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Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung für Fluide mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.
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Eine Filteranordnung der gattungsgemäßen Art ist aus der
DE 10 2010 036 614 A1 bekannt. Die darin beschriebene Filteranordnung weist an den Einlass- und Auslassendstücken Schraubkupplungen auf, mittels derer eine Befestigung an einem Zuleitungsrohr oder einem Zuleitungsschlauch oder an einer abgangsseitigen Leitung möglich ist. Üblicherweise werden hierfür Überwurfmuttern verwendet, die über Anschlussteile an dem jeweiligen Schlauch oder an der jeweiligen Leitung geschoben und auf das Außengewinde des Anschlussstutzens angeschraubt werden. Alternativ kann die abgangsseitige Kupplung, die einen Gewindeanschluss aufweist, in ein Innengewinde einer Ventilanordnung eingeschraubt werden. Es ist ersichtlich, dass beim Austausch oder Wechsel einer solchen Filteranordnung aus dem Verbund oder beim Abschrauben von einer Ventilanordnung die Fluide aus dem Filter herausfließen, was zu einer Verschmutzung der Maschine oder Anlage führt. Andererseits sind solche Filteranordnungen in Verbindung mit Farbauftragsvorrichtungen, wie Spritzpistolen oder Spritzautomaten für den Farb- oder Lackauftrag auf Oberflächen notwendig, um einen gefilterten Lack auftragen zu können, damit Oberflächenverunreinigungen vermieden werden.
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Aus der
DE 32 21 327 A1 ist eine Anlage zum Farbspritzen von Serienteilen wechselnder Farbe mit einer vorzugsweise maschinengeführten Farbspritzpistole bekannt. Die farbführende Leitung zu der Farbspritzpistole ist über einen Farbwechselventilblock an Behälter für unterschiedliche Farben anschließbar.
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Beim Farbwechsel werden die farbführenden Hohlräume durch Lösungsmittel freigespült und das Lösungsmittel ohne Vermischung mit der Umgebungsluft in einem Sammelbehälter aufgefangen. Hierzu setzt eine Lösungsmittelleitung gesondert am Außenumfang der Farbspritzpistole an. Um ein in der farbführenden Leitung angeordnetes Farbfilter häufig, das heißt wenigstens bei jedem Farbwechsel, u. U. auch häufiger und möglichst gründlich zu reinigen, ist die Durchflussrichtung des Lösungsmittels beim Spülen der Durchflussrichtung des Lackes beim Lackieren entgegengesetzt gerichtet. In unmittelbarer Nähe der Farbzerstäubungseinrichtung ist innerhalb der Lösungsmittelleitung ein als Rückschlagventil ausgebildetes Ventil eingebracht, so dass eine Rückspülung hierüber ermöglicht wird, ohne dass Farbstoffe durch das Rückschlagventil in die Zuleitung des Lösungsmittels gelangen können. Die Lösungsmittelzufuhr wird über ein steuerbares Lösungsmittelventil gesteuert.
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Aus der
DE 20 2005 013 261 U1 ist eine Vorrichtung zum automatischen Reinigen und Filtern von Prozesskühlwasser bekannt, die ein Rückspülfilter, ein Rückspülventil, ein Ablassventil und ein Beipassventil sowie ein zu dem Filter parallel geschaltetes Ventil und eine Steuereinheit aufweist. Beim Rückspülprozess gibt die Steuereinheit ein elektrisches Signal an das Ablassventil ab, das dann geöffnet wird und den automatischen Rückspülprozess einleitet. Das für die Prozesskühlwasserzuführung vorgesehene Rückschlagventil verhindert ein Nachfließen des Prozesskühlwassers beim Reinigungsprozess. Die Filteranordnung ist nicht als austauschbarer Filter vorgesehen.
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DE 38 40 689 A1 offenbart eine Hydraulikpumpe, bei welcher ein Filtereinsatz entgegen der Saugrichtung vorgespannt und bewegbar gelagert ist, so dass der Filtereinsatz in einer ersten Schaltstellung den gesamten Strömungsquerschnitt des Saugabschnittes abdeckt, während er den Strömungsquerschnitt in einer zweiten Schaltstellung zumindest teilweise freigibt. Ferner weist die in
DE 38 40 689 A1 gezeigte Anordnung ein Rückschlagventil auf, welches den Fluss der Hydraulikflüssigkeit von einer Pumpe zurück zu dem Filtereinsatz verhindert.
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EP 0 534 672 A2 offenbart eine Filtereinheit, wobei ein Auslass- und ein Einlasskanal über einen Bypasskanal miteinander verbunden sind, wobei in dem Bypasskanal und in dem Auslasskanal jeweils ein Rückschlagventil angeordnet ist. Ist ein Filterelement verstopft und wird ein Ventil geschlossen, so wird über den Druck, der sich in dem Einlasskanal aufbaut, ein Rückschlagventil geöffnet, so dass eine Flüssigkeit von dem Einlasskanal direkt zu dem Auslasskanal fließen kann.
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GB 656 494 A offenbart eine Filtereinrichtung für einen Verbrennungsmotor, wobei ein Einlasskanal und ein Auslasskanal für zu filterndes Öl über ein Ventil miteinander verbunden sind und sowohl in dem Einlasskanal als auch in dem Auslasskanal ein Rückschlagventil angeordnet ist. Ist der Filter stark verschmutzt und nimmt der Druck an der Auslassseite des Filters ab, so wird das Ventil zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal in seine geöffnete Stellung überführt, so dass Öl direkt von dem Einlasskanal zu dem Auslasskanal strömen kann.
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Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die gattungsgemäße Filteranordnung so auszulegen, dass sie insbesondere für Reinigungszwecke leicht austauschbar ist, um die Nutzungsunterbrechungszeit und die Umrüstzeit möglichst gering zu halten und eine Verschmutzung durch austretendes Fluid bei dem Austausch in der Anlage oder der Vorrichtung, in welcher die Filteranordnung angebracht ist, zu vermeiden.
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Die Aufgabe löst die Erfindung durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Wird die Auslassöffnung von den nachgeschalteten Teilen, seien es Rohrleitungen, Schläuche oder auch Ventilanordnungen, getrennt, so ist ersichtlich, dass das Rückschlagventil bei eingangsseitiger Druckreduzierung die Auslassöffnung verschließt, so dass kein Fluid beim Ausbau heraustropfen kann. Der schnelle Austausch wird durch an sich bekannte Mittel gelöst, da das Auslassendstück an eine nachgeschaltete Ventilanordnung oder eine Abgangsleitung und das Einlassstück abtrennbar an eine Zuleitung angekoppelt ist.
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In der Installations- und Hydrauliktechnik ist es hinlänglich bekannt, die Leitungen an eine schraubbare Verbindungsmuffe mittels einer Überwurfmutter anzuschrauben. Diese Technik kommt auch hier als eine mögliche Ausführung zur Anwendung. Die eine Kupplungstechnik besteht also darin, einen Gewindeansatz an dem Endstück in eine Gewindebohrung beispielsweise der Ventilanordnung einzuschrauben oder eine Anschlussleitung mit einem konischen Dichtungsteil in die Ein- oder Auslassöffnung einzuführen und die Leitung dann mittels einer Überwurfmutter an dem Endstück zu befestigen. Es können aber auch zur Verbindung Aufrastkupplungen vorgesehen sein. Dabei handelt es sich um Aufrastkupplungen, die auf ein zapfenförmiges Endstück mit außenseitigen, ringförmigen Rillen und einer Mittenbohrung aufgedrückt werden. In dem aufgedrückten Buchsenteil befinden sich Arretierungselemente, die in Rillen einrasten. Die Erfindung gibt deshalb nur allgemein bekannte Kupplungselemente an. Die letztgenannte Kupplungsart ist beispielsweise von Hochdruckleitungen für Wasser-/Dampfreinigungsgeräte bekannt.
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Da die Erfindung insbesondere auch im Lackierbereich eingesetzt werden kann, können selbstverständlich diese Hochdruckkupplungen auch zur Verbindung der Filteranordnung mit der Zuleitung oder der Abgangsleitung sowie einer Ventilanordnung verwendet werden. In solchen Anlagen wird Farbe oder Lack unter Druck aus einer Spritzpistole oder einer Spritzvorrichtung eines Automaten auf die Oberfläche eines Gegenstandes aufgespritzt. Selbstverständlich kann eine Filteranordnung nach der Erfindung auch dafür herangezogen werden, um flüssigen Kleber zu filtern, damit eine gleichmäßige Kleberschicht ohne Einschlüsse von Fremdkörpern aufgebracht werden kann.
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Die Notwendigkeit der Einbringung einer Filteranordnung in der Fluid-Zuleitung ist in der
DE-PS-32 213 27 beschrieben. Zum Schutz der Farbzerstäubungseinrichtung und des Werkstücks gegen Farbverunreinigungen und Farbbatzen ist in den Farbleitungen je ein Farbfilter eingebracht, um diese Partikel zurückzuhalten. Hierbei kann es leicht, insbesondere beim Verarbeiten von Metallic-Lacken, zu Filterverstopfungen kommen. Die Filter müssen dann umständlich demontiert, gereinigt und wieder eingebaut werden, was mit Zeitverlust verbunden ist. Zudem können die vom Filter zurückgehaltenen Agglomerate sich allmählich durch die Filtermaschen zwängen. Diese gelangen dann trotz Filterungen der Farbe auf das Werkstück und verursachen Fehler an der Lackierung, was nachträgliche Ausbesserungsarbeiten notwendig macht.
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Dies wird durch die erfindungsgemäße Filteranordnung vermieden. Zugleich ist aber auch ersichtlich, dass ein einfacher, schneller Austausch ohne Verschmutzung der Anlage möglich ist. Der in Spritzanlagen übliche Druck liegt zwischen 4 bar und 30 bar, er kann aber auch höher ausfallen. Entsprechend diesen Vorgaben muss selbstverständlich das Rückschlagventil dimensioniert sein.
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In die Einlassöffnung ist ebenfalls ein Rückschlagventil eingesetzt ist. Dies hat den Vorteil, dass dann, wenn beispielsweise in der Zuleitung ein handgesteuertes oder elektronisch gesteuertes Ventil die Zuführung des Fluids absperrt und die Filteranordnung eingangs- und ausgangsseitig abgekuppelt wird, trotz bestehenden Druckes innerhalb der Filteranordnung keine Flüssigkeit austreten kann. Der Innendruck bei abgesperrter Zuleitung wird bestimmt durch die Schließkraft der Federn der Rückschlagventile.
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Die zur Anwendung kommenden Rückschlagventile sind an sich bekannt. Es können z. B. federbelastete Schließventile verwendet werden, wobei der von der Feder aufgebrauchte Schlussdruck niedriger ist als der Arbeitsdruck des Fluids, das durch das Filter und durch die Einlassöffnung und Auslassöffnung hindurchfließt. Die Feder kann vorgespannt eingesetzt werden, sie kann aber auch durch eine Stellvorrichtung gespannt werden, wodurch sich auch die Kennlinie verändert. Die Feder selbst drückt gegen eine Kugel oder ein Kegelschließelement, das in eine formangepasste Übergangsöffnung in der Einlass- oder Auslassöffnung angeordnet ist. Die Feder wird hintergriffen von einem festen oder vorzugsweise einem einschraubbaren Schraubelement, das in ein Buchsengewinde in dem Endstück einschraubbar ist. Durch dieses Schraubelement kann auch die Ableitung der Zuleitung hindurchgeführt sein.
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Eingangsseitig ist ein solches Rückschlagventil ebenfalls vorgesehen, das allerdings bezüglich des Dichtungselementes gegen die Strömungsrichtung des Fluids in eine entsprechende Ausnehmung innerhalb der Einlassöffnung geführt eingesetzt sein muss. Die Kugel liegt dabei ebenfalls an einer Dichtungskante an der Innenfläche der kanalförmigen Einlassöffnung an und verschließt durch Federdruck die Einlassöffnung. Hier kann auch ein kegelstumpfförmiges Element mit der Feder zusammenwirken. Das Rückschlagventil zum Verschließen der Einlassöffnung ist vorzugsweise in eine anschraubbare Leitungsführung eingesetzt, so dass das Rückschlagsventil beim Abschrauben der Leitungsführung herausgezogen und auseinandergelegt werden kann.
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Grundsätzlich kann das Rückschlagventil, das in dem Einlassbereich oder auch im Auslassbereich vorgesehen ist, in einer axialen Anordnung im Endstück eingebracht sein. Dabei kann es sich um ein Anformungsteil am einteiligen Endstück handeln. Das Endstück kann aber auch radial oder in einem Winkel zur Längsachse der Mittelhülse an dem Einlassendstück oder dem Auslassendstück angeordnet sein, zu welchem Zweck entsprechend die Kanäle der Auslassöffnung und Einlassöffnung anzuordnen sind oder Endstücke mit solchen Kanälen angeschraubt werden. An die abgewinkelten Endstücke oder winklig vorstehenden Endstücke können die Zuleitungen oder Abgangsleitungen angeschlossen werden. Die Endstücke können also einteilig oder mehrteilige Endstücke sein, sie können an der Mittelhülse angeschraubt oder einteilig an diese angeformt sein.
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Um die Zuleitung zu dem Filter beim Wechsel absperren zu können, ist in die Zuleitung vor der Kupplung zum Verbinden mit dem Endstück ein manuell betätigbares Ventil eingebracht.
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Um nach dem Ausbau einer zu reinigenden Filteranordnung den Reinigungsprozess beschleunigen zu können, ist das Auslassendstück in die Mittelhülse ein- oder angeschraubt ist und das Rückschlagventil ausbaubar in dem Auslassendstück angeordnet ist. Selbiges ist auch beim Einlassstück vorgesehen, so dass ein einfaches Zerlegen der Filteranordnung mit den Rückschlagventilen beim Reinigen oder Rückspülen möglich ist. Das Rückspülen hat den Vorteil, dass in den Sieben des Filters vorhandene Verklebungen aufgelöst werden und die kontaminierte Flüssigkeit über die Einlassöffnung abfließen kann.
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Da die Filteranordnungen beliebige Größen aufweisen können, ist es auch möglich, diese relativ klein auszulegen, so dass sie unmittelbar mit Ventilanordnungen verbindbar sind, also in Buchsen einschraubbar oder mittels Überwurfmuttern, die die Schraubansätze an den Endstücken übergreifen, aufschraubbar sind. Die Filteranordnung bildet dann gewissermaßen eine Verlängerung zur Ventilanordnung.
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Die zur Anwendung kommenden Fluide können z. B. Farben, Lacke und/oder Lösungsmittel oder Klebstoffe oder auch flüssige Medien sein, die mittels einer Spritzpistole oder einer Spritzvorrichtung auf Oberflächen aufgetragen werden sollen. Die Filteranordnung kann darüber hinaus in Anlehnung an die Lösung gemäß der
DE 10 2010 036 614 A1 einen zylinderförmigen Filter aufweisen, der auf einen Führungsträger mit Längsnuten mindestens an dem Einführende vor der Auslassöffnung aufgebracht ist. Der Führungsträger ist von der Kraft einer Feder in dem Filterraum gehalten und wird von der Feder in Richtung der Auslassöffnung gedrängt.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird nachfolgend anhand des in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels ergänzend erläutert.
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In 1 ist in einer isometrischen Darstellung eine Filteranordnung nach der Erfindung dargestellt. Ein Längsschnitt durch diese isometrische Darstellung ist aus 2 ersichtlich.
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Die Filteranordnung besteht aus einer Mittelhülse 1, die links ein Einlassendstück 2 und rechts ein angeschraubtes Auslassendstück 3 aufweist. Die beiden Endstücke definieren den innenliegenden Filterraum 4. In der Mantelwand der Mittelhülse 1 ist radial austretend eine Durchführung 28 angesetzt, z. B. eingeschraubt, die eine Einlassöffnung 5 aufweist. Diese Einlassöffnung 5 mündet in dem Filterraum 4. Die Einlassöffnung 5 ist als Kanal ausgebildet, der sich auch durch ein zum Endstück 2 gehörendes Leitungsführungsteil 17 hindurchziehen kann. Das Leitungsführungsteil 17 ist auf ein Gewinde 20 an der Durchführung 28 des Endstückes 12 aufgeschraubt. Zu diesem Zweck ist eine äußere Sechskantbildung 27 vorgesehen, so dass hierauf ein Schraubenschlüssel aufsetzbar ist. In die sich trichterförmig erweiternde Einlassöffnung 5 ist ein Stützelement 29 eingesetzt, das eine Druckfeder eines Rückschlagventils 11 abstützt. Diese Druckfeder hintergreift einen Kugelverschluss des Rückschlagventiles 11, die gegen eine Abdichtungskante 30 im Übergangsbereich zu einer kleineren Einlassöffnung 5 drückt und bei erhöhtem Druck des eingelassenen Fluids die Feder spannt und einen Durchlass innerhalb der Einlassöffnung 5 freigibt.
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Im oberen Bereich weist der Leitungsführungsteil 17 ebenfalls ein Außengewinde auf, auf das eine Überwurfmutter einer Schraubkupplung 7 aufschraubbar ist. In die eingangsseitige, trichterförmige Öffnung des Leitungsführungsteils 17 ist ein Dichtungskopf 18 mit einem Dichtungsring 19 eingesetzt, dieser weist eine ringförmige Rückzugssicherung 31 auf, über die eine nicht dargestellte Zuführungsleitung, z. B. ein Schlauch, aufgesteckt werden kann. Durch die Wirkung der Schraubkupplung wird dabei der Schlauch zugleich an den Dichtungskopf 18 gedrückt, so dass eine abdichtende Verbindung gegeben ist. Anstelle des Dichtungskopfes 18 kann hier auch ein manuell steuerbares Ventil eingesetzt werden, an welchem ein entsprechend dem Dichtungskopf 18 ausgebildeter Anschluss vorgesehen ist, um daran die Zuleitung anschließen zu können. Die unmittelbare Anbringung eines solchen Ventils an der Einlassseite hat den Vorteil, dass nach Schließen des Ventils kein Fluid, beispielsweise keine Farbe, nach dem Abschrauben der Schraubkupplung 7 herausfließen kann. Durch den in der Filterkammer 4 aufgebauten Druck wird beim Trennen der Zuleitung von der Schraubkupplung der Innenbereich bis zum Schließdruck des Rückschlagsventils abgebaut. Die Feder drückt dann die Kugel gegen die Abdichtungskante 30, so dass aus dem Filter keine Farbpartikel austreten können.
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Auf der Auslassseite weist die Filteranordnung in dem Auslassendstück 3 ein Rückschlagventil 10, bestehend aus der Kugel und einer diese abstützenden Feder, die an einer Schraubhülse 24 abgestützt ist. Die Schraubhülse 24 ist in eine Schraubkupplung 8, nämlich einem Ansatz mit einem Außen- und einem Innengewinde, eingeschraubt. Die Auslassöffnung 6 durchläuft dabei das gesamte Auslassendstück 3. Die kanalförmige Auslassöffnung 6 weist dabei eine Verengung auf, die eine Abdichtkante 30 bildet, gegen die die Dichtungskugel des Rückschlagventils 10 greift. Die Feder, die die Kugel gegen die Abdichtungskante 30 drückt, wird beim Einschrauben der Schraubenhülse 24 in das Innengewinde der Schraubkupplung 8 gespannt.
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Die Vorspannung der Feder ist niedriger als die Druckkraft des Fluids beim Durchströmen der Auslassöffnung 6, so dass im Normalbetrieb die Kugel nach rechts gegen die Kraft der Feder verschoben wird und das Fluid über einen Spalt einströmen kann und durch die Schraubhülse hindurch in die nachfolgende Ventilanordnung oder in eine Abgangsleitung einströmen kann. Das gesamte Auslassendstück 3 ist mit einem Außengewinde in ein Innengewinde in der Mittelhülse 1 abdichtend eingeschraubt und weist zudem eine kammerförmige Lagerung für das Einführungsende eines Führungsträgers 13 auf. Auf dem Führungsträger 13 ist das Filter, das als röhrenförmiges Filter ausgebeildet ist, aufgebracht. Die Außenwände des Führungsträgers können Längsschlitze oder Wendelschlitze aufweisen, durch die die von außen durch den Filter nach innen strömende Flüssigkeit in Richtung der Auslassöffnung 6 fließt. Ferner sind Längsnuten 14 in dem Einführungsende 15 vorgesehen. Der Führungsträger 13 ist federnd gelagert und wird von einer Feder 16 hintergriffen, die sich an einer Schraubkappe 22 abstützt, die mit einem Außengewinde in das Innengewinde der Mittelhülse 1 eingeschraubt ist. Zu diesem Zwecke weist die Schraubkappe 22 zentrisch eine Werkzeugaufnahme 23, nämlich für einen Sechskantsteckschlüssel, auf. Ebenso ist die Schraubhülse 24 in der Auslassöffnung 6 sechskantförmig ausgebildet, so dass auch diese mittels eines Sechs kantsteckschlüssels festschraubbar ist. Im Übrigen weist diese Werkzeugaufnahme 26 eine Auslassöffnung 6 auf.
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Es ist ersichtlich, dass beim Abschrauben der Schraubkupplung 7 und beim Herausschrauben der Schraubkupplung 8 aus dem Gegenstück die Filteranordnung auf einfache Weise aus dem Verbund herausgelöst werden kann. Zum Ausschrauben aus einem Innengewinde ist das Auslassendstück 3 mit einem Sechskant 25 versehen, um darauf einen Schraubenschlüssel aufstecken zu können. Durch die beiden hier vorgesehenen Rückschlagventile 10 und 11 ist sichergestellt, dass bei der Trennung keine Flüssigkeit oder Farbe auslaufen kann, so dass der Austausch gegen einen gereinigten Filter auf einfache Weise und ohne Verschmutzung der Anlage vorgenommen werden kann. Darüber hinaus bietet die Schraubanordnung der Rückschlagventile 10 und 11 den Vorteil, dass sie zerlegt werden können, so dass eine Rückspülung auf einfache Weise möglich ist. Hierzu braucht lediglich die Schraubhülse 24 herausgeschraubt zu werden, um die Feder und die Kugel des Rückschlagventils herausnehmen zu können. Eingangsseitig wird der Leitungsführungsteil 17 abgeschraubt, was ebenfalls ein Auflösen des Rückschlagventils 11 zur Folge hat, so dass über die Auslassöffnung 7 Spülmittel in den Filter eingebracht werden kann, um diesen zu reinigen, wobei die kontaminierte Flüssigkeit aus der Einlassöffnung herausströmt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mittelhülse
- 2
- Einlassendstück
- 3
- Auslassendstück
- 4
- Filterraum
- 5
- Einlassöffnung
- 6
- Auslassöffnung
- 7
- Schraubkupplung Einlass
- 8
- Schraubkupplung Auslass
- 9
- Filter
- 10
- Rückschlagventil Auslass
- 11
- Rückschlagventil Einlass
- 12
- Endstück
- 13
- Führungsträger
- 14
- Längsnuten
- 15
- Einführende
- 16
- Feder
- 17
- Leitungsführungsteil
- 18
- Dichtungskopf
- 19
- Dichtungsring
- 20
- Gewinde
- 21
- Schließteil
- 22
- Schraubklappe
- 23
- Werkzeugaufnahme
- 24
- Schraubhülse
- 25
- Sechskant
- 26
- Werkzeugaufnahme
- 27
- Sechskantausbildung
- 28
- Durchführung
- 29
- Stützelement
- 30
- Abdichtungskante
- 31
- Rückzugssicherung
