DE19882784B4

DE19882784B4 - Wegwerfbares Filterelement

Info

Publication number: DE19882784B4
Application number: DE19882784T
Authority: DE
Inventors: Lang Luo; Michael Schmitt; Abbas F. Vijlee
Original assignee: Schroeder Industries LLC
Current assignee: Schroeder Industries LLC
Priority date: 1997-11-04
Filing date: 1998-11-03
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2018-11-04
Also published as: AU1376799A; TW391887B; GB2347361A; GB0012027D0; DE19882784T1; GB2347361B; WO1999022841A1

Abstract

Filterelement (10) für ein Filtersystem für ein hydraulisches Fluid mit einem dauerhaften perforierten Kern, das folgendes aufweist:
ein steifes Siebrohr (16) aus Polypropylen mit einer Achse und einer Wandstärke von mindestens 0,050 Zoll und mit einem Innendurchmesser, der einen Gleitsitz auf dem dauerhaften Kern ermöglicht, wobei dieses Rohr (16) einen offenen Bereich von mindestens 36 Prozent bezogen auf den Gesamtbereich der Oberfläche des Rohres (16) und eine Vielzahl von über den Umfang verteilten Litzen aufweist, die in einer Ebene liegen, die weitgehend senkrecht zur Achse des Rohres (16) verläuft;
ein geriffeltes Filtermedium (12), das rohrförmig gefaltet ist und an dem steifen Siebrohr (16) aus Harz anliegt;
ein äußeres Sieb, das um das geriffelte Filtermedium (12) gewickelt ist;
Endkappen (18, 20), die an den axialen Enden des steifen Siebrohrs (16) aus Harz und dem gefalteten Medium befestigt sind; und
Mittel für die leckdichte Verbindüng der Endkappen...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein wesentliches Element in jedem Hydrauliksystem ist ein Filtersystem, um das hydraulische Fluid frei von Partikeln zu halten, welche die Oberflächen von Kolben und Zylindern, Hydraulikmotoren und Ventilen beschädigen können. Im wesentlichen besitzen alle Hydrauliksysteme einen Filter, welcher das hydraulische Fluid reinigt, ehe es in den Behälter zurückgeführt wird.
Die meisten Hydraulikfilter besitzen ein Gehäuse, welches den Drücken in dem Hydrauliksystem mit einem Filterelement widerstehen kann, das von der Art eines geriffelten Mediums ist, das in das Gehäuse eingesetzt wird. Filterelemente müssen so ausgelegt sein, dass sie einem Kollaps unter dem Druckverlust widerstehen können, der in ihnen erzeugt wird, wenn das Filtermedium kontaminiert wird. Da die meisten Filterelemente aus einem Rohr bestehen, in dem das Fluid radial nach innen zu einem zentralen Ausgang fließt, sind sie mit einem perforierten rohrförmigen Stahlkern versehen, um das Filtermedium gegen einen Kollaps zu schützen. Diese Filterelemente werden üblicherweise in Form eines Kanisters geliefert, in dem das geriffelte Filtermedium rund um das rohrförmige zentrale Stahlrohr positioniert ist. Sobald das Filtermedium so kontaminiert ist, dass es nicht mehr verwendet werden kann, wird der gesamte Kanister in dem Gehäuse ausgewechselt.
Eine andere Art eines Filtersystems besitzt einen dauerhaft perforierten rohrförmigen Kern, so dass das Filterelement „kernlos” ausgebildet sein kann. Siehe zum Beispiel die US-Patente Nr. 4,218,324 und 5,476,585 . Der Vorteil dieses System liegt darin, dass das Filterelement in einfacher Weise durch Zerkleinern oder Verbrennen entsorgt werden kann.
Leider hat sich herausgestellt, dass es, wenn die existierenden kernlosen Filterelemente verbraucht sind, schwierig ist, sie von dem dauerhaften Kern abzuziehen. In vielen Fällen ist es notwendig, Werkzeuge zu verwenden, um die verbrauchte rohrförmige Kartusche in axialer Richtung von dem dauerhaften Kern abzubrechen. Manchmal ist das Gehäuse so konfiguriert, dass kein Raum vorhanden ist, um Werkzeuge einzusetzen. Die Schwierigkeit der Entfernung der kernlosen Elemente scheint in direktem Zusammenhang mit den Drücken zu stehen, die während der Filterung in den Filtermedium erzeugt werden.
Des weiteren ist durch die US 35 70 675 A ein Filterelement für ein Fluid mit einem dauerhaft perforierten Kern bekannt, wobei das Filterelement ein steifes Siebrohr aus einem Papier od. dgl. mit einem Innendurchmesser aufweist, das einen Gleitsitz auf dem dauerhaften Kern ermöglicht, wobei dieses Siebrohr aus Papier od. dgl. eine ausreichende Festigkeit aufweist, um dem Kollaps des Filterelementes unter einem Druckabfall von etwa 30 psid zu widerstehen, der in dem Filterelement im Gebrauch erzeugt wird, wobei das Filterelement jedoch eine ausreichende Wandstärke besitzt, um ein leichtes Entfernen des verbrauchten Filterelementes zu ermöglichen. Ferner weist die bekannte Lösung rohrförmige Filtermedien auf, die an dem steifen Siebrohr aus Papier od. dgl. anliegen können. Ferner sind Endkappen an den axialen Enden des Siebrohres und der Filtermedien befestigt. Des weiteren sind für die bekannte Lösung Mittel aufgezeigt, um die Endkappen mit dem dauerhaften perforierten Kern leckdicht zu verbinden. Was eine einfache Entfernung der Filterkartusche von dem Kern anbelangt, wenn das Filtermedium kontaminiert ist, läßt die bekannte Lösung noch Wünsche offen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Filterkartusche zur Verfügung zu stellen, die in einem Filtersystem mit einem dauerhaften Kern eingesetzt ist und die in verbesserter Weise eine einfache Entfernung der Filterkartusche von dem Kern erlaubt, wenn das Filtermedium kontaminiert ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Filterelement in einem Filtersystem für ein hydraulisches Fluid mit einem dauerhaft perforierten Kern zur Verfügung gestellt, das Folgendes aufweist:
ein steifes Siebrohr aus Polypropylen mit einer Achse und einer Wandstärke von mindestens 0,050 Zoll und mit einem Innendurchmesser, der einen Gleitsitz auf dem dauerhaften Kern ermöglicht, wobei dieses Rohr einen offenen Bereich von mindestens 36 Prozent bezogen auf den Gesamtbereich der Oberfläche des Rohres und eine Vielzahl von über den Umfang verteilten Litzen aufweist, die in einer Ebene liegen, die weitgehend senkrecht zur Achse des Rohres verläuft; ein geriffeltes Filtermedium, das rohrförmig gefaltet ist und an dem steifen Siebrohr aus Harz anliegt; ein äußeres Sieb, das um das geriffelte Filtermedium gewickelt ist; Endkappen, die an den axialen Enden des steifen Siebrohrs aus Harz und dem gefalteten Medium befestigt sind; und Mittel für die leckdichte Verbindung der Endkappen mit dem dauerhaften perforierten Kern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zusätzliche Merkmale und weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, in denen folgendes dargestellt ist:
Die 1 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Filterelementes;
Die 2 zeigt eine Endansicht eines erfindungsgemäßen Filterelementes; und
Die 3 zeigt eine Graphik, welche die Kräfte darstellt, die notwendig sind, um die Filterelemente aus dem Stand der Technik und die erfindungsgemäßen Filterelemente von dem dauerhaft perforierten Kern zu entfernen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSARTEN
Die kernlosen Filterelemente aus dem Stand der Technik können nur schwer von dem dauerhaft perforierten Kern abgezogen werden. Man wird erkennen, dass bei einem Anstieg des Druckverlustes in dem Filtermedium das Filtermedium in die Perforierungen in dem dauerhaften Kern gedrückt wird. Die Schwierigkeit bei der Entfernung der Filterkartuschen aus dem Stand der Technik steht in direktem Zusammenhang mit der Höhe des Druckabfalls, der in dem Filtermedium erzeugt wird.
In den 1 und 2 ist ein Filterelement 10 dargestellt, das mit einem steifen Rohrsieb 16 ausgerüstet ist, welches eine Wandstärke von 0,063 aufweist und einen offenen Bereich von etwa 36% besitzt.
Die 3 zeigt eine Graphik, welche die Kräfte angibt, die notwendig sind, um die Filterelemente aus dem Stand der Technik und die erfindungsgemäßen Filterelemente von dem dauerhaft perforierten Kern zu entfernen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSARTEN
Die kernlosen Filterelemente aus dem Stand der Technik können nur schwer von dem dauerhaft perforierten Kern abgezogen werden. Man kann erkennen, dass bei einem Anstieg des Druckverlustes in dem Filtermedium, das Filtermedium in die Perforierungen in dem dauerhaften Kern gedrückt wird. Die Schwierigkeit bei der Entfernung der Filterkartuschen aus dem Stand der Technik steht in direktem Zusammenhang mit der Höhe des Druckabfalls, der in dem Filtermedium erzeugt wird.
In den 1 und 2 ist ein Filterelement 10 mit einem steifen Rohrsieb 16 ausgerüstet, das eine Wandstärke von 0,063 inch und einen offenen Bereich von etwa 36% besitzt.
Das Rohr besteht aus Polypropylen, das als primäres Harz dient. Es können aber auch andere Harze verwendet werden, wie zum Beispiel PE, HDPE, LPDE, LLDPE und EVA. Das Rohr kann in einfacher Weise zerkleinert werden, wenn sein Durchmesser zusammengedrückt wird und eine Festigkeit besitzt, die nicht ausreichend ist, um das Filtermedium nach der Entfernung des perforierten Kerns zu halten. Vorzugsweise besitzt das Rohr eine Vielzahl von umlaufenden Litzen, die in einer Ebene liegen, welche senkrecht zur Achse des Rohres verläuft. Es hat eine ausreichende Festigkeit und Spannkraft in der Umfangsrichtung, kann jedoch, wenn es von dem dauerhaften Kern getragen wird, Umfangskräften widerstehen und eventuell sogar in sein ursprüngliches Umfangsmaß zurückkehren, nachdem der Druckabfall in dem Filterelement ausgeschaltet worden ist.
Die restlichen Teile des Filterelements sind von üblicher Art. Das geriffelte Filtermedium 12 kann aus Papier oder Glasfasern bestehen, die zwischen einem flexiblen Kunststoffsieb angeordnet sind. Die Außenseite des Filterelementes ist mit einem flexiblen Kunststoffnetz 14 umwickelt, welches mit Hilfe einer warm schmelzenden Bördelung aus Kunststoff umwickelt wird, die auf der Außenseite des Filterelementes in einem schraubeförmigen Muster angeordnet ist. An den Enden des Filterelementes ist ein Endteil 18, 20 angeordnet. An einem der Endteile ist ein Griff 22 befestigt. Ein Endteil besitzt auf seinem Innendurchmesser eine ringförmige Nut, um einen O-Ring 24 aufzunehmen, welcher eine leckdichte Verbindung mit dem dauerhaften Kern erlaubt.
Es wurden Versuche durchgeführt, um die erfindungsgemäßen Filterelemente mit Filterelementen aus dem Stand der Technik zu vergleichen. Der Test wurde dadurch durchgeführt, dass ein Filterelement auf einen dauerhaft perforierten Kern aufgesetzt und ein hydraulisches Fluid mit einem gewissen Druckabfall durch das Element geleitet und dann die Kraft gemessen wurde, die notwendig ist, um das Filterelement zu entfernen, sobald der Fluss durch das Filterelement gestoppt worden war. Es wurden zwei Filterelemente aus dem Stand der Technik und zwei erfindungsgemäße Filterelemente mit Druckverlusten in einem Bereich bis zu 30 psid getestet. Die Ergebnisse sind in der Graphik der 3 dargestellt. Wie man bei den Filtern aus dem Stand der Technik erkennen kann, ist bei einem größeren Druckabfall am Ausgang des Filterelements eine größere Kraft erforderlich, um das Filterelement von dem dauerhaften Kern zu entfernen. Andererseits verursacht die Erhöhung des Druckverlustes am Ausgang des erfindungsgemäßen Filterelements keine Erhöhung der Kraft, welche notwendig ist, um das Filterelement zu entfernen.
Nach der vorstehenden Beschreibung der Erfindung im Detail nach den gültigen Vorschriften für eine Patentanmeldung, wird ein Patent auf der Grundlage der Offenbarung der nachfolgenden Ansprüche angemeldet.

Claims

Filterelement (10) für ein Filtersystem für ein hydraulisches Fluid mit einem dauerhaften perforierten Kern, das folgendes aufweist: ein steifes Siebrohr (16) aus Polypropylen mit einer Achse und einer Wandstärke von mindestens 0,050 Zoll und mit einem Innendurchmesser, der einen Gleitsitz auf dem dauerhaften Kern ermöglicht, wobei dieses Rohr (16) einen offenen Bereich von mindestens 36 Prozent bezogen auf den Gesamtbereich der Oberfläche des Rohres (16) und eine Vielzahl von über den Umfang verteilten Litzen aufweist, die in einer Ebene liegen, die weitgehend senkrecht zur Achse des Rohres (16) verläuft; ein geriffeltes Filtermedium (12), das rohrförmig gefaltet ist und an dem steifen Siebrohr (16) aus Harz anliegt; ein äußeres Sieb, das um das geriffelte Filtermedium (12) gewickelt ist; Endkappen (18, 20), die an den axialen Enden des steifen Siebrohrs (16) aus Harz und dem gefalteten Medium befestigt sind; und Mittel für die leckdichte Verbindüng der Endkappen (18, 20) mit dem dauerhaften perforierten Kern.