DE1109648B - Filter element for use in a cylindrical, rigid filter housing - Google Patents
Filter element for use in a cylindrical, rigid filter housingInfo
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Description
Filterelement zum Einsatz in ein zylindrisches, starres Filtergehäuse Die Erfindung bezieht sich auf ein Filterelement zum Einsatz in ein zylindrisches, starres Filtergehäuse mit kreisrundem Querschnitt und vorgegebenem Innendurchmesser, bei dem die Filterscheiben eines Satzes einander gleicher, übereinandergestapelter Filterscheiben aus porösem Filtermaterial, wie Papier, jeweils um 600 gegeneinander versetzt sind und zusammen mit sich einander deckenden Mittelöffnungen einen Mittelkanal und am Umfang mit ausgesparten Sektoren nach außen offene Schlammsammelkammern bilden, von denen die Strömung radial durch Stege oder zwischen den Scheiben hindurch zum Mittelkanal geht und wobei zwischen je zwei Sektoraussparungen je ein schmaler, speichenförmiger, radial symmetrischer Scheibenlappen und je ein breiter Scheibenlappen liegen. Filter element for use in a cylindrical, rigid filter housing The invention relates to a filter element for use in a cylindrical, rigid filter housing with circular cross-section and specified inner diameter, in which the filter disks of a set are identical, stacked one on top of the other Filter discs made of porous filter material, such as paper, each set at 600 against each other are offset and together with congruent central openings form a central channel and on the circumference with recessed sectors form sludge collecting chambers that are open to the outside, of which the flow radially through webs or between the disks to the Central channel and with a narrow, spoke-shaped, radially symmetrical disc lobes and one wide disc lobe each lie.
Ein derartiges Filterelement ist insbesondere zum Absondern von Schmutzbestandteilen aus flüssigen Kohlenwasserstoffen, wie Vergaserbrennstoff und Schmieröl von Brennkraftmaschinen, vor allem für Kraftfahrzeuge bestimmt. Such a filter element is particularly useful for separating dirt components from liquid hydrocarbons, such as carburetor fuel and lubricating oil from internal combustion engines, mainly intended for motor vehicles.
Bei einer bekannten Ausführung eines solchen Filterelements sind die übereinandergestapelten Filterscheiben am äußeren Umfang des Stapels mit Kerben versehen, in die Stangen einrasten, welche mit den Endscheiben des Stapels in Verbindung stehen und die gegenseitige Lage der Scheiben gewährleisten. In a known embodiment of such a filter element are the stacked filter discs on the outer periphery of the stack with notches provided, snap into the rods, which are connected to the end plates of the stack stand and ensure the mutual position of the panes.
Ferner wird der ganze Stapel auf ein Mittelrohr des Filtergehäuses aufgeschoben, das den vorgenannten Mittelkanal bildet und den Stapel gegenüber dem Gehäuse zentriert, wobei das Mittelrohr mit dem Boden und dem Kopfteil des Gehäuses fest verbunden ist.Furthermore, the whole stack is placed on a central tube of the filter housing postponed, which forms the aforementioned central channel and the stack opposite the Housing centered, with the central tube connected to the bottom and top of the housing is firmly connected.
Bei dieser bekannten Ausführung sind die schmalen und die breiten Scheibenlappen radialsymmetrisch ausgebildet und am Umfang durch Kreisbögen mit gleichen Radien begrenzt. Diese Kreisbögen liegen durchweg in einem beträchtlichen Abstand von dem Filtergehäuse, damit zwischen diesen peripheren Begrenzungen der Scheibenlappen und dem Gehäuse ein ringfönniger, zylindrischer Zuflußraum für die Rohflüssigkeit geschaffen wird. In this known design, the narrow and the wide Disc flaps formed radially symmetrical and with arcs on the circumference the same radii. These arcs consist of a considerable amount Distance from the filter housing so that between these peripheral boundaries of the Disc lobes and the housing an annular, cylindrical inflow space for the Raw liquid is created.
Die Erfindung bezweckt einernseits Ersparnisse in der Fertigung der Filterscheiben, andererseits Verbesserungen in deren Wirkungsweise. Außerdem sollen durch die Erfindung besondere Mittel zur Zentrierung des Scheibenstapels, wie die vorgenannten äußeren Stangen zum Zusammenhalten des Stapels und ein am Filterdeckel und am Filterboden gelagertes Mittelrohr, überflüssig gemacht werden. The invention aims on the one hand to save in the production of the Filter disks, on the other hand, improvements in their mode of operation. Also should by the invention special means for centering the stack of discs, such as aforementioned outer rods for holding the stack together and one on the filter cover and center tube mounted on the filter base, can be made superfluous.
Die Ziele der Erfindung werden bei einem Filterelement der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die zwei breiten Scheibenlappen durch parallel zueinander verlaufende Kanten, die auf Sehnen der Innenfläche des zugehörigen Filtergehäuses liegen, begrenzt werden und die äußersten Enden der Scheibenlappen diese Innenfläche berühren und den Stapel im Gehäuse zentrieren und halten und daß die Flanken der Sektoraussparungen einen stumpfen Winkel miteinander bilden. The objects of the invention are in a filter element of the opening paragraph mentioned type achieved in that the two broad disc lobes through parallel to each other running edges that lie on tendons of the inner surface of the associated filter housing lie, are limited and the extreme ends of the disc lobes this inner surface touch and center the stack in the housing and hold and that the flanks of the Sector cutouts form an obtuse angle with one another.
Ein Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Filterscheibengestaltung liegt darin, daß beim fortlaufenden Ausstanzen der Scheiben aus einem Band von porösem Material der Verlust an für die Scheibenfläche nicht verbleibendem, ausgestanztem Filtermaterial praktisch auf ein Minimum herabgesetzt wird. Bei den vorgenannten bekannten Filterscheiben, deren radial symmetrische Scheibenlappen längs des Umfanges mit Kreisbögen um die Mittelachse begrenzt sind, muß das in an sich bekannter Weise zur Fertigung dienende Band aus Filtermaterial daher eine Breite haben, die dem Durchmesser dieses Kreises mindestens gleich ist und eine Länge besitzen, die mindestens dasjenige Vielfache des Kreishalbmessers beträgt, das der Anzahl der zu stanzenden Scheiben gleich ist. Nach der Erfindung braucht hingegen das Band aus Filtermaterial nur eine Breite zu besitzen, die dem Abstand der Begrenzungen der breiten Scheibenlappen voneinander gleich ist und der kleiner ist als der die äußersten Enden der Scheibenlappen umschreibende Kreis. A major advantage of the filter disc design of the present invention is in that when the discs are continuously punched out of a band of porous Material is the loss of punched-out material that does not remain for the disc surface Filter material is practically reduced to a minimum. With the aforementioned known filter discs whose radially symmetrical disc lobes along the circumference are limited by arcs around the central axis, this must be done in a manner known per se serving for production band of filter material therefore have a width that the Diameter of this circle is at least the same and have a length that is at least that multiple of the circular radius is that of the number of to be punched Slices is the same. According to the invention, however, needs the band of filter material to have only a width that corresponds to the distance between the boundaries of the wide disc lobes are equal to each other and which is smaller than that of the extreme ends of the disc lobes circumscribing circle.
Bei bekannten Filterscheiben, die im Scheibenstapel nicht um 600, sondern um 900 gegeneinander versetzt sind, bei denen nur zwei um 1800 gegeneinander versetzte breite Scheibenlappen, aber keine zwischenliegenden speichenförmigen schmalen Scheibenlappen vorgesehen sind und bei denen die Sektoraussparungen abwechselnd nach außen geschlossen bzw. zum Mittelkanal hin offen sind, sind an dem die Sektoraussparungen nach außen begrenzenden Steg Vorsprünge für die Zentrierung der Filterscheiben im Filtergehäuse vorgesehen. Solche besonderen, über den im wesentlichen geschlossenen kreisförmigen Scheibenrand vorragende Vorsprünge bedingen beim Ausstanzen der Scheiben einen erheblichen Verlust an Filtermaterial zwischen den Zentriervorsprüngen. In the case of known filter discs that are not in the stack of discs by 600, but are offset by 900 against each other, with only two offset by 1800 against each other displaced broad disc lobes, but no intervening spoke-shaped narrow disc lobes are provided and in which the sector recesses are alternately closed to the outside or are open to the central channel, where the sector recesses are to the outside delimiting web projections for centering the filter discs in the filter housing intended. Such special, over the essentially closed circular Projections protruding from the edge of the pane require a considerable amount when punching out the panes Loss of filter material between the centering projections.
Das gleiche gilt für die Filterscheiben eines Scheibenstapels mit um 1800 gegeneinander versetzten Speichen und zwei Arten von miteinander abwechselnden Scheiben, bei denen die eine Scheibenart Vorsprünge besitzt, um einen aus einem Tuch bestehenden Vorfiltereinsatz zentriert zur Mittelachse zu halten. n In beiden vorgenannten Fällen wird das Hauptziel der Erfindung, durch die Gestaltung der Filterscheiben bei deren Ausstanzen aus einem fortlaufenden Band von porösem Filtermaterial den Verlust an solchem Filtermaterial auf ein Mindestmaß herabzusetzen, nicht erreicht. The same applies to the filter disks in a stack of disks around 1800 offset spokes and two types of alternating spokes Discs in which one type of disc has protrusions to one of a Keep the cloth pre-filter element centered on the central axis. n In both aforementioned cases, the main aim of the invention, through the design of the filter discs when they are punched out of a continuous band of porous filter material Reduce loss of such filter material to a minimum is not achieved.
Durch die gekennzeichnete Gestaltung der breiten Scheibenlappen wird der durchschnittliche Weg der Flüssigkeit zum zentralen Ablauf derart verkürzt, daß sowohl der Rand der Scheiben als auch ihre Fläche in diesem Bereich für die Filtration voll wirksam werden. The marked design of the broad disc lobes is the average path of the liquid to the central drain is shortened to such an extent that that both the edge of the discs and their area in this area for the Filtration can be fully effective.
Ferner kann trotz des die Zentrierungen des Stapels bedingenden Anliegens der radial äußersten Enden der Scheibenlappen an der Gehäuseinnenwand die Rohflüssigkeit bei der angegebenen versetzten Anordnung der Scheiben übereinander zwischen dieser Innenwand-und dem Rand der mit geraden Begrenzungskanten versehenen breiten Scheibenlappen entlang dem ganzen Scheibenstapel zu diesem zutreten. Furthermore, in spite of the need for the centering of the stack the radially outermost ends of the disc lobes on the inner wall of the housing, the raw liquid with the specified staggered arrangement of the disks one above the other between them Inner wall and the edge of the wide disc flaps provided with straight delimiting edges Approach it along the entire stack of discs.
Außerdem ergibt sich bei Verwendung des erfindungsgemäßen Filterelementes, daß Zentriervorrichtungen für den Stapel, z. B. in Form einer Lagerung des Mittelrohres, an seinen Stirnenden im Filtergehäuse nicht mehr benötigt werden. In addition, when using the filter element according to the invention, that centering devices for the stack, e.g. B. in the form of a storage of the central tube, are no longer required at its front ends in the filter housing.
Ein Mittelrohr kann entweder ganz entfallen oder lediglich noch als Mittel für eine einfache Aufstapelung der Filterscheiben unter Gewährleistung des Versetzungswinkels von 600 der Scheiben gegeneinander dienen. Zu diesem Zweck kann ein in an sich bekannter Weise gelochtes Mittelrohr im Querschnitt ein gleichseitiges Sechseck bilden und erhalten dann die Mittelöffnungen der Filterscheiben zum Zwecke ihrer Lagerung auf einem solchen Mittelrohr diesen angepaßten gleichseitigen Sechseckquerschnitt. Ein solches Mittelrohr braucht dann nur noch, um zugleich den Zusammenhalt des Stapels zu gewährleisten, an seinen Enden so abgebördelt zu werden, daß es die Endscheiben des Stapels von unten und oben gegen diesen drückt, braucht aber nicht am Boden und am Kopf des Filtergehäuses gelagert zu werden, so daß als Hauptteil des Filtergehäuses in an sich bekannter Weise ein durchsichtiger Glasbecher verwendbar ist, der den Verschmutzungsgrad des Filters erkennen läßt. A central tube can either be omitted entirely or only as a Means for a simple stacking of the filter discs while ensuring the Displacement angle of 600 of the disks against each other serve. To this end can a central tube, perforated in a manner known per se, has an equilateral cross-section Form a hexagon and then get the center openings of the filter discs for the purpose their storage on such a central tube this adapted equilateral hexagonal cross-section. Such a central tube then only needs to simultaneously hold the stack together to ensure to be flanged at its ends so that it is the end plates of the stack presses against it from below and above, but does not need to be on the bottom and to be supported on the head of the filter housing so as to be the main part of the filter housing a transparent glass beaker can be used in a manner known per se, which the The degree of contamination of the filter can be recognized.
Die Winkelversetzung von 600 für die aufeinanderfolgenden Scheiben als Ganzes gegeneinander wird vorteilhafterweise für die Anordnung der Scheibenlappen in der Weise nutzbar gemacht, daß das äußere Ende jedes breiten Scheibenlappens von dem äußeren Ende des vorangehenden schmalen Scheibenlappens der gleichen Scheibe 1200 und von dem des bei der gleichen Scheibe nachfolgenden Scheibenlappens 600 Winkelabstand besitzt. The angular displacement of 600 for the successive slices as a whole becomes against each other advantageously for the arrangement of the disc flaps harnessed in such a way that the outer end of each broad disc lobe from the outer end of the preceding narrow disc lobe of the same disc 1200 and that of the disc flap 600 that follows the same disc Has angular distance.
Um den Zutritt der Flüssigkeit im vorgenannten Sinne auch am Rand der parallel zueinander verlaufenden Kanten der breiten Scheibenlappen gut zu gewährleisten, tritt vorzugsweise die Außenkante jedes der beiden Scheibenlappen, die eine Kreissehne bildet, gegen das äußere Ende des im Stapel um 600 versetzten breiten Scheibenlappens der folgenden oder vorangehenden Scheibe des Filterelementes etwas zurück. Around the access of the liquid in the aforementioned sense also at the edge to ensure the parallel edges of the wide disc flaps, preferably occurs the outer edge of each of the two disc lobes, which is a circular tendon forms, against the outer end of the wide disc flap offset by 600 in the stack the following or preceding disc of the filter element back a little.
Durch die letztgenannten Versetzungen der äußeren Enden der breiten Scheibenlappen und den Verlauf ihrer Außenkante werden bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verhältnismäßig große Schlammsammelkammern gebildet, und man kann dabei den Stapel so aufbauen, daß sich zwei im Stapel aufeinanderfolgende Sektoraussparungen decken und zusammen mit je einem breiten Lappen einer vorausgehenden und einer nachfolgenden Filterscheibe eine Schlammsammelkammer bilden. By the latter offsets of the outer ends of the broad Disc flaps and the course of their outer edge are in the preferred embodiment the invention formed relatively large sludge collection chambers, and you can build up the stack in such a way that there are two consecutive sector recesses in the stack cover and together with a wide flap each of a preceding and a subsequent one Filter disk form a sludge collection chamber.
Wie ersichtlich, bringt die erfindungsgemäße Gestaltung der Filterscheiben bei besonders guter Ausnutzung der Scheibenfläche für die Filtration und für die Bildung großer Schlanunsammelkammern, durch die die Lebensdauer des Einsatzes bis zur Verstopfung erhöht wird, gleichwohl den Vorteil mit sich, daß das Filtergehäuse im Durchmesser kleiner als bei den bekannten Ausführungen gestaltet werden kann. As can be seen, the design according to the invention brings the filter disks with particularly good utilization of the disk surface for the filtration and for the Formation of large slurry collecting chambers, through which the service life of the insert is up to clogging is increased, but with the advantage that the filter housing can be designed smaller in diameter than in the known designs.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Filterscheibe gemäß der Erfindung und eines mit einem aus solchen Scheiben gebildeten Filtereinsatz versehenen Filters dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf die Filterscheibe in einer Stellung im Filterstapel, Fig. 2 die gleiche Scheibe wie nach Fig. 1 in einer um 1200 versetzten Stellung, Fig. 3 die gleiche Scheibe in einer um 600 versetzten Stellung in Verbindung mit den gleichen, um je 600 versetzt darunterliegenden Scheiben des Stapels in Draufsicht, Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch das Filter mit einem Filtereinsatz, der aus einem Stapel von Scheiben nach Fig. 1 bis 5 gebildet ist, und Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4. In the drawing is an embodiment of a filter disc according to the invention and a filter insert formed from such disks provided filter, namely Fig. 1 shows a plan view of the filter disc in a position in the filter stack, Fig. 2 shows the same disc as in Fig. 1 in a position offset by 1200, FIG. 3 the same disk in a position offset by 600 Position in connection with the same discs underneath, each offset by 600 of the stack in plan view, FIG. 4 shows a vertical section through the filter a filter insert which is formed from a stack of disks according to FIGS and FIG. 5 is a section along the line V-V of FIG.
Sämtliche aus porösem Filterwerkstoff, z. B. Papier, bestehenden Filterscheiben 1 des Stapels 2 gemäß Fig. 1 bis 3 sind untereinander gleich und von Scheibe zu Scheibe um je 600 gegeneinander versetzt im Stapel anzuordnen. Die Filterscheibe 1 besitzt vier sektorförmige Aussparungen 3, zwischen denen paarweise einander gegenüber je zwei schmale radialsymmetrische Scheibenlappen 4 und zwei breite Scheibenlappen5 liegen, deren äußere Enden den gleichen Abstand vom Mittelpunkt der Scheibe und der Längsmittelachse 6 des Scheibenstapels haben. Jede der Scheiben hat eine Mittelöffnung 7 in Form eines gleichseitigen Sechsecks. All made of porous filter material, e.g. B. paper, existing Filter disks 1 of the stack 2 according to FIGS. 1 to 3 are identical to one another and from disk to disk by 600 offset against each other in the stack. the Filter disk 1 has four sector-shaped recesses 3, between which in pairs opposite each other two narrow, radially symmetrical disc lobes 4 and two wide disc lobes5, the outer ends of which are the same distance from the center of the disc and the longitudinal center axis 6 of the stack of discs. Each of the slices has a central opening 7 in the form of an equilateral hexagon.
Gemäß Fig. 4 und 5 werden die Scheiben 1 in der angegebenen Versetzung zueinander auf ein Mittelrohr 8 aufgeschoben, das rund sein kann, zweckmäßig jedoch einen den Öffnungen 7 entsprechenden sechseckigen Querschnitt besitzt. Das Mittelrohr 8 ist mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 9 versehen, die das aus dem Scheibenstapel austretende Filtrat radial in den Mittelkanal eintreten lassen. Das Mittelrohr8 ist an beiden Enden umgebördelt und hält dadurch Endscheiben 10 und 11, die aus Metall, Kunststoff od. dgl. bestehen können, angepreßt an den Scheibenstapel. Gleichzeitig werden dadurch die Scheiben in der richtigen Versetzung zueinander und mit Mittelöffnungen 7 miteinander fluchtend zum am mengepreßt gehalten. According to FIGS. 4 and 5, the disks 1 are in the specified offset to each other pushed onto a central tube 8, which can be round, but expedient one of the openings 7 corresponding has a hexagonal cross-section. The central tube 8 is provided with a plurality of passage openings 9 which the filtrate emerging from the stack of discs enter the central channel radially permit. The central tube 8 is flanged at both ends and thereby holds end plates 10 and 11, which od made of metal, plastic. The like. Can be pressed against the Stack of discs. At the same time, this will put the discs in the correct offset to each other and with central openings 7 held in alignment with one another to the amount pressed.
Der gesamte auf diese Weise gebildete Filtereinsatz wird in einem z. B. aus Glas bestehenden Filterbecher 12 eingesetzt. Gemäß Fig. 5 stoßen dabei die äußeren Enden der Scheibenlappen 4 und 5 an die Innenwandung des Bechers 12 an und zentrieren den Filtereinsatz im Becher, ohne daß es dazu eines Dorns oder sonstiger Zentrierorgane am Filtergehäuse bedarf. Gleichzeitig bilden die in Kreissehnenform verlaufenden Kanten 13 Zwischenräume 14 zwischen dem Filterbecher 12 und dem Scheibenstapel, durch den die zu filtrierende Flüssigkeit, wie durch Pfeile gezeigt, axial in Längsrichtung des Filters strömen kann und von denen aus sie radial in die Schlammsammelkammer 15 eintritt, die zwischen den Lappen der gegeneinander versetzten Scheiben gebildet werden. Da die Scheiben nur um je 600 zueinander versetzt sind, ist die Höhe des Hohlraumes jeder Schlamms ammelkammer durch die Dicke zweier aufeinanderfolgender Scheiben gegeben, wobei jede dritte Scheibe des Stapels die obere bzw. untere Begrenzung der Schlammsammelkammer bildet. The entire filter element formed in this way is in one z. B. made of glass filter cup 12 is used. According to Fig. 5 encounter it the outer ends of the disc tabs 4 and 5 on the inner wall of the cup 12 and center the filter element in the cup without the need for a mandrel or other centering elements on the filter housing are required. At the same time they form in the form of a tendon running edges 13 spaces 14 between the filter cup 12 and the stack of discs, through which the liquid to be filtered, as shown by arrows, axially in the longitudinal direction of the filter can flow and from which it can flow radially into the sludge collection chamber 15 occurs, which is formed between the lobes of the mutually offset discs will. Since the panes are only offset by 600 each, the height of the Cavity of each sludge ammelkammer through the thickness of two consecutive Slices given, with every third slice of the stack being the upper or lower limit the sludge collecting chamber forms.
Der gesamte Filtereinsatz 2 ruht mit seiner unteren Endscheibe 10 auf einem geeigneten Träger, z. B. einer Feder 16, der sich seinerseits auf dem Boden des Filterbechers 12 abstützt. Der Filterbecher besitzt am oberen Ende einen nach außen abstehenden Flanschrand 17, der mittels einer ihn untergreifenden Schraubmuffe 18 unter Zwischenschaltung eines Dichtungsringes 19 gegen die Unterseite eines Kopfteiles 20 dicht angepreßt und beim Auswechseln des Filtereinsatzes leicht wieder gelöst werden kann. Beim Anschrauben der Überwurfmuffe 18 wird ein Dichtungsring 21 einerseits gegen die Innenfläche des Kopfteiles 20, andererseits gegen die obere Endscheibe 11 des Filtereinsatzes abdichtend angepreßt. Der Kopfteil besitzt einen Einlaßkanal 22 für die zu filtrierende Flüssigkeit und eine mittlere Ausnehmung23 oberhalb des Mittelrohres 8, die in einen Auslaßkanal 24 mündet. The entire filter insert 2 rests with its lower end disk 10 on a suitable support, e.g. B. a spring 16, which in turn is on the The bottom of the filter cup 12 is supported. The filter cup has one at the top outwardly protruding flange edge 17, which by means of a screw sleeve engaging under it 18 with the interposition of a sealing ring 19 against the underside of a head part 20 pressed tightly and easily released again when changing the filter insert can be. When screwing on the union sleeve 18, a sealing ring 21 is on the one hand against the inner surface of the head part 20, on the other hand against the upper end plate 11 of the filter insert pressed on to form a seal. The head part has an inlet channel 22 for the liquid to be filtered and a central recess 23 above the Central pipe 8 which opens into an outlet channel 24.
Statt durch das Mittelrohr 8 kann der Scheibenstapel auch durch andere geeignete Mittel vor dem Einsetzen zusammengehalten werden. Insbesondere können eine oder mehrere Klammern aus Draht od. dgl. verwendet werden, die in Längsrichtung durch die Zwischenräume 14 hindurchgehen und die oberste und die unterste Scheibe federnd übergreifen und dadurch den Stapel zusammendrücken. Besondere Endscheiben, wie 10 und 11, können dann bei geeigneter Anbringung der Dichtung 21 wegfallen. Instead of through the central tube 8, the stack of discs can also be through others appropriate means are held together prior to insertion. In particular, can One or more brackets made of wire od. The like. Used in the longitudinal direction go through the spaces 14 and the top and bottom pane Reach over resiliently and thereby compress the stack. Special end caps, such as 10 and 11, can then be omitted with a suitable attachment of the seal 21.
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