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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Filter zum Filtern einer Flüssigkeit, die als ein zu verarbeitendes Objekt dient.
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Stand der Technik
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Bisher ist als eine Art von Filter, die eine Flüssigkeit, die als ein zu verarbeitendes Objekt dient, filtert, ein Taschen- oder Schlauchfilter bekannt, der ein Taschenelement verwendet (vgl. bspw. die
japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-154213 und die
japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-093644 ).
1 ist ein vertikaler Schnitt, der ein konventionelles Beispiel eines Schlauchfilters
100 zeigt. Wie in
1 gezeigt ist, umfasst der Schlauchfilter
100 einen Behälter
102 und mehrere Beine
106, die den Behälter
102 tragen.
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Der Behälter 102 umfasst ein Gehäuse 103, dessen oberes Ende offen ist und der einen Grundkörperabschnitt des Behälters 102 bildet, und eine domförmige Abdeckung 104, welche das obere Ende des Gehäuses 103 verschließt. Die Abdeckung 104 verschließt und dichtet das obere Ende des Gehäuses 103 in einem Zustand ab, in dem eine Dichtung (nicht dargestellt) zwischen dem Gehäuse 103 und der Abdeckung 104 vorgesehen ist. Die Abdeckung 104 und das Gehäuse 103 werden aneinander befestigt, indem ein ringförmiges Befestigungsband 107 darum gewickelt und festgezogen wird.
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Das Gehäuse 103 umfasst eine Einlassöffnung 106, die an einer oberen Seite seiner äußeren Umfangsfläche angeordnet ist und durch welche eine Flüssigkeit, die zu verarbeiten (filtern) ist, zugeführt wird, und eine Auslassöffnung 108, die an einer unteren Seite seiner äußeren Umfangsfläche angeordnet ist und durch welche die gefilterte Flüssigkeit abgeführt wird. An einem unteren Bereich des Behälters 102 ist außerdem eine Flüssigkeitsentfernungsöffnung 110 vorgesehen, um Flüssigkeit, die sich in dem Behälter 102 gesammelt hat, bspw. wenn Wartungsarbeiten durchgeführt werden, abzuführen. Entsprechende Leitungen (nicht dargestellt) sind mit der Einlassöffnung 106, der Auslassöffnung 108 und der Flüssigkeitsentfernungsöffnung 110 verbunden. Ein Korb 112 ist in dem Behälter 102 angebracht. Der Korb 112 ist ein zylindrisch geformter Behälter mit einem offenen oberen Abschnitt. Ein taschenähnliches Filterelement 114 (vgl. 2A) ist in dem Korb 112 aufgenommen.
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2A ist eine perspektivische Ansicht des Korbes 112 und des Filterelements 114. Wie in 2A gezeigt ist, ist ein umgekehrt U-förmiges Presselement 116 mit einer oberen Kante des Korbs 112 verbunden. In einem Zustand, in welchem das Gehäuse 103 durch die Abdeckung 104 verschlossen ist, nimmt der Korb 112 eine nach unten gerichtete Druckkraft von dem Presselement 116 auf, da die Abdeckung 104 nach unten auf das Presselement 116 drückt.
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2B ist eine vergrößerte Ansicht eines in 1 gezeigten Bereiches A. Wie in 2B gezeigt ist, umfasst der Korb 112 einen oberen rohrförmigen Bereich 118, welcher den oberen Teil des Korbs 112 bildet, und einen zylindrisch geformten Grundkörperabschnitt 120, der einen verringerten Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der des oberen rohrfömigen Bereiches 118 und in dem ein wesentlicher Teil des Filterelements 114 aufgenommen ist. Der Grundkörperabschnitt 120 ist aus einem Metallgitter oder einer perforierten (porösen) Metallplatte geformt.
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Ein ringförmiges Dichtungsaufnahmeelement 122 ist in engen Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 103 angeordnet. Der Korb 112 wird durch das Dichtungsaufnahmeelement 122 über eine ringförmige flache Dichtung 124 gehalten, die an dem Dichtungsaufnahmeelement 122 angebracht ist. Da der Korb 112 in der oben beschriebenen Weise eine nach unten gerichtete Kraft von dem Presselement 116 aufnimmt, wird dadurch, dass die flache Dichtung 124 durch diese Druckkraft gepresst wird, zwischen dem Korb 112 und dem Dichtungsaufnahmeelement 122 eine Dichtung gebildet. Eine solche Dichtung hat die Aufgabe, eine Leckage von nicht gefilterter Flüssigkeit zu der Seite der Auslassöffnung 108 zu verhindern.
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Aus der
US 4,929,352 A ist eine Filtervorrichtung bekannt, die einen kreisförmigen Adapter und einen einstückig mit diesem verbundenen kreisförmigen Kopf aufweist. Um den Außenumfang des Adapters und des Kopfes ist eine Dichtvorrichtung vorgesehen, wobei der Kopf und der Adapter innerhalb der Dichtvorrichtung miteinander verbunden sind und fluiddicht eine Verteilerkammer bilden. Radial außerhalb dieser Anordnung ist ein fester ringförmiger Kragen vorgesehen, dessen Unterseite eine konische Außenfläche aufweist und der einen Teil der Dichtvorrichtung bildet.
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Die
US 6,136192 A beschreibt eine Filtertasche mit einem Dichtring, der einen ringförmigen Körper aufweist. Eine Außenwand des ringförmigen Körpers ist flexibel, so dass sie an einer Fläche des Filters angreifen kann, um eine Abdichtung zwischen dieser Fläche und dem Dichtring zu gewährleisten.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Obwohl bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Beispiel eine Dichtfunktion dadurch erreicht wird, dass die Bodenendfläche des oberen rohrförmigen Bereiches 118 des Korbs 112 gegen die flache Dichtung 124 gepresst wird, ist die Dichtwirkung instabil, da die Presskraft häufig instabil ist, und es tritt das Problem auf, dass die Zuverlässigkeit der Dichtfunktion nicht ausreicht. In dem Fall, dass eine Gestaltung eingesetzt wird, bei welcher anstelle des Dichtaufbaus mit der flachen Dichtung 124 die Dichtung durch eine zylindrisch geformte Gummidichtung erreicht wird, die zwischen der äußeren zylindrischen Fläche des Korbes 112 und der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 103 vorgesehen wird, tritt, obwohl eine verbesserte Dichtfunktion zu erwarten wäre, das weitere Problem auf, dass die Entnahme des Korbes 112 (zum Austausch des Filterelements 114) durch die Tatsache erschwert wird, dass der Korb 112 fest eingesetzt ist und in die Gummidichtung einbeißt. Im Einzelnen ist es bei der herkömmlichen Technik kompliziert, sowohl eine ”Stabilität der Dichtfunktion” als auch ”ein einfaches Entfernen des Korbes” zu erreichen.
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Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Probleme gemacht und hat die Aufgabe, einen Filter vorzuschlagen, bei dem sowohl eine stabile Dichtfunktion als auch ein einfaches Entfernen des Korbes gleichzeitig erreicht werden können.
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Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe wird die vorliegende Erfindung gekennzeichnet durch einen Filter, der einen Behälter und einen Korb aufweist, welcher in dem Behälter aufgenommen ist und an dem ein taschenähnliches Filterelement zum Filtern einer Flüssigkeit, die dadurch verarbeitet wird, dass die Flüssigkeit durch das Filterelement hindurch treten kann, angebracht ist, mit einem oberen rohrförmigen Abschnitt, der einen oberen Teil des Korbes bildet und ein offenes oberes Ende aufweist, und einer ringförmigen Dichtung, die innerhalb des Behälters angebracht ist und zwischen dem oberen rohrförmigen Abschnitt und dem Behälter gehalten wird. Der obere rohrförmige Abschnitt weist eine erste Passfläche mit einem äußeren Durchmesser, der nach unten abnimmt, und die Dichtung hat eine zweite Passfläche, die einen inneren Durchmesser aufweist, der nach unten abnimmt, wobei die zweite Passfläche mit der ersten Passfläche in Eingriff tritt, wodurch eine Kompressionsdeformation der Dichtung durch eine Kraft, die in einer radial nach außen gerichteten Richtung von dem oberen rohrförmigen Abschnitt wirkt, auf einen festgelegten Wert beschränkt wird.
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Gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung nimmt der äußere Durchmesser eines Bereiches des oberen rohrförmigen Abschnitts, der in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche der Dichtung tritt, zu, weil der obere rohrförmige Abschnitt eine sich verjüngende erste Passfläche und die Dichtung eine sich verjüngende zweite Passfläche aufweist, die mit der ersten Passfläche desto stärker in Eingriff tritt, wie sich die Strecke, um welche der Korb in den Behälter eingesetzt wird, vergrößert. Da eine große Presskraft, die radial nach außen gerichtet ist, erreicht wird, kann hierdurch auch eine stabile Dichtfunktion erhalten werden. Außerdem nimmt bei der vorliegenden Erfindung zusammen mit dem Außendurchmesser des Bereiches des oberen rohrförmigen Abschnitts, der in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche der Dichtung steht, die Menge der Kompressionsdeformation der Dichtung ebenfalls zu. Da die Dichtung eine Kompressionswegbegrenzungsfunktion aufweist, die eine festgelegte Menge der maximalen Kompressionsdeformation der Dichtung durch eine Kraft, die von dem oberen rohrförmigen Abschnitt radial nach außen wirkt, begrenzt, wird eine übermäßige Kompressionsdeformation der Dichtung verhindert. Durch Begrenzen der Kompressionsdeformation der Dichtung auf einen festgelegten Wert kann im Einzelnen ein starkes Einbeißen des Korbes in die Dichtung verhindert werden. Dementsprechend können mit der vorliegenden Erfindung sowohl eine Stabilität der Dichtfunktion als auch ein einfaches Entfernen des Korbes gleichzeitig erreicht werden.
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Außerdem umfasst bei dem oben beschriebenen Filter die Dichtung ein ringförmiges erstes Dichtelement aus einem elastischen Körper, der in engem Kontakt mit einer äußerem Umfangsfläche des oberen rohrförmigen Abschnitts steht, ein ringförmiges zweites Dichtelement aus einem elastischen Körper, der in engem Kontakt mit einer inneren Umfangsfläche eines Dichtungshalteelements, das in dem Behälter vorgesehen ist, steht, und einen ringförmigen Halter, welcher das erste Dichtelement und das zweite Dichtelement hält. Der Halter umfasst eine ringförmige Dichtungshaltenut an seiner inneren Umfangsseite, in welcher das erste Dichtelement aufgenommen ist, so dass dann, wenn durch eine von dem oberen rohrförmigen Abschnitt radial nach außen wirkende Kraft eine Kompressionsdeformation des ersten Dichtelements einen festgelegten Wert erreicht, das erste Dichtelement an der äußeren Umfangsfläche des oberen rohrförmigen Abschnitts anliegt und eine Kompressionsdeformation, welche den festgelegten Wert überschreitet, verhindert wird.
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Bei der oben beschriebenen Gestaltung wird die maximale Kompressionsdeformation des ersten Dichtelements durch den Innendurchmesser des ersten Dichtelements und die Tiefe der Dichtungshaltenut bestimmt. Daher kann die maximale Kompressionsdeformation des ersten Dichtelements einfach auf einen festgelegten Wert eingestellt werden.
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Außerdem sind bei dem oben beschriebenen Filter das erste Dichtelement und das zweite Dichtelement in dem Halter an Positionen angeordnet, die in einer axialen Richtung beabstandet sind.
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Bei der obigen Konfiguration kann durch Anordnen des ersten Dichtelements und des zweiten Dichtetelements so, dass sie in der axialen Richtung einen Abstand voneinander aufweisen, die Dicke des Halters in der radialen Richtung reduziert werden, da das erste Dichtelement und das zweite Dichtelement einander in der radialen Richtung nicht behindern. Als Folge hiervon ist die Wanddicke in der radialen Richtung der Dichtung dünn und die Dichtung kann kompakt gestaltet werden.
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Aufgrund des inneren Aufbaus des Filters der vorliegenden Erfindung können sowohl die Stabilität der Dichtfunktion als auch das einfache Entfernen des Korbes gleichzeitig realisiert werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein vertikaler Schnitt, der ein herkömmliches Beispiel eines Schlauchfilters zeigt;
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2a ist eine perspektivische Ansicht des Korbes und eines Filterelements in dem herkömmlichen Schlauchfilter;
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2b ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereiches A in 1;
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3 ist ein vertikaler Schnitt, der einen Schlauchfilter zeigt, der in der inneren Struktur eines Filters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgenommen ist,
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4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereiches B, der in 3 gezeigt ist;
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5 ist ein vergrößerter Schnitt mit teilweisen Auslassungen, welcher die Dichtung und deren Umgebung in einem Filter gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Dichtung in dem Filter gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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7 ist ein vergrößerter Schnitt mit teilweisen Auslassungen, welcher die Dichtung und deren Umgebung in einem Filter bei einem modifizierten Beispiel zeigt.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Nachfolgend wird mit Bezug auf die Zeichnung eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
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3 ist eine vertikaler Schnitt eines Schlauchfilters 20, welcher den Filter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet. Wie in 3 gezeigt ist, umfasst der Schlauchfilter 20 einen Behälter 12 und mehrere Beine 14, die an einem unteren Bereich des Behälters 12 vorgesehen sind.
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Der Behälter 12 ist ein Bereich, der als ein Grundkörper des Schlauchfilters 20 dient und der ein zylindrisches Gehäuse 16 mit einem offenen oberen Ende und eine domförmige Abdeckung 18 aufweist, welche die Öffnung an dem offenen oberen Ende des Gehäuses hermetisch verschließt. Ein Flanschabschnitt (nicht dargestellt), der sich in einer radialen Richtung nach außen erweitert, ist an dem oberen Ende des Gehäuses 16 ausgebildet. Ein Flanschabschnitt (nicht dargestellt) der sich in einer radialen Richtung nach außen erweitert, ist auch an dem unteren Ende der Abdeckung 18 ausgebildet. Ein ringförmiger O-Ring (nicht dargestellt) ist zwischen der Abdeckung 18 und dem Gehäuse 16 angeordnet. Indem ein Befestigungsband 19 mit einem Verriegelungselement (nicht dargestellt) um die Flanschabschnitte der Abdeckung 18 und des Gehäuses 16 gewickelt wird und das Befestigungsband 19 durch Betätigung des Verriegelungselements in einem festgezogenen Zustand gehalten wird, werden die Abdeckung 18 und das Gehäuse 16 fest aneinander befestigt, um den Behälter 12 hermetisch abzudichten. Ein Entlüftungsventil 22, mit welchem der Innendruck auf Null gebracht wird, wenn der Behälter 12 geöffnet wird, um Wartungsvorgänge oder dergleichen durchzuführen, ist an der Oberseite oder Spitze der Abdeckung 18 vorgesehen.
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Ein taschenähnliches Filterelement 24 zum Entfernen von Fremdstoffen (feste Bestandteile), die in einer Flüssigkeit, die verarbeitet werden soll, enthalten sind, ist im Inneren des Gehäuses 16 angeordnet. Das Filterelement 24 ist als ein rohrförmiges Element mit Boden ausgebildet, das sich nach oben öffnet und bspw. aus Polyester- oder Polypropylenfasern oder dergleichen hergestellt ist. Außerdem ist ein Korb 26 im Inneren des Gehäuses 16 angebracht. Der Korb 26 wird durch einen zylindrischen Behälter gebildet, der an seinem Boden geschlossen ist und an seinem oberen Bereich offen ist, wobei das Filterelement 24 im Inneren des Korbes 26 aufgenommen ist. Die zu verarbeitende Flüssigkeit ist bspw. eine Kühlflüssigkeit, eine Reinigungslösung, ein Schneidöl, Prozesswasser oder dergleichen, in der Fremdstoffe, wie feste Bestandteile oder dergleichen enthalten sind.
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Ein Presselement 27, das in einer umgedrehten U-form ähnlich dem in 2 gezeigten Presselement 116 geformt ist, ist mit einem oberen Ende des Korbes 26 verbunden. In einem Zustand, in welchem das Gehäuse 16 durch die Abdeckung 18 verschlossen ist, nimmt der Korb 26 eine Druckkraft von dem Presselement 27 auf, da die Abdeckung 18 nach unten auf das Presselement 27 drückt.
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Eine Einlassöffnung 28 für die Zufuhr einer Flüssigkeit, die verarbeitet werden soll, ist so angeordnet, dass sie an einer oberen Seite an der äußeren Umfangsfläche des Gehäuses 16 vorsteht. Eine Auslassöffnung 30 zum Abführung der verarbeiteten Flüssigkeit ist so vorgesehen, dass sie an einer unteren Seite an der äußeren Umfangsfläche des Gehäuses 16 vorsteht. Das Filterelement 24 ist in einem Flüssigkeitsströmungsweg innerhalb des Behälters 12 zwischen der Einlassöffnung 28 und der Auslassöffnung 30 angeordnet.
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Eine Flüssigkeitsentnahmeöffnung 32 zum Abführen der Flüssigkeit, die sich in dem Behälter 12 angesammelt hat, bspw. wenn eine Wartungsoperation durchgeführt wird, ist außerdem an einem unteren Bereich des Gehäuses 16 vorgesehen. Spezielle Leitungen (nicht dargestellt) sind mit der Einlassöffnung 28, der Auslassöffnung 30 und der Flüssigkeitsentnahmeöffnung 32 verbunden.
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In dem wie oben beschrieben aufgebauten Schlauchfilter 20 wird dann, wenn zu verarbeitende Flüssigkeit, die Fremdstoffe (feste Bestandteile) enthält, durch die Einlassöffnung 28 in den Behälter 12 eingeführt wird, eine Fest/Flüssig-Trennung durch Auffangen der Fremdstoffe mittels des Filterelements 24 durch geführt. Anders ausgedrückt wird die Flüssigkeit gefiltert und Fremdstoffe in der Flüssigkeit werden entfernt. Außerdem wird die Flüssigkeit, die durch das Filterelement 24 gefiltert wurde, durch die Auslassöffnung 30 nach außen abgeführt.
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Die Beine 14 bilden Strukturelemente zum Tragen des Behälters 12 in einem aufrechten Zustand, wobei mehrere Beine (bei dem dargestellten Beispiel 3), die an einer unteren Seite an der äußeren Umfangsfläche des Gehäuses 16 befestigt sind, in Abständen in dessen Umfangsrichtung positioniert sind. Wie in 3 gezeigt ist, sind die Beine 14 jeweils durch Schweißen an dem Gehäuse 16 befestigt, obwohl die Beine 14 daran auch mit anderen Befestigungsmitteln, bspw. durch Bolzen oder dergleichen, befestigt werden können. Außerdem erstrecken sich bei dem in 3 gezeigten Beispiel die jeweiligen Beine 14 vertikal und sind parallel zu einander angeordnet. Anstelle dieser Gestaltung können die Beine 14 aber auch so angeordnet sein, dass sie sich nach unten hin spreizen oder auffächern. Außerdem ist die Zahl der Beine 14 nicht auf drei eingeschränkt, sondern es können auch vier oder mehr sein. In diesem Fall sind die Beine 14 in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet, so dass sie in der Lage sind, den Behälter 12 stabil zu tragen.
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Eine Dichtstruktur 10 dichtet den Bereich zwischen dem Korb 26 und dem Gehäuse 16 ab. 4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereiches B, der in 3 gezeigt ist, und ist auch ein vergrößerter Schnitt mit teilweisen Auslassungen, welcher die Dichtstruktur 10 und deren Umgebung zeigt. Wie in 4 gezeigt ist, umfasst der Korb 26 einen oberen rohrförmigen Abschnitt 34, der einen oberen Teil des Korbs 26 bildet, und einen zylindrischen Grundkörperabschnitt 26, der mit dem unteren Bereich des oberen rohrförmigen Abschnitts 34 verbunden ist und der einen wesentlichen Teil des Filterelements 24 aufnimmt. Der Grundkörperabschnitt 36 wird durch ein Metallgeflecht oder eine perforierte (poröse) Metallplatte gebildet, sie so geformt ist, dass ihr Durchmesser kleiner ist als der des oberen rohrförmigen Abschnitts 34.
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Der obere rohrförmige Abschnitt 34 umfasst einen sich verjüngenden Bereich 38, dessen äußerer Durchmesser nach unten zunehmend abnimmt, einen oberen parallelen Bereich 40, der mit einem oberen Ende des sich verjüngenden Bereiches 38 verbunden ist und einen äußeren Durchmesser aufweist, der in der axialen Richtung (in der Richtung des Pfeils Y) konstant ist, einen unteren parallelen Bereich 42, der mit einem unteren Ende des sich verjüngenden Bereichs 38 verbunden ist und der einen äußeren Durchmesser aufweist, der in der axialen Richtung konstant ist, und einen Schulterabschnitt 44, welcher das untere Ende des unteren parallelen Bereiches 42 mit dem oberen Ende des Grundkörperabschnitts 36 verbindet.
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In dem Behälter 12 (d. h. innerhalb des Gehäuses 16) ist eine ringförmige Dichtung 46 zwischen dem oberen rohrförmigen Abschnitt 34 und dem Gehäuse 16 angeordnet. Der Bereich zwischen dem Korb 26 und dem Behälter 12 (Gehäuse 16) wird durch die Dichtung 46 abgedichtet, so dass eine Leckage von ungefilterter Flüssigkeit zu der Seite der Auslassöffnung 30 verhindert wird.
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Ein Dichtungshalteelement 48 zum Halten der Dichtung 46 ist in dem Gehäuse 16 angeordnet. Wie in 4 gezeigt ist, umfasst das Dichtungshalteelement 48 eine hohlzylindrische Seitenwand 50, die mit der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 16 verbunden ist, und eine ringförmige Bodenplatte 52, die sich in einer radialen Richtung von dem unteren Ende der Seitenwand 50 nach innen erstreckt. Der Innendurchmesser der Seitenwand 50 ist so gewählt, dass er größer ist als die Außendurchmesser des oberen parallelen Bereichs 40 und des sich verjüngenden Bereiches 38 des oberen rohrförmigen Abschnitts 34, so dass der obere rohrförmige Abschnitt 34 in das Dichtungshalteelement 48 eingesetzt werden kann. Der Innendurchmesser der Bodenplatte 52 ist so gewählt, dass er größer ist als der Außendurchmesser des unteren parallelen Bereiches 42 des oberen rohrförmigen Abschnitts 24, so dass der untere parallele Bereich 42 des oberen rohrförmigen Abschnitts 34 in die Bodenplatte 52 eingesetzt werden kann. Außerdem wird das Dichtungshalteelement 48 in engen Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche der Dichtung 46 an der Seitenwand 50 gebracht, und durch Halten der unteren Endfläche der Dichtung 46 auf der Bodenplatte 52 wird die Dichtung 46 an einer festgelegten Position innerhalb des Gehäuses 16 gehalten.
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Obwohl wie in 4 gezeigt ist, die Seitenwand 50 des Dichtungshalteelements 48 als ein Von dem Gehäuse 16 getrenntes Element ausgestaltet ist, kann die Seitenwand 50 auch einstückig mit diesem als ein Teil der Innenwand des Gehäuses 16 ausgebildet sein.
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5 ist ein vergrößerter Schnitt mit teilweisen Auslassungen, welcher die Dichtung 46 und deren Umgebung zeigt. Wie in 5 gezeigt ist, umfasst der sich verjüngende Bereich 38 des oberen rohrförmigen Abschnitts 34 eine erste Passfläche 38a, deren Außendurchmesser sich nach unten zunehmend verringert. Die Dichtung 46 umfasst eine zweite Passfläche 60a, deren Innendurchmesser sich nach unten zunehmend verringert und die an der ersten Passfläche 38a angreift. Der Neigungswinkel der ersten Passfläche 38a gegenüber der axialen Richtung (in der Richtung des Pfeils Y) ist so gewählt, dass er im Wesentlichen der gleiche ist wie der Neigungswinkel der zweiten Passfläche 60a gegenüber der axialen Richtung.
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Außerdem umfasst die Dichtung 46 eine Deformationswegbeschränkungsfunktion zur Begrenzung einer festgelegten Kompressionsdeformation der Dichtung 46, die durch die Kraft bewirkt wird, die in einer radial nach außen gerichteten Richtung von dem oberen rohrförmigen Abschnitt 34 wirkt. Details der Deformationswegbeschränkungsfunktion werden später beschrieben.
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6 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Dichtung 46. Wie in den 5 und 6 gezeigt ist, umfasst die Dichtung 46 ein ringförmiges erstes Dichtungselement 56 aus einem elastischen Körper, der in engem Kontakt mit einer äußeren Umfangsfläche des oberen rohrförmigen Abschnitts 34 steht, ein ringförmiges zweites Dichtelement 58 aus einem elastischen Körper, der in engem Kontakt mit einer inneren Umfangsfläche des Behälters 12 steht, und einen ringförmigen Halter 60, der dazu dient, das erste Dichtelement 56 und das zweite Dichtelement 58 zu halten. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind das erste Dichtelement 56 und das zweite Dichtelement 58 durch O-Ringe gebildet. Das erste Dichtelement 56 wird durch eine Presskraft, die von dem oberen rohrförmigen Element 34 radial nach außen wirkt, elastisch deformiert und einer Kompressionsdeformation in einer radialen Richtung unterworfen. Indem das zweite Dichtelement 58 sandwichartig zwischen dem Halter 60 und dem Dichtungshalteelement 58 gehalten und gegriffen wird, wird es ebenfalls in der radialen Richtung elastisch deformiert und einer Kompressionsdeformation unterworfen.
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Die oben genannte zweite Passfläche 60a ist an der inneren Umfangsfläche des Halters 60 ausgebildet. Außerdem umfasst der Halter 60 eine erste Ringnut 62 (Dichtungshaltenut) zum Halten des ersten Dichtelements 56 und eine zweite Dichtnut 64 zum Halten des zweiten Dichtelements 58. Die erste Ringnut 62 ist an der inneren Umfangsseite des Halters 60 ausgebildet, während die zweite Ringnut 64 an der äußeren Umfangsseite des Halters 60 ausgebildet ist.
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Der Halter 60 hat eine bestimmte Festigkeit (Steifigkeit) eines geeigneten Maßes, so dass der Halter 60 durch die radial nach außen wirkendende Presskraft, die von dem oberen rohrförmigen Abschnitt 34 empfangen wird, keiner Kompressionsdeformation unterworfen wird. Bspw. besteht der Halter 60 aus Kunstharz oder Kunststoff.
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Die Tiefe der ersten Ringnut 62 ist so gewählt, dass ein innerer Umfangsbereich des ersten Dichtelements 56 von der inneren Umfangsfläche (der zweiten Passfläche 60a) des Halters 60 in einem Zustand nach außen vorsteht, in dem das erste Dichtelement 56 nicht komprimiert ist, d. h. in einem Zustand in welchem hierauf von dem oberen rohrförmigen Abschnitt 34 keine Druckkraft ausgeübt wird. Wenn der obere rohrförmige Abschnitt 34 des Korbes 26 auf die Dichtung 46 aufgesetzt wird, wird hierdurch das erste Dichtelement 56 in engen Kontakt mit der ersten Passfläche 38 des oberen rohrförmigen Abschnitts 34 versetzt.
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Die Tiefe der zweiten Ringnut 64 ist so gewählt, dass ein äußerer Umfangsbereich des zweiten Dichtelements 58 von der äußeren Umfangsfläche des Halters 60 in einem Zustand, in welchem das zweite Dichtelement 58 nicht komprimiert wird, d. h. in einem Zustand, in welchem die Dichtung 46 nicht gegen die innere Umfangsfläche des Behälters 12 (des Dichtungshalteelements 48) eingesetzt ist, nach außen vorsteht. Der Außendurchmesser des Halters 60 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser der Seitenwand 50 des Dichtungshalteelements 48, während der Außendurchmesser des zweiten Dichtelements 58 in einem nicht komprimierten Zustand etwas größer ist als der Innendurchmesser der Seitenwand 50 des Dichtungshalteelements 48. Wenn die Dichtung 46 durch das Dichtungshallteelement 48 in dem Behälter 12 gehalten wird, wird hierdurch das zweite Dichtelement 58 in engem Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 12 (des Dichtungshalteelements 48) gehalten.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die erste Ringnut 62 und die zweite Ringnut 64 in dem Halter 60 an Positionen ausgebildet, an denen sie in der axialen Richtung (in der Richtung des Pfeils Y) voneinander beabstandet sind. Hierdurch werden das erste Dichtelement 56 und das zweite Dichtelement 58 in dem Halter 60 an Positionen angeordnet, an denen sie in der axialen Richtung getrennt sind. Bei dem in 5 gezeigten Gestaltungsbeispiel liegt die erste Ringnut 52 an einer relativ oberen Position, während die zweite Ringnut 64 an einer relativ unteren Position angeordnet ist. Dementsprechend liegt das erste Dichtelement 56 an einer relativ oberen Position, während das zweite Dichtelement 58 an einer relativ unteren Position liegt.
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Wenn die Kompressionsdeformation des ersten Dichtelements 56, die durch eine radial nach außen wirkende Kraft, welche von dem oberen rohrförmigen Abschnitt 34 empfangen wird, bewirkt wird, einen festgelegten Wert erreicht, dient der Halter 60 dazu, eine übermäßige Kompressionsdeformation des ersten Dichtelements 56 über den festgelegten Wert hinaus zu verhindern, wenn der Halter 60 an der äußeren Umfangsfläche (der ersten Passfläche 38a) des oberen rohrförmigen Abschnitts 34 anliegt.
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Als nächstes werden Erläuterungen gegeben, die die Wirkungsweise des Schlauchfilters 20 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der wie oben beschrieben aufgebaut ist, betreffen.
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Um den Korb 26 im Inneren des Behälters 12 (Gehäuse 16) anzubringen, wird zunächst die Dichtung 46 in dem Dichtungshalteelement 48 angebracht, das im Inneren des Gehäuses 16 vorgesehen ist. Im Einzelnen wird die Dichtung 46 in einem Zustand, in dem die Abdeckung 18 von dem Gehäuse 16 entfernt ist, durch die Öffnung an dem oberen Ende des Gehäuses 16 in das Dichtungshalteelement 48 eingesetzt, welches im Inneren des Gehäuses 16 angeordnet ist. Da der äußere Umfangsbereich des zweiten Dichtelements 58 von der äußeren Umfangsfläche des Halters 60 nach außen vorsteht, wenn die Dichtung 46 auf die Innenseite des Dichtungshalteelements 48 eingesetzt wird, wird das zweite Dichtelement 58 sandwichartig zwischen der Dichtungshalteelement 48 und dem Halter 60 gehalten, und eine Kompressionskraft wird hierauf ausgeübt. Aufgrund der Tatsache, dass das zweite Dichtelement 58 in der radialen Richtung elastisch deformiert wird, wird das zweite Dichtelement 58 fest in engen Konrakt mit der inneren Umfangsfläche der Seitenwand 50 des Dichtungshalteelements 48 gebracht. Dementsprechend wird der Bereich zwischen der Dichtung 46 und dem Dichtungshalteelement 48 abgedichtet.
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Als nächstes wird der Korb 26 mit dem in dessen Innerem angebrachten Filterelement 24 von oberhalb des Gehäuses 16 in das Innere des Gehäuses 16 eingesetzt, und der Korb 26 Wird in die Dichtung 46 eingesetzt. Da zu dieser Zeit an dem Korb 26 die erste Passfläche 38a des oberen rohrförmigen Abschnitts 24 geneigt ist, liegt beim Einsetzen des Korbes 26 anfangs das erste Dichtelement 56 an der ersten Passfläche 38a an. Außerdem nimmt der Außendurchmesser der ersten Passfläche 38a in deren an dem ersten Dichtelement 56 anliegenden Bereich zu, wenn der Einsetzweg des Korbes 26 zunimmt oder anders ausgedrückt, wenn die Position des Korbes 26 im Inneren des Gehäuses 16 abgesenkt wird. Dementsprechend wird eine Kompressionskraft aufgenommen, wenn das erste Dichtelement 56 zwischen dem Halter 60 und der Passfläche 38a sandwichartig gehalten und ergriffen wird, und das erste Dichtelement 56 wird durch seine elastische Kompressionsdeformation in der radialen Richtung in engen Kontakt mit der ersten Passfläche 38a gebracht. Dadurch wird eine Abdichtung zwischen der Dichtung 46 und dem oberen rohrförmigen Abschnitt 34 bewirkt.
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Wenn der Einsetzweg des Korbes 26 die festgelegte Menge erreicht hat, wird ein weiteres Einsetzen des Korbes 26 über diesen Punkt hinaus durch den Halter 60 verhindert, da die erste Passfläche 38a an der inneren Umfangsfläche (zweite Passfläche 60a) des Halters 60 anliegt. Da in einem Zustand, in welchem das Weitere Einsetzen des Korbes 26 verhindert ist, die Kompressionsdeformation des ersten Dichtelements 56 aufgrund der in der radial nach außen gerichteten Richtung von dem oberen rohrförmigen Abschnitt 34 empfangenen Kraft nicht zunimmt, wird außerdem die Kompressionsdeformation des ersten Dichtelements 56 auf einen festgelegten Wert begrenzt.
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Wie oben diskutiert wurde, umfasst bei dem Filter gemäß der vorliegenden Ausführungsform der obere rohrförmige Abschnitt 34 die sich verjüngende erste Passfläche 38a, während die Dichtung 46 die sich verjüngende zweite Passfläche 60a aufweist, de mit der ersten Passfläche 38a in Eingriff tritt. Wenn der Korb 26 nach unten eingesetzt wird, wird somit der Außendurchmesser des Bereiches des oberen rohrförmigen Abschnitts 34, der die innere Umfangsfläche der Dichtung 46 berührt, größer. Da eine starke, radial nach außen gerichtete Presskraft erreicht wird, wird hierdurch eine stabile Dichtfunktion erhalten. Da mit der Gestaltung der vorliegenden Erfindung der Außendurchmesser des Bereiches des oberen rohrförmigen Abschnitts 34, der die innere Umfangsfläche der Dichtung 46 berührt, größer Wird, nimmt außerdem die Kompressionsdeformation des ersten Dichtelements 56 in gleicher Weise zu. Da die Dichtung 46 aber eine Kompressionsmengenbeschränkungsfunktion zur Begrenzung einer festgelegten Menge der Kompressionsdeformation des ersten Dichtelements 56 aufweist, die durch eine in einer radial nach außen gerichteten Richtung wirken de Kraft von den oberen rohrförmigen Abschnitt 34 aufgebracht wird, wird eine übermäßige Kompressionsdeformation der Dichtung 46 vermieden. Durch Begrenzung der Kompressionsdeformation des ersten Dichtelements 56 auf einen festgelegten Wert wird außerdem ein starkes Einbeißen des Korbes 26 in die Dichtung 46 verhindert. Dementsprechend kann das Entfernen des Korbes 26 (bspw. zum Austausch des Filterelements 24) einfach durchgeführt werden, wodurch die Handhabbarkeit verbessert wird. Somit können mit der vorliegenden Erfindung sowohl eine Stabilität der Dichtfunktion als auch ein einfaches Entfernen des Korbes 26 gleichzeitig erreicht werden.
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Bei dem Filter gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die maximale Kompressionsdeformation des ersten Dichtelements 56 durch den Innendurchmesser des ersten Dichtelements 56 und die Tiefe der ersten Ringnut 62 (Dichtungshaltenut) bestimmt. Dadurch kann die maximale Kompressionsdeformation des ersten Dichtelements 56 einfach auf einen festgelegten Wert eingestellt werden.
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Bei dem Filter gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann durch Anordnen des ersten Dichtelements 56 und des zweiten Dichtelements 58, so dass sie in der axialen Richtung beanstandet sind, die Dicke des Halters 60 in der radialen Richtung verringert werden, da das erste Dichtelement 56 und das zweite Dichtelement 58 einander in der radialen Richtung nicht im Weg sind. Als Folge hiervon kann die Wanddicke in der radialen Richtung der Dichtung 46 dünn sein und die Dichtung 46 kann kompakt ausgestaltet werden.
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Der Filter gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform eingeschränkt, und es versteht sich, dass verschiedene andere oder zusätzliche strukturelle Merkmale vorgesehen sein können, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen. Bspw. können folgende modifizierte Beispiele verwendet werden.
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Bei dem in 5 gezeigten Gestaltungsbeispiel ist hinsichtlich der Relativposition in der vertikalen Richtung der ersten Ringnut 62 und der zweiten Ringnut 64 die erste Ringnut 62 an einer oberen Position und die zweite Ringnut 64 an einer unteren Position angeordnet. Anders ausgedrückt liegt das erste Dichtelement 56 an einer relativ oberen Position, während das zweite Dichtelement 58 an euer relativ unteren Position liegt. Anstelle dieser Gestaltung kann jedoch auch die in 7 gezeigte Gestaltung verwendet werden. Wie in 7 gezeigt ist, ist im Hinblick auf die Relativposition in der vertikalen Richtung der ersten Ringnut 62 und der zweiten Ringnut 64 in der Dichtung 46 die erste Ringnut 62 an euer unteren Position angeordnet und die zweite Ringnut 64 ist an einer oberen Position angeordnet. Anders ausgedrückt liegt das erste Dichtelement 56 an euer relativ unteren Position, während das zweite Dichtelement 58 an einer relativ oberen Position liegt.
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Eine Mehrzahl erster Dichtelemente 56 kann in einem bestimmten Abstand in der axialen Richtung an der inneren Umfangsseite des Halters 60 angeordnet sein. In diesem Fall sind mehrere erste Ringnuten 62 entsprechend der Zahl der ersten Dichtelemente 56 vorgesehen.
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Eine Mehrzahl zweiter Dichtelemente 58 kann in einem bestimmten Abstand in der axialen Richtung an der äußeren Umfangsseite des Halters 60 vorgesehen sein. In diesem Fall sind mehrere zweite Ringnuten 64 entsprechend der Zahl der zweiten Dichtelemente 58 vorgesehen.
