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Beschreibung
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Die Erfindung geht aus von einem Strömungskörper für eine Filtervorrichtung. Des Weiteren geht die Erfindung aus von einer Verwendung eines Strömungskörpers und einer Filtervorrichtung mit einem Strömungskörper.
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Derartige Filtervorrichtungen werden beispielsweise in hydraulischen Systemen zur Druckmittelfilterung eingesetzt.
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Aus der
DE 10 2011 101 787 A1 ist eine hydraulische Filtervorrichtung bekannt, die ein etwa hohlzylindrisches Filterelement aufweist. Dieses ist in einem topfförmigen Filtergehäuse angeordnet. In das Filtergehäuse ist radial ein Eingangsanschluss für eine Fluidzuströmung und axial ein Ausgangsanschluss für eine Fluidabströmung vorgesehen. Zu filterndes Fluid beziehungsweise Druckmittel strömt vom Eingangsanschluss in einen von einer Außenmantelfläche des Filterelements und dem Filtergehäuse begrenzten Fluidraum. Von diesem strömt es weiter durch die Außenmantelfläche hindurch in einen etwa zylindrischen inneren Filterraum des Filterelements, wodurch das Fluid gefiltert wird. Von dem inneren Filterraum gelangt das Fluid zum Ausgangsanschluss, wo es abströmt. Der Eingangsanschluss ist hierbei derart ausgestaltet, dass das Fluid in dem Fluidraum eine etwa zyklonartige Strömung ausbildet.
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In der
DE 10 2011 121 610 A1 ist eine weitere Filtervorrichtung offenbart. Zur Ausbildung einer zyklonartigen Strömung ist hierbei in das Filtergehäuse eine Nut eingebracht, die sich in Axialrichtung um das Filterelement wendelförmig windet.
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Nachteilig hierbei ist, dass Filtervorrichtungen, bei denen keine zyklonartige Strömung vorgesehen ist, eine Umrüstung zu Filtervorrichtungen mit einer vorteilhaften zyklonartigen Strömung – wie sie vorstehend beschrieben sind – kaum möglich ist. Dies resultiert daraus, dass Umbaumaßnahmen derart aufwändig sind, dass ein vollständiger Austausch der Filtervorrichtungen kostengünstiger wäre.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde den genannten Nachteil zu beseitigen.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Strömungskörper gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Des Weiteren wird die Aufgabe mit einer Verwendung eines Strömungskörpers gemäß den Merkmalen des Anspruchs 9 und einer Filtervorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
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Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer abhängiger Ansprüche.
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Erfindungsgemäß ist ein Strömungskörper zur Anordnung in einer insbesonderen hydraulischen Filtervorrichtung vorgesehen. Diese hat ein Filterelement, das von seiner etwa zylindrischen Außenmantelfläche her mit einem zu filternden Fluid durchströmbar ist. Das Filterelement ist beispielsweise zylindrisch oder hohlzylindrisch ausgestaltet. Das Filterelement ist von einem Filtergehäuse umfasst. Es begrenzt mit seiner Außenmantelfläche und einer Innenmantelfläche des Filtergehäuses einen Fluidraum. Vorteilhafterweise ist der Strömungskörper wendelförmig zum Ausbilden einer zyklonartigen Fluidströmung ausgebildet und erstreckt sich um das Filterelement, womit er im Fluidraum angeordnet ist. Des Weiteren ist der Strömungskörper derart ausgebildet, dass er in einer Filtervorrichtung, insbesondere in einer Filtervorrichtung bei der keine zyklonartige Fluidströmung vorgesehen ist, kostengünstig nachrüstbar ist. Alternativ oder/zusätzlich kann der Strömungskörper auch beispielsweise bei der Herstellung von Filtervorrichtungen auf einfache Weise einsetzbar sein oder montiert werden.
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Ein Wesentlicher Vorteil der Erfindung ist, dass Filtervorrichtungen ohne zyklonartige Fluidströmung („ältere“ oder sich bereits im Einsatz befindliche Filtervorrichtungen) mit dem Strömungskörper kostengünstig und einfach nachgerüstet werden können. Der Strömungskörper stellt somit einen Nachrüst- oder Umrüstsatz dar. Durch die zyklonartige Fluidströmung wird das Filterelement gleichmäßiger angeströmt und das Fluid wird besser über die Oberfläche beziehungsweise Außenmantelfläche des Filterelements verteilt. Durch den Strömungskörper wird die Fluidströmung somit „gezwungen“ in eine vorbestimmte Richtung zu strömen, wobei sie geführt wird und der vorteilhafte Zykloneffekt erzeugt wird. Durch die zyklonartige Fluidströmung können größere Schmutzpartikel, beispielsweise aufgrund einer Zentrifugalkraft, zunächst fern vom Filterelement gehalten werden um dieses dadurch nicht zu belasten. Derartige Schmutzpartikel können dann beispielsweise als Sediment in einem Gehäuseboden gesammelt werden. Insgesamt wird das Filterelement gleichmäßiger mit Schmutzpartikel beaufschlagt und es werden größere Schmutzpartikel vor dem Filterelement abgeführt. Das Filterelement kann somit über einen vergleichsweise langen Zeitraum benutzt werden, bevor es ausgetauscht oder gereinigt werden muss. Durch die gleichmäßigere Beaufschlagung des Filterelements mit Schmutzpartikel ist deren Flächenbelastung somit ebenfalls gleichmäßiger und durch die geführte Fluidströmung ist eine Energieeffizienz gesteigert. Letzteres wird dadurch erreicht, dass das Filterelement zu einem geringeren Druckverlust führt, was zur Einsparung von beispielsweise Pumpenenergie führt.
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Eine Nachrüstung bestehender Filtervorrichtungen kann beispielsweise vorteilhafterweise im Rahmen von Wartungsarbeiten an der Filtervorrichtung erfolgen. Ferner ist der erfindungsgemäße Strömungskörper aufgrund seiner einfachen Ausgestaltung bei Filtervorrichtungen unterschiedlichster Anbieter und Hersteller einsetzbar. Denkbar wäre auch den Strömungskörper an unterschiedliche Filtervorrichtungen anzupassen.
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Der Strömungskörper ist vorteilhafterweise nicht nur als Nachrüstsatz einsetzbar, sondern kann auch bei der Herstellung von Filtervorrichtungen verwendet werden. Hierdurch können Filtervorrichtungen kostengünstig und einfach ausgestaltet sein und zudem den Zykloneffekt aufweisen.
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Als weitere Ausgestaltung der Erfindung ist denkbar das Filterelement und den Strömungskörper als Einheit oder als Filtersatz auszubilden.
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Wie vorstehend bereits erläutert ist der Strömungskörper vorzugsweise derart ausgestaltet, dass er zwischen der Außenmantelfläche des Filterelements und dem Filtergehäuse anordenbar ist.
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Mit Vorteil ist der Strömungskörper als schraubenförmiges oder wendelförmiges oder helixförmiges Band ausgebildet. Alternativ kann der Strömungskörper kanalartig ausgebildet sein. Er ist hierbei beispielsweise als Hohlzylinder ausgestaltet, in dem eine zumindest zum Filterelement hin offene, wendelförmige Nut eingebracht ist.
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Ist der Strömungskörper als Band ausgebildet, so ist dieses beispielsweise eingängig. Um mehrere Bänder vorzusehen, kann der Strömungskörper auch mehrgängig ausgestaltet sein.
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Das Band hat vorzugsweise eine obere und untere Keilfläche. Die Keilflächen können hierbei als Großflächen ausgebildet sein. Sie können flexibel an gewünschte Strömungseigenschaften angepasst werden und sich beispielsweise parallel zueinander oder angewinkelt zueinander erstrecken. Vorzugsweise erstrecken sie sich parallel zueinander, womit das Band einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen kann. Ein Anstellwinkel des Bands zu einer Längsachse des Filterelements beträgt beispielsweise etwa 0°, womit der Strömungskörper einfach ausgestaltet ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Strömungskörper eine Stützstruktur auf. Ist er durch zumindest ein Band gebildet, so kann die Stützstruktur für das Band vorgesehen sein. Eine Steifigkeit des Bandes kann durch die Stützstruktur erhöht werden.
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Die Stützstruktur hat zumindest einen Stützstab zum Stützen des Bandes. Sie ist somit einfach ausgestaltet und hat einen geringen Strömungswiderstand.
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Zur Erhöhung der Festigkeit des Bandes sind vorzugsweise eine Mehrzahl oder Vielzahl (beispielsweise sechs) Stützstäbe vorgesehen. Diese können sich etwa parallel zueinander erstrecken. Zusätzlich können sie sich etwa parallel zur Längsachse des Strömungskörpers erstrecken. Ferner können sie auf einem Teilkreis angeordnet sein. Eine Länge eines Stützstabs entspricht etwa einer axiale Länge des Bands. Ein jeweiliger Stützstab kann an den Stellen mit dem Band verbunden sein, bei denen er zum Band benachbart ist. Die Stützstäbe können kraft- und/oder stoff- und/oder formschlüssig mit dem Band verbunden sein. Bevorzugterweise sind die Stützstäbe im Bereich einer Innenmantelfläche des Bandes mit diesem verbunden.
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Für eine bessere Handhabe und eine einfachere Montage kann sich der Stützstab oder können sich die Stützstäbe und/oder das Band ausgehend von einer insbesondere ringförmigen Stützplatte erstrecken. Es ist denkbar die Stützplatte zum Haltern des Strömungskörpers im Filtergehäuse und/oder am Filterelement vorzusehen.
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Vorzugsweise ist die Stützplatte derart ausgestaltet, dass das Filterelement im montierten Zustand an diesem anliegt, womit Filterelement und Strömungskörper zumindest in Axialrichtung auf einfache Weise zueinander positionierbar sind.
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Ein Außendurchmesser des Strömungskörpers kann etwa an einem Innendurchmesser des Filtergehäuses angepasst sein. Beispielsweise entspricht dann der Außendurchmesser des Strömungskörpers etwa dem Innendurchmesser des Filtergehäuses. Hierdurch kann eine Querströmung zwischen Strömungskörper und Filtergehäuse vermieden oder verringert werden, die die positiven Strömungseigenschaften des zu filternden Fluids negativ beeinflusst.
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Ferner kann ein Innendurchmesser des Strömungskörpers etwa an einen Außendurchmesser des Filterelements angepasst sein.
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Mit Vorteil ist eine axiale Länge des Strömungskörpers gleich oder größer als eine axiale Länge des Filterelements. Dies führt dazu, dass über einen möglichst großen Bereich im Filtergehäuse eine zyklonartige Fluidströmung ausgebildet ist. Ist die axiale Länge des Strömungskörpers größer als die des Fitlerelements, so kann schon vor dem Filterelement beziehungsweise axial beabstandet zum Filterelements eine zyklonartige Fluidströmung ausgebildet werden.
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Es ist denkbar den Strömungskörper beispielsweise als kostengünstiges Spritzgussteil aus Kunststoff herzustellen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen einen Strömungskörper für eine Filtervorrichtung mit einem Filterelement zu verwenden. Das Filterelement ist dabei von seiner etwa zylindrischen Außenmantelfläche her mit einem zu filternden Fluid durchströmbar, wobei das Filterelement von einem Filtergehäuse umgriffen ist. Der Strömungskörper ist mit Vorteil zwischen dem Filterelement und dem Filtergehäuse angeordnet.
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Somit können Filtervorrichtung mit dem Strömungskörper nachgerüstet oder ausgestattet werden, was zu einer besseren und effizienteren Filtration führt. Ferner führt die Nachrüstung oder Ausstattung zu höheren Standzeiten und einer höheren Schmutzaufnahmekapazität der Filterelemente. Der Strömungskörper kann bei unterschiedlichsten Herstellern verwendet werden.
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Erfindungsgemäß ist eine Filtervorrichtung mit einem Filterelement vorgesehen, das von seiner Außenmantelfläche her mit einem zu filternden Fluid durchströmbar ist. Das Filterelement ist von einem Filtergehäuse umgriffen, wobei zwischen dem Filterelement und dem Filtergehäuse ein erfindungsgemäßer Strömungskörper angeordnet ist. Der Strömungskörper und/oder das Filterelement können wie vorstehend erläutert ausgestaltet sein.
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Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 in einer perspektivischen Darstellung einen erfindungsgemäßen Strömungskörper gemäß einem Ausführungsbeispiel,
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2 in einer perspektivischen Darstellung den Strömungskörper aus 1 zusammen mit einem Filterelement und
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3 in einer perspektivischen Darstellung den Strömungskörper zusammen mit dem Filterelement in einem zusammengesetzten Zustand.
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Gemäß 1 hat der erfindungsgemäße Strömungskörper 1 ein wendelförmiges Band 2. Dieses hat etwa drei Windungen. Ein Querschnitt des Bands 2 ist etwa rechteckig. Das Band 2 hat eine obere und untere Keilfläche 4 und 6, die sich etwa parallel zueinander erstrecken. Es ist eine kreisringförmige Stützplatte 8 vorgesehen. Deren Außendurchmesser kann etwa einem Außendurchmesser des Bands entsprechen. Ein Innendurchmesser der Stützplatte 8 ist vorzugsweise kleiner als ein Innendurchmesser des Bands 2, womit die Stützplatte 8 breiter als das Band 2 ist. Eine Dicke der Stützplatte 2 – in Axialrichtung gesehen – ist ebenfalls größer als eine Dicke des Bands 2.
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Zum Stützen des Bandes 2 erstrecken sich ausgehend von der Stützplatte 8 sechs Stützstäbe 10 bis 20, die eine Stützstruktur bilden. Die Stützstäbe 10 bis 20 sind hierbei auf einem Teilkreis angeordnet und erstrecken sich etwa parallel zueinander und etwa parallel zur Längsachse des Strömungskörpers 1. Eine Länge der Stützstäbe 10 bis 20 entspricht etwa einer axialen Länge des Bands 2. Die Stützstäbe 10 bis 20 sind etwa gleich lang ausgestaltet. Die Stützstäbe 10 bis 20 erstrecken sich entlang einer Innenmantelfläche 22 des Bands 2 und sind mit dieser vorzugsweise stoffschlüssig verbunden. Ein jeweiliger Stützstab 10 bis 20 ist somit mehrfach mit dem Band 2 in Verbindung. Da die Innenmantelfläche 22 einen größeren Durchmesser als die Stützplatte 8 hat, erstrecken sich die Stützstäbe 10 bis 20 radial versetzt zur Innenmantelfläche 24 der Stützplatte 8. Sowohl das Band 2 als auch die Stützstäbe 10 bis 20 erstrecken sich von einer zum Band 2 weisenden Plattenseite 26 der Stützplatte 8 aus.
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Die Stützstäbe 10 bis 20 haben gemäß 1 einen etwa rechteckförmigen Querschnitt mit zwei Lang- und zwei Kurzseiten. Eine jeweilige Langseite eines jeweiligen Stützstabs 10 bis 20 weist hierbei zum benachbarten Band 2.
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Gemäß 2 ist zusätzlich zum Strömungskörper 1 ein Filterelement 28 dargestellt. Dieses hat eine etwa hohlzylindrische Ausgestaltung und weist an ihrem oberen und unteren Endabschnitt jeweils einen Filterdeckel 30 beziehungsweise 32 auf.
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2 zeigt einen Montageschritt, bei dem der Strömungskörper 1 über beziehungsweise auf das Filterelement 28 gesetzt wird. Eine von den Stützstäben 10 bis 20 aufgespannte Innenmantelfläche hat hierbei einen etwas größeren Durchmesser als die Filterdeckel 30 und 32 des Filterelements 28. Somit kann der Strömungskörper 1 leicht auf das Filterelement 28 gesetzt werden.
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3 zeigt den Strömungskörper 1 und das Filterelement 28 in einem zusammengesetzten Zustand. Da eine axiale Länge des Filterelements 28 etwa der axialen Länge des Stützstäbe 10 bis 20 entspricht, siehe auch 2, ist das Filterelement 28 beziehungsweise eine durchströmbare Außenmantelfläche 29 des Filterelements 28 vollständig von dem Band 2 umfasst.
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Alternativ kann der Strömungskörper 1 oberhalb derart weiter geführt sein, dass auch dort schon bei der Anströmung von oben eine zyklonartige Strömung in Axialrichtung unterstützt wird. Dies kann so ausgeführt sein, dass das Band 2 wendelförmig oder ähnlich nach oben weiter geführt ist.
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Vorzugsweise sind eine Außenmantelfläche 31 des Bands und eine Außenmantelfläche 33 der Stützplatte 8 an eine Innenmantelfläche 34 (mit einer Strichlinie in 3 dargestellt) eines Filtergehäuses 36 einer Filtervorrichtung 38 angepasst, um Querströmungen zu vermeiden.
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Offenbart ist ein Strömungskörper zur Nachrüstung oder Aufrüstung einer Filtervorrichtung. Der Strömungskörper ist hierbei derart ausgestaltet, dass er zu einer zyklonartigen oder wendelartigen Fluidströmung um ein Filterelement der Filtervorrichtung führt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Strömungskörper
- 2
- Band
- 4
- obere Keilfläche
- 6
- untere Keilfläche
- 8
- Stützplatte
- 10
- Stützstab
- 12
- Stützstab
- 14
- Stützstab
- 16
- Stützstab
- 18
- Stützstab
- 20
- Stützstab
- 22
- Innenmantelfläche
- 24
- Innenmantelfläche
- 26
- Plattenseite
- 28
- Filterelement
- 29
- Außenmantelfläche
- 30
- Filterdeckel
- 31
- Außenmantelfläche
- 32
- Filterdeckel
- 33
- Außenmantelfläche
- 34
- Innenmantelfläche
- 36
- Filtergehäuse
- 38
- Filtervorrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011101787 A1 [0003]
- DE 102011121610 A1 [0004]
