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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filteranordnung zur Verwendung in einem Druckregler für eine landwirtschaftliche Austragvorrichtung von Flüssigkeiten, mit einem Gehäuse, das in seinem Inneren eine Strömungskammer definiert, die sich im Wesentlichen in Längsrichtung erstreckt und die in eine Einlasszone mit einer Einlassöffnung und eine Auslasszone mit einer Auslassöffnung unterteilt ist, wobei die Zonen miteinander in Verbindung stehen, und einem austauschbaren Filtereinsatz, der in einem eingesetzten Zustand die Einlasszone von der Auslasszone trennt und der derart in Längsrichtung aus dem Gehäuse bewegbar ist, dass die Flüssigkeit während eines Austauschs im Inneren des Gehäuses in der Strömungskammer verbleibt, wobei der Filtereinsatz in einem Grenzbereich zwischen den Zonen an eine Form des Gehäuses derart angepasst ist, dass ein zwischen dem Gehäuse und dem Filtereinsatz im Grenzbereich eingesetztes Dichtungselement die beiden Zonen im Grenzbereich dicht voneinander trennt.
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Gattungsgemäße Filteranordnungen finden Anwendung in sogenannten Feldspritzen im landwirtschaftlichen Bereich und werden zum Versprühen bzw. Verteilen verschiedener Flüssigkeiten auf Ackerflächen eingesetzt. Mit Hilfe von Feldspritzen werden insbesondere Flüssigdünger, Herbizide, Fungizide oder Insektizide, aber auch Gülle und andere Flüssigkeiten auf der Ackerfläche maschinell verteilt. Die zu versprühenden Flüssigkeiten werden dazu aus einem Speichertank, welcher meist an einer Zugmaschine befestigt ist oder von dieser gezogen wird, über eine Verteilerleitung in die einzelnen Verteilerdüsen gepumpt. Da die zu versprühenden Flüssigkeiten oftmals Verunreinigungen enthalten, werden Filteranordnungen benötigt, welche diese Verunreinigungen vor dem Eintritt der Flüssigkeit in die Sprühdüsen herausfiltern, um einerseits ein Verstopfen der Sprühdüsen zu verhindern und andererseits die unerwünschten Verunreinigungen nicht auf der Ackerfläche zu verteilen. Des Weiteren wird durch einen solchen Druckfilter über einen Ablasshahn der Rückfluss eines Teils der Flüssigkeit in den Speichertank ermöglicht. Dieser Rückfluss ermöglicht ein sogenanntes „Aufrühren” der Flüssigkeit im Speichertank, welches Ablagerungen, also die Bildung eines Bodensatzes im Speichertank verhindern soll.
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Filteranordnungen dieser Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Diese Filteranordnungen sind zumeist aus zwei Gehäuseteilen, einem oberen Gehäuseteil und einem unteren Gehäuseteil aufgebaut, welche miteinander verschraubt sind oder mittels einer Überwurfmutter verbunden werden. Der eigentliche Filter ist dabei im Inneren des Gehäuses von unten an einen entsprechenden Anschlussstutzen des oberen Gehäuseteils angeschraubt. Die Nutzung der bekannten Filteranordnungen gestaltet sich in der Praxis jedoch häufig als nachteilig, da ein während des Einsatzes häufig notwendiges Austauschen des Filters nur sehr umständlich erfolgen kann.
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Zum Austauschen des Filters muss nämlich der untere Gehäuseteil vom oberen Gehäuseteil gelöst werden, um dann den Filter nach unten hin vom oberen Gehäuseteil abzuschrauben. Da die Flüssigkeit meist von oben in die Filteranordnung einströmt, läuft beim Abschrauben des Filters die noch in den Zuführleitungen vorhandene Flüssigkeit nach unten hin aus. Dies erweist sich als äußerst unerwünscht, da es sich bei den eingesetzten Flüssigkeiten häufig auch um gesundheitsschädliche Flüssigkeiten handelt. Ein Inkontakttreten der Person, welche den Filter austauscht, mit der Flüssigkeit lässt sich hier jedoch nicht verhindern.
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Zudem setzt sich am Boden des unteren Gehäuseteils ein Flüssigkeitsrest ab, da die Flüssigkeit von oben in die Filteranordnung einströmt und auch nach oben wieder ausströmt. Dieser Flüssigkeitsrest tritt dann oft über die Ränder des Gehäuses und gelangt unerwünschter Weise auf den Boden oder muss extra über einen Ablassventil z. B. in einen darunter stehenden Eimer abgelassen werden.
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In dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 93 01 935 U1 ist eine Filteranordnung offenbart, bei der der Filtereinsatz zum Austausch des Filters nach oben hin aus dem Gehäuse hinausgezogen werden kann, so dass ein sauberes und umweltfreundliches Auswechseln des Filters ohne Auslaufen der Flüssigkeit möglich ist. Die darin gezeigte Filteranordnung erweist sich allerdings als strömungstechnisch äußerst ungünstig und ist zudem sehr platzaufwendig.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Filteranordnung zu realisieren, welche im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen platzsparender ist und bessere strömungstechnische Eigenschaften aufweist, wobei dennoch ein sauberer und umweltfreundlicher Austausch des Filters ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung durch eine Filteranordnung der eingangs genannten Art gelöst, bei der sich Projektionen der Öffnungen in einer Querrichtung, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung orientiert ist, zumindest teilweise überlappen, so dass eine Projektion des Dichtungselements in der Querrichtung zumindest einen überlappenden Teil bzw. Bereich der Projektion der Öffnungen umschließt.
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Durch Anbringen des Dichtungselements derart, dass der überlappende Bereich der Projektionen der Ein- bzw. Auslassöffnungen, betrachtet aus der Querrichtung, von dem Dichtungselement umschlossen wird, ist es im Gegensatz zu der aus der
DE 93 01 935 U1 bekannten Filteranordnung möglich, die beiden Öffnungen (Ein- bzw. Auslassöffnungen) derart anzuordnen, dass sich deren Projektionen, betrachtet aus der Querrichtung, überlappen. Mit anderen Worten ist es also möglich, trotz Gewährleistung eines einfachen und sauberen Filteraustausches, Ein- und Auslassöffnung in Längsrichtung gesehen auf einer Höhe anzuordnen, was eine sehr kompakte Bauweise in Längsrichtung ermöglicht, da die beiden Öffnungen nicht höhenversetzt angeordnet werden müssen.
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Durch den aus der
DE 93 01 935 U1 bekannten konstruktiven Aufbau des Filtereinsatz mussten die beiden Öffnungen bisher nämlich in Längsrichtung höhenversetzt am Gehäuse angeordnet werden, was außerordentlich platzaufwendig ist, da es die Abmessung der Filteranordnung in Längsrichtung zusätzlich vergrößert. Ein Anbringen der beiden Öffnungen auf gleicher Höhe war, unter Gewährleistung eines sauberen und umweltfreundlichen Austausches des Filters nach oben hin aus dem Gehäuse heraus, bisher nicht möglich. Um diesem Abmessungsproblem entgegenzuwirken wurde in der
DE 93 01 935 U1 eine der beiden Öffnungen verkleinert, was jedoch strömungstechnisch ungünstig ist, da es den Flüssigkeitsdurchfluss pro Zeiteinheit stark einschränkt.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Filteranordnung wird nun jedoch gewährleistet, dass die Einlasszone dicht von der Auslasszone getrennt ist, obwohl sich die Ein- und Auslassöffnung in der Querrichtung überlappen, wobei nach wie vor gewährleistet bleibt, das der Filtereinsatz derart in Längsrichtung aus dem Gehäuse bewegbar ist, dass die Flüssigkeit im Inneren des Gehäuses verbleibt und ein sauberer und umweltfreundlicher Austausch des Filters möglich ist.
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Die erfindungsgemäße Filteranordnung ist somit nicht nur platzsparender aufgebaut, was bei dem äußerst begrenzten Platzangebot innerhalb der Armaturen einer Feldspritze als immenser Vorteil anzusehen ist, sondern weist auch deutlich bessere strömungstechnische Eigenschaften als die aus dem Stand der Technik bekannten Filteranordnungen auf, die unter anderem durch die Größe der Öffnungen bedingt sind. Die Strecke, welche die Flüssigkeit innerhalb der Flüssigkeitsanordnung zurücklegen muss, wird durch die Anordnung der Öffnungen auf einer Höhe nämlich ebenfalls verkürzt. Durch den nun größeren Freiheitsgrad, die Ein- und Auslassöffnung auf einer Höhe anordnen zu können, werden auch die Anschlussmöglichkeiten für die umliegenden Armaturen deutlich vereinfacht. Ein höhenversetztes Anschließen der Ein- und Auslassöffnung ist nämlich meist unerwünscht und nur schwierig zu gewährleisten. Dennoch wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Filteranordnung ein sauberer und umweltfreundlicher Austausch des Filters gewährleistet. Mit anderen Worten ist es besonders vorteilhaft, dass der Filtereinsatz entgegen der Richtung der wirkenden Schwerkraft aus dem Gehäuse nach oben hinausgezogen wird. Das Gehäuse selber muss zum Austausch des Filters also nicht bewegt werden und verbleibt dabei in seiner eingebauten Position.
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Die oben genannte Aufgabe ist daher vollständig gelöst.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Dichtungselement ein Dichtungsring, der schräg gegenüber der Längsrichtung orientiert ist.
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Der Dichtungsring, welcher zwischen dem Gehäuse und dem Filtereinsatz im Grenzbereich der Ein- und Auslasszone angeordnet ist, teilt somit die Strömungskammer schräg gegenüber der Längsrichtung in zwei voneinander abgedichtete Bereiche (Einlasszone und Auslasszone) auf. Unter der schräg gegenüber der Längsachse orientierten Ausrichtung des Dichtrings wird hierbei verstanden, dass die Symmetrieachse des Dichtrings in eingesetztem Zustand einen Winkel ungleich null mit der Längsrichtung einschließt. Der Dichtring ist dabei in eine dafür vorgesehene Ausnehmung am Filtereinsatz eingesetzt. Durch die schräg gegenüber der Längsrichtung orientierte Anordnung des Dichtrings ist es möglich, die Einlasszone von der Auslasszone nur durch ein einziges Dichtungselement dicht abzutrennen, ohne dabei einen negativen Einfluss auf die Dichtungseigenschaften zu erhalten.
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In einer weiteren Ausgestaltung liegen sich die Öffnungen koaxial gegenüber.
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Die Öffnungen sind somit in Längsrichtung gesehen auf gleicher Höhe angeordnet. Im Falle gleicher Durchmesser überlappen sich damit deren Projektionen betrachtet aus der Querrichtung vollständig. Die Anordnung der Ein- und Auslassöffnung auf gleicher Höhe ist nicht nur aus Platzgründen oft erwünscht, sondern vereinfacht zudem den Einbau in die übrigen Armaturen der Feldspritze. Zusätzlich ermöglicht diese erfindungsgemäße Ausgestaltung eine sehr kompakte Bauweise, da die Abmessungen der Filteranordnung bzw. des Gehäuses in Längsrichtung dadurch minimiert werden kann. Auch strömungstechnisch erweist sich diese Ausgestaltung als äußerst vorteilhaft, da der Weg, den die Flüssigkeit innerhalb der Filteranordnung durchlauft, verkürzt ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Filtereinsatz ein Halteelement und einen flüssigkeitsdurchlässigen Filter.
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Der Filtereinsatz umfasst ein flüssigkeitsundurchlässiges, dichtes Halteelement und einen flüssigkeitsdurchlässigen Filter. Das flüssigkeitsundurchlässige Halteelement trennt die Einlasszone von der Auslasszone. Eine eintretende Flüssigkeit kann durch Filterporen im Filter aus der Einlasszone in die Auslasszone der Strömungskammer strömen. Der Filter ist so ausgestaltet, dass unerwünschte Partikel nicht durch die Filterporen in die Auslasszone der Strömungskammer gelangen, sondern im Inneren des Filters (also in der Einlasszone) verbleiben. Das Halteelement ist vorzugsweise aus dem Gehäusematerial hergestellt. Die Form des Halteelements ist an einen oberen Bereich der Strömungskammer angepasst.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist es dabei bevorzugt, dass der flüssigkeitsdurchlässige Filter lösbar an dem Halteelement befestigt ist.
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Der Filter kann z. B. durch eine Bajonettverschluss an dem Halteelement befestigt oder mit diesem auf eine andere Art und Weise verbunden sein. Es sei erwähnt, dass hierfür auch jede andere Art der Befestigung möglich ist. Durch den zweiteiligen Aufbau des Filtereinsatzes wird ein einfaches Lösen beim Austauschen des Filters ermöglicht. Somit muss beim Austausch des Filters nicht der ganze Filtereinsatz entsorgt werden, da das Halteelement wieder verwendbar ist und an diesem ein neuer Filter befestigt werden kann. Dies bringt wiederum Kostenvorteile mit sich.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Gehäuse eine zur Längsrichtung im Wesentlichen zylindersymmetrische Form auf.
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Neben einer maximalen Platzausnutzung ermöglicht die zylindersymmetrische Form des Gehäuses eine gleichmäßige Strömung der Flüssigkeit. Durch die zylindersymmetrische Form wird auch die von der Strömung auf das Gehäuse ausgeübte Kraft (im Vergleich z. B. zu einer rechteckigen Gehäuseform) minimiert. Zudem lassen sich Verkantungen beim Einsetzen des Filtereinsatzes in das Gehäuse durch eine zylindersymmetrische Form bestmöglichst vermeiden.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist der Filtereinsatz eine zur Längsrichtung im Wesentlichen zylindersymmetrische, hohle Form auf, dessen Außendurchmesser kleiner als ein Innendurchmesser des Gehäuses ist.
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Die Form des Filtereinsatzes ist somit weitestgehend an die Form des Gehäuses angepasst. Weil der Außendurchmesser des Filtereinsatzes kleiner ist als der Innendurchmesser des Gehäuses, entsteht in der Strömungskammer zwischen dem Filtereinsatz und einer Gehäuseinnenwand ein Hohlbereich, welcher von der Flüssigkeit durchströmt werden kann. Dieser Hohlbereich definiert mitunter die Auslasszone.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist an einem Ende des Gehäuses in Längsrichtung eine dritte Öffnung angeordnet.
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Diese dritte Öffnung kann sowohl als Einlass als auch als Auslassöffnung verwendet werden. Sie ist bevorzugt am unteren Ende des Gehäuses in Verlängerung zum Filtereinsatz angeordnet, so dass durch die dritte Öffnung eintretende Flüssigkeit direkt in den hohlen Innenraum des Filtereinsatzes gelangt bzw. falls die dritte Öffnung als Auslassöffnung verwendet wird, von dem Innenraum des Filtereinsatzes durch diese Öffnung nach außen aus der Filteranordnung austreten kann. Häufig wird an dieser dritten Öffnung ein Ablasshahn angeordnet, durch den Flüssigkeit aus der Filteranordnung abgelassen wird. Dies kommt vor allem während des Austauschvorganges des Filters in Betracht, bei dem es vorteilhaft ist, in der Filteranordnung verbliebene Flüssigkeit vor dem Austauschen des Filters in den Tank abzulassen bzw. zurückzuführen, um einen sauberen, „kontaminationsfreien” Austausch des Filters zu ermöglichen.
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Der Ablasshahn kann jedoch auch während des Betriebes, also solange die Flüssigkeit die Filteranordnung durchströmt, geöffnet werden. Dies wird zur sogenannten „Selbstreinigung” des Filters gemacht. Verunreinigungen, die sich im Laufe der Zeit im Filter angesammelt haben, werden dann mit der Flüssigkeitsströmung mitgerissen und gelangen durch den Ablasshahn aus der Filteranordnung heraus zurück in den Speichertank, so dass der Filter automatisch gereinigt wird. Je größer dieser Ablasshahn dimensioniert ist, desto mehr Flüssigkeit kann pro Zeiteinheit durch den Ablasshahn austreten, so dass der Filter dementsprechend eine größere Selbstreinigung erfährt.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist bevorzugt vorgesehen, dass der Filtereinsatz in dem eingesetzten Zustand derart angeordnet ist, dass ein Teil einer Flüssigkeitsströmung, welche in Längsrichtung durch die dritte Öffnung in die Filteranordnung eintritt, die Einlasszone innen in Längsrichtung durchströmt und in Querrichtung durch die Einlassöffnung aus der Filteranordnung austritt, und ein anderer Teil dieser Flüssigkeitsströmung von der Einlasszone radial nach außen durch den Filter hindurch in die Auslasszone strömt und in Querrichtung durch die Auslassöffnung aus der Filteranordnung austritt.
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Die Flüssigkeitsströmung tritt gemäß dieser Ausgestaltung somit durch die dritte Öffnung in die Filteranordnung ein und teilt sich im Inneren der Strömungskammer auf, wobei ein Teil der Flüssigkeitsströmung (nach Durchdringen des Filters) durch die Auslassöffnung und ein Teil der Flüssigkeitsströmung durch die Einlassöffnung aus der Filteranordnung wieder austritt. Die Anströmung durch die dritte Öffnung hat insbesondere den Vorteil, dass die Strömung ohne zusätzlichen Ablasshahn geregelt werden kann, da die Einlassöffnung meist an einen Regler angeschlossen ist, durch welchen die Strömung automatisch reguliert werden kann. Während des Betriebes kann ein Benutzer die Reglereinstellungen leicht verändern. Durch eine Veränderung der Reglereinstellung kann so das Verhältnis der beiden Strömungsteile, welche durch die Auslassöffnung bzw. die Einlassöffnung austreten, beeinflusst werden. Wird beispielweise durch den nachgeschalteten Regler die Flüssigkeitsmenge, welche durch die Einlassöffnung austritt, verringert, so tritt dementsprechend eine größere Flüssigkeitsmenge durch die Auslassöffnung aus, und umgekehrt.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind die Einlassöffnung, die Auslassöffnung und die dritte Öffnung im Wesentlichen kreisrund ausgestaltet und weisen gleiche Durchmesser auf.
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Durch die gleiche Ausgestaltung aller drei Öffnungen lassen sich Armaturen modular und auf gleiche Weise an alle Öffnungen anschließen. Anschlussteile müssen somit nicht speziell auf die einzelnen Öffnungen angepasst sein. Dies bringt vor allen Dingen Kostenvorteile mit sich. Zudem erweist sich diese Ausgestaltung als vorteilhaft, da jede der drei Öffnungen als Ein- oder Auslass verwendet werden kann. Im oben beschriebenen Fall, in dem die dritte Öffnung als Ablasshahn verwendet wird, tritt maximale Selbstreinigung auf, da dann die dritte Öffnung den gleichen Durchmesser aufweist wie die Einlassöffnung, so dass der Strömungsaustritt an der dritten Öffnung (dem Ablasshahn) maximal wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist es bevorzugt vorgesehen, dass an einem Ende des Gehäuses eine Deckelöffnung zum Austausch des Filtereinsatzes angeordnet ist.
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Die Deckelöffnung dient zum Austausch des Filtereinsatzes bzw. des Filters. Beim Austausch des Filters kann der gesamte Filtereinsatz nach oben hin aus dem Gehäuse hinausgezogen werden, so dass die Flüssigkeit im Inneren des Gehäuses in der Strömungskammer verbleibt und der Filteraustausch sauber und umweltfreundlich erfolgen kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die Deckelöffnung mittels eines Deckels verschließbar, welcher lösbar an dem Filtereinsatz befestigt ist.
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Zum Austauschen des Filters kann also der gesamte Filtereinsatz samt dem Deckel aus dem Gehäuse hinausgezogen werden. Der Deckel ist dazu beispielsweise mittels einer Schraube an dem Filtereinsatz befestigt. Zum Verschließen der Deckelöffnung wird der Deckel bevorzugt mittels eines Schraubgewindes auf das Gehäuse aufgeschraubt. Damit sich der Filtereinsatz beim Aufschrauben des Deckels nicht innerhalb des Gehäuses mitdreht, kann am Deckel eine zusätzliche Haltescheibe derart angebracht werden, dass der Filtereinsatz beim Aufschrauben des Deckels lediglich eine translatorische, nicht aber eine rotatorische Bewegung ausführt.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist zwischen der Strömungskammer und dem Deckel an dem Halteelement ein weiterer Dichtungsring vorgesehen.
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Dieser Dichtungsring dient zusätzlich zur Abdichtung der Strömungskammer im Bereich der Deckelöffnung. Der Dichtungsring ist dazu in eine dafür vorgesehene Ausnehmung am Filtereinsatz (Halteelement) eingesetzt, welche in einem Bereich des Deckels angeordnet ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist bevorzugt vorgesehen, dass der Filtereinsatz in dem eingesetzten Zustand derart angeordnet ist, dass eine Flüssigkeitsströmung, welche in Querrichtung durch die Einlassöffnung in die Filteranordnung eintritt, die Einlasszone innen in Längsrichtung durchströmt, von der Einlasszone radial nach außen durch den Filter hindurch in die Auslasszone strömt und in Querrichtung durch die Auslassöffnung aus der Filteranordnung austritt.
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Wird die Filteranordnung wie in dieser Ausgestaltung durch die Einlassöffnung angeströmt ist die oben beschriebene dritte Öffnung also nicht zwingend erforderlich. Es versteht sich jedoch, dass auch bei der Anströmung durch die Einlassöffnung die dritte Öffnung vorhanden sein kann, so dass ein Teil der Flüssigkeitsströmung durch die dritte Öffnung aus der Filteranordnung austritt.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Funktionsskizze eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Filteranordnung;
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2 eine Projektion einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung sowie eines Dichtungselements des Ausführungsbeispiels aus 1 betrachtet aus einer Querrichtung;
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3 eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Filteranordnung;
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4 eine Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels aus 3; und
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5 eine Explosionsdarstellung eines Filtereinsatzes des Ausführungsbeispiels der Filteranordnung aus 3.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Filteranordnung, welche in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Die Filteranordnung 10 weist ein Gehäuse 12 auf, dessen Inneres 13 eine Strömungskammer 14 definiert. Die Strömungskammer 14 erstreckt sich im Wesentlichen entlang einer Längsrichtung 16 und weist auf jeder Seite eine Einlassöffnung 18 sowie eine Auslassöffnung 20 auf, welche den Anschluss von Leitungen (in 1 nicht dargestellt), die in einer Querrichtung 22 in die Strömungskammer 14 münden, ermöglichen.
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Die Strömungskammer 14 ist in eine Einlasszone 24 und eine Auslasszone 26 unterteilt. Ein Filtereinsatz 28 ist in die Strömungskammer 14 eingesetzt und derart ausgestaltet, dass er die Einlasszone 24 von der Auslasszone 26 trennt. Der Filtereinsatz 28 umfasst ein Halteelement 30 sowie einen Filter 32. Das Halteelement 30 ist dabei flüssigkeitsundurchlässig, wohingegen der Filter 32 flüssigkeitsdurchlässig ist. Der Filtereinsatz 28 ist in einem Grenzbereich 33 an eine Form des Gehäuses 12 derart angepasst, dass ein zwischen dem Gehäuse 12 und dem Filtereinsatz 28 im Grenzbereich 33 eingesetztes Dichtungselement 34 die beiden Zonen 24, 26 im Grenzbereich 33 dicht voneinander trennt. Das Dichtungselement 34, welches als Dichtungsring 36 ausgestaltet ist, ist dazu in einer dafür vorgesehenen Ausnehmung 38 am Filtereinsatz 28 angeordnet. Die Ausnehmung 38 ist als Kragen bzw. Flansch ausgebildet, welche den Dichtungsring 36 formschlüssig aufnehmen kann.
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Unter dem Grenzbereich 33 wird im Zusammenhang mit der Erfindung ein räumlicher Bereich verstanden, welcher zwischen dem Gehäuse 12 und dem Halteelement 30 liegt und die Grenze zwischen Einlass- und Auslasszone 24, 26 bildet. Unter Einlasszone 24 wird in Zusammenhang mit der Erfindung, ein gesamter räumlicher Bereich der Strömungskammer 14 verstanden, welchen eine einströmende Flüssigkeit im Inneren 13 der Strömungskammer 14 durchströmt bevor sie durch den Filter 32 hindurch in die Auslasszone 26 strömt. Unter der Auslasszone 26 wird dementsprechend ein räumlicher Bereich der Strömungskammer verstanden, welchen die Flüssigkeit nach Durchströmen des Filters 32 durchströmt.
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Während des Betriebs wird die Filteranordnung 10 entlang einer Strömungsrichtung, welche durch Richtungspfeile 40 dargestellt ist, von einer Flüssigkeit durchströmt. Die Flüssigkeit tritt dabei in Querrichtung 22 durch die Einlassöffnung 18 in die Filtereinordnung 10 ein, durchströmt dann ein Inneres 42 des Filtereinsatzes 28, welcher innen hohl ausgestaltet ist. Im Inneren 42 des Filtereinsatzes 28 strömt die Flüssigkeit in Längsrichtung 16 vertikal nach unten und verlässt die Einlasszone 24 vorzugsweise radial nach außen durch eine Filtermembran 44 des Filters 32 hindurch in die Auslasszone 26. Von dort aus strömt die Flüssigkeit zunächst in Längsrichtung 16 vertikal nach oben und verlässt die Filteranordnung 10 in Querrichtung 22 durch die Auslassöffnung 20.
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In 2 ist eine Projektion der Öffnungen 18, 20 sowie des Dichtungselements 34 des aus 1 bekannten Beispiels betrachtet aus der Querrichtung 22 gezeigt. Die Querrichtung 22 zeigt in dieser Ansicht somit senkrecht in die Zeichenebene hinein, was durch ein kreisförmig umrandetes Kreuz mit der Bezugsziffer 22 angedeutet wird.
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In dieser Ansicht lässt sich die erfindungsgemäße Anordnung des Dichtungselements 34 gut erkennen. Das Dichtungselement 34 ist dabei derart angeordnet, dass dessen Projektion in Querrichtung 22 zumindest einen überlappenden Bereich 46 der Projektionen der Öffnungen 18, 20 umschließt. Der Dichtungsring 36 ist somit schräg in der Strömungskammer 14 angeordnet. Die Schrägstellung des Dichtrings 36 richtet sich dabei jeweils nach der Größe des überlappenden Bereichs 46 bzw. nach dessen Abmessung in Längsrichtung 16. Dadurch wird erreicht, dass unabhängig davon wie sich die Projektionen der Öffnungen 18, 20 betrachtet aus der Querrichtung 22 überlappen, nur ein (einziges) Dichtungselement 34 notwendig ist, um die Strömungskammer 14 dicht in eine Einlasszone 24 und eine Auslasszone 26 aufzuteilen.
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In 3 ist eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Filteranordnung gezeigt. Das Gehäuse 12 weist dabei eine zur Längsrichtung 16 im Wesentlichen zylindersymmetrische Form auf. Die beiden Öffnungen 18 und 20, sind in diesem Ausführungsbeispiel derart angeordnet, dass deren Symmetrieachsen 48, 50 zusammenfallen. Die Öffnungen 18, 20 sind also auf einer Höhe koaxial angeordnet bzw. liegen sich gegenüber.
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An einem in 3 dargestellten unteren Ende des Gehäuses 12 ist in Längsrichtung 16 in diesem Ausführungsbeispiel eine dritte Öffnung 52 vorgesehen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die dritte Öffnung 52 dabei mit einem Ablasshahn 54 versehen. Der Ablasshahn 54 ist dazu beispielsweise in die dritte Öffnung 52 eingesteckt oder eingeschraubt. Zusätzliche Dichtungsringe 56 sorgen für eine dichte Verbindung am Außenrand des Ablasshahns 54. Anstelle eines Ablasshahns 54 kann in die dritte Öffnung 52 jedoch auch ein Blindstopfen (hier nicht dargestellt) in die dritte Öffnung eingesetzt werden, so dass diese verschlossen ist. Die dritte Öffnung 52 ist auch in diesem Ausführungsbeispiel für die Funktion der Filteranordnung nicht zwingend erforderlich. Das Gehäuse 12 kann an dieser Stelle vollständig geschlossen sein.
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Das Gehäuse 12 weist des Weiteren an einem der dritten Öffnung 52 in Längsrichtung 16 gegenüberliegenden Ende eine Deckelöffnung 58 auf, welche mit einem Deckel 60 verschließbar ist. Der Deckel wird zum Verschließen der Deckelöffnung beispielsweise auf ein dafür vorgesehenes Gewinde 62, welches am oberen äußeren Rand des Gehäuses 12 angebracht ist, aufgeschraubt. Der Deckel 60 ist ferner über ein Befestigungselement 64, welches hier exemplarisch als Schraube 66 dargestellt ist, lösbar an dem Filtereinsatz 28 befestigt.
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Beim Einsetzen oder Austauschen des Filters 32 wird der Filtereinsatz 28 im Ganzen zusammen mit dem Deckel 60 in die Strömungskammer 14 in Längsrichtung 16 eingesetzt bzw. aus dieser hinausgezogen. Dadurch dass der Filtereinsatz 28 beim Austauschen des Filters 32 in Längsrichtung 16 nach oben aus dem Gehäuse 12 hinausgezogen werden kann, verbleibt die Flüssigkeit im Inneren 13 des Gehäuses 12 in der Strömungskammer 14. Der Filter 32 kann somit sauber und umweltfreundlich ausgetauscht werden, ohne dass Flüssigkeit aus dem Gehäuse 12 austritt.
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Der Filtereinsatz 28 selbst ist in diesem Ausführungsbeispiel wie folgt aufgebaut. An seinem oberen Ende ist ein Halteelement 30 vorgesehen, welches beispielsweise über einen Bajonettverschluss 68 mit dem in Längsrichtung 16 darunter angeordneten Filter 32 lösbar verbunden ist. Der Filtereinsatz 28 ist, ähnlich wie das Gehäuse 12 im Wesentlichen zylindersymmetrisch aufgebaut und ist in seinem Inneren zum Beispiel weitestgehend hohl. Ein Außendurchmesser 70 des Filters 32 ist vorzugsweise kleiner ausgestaltet als ein Innendurchmesser 72 des Gehäuses 12, so dass ein radial umlaufender Zwischenraum 73 zwischen dem Filter 32 und einer Innenwand 74 entsteht, welcher die Auslasszone 26 mit definiert.
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Der Filtereinsatz 28 trennt somit die Einlasszone 24 und die Auslasszone 26 voneinander ab. Eine in die Einlasszone eintretende Flüssigkeit kann nur durch den Filter 32 hindurch von der Einlasszone 24 in die Auslasszone 26 gelangen. Zur Abdichtung der beiden Zonen 24, 26 voneinander ist der Filtereinsatz 28 in dem Grenzbereich 33 zwischen den Zonen 24, 26 an die Form des Gehäuses derart angepasst, dass der zwischen der Innenwand 74 des Gehäuses 12 und dem Filtereinsatz 28 im Grenzbereich 33 eingesetzte Dichtungsring die beiden Zonen 24, 26 im Grenzbereich 33 dicht voneinander trennt. Der Dichtungsring 36 ist dazu schräg gegenüber der Längsachse 16 angeordnet.
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Zur weiteren Abdichtung der Einlasszone 24 im Bereich der Deckelöffnung 58 kann am Halteelement 30 des Filtereinsatzes 28 ein weiterer Dichtungsring 76 vorgesehen sein.
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Während eines Betriebes kann die Filteranordnung 10 aus unterschiedlichen Richtungen bzw. durch unterschiedliche Öffnungen 18, 20, 52 angeströmt werden. Wie bereits erwähnt, ist die dritte Öffnung 52 für die Funktionsweise der Filteranordnung nicht zwingend erforderlich. Ist das Gehäuse an dieser Stelle geschlossen oder die dritte Öffnung mit einem Blindstopfen versehen, wird ein Strömungsverlauf erzeugt, der dem bereits oben in Zusammenhang mit der 2 erwähnten Verlauf entspricht, so dass dieser hier nicht nochmals erläutert werden soll.
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In 3 ist durch Richtungspfeile 40 ein Strömungsverlauf schematisch dargestellt, der dem Strömungsverlauf bei geöffneter dritter Öffnung 52 entspricht. Eine alternative Strömungsrichtung ist mit gestrichelten Richtungspfeilen schematisch dargestellt. Gemäß der ersten Alternative tritt die Flüssigkeitsströmung in Querrichtung 22 in die Filteranordnung 10 ein, und durchströmt dann die Einlasszone 24 im Inneren des Filtereinsatzes 28 in Längsrichtung 16 nach unten. Ein Teil der Flüssigkeitsströmung verlässt die Einlasszone 24 in Längsrichtung 16 und tritt aus der dritten Öffnung 52 bzw. dem Ablasshahn 54 aus der Filteranordnung 10 aus. Der übrige Teil der Flüssigkeitsströmung strömt von der Einlasszone 24 radial nach außen durch den Filter 32 hindurch in die Auslasszone 26. Von dort strömt die Flüssigkeit in Längsrichtung 16 im Zwischenraum zwischen dem Filter 32 und der Innenwand 74 des Gehäuses 12 nach oben und tritt in Querrichtung 22 durch die Auslassöffnung 20 aus der Filteranordnung 10 aus.
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Gemäß der zweiten alternativen Strömungsrichtung (durch gestrichelte Richtungspfeile dargestellt) tritt die Strömung in Längsrichtung 16 durch die dritte Öffnung 52 in die Filteranordnung 10 ein und teilt sich im Inneren des Filters 32 auf. Ein Teil der Flüssigkeitsströmung strömt radial nach außen durch den Filter 32 hindurch in die Auslasszone 26, von dort aus in Längsrichtung 16 zwischen dem Filter 32 und der Innenwand 74 des Gehäuses 12 nach oben und verlässt die Filteranordnung 10 in Querrichtung 22 durch die Auslassöffnung 20. Der andere Teil der Flüssigkeitsströmung durchströmt die Einlasszone 24 im Inneren des Filtereinsatzes 28 und tritt in Querrichtung 22 durch die Einlassöffnung 18 aus der Filteranordnung 10 aus.
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Bei einer dritten alternativen Anströmungsrichtung (hier nicht dargestellt) strömt die Flüssigkeit durch die Auslassöffnung 20 in die Filteranordnung 10 ein, strömt dann von der Auslasszone 26 radial nach innen durch den Filter 32 hindurch in die Einlasszone 24 und verlässt die Filteranordnung entweder in Längsrichtung 16 durch die dritte Öffnung 52 oder in Querrichtung 22 durch die Einlassöffnung 18.
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Die 4 und 5 zeigen nochmals den modularen Aufbau der Filteranordnung 10 bzw. des Filtereinsatzes 28 gemäß dem Ausführungsbeispiel aus 3 in einer Explosionsdarstellung.
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In 4 ist der Filtereinsatz 28 aus dem Gehäuse 12 herausgelöst, wie dies beim Austauschen des Filters 32 geschieht. Der Filter 32 selbst lässt sich, wie in 5 dargestellt, von dem Halteelement 30 des Filtereinsatzes 28 lösen. Der Filter 32 kann z. B., wie gemäß diesem Ausführungsbeispiel in 5 gezeigt, durch einen Bajonettverschluss am Halteelement 30 befestigt sein.
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Insgesamt wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Filteranordnung 10 ein neuer Druckfilter zur Verwendung in landwirtschaftlichen Feldspritzen realisiert, bei welchem es unter Berücksichtigung eines einfachen, sauberen und umweltfreundlichen Austauschs des Filters 32 möglich ist, die Einlass- und Auslassöffnung 18, 20 so anzuordnen, dass deren Projektionen in der Querrichtung 22 sich überlappen können und bei der durch ein schräg in der Strömungskammer 14 angeordnetes Dichtungselement 34 gewährleistet wird, dass die Einlasszone 24 dicht von der Auslasszone 26 abgetrennt wird. Die neue Filteranordnung 10 zeichnet sich daher durch einen sehr kompakten modularen Aufbau aus, welcher zudem für sehr gute strömungstechnische Eigenschaften und günstige Anschlussmöglichkeiten sorgt. Es versteht sich, dass die Form des Gehäuses sowie die Anordnung der einzelnen Öffnungen oder andere Elemente der Filteranordnung von den gezeigten Ausführungsbeispielen geometrisch abgewandelt sein können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 9301935 U1 [0006, 0009, 0010, 0010]
