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Die
Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung mit einem topfartigen
Filtergehäuse,
einem in diesem aufnehmbaren Filterelement und einer zum lösbaren Festlegen
des Filterelementes entlang seiner Längsachse im Filtergehäuse angeordneten
Halteeinrichtung, die an der Innenseite des Filtergehäuses und am
Filterelement ausgebildete, miteinander zusammenwirkende Halteelemente
aufweist. Die Erfindung betrifft des weiteren ein für die Filtervorrichtung
vorgesehenes Filterelement.
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Filtervorrichtungen
zur Aufnahme von Filterelementen sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen
auf dem Markt frei erhältlich.
Ein nicht unbedeutender Anteil der Herstellungskosten entfällt bei
derartigen Filtervorrichtungen auf die Ausbildung einer Halteeinrichtung
zur lösbaren
Fixierung des Filterelementes innerhalb des zugehörigen Gehäuses. Bei
einer in der
EP 0 891
214 B1 aufgezeigten Filtervorrichtung weist die Halteeinrichtung
eine Federanordnung aus zwei einander entgegenwirkenden Druckfedern
auf, durch deren resultierende Federkraft ein am Filterelement angeordnetes
Endstück,
das als Dicht- und Halteelement fungiert, auf ein gehäuseseitiges
Halteelement aufgeschoben wird, das durch einen sich in das Stützrohr des
Filterelementes erstreckenden Stutzen am Kopf des Filtergehäuses gebildet ist.
Die verhältnismäßig aufwendige
Bauweise der bekannten Halteeinrichtung führt zu hohen Herstellungskosten
und die bekannte Lösung
erweist sich insoweit als wenig montagefreundlich, als das Filterelement
ungewollt vom Anschlußstutzen
rutschen oder an dieser Stelle beim Aufsetzen verkanten kann.
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Demgemäß ist in
dem DE-U-299 22 488 bereits ein montagefreundlicher Flüssigkeitsfilter
mit Adapter vorgeschlagen worden mit einem topfartigen Filtergehäuse und
mit einem das Filtergehäuse
verschließenden,
abnehmbaren Deckel sowie mit einem die eigentliche Filterfläche aufweisenden,
auswechselbaren Filtereinsatz, wobei der Filtereinsatz lösbar mit
dem Deckel als Filterkopf des Gehäuses verbunden ist. Des weiteren
weist die bekannte Lösung
einen sich in den Filtereinsatz erstreckenden Stützdorn als Anschlußstutzen
auf, wobei im Filtergehäuse
als Adapter bezeichnete Anschluß-
und Haltemittel für den
Stützdorn
vorgesehen sind, die in der Art von Haltefingern ausgebildet sind.
Der Stützdorn
ist bei der bekannten Lösung
im Filtereinsatz lösbar
gehalten, wobei eine erste Montagebaugruppe den Deckel, den Filtereinsatz
und den Stützdorn
aufweist und eine zweite Montagebaugruppe das Filtergehäuse und
den Adapter mit den Haltefingern. Während der Montage der beiden
Montagebaugruppen ist dann der Adapter mit dem Stützdorn fest
verbunden und beim Wechsel des Filtereinsatzes verbleibt der Stützdorn im
Filtergehäuse.
Auch insoweit kann es zu Montageschwierigkeiten (Abrutschen, Verkanten) kommen,
wenn das Filterelement auf den Stützdorn beispielsweise bei einem
Filterelementwechsel vor Ort aufzuschieben ist.
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Durch
die
EP 1 287 871 A1 ist
eine Filtervorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches
1 bekannt. Als Halteelemente bei der bekannten Filtervorrichtung
dienen eine am Filtergehäuse
befindliche Aufnahme mit einer zumindest eine Rastfläche bildenden
Hinterschneidung und an einem Ende des Filterelementes vorstehende,
nachgiebige Haltefinger mit Rastnasen, die durch Verrasten mit der
Rastfläche
der Aufnahme eine lösbare
Schnappverbindung bilden. Dergestalt läßt sich ein Einbau und ein
Austausch von Filterelementen durch einfaches Einrasten bzw. Lösen mittels
der Schnappverbindung vornehmen, wobei es genügt, ein betreffendes Filterelement
axial im Filtergehäuse in
Richtung auf den Topfboden bis zum Einschnappen der Schnappverbindung
zu bewegen oder zum Ausbau aus dem topfartigen Gehäuse einfach
herauszuziehen. Mit der bekannten Lösung ist auch im Sinne einer
Unverwechselbarkeitseinrichtung erreicht, dass nur speziell für die Filtervorrichtung
vorgesehene Filterelemente für
eine Funktionsaufnahme einsetzbar sind und beispielsweise keine
anderen Elemente, die gegebenenfalls als Billigelemente ausgebildet
den funktionssicheren Gebrauch der Filtervorrichtung in Frage stellen
könnten.
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Die
vorliegende Erfindung stellt sich somit die Aufgabe, ausgehend vom
nächstkommenden Stand
der Technik unter Beibehalten des Vorteils, nämlich eine Unverwechselbarkeitseinrichtung
für austauschbare
Filterelemente zu schaffen, diese dahingehend weiter zu verbessern,
dass sie sich durch eine konstruktiv besonders einfache Bauweise
auszeichnet und dementsprechend niedrige Herstellungskosten aufweist
sowie montagefreundlich ist. Ferner stellt sich die Erfindung die
Aufgabe, ein für diese
Filtervorrichtung geeignetes Filterelement bereit zu stellen. Die
dahingehenden Aufgaben löst
eine Filtervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1
in seiner Gesamtheit sowie ein Filterelement mit den Merkmalen des
Patentanspruches 8.
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Dadurch,
dass gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 1 die Halteeinrichtung aus einem Außengewinde
und einem hierzu korre spondierenden Innengewinde besteht und dass
die Halteelemente aus den zugehörigen
Gewindegängen
von Außen-
und Innengewinde gebildet sind, ist es möglich, durch einen einfach
zu bewerkstelligenden Aufschraubvorgang das Filterelement fluidführend mit
Gehäuseteilen
zu verbinden bzw. durch einen Abschraubvorgang auch wieder voneinander
zu lösen.
Dabei ist es dem Grunde nach unbeachtlich, ob das Außengewinde
dem Filtergehäuse
zugeordnet ist oder dem Filterelement. Aufgrund der Gewindecharakteristik
der Halteeinrichtungslösung
kann auf die bekannten Aufschiebelösungen auf einen Anschlußstutzen
im Filtergehäuse
verzichtet werden, was die Montagevorgänge erleichtert. Insbesondere kommt
es nicht ungewollt zu einem Abrutschen des Filterelementes vom Anschlußstutzen
oder zu einem Verkanten desselben auf der dahingehenden Stutzenanordnung.
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Ferner
kann mit der dahingehenden erfindungsgemäßen Lösung immer nur eine spezifische Art
an Filterelementen eingesetzt werden, die eben für die Gewindeverbindungslösung entsprechend hergerichtet
sind. Somit ist das Einschieben von Billigelementen als Ersatzteil
vermeidbar, die neben ihrer grundsätzlich schlechten Qualität häufig aufgrund
ihrer wenig speziellen Anpassung für das vorgesehene Filtergehäuse Dichtigkeitsprobleme
an den Fluid-Anschlußstellen
mit sich bringen.
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Dadurch,
dass gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 8 an mindestens einem Ende des Filterelementes
eine Endkappe aufgesetzt ist, die an ihrer dem Filterelement abgewandten Seite
das Gewinde trägt,
ist ein an sich bekanntes Filterelement durch geringfügige konstruktive
Anpassung auf seiner Endkappenseite für die erfindungsgemäße Halteeingriffslösung vorbereitet
und angepaßt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung
ist vorgesehen, dass das Außengewinde
an einer Endkappe des Filterelementes und konzentrisch zu dieser
angeordnet ist und dass das zugehörige Innengewinde im Filtergehäuse integriert
ist. Ferner umfaßt
das Außengewinde
vorzugsweise eine Fluiddurchtrittsstelle im Filterelement und das
Filtergehäuse
ist mehrteilig aufgebaut, wobei das Innengewinde in einen Gehäusedeckel
(Filterkopf) des Filtergehäuses
aufgenommen ist und eine weitere Fluiddurchtrittsstelle umfaßt. Dergestalt
ist das Filterelement über
eine klassische Aufnahme im Filtergehäuse einsetzbar und durch einen
Aufschnapp- oder Aufschraubvorgang des Deckels auf dem Filtergehäuse wird über die
genannten Gewinde und Gewindestrecken die fluidführende Verbindung von einem
hydraulischen Kreis zum Filterelement hergestellt.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung umfaßt eine
Dichteinrichtung die Halteeinrichtung konzentrisch, insbesondere
an der Stelle des Überganges
zum Filterelement. Mit der dahingehenden Dichteinrichtung ist es
möglich,
auf die konventionellen O-Dichtringe zwischen Filterelement und
Filterkopf als Gehäusedeckel
zu verzichten, die häufig
aus Kautschukmaterialien aufgebaut sind und demgemäß nicht
geeignet sind für
jedwede Art an zu filtrierendem Fluid. Auch lassen sich Beschädigungen
an der Dichteinrichtung bei den diversen Montagevorgängen weitestgehend
vermeiden.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der sonstigen Unteransprüche.
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Im
folgenden wird die erfindungsgemäße Filtervorrichtung
nebst zugeordnetem Filterelement anhand eines Ausführungsbeispiels
nach der Zeich nung näher
erläutert.
Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die
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1 in
perspektivischer Seitenansicht einen Teil auf die erfindungsgemäße Filtervorrichtung mit
abgeschraubtem Deckelteil als Filterkopf;
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2 in
perspektivischer Unteransicht das Deckelteil des Filtergehäuses nach
der 1;
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3 das
obere Ende der Filtervorrichtung mit eingesetztem Filterelement
und aufgesetztem Deckelteil auf das sonstige topfartige Filtergehäuse.
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Ein
Filtergehäuse 10 in
Form eines in seinem Umriß zur
Längsachse 12 rotationssymmetrischen Topfes
weist ein offenes oberes Ende 14 sowie einen geschlossenen
Boden (nicht dargestellt) auf. Am oberen Ende 14 befindet
sich eine umlaufende Rastnut 16, in die in der Art einer
Schnappverbindung ein Rastübergriff 18 des
Deckelteils 20 des Filtergehäuses 10 eingreifen
kann, wenn das Deckelteil 20 mittels einer Dreh- oder Schnappbewegung
auf das obere Ende 14 des Filtergehäuses 10 aufgesetzt wird.
Die dahingehende Schnapp- und Rastverbindung für den Gehäusedeckel 20 mit dem
Filtergehäuse 10 ist
insbesondere in der 3 dargestellt. Es würde aber
auch die Möglichkeit
bestehen, gemäß der Darstellung
nach der 1 an der Stelle der Rastnut 16 eine
umlaufende Erhöhung 22 vorzusehen
und diese mit einer Außengewindestrecke
(nicht dargestellt) zu versehen, um dergestalt den Gehäusedeckel 20 mittels
einer nicht näher
dargestellten Innengewindestrecke aufzuschrauben. In beiden Fällen ist
jedoch gemäß der Darstellung
nach der 1 in Richtung des oberen Endes 14 eine
vorspringende, umlaufende Dichtnase 24 angeordnet, die
nach oben hin einen Dichtkanal 26 begrenzt, der ein nicht näher dargestelltes
Dichtmittel, beispielsweise in Form eines O-Dichtringes od. dgl.,
aufnehmen kann. Gegebenenfalls ist aber eine Abdichtung über die vorspringende
Dichtnase 24 ohne weitere Dichtmittel hier ausreichend.
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Das
topfartige Gehäuse 10 ist
zur Aufnahme eines Filterelementes 28 in Form einer Filterpatrone vorgesehen,
die in üblicher
Weise ein kreiszylindrisches, inneres Stützrohr mit Fluiddurchlässen aufweist,
das von Filtermaterial 30 umgeben ist. Beim vorliegenden
Ausführungsbeispiel
soll das Filterelement 28 ein dem Boden des Filtergehäuses zugeordnetes,
unteres Ende aufweisen, das durch eine Kunststoffendkappe geschlossen
ist, die auch eine Einfassung für
den zugewandten Endrand des Filtermaterials 30 bildet.
Die dahingehende, nicht näher dargestellte
Endkappe kann mit dem Stützrohr
einstückig
aus Kunststoff preßgeformt
sein. Die dahingehende untere Endkappe ist geschlossen, also fluiddicht
ausgeführt,
und braucht nur innerhalb des Filtergehäuses 10 in Richtung
seines Bodens unter Beibehalten eines axialen Abstandes eingesetzt
zu sein. Es wäre
hier aber auch denkbar, übliche
Halte- und Aufnahmeeinrichtungen einzusetzen, wie sie Stand der
Technik sind. An seinem, dem oberen Ende 14 des Filtergehäuses 10 zugeordneten
Ende ist das Filtermaterial 30 nebst Stützrohr durch eine vorzugsweise
aus Kunststoff preßgeformte
Kopf- oder Endkappe 32 verlängert, die ebenfalls eine Randeinfassung 34 für den angrenzenden
Rand des Filtermaterials 30 sowie einen Anschlußstutzen 36 bildet.
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Der
dahingehende Anschlußstutzen 36 ist Teil
einer als Ganzes mit 38 bezeichneten Halteeinrichtung,
die längs
des Anschlußstutzens 36 ein
Außengewinde 40 aufweist.
Hierzu korrespondierend ist im Gehäusedeckel 20 gegenüber seinem
freien Rand 42 zurückversetzt
ein Innengewinde 44 vorhanden, das in Richtung der Längsachse 12 der
Filtervorrichtung ausgerichtet ist. Die eigentlichen Halteelemente 46 der
Halteeinrichtung 38 bestehen dann insoweit aus den zugehörigen Gewindegängen von
Außengewinde 40 und
Innengewinde 44.
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Wie
des weiteren die 1 und 3 zeigen,
ist das Außengewinde 40 an
der Endkappe 32, die man auch mit Elementdeckel bezeichnet,
konzentrisch zu dieser angeordnet, wobei das zugehörige Innengewinde 44 im
Bodenteil des Gehäusedeckels 20 integriert
ist. Der Anschlußstutzen 36 und mithin
das Außengewinde 40 umfassen
konzentrisch eine Fluiddurchtrittsstelle 48 im Filterelement 28:
Das im Gehäusedeckel 20 integrierte
Innengewinde 44 begrenzt eine weitere Fluiddurchtrittsstelle 50,
wobei die zuordenbare Innengewindestrecke Bestandteil einer Einsetzbuchse 52 (vgl. 2)
sein kann, die in eine zuordenbare Bohrung im Gehäusedeckel 20 einsetzbar
ist und in der Art einer Preß-
oder Klemmhülse
auch aus einem Kunststoffmaterial bestehen kann. Neben der weiteren
Fluiddurchtrittsstelle 50 weist das Deckelteil 20 eine
Fluideinlaßstelle 54 für verschmutztes
Fluid auf.
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Einströmendes,
verschmutztes Fluid, insbesondere Hydraulikmedium, gelangt dann
dergestalt bei aufgesetztem Gehäusedeckel 20 auf
das sonstige Filtergehäuse 10 über die
Fluideinlaßstelle 54 in das
Innere des Filtergehäuses 10 und
durchströmt dergestalt
von außen
nach innen das Filterelement 28. Die abzureinigenden Verschmutzungen
verbleiben dann dergestalt im Filtermaterial 30 des Filterelementes 28 und
das dann innerhalb des Stützrohres gesammelte,
gereinigte Fluid verläßt über die
Fluiddurchtrittsstelle 48 sowie die weitere Fluiddurchtrittsstelle 50 das
Filtergehäuse 10 mit
Gehäusedeckel 20.
Es ist selbstredend, dass für
seine Filterfunktion die Filtervorrichtung über Anschlußstellen 56 an einen
hydraulischen Kreis (nicht dargestellt) anzuschließen ist.
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Für eine preiswert
zu erreichende Abdichtverbindung hat es sich als günstig erwiesen,
die Gewindegänge
von Außengewinde 40 und
zuordenbarem Innengewinde 44 als sog. Rundgewinde auszubilden.
Ferner ist, um eine steife Anordnung zu gewährleisten, der Anschlußstutzen 36 im
Durchmesser ebenso klein gehalten wie in der Bauhöhe; insbesondere
ist er im Durchmesser um ein Mehrfaches gegenüber dem Außendurchmesser der Endkappen 32 kleiner
gehalten. Um günstige
Strömungsverhältnisse
zu schaffen, ist darüber
hinaus das freie Ende des Anschlußstutzens 36 innenumfangsseitig
mit einer trichterförmigen
Wölbung 58 versehen.
Des weiteren ist der Anschlußstutzen 36 an
seiner fußseitigen Übergangsstelle
zur Endkappe 32 mit einer konzentrisch verlaufenden Dichteinrichtung 60 umgeben.
Wie insbesondere die 3 zeigt, ist die Dichteinrichtung 60 im
Querschnitt dreieckförmig
ausgebildet und dichtet mit einer spitz zulaufenden Dichtkante 62 in
Richtung des Bodens des Gehäusedeckels 20 ab,
sofern dieser auf das sonstige Filtergehäuse 10 aufgesetzt
ist (vgl. 3).
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Die
dahingehende Dichtkante 62 kann geringfügig verpreßt werden, sofern beim Festlegen des
Gehäusedeckels 20 dieser über die
Halteelemente 46 in Form der Gewindegänge in Richtung des Filterelementes 28 sowie
des Filtergehäuses 10 gezogen
wird. Mittels der Halteeinrichtung 38 erfolgt also eine
form- und kraftschlüssige
Fluidverbindung zwischen Filterelement 28 und Gehäusedeckel 20, wobei
die Dichteinrichtung 60 unter Anlage mit dem Gehäusedeckel 20 kraftschlüssig verpreßt ist.
Dadurch, dass an der Endkappe 32 mit dem Gewindeanschlußstutzen 36 die
Dichteinrichtung 60 mit Dichtkante 62 angeordnet
ist, ist dergestalt die Dichtung zwischen Filterelement 28 und
Filterkopf in Form des Gehäusedeckels 20 realisiert.
Somit entfallen die sonstigen empfindlichen Dichtungsmaterialien,
beispielsweise aus Kautschuk, die in der Art eines O-Ringes ansonsten
die Abdichtfunktion gewährleisten
sollen. Da die Dichteinrichtung 60 aus dem gleichen Werkstoff
hergestellt ist wie die Endkappe 32 und insbesondere einstückiger Bestandteil
derselben ist, ist die Dichteinrichtung 60 somit für alle Hydraulikflüssigkeiten,
schwer entflammbare Flüssigkeiten, aggressive
Medien und für
alle biologisch abbaubaren Flüssigkeiten
geeignet; Medien, wo konventionelle Dichteinrichtungen, insbesondere
aus Kautschukmaterial, eine Abdichtfunktion lang andauernd nicht mehr
gewährleisten
können.
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Da
das Filterelement 28 definiert über die Gewindestrecke im Gehäusedeckel 20 und
mithin im Filterkopf aufgenommen ist, kann es bei den Montage- und
Demontagevorgängen,
beispielsweise um ein verbrauchtes Filterelement 28 gegen
ein neues auszutauschen, nicht dazu führen wie im Stand der Technik,
dass es ungewollt zu Abrutschvorgängen am Anschlußstutzen 36 kommt.
Vielmehr ist eine genau beherrschbare Anlagesituation gegeben und
bei verrastetem Gehäusedeckel 20 auf
der Filtergehäuseseite 10 ist
sichergestellt, dass auch die fluidführende Verbindung im Inneren
der Filtervorrichtung hergestellt ist. Vorzugsweise wird hierbei
für einen Einsatzvorgang
zunächst
das Filterelement in das Deckelteil eingeschraubt und dann dieses
mit dem Filtergehäuse 19 verrastet.
Darüber
hinaus ist für
die erfindungsgemäße Filtervorrichtung
ein definiertes Filterelement 28 von seiner konstruktiven
Anschluß-Ausgestaltung
her notwendig, so dass es nicht möglich ist, etwaige Billigelemente
in bestehende Filtervorrichtungsgehäuse einzuschieben, die ansonsten
aufgrund von Abdichtigkeitsproblemen die Funktion der Filtervorrichtung
in Frage stellen können.
Die Dichteinrichtung 60 ist von ihrer Bauhöhe derart
gewählt,
dass sie am fußseitigen Auslauf
der Gewindestrecke des Außengewindes 40 in
der Art eines Rundgewindes um die Hälfte eines Gewindeganges vorsteht.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, anstelle
des Rundgewindes ein anderes metrisches Gewinde einzusetzen. Des
weiteren können
mehrere Dichtringe – auch
in anderer geometrischer Ausgestaltung – in konzentrischer Anordnung
und gegebenenfalls in unterschiedlicher Dichthöhe den Anschlußstutzen 36 umfassen.
Ferner liegt es noch im Bereich der Erfindung, die Anordnung von
Außen- und
Innengewinde zu tauschen, so dass dann der Gehäusedeckel 20 das Außengewinde
aufweist und die Endkappe 32 des Filterelementes 28 das
Innengewinde 44 (nicht dargestellte Lösung).