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Die Erfindung steht im Zusammenhang mit einer Filteranordnung für hydraulische Fluide, insbesondere mit einer Ölfilteranordnung.
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Typischerweise besitzt eine solche Filteranordnung ein teilbares, im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse, welches ein topfähnliches Unterteil sowie ein damit verbindbares Deckelteil aufweist, und ein Ringfilterelement, welches im Wesentlichen aus einer ringförmig geschlossenen, insbesondere sternartig gefalteten Filterwand, und aus mit den ringförmigen Rändern der Filterwand verbundenen, im Wesentlichen kreisförmigen Stirnscheiben besteht und in das Unterteil axial einsetzbar bzw. aus dem Unterteil axial herausziehbar ist.
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Beim Auswechseln des Filterelementes muss gewährleistet werden, dass gegebenenfalls noch im Filtereinsatz oder im Gehäuse vorhandene verschmutzte Rohfluide vom gehäuseseitigen Ausgang für Reinfluide ferngehalten werden. Dazu ist es bekannt und üblich, am Gehäuse eine Ablassöffnung vorzusehen, über die restliches Rohfluid in eine sogenannte Leerlaufleitung abfließen kann, wenn das Filterelement aus dem Gehäuse bzw. dem Gehäuseunterteil herausgezogen wird.
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Beim Filterbetrieb soll der Leerlaufkanal verschlossen sein. Dies wird regelmäßig dadurch gewährleistet, dass an der unterteilseitigen Stirnscheibe des Filtereinsatzes ein exzentrisch angeordneter Axialfortsatz vorgesehen ist, welcher nach Art eines Pfropfens in die Ablauföffnung einschiebbar ist, die entsprechend exzentrisch am Filtergehäuse vorgesehen ist. Zur Auffindung der korrekten Einschiebeposition des Axialfortsatzes des Filterelementes können am Außenumfang des Filterelementes oder am Innenumfang des Gehäuseunterteiles einerseits eine ringförmige Rampe und andererseits ein damit nach Art eines Kulissensteins zusammenwirkender Gleitkörper angeordnet sein, welcher zusammen mit der Rampe beim axialen Einschub des Filterelementes in das Unterteil den axialen Einschubweg begrenzt bzw. bei axialem Anschub des Filterelementes in Einsetzrichtung und gleichzeitiger Drehung des Filterelementes auf der Rampe entlanggleitend in eine an der Rampe ausgebildete fallgrubenartige Ausnehmung eindringt, die korrespondierend zur Position der Ablauföffnung angeordnet ist, so dass bei entsprechendem Anschub des Filterelementes einerseits der Gleitkörper von der rampenseitigen Ausnehmung und andererseits der Axialfortsatz von der Ablauföffnung aufgenommen werden. Die fallgrubenartige Ausnehmung der Rampe kann einen frei vorgebbaren Abstand in Umfangsrichtung des Unterteiles bzw. des Filterelementes von der Ablauföffnung haben. Auf diese Weise kann eine Schloss-Schlüssel-Funktion gewährleistet werden, in der Art, dass sich in das jeweilige Gehäuse nur ein für dieses Gehäuse hinsichtlich seiner Filtereigenschaften vorgesehenes Filterelement korrekt einsetzen lässt. Filteranordnungen mit derartigen Rampen und Gleitkörpern wurden bereits konzipiert.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, hierfür konstruktiv und herstellungsmäßig besonders vorteilhafte Ausgestaltungen, zumindest aber neue vorteilhafte Ausgestaltungen zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Rampe oder der Gleitkörper als integraler Bestandteil des Gehäuseunterteils und der damit zusammenwirkende Gleitkörper oder die damit zusammenwirkende Rampe fest an einer der Stirnscheiben angeordnet sind.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die unterteilseitige Rampe bzw. den unterteilseitigen Gleitkörper so am Unterteil anzuordnen bzw. anzuformen, dass eine Veränderung zu einer Zerstörung des Unterteils führen würde.
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Damit wird ausgeschlossen, dass das Gehäuse für ein eigentlich nicht vorgesehenes Filterelement umgerüstet oder verändert werden kann. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können ein am Filterelement vorgesehener Gleitkörper bzw. eine am Filterelement vorgesehene Rampe als Teil einer Basisscheibe oder an einer Basisscheibe angeordnet sein, die mit einer der Stirnscheiben des Filterelementes verbunden ist, wobei vorzugsweise die vorgesehene Lage der Basisscheibe an der jeweiligen Stirnscheibe durch Formschluss vorgegeben wird, um eine Falschmontage ausschließen zu können. Gegebenenfalls kann die Basisscheibe auch zur Halterung einer gitterartigen Zarge dienen, die radial innerhalb oder radial außerhalb der ringförmigen Filterwand des Filterelementes zur mechanischen Versteifung vorgesehen sein kann.
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Im Übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche und die Zeichnung verwiesen, anhand der besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung genauer beschrieben werden.
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In der Zeichnung zeigt
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1 einen schematisierten Axialschnitt einer Filteranordnung der eingangs angegebenen Art,
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2 eine Abwicklung der Innenwand des Gehäuseunterteils mit angeformter Rampe, welche mit einem am Filterelement umfangseitig angeordnetem Gleitkörper zusammenwirkt,
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3 eine Abwicklung einer Innenumfangswand des Gehäuseunterteils mit angeformtem Gleitkörper, welcher mit einer am Umfang des Filterelementes angeordnetem Rampe zusammenwirkt,
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4 eine beispielhafte Darstellung eines Filterelementes mit an der oberen Stirnscheibe angeordneter Rampe und an der unteren Stirnscheibe angeordnetem exzentrischen Axialfortsatz,
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5 eine der 4 entsprechenden Darstellung eines Ringfilterelementes, wobei jedoch die Rampe an der oberen Stirnscheibe angeordnet ist,
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6 eine perspektivische Draufsicht auf die untere Stirnscheibe eines Ringfilterelementes, wobei an dieser Stirnscheibe ein in Draufsicht auf die Stirnscheibe gabelartiger Steg angeordnet ist, welcher mit einer auf dieser Stirnscheibe anbringbaren Basisscheibe formschlüssig zusammenwirken soll,
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7 eine perspektivische Ansicht einer Basisscheibe mit daran angeordnetem Gleitkörper und Axialfortsatz sowie mit einer im Innenraum des Ringfilterelementes vorgesehenen gitterförmigen Zarge,
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8 eine weitere perspektivische Ansicht der Basisscheibe in Verbindung mit dem zugeordneten Ringfilterelement.
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Gemäß 1 besitzt die erfindungsgemäße Filteranordnung ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse mit einem topfartigen Unterteil 1 und einem Deckelteil 2, welches sich beispielsweise auf oder in das Unterteil 1 auf- oder einschrauben lässt. Am Deckelteil 2 ist ein Zulaufrohr 3 für verschmutztes Rohfluid, beispielsweise verschmutztes Öl, angeordnet. Das Unterteil 1 besitzt ein Auslaufrohr 4 für gereinigtes Reinfluid, beispielsweise gereinigtes bzw. gefiltertes Öl, außerdem ist am Unterteil 1 exzentrisch zum Auslaufrohr 4 ein sogenanntes Leerlaufrohr 5 angeordnet, dessen Zweck weiter unten erläutert wird.
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In das Gehäuse 1, 2 lässt sich ein Ringfilterelement 6 austauschbar einsetzen, welches im Wesentlichen aus einer ringförmig geschlossenen Filterwand 7 sowie einer oberen und einer unteren Stirnscheibe 8, 9 besteht, wobei im dargestellten (vereinfachten) Beispiel die obere Stirnscheibe 8 geschlossen und die untere Stirnscheibe 9 als Ringscheibe ausgebildet ist, welche im montierten Zustand des Ringfilterelementes 6 das in das Gehäuse 1, 2 hineinragende Auslaufrohr 4 dicht umschließt. Die Filterwand 7 wird im dargestellten Beispiel von radial außen nach radial innen vom zu reinigenden Fluid bzw. Öl durchsetzt, wobei mitgeschleppte Verschmutzungen von der Filterwand 7 zurückgehalten werden. Dementsprechend sammelt sich innerhalb des Ringfilterelementes 6 Reinfluid, welches dann über das Auslaufrohr 4 abgeführt wird. Zum Austausch des Ringfilterelementes 6 wird das Gehäuse 1, 2 geöffnet, so dass sich das Ringfilterelement 6 in 1 nach axial oben aus dem Unterteil 1 entnehmen lässt. Dabei muss natürlich vermieden werden, dass gegebenenfalls noch außenseitig des Ringfilterelementes 6 vorhandenes Rohfluid in das Auslaufrohr 4 gelangen kann. Dies wird durch das oben bereits genannte Leerlaufrohr 5 verhindert, über dass das gegebenenfalls noch vorhandene Rohfluid in eine Reservoir für Rohfluid ablaufen kann und damit vom Auslaufrohr 4 ferngehalten wird. Beim Filterbetrieb wird die im unteren Bereich des Unterteiles 1 befindliche Ablauföffnung zum Leerlaufrohr 5 durch einen an der unteren Stirnscheibe 8 exzentrisch angeordneten Axialfortsatz 10 verschlossen, der nach Art eines Pfropfens in die Öffnung des Leerlaufrohres 5 einschiebbar ist und diese damit verschließt.
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Dies bedeutet nunmehr, dass beim Austausch des Ringfilterelementes das jeweils neue Ringfilterelement 6 so im Unterteil 1 positioniert werden muss, dass der Axialfortsatz 10 beim Einschub des Ringfilterelementes 6 in das Unterteil in die zum Leerlaufrohr 5 führende Ablauföffnung eindringt. Zu diesem Zweck sind an der Innenwand des Unterteiles 1 und am Außenumfang des Ringfilterelementes 6 miteinander zusammenwirkende Rampen 12 bzw. Gleitkörper 14 vorgesehen.
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Ein erstes Beispiel hierfür ist in 2 dargestellt, welche eine Abwicklung der Innenumfangswand 11 des Unterteiles zeigt. An dieser Umfangswand 11 ist eine umlaufende Rampe 12 angeordnet, die eine in Richtung des unteren Randes der Umfangswand 11 vertiefte Senke bildet, innerhalb der in der Rampe 12 eine fallgrubenartige Ausnehmung 13 angeordnet ist. Am Außenumfang des Ringfilterelementes ist in weiter unten dargestellter Weise ein beispielsweise leistenförmiger Gleitkörper 14 fest angeordnet, welcher beim Einschub des Ringfilterelementes 6 in das Unterteil mit seinem in 2 unteren Ende anschlagartig mit der Rampe 12 zusammenwirkt und einen weiteren axialen Einschub des Ringfilterelementes 6 in das Unterteil 2 blockiert, bevor der an der unteren Stirnscheibe 9 angeordnete Axialfortsatz 10 auf einem Bodenbereich am Unterteil 1 aufstoßen kann. Wenn nun das Ringfilterelement gemäß dem Pfeil P1 in Einschubrichtung gedrängt und gleichzeitig entsprechend dem Pfeil P2 innerhalb des Unterteiles gedreht wird, gelangt der Gleitkörper 14 in den Bereich der Ausnehmung 13, die so angeordnet ist, dass nunmehr der an der unteren Stirnscheibe 9 exzentrisch angeordnete Axialfortsatz 10 (vgl. 1) eine zur Ablauföffnung des Leerlaufrohrs 5 gleichachsige Position hat. Dementsprechend lässt sich das Ringfilterelement 6 nunmehr axial in die für den Filterbetrieb vorgesehene Position in das Unterteil 1 einschieben, wobei einerseits der leistenförmige Gleitkörper in die Ausnehmung 13 der Rampe 12 und andererseits der Axialfortsatz 10 in die Ablauföffnung des Leerlaufrohrs 5 eingeschoben werden.
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3 zeigt die Möglichkeit, den leistenförmigen Gleitkörper 14 an der Innenumfangswand des Unterteils 1 und die Rampe 12 am Außenumfang des Ringfilterelementes 6 anzuordnen. Wird nunmehr wiederum das Ringfilterelement mit einer Einschubkraft in Richtung des Pfeiles P1 beaufschlagt und gleichzeitig in Richtung des Pfeils P2 gedreht, so gelangt wiederum der Gleitkörper 14 in den Bereich der Ausnehmung 13 der Rampe 12, so dass das Filterelement wiederum in die für den Filterbetrieb vorgesehene Axialposition geschoben werden kann.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die an der Innenumfangswand 11 angeordnete Rampe bzw. den dort angeordneten Gleitkörper 14 als integralen Bestandteil der Innenumfangswand auszubilden, derart, dass Rampe 12 oder Gleitkörper 14 nur unter Zerstörung des Unterteiles 1 verändert oder entfernt werden können.
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Dadurch wird eine hohe Sicherheit gegenüber Manipulationen gewährleistet. Es sei noch darauf hingewiesen, dass der Gleitkörper 14 einerseits und die Ausnehmung 13 bezüglich einer Schnitt- bzw. Bildebene A-A in den 2 und 3 komplementäre Profile aufweisen können, derart, dass sich nur ein Gleitkörper 14 mit passendem Profil in die jeweilige Ausnehmung 13 der Rampe 12 einschieben lässt.
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Im Übrigen ist eine Mehrfachanordnung der Ausnehmungen 13 und der zugehörigen Gleitkörper 14 möglich, so dass sich das jeweilige Ringfilterelement 6 nur dann richtig in das Unterteil 1 einsetzen lässt, wenn die Ausnehmungen 13 und die mehrfach angeordneten Gleitkörper 14 in Umfangsrichtung der Innenumfangswand 11 zueinander passende Abstände sowie zueinander passende Profile bezüglich der Ebene A-A haben. Auf diese Weise lässt sich mit besonders hoher Sicherheit ausschließen, dass ein Filtergehäuse 1, 2 mit einem falschen Ringfilterelement 6 kombiniert wird.
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Die 4 zeigt nun beispielhaft eine am Ringfilterelement 6 angeordnete Rampe 12. Im dargestellten Beispiel ist die Rampe 12 über eine aus parallelen Ständerelementen gebildete Außenzarge 15 radial außerhalb der Filterwand 7 mit der unteren Stirnscheibe 9 des Filterelementes 6 verbunden, wobei die unteren Stirnscheibe 9 sowie die Außenzarge 15 und die Rampe 12 ein einstückiges Bauteil, beispielsweise aus Kunststoff, bilden können. Im Übrigen ist in 4 die an der Rampe 12 angeformte Ausnehmung 13 erkennbar, welche zwischen rampenseitigen Axialfortsätzen erstreckt.
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5 zeigt ein der 4 entsprechendes Bild, jedoch ist in diesem Falle die Rampe 12 über die Außenzarge 15 mit der oberen Stirnscheibe 8 des Ringfilterelementes 6 verbunden. Eine solche Anordnung kann vorteilhaft sein, wenn das Ringfilterelement 6 mit vergleichsweise großer Axialkraft in das Gehäuseunterteil 1 eingeschoben wird und zwischen Rampe 12 und Gleitkörper 14 entsprechende große Anschlagkräfte in Axialrichtung des Ringfilterelementes 6 auftreten. Bei der Ausführungsform der 5 werden diese Anschlagkräfte immer auf die obere Stirnscheibe 8 abgetragen, die typischerweise beim Einschub des Filterelementes 6 in das Gehäuseunterteil 1 in Einschubrichtung niedergedrückt wird.
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6 zeigt eine perspektivische Draufsicht auf die Unterseite der unteren Stirnscheibe 9 eines Ringfilterelementes 6 und lässt einen gabelähnlich ausgebildeten Steg 17 erkennen, dieser ist so ausgeformt und angeordnet, dass sich innerhalb des Steges 17 eine in 7 perspektivisch dargestellte Basisscheibe 18 einsetzen und, beispielsweise durch Verklebung oder Verschweißung mit der unteren Stirnscheibe 9 verbinden lässt. Diese Basisscheibe 18 trägt gemäß 7 einerseits den zum Verschluss des Leerlaufrohrs 5 (vgl. 1) dienenden Axialfortsatz 10 und andererseits eine Innenzarge 19, die bei Anbringung der Basisscheibe 18 an der unteren Stirnscheibe 9 des Ringfilterelementes 6 radial innerhalb der Filterwand 7 aufgenommen wird und die Filterwand 7 bei starker Verschmutzung gegenüber dem Differenzdruck zwischen dem außenseitig der Filterwand 7 vorliegenden Rohfluid und dem Reinfluid innerhalb des Ringfilterelementes radial abstützen kann. Im Übrigen kann die Innenzarge 19 dazu dienen, von außen auf die obere Stirnscheibe 8 ausgeübte Kräfte, etwa beim Einsetzen des Ringfilterelementes in das Gehäuseunterteil 1, auf die untere Stirnscheibe 9 abzutragen.
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Die 8 zeigt die an der unteren Stirnscheibe 9 befestigte Basisscheibe 18, wobei des Weiteren erkennbar wird, dass die Basisscheibe 18 den Gleitkörper 14 haltert, welcher in diesem Fall mit einer an der Innenumfangswand des Gehäuseunterteils 1 vorgesehenen Rampe 12 zusammenwirkt.
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Vorzugsweise bilden bei dieser Ausführungsform die Basisscheibe 18, der Axialfortsatz 10 und der Gleitkörper 14 ein einstückiges Formteil, beispielsweise aus Kunststoff, welches mit der Innenzarge 19, beispielsweise unter Verrastung, zusammengesteckt werden kann.
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Im Übrigen besitzt die Basisscheibe 18 eine zur Längsachse des Ringfilterelementes 6 zentrische Öffnung, deren Innenumfang an dem Außenumfang des Auslaufrohrs 4 (vgl. 1) angepasst ist und mit dem Außenumfang dichtend zusammenwirkt.
