DE10207633A1

DE10207633A1 - Filter

Info

Publication number: DE10207633A1
Application number: DE10207633A
Authority: DE
Inventors: Thomas Schaefer; Ulrich Eppensteiner
Original assignee: K & H Eppensteiner Filter GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2003-09-11
Anticipated expiration: 2022-02-23
Also published as: DE10207633B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf folgende Merkmale: DOLLAR A a) Der Filter 2 zum Abtrennen von festen Teilchen aus Flüssigkeiten besteht aus mindestens einem ersten Filterelement 3 und mindestens einem zweiten Filterelement 11, DOLLAR A b) ein Filtertankgehäuse 10 weist eine Zulaufeinrichtung 6 und eine Ablaufeinrichtung 8 mit einer Öffnung 5 zu einem Sammelbehälter oder zu einem Aggregat auf, DOLLAR A c) zwischen der Zulaufeinrichtung 6 und der Öffnung 5 sind die Filterelemente 3, 11 in das Filtertankgehäuse 10 einsetzbar, DOLLAR A d) der Abstand zwischen den Filteroberflächen 16, 17 der beiden Filterelemente 3, 11 ist so groß, daß die Öffnungen 27 des ersten Filterelements 3 die Öffnungen des zweiten Filterelements 11 nicht verdecken und/oder die Abstände zwischen den Filteroberflächen 16, 17 der beiden Filterelemente 3, 11 sind unterschiedlich groß.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Filter zum Abtrennen von festen Teilchen, der aus mindestens einem Filterelement besteht und in ein Filtertankgehäuse einsetzbar ist.
Es sind allgemein Filterelemente bekannt, die im Maschinenbau oder in der Getriebetechnik bzw. im Fahrzeugbau eingesetzt werden und aus mindestens einem Filterelement bestehen, mittels dessen Verunreinigungen beziehungsweise feste Bestandteile aus dem Fluidmedium herausgefiltert werden können. Hierzu wird das Filterelement zwischen einer Auslassöffnung einer Förderpumpe und einer Einlassöffnung eines Sammelbehälters eingesetzt. Das Filterelement sitzt hierzu in einem Filtertankgehäuse und kann nach Verunreinigung aus diesem entfernt werden. Durch Herausnehmen des Filterelements aus dem Filtertankgehäuse wird auch die Auslassöffnung, über der das Filterelement vorgesehen ist, freigegeben, so dass die im Filtergehäuse verbleibenden Schmutzreste über das Filtergehäuse und die Auslassöffnung in den Sammelbehälter ablaufen können.
Es ist ferner ein Filter zum Abtrennen von festen Teilchen aus Flüssigkeit mit Hilfe von Filtermitteln bekannt (DE 197 29 740 C1), wobei der Filter aus folgenden Merkmalen gebildet ist: Die Filtermittel sind in einem Filtergehäuse untergebracht, das Filtergehäuse ist über eine lösbare Verbindung mit einem Filteroberteil verbunden, mit dem Filtergehäuse ist ein Form- und/oder Kraftschlusselement fest oder einteilig verbunden, der Gehäuseflansch weist ein nach oben gerichtetes Formstück auf, an das sich ein nach oben offenes Vertiefungsteil anschließt, wobei das obere Ende des Filtergehäuses um das Formstück herumgelegt und in das Vertiefungsteil eingepasst ist und das Ende des Filtergehäuses bis an die Oberfläche des Gehäuseflansches reicht. Mit einer derartigen Vorrichtung kann das Stützgehäuse sowie das Filterelement insgesamt entnommen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vorkehrung zu treffen, dass bei Auswechseln des Filterelements keine Verunreinigungen oder Teilchen, die in dem zu reinigenden Medium enthalten sind über die Auslassöffnung in einen Sammelbehälter gelangen, in dem gefiltertes Fluidmedium bzw. Öl enthalten ist.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch folgende Merkmale:

a) der Filter zum Abtrennen von festen Teilchen aus Flüssigkeiten besteht aus mindestens einem ersten Filterelement und mindestens einem zweiten Filterelement;
b) ein Filtertankgehäuse weist eine Zulaufeinrichtung und eine Ablaufeinrichtung mit einer Öffnung zu einem Sammelbehälter oder zu einem Aggregat auf;
c) zwischen der Zulaufeinrichtung und der Öffnung sind die Filterelemente in das Filtertankgehäuse einsetzbar;
d) der Abstand zwischen den Filteroberflächen der beiden Filterelemente ist so groß, dass die Öffnungen des ersten Filterelements die Öffnungen des zweiten Filterelements nicht verdecken und/oder die Abstände zwischen den Filteroberflächen der beiden Filterelemente sind unterschiedlich groß.

Vorteilhaft ist es hierzu, dass das eine Filterelement zylinderförmig ausgebildet und auf das zweite Filterelement aufsetzbar ist.
Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass zwischen den Außenoberflächen des ersten und zweiten Filterelements ein Öffnungswinkel α eingeschlossen ist, der mindestens 0,5° in vorteilhafter Weise zwischen 1° und 40° groß ist.
Ferner ist es vorteilhaft, dass sich das zweite Filterelement in einer Richtung mit Bezug auf den Querschnitt verjüngt und/oder zylinderförmig, kugelförmig, ballig, pyramidenförmig oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet ist.
Vorteilhaft ist es auch, dass der Filter zum Abtrennen von festen Teilchen aus Flüssigkeiten mit Hilfe von mindestens einem Filterelement folgende Merkmale aufweist:

a) der Filter zum Abtrennen von festen Teilchen aus Flüssigkeiten besteht aus mindestens einem ersten Filterelement und mindestens einem zweiten Filterelement,
b) das Filtertankgehäuse weist eine Zulaufeinrichtung und eine Ablaufeinrichtung mit einer Öffnung zu einem Sammelbehälter oder zu einem Aggregat auf,
c) zwischen der Zulaufeinrichtung und der Öffnung sind die Filterelemente in das Filtertankgehäuse einsetzbar,
d) im oberen Bereich ist ein Bypassventil mit einem gegen die Wirkung einer Feder verstellbaren Dichtelement vorgesehen,
e) das Dichtelement weist ein oder mehrere Führungselemente auf, die sich in etwa parallel zur Mittelachse des ersten und/oder zweiten Filterelements erstrecken und kürzer sind als die Gesamtlänge der Feder.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass das zweite Filterelement und das Bypassventil im Innenraum des ersten Filterelements angeordnet sind.
Durch die Verwendung eines zweiten Filterelements, das innerhalb des Innenraums des ersten Filterelements eingebracht werden kann, wird auf kostengünstige Weise eine Verschlusseinrichtung geschaffen, die verhindert, dass nach Entfernen des ersten Filterelements Schmutzpartikel mit der zu reinigenden Flüssigkeit, beispielsweise mit dem Öl, in den Sammelbehälter gelangen, in dem sich bereits gereinigtes Öl befindet. Ferner wird dadurch verhindert, dass größere Schmutzpartikel, beispielsweise Metallteile, in den Sammelbehälter gelangen, die dann zur Beschädigung von Aggregaten führen können, die aus dem Sammelbehälter mit gereinigtem Öl bzw. Schmieröl versorgt werden sollen.
Da die Oberfläche des zweiten Filterelements einen geringfügigen Abstand zur Innenoberfläche des ersten Filterelements aufweist, können die einzelnen Öffnungen des zweiten Filterelements nicht durch die Öffnungen des ersten Filterelements verdeckt werden, so dass Druckverluste bei Einsatz beider Filterelemente kleingehalten werden können. Dies wird in vorteilhafter Weise auch dadurch erreicht, dass der Abstand zwischen der Außenoberfläche des zweiten Filterelements mit Bezug auf die Innenoberfläche des ersten Filterelements zumindest so groß ist, dass auch im unteren Bereich des Filterelements ausreichender Durchfluss des Flüssigkeitsmediums durch die Öffnungen des zweiten Filterelements sichergestellt wird, ohne dass dabei größere Öldruckverluste auftreten. Die Oberfläche des zweiten Filterelements kann verschiedenartig ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Oberfläche des zweiten Filterelements ballig geformt ist, so dass sich das Filterelement durch einen einfachen Pressverformungsvorgang herstellen lässt. Es sind auch andere Formgebungen des zweiten Filterelements möglich. Beispielsweise kann in vorteilhafter Weise das zweite Filterelement pyramidenstumpfförmig oder pyramidenförmig ausgebildet sein. Die Herstellung eines derartigen Filterelements ist jedoch gegenüber der balligen Ausbildung teurer. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn das Filterelement aus einem Spritzgussteil hergestellt wird, beispielsweise aus Kunststoff.
Nach einer längeren Standzeit kann sich ein Teil der Poren des zweiten Filterelements zusetzen. Um eine Beschädigung des Filtergehäuses zu vermeiden, ist im oberen Bereich des zweiten Filterelements ein Bypassventil vorgesehen, das ein gegen die Wirkung mindestens einer Feder verstellbares Dichtelement aufweist. Das Dichtelement kann in vorteilhafter Weise über ein oder mehrere seitlich angeordnete Führungselemente axial geführt werden, so dass ein Verkanten des Dichtelements vermieden wird. Die einzelnen Führungselemente können sich in Axialrichtung der Längsmittelachse des Filterelements bzw. der Feder erstrecken und mit einem gleichmäßigen Abstand am Außenumfang des Dichtelements vorgesehen werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 ein Filterelement in der Seitenansicht, das aus dem Filtergehäuse herausgenommen ist,
Fig. 2 ein Bypassventil, das im oberen Bereich des Filterelements vorgesehen ist,
Fig. 3 ein zweites Filterelement, das innerhalb des ersten Filterelements gemäß Fig. 4 eingesetzt werden kann,
Fig. 4 die beiden Filterelemente im Schnitt,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Filteranlage mit den zugehörigen Filtergehäusen.
In der Zeichnung ist mit 2 ein Filter bezeichnet, der zum Filtern von Verunreinigung von beispielsweise festen Teilchen aus Flüssigkeit bzw. aus Öl mit Hilfe von Filterelementen bzw. eines ersten Filterelements dient. Der Filter kann als Papierfilter ausgebildet und zwischen zwei Stützkörben 17.1 und 17.2 in einem Filtertankgehäuse 10 angeordnet sein.
Der Filter 2 weist an seinem Filteroberteil 13 zum Anschluss einer Zulaufleitung 6 einen Einlaufstutzen 1 auf. Die Zulaufleitung 6 steht mit einem Sammelbehälter 7 in Verbindung, der zur Aufnahme eines Flüssigkeitsmediums, beispielsweise Öl, dient. Der Sammelbehälter 7 kann beispielsweise oberhalb des Filterelements jedoch auch an jeder andere Stelle vorgesehen sein.
Der Filter 2 bzw. das Filteroberteil ist ferner mit einer an einen Anschlussstutzen angeschlossenen Auslassleitung 8 versehen, über die das Öl in gereinigtem Zustand zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten Gerät oder Aggregat geleitet wird. Der Verlauf des Öls ist in der Zeichnung durch einen Pfeil 29 schematisch angedeutet. Zwischen dem Filter 2 und dem in der Zeichnung nicht dargestellten Gerät ist eine Pumpe 30 vorgesehen, die dafür sorgt, dass das Öl aus dem Sammelbehälter 7 zum Gerät gelangt.
Es ist auch möglich, dass der Ablaufstutzen an anderer Stelle, beispielsweise am unteren Ende des Gehäuses 10, vorgesehen ist. Das Gehäuse 10 kann auch oberhalb des Sammelbehälters vorgesehen sein, wobei das gereinigte Öl beispielsweise über eine Auslassöffnung 5 gemäß Fig. 3 in den Sammelbehälter abfließt.
In der Zeichnung ist ein erstes Filterelement 3 im Schnitt veranschaulicht. Das Filterelement 3 besteht aus dem äußeren Stützkorb 17.1 und dem inneren Stützkorb 17.2, zwischen dem beispielsweise ein Papierfilter 17.3 eingebracht ist. Das Filterelement 3 befindet sich, wie aus Fig. 5 hervorgeht, in dem Filtergehäuse 10.
In Fig. 4 ist das Filterelement 3 mit dem Gehäuse 10 und einem zweiten Filterelement 11 in einer Explosionsdarstellung dargestellt.
Das Filterelement 3 wird in eingebautem Zustand mit seiner Unterseite 23 und in einer in der Zeichnung nicht dargestellten Dichtung auf einen Flansch 24 des zweiten Filterelements 11 gesetzt, so dass sichergestellt wird, dass das zu reinigende Medium über die Leitung 6 gemäß Pfeil durch das Filterelement 3 dringt und dann über das zweite Filterelement 11 und die Öffnung 5 in den Sammelbehälter 7 gelangt.
Soll beispielsweise das Filterelement 3 ausgewechselt werden, so kann es über eine obere Öffnung 25 des Filtertankgehäuses 10 nach Entfernen eines Flansches 26 und des Filteroberteils 13 herausgenommen werden. Dabei gibt das Filterelement 3 das zweite Filterelement 11 frei. Da das zweite Filterelement die Öffnung 5 verschließt, können keine größeren Verunreinigungen bzw. auch keine festen Bestandteile, wie Metallteile, in den Sammelbehälter 7 abfließen.
Die Auslassöffnung 5 kann gemäß Fig. 5 auch im Bereich eines unteren Bodens 12 vorgesehen werden, wenn die Zu- und Abläufe anders verlegt werden.
In der Zeichnung ist in Fig. 3 das zweite Filterelement 11 vorgesehen, das aus einer Halbkugel 11.1 besteht, in der zahlreiche Öffnungen 27 vorgesehen sind. Diese Öffnungen 27 sind gleich groß oder kleiner als die Öffnungen 27 in dem ersten Filterelement 3.
Die Halbkugel bzw. Kugelkalotte 11.1 ist nach unten hin geöffnet und an einen Rohrstutzen 28 angeschlossen, der mit dem Flansch 24 fest verbunden ist. Der Flansch 24 weist die Öffnung 5 auf, die über einer in der Zeichnung nicht dargestellten Öffnung des Sammelbehälters 7 liegt. Das Fluidmedium kann also, wenn das Filterelement 3 gemäß Fig. 4 abgehoben ist, über das zweite Filterelement 11 und die Öffnung 5 in den Sammelbehälter 7 abfließen. Das Filterelement 3 lässt sich über in der Zeichnung nicht dargestellte Schraubenbolzen mit dem Filtertankgehäuse 10 oder dem Sammelbehälter 7 lösbar verbinden. Der Durchmesser D2 des Rohrstutzens 28 ist etwas größer als der Durchmesser D1 der Halbkugel oder der Kugelkalotte 11.1.
Der Winkel α zwischen einer Außenoberfläche 16 der Halbkugel 11.1 und einer Verlängerungslinie 33 des Stutzens 28beträgt zwischen 0,5° und 45° bzw. 10° und 30°, im Ausführungsbeispiel ca. 20°.
Ist beispielsweise anstelle der Kugelkalotte 11.1 ein zylindrisches Filterteil vorgesehen, so muss ein ausreichender Abstand zwischen der Außenoberfläche 16 des zweiten Filterelements 11 und der Innenoberfläche des ersten Filterelements 3 vorgesehen werden. In vorteilhafter Weise ist jedoch das zweite Filterelement 11 als Kalotte 11.1 ausgebildet, da sich dadurch die Sieboberfläche vergrößert und Druckverluste beim Filtervorgang vermieden werden.
Treten beispielsweise Verstopfungen aufgrund von Verunreinigungen in den Filterelementen auf, so kann das Druckmedium über ein Bypassventil 18 abfließen, Fig. 2. Das Bypassventil 18 ist hierzu im oberen Bereich mit einem verstellbaren Dichtelement 20 versehen, das gegen die Wirkung einer zylindrischen Feder 19 verstellbar ist. Das Dichtelement 20 liegt innerhalb einer zylindrischen Öffnung eines Rohrstutzens 31. Am Außenumfang des Dichtelements 20 befinden sich ein oder mehrere mit gleichmäßigem Abstand verteilte Führungselemente 21, die in dem Rohrstutzen 31 der vorgesehenen Nuten geführt werden und ein exaktes Verstellen des Dichtelements 20 zwischen seiner Offen- und seiner Schließstellung bewirken.
Ferner wird durch die Länge der Führungselemente 21, die kleiner als die Feder 19 sind, sichergestellt, dass ein zu weites Verstellen des Dichtelements 20 in das Innere des Rohrstutzen 31 nicht erfolgt, d. h. hierdurch kann auch die Größe des Öffnungsspalts des Bypassventils gesteuert werden. Ferner ist es möglich, dass der obere Teil des Rohrstutzens 31 zur verschiebbaren Aufnahme des Dichtelements 20 einen Führungskanal 32 aufweist, der auch die Bewegung des Dichtelements 20 nach unten in die Öffnungsstellung begrenzen kann. Bezugszeichenliste 1 Einlaufstutzen
2 Filter
3 erstes Filterelement
5 Öffnung, Auslassöffnung
6 Zulaufeinrichtung
7 Sammelbehälter
8 Ablaufleitung, Auslassleitung
10 Filtertankgehäuse
11 zweites Filterelement
11.1 Halbkugel, Kugelkalotte
12 Boden
13 Filteroberteil
16 Außenoberfläche
17 Außenoberfläche
17.1 äußerer Stützkorb
17.2 innerer Stützkorb
17.3 Papierfilter
18 Bypassventil
19 Feder
20 Dichtelement
21 Führungselement
22 Mittelachse
23 Unterseite
24 Flansch
25 Öffnung
26 Flansch
27 Öffnung
28 Rohrstutzen
29 Pfeil
30 Pumpe
31 Rohrstutzen
32 Führungskanal
33 Verlängerungslinie

Claims

1. Filter (2) zum Abtrennen von festen Teilchen aus Flüssigkeiten mit Hilfe von mindestens einem Filterelement (3), mit folgenden Merkmalen:

a) der Filter (2) zum Abtrennen von festen Teilchen aus Flüssigkeiten besteht aus mindestens einem ersten Filterelement (3) und mindestens einem zweiten Filterelement (11),

b) ein Filtertankgehäuse (10) weist eine Zulaufeinrichtung (6) und eine Ablaufeinrichtung (8) mit einer Öffnung (5) zu einem Sammelbehälter oder zu einem Aggregat auf,

c) zwischen der Zulaufeinrichtung (6) und der Öffnung (5) sind die Filterelemente (3, 11) in das Filtertankgehäuse (10) einsetzbar,

d) der Abstand zwischen den Filteroberflächen (16, 17) der beiden Filterelemente (3, 11) ist so groß, dass die Öffnungen (27) des ersten Filterelements (3) die Öffnungen des zweiten Filterelements (11) nicht verdecken und/oder die Abstände zwischen den Filteroberflächen (16, 17) der beiden Filterelemente (3, 11) sind unterschiedlich groß.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Filterelement (3) zylinderförmig ausgebildet und auf das zweite Filterelement (11) aufsetzbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Außenoberflächen (16, 17) des ersten und zweiten Filterelements (3, 11) ein Öffnungswinkel α eingeschlossen ist, der mindestens 0,5° in vorteilhafter Weise zwischen 1° und 40° groß ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das zweite Filterelement (11) in einer Richtung mit Bezug auf den Querschnitt verjüngt und/oder zylinderförmig, kugelförmig, ballig, pyramidenförmig oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet ist.

5. Filter (2) zum Abtrennen von festen Teilchen aus Flüssigkeiten mit Hilfe von mindestens einem Filterelement (3), mit folgenden Merkmalen.

b) das Filtertankgehäuse (10) weist eine Zulaufeinrichtung (6) und eine Ablaufeinrichtung (8) mit einer Öffnung (5) zu einem Sammelbehälter oder zu einem Aggregat auf,

d) im oberen Bereich ist ein Bypassventil (18) mit einem gegen die Wirkung einer Feder (19) verstellbaren Dichtelement (20) vorgesehen,

e) das Dichtelement (20) weist ein oder mehrere Führungselemente (21) auf, die sich in etwa parallel zur Mittelachse (22) des ersten und/oder zweiten Filterelements (3, 11) erstrecken und kürzer sind als die Gesamtlänge der Feder (19).

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Filterelement (11) und das Bypassventil (18) im Innenraum des ersten Filterelements (3) angeordnet sind.