DE19608589A1 - Filter - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Filter für gasförmige und flüssige Medien, insbesondere zur Filtration
von Kühl-, Schmier- und Bearbeitungsmedien bei Werkzeugmaschinen.
Solche Filter bestehen üblicherweise aus einem zick-zack-förmig gefalteten Filtermedium,
beispielsweise aus Filterpapier, welches Endscheiben und Stützgitter aufweist. So ist z. B. eine
Filterpatrone für die Reinigung des bei Erodiermaschinen eingesetzten Dielektrikums bekannt.
Diese Filterpatrone weist Kunststoffendscheiben mit entsprechenden Dichtungen sowie ein
Stützrohr und das Filtermedium auf.
Ein Nachteil solcher Filter ist die Materialvielfalt und damit der relativ hohe Aufwand beim
Entsorgen dieser Filterelemente. So besteht das Filter in vielen Fällen aus einem
Papierfiltereinsatz, der mit Kunststoffendscheiben versehen ist. An diesen
Kunststoffendscheiben sind Gummidichtungen angeordnet. Die Abstützung des gesamten
Elements erfolgt über ein Stützrohr, welches als innen oder außen liegendes Rohr mit den
Endscheiben verbunden ist.
Zusätzlich zu den konstruktiv erforderlichen Materialien weist das zu recycelnde Element noch
das aus der Flüssigkeit ausgefilterte Material, beispielsweise Schleifspäne, Korund und anderes
auf. Die Entsorgung solcher Elemente ist daher nicht unproblematisch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filter zu schaffen, welches kostengünstig
herstellbar ist, aus recycelfähigen oder wiederverwendbaren Werkstoffen besteht und eine hohe
Aufnahmekapazität besitzt.
Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Gattungsbegriff des Hauptanspruchs durch dessen
Merkmale gelöst.
Der wesentliche Vorteil des Filters besteht darin, daß dieses nach Art eines Auffangbehälters
aufgebaut ist. Dies bedeutet eine Erhöhung der Aufnahmekapazität gegenüber herkömmlichen
Filtern, die von außen nach innen durchströmt werden. Die Durchströmung von innen nach
außen hat ferner den Vorteil, daß bei einem Austausch des Filterelements die ausgefilterten
Partikel nicht in den Reinflüssigkeitsraum bzw. andere Umgebung gelangen können, sondern
sicher und zuverlässig mit dem Filterelement entfernt werden. Die konische Ausgestaltung des
Filterelements hat ferner den Vorteil, daß die Beschädigungsgefahr bei der Montage und
Demontage minimiert und dieses wesentlich leichter entfernt werden kann.
Gemäß einer vorteilhatten Ausgestaltung ist die geschlossene Dichtscheibe nach innen, d. h.
zur Druckseite hin gewölbt. Damit wird der Flüssigkeitsdruck, der auf der Anströmseite, d. h.
der Schmutzflüssigkeitsseite, größer ist als auf der Reinflüssigkeitsseite, aufgefangen.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, das Filtermittel in die stirnseitigen Dichtscheiben
einzubetten bzw. mit diesen zu verbinden.
Bei der Verwendung von PUR, also Polyurethan als Material für die Dichtscheiben wird das
Filtermittel vor der Vernetzung des Kunststoffes in diese Masse eingebettet. Selbstverständlich
besteht auch die Möglichkeit, thermoplastischen Kunststoff zu verwenden und die Verbindung
zwischen Filtermittel und Dichtscheibe über ein örtliches Aufschmelzen des Kunststoffes
herzustellen. Selbstverständlich ist auch das Verkleben der Dichtscheiben mit dem Filtermittel
möglich.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist das Radialdichtungselement im
Zweikomponentenverfahren mit der Dichtscheibe verbunden. Dies bedeutet, daß in einem
ersten Arbeitsschritt zunächst die erste Komponente, d. h. beispielsweise ein
Weich-PUR-Kunststoff in eine Form gegossen wird und im nächsten Arbeitsgang diese Form mit einem
Hart-PUR-Kunststoff aufgefüllt wird. Anschließend erfolgt die Einbringung des Filtermittels.
Dieser Aufbau zeichnet sich dadurch aus, daß das Filter lediglich aus zwei Werkstoffen besteht
und eine thermische Entsorgung problemlos möglich ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das Filter in einem Gehäuse angeordnet, welches einen
entsprechend der Außenkontur des Filterelements geformten Lochblechmantel aufweist.
Zwischen dem Lochblechmantel und dem zick-zack-förmig gefalteten Filtermittel ist
fertigungsbedingt ein geringer Zwischenraum möglich, der sich jedoch bei höheren
eingangsseitigen Drücken des zu filternden Mediums verringert, wobei dann eine Abstützung
des Filtermittels an dem Lochblechmantel erfolgt.
Der Rohflüssigkeitsbereich ist mit einem Deckel verschlossen. Dieser Deckel weist einen
Sicherheitsverschluß auf, welcher gewährleistet, daß beim Öffnen des Deckels zunächst ein
Druckabbau erfolgt und erst in einem weiteren Arbeitsgang der Deckel von dem Behälter
entfernt werden kann.
In vorteilhafter Weise läßt sich die Filterkapazität durch Aufbau eines Filterarrays an die
gestellten Anforderungen anpassen. Hierzu wird ein Behälter mit mehreren Filterelementen
bestückt.
Dieser platzsparende Einbau beinhaltet einen Bauraumgewinn, außerdem ist die Einrichtung
gut an Anlagen adaptierbar, indem mit einfachen Hilfsmitteln bisherige Filterausführungen
substituiert werden können.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus
den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen
Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der
Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte
sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht
wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Filter in Schnittdarstellung
Fig. 2 ein Filtergehäuse
Fig. 3 eine Draufsicht auf das Filtergehäuse
Fig. 4 ein Filtersystem.
Das Filter gemäß Fig. 1 besteht aus einem zick-zack-förmig gefalteten Filterelement 10, einer
ersten Dichtscheibe 11, welche als geschlossener Boden ausgestaltet ist und mit einer nach
oben gerichteten Wölbung versehen ist, sowie einer zweiten Dichtscheibe 12, welche einen
Rohflüssigkeitszulauf aufweist. Die Dichtscheibe 12 ist mit einer umlaufenden Dichtlippe 13
versehen. Diese Dichtlippe besteht aus weichem PUR-Schaum, während die Dichtscheibe 12
aus hartem PUR-Schaum besteht. Die Dichtscheibe 12 weist einen nach innen eingezogenen
Rand 14 auf. Dieser Rand dient als Griffmulde oder Griffelement für das Herausnehmen des
Filters aus einem nachfolgend beschriebenen Behälter. Das Filterelement 10 ist auf beiden
Seiten in den Dichtscheiben 11, 12 eingebettet. Dadurch wird eine optimale Verbindung und
Dichtheit zwischen Dichtscheibe und Filterelement erzielt.
Des weiteren ist ein Vorfilter 31 alternativ möglich, das als zylindrisches, konisches Element
ausgebildet ist, wobei das Vorfilterelement glatt oder, wenn eine große Filterfläche benötigt
wird, zick-zack-förmig ausgeführt werden kann. Der Werkstoff ist von den zu filternden
Medien abhängig.
Das Vorfilter 31 ist so konzipiert, daß es separat herausgenommen, gereinigt und wieder
montiert werden kann. Die Axialdichtung 30 kann wahlweise auf der Dichtscheibe 12
aufgebracht werden. Mit ihr wird das Vorfilter gegenüber dem Hauptfilter abgedichtet.
Als weitere Ausgestaltung ist ein mit der Dichtscheibe 12 fest verbundenes Vorfilter als
Siebtasche 32 ausgebildet. Dieses Filterelement wird ausschließlich aus Kunststoff gestaltet.
Beide Vorfilter haben die Aufgabe, die Standzeit zu verlängern bzw. die Schmutzkapazität zu
erhöhen. In welchem Falle ein Vorfilter eingesetzt wird, ist vom Schmutzanfall und der
Schmutzzusammensetzung abhängig.
Außerdem kann mit dem auswechselbaren und reinigbaren Vorfilter 31 das ausgefilterte
Material reduziert werden, das am Filterelement 10 anhatten würde.
Fig. 2 zeigt ein Filtergehäuse 15. Dieses weist einen Flüssigkeitszulauf 16 auf, einen Deckel
17, einen herausnehmbaren Stützkorb 18 sowie einen Stützboden 19. Das Filterelement 10 ist
in dem Stützkorb 18 angeordnet und liegt auf dem Stützboden 19 auf. Die Dichtlippe 13
verhindert als Radialdichtung den Eintritt von Rohflüssigkeit in den außerhalb des Stützkorbs
18 befindlichen Reinflüssigkeitsbereich. Der Deckel 17 ist mit einem Dichtring 20 und einem
Spannverschluß 21 versehen. Dieser Verschluß gewährleistet eine druckstabile Abdichtung des
Filters.
Das gesamte Filter wird auf einen hier nur teilweise gezeigten Behälter 22 aufgesetzt und über
die Laschen 23, 24 an diesem Behälter befestigt. Durch die Wölbung der Dichtscheibe 11 wird
der Flüssigkeitsdruck im Rohflüssigkeitsbereich abgefangen, in eine radiale Kraftkomponente
umgelenkt und von dem Stützboden 19 und dem Stützkorb 18 kompensiert.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf das Filtergehäuse mit dem Spannverschluß 21. In der
gezeigten Stellung 1, der normalen Verschlußstellung, liegt der Spannverschluß an dem Deckel
an. Zum Öffnen wird der Verschluß in die Stellung 2 bewegt. Dies ist die sogenannte
Sicherheitsstellung, in welcher lediglich eine Druckentlastung im Behälter stattfindet. Sofern
der Druck im Behälter noch nicht vollständig abgebaut ist, kann der Verschluß wieder in
Stellung 1 bewegt werden. Ist der Behälterinnendruck abgebaut, dann kann der Verschluß
entriegelt werden und in Stellung 3, d. h. die Offenstellung, bewegt werden. Hier läßt sich der
Deckel vom Gehäuse entfernen, ein Austausch des Filterelements 10 ist möglich.
Fig. 4 zeigt ein Filtersystem in Seitenansicht und Draufsicht. Mehrere Filter 28 sind in einem
Behälter 22 angeordnet. In diesem Behälter 22 befindet sich die Reinflüssigkeit 27. Diese wird
über eine Leitung 25 zu einem Verbraucher geleitet und gelangt über die Leitung 26 zurück.
Diese Leitung verzweigt sich an die einzelnen Filter und führt die zu reinigende Flüssigkeit
diesen Filtern zu.
Bezugszeichenliste
10 Filterelement
11 Dichtscheibe
12 Dichtscheibe
13 Dichtlippe
14 Rand
15 Filtergehäuse
16 Flüssigkeitszulauf
17 Deckel
18 Stützkorb
19 Stützboden
20 Dichtring
21 Spannverschluß
22 Behälter
23 Lasche
24 Lasche
25 Anschluß Reinflüssigkeit System
26 Anschluß Reinflüssigkeit
27 Reinflüssigkeit
28 Filter
29 Sicherheitsfilterelement
30 Dichtlippe
31 Vorfilter entnehmbar
32 Vorfilter fest mit Patrone verbunden
33 Vorfilterelement
11 Dichtscheibe
12 Dichtscheibe
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22 Behälter
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26 Anschluß Reinflüssigkeit
27 Reinflüssigkeit
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29 Sicherheitsfilterelement
30 Dichtlippe
31 Vorfilter entnehmbar
32 Vorfilter fest mit Patrone verbunden
33 Vorfilterelement
Claims (14)
1. Filter für gasförmige und flüssige Medien, insbesondere für Kühl-, Schmier- und
Bearbeitungsmedien bei Werkzeugmaschinen, bestehend aus einem zick-zack-förmig
gefalteten zylinderförmigen Filterelement, welches an den stirnseitigen Enden
Dichtscheiben aufweist, wobei eine Dichtscheibe (11) geschlossen ist und die weitere
Dichtscheibe (12) zum Eintritt des zu filternden Mediums offen ist, wobei das Filterelement
(10) konisch ausgebildet ist und wenigstens eine Dichtscheibe (12) ein
Radialdichtungselement (13) aufweist.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossene Dichtscheibe (11)
nach ihnen gewölbt ist.
3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorfilter (31) auswechselbar
und/oder auswaschbar eingesetzt werden kann und dieses aus Kunststoff und/oder aus
metallischem Werkstoff besteht.
4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorfilterelement (33) des
Vorfilters (31) eine zylindrische oder konische Form aufweist und glatt oder zick-zack-förmig
ausgeführt ist, wobei es axial über eine Dichtung (30) gegenüber dem Filterelement
abgedichtet werden kann.
5. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Dichtscheibe (12) das
Vorfilter (32) fest verbunden ist, welches in Form einer Siebtasche ausgebildet ist und aus
einem Kunststoff besteht, der thermisch entsorgbar ist.
6. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermittel in die stirnseitigen
Dichtscheiben (11, 12) eingebettet oder mit diesen verbunden ist.
7. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sicherheitsfilterelement (29) zum
Schutz für das Filterelement (10) vorgesehen ist und als zusätzliche Sicherheit gegen
durchtretende Schmutzpartikel eingesetzt werden kann, wobei dieses
Sicherheitsfilterelement (29) fest mit den Dichtscheiben (11, 12) verbunden ist oder
übergestülpt werden kann und wobei das Sicherheitsfilterelement (29) aus hochfestem
Kunststoffvlies, Kunststoffgewebe oder Kunststoff ausgebildet ist und insbesondere aus
einem Material besteht, welches thermisch entsorgt werden kann.
8. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Radialdichtungselement (13)
Weich-PUR-Kunststoff und die Dichtscheibe (12) Hart-PUR-Kunststoff ist.
9. Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Radialdichtungselement (13) eine
dichtungsrelevante Form aufweist, die aufgrund ihrer geometrischen Struktur elastische
Dichtbereiche erhält oder ein O-Ring in die Dichtscheibe eingelegt ist.
10. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (15) vorgesehen ist,
welches einen entsprechend der Außenkontur des Filterelements geformten
Lochblechmantel aufweist und oberhalb des Filterelements (10) ein verschließbarer
Druckbehälter vorgesehen ist zur Aufnahme der Rohflüssigkeit.
11. Filter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter einen Deckel
(17) mit Sicherheitsverschluß (21) aufweist.
12. Filter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsverschluß (21) mit
zwei Öffnungsstellungen versehen ist, wobei in der ersten Stellung ein Druckabbau erfolgt
und in der zweiten Stellung das Entfernen des Deckels (17) ermöglicht wird.
13. Filter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Reinflüssigkeitsbehälter (22) vorgesehen ist, in welchem eine oder mehrere Filter
angeordnet sind.
14. Filter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter in der Reinflüssigkeit
eingetaucht montierbar ist.
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