DE102007018712A1

DE102007018712A1 - Filtervorrichtung

Info

Publication number: DE102007018712A1
Application number: DE102007018712A
Authority: DE
Inventors: Klaus Mössinger; Roland KRÄMER
Original assignee: Argo Hytos GmbH
Current assignee: Argo Hytos Group AG
Priority date: 2007-04-16
Filing date: 2007-04-16
Publication date: 2008-10-23
Anticipated expiration: 2027-04-17
Also published as: DE102007018712B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung zum Filtrieren einer Hydraulikflüssigkeit mit einem Gehäuse, das ein Filterelement aufnimmt und mindestens eine Einlassöffnung sowie mindestens eine erste und zumindest eine zweite Auslassöffnung aufweist. Um die Filtervorrichtung derart weiterzubilden, dass der für den einwandfreien Betrieb einer an mindestens eine erste Auslassöffnung angeschlossenen Pumpe erforderliche Überschuss zwischen der in das Gehäuse hineinströmenden Flüssigkeitsmenge und der über mindestens eine erste Auslassöffnung aus dem Gehäuse herausströmenden Flüssigkeitsmenge möglichst gering gehalten werden kann, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass an mindestens einer zweiten Auslassöffnung eine Ablaufeinrichtung angeordnet ist mit einem Schließglied, das in Abhängigkeit von dem Volumenstrom der über diese zweite Auslassöffnung aus dem Gehäuse herausströmenden Hydraulikflüssigkeit den Strömungsweg der Hydraulikflüssigkeit über diese zweite Auslassöffnung unterbricht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung zum Filtrieren einer Hydraulikflüssigkeit, mit einem Gehäuse, das ein Filterelement aufnimmt und mindestens eine Einlassöffnung sowie zumindest eine erste Auslassöffnung und mindestens eine zweite Auslassöffnung aufweist.
Derartige Filtervorrichtungen kommen beispielsweise in mobilen Geräten mit einem hydrostatischen Antrieb und einer Arbeitshydraulik zum Einsatz. An mindestens eine Einlassöffnung kann eine Rücklaufleitung der Arbeitshydraulik angeschlossen werden, über die Hydraulikflüssigkeit in das Gehäuse einströmen kann. Die Flüssigkeit kann das im Gehäuse angeordnete Filterelement durchströmen, um dann über eine oder mehrere erste Auslassöffnungen beispielsweise einer Pumpe zugeführt zu werden. Falls von der Pumpe eine geringere Menge an Flüssigkeit angesaugt wird, als über die mindestens eine Einlassöffnung in das Gehäuse einströmt, kann überschüssige Flüssigkeit über zumindest eine zweite Auslassöffnung beispielsweise an einen Tank abgegeben werden. Übersteigt die von der Pumpe angesaugte Flüssigkeitsmenge die in das Gehäuse einströmende Flüssigkeitsmenge, so kann über mindestens eine zweite Auslassöffnung auch Flüssigkeit aus dem Tank in das Gehäuse eingesaugt werden. Derartige Filtervorrichtungen sind als sogenannte Rücklauf-Saugfilter dem Fachmann bekannt.
Die über mindestens eine erste Auslassöffnung aus dem Gehäuse herausströmende Hydraulikflüssigkeit wird der Pumpe üblicherweise mit einer Vorspannung von circa 0,5 bar zugeführt. Es muss deshalb bei bekannten Rücklauf- Saugfiltern sichergestellt sein, dass ein Überschuss vorliegt zwischen der in das Gehäuse einströmenden Flüssigkeitsmenge und der über mindestens eine erste Auslassöffnung aus dem Gehäuse herausströmenden Flüssigkeitsmenge.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Filtervorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass der für einen einwandfreien Betrieb einer an mindestens eine erste Auslassöffnung angeschlossenen Pumpe erforderliche Überschuss zwischen der in das Gehäuse einströmenden Flüssigkeitsmenge und der über mindestens eine erste Auslassöffnung aus dem Gehäuse herausströmenden Flüssigkeitsmenge möglichst gering gehalten werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer Filtervorrichtung der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an mindestens einer zweiten Auslassöffnung eine Ablaufeinrichtung angeordnet ist mit einem Schließglied, das in Abhängigkeit von dem Volumenstrom der über diese zweite Auslassöffnung aus dem Gehäuse herausströmenden Hydraulikflüssigkeit den Strömungsweg der Hydraulikflüssigkeit über diese zweite Auslassöffnung unterbricht.
Erfindungsgemäß ist an mindestens einer zweiten Auslassöffnung ein Schließglied angeordnet, das den Strömungsweg der aus dem Gehäuse über diese zweite Auslassöffnung herausströmenden Hydraulikflüssigkeit unterbricht, sobald der Volumenstrom der herausströmenden Hydraulikflüssigkeit einen Maximalwert überschreitet. Soll beispielsweise anlässlich einer Wartung das Filterelement ausgetauscht werden, wobei die an mindestens eine erste Auslassöffnung angeschlossene Pumpe ausgeschaltet wird und dem Gehäuse keine Hydraulikflüssigkeit zugeführt wird, so kann ein mittels eines Deckels verschließbarer Montagezugang des Gehäuses geöffnet und das Filterelement herausgenommen werden, wobei die innerhalb des Gehäuses befindliche Hydraulikflüssigkeit über mindestens eine zweite Auslassöffnung mit geringem Volumenstrom in einen Tank abgegeben werden kann. Die Flüssigkeitsabgabe wird von der Ablaufeinrichtung ermöglicht, wobei das Schließglied eine Ablaufstellung einnimmt, in der es für die herausströmende Hydraulikflüssigkeit einen Strömungsweg freigibt. Nach erfolgter Wartung wird der Montagezugang wieder verschlossen und es kann wieder der normale Hydraulikbetrieb in Gang gesetzt werden, so dass über mindestens eine Einlassöffnung Hydraulikflüssigkeit dem Gehäuse zugeführt wird. Im ersten Moment kann die zugeführte Flüssigkeit noch über die Ablaufeinrichtung aus dem Tank strömen, der Volumenstrom der herausströmenden Flüssigkeit steigert sich aber innerhalb sehr kurzer Zeit über den Maximalwert der Ablaufeinrichtung. Dies hat dann zur Folge, dass das Schließglied den Strömungsweg der über die genannte zweite Auslassöffnung aus dem Gehäuse herausströmenden Hydraulikflüssigkeit unterbricht, so dass sich bei der Inbetriebnahme der Filtervorrichtung bereits nach sehr kurzer Zeit die für den einwandfreien Betrieb der an mindestens eine erste Auslassöffnung angeschlossenen Pumpe erforderliche Vorspannung von beispielsweise 0,5 bar einstellt.
Die erfindungsgemäße Filtervorrichtung hat somit den Vorteil, dass bereits bei verhältnismäßig geringem Volumenstrom der in das Gehäuse einströmenden Flüssigkeit die gewünschte Vorspannung von beispielsweise 0,5 bar erzielt werden kann, die für den einwandfreien Betrieb der an mindestens eine erste Auslassöffnung angeschlossenen Pumpe erforderlich ist.
Vorzugsweise definiert das Schließglied in einer den Strömungsweg der aus dem Gehäuse heraussströmenden Hydraulikflüssigkeit freigebenden Ablauf stellung einen Spalt und ist beweglich gehalten. Über den Spalt kann Hydraulikflüssigkeit aus dem Gehäuse herausströmen, beispielsweise in einen angeschlossenen Tank. Überschreitet allerdings der Volumenstrom der herausströmenden Flüssigkeit einen Maximalwert, so nimmt das Schließglied selbsttätig seine Schließstellung ein, in der es den Strömungsweg der herausströmenden Flüssigkeit unterbricht. Der in der Ablaufstellung vom Schließglied definierte Spalt bildet eine Verengung des Strömungsquerschnittes für die herausströmende Hydraulikflüssigkeit. Die Querschnittsverengung hat zur Folge, dass sich die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit im Bereich des Spaltes erhöht und sich deshalb der hydrostatische Druck verringert. Dies bewirkt, dass bei Überschreiten eines Maximalwertes des Volumenstroms das Schließglied selbsttätig in seine Schließstellung übergeht. Nach Übergang in die Schließstellung baut sich innerhalb des Gehäuses aufgrund der einströmenden Hydraulikflüssigkeit ein Überdruck auf, der zur Folge hat, dass das Schließglied dauerhaft in seiner Schließstellung verbleibt und sich somit innerhalb kurzer Zeit die für den einwandfreien Betrieb der an mindestens eine erste Auslassöffnung angeschlossenen Pumpe erforderliche Vorspannung von beispielsweise 0,5 bar einstellt.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Schließglied ausgehend von einer den Strömungsweg der über die genannte zweite Auslassöffnung aus dem Gehäuse herausströmenden Hydraulikflüssigkeit freigebenden Ablaufstellung entgegen einer elastischen Rückstellkraft in eine den Strömungsweg unterbrechende Schließstellung bewegbar. Die Rückstellkraft kann beispielsweise von einem Federelement bereitgestellt werden, insbesondere von einer Druckfeder. Die Beaufschlagung des Schließgliedes mit einer Rückstellkraft stellt sicher, dass das Schließglied seine Ablaufstellung einnimmt, wenn es keinen Druckkräften der Hydraulikflüssigkeit unterliegt. Wie bereits erläutert, kann es in seiner Ablaufstellung einen Spalt definieren. In Abhängigkeit vom Volumenstrom der über die genannte zweite Auslassöffnung aus dem Gehäuse herausströmenden Hydraulikflüssigkeit kann es dann entgegen der auf ihn einwirkenden Rückstellkraft in seine Schließstellung übergehen.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Schließglied in der Ablaufstellung an einem Stützelement anliegt. Das Stützelement bildet eine Anlagefläche für das Schließglied, das somit in seiner Ablaufstellung eine vom Stützelement vorgegebene Lage einnimmt.
Das Stützelement kann beispielsweise einen Stützring umfassen, auf dem das Schließglied in der Ablaufstellung aufsitzt und der entgegen der Wirkung einer elastischen Rückstellkraft in Richtung der Schließstellung des Schließglieds bewegbar ist. Der Stützring ermöglicht eine vorzugsweise flächige Anlage für das Schließglied.
Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse einen länglichen Filtertopf aufweist, in den das Filterelement einsetzbar ist und der unterseitig mindestens eine zweite Auslassöffnung aufweist, wobei der Stützring koaxial zur Längsachse des Filtertopfes bewegbar ist.
Vorzugsweise ist der Stützring mittig in einer an einer Bodenwand des Filtertopfes angeordneten zweiten Auslassöffnung positioniert.
Bevorzugt ist das Stützelement an einem Führungsteil verschiebbar gehalten. Dadurch wird die Gefahr vermindert, dass das Stützelement beim Übergang des Schließgliedes von dessen Ablaufstellung in dessen Schließstellung verkantet.
Zwischen dem Führungsteil und dem Stützelement ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein Federelement eingespannt, beispielsweise eine Druckfeder. Die Druckfeder stellt für das Schließglied eine elastische Rückstellkraft zur Verfügung, die das Schließglied bei fehlender Druckbeaufschlagung durch Hydraulikflüssigkeit in seiner Ablaufstellung hält.
Um insbesondere die Montage der Filtervorrichtung zu vereinfachen, ist es günstig, wenn das Stützelement am Führungsteil unverlierbar gehalten ist. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Stützelement mit dem Führungsteil verrastbar ist, wobei es ohne Werkzeuge vom Führungsteil nicht mehr gelöst werden kann.
Günstig ist es, wenn das Schließglied ein Schließelement umfasst, das in der Schließstellung des Schließgliedes eine Ablauföffnung der Filtervorrichtung verschließt. Die Ablauföffnung kann von der über mindestens eine zweite Auslassöffnung aus dem Gehäuse herausströmenden Hydraulikflüssigkeit durchströmt werden. Soll der Strömungsweg unterbrochen werden, so ist es lediglich erforderlich, mittels des Schließelements die Ablauföffnung zu verschließen. Die Ablauföffnung kann von einem Dichtelement, beispielsweise einer Dichtlippe, umgeben sein, an die das Schließelement dichtend anlegbar ist. Alternativ kann das Schließelement ein Dichtelement aufweisen, das dichtend an eine die Ablauföffnung umgebende Dichtfläche anlegbar ist.
Das Schließelement kann beispielsweise tellerförmig ausgestaltet sein.
Von Vorteil ist es, wenn das Schließglied ein Führungselement aufweist, das an einem Führungsteil verschiebbar gehalten ist. Durch Einsatz des Führungselementes wird die Gefahr vermindert, dass das Schließglied beim Übergang von der Ablaufstellung in die Schließstellung verkantet.
Das Führungselement kann beispielsweise hülsenförmig ausgestaltet sein.
Vorzugsweise ist das Führungselement unverlierbar am Führungsteil gehalten. Beispielsweise können am Führungselement Rastvorsprünge angeordnet sein, die das Führungsteil hintergreifen.
Um die Herstellungs- und Montagekosten der Filtervorrichtung zu verringern, ist es günstig, wenn das Führungselement einstückig mit einem Schließelement des Schließgliedes verbunden ist. Schließelement und Führungselement können beispielsweise als einteiliges Kunststoffformteil ausgebildet sein.
Wie bereits erläutert, kann die erfindungsgemäße Filtervorrichtung ein Rücklauf-Saugfilter ausbilden. Hierbei ist es von Vorteil, wenn an mindestens einer zweiten Auslassöffnung ein Druckhalteventil angeordnet ist, das bei Vorliegen eines vorgegebenen Überdruckes innerhalb des Gehäuses einen Strömungsweg für über die genannte zweite Auslassöffnung aus dem Gehäuse herausströmende Hydraulikflüssigkeit freigibt. Mittels des Druckhalteventils kann bei Vorliegen eines Überdruckes innerhalb des Gehäuses überschüssige Hydraulikflüssigkeit beispielsweise an einen Tank abgegeben werden. Das Druckhalteventil ist bevorzugt an einer Bodenwand eines Filtertopfes des Gehäuses der Filtervorrichtung angeordnet.
Günstig ist es, wenn das Druckhalteventil als federbelastetes Rückschlagventil ausgestaltet ist.
Vorzugsweise ist die genannte zweite Auslassöffnung mittels eines beweglichen Ventilelements des Druckhalteventils verschließbar, wobei das Ventilelement eine Ablauföffnung aufweist, die vom Schließglied der Ablaufeinrichtung in Abhängigkeit vom Volumenstrom der durch die Ablauföffnung hindurchströmenden Hydraulikflüssigkeit verschließbar ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist die Ablaufeinrichtung der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung in das Druckhalteventil integriert. Dies ermöglicht eine kompakte Ausgestaltung der Filtervorrichtung, so dass diese trotz der Bereitstellung des Druckhalteventils und der Ablaufeinrichtung nur einen verhältnismäßig geringen Bauraum erfordert. Das Druckhalteventil öffnet bei Vorliegen eines vorgegebenen Überdruckes innerhalb des Gehäuses und die Ablaufeinrichtung ermöglicht es, dass auch bei geschlossenem Druckhalteventil Flüssigkeit aus dem Gehäuse über mindestens eine zweite Auslassöffnung entweichen kann, sofern der Volumenstrom der entweichenden Flüssigkeit einen vorgegebenen Maximalwert nicht überschreitet.
Bei einer konstruktiv einfachen Ausgestaltung ist das Schließglied am Ventilelement des Druckhalteventils beweglich gehalten.
Von Vorteil ist es, wenn am Ventilelement eine dem Schließglied zugeordnete Rückstellfeder angeordnet ist. Das Ventilelement dient somit nicht nur dem Verschließen der zweiten Ablauföffnung, sondern das Ventilelement bildet zusätzlich eine Halterung für eine Rückstellfeder aus, die dem Schließglied der Ablaufeinrichtung zugeordnet ist. Mittels der Rückstellfeder kann das Schließglied bei fehlender Druckbeaufschlagung durch Hydraulikflüssigkeit in einer Ablaufstellung gehalten werden, in der es bevorzugt einen Spalt für über mindestens eine zweite Auslassöffnung aus dem Gehäuse herausströmende Hydraulikflüssigkeit definiert.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist am Ventilelement des Druckhalteventils ein Führungsteil angeordnet, an dem das Schließglied verschiebbar gehalten ist. Hierzu kann das Schließglied, wie bereits erläutert, ein Führungselement umfassen, das bei einer bevorzugten Ausgestaltung einstückig mit einem Schließelement des Schließgliedes verbunden ist.
Um sicherzustellen, dass über mindestens eine zweite Auslassöffnung beim Vorliegen eines Unterdruckes innerhalb des Gehäuses Flüssigkeit einströmen kann, ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung an mindestens einer zweiten Auslassöffnung ein Nachsaugventil angeordnet, das bei Vorliegen eines innerhalb des Gehäuses herrschenden Unterdruckes einen Strömungsweg für über die genannte zweite Auslassöffnung in das Gehäuse hineinströmende Hydraulikflüssigkeit freigibt. Das Nachsaugventil stellt bei kurzzeitigem Flüssigkeitsmangel die Versorgung der an mindestens eine erste Auslassöffnung angeschlossenen Pumpe sicher.
Von Vorteil ist es, wenn das Nachsaugventil das Schließglied der Ablaufeinrichtung umfasst, wobei das Schließglied bei Vorliegen eines Unterdruckes innerhalb des Gehäuses in eine zur genannten zweiten Ablauföffnung beabstandete Nachsaugstellung überführbar ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann das Schließglied insgesamt drei Stellungen aufweisen. Bei fehlender Druckbeaufschlagung durch Hydraulikflüssigkeit kann das Schließglied eine Ablaufstellung einnehmen, in der es einen Spalt für über mindestens eine zweite Auslassöffnung aus dem Gehäuse herausströmende Hydraulikflüssigkeit definiert. Übersteigt der Volumenstrom der herausströmenden Flüssigkeit einen Maximalwert, so kann das Schließglied eine Schließstellung einnehmen, in der es den Strömungsweg für die über die genannte zweite Ablauföffnung aus dem Gehäuse herausströmende Flüssigkeit unterbricht. Liegt innerhalb des Gehäuses ein Unterdruck vor, so kann das Schließglied eine Nachsaugstellung einnehmen, in der es zur zweiten Ablauföffnung beabstandet ist und somit einen Strömungsweg freigibt für über diese zweite Ablauföffnung in das Gehäuse hineinströmende Hydraulikflüssigkeit.
Vorzugsweise ist dem Schließglied ein Anschlag zugeordnet, an den das Schließglied in der Nachsaugstellung anlegbar ist. Mittels des Anschlages kann die Nachsaugstellung auf konstruktiv einfache Weise vorgegeben werden.
Der Anschlag kann beispielsweise am Filterelement angeordnet sein, insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Endscheibe des Filterelementes den Anschlag ausbildet.
Wie bereits erläutert, kann die Filtervorrichtung über mindestens eine zweite Auslassöffnung mit einem Tank für Hydraulikflüssigkeit verbunden sein. Um zu vermeiden, dass bei einem kurzzeitigen Flüssigkeitsmangel über mindestens eine zweite Auslassöffnung grobe Schmutzpartikel in das Gehäuse gelangen, ist es von Vorteil, wenn bezogen auf die über diese zweite Auslassöffnung in das Gehäuse hineinströmende Hydraulikflüssigkeit stromaufwärts des Nachsaugventils ein Siebkörper angeordnet ist. Der Siebkörper kann ein Schutzsieb aufweisen, dessen Maschenweite beispielsweise 100 Mikrometer bis 150 Mikrometer, insbesondere 125 Mikrometer beträgt.
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
1: eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung;
2: eine Seitenansicht der Filtervorrichtung aus 1;
3: eine vergrößerte Schnittansicht der Filtervorrichtung aus 1 im Bereich einer zweiten Auslassöffnung, wobei ein Schließglied eine Schließstellung einnimmt;
4: eine vergrößerte Schnittansicht entsprechend 3, wobei das Schließglied eine Nachsaugstellung einnimmt und
5: eine vergrößerte Schnittansicht entsprechend 3, wobei das Schließglied eine Ablaufstellung einnimmt.
In der Zeichnung ist schematisch eine erfindungsgemäße Filtervorrichtung dargestellt, die in der dargestellten Ausführungsform als Rücklauf-Saugfilter 10 ausgebildet ist. Dieses weist ein Gehäuse 12 auf mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Filterkopf 14, an den sich in axialer Richtung ein ebenfalls zylinderförmig ausgebildeter Filtertopf 16 anschließt und der auf seiner dem Filtertopf 16 angewandten oberen Stirnseite einen Montagezugang 18 aufweist, der mittels eines Deckels 20 fluiddicht verschließbar ist. In eine Seitenwandung des Filterkopfes 14 mündet ein Einlassstutzen 22 mit einer Einlassöffnung 24 zum Zuführen von zu filtrierender Hydraulikflüssigkeit. Außerhalb der Seitenwandung des Filterkopfes 14 zweigt vom Einlassstutzen 22 eine Bypassleitung 26 ab, die an ihrem freien Ende ein an sich bekanntes und deshalb in der Zeichnung nur schematisch dargestelltes Bypassventil 28 trägt, das als federbelastetes Rückschlagventil ausgestaltet ist. Außerdem trägt der Filterkopf 14 in seiner Seitenwandung einen Auslassstutzen 30 mit einer ersten Auslassöffnung 32 zum Abführen gefilterter Hydraulikflüssigkeit. An die erste Auslassöffnung 32 kann in üblicher Weise eine dem Fachmann bekannte Saugpumpe angeschlossen werden.
Der Filtertopf 16 weist einen zylindrischen Mantel 34 auf, der an seinem freien Ende eine Bodenwand 36 trägt mit einer zweiten Auslassöffnung 38. Über die zweite Auslassöffnung 38 kann gefilterte Hydraulikflüssigkeit an einen Tank abgegeben werden. Außerdem kann über die zweite Auslassöffnung 38 bei Vorliegen eines Unterdruckes innerhalb des Gehäuses 12 Hydraulikflüssigkeit in das Gehäuse 12 hineinströmen.
In der dargestellten Ausführungsform weist das Rücklauf-Saugfilter nur eine einzige Einlassöffnung auf und auch nur eine einzige erste Auslassöffnung sowie eine einzige zweite Auslassöffnung. Die Erfindung ist aber nicht auf derartige Ausgestaltungen beschränkt. Es könnten vielmehr auch mehrere Einlassöffnungen und/oder mehrere erste Auslassöffnungen und/oder mehrere zweite Auslassöffnungen zum Einsatz kommen.
Innerhalb des Filtertopfes 16 und im Abstand zu dessen Mantel 34 ist ein Filterelement 40 angeordnet. Dieses ist zylinderförmig ausgestaltet und weist ein in üblicher Weise sternförmig gefaltetes Filtermaterial 42 auf, das an seinen Stirnseiten jeweils eine Endscheibe trägt. Das Filterelement 40 ist an sich bekannt, in der Zeichnung ist lediglich die untere Endscheibe 44 dargestellt. Über die Einlassöffnung 24 und an diese sich anschließende Strömungskanäle innerhalb des Filterkopfes 14 kann dem vom Filtermaterial 42 umgebenden Innenraum 46 des Filterelementes 40 zu filtrierende Hydraulikflüssigkeit zugeführt werden. Die Hydraulikflüssigkeit kann das Filtermaterial 42 radial von innen nach außen durchströmen, um dann über die erste Auslassöffnung 32 einer Saugpumpe zugeführt zu werden. Das Filtermaterial 42 stützt sich außenseitig in üblicher Weise an einem eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen aufweisenden Stützrohr 48 ab.
Außenseitig ist an der Bodenwand 36 des Filtertopfes 16 eine Ventileinheit 50 angeordnet. Diese umfasst ein becherförmiges Ventilgehäuse 52 mit einer zylindrischen Seitenwandung 54 und einem Boden 56, der einen koaxial zur zweiten Auslassöffnung 38 angeordneten Durchlass 58 aufweist.
Die Ventileinheit 50 umfasst ein Druckhalteventil 60, das als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet ist und einen unterseitig an der Bodenwand 36 des Filtertopfes 16 anliegendes tellerförmiges Ventilelement 62 aufweist. Die Unterseite der Bodenwand 36 bildet eine Dichtfläche 64 aus, die die zweite Auslassöffnung 38 in Umfangsrichtung umgibt und an der das Ventilelement 62 mit einem ringförmigen Dichtwulst 66 dichtend anlegbar ist.
In axialer Richtung schließt sich der Bodenwand 36 abgewandt an das Ventilelement 62 ein zylinderförmiger Siebkörper 70 an mit einem Schutzsieb 72. Das Schutzsieb 72 stützt sich an einem Haltering 74 ab, der in axialer Richtung mittig zwischen dem Ventilelement 62 und einer Stützscheibe 76 angeordnet ist. Die Stützscheibe 76 ist über axial verlaufende Stützstreben 78 starr mit dem Ventilelement 62 verbunden. Der Haltering 74 umgibt die Stützstreben 78 und ist an diesen festgelegt. Zwischen der Stützscheibe 76 und dem Boden 56 des Ventilgehäuses 52 ist eine Druckfeder 80 eingespannt, die den Siebkörper 70 und das starr mit dem Siebkörper 70 verbundene Ventilelement 62 mit einer Federkraft in Richtung der Dichtfläche 64 beaufschlagt. Bei Vorliegen eines bestimmten Überdruckes im Gehäuse 12 kann sich das Ventilelement 62 zusammen mit dem Siebkörper 70 entgegen der Federkraft der Druckfeder 80 von der Dichtfläche 64 abheben, so dass über die zweite Auslassöffnung 38 überschüssige Hydraulikflüssigkeit aus dem Gehäuse 12 entweichen kann.
Das Ventilelement 62 weist koaxial zur Längsachse 82 des Filtertopfes 16 und damit fluchtend zur zweiten Auslassöffnung 38 eine Ablauföffnung 84 auf, und axial im Abstand zur Ablauföffnung 84 trägt das Ventilelement 62 innerhalb des Siebkörpers 70 einen ersten Führungsring 86 und einen zweiten Führungsring 88, die axial im Abstand zueinander angeordnet sind. Der erste Führungsring 86 weist einen geringeren Abstand zur Ablauföffnung 84 auf als der zweite Führungsring 88 und wird von Rastnasen 90 einer koaxial zur Längsachse 82 ausgerichteten verschiebbaren Stützhülse 92 hintergriffen. Die Stützhülse 92 trägt an ihrem den Rastnasen 90 abgewandten oberen Ende einen Stützring 94. Zwischen dem ersten Führungsring 86 und dem Stützring 94 ist eine Druckfeder 96 eingespannt, die die Stützhülse 92 in Umfangsrich tung umgibt und den Stützring 94 mit einer Federkraft nach oben, d. h. in Richtung des Filterelementes 40 beaufschlagt.
Die Stützhülse 92 umgibt eine verschiebbare Führungshülse 98, die unterseitig, d. h. dem Durchlass 58 des Ventilgehäuses 52 zugewandt, drei in gleichmäßigem Abstand zueinander angeordnete Rastflügel 100 trägt, die den zweiten Führungsring 88 unterseitig hintergreifen.
Oberseitig trägt die Führungshülse 98 ein tellerförmiges Schließelement 102, das einstückig mit der Führungshülse 98 verbunden ist und in Kombination mit der Führungshülse 98 ein einteiliges Schließglied 104 ausbildet. Letzteres nimmt je nach den im Bereich der zweiten Auslassöffnung 38 herrschenden Druck- und Strömungsverhältnissen eine in 3 dargestellte Schließstellung, eine in 4 dargestellte Nachsaugstellung und eine in 5 dargestellte Ablaufstellung ein. In der Schließstellung liegt das tellerförmige Schließelement 102 des Schließgliedes 104 oberseitig auf einem inneren Dichtwulst 106 auf, der die Ablauföffnung 84 des Ventilelementes 62 in Umfangsrichtung umgibt und vom Ventilelement 62 ausgebildet wird. In dieser Stellung ist die Ablauföffnung 84 des Ventilelementes 62 dicht verschlossen. Diese Stellung wird vom Schließglied 104 während des normalen Betriebes des Rücklauf-Saugfilters 10 eingenommen. Während dieses Betriebes liegt innerhalb des Gehäuses 12 ein Überdruck von ca. 0,5 bar vor. Gegen diesen Überdruck schließt das Druckhalteventil 60, in dem das Ventilelement 62 dichtend an der Dichtfläche 64 anliegt, und das Schließelement 102 wird gegen den inneren Dichtwulst 106 gedrückt. Somit kann über die zweite Auslassöffnung 38 Hydraulikflüssigkeit weder aus dem Gehäuse 12 heraus noch in das Gehäuse 12 hineinströmen.
Die Nachsaugstellung wird vom Schließglied 104 eingenommen, wenn innerhalb des Gehäuses 12 ein Unterdruck herrscht, wie er sich bei einem kurzzeitigen Flüssigkeitsmangel, beispielsweise bei einem Kaltstart, einstellen kann. In diesem Fall kann Hydraulikflüssigkeit über den Durchlass 58 und die Ablauföffnung 84 durch die zweite Auslassöffnung 38 hindurch in das Innere des Gehäuses 12 hineinströmen, wobei das Schließglied 104 einen Abstand zur zweiten Auslassöffnung 38 einnimmt, indem es von der einströmenden Flüssigkeit gegen die untere Endscheibe 44 gedrückt wird, die einen Anschlag für das Schließelement 102 des Schließgliedes 104 ausbildet.
Bei fehlender Druckbeaufschlagung durch Hydraulikflüssigkeit nimmt das Schließglied 104 seine in 5 dargestellte Ablaufstellung ein. In dieser Stellung definiert es zwischen dem Schließelement 102 und dem inneren Dichtwulst 106 einen Spalt 108, über den Hydraulikflüssigkeit aus dem Gehäuse 12 die zweite Auslassöffnung 38 passierend herausströmen kann. Die Ablaufstellung wird vom Schließglied 104 allerdings nur so lange eingenommen, bis der Volumenstrom der herausströmenden Hydraulikflüssigkeit einen Maximalwert überschreitet, denn dann geht das Schließglied 104 entgegen der Wirkung der von der Druckfeder 96 ausgeübten elastischen Rückstellkraft selbsttätig in seine in 3 dargestellte Schließstellung über. Der Übergang erfolgt aufgrund der Verringerung des hydrostatischen Druckes der Hydraulikflüssigkeit, die sich innerhalb des Spaltes 108 aufgrund der dort erhöhten Strömungsgeschwindigkeit einstellt.
Das Schließglied 104 bildet in Kombination mit der Ablauföffnung 84 eine Ablaufeinrichtung aus, die sicherstellt, dass bei fehlender Druckbeaufschlagung durch Hydraulikflüssigkeit, wie sie beispielsweise bei einem Austausch des Filterelementes 40 vorliegt, Hydraulikflüssigkeit über die zweite Auslassöffnung 38 aus dem Gehäuse 12 herausströmen kann. Nach erfolgtem Filterelementaustausch wird bei der erneuten Inbetriebnahme des Rücklauf-Saugfilters 10 Hydraulikflüssigkeit über die Einlassöffnung 32 in das Gehäuse 12 geleitet, wobei sich im Gehäuse 12 bereits nach kurzer Zeit selbst bei geringem Volumenstrom der über die Einlassöffnung 24 einströmenden Hydraulikflüssigkeit die für einen einwandfreien Betrieb der an die erste Auslassöffnung 32 angeschlossenen Saugpumpe erforderliche Vorspannung von circa 0,5 bar ausbildet. Zur Erzielung dieser Vorspannung ist somit nur ein verhältnismäßig geringer Volumenstrom der über die Einlassöffnung 24 einströmenden Hydraulikflüssigkeit erforderlich.
Da das Schließglied 104 zusätzlich zu seiner in 3 dargestellten Schließstellung und der in 5 dargestellten Ablaufstellung auch die in 4 dargestellte Nachsaugstellung einnehmen kann, in der es einen beträchtlichen Abstand zur zweiten Auslassöffnung 38 einnimmt, bildet das Schließglied 104 in Kombination mit der Stützhülse 92 auch ein Nachsaugventil aus, das sicherstellt, dass im Falle eines Flüssigkeitsmangels innerhalb des Gehäuses 12 kurzzeitig Hydraulikflüssigkeit in das Gehäuse 12 hineinströmen kann, wobei die Hydraulikflüssigkeit im Bereich der zweiten Auslassöffnung 38 nur sehr geringe Strömungsverluste erfährt.

Claims

Filtervorrichtung zum Filtrieren einer Hydraulikflüssigkeit, mit einem Gehäuse, das ein Filterelement aufnimmt und mindestens eine Einlassöffnung sowie zumindest eine erste Auslassöffnung und mindestens eine zweite Auslassöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer zweiten Auslassöffnung (38) eine Ablaufeinrichtung angeordnet ist mit einem Schließglied (104), das in Abhängigkeit von dem Volumenstrom der über diese zweite Auslassöffnung (38) aus dem Gehäuse (12) herausströmenden Hydraulikflüssigkeit den Strömungsweg der Hydraulikflüssigkeit über diese zweite Auslassöffnung (38) unterbricht.
Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließglied (104) in einer den Strömungsweg der herausströmenden Hydraulikflüssigkeit freigebenden Ablaufstellung einen Spalt (108) definiert und beweglich gehalten ist.
Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließglied (104) ausgehend von einer den Strömungsweg der über die genannte zweite Auslassöffnung aus dem Gehäuse herausströmenden Hydraulikflüssigkeit freigebenden Ablaufstellung entgegen einer elastischen Rückstellkraft in eine den Strömungsweg unterbrechende Schließstellung bewegbar ist.
Filtervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließglied (104) in der Ablaufstellung an einem Stützelement anliegt.
Filtervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement einen Stützring (94) umfasst, auf dem das Schließglied (104) in der Ablaufstellung aufsitzt und der entgegen der Wirkung einer elastischen Rückstellkraft in Richtung einer Schließstellung des Schließglieds (104) bewegbar ist.
Filtervorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement an einem Führungsteil (86) verschiebbar gehalten ist.
Filtervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Führungsteil (86) und dem Stützelement (94) ein Federelement (96) eingespannt ist.
Filtervorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (94) am Führungsteil (86) unverlierbar gehalten ist.
Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließglied (104) ein Schließelement (102) umfasst, das in der Schließstellung des Schließgliedes (104) eine Ablauföffnung (84) der Filtervorrichtung (10) verschließt.
Filtervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement (102) tellerförmig ausgestaltet ist.
Filtervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließglied (104) ein Führungselement (98) aufweist, das an einem Führungsteil (92) verschiebbar gehalten ist.
Filtervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (98) hülsenförmig ausgestaltet ist.
Filtervorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (98) unverlierbar am Führungsteil (92) gehalten ist.
Filtervorrichtung nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (98) einstückig mit einem Schließelement (102) des Schließgliedes (104) verbunden ist.
Filtervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer zweiten Auslassöffnung (38) ein Druckhalteventil (60) angeordnet ist, das bei Vorliegen eines vorgegebenen Überdruckes innerhalb des Gehäuses (12) einen Strömungsweg für über die genannte zweite Auslassöffnung (38) aus dem Gehäuse (12) herausströmende Hydraulikflüssigkeit freigibt.
Filtervorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckhalteventil (60) als federbelastetes Rückschlagventil ausgestaltet ist.
Filtervorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte zweite Auslassöffnung (38) mittels eines beweglichen Ventilelements (62) des Druckhalteventils (60) verschließbar ist, wobei das Ventilelement (62) eine Ablauföffnung (84) aufweist, die vom Schließglied (104) der Ablaufeinrichtung in Abhängigkeit vom Volumenstrom der durch die Ablauföffnung (84) hindurchströmenden Hydraulikflüssigkeit verschließbar ist.
Filtervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließglied (104) am Ventilelement (62) beweglich gehalten ist.
Filtervorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass am Ventilelement (62) eine dem Schließglied (104) zugeordnete Rückstellfeder (96) angeordnet ist.
Filtervorrichtung nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass am Ventilelement ein Führungsteil (86, 88) angeordnet ist, an dem das Schließglied (104) verschiebbar gehalten ist.
Filtervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer zweiten Auslassöffnung (38) ein Nachsaugventil angeordnet ist, das bei Vorliegen eines innerhalb des Gehäuses (12) herrschenden Unterdrucks einen Strömungsweg für über diese zweite Auslassöffnung (38) in das Gehäuse (12) hineinströmende Hydraulikflüssigkeit freigibt.
Filtervorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachsaugventil das Schließglied (104) der Ablaufeinrichtung umfasst, wobei das Schließglied (104) bei Vorliegen eines Unterdruckes innerhalb des Gehäuses (12) in eine zur genannten zweiten Auslassöffnung (38) beabstandete Nachsaugstellung überführbar ist.
Filtervorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schließglied (104) ein Anschlag (44) zugeordnet ist, an den das Schließglied (104) in der Nachsaugstellung anlegbar ist.
Filtervorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (44) am Filterelement (40) angeordnet ist.
Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf die über die genannte zweite Auslassöffnung (38) in das Gehäuse (12) hineinströmende Hydraulikflüssigkeit stromaufwärts des Nachsaugventils ein Siebkörper (70) angeordnet ist.