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Die Erfindung geht aus von einem Filter, insbesondere einem Hydraulikfilter, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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In der
DE 43 10 492 A1 ist ein Filter zum Abscheiden von Partikeln aus einem Fluid mit einem topfförmigen Filtergehäuse offenbart, in das ein etwa hohlzylindrisches Filterelement eingesetzt ist. Das Filtergehäuse ist von einem Filterdeckel verschlossen, wobei das Filterelement zwischen einem Gehäuseboden und dem Filterdeckel fixiert ist. In dem Filtergehäuse sind ein Zulaufanschluss mit einem Zulaufkanal und ein Ablaufanschluss mit einem Ablaufkanal eingebracht. Der Zulaufkanal mündet in einem von einer Außenfläche des Filterelements und dem Filtergehäuse begrenzten Zulaufraum, von dem zu filterndes Fluid etwa radial in das Filterelement strömt. Der Ablaufkanal ist mit einem von einer Innenfläche des Filterelements begrenzten Innenbereich verbunden, von dem aus das gefilterte Fluid über den Ablaufkanal zum Ablaufanschluss strömt
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Diese Lösung hat den Nachteil, dass ein derartiger Filter eine geringe Standzeit aufgrund einer schnellen Verschmutzung durch abgeschiedene Stoffe oder Partikel aufweist und ein Bauraum des Filters vergleichsweise groß ist. Große Filterelemente benötigen nämlich ein entsprechend großes Filtergehäuse mit entsprechend großem Umfang und Filterdeckel bzw. Gehäusedeckel, was des Weiteren zu kostenintensiven und materialaufwändigen Bauteilen führt.
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Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Filter zu schaffen, der einen geringen Bauraumbedarf und eine hohe Standzeit aufweist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Filter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß hat ein Filter, insbesondere ein Industriefilter, Hydraulik- oder Schmierölfilter, ein Filtergehäuse, in dem ein Filterelement zum Abscheiden von Partikel aus einem Fluid anordbar ist. Vorteilhafterweise weist eine Gehäusewandung des Filtergehäuses einen, insbesondere nutenförmigen, Strömungskanal für das zu filternde Fluid auf. Der Kanal ist dabei abschnittsweise, insbesondere vollständig, hin zum Filterelement offen.
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Diese Lösung hat den Vorteil, dass hohe Fluidmengen des zu filternden Fluids zum Filterelement zulaufen können, ohne dass das Filtergehäuse einen großen Bauraum aufweisen muss. Dies wiederum führt dazu, dass für das Filtergehäuse ein vergleichsweise kleiner Gehäusedeckel und kleineres Filtergehäuse eingesetzt werden kann, bei einem gleichzeitig recht großen effektiven Filtervolumen. Durch die vergleichsweise kompakte Baugröße des Filtergehäuses auch für große Filterelemente, weist dieses ein geringeres Gewicht auf und ein Herstellungs-, Material- und Energieaufwand bei der Herstellung ist ebenfalls vergleichsweise gering.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich der Strömungskanal zumindest abschnittsweise wendelförmig oder auch geradlinig, um das Filterelement. Ist der Strömungskanal wendelförmig bzw. zyklonartig ausgebildet, so kann er das zu filternde Fluid gleichmäßig um das Filterelement verteilen. Des Weiteren kann ein Fluidvolumenstrom durch den wendelförmigen Strömungskanal in einer Umfangsrichtung und Längsrichtung zum Filterelement beschleunigt oder gelenkt werden, was die gleichmäßige Verteilung des Fluids um das Filterelement unterstützt. Des Weiteren kann durch einen Geschwindigkeitsanteil des Fluidvolumenstroms in Umfangsrichtung zum Filterelement auf die zu filternden Partikel in dem Fluid eine Zentrifugalkraft wirken, wodurch diese durch Sedimentation abgeschieden werden können, wie dies beispielsweise in der
DE 10 2009 037 736 A1 offenbart ist. Ist der Strömungskanal geradlinig eingebracht, so kann er sich beispielsweise in Umfangsrichtung oder in Längsrichtung des Filters erstrecken. Denkbar ist auch mehrere derartiger, insbesondere etwa parallel verlaufender, Strömungskanäle vorzusehen.
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Mit Vorteil ist der Strömungskanal derart in das Filtergehäuse eingebracht, dass er vom Außenbereich des Filters her erkennbar ist. Dies führt dazu, dass eine Strömungsrichtung des Fluidvolumenstroms von außen optisch darstellbar ist, was beispielsweise Fehlmontagen des Filters wirksam verhindert und eine ästhetische Anmutung des Filters erhöht.
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Bevorzugter Weise erstreckt sich der Strömungskanal von einem Zulaufbereich des Filtergehäuses für das zu filternde Fluid, wobei im Zulaufbereich insbesondere ein Zulaufkanal mit einem Mündungsbereich mündet. Somit kann zumindest eine Teilmenge des zu filternden Fluids vom Zulaufbereich direkt in den Strömungskanal strömen.
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Das Filtergehäuse kann vorrichtungstechnisch einfach topfförmig ausgebildet sein und an einem Gehäuseboden stromabwärts des Filterelements einen Ablaufbereich aufweisen.
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Der zum Filterelement zumindest abschnittsweise offene Strömungskanal ist besonders wirksam, wenn das Filterelement zylindrisch, insbesondere hohlzylindrisch, ausgebildet ist und mit seiner Außenmantelfläche zusammen mit einer Innenwandung und dem Strömungskanal des Filtergehäuses einen Ringraum begrenzt. Damit ist ein äußerst großer Zulaufraum für das zu filternde Fluid geschaffen.
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Vorzugsweise ist ein den Ringraum begrenzender Ringflächenabschnitt des Gehäusebodens in einer Umlaufrichtung zumindest abschnittsweise ansteigend ausgebildet, wodurch der Fluidvolumenstrom des zu filternden Fluids in eine Längs- und Umfangsrichtung hin zum Ringraum lenkbar ist. Hierdurch kann die Umlenkwirkung des Strömungskanals unterstützt werden.
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Der Strömungskanal hat mit Vorteil einen etwa bogenförmigen Querschnitt. Das Filtergehäuse kann dann beispielsweise zusammen mit dem Strömungskanal kostengünstig in einem Gussverfahren hergestellt werden. Des Weiteren ist durch eine derartige Ausgestaltung des Strömungskanals ein sanfter Übergang zwischen der Innenwandung des Filtergehäuses und dem Strömungskanal geschaffen, wodurch Verwirbelungen und Strömungsbereiche mit unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten weitestgehend vermieden werden. Des Weiteren sammeln sich hierdurch in Richtung des Gehäusebodens absinkende Partikel nicht im Strömungskanal an.
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Der Strömungskanal kann beispielsweise eine Windung aufweisen, wodurch der Fluidvolumenstrom des zu filternden Fluids im Wesentlichen vollständig um das Filterelement herum geführt ist.
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Der Zulaufbereich kann im Bodenbereich des topfförmigen Filtergehäuses ausgebildet sein, wodurch ein Fluidvolumenstrom erst in Richtung weg vom Bodenbereich strömt und stromabwärts des Filterelements dann wieder in Richtung des Bodenbereichs zum Ablaufbereich strömt. Das topfförmige Filtergehäuse ist stirnseitig vorzugsweise von einem Gehäusedeckel verschlossen, wobei über diesen der Ringraum fluidisch über ein Druckbegrenzungsventil mit dem Ablaufbereich verbindbar sein kann.
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Bevorzugterweise ist ein Flächenverhältnis zwischen einer, insbesondere kreisringförmigen, Ringraumquerschnittsfläche zwischen der Innenwandung – ohne den Strömungskanal gesehen – des Filtergehäuses und der Außenmantelfläche des Filterelements und einer kleinsten Querschnittsfläche des Ablauf- und/oder Zulaufkanals kleiner als 2, insbesondere kleiner als 1,5. Der Ablauf ist in der Regel beim Filter die Stelle mit dem engsten Querschnitt. Herkömmlicherweise beträgt das genannte Flächenverhältnis im Stand der Technik mindestens 2 und kann teilweise sogar den Wert 5 erreichen. Der erfindungsgemäße Filter ist somit deutlich schlanker. Trotzdem ist die Filtrationsleistung besser und der Druckabfall geringer als im Stand der Technik. Das zu filternde Fluid wird über den spiralförmig umlaufenden Strömungskanal in das von der Ringraumquerschnittsfläche aufgespannte Volumen auf einem großen Mantelflächenanteil des Filterelements sehr gleichmäßig eingeleitet.
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Es hat sich gezeigt, dass es ausreichend ist – insbesondere um das vorstehend genannte Flächenverhältnis von kleiner 2, insbesondere kleiner 1,5, zu erreichen – wenn eine maximale Auswölbung des Strömungskanals nicht größer als der Abstand zwischen der Innenwandung des Filtergehäuses und der Außenmantelfläche des Filterelements ist. Die Auswölbung des Strömungskanals kann auch etwa einer Dicke der Gehäusewandung entsprechen (kann aber auch tiefer ausgestaltet sein). Die Dicke der Gehäusewandung ist dabei im Wesentlichen gleich, was zum Einen dazu führt, dass der Strömungskanal von außen deutlich erkennbar ist und zum Anderen, beispielsweise wenn das Filtergehäuse durch ein Gussverfahren hergestellt wird, dass eine derartige Geometrie eine sichere Herstellung begünstigt.
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Damit der Strömungskanal etwa eine Windung aufweisen kann, entspricht eine Breite des Strömungskanals etwa bis zu 1/3 der Höhe der Innenwandung des Filtergehäuses.
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Unter Berücksichtigung des Strömungskanals kann ein Flächenverhältnis eines effektiven Querschnitts des Ringraums im Filter stromauf des Filterelements zum Querschnitt des Ablauf- und/oder Zulaufkanals dann wieder den Wert 2 oder größer aufweisen.
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Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 in einer perspektivischen Darstellung einen erfindungsgemäßen Filter gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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2 in einer Längsschnittansicht den erfindungsgemäßen Filter;
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3 in einer Längsschnittansicht ein Filtergehäuse des erfindungsgemäßen Filters;
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4 eine Querschnittansicht des Filtergehäuses des erfindungsgemäßen Filters;
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5 eine weitere Längsschnittansicht des Filtergehäuses des erfindungsgemäßen Filters und
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6 eine Rückansicht des Filtergehäuses des erfindungsgemäßen Filters.
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Gemäß 1 hat ein Filter 1 ein Filtergehäuse 2, das von einem Gehäusedeckel 4 verschlossen ist. Bei dem Filter 1 handelt es sich vorzugsweise um einen Hydraulikfilter zum Filtern eines Druckmittels bzw. Fluids einer Hydraulikvorrichtung. Das Filtergehäuse 2 wird vorzugsweise im Gussverfahren hergestellt.
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Das Filtergehäuse 2 ist länglich ausgebildet und weist eine größtenteils im Wesentlichen kreiszylindrische Außenmantelfläche 6 auf. In dem Filtergehäuse 2 ist ein Strömungsanal 8 ausgebildet, dessen Wandung sich radial von der Außenmantelfläche 6 weg erstreckt und wendelförmig in einer Längsrichtung des Filtergehäuses 2 ausgebildet ist. Der Strömungskanal 8 erstreckt sich dabei von einem in der 1 unteren Bereich 10 des Filtergehäuses 2, in dem ein Zulaufkanal 12 und ein Ablaufkanal 14 münden, zu einem oberen Bereich 16.
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Der Zu- und Ablaufkanal 12 und 14 erstrecken sich von einer Anschlussfläche 18 des Filtergehäuses 2. Diese ist im Wesentlichen im Parallelabstand zu einer Tangentialfläche der Außenmantelfläche 6 angeordnet. Der Zulaufkanal 12 ist dabei etwa radial zur Außenmantelfläche 6 in den unteren Bereich 10 des Filtergehäuses 2 eingebracht. Der Ablaufkanal 14 erstreckt sich von der Anschlussfläche 18 in Längsrichtung gesehen unterhalb von dem Zulaufkanal 12 zum unteren Bereich 10 des Filtergehäuses 2 in einen Gehäusebodens 20 etwa in Axialrichtung der Längsachse des Filtergehäuses 2. Hierbei weist der Ablaufkanal 14 einen bogenförmigen Kanalabschnitt 22 auf, der sich von der Anschlussfläche 18 hin zum Gehäuseboden 20 erstreckt.
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Die Anschlussfläche 18 ist Teil einer Anschlussplatte 24 von deren Berandungsfläche 26 aus zum Einen im Bereich des Zulaufkanals 12 und zum Anderen im Bereich des Ablaufkanals 14 sich jeweils drei Befestigungsvorsprünge 28 erstrecken, in denen jeweils eine Durchgangsbohrung ausgebildet ist. Über die Befestigungsvorsprünge 28 ist das Filtergehäuse 2 an einem Filteranschluss, beispielsweise einer Hydraulikvorrichtung, festlegbar.
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Das Filtergehäuse 2 hat an seinem vom Gehäuseboden 20 wegweisenden Endabschnitt einen Radialbund 30 mit einem im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt. Stirnseitig des Radialbunds 30 ist der kuppelförmige Gehäusedeckel 4 über eine Schraubverbindung mit Schrauben 32 dichtend an dem Filtergehäuse 2 festgelegt. Der Gehäusedeckel 4 weist zur Befestigung ebenfalls einen Radialbund 34 auf, der im Wesentlichen bündig auf dem Radialbund 30 des Filtergehäuses 2 angeordnet ist.
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Im Längsschnitt gemäß 2 ist ein Innenbereich des Filters 1 ersichtlich. Darin ist insbesondere die Ausgestaltung des Strömungskanals 8 erkennbar. Es ist denkbar zusätzlich zu diesem Strömungskanal 8 weitere Strömungskanäle in den Filter 1 einzubringen. Dieser hat einen im Wesentlichen bogenförmigen Querschnitt und ist nutförmig in das Filtergehäuse 2 eingebracht. Eine Dicke eines Außenmantels 36 des Filtergehäuses 2 ist im Bereich des Strömungskanals 8 etwas verbreitert. In das Filtergehäuse 2 ist ein etwa hohlzylindrisches Filterelement 38 etwa koaxial zur Achse des Außenmantels 36 des Filtergehäuses 2 eingesetzt. Das Filterelement 38 hat eine geringere axiale Länge als das Filtergehäuse 2. Stirnseiten des Filterelements 38 sind jeweils von einem ringförmigen Filterelementboden 40 und Filterelementdeckel 42 umgriffen, die das Filterelement 38 in Axial- und Radialrichtung im Filtergehäuse 2 festlegen. Der Filterelementboden 40 in der 2 ist auf einen ringförmigen Elementaufnahmezapfen 44 gesetzt, der am Gehäuseboden 20 des Filtergehäuses 2 festgelegt ist. Eine Außenmantelfläche des Elemenaufnahmezapfens 44 ist gestuft ausgebildet, wodurch eine zum Filterelementboden 40 weisende ringförmige Stützfläche ausgebildet ist, an der sich der Filterelementboden 40 in Axialrichtung abstützt. In Radialrichtung liegt der Filterelementboden 40 mit seiner Innenmantelfläche im Wesentlichen an der Außenmantelfläche des Elementaufnahmezapfens 44 an. Vom Gehäuseboden 20 aus erstreckt sich hin zum Filterelement 38 ein ringförmiger Haltekragen 46, in den der Elementaufnahmezapfen 44 eingesetzt ist und somit von diesem umgriffen ist. Der Elementaufnahmezapfen 44 liegt dann mit seiner zum Gehäuseboden 20 weisenden Stirnseite an einer Bodenfläche des Gehäusebodens 20 an. Ein Innendurchmesser des Elementaufnahmezapfens 44 entspricht etwa einem Innendurchmesser des Ablaufkanals 14 im Bereich des Gehäusebodens 20. Eine Innenmantelfläche des Elementaufnahmezapfens 44 erstreckt sich somit etwa bündig zum Ablaufkanal 14 vom Gehäuseboden 20 in Richtung des Filterelements 38.
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Der Filterelementdeckel 42 des Filterelements 38 ist an einer Außenmantelfläche einer Elementaufnahme 48 festgelegt. Die Elementaufnahme 48 hat einen vom Filterelement 38 auskragenden Halteabschnitt 50, der einen Radialbund aufweist. Über diesen stützt sich die Elementaufnahme 48 am Gehäusedeckel 4 ab. In der Elementaufnahme 48 ist ein Druckbegrenzungsventil ausgebildet. Dieses hat eine innerhalb der Elementaufnahme 48 angeordnete Ventilfeder 52, die sich an einer an einem vom Gehäusedeckel 4 wegweisenden Endabschnitt der Elementaufnahme 48 angeordneten Stützplatte 54 abstützt und einen Ventilteller 56 gegen einen am Halteabschnitt 50 ausgebildeten Ventilsitz spannt. In der Stützplatte 54 sind Durchgangsbohrungen eingebracht, um einen Innenraum der Elementaufnahme 48 mit einem Filterinnenraum 58 des Filterelements 38 fluidisch zu verbinden. Eine Funktionsweise des Druckbegrenzungsventils ist unten stehend näher erläutert.
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Der Gehäusedeckel 4 ist innenseitig konkav ausgebildet und hat mehrere sich in Richtung des Filterelements 38 erstreckende Haltevorsprünge 60. An deren Stirnseiten, die sich etwa in einer Ebene quer zur Längsachse des Filtergehäuses 2 erstrecken, stützt sich die Elementaufnahme 48 über ihren Halteabschnitt 50 ab. Zwischen dem Radialbund 34 des Gehäusedeckels 4 und dem Radialbund 30 des Filtergehäuses 2 ist ein O-Dichtring 62 angeordnet. In das Filtergehäuse 2 ist der Gehäusedeckel 4 mit einem umlaufenden sich weg vom Radialbund erstreckenden Axialvorsprung 64 eingetaucht.
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Eine zylindrische Außenmantelfläche 66 des Filterelements 38 begrenzt zusammen mit einer Innenwandung 68 des Filtergehäuses 2 und einer etwa nutförmigen Kanalwandung 70 des Strömungskanals 8 einen Ringraum 72. Über den Ringraum 72 strömt vom Zulaufkanal 12 aus 1 ein zu filterndes Fluid bzw. Druckmittel und von diesem zum Filterelement 38. Anschließend gelangt das Fluid über das Filterelement 38 zum Filterinnenraum 58, wo es über den Ablaufkanal 14 vom Filter 1 abströmt. Durch den Strömungskanal 8 kann ein großer Fluidvolumenstrom in das Filtergehäuse 2 einströmen, wobei dieses dabei einen vergleichsweise geringen Bauraum aufweist. Da das Filtergehäuse 2 durch den Strömungskanal 8 einen vergleichsweise geringen Bauraum für vergleichsweise große Filterelemente 38 aufweist, können somit kleine Gehäusedeckel 4 für den Filter 1 vorgesehen werden. Für große Filterelemente 38, beispielsweise Filterelemente mit einem großen Außendurchmesser, ist es somit nicht mehr notwendig ein entsprechend breites Gehäuse einzusetzen, sondern es ist ausreichend, ein Filtergehäuse 2 mit einem Strömungskanal 8 zu verwenden, um das Filterelement 38 ausreichend mit Fluid zu umströmen.
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Der Fluidvolumenstrom wird durch den Strömungskanal 8 zusätzlich durch seine wendelförmige bzw. zyklonartige Ausgestaltung zum Einen in eine Längsrichtung und zum Anderen in eine Umfangsrichtung des Filtergehäuses 2 gelenkt. Somit kann zumindest eine Teilmenge des Fluidvolumenstroms im Ringraum 72 des Filters 1 eine Geschwindigkeitskomponente in Umfangsrichtung aufweisen bzw. zusätzlich in diese Richtung beschleunigt werden, was zum Einen eine gleichmäßige Verteilung des Fluidvolumenstroms um das Filterelement 38 begünstigt und zum Anderen zu einer auf Partikel im Fluid wirkenden Zentrifugalkraft führt. Durch diese Zentrifugalkraft kann zumindest eine Teilmenge der Partikel weg vom Filterelement 38 hin zur Innenwandung 68 des Filtergehäuses 2 gelangen und als Sediment zum Gehäuseboden 20 sinken, wodurch das Filterelement 38 eine längere Standzeit aufweist. Die im Bereich des Gehäusebodens 20 sich ansammelnden Partikel können dann in regelmäßigen Abständen aus dem Filtergehäuse 2 entfernt werden. Hierbei ist denkbar, im Gehäuseboden 20 eine entsprechende Öffnung zum Entfernen dieser Partikel auszubilden, die im Einsatz des Filters 1 dann geschlossen ist. Im Stand der Technik benötigen große Filterelemente vergleichsweise große Filtergehäuse, damit ein ausreichend großer Fluidvolumenstrom um diese Filterelemente strömen kann. Die größeren Gehäuse wiederum benötigen dem entsprechend auch größere Gehäusedeckel, wodurch der vorrichtungstechnische Aufwand und die Kosten eines derartigen Filters steigen. Des Weiteren können die Strömungseigenschaften eines Fluidvolumenstroms im Filter gemäß dem Stand der Technik im Unterschied zum erfindungsgemäßen Filter nicht genau definiert werden.
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Das zu filternde Fluid des Filtergehäuses 2 kann auch über den konkaven Innenbereich des Filterdeckels 4 zum Ventilteller 56 strömen. Das zu filternde Fluid liegt dann an einer Stirnfläche 74 des Ventiltellers 56 des Druckbegrenzungsventils an, wodurch eine Druckkraft eines Drucks des Fluids gegen die Federkraft der Ventilfeder 52 wirken kann. Übersteigt die Druckkraft die Federkraft der Ventilfeder 52, so wird der Ventilteller 56 in Richtung der Stützplatte 54 verschoben und hebt damit von seinen vom Halteabschnitt 50 der Elementaufnahme 48 ausgebildeten Ventilsitz ab. In den Ventilteller 56 sind dabei Durchgangsbohrungen angeordnet, die bei einem Abheben des Ventiltellers 56 von dem zu filternden Fluid durchströmbar sind. Somit kann das Fluid dann bei abgehobenen Ventilteller 56 über diesen und über die Durchgangsbohrungen der Stützplatte 54 zum Filterinnenraum 58 strömen und wiederum von diesem dann zum Ablaufkanal 14.
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Gemäß 3 ist der Längsschnitt durch das Filtergehäuse 2 etwa rechtwinklig zum Längsschnitt aus 2 ausgebildet. Der Ablaufkanal 14 ist in seinem Querschnitt im Bereich der Anschlussplatte 24, also in seinem Mündungsbereich 74 verjüngt, wodurch in diesem Bereich einströmendes Fluid beschleunigt ist. Der bogenförmige Kanalabschnitt 22 des Ablaufkanals 14 erstreckt sich etwa entlang einer 90°-Kurve. Im Bereich seines anderen Mündungsabschnitts 76 ist der Ablaufkanal 14 ebenfalls in einer Strömungsrichtung hin zur Anschlussplatte 24 leicht verjüngt.
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Der Zulaufkanal 12 ist im Bereich der Anschlussplatte 24 und somit in seinem Mündungsbereich 78 in einer Strömungsrichtung weg von der Anschlussplatte 24 verbreitert und weist eine etwa kegelstrumpfförmige Innenmantelfläche auf. Eine in Richtung des Gehäusebodens 20 weisende Kanaloberseite 80 des Zulaufkanals 12 erstreckt sich im Wesentlichen radial Zur Längsachse des Filtergehäuses 2. Eine etwa weg vom Gehäuseboden 20 weisende Kanalunterseite 82 erstreckt sich vom Mündungsbereich 78 schräg zum Gehäuseboden 20. Ein Querschnitt des Zulaufkanals 12 ist in der 4 ersichtlich.
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Gemäß 4 ist ein Querschnitt durch das Filtergehäuse 2 dargestellt, der dieses etwa mittig des Zulaufkanals 12 aus 3 schneidet. Hierbei ist erkennbar, dass eine Kanalseitenfläche 84 des Zulaufkanals 12 sich vom Mündungsbereich 78 nach innen etwa bis zur Längsachse des Mündungsbereichs 78 erstreckt. Die gegenüberliegende Kanalseitenfläche 86 erstreckt sich wiederum vom Mündungsbereich 78 weg von dessen Längsachse. Die Kanalseitenfläche 86 ist dabei zur Kanalseitenfläche 84 derart angeordnet, dass sich der Zulaufkanal 12 bezüglich seiner Seitenflächen 84 und 86 verjüngt. Ein Fluidvolumenstrom wird durch die Anordnung der Kanalseitenflächen 84 und 86 etwa in Umfangsrichtung zur Innenwandung 68 des Filtergehäuses 2 gelenkt.
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Der Strömungskanal 8 erstreckt sich in der 3 etwa vom in das Filtergehäuse 2 endenden Endbereich der Kanalseitenfläche 86 des Zulaufkanals 12 aus. Eine Breite des Strömungskanals 8 entspricht etwa dem maximalen Abstand der Kanaloberseite von der Kanalunterseite des Zulaufkanals 12.
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Der Gehäuseboden 20 in der 3 hat einen Ringflächenabschnitt 88, der den Ringraum 72 aus 2 begrenzt und der in Umlaufrichtung rampenförmig und somit ansteigend ausgebildet ist. Er erstreckt sich dabei ausgehend vom Zulaufkanal 12 etwa einen Dreiviertelkreis umgreifend in Richtung der Längsachse des Filtergehäuses 2. Diese Ausgestaltung des Ringflächenabschnitts 88 ist auch in der 4 erkennbar. Zwischen einem tiefen Endabschnitt 90 des Ringflächenabschnitts 88 einerseits und einem hohen Endabschnitt 92 andererseits ist der Gehäuseboden 20 muldenartig mit einer Mulde 94 ausgebildet. Von dieser können abgelagerte Partikel über eine verschließbare Auslassöffnung 96 des Filtergehäuses 2 abgeführt werden.
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In der 5 ist eine weitere Längsschnittansicht des Filtergehäuses 2 dargestellt, wobei der Längsschnitt in einer Ebene erfolgt, die sich im Parallelabstand zur Schnittebene aus 3 erstreckt. Da sich der Strömungskanal 8 vom Zulaufkanal 12 aus erstreckt, kann ein Fluidvolumenstrom somit zumindest mit einer Teilmenge direkt in diesen Einströmen.
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Gemäß der Rückansicht in 6 auf das Filtergehäuse 2 ist nochmals der wendelförmige Verlauf des Strömungskanals 8 ersichtlich.
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Das Filtergehäuse 2 kann insgesamt vergleichsweise kleinere Dimensionen bzw. vergleichsweise kleinere Durchmesser aufweisen, da durch den Strömungskanal 8 ausreichend Freiraum geschaffen ist. Ein Gehäusedeckel 4 kann dann beispielsweise für zwei verschiedene Baureihen, die jeweils eine andere Größe eines Filterelements aufweisen, eingesetzt werden, da der Anschluss für den Gehäusedeckel 4 gleich bleiben kann.
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Üblicherweise befindet sich der kleinste Strömungsquerschnitt für das Fluid im Ablaufkanal 14 und/oder Zulaufkanal 12. Um die Durchflusskennwerte für das Fluid günstig/gering zu halten wird im Stand der Technik herkömmlicherweise eine Kreisringfläche eines kreisringförmigen Querschnitts zwischen einer Innenwandung eines Filtergehäuses und einer Außenmantelfläche eines Filterelements derart gewählt, dass ein Flächenverhältnis zwischen dieser Kreisringfläche und der Querschnittsfläche des kleinsten Strömungsquerschnitts mindestens den Faktor 2 hat oder größer ist, beispielsweise Faktor 5. Dies führt dazu, dass sich im von der Kreisringfläche aufgespannten Volumen eine Strömungsgeschwindigkeit des Fluidvolumenstroms verlangsamt und die Filtration dadurch verbessert ist. Bei dem erfindungsgemäßen Filter 1 ist es derart, dass dieser Faktor unterschritten wird und damit eine Querschnittsfläche des Raums zwischen der Außenmantelfläche 66 des Filterelements 38 und der Innenwandung 68 (ohne Strömungskanal 8 betrachtet) des Filtergehäuses 2 verkleinert werden kann und damit ein Innendurchmesser des Filtergehäuses 2 geringer als im Stand der Technik ist, womit das Filtergehäuse 2 dann insgesamt einen vergleichsweise kleinen Bauraum aufweisen kann. Der Strömungskanal 8 sorgt beim erfindungsgemäßen Filter 1 vorteilhafterweise dafür, dass der Strömungsraum stromaufwärts des Filterelements 38 trotzdem ausreichend groß ist. Der Strömungskanal 8 vergrößert nicht nur den Raum stromaufwärts des Filterelements 38, sondern sorgt auch dafür, dass das Fluid optimal über die gesamte Fläche des Filterelements 38 verteilt wird.
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Offenbart ist ein Filter mit einem Filtergehäuse. In dem Filtergehäuse ist ein Filterelement zum Filtern von einem Fluid eingesetzt. Damit ein Fluid über grolle Bereiche des Filterelements strömen kann, ist ein Strömungskanal in das Filtergehäuse 2 eingebracht, der hin zum Filterelement offen ausgebildet ist. Der Strömungskanal führt dann das Fluid dem Filterelement innerhalb des Filtergehäuses 2 zusätzlich zum Zulaufkanal zu.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Filter
- 2
- Filtergehäuse
- 4
- Gehäusedeckel
- 6
- Außenmantelfläche
- 8
- Strömungskanal
- 10
- unterer Bereich
- 12
- Zulaufkanal
- 14
- Ablaufkanal
- 16
- oberer Bereich
- 18
- Anschlussfläche
- 20
- Gehäuseboden
- 22
- Kanalabschnitt
- 24
- Anschlussplatte
- 26
- Berandungsfläche
- 28
- Befestigungsvorsprünge
- 30
- Radialbund
- 32
- Schrauben
- 34
- Radialbund
- 36
- Außenmantel
- 38
- Filterelement
- 40
- Filterelementboden
- 42
- Filterelementdeckel
- 44
- Elementaufnahmezapfen
- 46
- Haltekragen
- 48
- Elementaufnahme
- 50
- Halteabschnitt
- 52
- Ventilfeder
- 54
- Stützplatte
- 56
- Ventilteller
- 58
- Filterinnenraum
- 60
- Haltevorsprung
- 62
- O-Dichtring
- 64
- Axialvorsprung
- 66
- Außenmantelfläche
- 68
- Innenwandung
- 70
- Kanalwand
- 72
- Ringraum
- 74
- Mündungsbereich
- 76
- Mündungsbereich
- 78
- Mündungsbereich
- 80
- Kanaloberseite
- 82
- Kanalunterseite
- 84
- Kanalseitenfläche
- 86
- Kanalseitenfläche
- 88
- Ringflächenabschnitt
- 90
- Endabschnitt
- 92
- Endabschnitt
- 94
- Mulde
- 96
- Auslassöffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4310492 A1 [0002]
- DE 102009037736 A1 [0009]
