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Zweistufiges Flüssigkeitsfilter Die Erfindung betrifft ein zweistufiges
Flüssigkeitsfilter, bei welchem einem aus mehreren übereinanderliegenden Kreisflächenfilterelementen
bestehenden Filterstapel ein als Feinfilter wirkendes, aus einem schmalen, mit Spannung
auf eine Filterkörpertrommel aufgewickelten Siebband bestehendes Siebspulenfilter
nachgeschaltet ist und beide Filter konzentrisch in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet
sind. Bei einem bekannten zweistufigen Flüssigkeitsfilter dieser Bauart, das für
die verschiedensten Filterzwecke u. a. zum Filtern von Motorschmieröl benutzt wird,
sind Spulenfilter und Kreisfiächenfilterelemente in einem Gehäuse axial hintereinander
bzw. übereinander angeordnet. Die übereinanderliegende Anordnung dieser Vor- und
Feinfilter, die nicht nur einen großen Materialaufwand für das Gehäuse, sondern
auch eine große Bauhöhe bedingt, ist in vielen praktischen Fällen, insbesondere
bei für Fahrzeugmotoren bestimmten Filtern untragbar. Bei dieser bekannten Bauart
ist ferner die Spulenfilterfläche im Verhältnis zu den Kreisflä chenfilterelementen
zu klein, so daß rasch eine Verstopfung des als Feinfilter wirkenden Spulenfilters
eintritt, also dieses zweistufige Filter zwecks Reinigung öfters auseinandergenommen
werden muß. Das bekannte zweistufige Filter hat ferner den Mangel, daß bei kalter
Flüssigkeit, bzw. bei kaltem Öl, ein zu großer Druckabfall vorhanden ist, da die
Filterflächen der Kreisflächenfilter und der Spulenfilter zu klein sind.
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Es sind weiterhin andere zweistufige Filter bekannt, bei denen Vor-
und Feinfilter konzentrisch ineinander angeordnet sind, wobei sich das Vorfilter
außen und das Feinfilter innen befindet. Diese zylindrischen Filterelemente werden
radial beaufschlagt, bzw. radial von außen nach innen in gleicher Richtung durchströmt.
Bei diesen bekannten zweistufigen Filtern wurde bisher als Filtermaterial Filz,
Papier, Watte, Gewebe, Asbest oder auch Filterstein verwendet. Es handelt sich also
hier um Filterelemente, die nur eine kurze, bzw. einmalige Benutzung gestatten und
daher häufig ersetzt werden müssen. Diese Filterelemente haben neben dem Nachteil,
daß sie verhältnismäßig schnell verstopfen den weiteren Mangel, daß sich Filz-,
Papier- oder Gewebefasern aus den Filtern loslösen und mit in die gefilterte Flüssigkeit
gelangen. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Filter ist es, daß die Vorfilter
außen und das Feinfilter innen angeordnet ist. Dadurch sind die Filterflächen beider
Filter verhältnismäßig klein, besonders die des innenliegenden Feinfilters, so daß
dieses Filter verhältnismäßig oft ausgewechselt werden muß, da eine Reinigung praktisch
unmöglich ist.
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Zur Beseitigung der vorerwähnten Mängel bei einem Filter der erstgenannten
Bauart umschließt nach der Erfindung das Feinfilter in Abstand den Stapel der Krei
sflächenfilterelemente und zwischen Feinfilter und
Filterstapel ist eine zylindrische
Trennwand derart angeordnet, daß die aus dem Filterstapel austretende vorgefilterte
Flüssigkeit auf die Außenseite des Feinfilters geführt und das Filtrat zwischen
dem Feinfilter und dem Filterstapel abgeleitet wird. Bei dieser neuen Bauart ergibt
sich eine verhältnismäßig geringe Bauhöhe, d. h., daß bei einem verhältnismäßig
kleinen und niedrigen Filtergehäuse eine maximal große Filterfläche untergebracht
werden kann. Die Filterfläche des außenliegenden Feinfilters erstreckt sich nahezu
über die ganze Höhe des Gehäuses. Sehr wesentlich hierbei ist, daß das Feinfilter
außen liegt und nicht nur infolge seiner Gesamthöhe, sondern auch infolge seines
großen Durchmessers im Verhältnis zu den innenliegenden Kreisflächenfiltern eine
relativ große Filterfläche aufweist. Gegenüber den zylindrischen radial beaufschlagten
bisher bekannten Filtern haben die Kreisflächenfilter in Form eines Filterstapels
eine wesentlich größere Filterfläche. Es gelingt nun dank der erfindungsgemäßen
Anordnung des außenliegenden Feinfilters, eine Feinfilterfläche zu schaffen, die
etwa 60 bis 700/0 der Kreisfilterfläche beträgt. Damit wird erstmalig erreicht,
daß die Verschmutzung des Vorfilter und des Feinfilters praktisch gleich groß ist,
so daß eine wesentlich größere Betriebsdauer erreicht wird und das Filter verhältnismäßig
selten zur Reinigung ausgebaut werden muß. Das Wesentliche der Erfindung ist auch
die zwischen Filterstapel und Feinfilter eingesetzte zylindrische Zwischenwand.
Durch diese Zwischenwand wird erreicht, daß die vorgefilterte, aus den Kreisflächenfiltern
austretende Flüssigkeit auf die Außenseite des Feinfilters geführt wird. Diese Bauart
ermöglicht es, bei einem zweistufigen Filter als Feinfilter die bekannten Siebspulenfilter
zu verwenden, bei denen ein schmales Siebband mit mehreren Windungen und mit Spannung
auf eine Filterkörpertrommel gewickelt
ist. Diese Bauart håt auch
den Vorteil, daß der Druckabfall bei kalter Flüssigkeit, bzw. kaltem Öl, wesentlich
geringer ist als bei den bisher bekannten Filtern, da die Filterflächen sowohl des
Vor- als auch des Feinfilters bei gleicher Bauhöhe gegenüber den bisher bekannten
Filtern wesentlich vergrößert worden sind.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein zweistufiges Flüssigkeitsfilter,
Fig. 2 die Aufsicht auf dieses Filter in kleinem Maßstab.
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In der Zeichnung ist mit 1 ein zylindrisches Filtergehäuse und mit
2 dessen Deckel bezeichnet. Bei 3 ist ein Flansch angedeutet, der zur Befestigung
des Gehäuses dient. 4 ist der Zuflußkanal für die zu filternde Flüssigkeit und 5
der Abflußkanal für die gefilterte Flüssigkeit. Nach der Zeichnung sind übereinanderliegende,
auf einem Bolzen 6 aufgereihte Kreisflächenfilterelemente7 vorgesehen. Jedes Element
weist zwei kreisförmige Filtersiebe 8 åuf und einen äußeren Ring9, mit dem die Elemente
dicht aufeinanderliegen und, wie aus der Zeichnung ersichtlich, einen zylindrischen
Stapel bilden. Dieser Stapel wird von einem Siebspulenfilter umschlossen, das bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus mehreren, übereinander angeordneten und durch
Verschraubung od. dgl. dicht zusammengepreßten Spulenfiltern 30 besteht, deren Breite
b wesentlich geringer ist als deren Durchmesser.
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Mit 11 ist ein trommelförmiger Spulenkörper bezeichnet, der eine Mehrzahl
von ringförmigen Durchflußöffnungen 12 aufweist. Auf diesen Spulenkörper ist mit
größerer Spannung und in mehreren Lagen ein Siebband 13 gewickelt, so daß die Siebbandwindungen
an allen Stellen mit gleichmäßiger Flächenpressung aufeinanderliegen und damit eine
sehr feine Filterung erzieIt wird.
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In der Zeichnung ist in dem zwischen Spulenfilter 30 und dem Filterstapel
9 vorhandenen ringförmigen Raum eine zylindrische Trennwand 14 angeordnet.
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Diese ist vorgesehen, um die Filterräume abzutrennen und um die zu
filternde Flüssigkeit in der durch Pfeile angedeuteten Richtung durch Vorfilter
und Feinfilter zu führen.
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Aus den Zeichnungen geht hervor, daß es bei der neuen Bauart möglich
ist, eine verhältnismäßig große Spulenfilterfläche bei geringer Bauhöhe des gesamten
Filters unterzubringen. Vorteilhaft beträgt die Bruttospulenfilterfläche etwa 60-70
e/o der Bruttokreisscheibenfilterfläche. Die Erfahrung hat gezeigt, daß bei dieser
Bemessung im Vorfilter und im nachgeschalteten Feinfilter annähernd die gleiche
Verschmutzung eintritt, also dann beide Filter gleiche Betriebszeit haben.
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Bei der gezeigten Ausführung ist eine im Gehäuse 1 zentrisch eingesetzte,
zweckmäßig zweiteilige Lagerbüchse 15 a, 15 b vorgesehen, durch welche die Flüssigkeit
den Kreisflächenfiltern 7, 8 zuströmt und die drei übereinander angeordnete Flansche
16, 17 und 18 mit verschiedenem Durchmesser aufweist. Der obere, innere Flansch
16 dient zur Lagerung der parallel geschalteten Filterelemente7 bis 9, und der mittlere
Flansch 17 zum Festschrauben der Zylindertrennwand 14, während der untere Flansch
18 zur Lagerung der Spulenfilter 30 dient, die mit einer auf den Zylinder 14 aufgeschraubten
Mutter 19 zusammengepreßt werden.
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Die zweiteilige Lagerbüchse besteht aus dem Hauptteil 15 cd mit dem
unteren Flansch 18 und einem aufgeschraubten Lagerring 15 b, an welchem der obere
Flansch 16 und der mittlere Flansch 17 vorgesehen
sind. Dieser Lagerring 15 b besitzt
eine Durchflußöftnung 20 für die vorgefilterte Flüssigkeit, und es ist ein auf dem
Hauptteil 15 ci axial verschiebbarer und mit einer Schraubenfeder 21 von unten gegen
den Lagerring 15b gedrückter Ventilring 22 vorgesehen, der mit dem Lagerring ein
Spaltfilter bildet. Bei stärkerer Verschmutzung der Spulenfilter 30 steigt der Öldruck,
so daß der Ventilring 22 etwas abgehoben wird bei 23 ein feiner Ringspalt entsteht,
der als parallel geschaltetes Filter wirkt und der das nicht durch die Spulenfilter
30 gelangende Öl hindurchläßt. In gleicher Weise ist auch zwischen dem Kreisfilterstapel
9 und dem mit einer Schraubenfeder24 aufgepreßten Ventilteller 25 bei 26 ein Spaltfilter
vorgesehen, das ebenfalls parallel geschaltet ist und bei einer zu starken Verschmutzung
der Kreisflächenfilter 8 zur Wirkung kommt. Diese Bauart eines als Spaltfilter wirkenden
Nebenstromventils ist an sich bekannt, doch mit seinen Vorteilen bei dem erfindungsgemäßen
zweistufigen Filter anwendbar. Die auf dem Bolzen 6 aufgereihten Kreisflächenfilter
7 bis 9 werden mit einer auf den Bolzen aufschraubbaren Mutter 27 zusammengepreßt.
Das über diese Mutter vorstehende Bolzenende weist einen Schlitz 28 od. dgl. zum
Herausschrauben des Bolzens 6 auf. Die Lagerbüchse 15a besitzt eine auf dem Bolzen
6 verschiebbare Nabe 29, und es ist im Lagerbolzen unterhalb dieser Nahe einAnschlagstift31
od. dgl. vorgesehen. Nach dem Abnehmen des Gehäusedeckels 2 zusammen mit Ventilteller
25 und nach Lockern der Mutter 27 kann mit einem Schraubenzieher der Bolzen 6 aus
dem Gehäuseteil 1 a herausgeschraubt werden.
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Bei Hochheben des Lagerbolzens legt sich der Anschlagstift 31 gegen
die Nabe 29, so daß damit das gesamte Filteraggregat 15 cd, 15 b, 7 bis 9 und 30
aus dem Gehäuse 1 herausgehoben werden kann.
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PATENTANSPRßCHE: 1. Zweistufiges Flüssigkeitsfilter, bei welchem
einem aus mehreren übereinanderliegenden Kreisflächenfilterelementen bestehenden
Filterstap el ein als Feinfilter wirkendes, aus einem schmalen, mit Spannung auf
eine Filterkörpertrommel aufgewickelten Siebband bestehendes Siebspulenfilter nachgeschaltet
ist und beide Filter konzentrisch in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß das Feinfilter (30) in Abstand den Stapel der Kreisflächenfilterelemente
(9) umschließt, und zwischen Feinfilter (30) und Filterstapel (9) eine zylindrische
Trennwand (14) derart angeordnet ist, daß die aus dem Filterstapel (9) austretende
vorgefilterte Flüssigkeit auf die Außenseite des Feinfilters (30) geführt und das
Filtrat zwischen dem Feinfilter (30) und dem Filterstapel (9) abgeleitet wird.