen 11, 11' (Spacerscheiben) bzw. zwischen übereinander angeordneten Filterelementen 11', 11' jeweils eine Filtereinlage 12 angeordnet ist, um überein­ ander angeordnete Ebenen von Eintritts- und Austrittskammern zu enthalten, die mittels des von dem zu filternden Medium durchströmten Filtermittels voneinander getrennt und in Ein­ tritts- und Austrittskammern unterteilt sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind neun ringscheibenförmige Elemente 11, 11' übereinander angeordnet, die etwa 70% der Ge­ samthöhe des Filtereinsatzes 10 ausmachen. Den oberen Abschluß bildet eine strömungsundurchlässige Zwischenplatte 13, die über mehrere Abstandsringe 14 von dem Deckelteil 15 des Fil­ tereinsatzes 10 beabstandet ist. Die ringscheibenförmigen Ele­ mente 11, 11', die Zwischenplatte 13 und die Abstandsringe 14 werden von einem Zylinder 16 umgeben, an dessen Unterseite der Bodenteil 2 und an dessen Oberseite der Deckelteil 15 über Schrauben 17, 18 befestigt sind. Mittels der Abstandsringe 14 können die ringscheibenförmigen Elemente 11, 11' zwischen dem Unterteil 2 und dem Deckelteil 15 eingespannt und aufeinander­ gepreßt werden.

Der Außenmantel 16' des Zylinders 16 weist umfangsverteilt um einen vorgegebenen Winkel voneinander beabstandete, vertikale Reihen 19 von Durchbrechungen 20 auf, die jeweils als Radial­ bohrungen mit einem bestimmten Bohrungsdurchmesser d ausgebil­ det sind. Jede Reihe 19 verläuft in Vertikallinien parallel zur Drehachse A bzw. Mittelachse des Filtereinsatzes 10. Jede Durchbrechung 20 im Außenmantel 16' bildet einen Eintrittska­ nal für eine von sämtlichen anderen Kammern getrennte Ein­ trittskammer in den ringscheibenförmigen Elementen 11, 11'. Im nicht wirksamen, oberen Abschnitt des Filtereinsatzes 10 sind die Durchbrechungen 20 mittels der Außenwand der Abstandsringe 14 verschlossen.

Wie Fig. 1 gut erkennen läßt, bilden die ringscheibenförmigen Elemente 11, 11' im Innern einen zylindrischen Filtratkanal 21, der über den Hohlquerschnitt eines Verbindungsrohres 22, das mit seinem unteren Ende in eine zentrale Durchbrechung in der Zwischenplatte 13 eingesetzt ist und mit seinem oberen En­ de in eine stufige Lagerhülse 24 des Deckelteils 15 des Fil­ tereinsatzes 10 eingesteckt ist, zum nicht gezeigten Filtrat­ auslaß offen ist. An der Lagerhülse 24 sind ein Hülsenabsatz 25 und ein Lagersitz 26 ausgebildet, so daß sich der Filter­ einsatz 10 mit einem zweiten, oberen Lager an der nicht darge­ stellten, im Filtergehäuse angeordneten oberen Lagerplatte drehbar abstützen kann. Das obere Ende der Lagerhülse 24 bil­ det eine Einsteckmuffe, die drehbar in einen z. B. am Gehäuse­ deckel angeordneten Rohrkragen einsteckbar ist, um für einen Verbindungsanschluß zwischen dem Innenkanal 27 bzw. Filtratka­ nal 21 und dem Filtratausgang (nicht gezeigt) am Filtergehäuse zu sorgen. In dem Strömungskanal zwischen Lagerhülse 24 und Filtratausgang kann eine Filterkerze als zweite Filterstufe angeordnet sein, um ggf. eine Nachfilterung bei unvollständi­ ger Ausfilterung oder bei Beschädigung einzelner Filterelemen­ te zu gewährleisten.

Zwischen den Lagerplatten ist ein Rückspülglied 1 derart befe­ stigt, daß seine zylindrisch entsprechend dem Durchmesser D des Zylinders 16 gewölbte Spülgliedwand 31 dem Außenmantel 16' des Zylinders 16 mit minimalem Abstand gegenüberliegt. Der Aufbau des Spülgliedes 1 ist schematisch in Fig. 2 gezeigt, auf die nun Bezug genommen wird. Das Spülglied 1 wird im we­ sentlichen von einem Quader mit zylindrisch nach innen gewölb­ ter Spülgliedkontaktwand 31, Seitenwänden 32, Bodenwand 33, Dachwand 34 und Rückwand 35 gebildet. Die Seitenwände 32, Bo­ denwand 33 und Dachwand 34 sind hier geschlossen, während die Rückwand 35 eine etwa rechteckförmige Aushöhlung 36 aufweist, in die ein Schlitz 37 mündet; der Schlitz 37 ist einenends zur Aushöhlung 36 und anderenends zur Spülgliedwand 31 offen. Der Schlitz 37, der in einem Winkel schräg zur Vertikalen ausge­ richtet ist, bildet den Spülkanal für den Rückspülvorgang an den jeweiligen Filterflächen, wie noch erläutert werden wird.

Die Aushöhlung 36 ist auf nicht gezeigte Weise über eine Spülleitung im Filtergehäuse an ein schaltbares und/oder an­ steuerbares Ventil angeschlossen, das beispielsweise diffe­ renzdruckgesteuert, durch einen Stellantrieb oder von Hand in Abhängigkeit von einem zwischen Filtereintritt und Filteraus­ tritt gemessenen Differenzdruck geöffnet wird; bei geöffnetem Ventil herrscht in der Schmutzabzugsleitung und mithin im Spülkanal bzw. Schlitz 37 Umgebungsdruck. In der Dachwand 34 und in der Bodenwand 35 sind Gewindesacklöcher 38 eingebracht, über die das Rückspülglied 1 z. B. mittels in diese eingreifen­ den Befestigungsschrauben an den Lagerplatten befestigt werden kann. Die nicht dargestellten, über Abstandsstangen miteinan­ der verspannten Lagerplatten weisen radial verlaufende, von den Befestigungsschrauben durchgriffene Längsschlitze auf, um den Zwischenspalt zwischen dem Außenmantel 16 des Filterein­ satzes und der Spülgliedwand 31 auf einen optimierten, minima­ len Wert einstellen zu können, bei dem gerade noch eine freie Drehbarkeit des Filtereinsatzes gewährleistet ist.

Fig. 3 zeigt in einer Abwicklung des Außenmantels 16' des Zy­ linders des Filtereinsatzes und des Spülkanals 37 einen belie­ bigen momentanen Zustand während des Filtrier- und Rückspül­ prozeß. In Fig. 3 sind die einzelnen Reihen 19 von übereinan­ der angeordneten, voneinander beabstandeten Durchbrechungen 20 zu erkennen, die als Bohrungen mit dem Durchmesser d ausge­ führt sind. Wie weiter oben erwähnt und weiter unten noch er­ läutert werden wird, mündet jede Bohrung 20 in eine Eintritts­ kammer 28 im Filtereinsatz, die durch die Filtereinlage 12 von einer Austrittskammer 29 getrennt ist, so daß sich im Fil­ trierbetrieb, wenn das zu filternde Medium durch die Bohrungen 20 in die Eintrittskammern 28 eintritt und durch die Fil­ tereinlage 12 hindurchtritt, ausgefilterte Rückstände an der der Eintrittskammer 28 zugewandten Seite der Filtereinlage 12 ablagern. Im Zustand gemäß Fig. 3 sind zwei Reihen, nämlich die Reihen 19' mit den Bohrungen 20' bzw. 20", vom Filtrier­ betrieb abgekoppelt, da sie sich momentan vor dem Spülglied 1 befinden, an dessen Spülgliedwand 31 der Außenmantel 16' in Pfeilrichtung P abdichtend vorbeigleitet. In der Drehstellung gemäß Fig. 3 sind ausschließlich die beiden Durchbrechungen 20' der linken Reihe 19' an den Kanal 37 angeschlossen, wäh­ rend die weiteren Durchbrechungen 20" sämtlich durch die Spülgliedwand 31 verschlossen sind. Dies kann durch geeignete Abstimmung der Anzahl und des Abstandes der Bohrungen bzw. Durchbrechungen 20 in einer Reihe 19, der Höhe der Reihen und des Abstandes zweier benachbarter Reihen erreicht werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Neigungswinkel α des schrägen Schlitzes 37 zur Vertikalen bzw. zur Drehachse des Zylinders etwa 10° und seine Gesamthöhe etwa 150 mm, während der Abstand zwischen den Reihen bei etwa 28 mm liegt. Die Breite b des Schlitzes 37 entspricht dem Durchmesser d der Durchbrechungen 20. Die gewählte Anordnung mit schrägem Schlitz und geradlinig übereinander angeordneten Durchbrechun­ gen bildet hierbei eine insbesondere fertigungs- und montage­ technisch bevorzugte Ausgestaltung. Gleichwirkend wäre es, den Schlitz im Spülglied vertikal anzuordnen und die Durchbrechun­ gen jeweils in Drehrichtung versetzt zueinander auszubilden. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß sich durch die gewählte Anord­ nung maximal drei bis vier Spülkammern mit einer konstanten Gesamtfläche von etwa 1,8 d gleichzeitig, d. h. in unmittelba­ rem Verbindungsanschluß mit der geöffneten Schmutzabzugslei­ tung, befinden können; mithin werden durch die schlitzartige Ausgestaltung des Spülkanals und die kleinen Bohrungsdurchmes­ ser geringste Rückspülmengen und Rückspülverluste erreicht.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 7 werden nun bevorzugte Au-gestaltungen für den Filtereinsatz 10 erläutert. Die Fig. 4 und 5 zeigen schematisch einen aus übereinander gestapelten, strukturierten Scheiben 40 aufgebauten Filtereinsatz. In Fig. 4 zeigt die rechte Hälfte die Oberseite 41 der Scheibe 40 und die linke Hälfte die Unterseite 42 der Scheibe 40. Jede Schei­ be 40 hat eine zylindrische Außenwand 43 und eine zylindrische Innenwand 44; die Innenseite der Innenwand 44 bildet bei über­ einander gestapelten Scheiben 40 bzw. Elementen 11, 11' den Filtratkanal 21. Die Oberseite 41 der Scheibe 40 ist, benach­ bart zur Außenwand 43, mit einer ringförmigen Aufnahmenut 45 versehen, in die ein O-Ring 46 als Dichtmittel zwischen zwei Scheiben 40 bzw. Elementen 11 eingelegt ist. Die Unterseite 42 ist benachbart zur Innenwand 44 mit einer ringförmigen Aufnah­ menut 47 versehen, in die ein zweiter O-Ring 48 als Dichtung eingelegt ist. Die Außenwand 43 bzw. Innenwand 44 umfaßt je­ weils schmale, vertikal aufragende Ringstege 49, 50, die seit­ liche Begrenzungen für die Filtereinlagen 12 bilden. Die Ober­ seite 41 weist schlaufenförmige Vertiefungen 51 auf, die auf der Oberseite 41 der Scheibe 40 die Austrittskammern 29 des Filtereinsatzes bilden. Wie Fig. 4 gut erkennen läßt, sind hierbei umfangsverteilt mehrere Vertiefungen 51A, 51B neben­ einander angeordnet, so daß auf einer Ebene des Filtereinsat­ zes mehrere nebeneinanderliegende Sektorenkammern 29A, 29B er­ zeugt werden. Jede Austrittskammer 29 bzw. Sektorenkammer 29A, 29B ist mit einem Mittelsteg 52 versehen, der nach Art eines Leitbleches Toträume in den einzelnen Vertiefungen 51 vermei­ det und der die zum Abstützen des Filtermittels zur Verfügung stehende Stützfläche erhöht. Die einzelnen Vertiefungen 51 der Austrittskammern 29 laufen zur Innenwand 44 hin spitz zu und münden dort über eine Öffnung bzw. Durchbrechung 30, 30A in den Filtratkanal 21. Zwischen den einzelnen Sektorenkammern 29, 29A, 29B sind Zwischenstege 53 ausgebildet, die die ein­ zelnen Kammern voneinander trennen und ein Überströmen des Me­ diums von der einen zur anderen Kammer verhindern.

In gleicher Weise wie die Oberseiten 41 der Scheiben 40 sind auch deren Unterseite 42 mit schlaufenförmigen Vertiefungen 54, 54A versehen, die über Zwischenstege 55 voneinander ge­ trennt sind, einen Mittelsteg 56 als Strömungsleitorgan und Stützsteg für das Filtermittel aufweisen und über Öffnungen bzw. Mündungen 59 im Scheitel der Vertiefungen 54 zur Außen­ seite hin offen sind. Es versteht sich, daß mehrere Scheiben 40 derart übereinander angeordnet werden, daß eine Vertiefung 54 in der Unterseite 42 der Scheibe exakt über eine Vertiefung 51 in der Oberseite 41 der darunterliegenden Scheibe angeord­ net ist, so daß die Mittelstege 52, 56 und Zwischenstege 53, 55 fluchtend übereinander liegen.

Fig. 5 verdeutlicht mit den schwarzen Pfeilen den Filtrations­ betrieb, bei dem das zu reinigende Fluid aus dem den Zylinder umgebenden Schmutzraum 9 (Fig. 1) durch die Durchbrechungen 20 im Zylinder 16 und die Öffnungen 59 in die Eintrittskammern 28 eintritt, die Filtereinlage 12 durchströmt und die Austritts­ kammern 29 durch die Durchbrechungen 30 verläßt. Jede ein­ trittsseitige Sektorenkammer 28A und jede austrittsseitige Sektorenkammer 29A hat jeweils nur einen Eingang 59A bzw. ei­ nen Ausgang 30A. Wie zuvor erläutert, befinden sich zwei Rei­ hen 19' (Fig. 3) der übereinander angeordneten Kammern des Filtereinsatzes im Rückspülbetrieb. Die Rückspülrichtung ist mit dem umrandeten, weißen Pfeil in Fig. 5 angezeigt. An der Öffnung 59, die gerade mit dem Schlitz 37 im Spülglied 1 fluchtet, liegt bei geöffnetem Ablaßventil Umgebungsdruck an, so daß kurzfristig bereits filtrierte Flüssigkeit aus dem Fil­ tratkanal 21 in die austrittsseitige Kammer hineingezogen, und, unter Lösen der sich an der Filtereinlage 12 abgelagerten Verunreinigungen, durch diese hindurchströmt und in den Hohl­ raum 36 im Spülglied 1 eintritt. Der beträchtliche Druckunter­ schied zwischen der filtrierten Flüssigkeit im Filtratkanal 21 und dem Umgebungsdruck sorgt selbst in kürzester Zeit für eine effektive Rückspülung der dem Eintrittsraum 28 zugewandten Seite der Filtereinlage. Gleichzeitig ist, da die Bohrungsdurchmesser der Bohrungen 20 im Zylinder 16 und der Schlitz 37 des Spülglieds 1 den effektiven Strömungsquerschnitt äußerst gering halten, die Rückspülmenge niedrig.

Die Fig. 6A bis 6C zeigen alternative Ausführungsbeispiele für den Aufbau der Filtereinlagen 12, 72, 82 sowie der die Spacer bildenden Scheiben 60, 70 bzw. 80. Die ringförmige Filterein­ lage 12 gem. Fig. 6A hat denselben Aufbau wie in Fig. 5 und besteht aus einem Filtermittel, beispielsweise einem Metallfa­ servlies 61, das zwischen zwei ringförmigen Stützgewebeschei­ ben 63, die den wechselnden Druckbelastungen standhalten, an­ geordnet ist. Die Scheibe 60 ist im Prinzip aufgebaut wie die Scheibe 40 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, hat jedoch keine Nutaussparungen zur Aufnahme von O-Ringen, da hier die Abdichtung metallisch unmittelbar über die Außenflächen des Stützgewebes 63 erfolgt. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6B hat das Filtermittel 71 eine höhere Filterdichte und wird mit­ tels zwei metallischen Stützgewebescheiben 73 abgestützt. Für jede Stützgewebescheibe 73 ist hierbei in den Ober- bzw. Un­ terseiten 78, 74 der Scheibe 70 ein Absatz 75 bzw. 76 ausge­ bildet. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6C besteht das Filtermittel 81 aus einem Metallfaservlies, das mittels zweier Stützgewebelagen 83 an entsprechenden, ringförmigen Absätzen 86 bzw. 87 abdichtend eingelegt ist. Die Scheibe 80 ist spie­ gelsymmetrisch zur Mittelebene und weist jeweils einen äußeren Ringsteg 89 und einen inneren Ringsteg 88 an der gegenüberlie­ genden Wand auf. Alternativ zu einem Metallfaservlies könnten auch andere Werkstoffe wie ein Sintermetall od. dgl. als Fil­ termittel Verwendung finden.

Fig. 7 zeigt ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem die den Filtereinsatz bildenden Elemente von einem äu­ ßeren Ring 90A und einem inneren Ring 90B gebildet werden, die jeweils umfangsverteilt mit den Eintritts- und Austrittsöffnungen 94, 95 versehen sind. Das Stützgewebe 93 und das Fil­ termittel 91 werden beim Spritzgießen der Ringe 90A, 90B in diese eingebunden. Falls das jeweils darüber und darunter an­ geordnete Element dieselbe Einbaulage wie das dargestellte Element hat, kann zwischen den Elementen eine strömungsun­ durchlässige Zwischenscheibe eingelegt sein, um Ein- und Aus­ trittskammern zwischen zwei Elementen zu trennen. Eine gerin­ gere Bauhöhe des Filtereinsatzes wird erzielt, wenn das je­ weils darüber und darunter angeordnete Element um 180° ge­ dreht, d. h. gegensinnig angeordnet ist; jede Eintritts- bzw. Austrittskammer hat dann einen von zwei Eintritts- bzw. Aus­ trittsöffnungen 94, 95 gebildeten Eingang bzw. Ausgang.

Für den Fachmann ergeben sich aus der vorhergehenden Beschrei­ bung eine Reihe von Modifikationen, die in den Schutzbereich der Ansprüche fallen sollen. Der Aufbau des Filtereinsatzes mit variabler, effektiver Filterhöhe stellt nur ein bevorzug­ tes Ausführungsbeispiel dar. Der Hohlraum im Spülglied 1 kann statt über die Rückwand auch über die Boden- oder Dachwand in die Schmutzabzugsleitung münden. Der Antrieb für den Filter­ einsatz besteht vorzugsweise aus einem im Filteraustritt ange­ ordneten hydraulischen Antrieb, der z. B. über eine Schnecken­ welle mit dem Zahnrad am Wellenstumpf des Filtereinsatzes kämmt. Es versteht sich, daß das Filtrat auch nach unten abge­ zogen werden könnte. Bei dieser Ausgestaltung wäre dann der Filtratkanaldurchtritt in den Wellenstumpf integriert. Die Neigung des Spülkanals und die Bohrungsdurchmesser sowie die Schlitzbreite können andere Größen erhalten, wobei der Boh­ rungsdurchmesser auch kleiner oder größer als die Schlitzbrei­ te ausfallen könnte, um den Verlust an Filtrat im Rückspülbe­ trieb weiter zu optimieren. Anstelle oder zusätzlich zu dem einstellbaren Zwischenspalt zwischen der Spülgliedwand und dem Außenmantel des Filtereinsatzes könnten zwischen diesen Teilen auch Dichtungen angeordnet sein.

Claims (17)

1. Rückspülfilter für flüssige Medien, insbesondere Schmier­ öl, mit einem eine von dem zu filternden Medium durch­ strömte Filterfläche aufweisenden zylindrischen Filterein­ satz, der einen mit Durchbrechungen (20) versehenen, zy­ lindrischen Mantel (16) aufweist, und mit einer die Fil­ terfläche partiell im Gegenstrom zur Filtrierrichtung rückspülenden Spüleinrichtung (1), dadurch gekennzeichnet, daß der Filtereinsatz (10) drehbar ist, daß der Filterein­ satz übereinander angeordnete Kammern (28, 29) aufweist, die durch das Filtermittel (12) in Ein- und Austrittskam­ mern unterteilt sind, daß das Spülglied (1) stationär ist und daß das Spülglied (1) eine Spülöffnung (37) aufweist, die mittels des Mantels (16) partiell verschließbar ist.

2. Rückspülfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülglied (1) dem Außenmantel (16') des Filterein­ satzes (10) gegenüberliegt und daß im Filtrierbetrieb das Medium den Filtereinsatz (10) von außen nach innen durch­ strömt.

3. Rückspülfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Filtereinsatz (10) stapelweise überein­ ander angeordnete, durch das Filtermittel (12) voneinander getrennte Ebenen aufweist, wobei in jeder Ebene mehrere, umfangsverteilt angeordnete und voneinander getrennte Sek­ torenkammern (28, 28A; 29; 29A, 29B) ausgebildet sind.

4. Rückspülfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede eintrittsseitige Sektorenkammer (28, 28A) genau eine eintrittsseitige Durchbrechung (59, 59A) und/oder vorzugsweise jede austrittsseitige Sektorenkammer (29, 29A, 29B) genau eine in einen zentralen Filtratkanal (21) mündende Durchbrechung (30, 30A) aufweist.

5. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebenen des Filtereinsatzes (10) von ringscheibenförmigen Elementen (11, 40; 60; 70; 80; 90) gebildet sind, die mit ihren Ober- und Unterseiten (41, 42; 78, 74) passend zusammensetzbar sind und mit der einen Seite (42) die eintrittsseitigen Kammern (28) und mit der anderen Seite (41) die austrittsseitigen Kammern (29) bzw. Sektorenkammern (29A, 29B) bilden.

6. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sektorenkammer (28A; 29A, 29B) aus einer schlaufenförmigen Nutausnehmung (54, 54A; 51, 51A, 51B) besteht, wobei die die eintrittsseitigen Sekto­ renkammern (28) bildenden Nutausnehmungen (54) im Scheitel der Schlaufe und die die austrittsseitigen Sektorenkammern (29) bildenden Nutausnehmungen (51) im Fuß der Schlaufe jeweils in einen radialen Durchlaß (59; 30) münden, der die Durchbrechungen bildet oder in diese mündet.

7. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die eintrittsseitigen Sektorenkam­ mern (28) enthaltende Seite (42) des ringscheibenförmigen Elementes (11, 40) mit einer radial inneren Aufnahmenut (47) für einen Dichtring (48) und die die austrittsseiti­ gen Sektorenkammern (29) enthaltende Seite (41) des Ele­ mentes (11; 40) mit einer radial äußeren Aufnahmenut (45) für einen Dichtring (46) versehen ist.

8. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (40; 80; ) an der Innen- und Außenwand (43, 44) von den Durchlässen (30, 59) unter­ brochene, umlaufende Dichtstege (49, 50) aufweisen.

9. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermittel (12; 72; 82; 92) aus ringscheibenförmigen Filtergewebeeinlagen wie einem beid­ seitig mittels Stützgeweben (63) stabilisierten Metallfa­ servlies (61), Sintermetall od. dgl. besteht, die zwischen den Elementen (40; 60; 70; 80) einlegbar sind.

10. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtereinsatz aus zylindrischen Ringen (90A, 90B) besteht, in die als Zwischenlage ein Ge­ webe od. dgl. als Filtermittel eingespritzt ist oder im Spritzgußverfahren eingebunden ist.

11. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülglied (1) einen sich über die Höhe des wirksamen Filtereinsatzes (10) erstreckenden, an der zylindrisch gewölbten Spülgliedkontaktwand (31) offe­ nen Schlitz (37) aufweist, der relativ zur Rotationsachse (A) des Filtereinsatzes (10) um einen Winkel (α) gradlinig schräg ausgebildet ist, wobei der Winkel (α) vorzugsweise derart gewählt ist, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt eine möglichst geringe Anzahl von Durchbrechungen, vorzugsweise maximal vier eintrittsseitige Durchbrechungen (20'), ins­ besondere mit einer konstanten Gesamtfläche von etwa 1 bis 1,8 d, in den Schlitz (37) münden und/oder der Schlitz (37) dieselbe Breite (b) wie die Bohrungsdurchmesser (d) aufweist.

12. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenspalt zwischen Spülglied­ wand (31) und dem Mantel (16') des Filtereinsatzes (10) bei der Montage oder nach einem Wechsel des Filtereinsat­ zes einstellbar ist, wozu vorzugsweise das Spülglied (1) mittels Schrauben, die radiale Längsschlitze in Lagerplat­ ten oder im Gehäuse durchgreifen, befestigt ist.

13. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtereinsatz (10) ein mit einem Wellenstumpf (3) versehenes oder verbundenes, strömungsun­ durchlässiges Bodenteil (2) aufweist, an dem die Elemente (11) drehfest festgelegt sind, und ein Deckelteil (15) aufweist, das zentral mit einem Filtratkanaldurchtritt (27) versehen ist, wobei die ringscheibenförmigen Elemente zwischen Boden- und Deckelteil (2, 15), ggf. unter Zwi­ schenlagen von Abstandsringen (14), eingespannt sind.

14. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtereinsatz ein Bodenteil mit Wellenstumpf und zentral angeordnetem Filtratkanaldurch­ tritt und ein strömungsundurchlässiges Deckteil aufweist, wobei vorzugsweise die Elemente an dem Bodenteil drehfest festgelegt sind und ggf. unter Zwischenlage von Abstands­ ringen zwischen Boden- und Deckelteil eingespannt sind.

15. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtereinsatz (10) und das Spül­ glied (1) in einem einen Filtereintritt und Filteraustritt aufweisenden Filtergehäuse angeordnet sind, an dem der Filtereinsatz über Lagerplatten drehbar gelagert ist, wo­ bei der Filtereinsatz ringförmig von einem mit dem Fil­ tereintritt verbundenen Schmutzraum (9) umgeben ist, in dem das Spülglied (1) angeordnet ist.

16. Rückspülfilter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schmutzraum (9) wenigstens ein Überstromventil zu­ geordnet ist.

17. Rückspülfilter nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Filteraustritt eine zweite Filterstufe wie ein durchströmter Kerzendruckfilter od. dgl. als Si­ cherheitselement angeordnet ist und/oder der Filtereinsatz für die Drehbewegung mit einem hydraulischen Antrieb ge­ koppelt ist.