DE102018001635A1

DE102018001635A1 - Ölabscheiderelement und Ölabscheideranordnung

Info

Publication number: DE102018001635A1
Application number: DE102018001635.9A
Authority: DE
Inventors: Janine Schmelzle; Klemens Dworatzek
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2018-03-01
Filing date: 2018-03-01
Publication date: 2019-09-05
Also published as: WO2019166599A1; DE112019001084A5

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filterelement (14), insbesondere ein Ölabscheiderelement, mit einer ersten Endscheibe (19), einer zweiten Endscheibe (20) und einem zwischen der ersten Endscheibe (19) und der zweiten Endscheibe (20) angeordneten Filtermedium (21), wobei die erste Endscheibe (19) eine Fluideinströmöffnung (23) und zumindest drei ungleichmäßig um die Fluideinströmöffnung (23) herum verteilt angeordnete Befestigungselemente (25 - 27) zum formschlüssigen Hintergreifen einer Filterelementadapterplatte (18) aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ölabscheiderelement und eine Ölabscheideranordnung mit einem derartigen Ölabscheiderelement.
Stand der Technik
Bei ölgekühlten und/oder ölgeschmierten Schraubenverdichtern zum Verdichten von Luft kann es erforderlich sein, die verdichtete Luft vor dem Zuführen derselben zu einem Druckluftsystem zu entölen. Ferner kann hierdurch das Öl zur erneuten Zufuhr zu einem Schraubenverdichter rückgewonnen werden. Zum Entölen der verdichteten Luft können beispielsweise Filterelemente, insbesondere sogenannte Koaleszierelemente, eingesetzt werden, die als Filtermedium üblicherweise ein gewickeltes Glasfaservlies aufweisen. An dem Filtermedium setzen sich kleinste Öltröpfchen ab, die zu größeren Öltropfen koaleszieren, wodurch das Öl mit einem hohen Wirkungsgrad aus der verdichteten Luft abgeschieden werden kann. Derartige Filterelemente sind in der Regel austauschbar in Druckbehältern oder mit einem sogenannten Spin-On-Gehäuse als Wegwerfteil auswechselbar ausgestaltet und werden hier als Ölabscheiderelement oder Ölabscheidereinsatz bezeichnet. Derartige Abscheidereinsätze können auch zur Abscheidung anderer Flüssigkeiten aus einem Gasstrom verwendet werden.
Die EP 0 695 572 A2 beschreibt einen Ölabscheider für einen Schraubenverdichter mit einem Filterelement, das in einem Filtergehäuse aufgenommen und axial gegenüber diesem abgedichtet ist.
Offenbarung der Erfindung
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Ölabscheiderelement zur Verfügung zu stellen.
Demgemäß wird ein Filterelement, insbesondere ein Ölabscheiderelement, mit einer ersten Endscheibe, einer zweiten Endscheibe und einem zwischen der ersten Endscheibe und der zweiten Endscheibe angeordneten Filtermedium vorgeschlagen, wobei die erste Endscheibe eine Fluideinströmöffnung und zumindest drei ungleichmäßig um die Fluideinströmöffnung herum verteilt angeordnete Befestigungselemente zum formschlüssigen Hintergreifen einer Filterelementadapterplatte aufweist.
Das Filterelement ist insbesondere dazu eingerichtet, Fluide, wie beispielsweise Luft oder andere Gase, Flüssigkeiten, insbesondere flüssige Betriebsmittel eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wie Öl, Wasser, Benzin, Kerosin oder Harnstofflösung, zu filtern. Insbesondere ist das Filterelement ein Ölabscheiderelement. Das Filterelement ist insbesondere dazu geeignet, Öl aus von mit Hilfe eines Schraubenverdichters verdichteter Luft, insbesondere Druckluft, abzuscheiden. Das Filterelement kann auch als Filterkerze, Abscheiderelement oder Koaleszierelement bezeichnet werden. Das Filterelement kann Anwendung in Kraftfahrzeugen, Wasserfahrzeugen, Schienenfahrzeugen, landwirtschaftlichen Fahrzeugen, Baumaschinen, Luftfahrzeugen oder dergleichen finden. Ferner kann das Filterelement auch bei immobilen Anwendungen, wie beispielsweise in der Gebäudetechnik, der Vakuumtechnik und der Drucklufttechnik allgemein sowie im Bereich der Flüssigkeitsfiltration eingesetzt werden.
Das Filtermedium ist vorzugsweise ein gewickeltes Filtervlies, insbesondere ein Glasfaservlies. Bevorzugt ist das Filtermedium ungefaltet. Die erste Endscheibe und die zweite Endscheibe können mit dem Filtermedium verklebt und/oder verklemmt sein. Insbesondere sind die erste Endscheibe und die zweite Endscheibe jeweils stirnseitig an dem Filtermedium vorgesehen. Die erste Endscheibe und/oder die zweite Endscheibe können beispielsweise aus einem Metallwerkstoff, insbesondere aus einem Metallblech, gefertigt sein. Alternativ können die erste Endscheibe und/oder die zweite Endscheibe auch aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sein. Vorzugsweise ist das Filterelement rotationssymmetrisch zu einer Mittel- oder Symmetrieachse aufgebaut. Die Fluideinströmöffnung ist insbesondere mittig an der ersten Endscheibe vorgesehen und durchbricht diese. Die Fluideinströmöffnung kann rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse aufgebaut sein.
Darunter, dass die Befestigungselemente ungleichmäßig oder unsymmetrisch um die Fluideinströmöffnung herum verteilt angeordnet sind, ist zu verstehen, dass die Befestigungselemente ungleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet sind. Vorzugweise sind drei Befestigungselemente vorgesehen. Es können jedoch auch vier, fünf oder mehr derartige Befestigungselemente vorgesehen sein. Die Filterelementadapterplatte kann Teil einer Filteranordnung sein, die auch zumindest ein Filterelement aufweist. Die Filteranordnung kann ein Filtergehäuse aufweisen, an dem die Filterelementadapterplatte befestigt ist und das das Filterelement oder mehrere Filterelemente aufnimmt. Die Filterelementadapterplatte ist vorzugsweise aus einem Metallwerkstoff gefertigt.
Aufgrund der an dem Filterelement vorgesehenen Befestigungselemente sowie dazu korrespondierenden Aufnahmeöffnungen an der Filterelementadapterplatte kann das Filterelement schnell montiert und demontiert werden. Aufgrund der unsymmetrischen Anordnung der Befestigungselemente sowie der dazu korrespondierenden Aufnahmeöffnungen ergibt sich ein Schlüssel-Schloss-System, wodurch nicht geeignete Filterelemente nicht an der Filterelementadapterplatte montiert werden können.
In Ausführungsformen sind die Befestigungselemente im Querschnitt jeweils C-förmig. Mit Hilfe der C-förmigen Geometrie kann die Filterelementadapterplatte formschlüssig umgriffen oder hintergriffen werden. Eine formschlüssige Verbindung entsteht durch das Ineinander- oder Hintergreifen von mindestens zwei Verbindungspartnern, in diesem Fall den Verbindungselementen und der Filterelementadapterplatte.
In Ausführungsformen weist die erste Endscheibe ein erstes Befestigungselement, ein zweites Befestigungselement und ein drittes Befestigungselement auf, wobei sich ein zwischen dem ersten Befestigungselement und dem zweiten Befestigungselement vorgesehener erster Winkel von einem zwischen dem zweiten Befestigungselement und dem dritten Befestigungselement vorgesehenen zweiten Winkel und/oder von einem zwischen dem dritten Befestigungselement und dem ersten Befestigungselement vorgesehenen dritten Winkel unterscheidet. Die erste Endscheibe kann auch noch ein viertes Befestigungselement, ein fünftes Befestigungselement oder weitere Befestigungselemente aufweisen. Vorzugsweise ist der zweite Winkel gleich groß wie der dritte Winkel, wobei der erste Winkel kleiner als der zweite Winkel und der dritte Winkel ist. Alternativ können auch alle Winkel unterschiedlich groß sein. Beispielsweise betragen der erste Winkel 90° und der zweite Winkel sowie der dritte Winkel jeweils 135°.
In Ausführungsformen weisen die Befestigungselemente jeweils eine kugelkalottenförmige Kontaktfläche zum Kontaktieren der Filterelementadapterplatte auf. Beispielsweise kann die Kontaktfläche halbkugelförmig ausgebildet sein. Aufgrund der kugelkalottenförmigen Ausbildung der Kontaktfläche berührt diese die Filterelementadapterplatte vorzugweise nur punktförmig. Hierdurch kann eine geringe Montagekraft zum Montieren des Filterelements erzielt werden. Vorzugsweise liegt der Kontaktfläche eine ringförmig um die Fluideinströmöffnung herumlaufende Gegenfläche gegenüber.
In Ausführungsformen ist in der ersten Endscheibe ein elastisch verformbares Dichtelement, insbesondere ein O-Ring, aufgenommen. Die erste Endscheibe weist hierzu eine ringförmig um die Fluideinströmöffnung herumlaufende Nut auf, in der das Dichtelement aufgenommen ist. Bei der Montage des Filterelements an der Filterelementadapterplatte wird das Dichtelement zwischen der Filterelementadapterplatte und der ersten Endscheibe verpresst. Hierdurch ist eine fluiddichte Abdichtung der ersten Endscheibe gegenüber der Filterelementadapterplatte gewährleistet. Das Dichtelement kann ferner eine Schaumdichtung oder ein beliebiges anderes Dichtelement sein.
In Ausführungsformen weist die zweite Endscheibe einen Handgriff zum Handhaben des Filterelements auf, insbesondere zum Halten und zum Aufbringen eines Drehmoments bei der Montage und Demontage. Hierdurch werden die Montage und die Demontage des Filterelements vereinfacht.
Weiterhin wird eine Filteranordnung, insbesondere eine Ölabscheideranordnung, mit einem derartigen Filterelement und einer Filterelementadapterplatte vorgeschlagen, wobei die Befestigungselemente des Filterelements die Filterelementadapterplatte formschlüssig hintergreifen. Die Filteranordnung kann Teil eines Fluidabscheiders, insbesondere eines Ölabscheiders, sein. Die Filteranordnung kann ferner ein Filtergehäuse aufweisen, an dem die Filterelementadapterplatte austauschbar befestigt ist. Mit Hilfe der Filteranordnung kann mit mehreren einzelnen Filterelementen und der Filterelementadapterplatte ein großes und schwer zu handhabendes konventionelles Filterelement ersetzt werden.
In Ausführungsformen weist die Filterelementadapterplatte eine zu der Fluideinströmöffnung des Filterelements korrespondierende Anschlussöffnung auf, wobei die Filterelementadapterplatte zumindest drei zu den Befestigungselementen des Filterelements korrespondierende Aufnahmeöffnungen aufweist, die ungleichmäßig um die Anschlussöffnung herum verteilt angeordnet sind. Insbesondere weist die Filterelementadapterplatte mehrere Anschlussöffnungen auf. Beispielsweise sind drei, vier oder mehr Anschlussöffnungen vorgesehen. Dadurch, dass die Befestigungselemente beziehungsweise die Aufnahmeöffnungen ungleichmäßig um die Fluideinströmöffnung beziehungsweise die Anschlussöffnung herum verteilt angeordnet sind, kann eine Codierung erreicht werden, die es ermöglicht, das Filterelement nur an einer entsprechend gestalteten Filterelementadapterplatte zu montieren. Die Anzahl der Anschlussöffnungen entspricht dabei bevorzugt der Anzahl der verwendeten Filterelemente. Insbesondere ist ein Durchmesser der Anschlussöffnung zumindest geringfügig größer als ein entsprechender Durchmesser der Fluideinströmöffnung des Filterelements. In die Aufnahmeöffnungen der jeweiligen Anschlussöffnung sind die Befestigungselemente einführbar.
Durch ein Verdrehen des Filterelements gegenüber der Filterelementadapterplatte hintergreifen die Befestigungselemente die Filterelementadapterplatte formschlüssig, wodurch das Filterelement an der Filterelementadapterplatte festgelegt wird.
In Ausführungsformen sind die Befestigungselemente des Filterelements und die Aufnahmeöffnungen der Filterelementadapterplatte so angeordnet, dass bei einem Verbringen der Filteranordnung von einem Ausgangszustand, in dem das Filterelement von der Filterelementadapterplatte getrennt ist, in einen Endzustand, in dem das Filterelement formschlüssig mit der Filterelementadapterplatte verbunden ist, die Befestigungselemente die Filterelementadapterplatte zeitlich versetzt formschlüssig hintergreifen. Die Anzahl der Aufnahmeöffnungen entspricht bevorzugt der Anzahl der Befestigungselemente. Beispielsweise sind eine erste Aufnahmeöffnung, eine zweite Aufnahmeöffnung und eine dritte Aufnahmeöffnung vorgesehen. Dabei unterscheidet sich ein zwischen der ersten Aufnahmeöffnung und der zweiten Aufnahmeöffnung vorgesehener erster Winkel von einem zwischen der zweiten Aufnahmeöffnung und der dritten Aufnahmeöffnung vorgesehenen zweiten Winkel und/oder von einem zwischen der dritten Aufnahmeöffnung und der ersten Aufnahmeöffnung vorgesehenen dritten Winkel. Um nun den zeitlich versetzten Eingriff der Befestigungselemente zu erreichen, unterscheiden sich die drei Winkel der Befestigungselemente von den drei Winkeln der Aufnahmeöffnungen. Ferner kann eine jeweilige Breite der Aufnahmeöffnungen auch so gewählt werden, dass diese entsprechend breiter sind als eine jeweilige Breite der Befestigungselemente, so dass diese die Filterelementadapterplatte nacheinander formschlüssig hintergreifen. Die Breiten der Aufnahmeöffnungen können sich insbesondere voneinander unterscheiden.
In Ausführungsformen weist die Filterelementadapterplatte zumindest einen Verdrehschutz auf, an dem in dem Endzustand zumindest eines der Befestigungselemente anliegt. Insbesondere umfasst die Filterelementadapterplatte einen ersten Verdrehschutz, an dem in dem Endzustand zumindest eines der Befestigungselemente anliegt, und einen zweiten Verdrehschutz, der dazu führt, dass das Filterelement in nur einer Richtung relativ zu der Filterelementadapterplatte drehbar ist. Hierdurch wird eine Fehlmontage verhindert.
Figurenliste
Es zeigt dabei:

1: eine schematische perspektivische Teilschnittansicht einer Ausführungsform eines Fluidabscheiders;
2: eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Filteranordnung für den Fluidabscheider gemäß 1;
3: eine weitere schematische perspektivische Ansicht der Filteranordnung gemäß 2;
4: eine schematische perspektivische Teilschnittansicht der Filteranordnung gemäß 2;
5: eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Filterelements für die Filteranordnung gemäß 2;
6: eine weitere schematische perspektivische Ansicht des Filterelements gemäß 5;
7: eine schematische Aufsicht des Filterelements gemäß 5;
8: eine schematische Schnittansicht des Filterelements gemäß der Schnittlinie IIX-IIX der 7;
9: eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Endscheibe für das Filterelement gemäß 5;
10: eine schematische Aufsicht der Endscheibe gemäß 9;
11: eine schematische Schnittansicht der Endscheibe gemäß der Schnittlinie XI-XI der 10;
12: eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Filterelementadapterplatte für die Filteranordnung gemäß 2;
13: eine schematische Aufsicht der Filterelementadapterplatte gemäß 12;
14: eine schematische Schnittansicht der Filterelementadapterplatte gemäß der Schnittlinie XIV-XIV der 13;
15: die Detailansicht XV gemäß der 14;
16: eine schematische Detailansicht der Filteranordnung gemäß 2; und
17: eine schematische Schnittansicht der Filteranordnung gemäß der Schnittlinie XVII-XVII der 16.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Die 1 zeigt eine schematische perspektivische Teilschnittansicht einer Ausführungsform eines Ölabscheiders oder Fluidabscheiders 1. Der Fluidabscheider 1 ist dazu eingerichtet, ein flüssiges Fluid, beispielsweise Öl, aus einem gasförmigen Fluid, beispielsweise komprimierter Luft, abzutrennen. Der Fluidabscheider 1 kann einem Schraubenkompressor oder Schraubenverdichter zugeordnet sein oder Teil eines Schraubenkompressors oder Schraubenverdichters sein.
Der Fluidabscheider 1 umfasst einen Druckluftkessel 2 mit einer rohrförmigen Wandung 3, die im Querschnitt kreisrund sein kann. An der Wandung 3 kann ein Fluideinlass 4 vorgesehen sein. Der Fluideinlass 4 kann rohrförmig mit einem kreisrunden Querschnitt ausgebildet sein. Der Fluideinlass 4 durchbricht die Wandung 3. Über den Fluideinlass 4 kann dem Fluidabscheider 1 ein Fluid F1, beispielsweise ein Öl-/Luftgemisch, zugeführt werden. Das Fluid F1 kann dabei dem Fluidabscheider 1 des zuvor erwähnten Schraubenverdichters zugeführt werden.
Stirnseitig ist der Druckluftkessel 2 mit Hilfe eines gewölbten, insbesondere kugelkalottenförmig gewölbten, Bodens 5 abgeschlossen. Der untere, durch den Boden 5 und den angrenzenden Bereichen der Wandung 3 begrenzte Bereich dient als Sammelraum und Sumpf für das Fluid, insbesondere das Öl. Der Boden 5 und die Wandung 3 können materialeinstückig ausgebildet sein. Mittig an dem Boden 5 kann ein Fluidauslass 6 vorgesehen sein. Über den Fluidauslass 6 kann ein Fluid F2, beispielsweise Öl, das aus dem Fluid F1 abgeschieden ist, abgeführt oder abgesaugt werden. Der Druckluftkessel 2 umfasst weiterhin an einem dem Boden 5 abgewandten Endabschnitt der Wandung 3 einen Verbindungsflansch 7, der ringförmig ausgebildet sein kann.
Der Fluidabscheider 1 weist ferner einen Deckel 8 auf, der lösbar mit dem Verbindungsflansch 7 des Druckluftkessels 2 verbunden ist. Beispielsweise ist der Deckel 8 mit Hilfe von Schrauben mit dem Verbindungsflansch 7 verbunden. Hierzu können beispielsweise an dem Deckel 8 entsprechende Bohrungen 9 und an dem Verbindungsflansch 7 zu den Bohrungen 9 korrespondierende Gewindebohrungen 10 vorgesehen sein.
Mittig an dem Deckel 8 ist ein rohrförmiger Fluidauslass 11 vorgesehen. Über den Fluidauslass 11 kann ein Fluid F3, beispielsweise gereinigte komprimierte Luft, aus dem das Fluid F2 abgeschieden wurde, abgeführt werden. Beispielsweise kann das Fluid F3 einem Druckluftsystem zugeführt werden. In einer Schwerkraftrichtung g ist der Fluidauslass 11 oberhalb des Fluideinlasses 4 und des Fluidauslasses 6 angeordnet.
Der Fluidabscheider 1 umfasst weiterhin eine Filteranordnung 12, insbesondere eine Ölabscheideranordnung. Die Filteranordnung 12 umfasst ein topfförmiges Filtergehäuse 13 sowie mehrere in dem Filtergehäuse 13 aufgenommene Filterelemente 14. Die Filterelemente 14 können auch als Koaleszierelemente, Filterkerzen, Abscheiderelemente oder Ölabscheiderelemente bezeichnet werden. Die Anzahl der Filterelemente 14 ist beliebig. Beispielsweise können, wie in der 1 gezeigt, vier derartige Filterelemente 14 vorgesehen sein. Alternativ können beispielsweise auch zwei, drei, vier, fünf oder mehr Filterelemente 14 oder es kann auch nur ein derartiges Filterelement 14 vorgesehen sein.
Das Filtergehäuse 13 umfasst eine rohrförmige Wandung 15, die im Querschnitt eine kreisförmige Geometrie aufweisen kann. An einem Endabschnitt der Wandung 15 ist ein Verbindungsflansch 16 vorgesehen, der zwischen dem Deckel 8 und dem Verbindungsflansch 7 des Druckluftkessels 2 angeordnet ist. Das heißt, der Verbindungsflansch 16 kann zwischen dem Deckel 8 und dem Verbindungsflansch 7 des Druckluftkessels 2 eingeklemmt sein. In dem Verbindungsflansch 16 können zu den Bohrungen 9 des Deckels 8 und den Gewindebohrungen 10 des Verbindungsflansches 7 korrespondierende Bohrungen 17 vorgesehen sein.
Die 2 bis 4 zeigen verschiedene Ansichten der Filteranordnung 12. An einem dem Verbindungsflansch 16 abgewandten Endabschnitt der Wandung 15 ist eine Filterelementadapterplatte 18 vorgesehen, an der die Filterelemente 14 befestigt sind. Die Filterelementadapterplatte 18 kann lösbar, das heißt austauschbar, mit dem Filtergehäuse 13 verbunden sein. Beispielsweise ist die Filterelementadapterplatte 18 in die rohrförmige Wandung 15 eingeschraubt oder beispielsweise mit Hilfe eines Bajonettverschlusses mit dieser verbunden. Die Filterelementadapterplatte 18 ist fluiddicht mit der Wandung 15 verbunden. Das heißt, zwischen der Filterelementadapterplatte 18 und der Wandung 15 kann kein Fluid hindurchtreten.
Die 5 und 6 zeigen jeweils schematische perspektivische Ansichten einer Ausführungsform eines wie zuvor erläuterten Filterelements 14. Die 7 zeigt eine schematische Aufsicht auf das Filterelement 14 und die 8 zeigt eine schematische Schnittansicht des Filterelements 14 gemäß der Schnittlinie IIX-IIX der 7. Nachfolgend wird auf die 5 bis 8 gleichzeitig Bezug genommen.
Das Filterelement 14 kann rotationssymmetrisch zu einer Mittel- oder Symmetrieachse M aufgebaut sein. Das Filterelement 14 umfasst eine erste Endscheibe 19, die in den 9 bis 11 in verschiedenen Ansichten gezeigt ist, und eine zweite Endscheibe 20. Die erste Endscheibe 19 und die zweite Endscheibe 20 können beispielsweise aus einem Metallwerkstoff oder aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sein. Bevorzugt sind die Endscheiben 19, 20 jeweils aus einem Metallblech gefertigt.
Zwischen der ersten Endscheibe 19 und der zweiten Endscheibe 20 ist ein Filtermedium 21 angeordnet. Das Filtermedium 21 ist vorzugsweise nicht gefaltet, sondern glatt. Insbesondere kann das Filtermedium 21 ein gewickeltes Glasfaservlies sein oder umfassen. Die erste Endscheibe 19 und die zweite Endscheibe 20 können mit dem Filtermedium 21 verklebt sein. Das Filterelement 14 kann beispielsweise eine Höhe h14 von etwa 500 mm und einen Durchmesser d14 von etwa 150 mm aufweisen. Die zweite Endscheibe 20 umfasst einen Handgriff 22 zum Handhaben des Filterelements 14.
Wie die 8 zeigt, umfasst das Filterelement 14 eine Rohseite RO und eine von der Rohseite RO mit Hilfe des Filtermediums 21 getrennte Reinseite RL. Das zu filternde Fluid F1 strömt dabei von der Rohseite RO durch das Filtermedium 21 zur Reinseite RL, wobei mit Hilfe des Filtermediums 21 das Fluid F2 aus dem Fluid F1 abgeschieden wird und nicht durch das Filtermedium 21 tritt und nur das Fluid F3 durch das Filtermedium 21 hindurch auf die Reinseite RL tritt. Das Fluid F2 wird innenseitig an dem Filtermedium 21 in kleinen Tröpfchen abgeschieden, die zu größeren Tropfen koaleszieren, die wiederum entlang des Filtermediums 21 in der Schwerkraftrichtung g nach unten fließen. Das Fluid F2 sammelt sich in dem Boden 5 des Druckluftkessels 2, wobei das Fluid F2 durch den Fluidauslass 6 abgelassen oder abgesaugt werden kann. Ferner kann sich das Fluid F2 in dem Filtergehäuse 13 auf der Adapterplatte 18 sammeln und dort mittels einer Drainageleitung (nicht gezeigt) abgesaugt werden.
Die erste Endscheibe 19 umfasst eine Fluideinströmöffnung 23, die rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse M ausgebildet sein kann. Durch die Fluideinströmöffnung 23 kann das Fluid F1 in einen Innenraum 24 des Filterelements 14 eintreten. Ferner kann das Fluid F2 durch die Fluideinströmöffnung 23 aus dem Filterelement 14 austreten. Die erste Endscheibe 19 weist ferner zumindest drei ungleichmäßig um die Fluideinströmöffnung 23 herum verteilte Befestigungselemente 25 bis 27 auf. Die Anzahl der Befestigungselemente 25 bis 27 ist beliebig. Vorzugsweise sind jedoch zumindest drei derartige Befestigungselemente 25 bis 27 vorgesehen. Es können allerdings auch vier, fünf oder mehr derartige Befestigungselemente 25 bis 27 vorgesehen sein.
Die erste Endscheibe 19 kann ferner ein Dichtelement 28, beispielsweise einen O-Ring, aufweisen, um die erste Endscheibe 19 fluiddicht gegenüber der Filterelementadapterplatte 18 abzudichten. Die Befestigungselemente 25 bis 27 sind dazu eingerichtet, die Filterelementadapterplatte 18 formschlüssig zu hintergreifen. Eine formschlüssige Verbindung entsteht durch das Ineinander- oder Hintergreifen von mindestens zwei Verbindungspartnern, in diesem Fall den Befestigungselementen 25 bis 27 und der Filterelementadapterplatte 18.
Darunter, dass die Befestigungselemente 25 bis 27 ungleichmäßig oder unsymmetrisch um die Fluideinströmöffnung 23 verteilt angeordnet sind, ist zu verstehen, dass ein erster Winkel α1 (10) zwischen einem ersten Befestigungselement 25 und einem zweiten Befestigungselement 26 ungleich einem zweiten Winkel β1 zwischen dem zweiten Befestigungselement 26 und einem dritten Befestigungselement 27 sowie ungleich einem dritten Winkel γ1 zwischen dem dritten Befestigungselement 27 und dem ersten Befestigungselement 25 ist. Dabei können zwei der Winkel α1, β1, γ1 gleich groß sein. Beispielsweise ist der zweite Winkel β1 gleich groß wie der dritte Winkel γ1. Der erste Winkel α1 unterscheidet sich jedoch sowohl von dem zweiten Winkel β1 als auch von dem dritten Winkel γ1.
Wie die 10 zeigt, weist das erste Befestigungselement 25 eine Breite b25, das zweite Befestigungselement 26 eine Breite b26 und das dritte Befestigungselement 27 eine Breite b27 auf. Die Breiten b25, b26, b27 können unterschiedlich groß oder gleich groß sein. Vorzugsweise sind die Breiten b25, b26, b27 gleich groß.
Die erste Endscheibe 19 umfasst, wie in der 11 gezeigt, einen Verbindungsabschnitt 29, der ringförmig ausgebildet sein kann. Der Verbindungsabschnitt 29 kann beispielsweise aus einem dünnwandigen Blechwerkstoff gefertigt sein. Der Verbindungsabschnitt 29 weist einen Aufnahmebereich 30 auf, der ebenfalls ringförmig ausgebildet ist. In dem Aufnahmebereich 30 ist das Filtermedium 21 aufgenommen. Insbesondere ist das Filtermedium 21 in den Aufnahmebereich 30 eingeklebt.
An einer dem Aufnahmebereich 30 abgewandten Seite des Verbindungsabschnitts 29 ist ein Montageabschnitt 31 vorgesehen, der beispielsweise mit dem Verbindungsabschnitt 29 verschweißt sein kann. Der Montageabschnitt 31 ist ringförmig und umfasst die Fluideinströmöffnung 23 und die Befestigungselemente 25 bis 27. Vorzugsweise ist der Montageabschnitt 31 aus einem dickwandigeren Blechmaterial gefertigt als der Verbindungsabschnitt 29.
Umlaufend zwischen dem Montageabschnitt 31 und dem Verbindungsabschnitt 29 ist eine Nut 32 vorgesehen, in der das Dichtelement 28 aufgenommen ist. Die Befestigungselemente 25 bis 27 sind im Querschnitt C-förmig. Jedes Befestigungselement 25 bis 27 weist eine dem Filtermedium 21 zugewandte kugelförmige Kontaktfläche 33 ( 11) auf. Der jeweiligen Kontaktfläche 33 gegenüberliegend ist eine ringförmige Gegenfläche 34 (9 und 11) vorgesehen. Die Gegenfläche 34 läuft vollständig um die Fluideinströmöffnung 23 um. Die Fluideinströmöffnung 23 kann einen Durchmesser d23 von etwa 90 mm aufweisen.
Die 12 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der zuvor erläuterten Filterelementadapterplatte 18, die 13 zeigt eine schematische Aufsicht der Filterelementadapterplatte 18, die 14 zeigt eine schematische Schnittansicht der Filterelementadapterplatte 18 gemäß der Schnittlinie XIV-XIV der 13 und die 15 zeigt die Detailansicht XV gemäß der 13. Im Folgenden wird auf die 12 bis 15 gleichzeitig Bezug genommen.
Die Filterelementadapterplatte 18 ist vorzugsweise aus einem Metallwerkstoff, insbesondere aus einem Stahlblech, gefertigt. Die Filterelementadapterplatte 18 umfasst einen rohrförmigen Befestigungsabschnitt 35, der bei montierter Filterelementadapterplatte 18, wie in den 3 und 4 gezeigt, in der Wandung 15 des Filtergehäuses 13 aufgenommen ist. Dabei ist die Filterelementadapterplatte 18 bevorzugt zerstörungsfrei von der Wandung 15 trennbar, um diese auszutauschen. Die Filterelementadapterplatte 18 kann jedoch auch fest mit der Wandung 15 verbunden sein.
Ferner umfasst die Filterelementadapterplatte 18 einen plattenförmigen Basisabschnitt 36, der den rohrförmigen Befestigungsabschnitt 35 vorderseitig abschließt. Der Befestigungsabschnitt 35 kann innen einen Durchmesser d35 von etwa 390 mm aufweisen. Der Befestigungsabschnitt 35 kann ferner eine Höhe h35 von etwa 30 mm aufweisen. Eine Wandstärke des Befestigungsabschnitts 35 und des Basisabschnitts 36 kann beispielsweise jeweils 3 mm betragen.
An dem Basisabschnitt 36 sind mehrere, beispielsweise vier, Anschlussöffnungen 37 bis 40 vorgesehen. Dabei korrespondiert die Anzahl der Anschlussöffnungen 37 bis 40 mit der Anzahl der verwendeten Filterelemente 14. Das heißt, beispielsweise können auch nur eine Anschlussöffnung 37 bis 40, zwei Anschlussöffnungen 37 bis 40, drei Anschlussöffnungen 37 bis 40 oder auch mehr als vier Anschlussöffnungen 37 bis 40 vorgesehen sein. Jede Anschlussöffnung 37 bis 40 korrespondiert dabei mit einer Fluideinströmöffnung 23 eines der Filterelemente 14. Die Anschlussöffnungen 37 bis 40 sind vorzugsweise kreisrund ausgeführt. Insbesondere sind die Anschlussöffnungen 37 bis 40 gleichmäßig um einen Umfang des Basisabschnitts 36 verteilt angeordnet. Mittelpunkte der Anschlussöffnungen 37 bis 40 können beispielsweise in einem Abstand a von ungefähr 230 mm beabstandet voneinander angeordnet sein.
Jeder Anschlussöffnung 37 bis 40 sind mehrere, beispielsweise drei, Aufnahmeöffnungen 41 bis 43 (15) zugeordnet. Insbesondere sind eine erste Aufnahmeöffnung 41, eine zweite Aufnahmeöffnung 42 und eine dritte Aufnahmeöffnung 43 vorgesehen. Die Anzahl der Aufnahmeöffnungen 41 bis 43 entspricht dabei der Anzahl der Befestigungselemente 25 bis 27 des jeweiligen Filterelements 14. Die 15 zeigt eine Detailansicht der Anschlussöffnung 40. Die Anschlussöffnungen 37 bis 39 sind jedoch analog aufgebaut. Die Anschlussöffnung 40 weist einen Durchmesser d40 auf. Der Durchmesser d40 kann beispielsweise etwa 96 mm betragen. Beispielsweise ist der Durchmesser d40 geringfügig größer als der Durchmesser d23 der Fluideinströmöffnung 23.
Die erste Aufnahmeöffnung 41 ist dem ersten Befestigungselement 25, die zweite Aufnahmeöffnung 42 ist dem zweiten Befestigungselement 26 und die dritte Aufnahmeöffnung 43 ist dem dritten Befestigungselement 27 zugeordnet. Die erste Aufnahmeöffnung 41 weist eine Breite b41, die zweite Aufnahmeöffnung 42 weist eine Breite b42 und die dritte Aufnahmeöffnung 43 weist eine Breite b43 auf. Die Breiten b41, b42, b43 können unterschiedlich groß oder gleich groß sein. Die Breiten b41, b42, b43 der Aufnahmeöffnungen 41 bis 43 sind jedoch zumindest geringfügig größer als die Breiten b25, b26, b27 der diesen zugeordneten Befestigungselemente 25 bis 27, so dass sich diese in die Aufnahmeöffnungen 41 bis 43 einfädeln lassen.
Die Aufnahmeöffnungen 41 bis 43 sind, wie die Befestigungselemente 25 bis 27, ungleichmäßig um die jeweilige Anschlussöffnung 37 bis 40 herum verteilt angeordnet. Insbesondere ist zwischen der ersten Aufnahmeöffnung 41 und der zweiten Aufnahmeöffnung 42 ein erster Winkel α2 vorgesehen, zwischen der zweiten Aufnahmeöffnung 42 und der dritten Aufnahmeöffnung 43 ist ein zweiter Winkel β2 vorgesehen und zwischen der dritten Aufnahmeöffnung 43 und der ersten Aufnahmeöffnung 41 ist ein dritter Winkel γ2 vorgesehen. Dabei unterscheiden sich die Winkel α2, β2, γ2 voneinander. Beispielsweise können jedoch der zweite Winkel β2 und der dritte Winkel γ2 gleich groß sein. Der erste Winkel α2 unterscheidet sich jedoch in seiner Größe von den Winkeln β2, γ2.
Die Filteranordnung 12 kann von einem in der 15 gezeigten Ausgangszustand Z1, bei dem das Filterelement 14 von der Filterelementadapterplatte 18 getrennt ist, in einen in den 16 und 17 gezeigten Endzustand Z2, in dem das Filterelement 14 formschlüssig mit der Filterelementadapterplatte 18 verbunden ist, verbracht werden. Hierzu werden die Befestigungselemente 25 bis 27 des jeweiligen Filterelements 14 in die Aufnahmeöffnungen 41 bis 43 einer der Anschlussöffnungen 37 bis 40 eingefädelt und das Filterelement 14 wird in der Orientierung der 16 entgegen dem Uhrzeigersinn relativ zu der Filterelementadapterplatte 18 verdreht. Hierdurch hintergreifen die Befestigungselemente 25 bis 27 die Filterelementadapterplatte 18 formschlüssig.
Bevorzugt unterscheidet sich der Winkel α2 von dem Winkel α1, der Winkel β2 von dem Winkel β1 und der Winkel γ2 von dem Winkel γ1. Insbesondere sind durch entsprechende Auswahl der Winkel α2, β2, γ2 und/oder der Breiten b25, b26, b27, b41, b42, b43 die Aufnahmeöffnungen 41 bis 43 so angeordnet und/oder ausgestaltet, dass bei dem Verbringen der Filteranordnung 12 von dem Ausgangszustand Z1 in den Endzustand Z2 die Befestigungselemente 25 bis 27 nacheinander, das heißt zeitlich versetzt, die Filterelementadapterplatte 18 formschlüssig hintergreifen. Hierdurch kann ein geringes Montagemoment zum Montieren des Filterelements 14 an der Filterelementadapterplatte 18 erreicht werden.
Jeder Anschlussöffnung 37 bis 40 ist ferner ein erster Verdrehschutz 44 (15 und 16) zugeordnet, an dem in dem Endzustand Z2 zumindest eines der Befestigungselemente 25 bis 27 anliegt. Hierdurch wird eine Drehbewegung des Filterelements 14 gegenüber der entsprechenden Anschlussöffnung 37 bis 40 begrenzt. Weiterhin ist jeder Anschlussöffnung 37 bis 40 ein zweiter Verdrehschutz 45 zugeordnet, der in der Orientierung der 16 ein Verdrehen des Filterelements 14 entgegen dem Uhrzeigersinn verhindert. Das heißt, in der Orientierung der 16 ist eine Drehbewegung des Filterelements 14 im Uhrzeigersinn verhindert und nur eine Bewegung entgegen dem Uhrzeigersinn erlaubt. Die Verdrehschutze 44, 45 sind, wie beispielsweise in der 12 zu erkennen ist, als Einprägungen in dem Basisabschnitt 36 der Filterelementadapterplatte 18 ausgebildet.
In dem Endzustand Z2 ist, wie in der 17 gezeigt, die jeweilige Kontaktfläche 33 der Befestigungselemente 25 bis 27 in Kontakt mit dem Basisabschnitt 36 der Filterelementadapterplatte 18, wobei das Dichtelement 28 zwischen dem Basisabschnitt 36 der Filterelementadapterplatte 18 und der ersten Endscheibe 19 verpresst oder eingeklemmt ist. Dabei ist zwischen der Gegenfläche 34 und dem Basisabschnitt 36 der Filterelementadapterplatte 18 ein kleiner Spalt vorgesehen, so dass das Dichtelement 28 stets verpresst ist. Hierdurch wird eine fluiddichte Abdichtung zwischen der ersten Endscheibe 19 und der Filterelementadapterplatte 18 erreicht.
Aufgrund der an dem Filterelement 14 vorgesehenen Befestigungselemente 25 bis 27 sowie der dazu korrespondierenden Aufnahmeöffnungen 41 bis 43 der Anschlussöffnungen 37 bis 40 der Filterelementadapterplatte 18 können die Filterelemente 14 schnell montiert und demontiert werden. Aufgrund der unsymmetrischen Anordnung der Befestigungselemente 25 bis 27 sowie der Aufnahmeöffnungen 41 bis 43 ergibt sich ein Schlüssel-Schloss-System, wodurch nicht geeignete Filterelemente nicht an der Filterelementadapterplatte 18 montiert werden können. Mit Hilfe der Filteranordnung 12 kann mit mehreren einzelnen Filterelementen 14 und der Filterelementadapterplatte 18 ein großes und schwer zu handhabendes konventionelles Filterelement ersetzt werden. Mit Hilfe des verpressten Dichtelements 28 ist eine zuverlässige Abdichtung des jeweiligen Filterelements 14 gegenüber der Filterelementadapterplatte 18 gewährleistet.
Bezugszeichenliste

1: Fluidabscheider
2: Druckluftkessel
3: Wandung
4: Fluideinlass
5: Boden
6: Fluidauslass
7: Verbindungsflansch
8: Deckel
9: Bohrung
10: Gewindebohrung
11: Fluidauslass
12: Filteranordnung
13: Filtergehäuse
14: Filterelement
15: Wandung
16: Verbindungsflansch
17: Bohrung
18: Filterelementadapterplatte
19: Endscheibe
20: Endscheibe
21: Filtermedium
22: Handgriff
23: Fluideinströmöffnung
24: Innenraum
25: Befestigungselement
26: Befestigungselement
27: Befestigungselement
28: Dichtelement
29: Verbindungsabschnitt
30: Aufnahmebereich
31: Montageabschnitt
32: Nut
33: Kontaktfläche
34: Gegenfläche
35: Befestigungsabschnitt
36: Basisabschnitt
37: Anschlussöffnung
38: Anschlussöffnung
39: Anschlussöffnung
40: Anschlussöffnung
41: Aufnahmeöffnung
42: Aufnahmeöffnung
43: Aufnahmeöffnung
44: Verdrehschutz
45: Verdrehschutz
a: Abstand
b25: Breite
b26: Breite
b27: Breite
b41: Breite
b42: Breite
b43: Breite
d14: Durchmesser
d23: Durchmesser
d35: Durchmesser
d40: Durchmesser
F1: Fluid
F2: Fluid
F3: Fluid
g: Schwerkraftrichtung
h14: Höhe
h35: Höhe
M: Symmetrieachse
RL: Reinseite
RO: Rohseite
Z1: Ausgangszustand
Z2: Endzustand
α1: Winkel
α2: Winkel
β1: Winkel
β2: Winkel
γ1: Winkel
γ2: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0695572 A2 [0003]

Claims

Ölabscheiderelement, mit einer ersten Endscheibe (19), einer zweiten Endscheibe (20) und einem zwischen der ersten Endscheibe (19) und der zweiten Endscheibe (20) angeordneten Filtermedium (21), wobei die erste Endscheibe (19) eine Fluideinströmöffnung (23) und zumindest drei ungleichmäßig um die Fluideinströmöffnung (23) herum verteilt angeordnete Befestigungselemente (25 - 27) zum formschlüssigen Hintergreifen einer Filterelementadapterplatte (18) aufweist.
Ölabscheiderelement nach Anspruch 1, wobei die Befestigungselemente (25 - 27) im Querschnitt jeweils C-förmig sind.
Ölabscheiderelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Endscheibe (19) ein erstes Befestigungselement (25), ein zweites Befestigungselement (26) und ein drittes Befestigungselement (27) aufweist, und wobei sich ein zwischen dem ersten Befestigungselement (25) und dem zweiten Befestigungselement (26) vorgesehener erster Winkel (α1) von einem zwischen dem zweiten Befestigungselement (26) und dem dritten Befestigungselement (27) vorgesehenen zweiten Winkel (β1) und/oder von einem zwischen dem dritten Befestigungselement (27) und dem ersten Befestigungselement (25) vorgesehenen dritten Winkel (γ1) unterscheidet.
Ölabscheiderelement nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die Befestigungselemente (25 - 27) jeweils eine kugelkalottenförmige Kontaktfläche (33) zum Kontaktieren der Filterelementadapterplatte (18) aufweisen.
Ölabscheiderelement nach einem der Ansprüche 1-4, wobei in der ersten Endscheibe (19) ein elastisch verformbares Dichtelement (28), insbesondere ein O-Ring, aufgenommen ist.
Ölabscheiderelement nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die zweite Endscheibe (20) einen Handgriff (22) zum Handhaben des Ölabscheiderelements (14) aufweist.
Ölabscheideranordnung (12), mit einem Ölabscheiderelement (14) nach einem der Ansprüche 1-6 und einer Filterelementadapterplatte (18), wobei die Befestigungselemente (25 - 27) des Ölabscheiderelements (14) die Filterelementadapterplatte (18) formschlüssig hintergreifen.
Ölabscheideranordnung nach Anspruch 7, wobei die Filterelementadapterplatte (18) eine zu der Fluideinströmöffnung (23) des Ölabscheiderelements (14) korrespondierende Anschlussöffnung (37 - 40) aufweist, und wobei die Filterelementadapterplatte (18) zumindest drei zu den Befestigungselementen (25 - 27) des Ölabscheiderelements (14) korrespondierende Aufnahmeöffnungen (41 - 43) aufweist, die ungleichmäßig um die Anschlussöffnung (37 - 40) herum verteilt angeordnet sind.
Ölabscheideranordnung nach Anspruch 8, wobei die Befestigungselemente (25 - 27) des Ölabscheiderelements (14) und die Aufnahmeöffnungen (41 - 43) der Filterelementadapterplatte (18) so angeordnet sind, dass bei einem Verbringen der Filteranordnung (12) von einem Ausgangszustand (Z1), in dem das Ölabscheiderelement (14) von der Filterelementadapterplatte (18) getrennt ist, in einen Endzustand (Z2), in dem das Ölabscheiderelement (14) formschlüssig mit der Filterelementadapterplatte (18) verbunden ist, die Befestigungselemente (25 - 27) die Filterelementadapterplatte (18) zeitlich versetzt formschlüssig hintergreifen.
Ölabscheideranordnung nach Anspruch 9, wobei die Filterelementadapterplatte (18) zumindest einen Verdrehschutz (44) aufweist, an dem in dem Endzustand (Z2) zumindest eines der Befestigungselemente (25 - 27) anliegt.