DE202019101700U1

DE202019101700U1 - Filterstützrohr, Filterelement und Anlage zur Herstellung

Info

Publication number: DE202019101700U1
Application number: DE202019101700.7U
Authority: DE
Original assignee: FSP Fluid Systems Partners Holding AG
Current assignee: Argo Hytos Group AG
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2020-07-01
Anticipated expiration: 2029-03-27

Abstract

Filterstützrohr für ein Filterelement zur Filtration eines Fluids, insbesondere einer Hydraulikflüssigkeit, mit einer rohrförmigen Stützwand (10), auf deren Umfang Öffnungen (11) für den Durchtritt des Fluids durch die Stützwand (10) angeordnet sind, wobei die Stützwand (10) eine Verbindungsnaht (12) aufweist, die Kanten (13) der Stützwand (10) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsnaht (12) sich spiralförmig auf dem Umfang des Stützrohres (10) zwischen den axialen Enden (14) des Stützrohres (10) erstreckt, wobei die Kanten (13) auf Stoß angeordnet und verschweißt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Filterstützrohr für ein Filterelement zur Filtration eines Fluids, insbesondere einer Hydraulikflüssigkeit, ein Filterelement und eine Anlage zur Herstellung eines Filter Stützrohr. Ein Filterstützrohr mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist beispielsweise aus WO 03/033100 A1 bekannt.
Filterstützrohre werden in Federelementen zur Filtration von Hydraulikflüssigkeit verwendet, die einen Filterbalg aus einem gefalteten Filtermaterial umfassen, das im Betrieb von der Hydraulikflüssigkeit durchströmt wird und die in der Hydraulikflüssigkeit enthaltenen Partikel zurückhält. Das Filtermaterial besteht üblicherweise aus mehreren Schichten, die beidseitig von Schutz- und Stützgeweben umgeben sein können. Die beiden axialen Enden des Filterelements sind durch Endscheiben verschlossen. Im Inneren des Filterelements ist das Filterstützrohr angeordnet, an dem der Filterbalg anliegt. Das Filterstützrohr, auch Lochzarge genannt, bildet eine vollflächige Abstützung des Filterbalgs und stellt die Kollapsdruckstabilität des Filterelements sicher. Ein derartiges Filterstützrohr ist in der eingangs genannten WO 03/033100 A1 gezeigt.
Üblicherweise werden derartige Filterstützrohre aus einem Bandmaterial gerollt und weisen eine Längsschlitznaht auf. Zum Verbinden der Kanten des Bandmaterials werden diese zur Bildung der Längsschlitznaht entweder gefalzt oder verschweißt. Das Problem bei solchen Filterstützrohren besteht darin, dass für unterschiedliche Filterelementlängen unterschiedliche Bandbreiten bereitgestellt werden müssen, aus denen das Filterstützrohr gerollt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filterstützrohr anzugeben, das aus einem Band mit derselben Breite hergestellt wird, wobei unterschiedliche Stützrohrlängen ohne Änderung der Bandbreite realisiert werden können. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement und eine Anlage zur Herstellung eines Filterstützrohres anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit Blick auf das Filterstützrohr durch den Gegenstand des Anspruchs 1, mit Blick auf das Filterelement durch den Gegenstand des Anspruchs 4 und mit Blick auf die Anlage zur Herstellung eines Filterstützrohres durch den Gegenstand des Anspruchs 5 gelöst.
Konkret wird die Aufgabe durch ein Filterstützrohr für ein Filterelement zur Filtration eines Fluids, insbesondere einer Hydraulikflüssigkeit, mit einer rohrförmigen Stützwand gelöst. Auf dem Umfang der Stützwand sind Öffnungen für den Durchtritt des Fluids durch die Stützwand angeordnet. Die Stützwand weist eine Verbindungsnaht auf, die die Kanten der Stützwand verbindet. Die Verbindungsnaht erstreckt sich spiralförmig auf dem Umfang des Stützrohres zwischen den axialen Enden des Stützrohres. Die Kanten sind auf Stoß angeordnet und verschweißt.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass verschiedene Längen und Durchmesser des Filterstützrohres mit einem Bandmaterial möglich sind, das ein und dieselbe Bandbreite aufweist. Dies wird durch eine spiralförmige Wicklung des Bandmaterials erreicht, die zu einer entsprechenden spiralförmigen Verbindungsnaht des Filterstützrohres führt. Durch eine Änderung der Steigung der spiralförmigen Verbindungsnaht und/oder durch eine Änderung der Anzahl der Wicklungen können der Durchmesser und/oder die Länge des Filterstützrohres beeinflusst werden. Durch die Stoßschweißung wird der Schmutzeintrag verringert.
Zwar ist aus DE 197 58 001 A1 bekannt, dass Rohre durch eine Spiralwicklung eines Bandmaterials hergestellt und geschweißt werden können. Bei dem bekannten Verfahren bzw. den dadurch hergestellten Rohren handelt es sich aber um Großrohre mit einer Nennweite von mindestens 400 mm, die beispielsweise für den Transport von Dampf oder Gas eingesetzt werden. Von den stark unterschiedlichen Dimensionen abgesehen sind die bekannten Großrohre mit Filterstützrohren nicht vergleichbar, da Filterstützrohre den Stofftransport durch die Stützwand erfordern, der bei derartigen Großrohren gerade vermieden werden muss.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
So sind die Kanten vorzugsweise laserverschweißt. Die zusatzfreie Laserverschweißung hat den Vorteil, dass diese zu einer sehr hohen Druckstabilität führt, welche für Filterstützrohre wichtig ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein geschlossener Randstreifen wenigstens auf einer Seite der Verbindungsnaht, insbesondere jeweils auf beiden Seiten der Verbindungsnaht ausgebildet. Dadurch wird die Stabilität des Filterstützrohres im Bereich der Verbindungsnaht erhöht, das in diesem Bereich frei von Öffnungen ist. Die Breite des geschlossenen Randstreifens kann beispielsweise in etwa mindestens dem Durchmesser einer der Öffnungen auf dem Umfang der Seitenwand entsprechen, insbesondere mindestens einem 1,5-fachen Durchmesser einer der Öffnungen.
Mit Blick auf die Anlage wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Anlage zur Herstellung eines Filterstützrohres nach Anspruch 1 mit einer Materialzufuhr gelöst, die ein Lochband aufweist, das in einer Materialeinlaufeinrichtung geführt ist. Das Lochband geht aus der Materialeinlaufeinrichtung in ein Walzwerk über, das wenigstens 3 Formwalzen aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind. Zwischen den Formwalzen ist das Lochband angeordnet, um dieses zu der rohrförmigen Stützwand zu wickeln. Die Materialeinlaufeinrichtung ist bezogen auf die Längsachsen der Formwalzen unter einem Winkel von mehr als 90°, insbesondere unter einem Winkel von 95° bis 115° angeordnet.
Die erfindungsgemäße Anlage hat den vorstehend näher erläuterten Vorteil, dass durch die spiralförmige Wicklung des Lochbandes ein Filterstützrohr mit flexibel veränderbarer Länge und/oder Durchmesser hergestellt werden kann. Dazu ist die Materialeinlaufeinrichtung unter einem Winkel bezogen auf die Längsachsen der Formwalzen angeordnet, konkret unter einem Winkel von mehr als 90°, insbesondere unter einem Winkel von 95° bis 115°.
Wenn der Winkel der Materialeinlaufeinrichtung bezogen auf die Längsachsen der Formwalzen einstellbar ist, kann die Geometrie des Filterstützrohres auf einfache Weise und schnell geändert werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine Schweißeinrichtung dem Walzwerk zugeordnet. Die Schweißeinrichtung verschweißt die auf Stoß angeordneten Kanten des Lochbandes zur Bildung der Verbindungsnaht. Dies hat den Vorteil, dass in ein und derselben Anlage ein Bandmaterial, konkret ein Lochband zur Bildung des Filterstützrohres umgeformt und die Kanten des umgeformten Bandmaterials sofort verschweißt werden können.
Vorzugsweise ist die Schweißeinrichtung eine Laserschweißeinrichtung.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Filterstützrohres nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
2 eine schematische Seitenansicht einer Anlage zur Herstellung eines Filterstützrohres nach 1 und
3 eine schematische Draufsicht auf die Anlage gemäß 2.

Das in 1 dargestellte Filterstützrohr ist für ein Filterelement zur Filtration von Hydraulikflüssigkeit vorgesehen. Das Filterstützrohr kann auch im Zusammenhang mit anderen Medien zum Einsatz kommen. Im Betrieb ist das Filterstützrohr in das Filterelement eingesetzt und liegt vollflächig am Innenradius des Filterbalgs an und stützt diesen ab (nicht dargestellt). Ein Beispiel für ein derartiges Filterelement ist in der auf die Anmelderin zurückgehenden, eingangs genannten WO 03/033100 A1 gezeigt und beschrieben.
Das Filterstützrohr gemäß 1 weist eine rohrförmige Stützwand 10 auf, die im konkreten Beispiel gemäß 1 zylinderförmig ausgebildet ist. Auf dem Umfang der Stützwand 10 sind mehrere Öffnungen 11 bzw. Löcher ausgebildet, durch die im Betrieb das Fluid hindurch treten kann, sodass dieses von der Innenseite des Filterstützrohres zu dessen Außenseite bzw. umgekehrt gelangen kann. Die Öffnungen 11 sind in einem Muster angeordnet. Hinsichtlich des Musters und der Anzahl der Öffnungen 11 bestehen keine Einschränkungen, solange diese einen ausreichenden Stofftransport durch die Stützwand 10 erlauben, der für die Funktion des Filterelements erforderlich ist. Dies ist für den Fachmann ersichtlich.
Wie in 1 weiter gut zu erkennen, weist die Stützwand 10 eine spiralförmige Verbindungsnaht 12 auf. Dir Verbindungsnaht 12 wird durch die Kanten des weiter unten näher beschriebenen Bandmaterials gebildet, die beim Wickeln des Filterstützrohres in Anlage kommen. Die Kanten 13 sind auf Stoß angeordnet. Mit anderen Worten sind die Kanten 13 so angeordnet, dass die Wandabschnitte der Stützwand 10 auf beiden Seiten der Verbindungsnaht 12 flächenbündig sind. Die Kanten 13 sind verschweißt, konkret laserverschweißt.
Die spiralförmige Verbindungsnaht 12 erstreckt sich auf dem Umfang des Stützrohres 10 zwischen den axialen Enden 14 des Stützrohres 10. Dies ist in 1 gut zu erkennen.
Die Öffnungen 11 erstrecken sich nicht bis ganz an die Verbindungsnaht 12. Vielmehr ist ein geschlossener Randstreifen 15 auf beiden Seiten der Verbindungsnaht 12 ausgebildet, der sich zwischen der Verbindungsnaht 12 und den Öffnungen 11 erstreckt. Der Randstreifen 15 ist frei von Öffnungen. Die Breite des Randstreifens 15 kann beispielsweise wenigstens einen Durchmesser einer Öffnung 11, insbesondere wenigstens einen 1,5-fache Durchmesser einer Öffnung 11 betragen.
Ein Beispiel für eine Anlage zur Herstellung des Filterstützrohres nach 1 ist in der schematischen 2 dargestellt. Aus einer nicht dargestellten Materialzufuhr, beispielsweise ein Coil, wird ein Bandmaterial, konkret ein Lochband 16 einer Materialeinlaufeinrichtung 17 zugeführt. Diese umfasst eine planare Lauffläche, auf der das Lochband 16 geführt ist. Die Materialeinlaufeinrichtung 17 kann in ihrer Position verändert werden, um den Einlaufwinkel des Lochbandes 16 anzupassen, wie weiter unten näher beschrieben. Der Materialeinlaufeinrichtung 17 ist ein Walzwerk 18 in Zufuhrrichtung nachgeordnet. Das Lochband 16 geht von der Materialeinlaufeinrichtung 17 in das Walzwerk 18 über.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 weist das Walzwerk 18 drei Formwalzen auf, d. h. eine erste Formwalze 19, eine zweite Formwalze 20 und eine dritte Formwalze 21, die jeweils parallel zueinander angeordnet sind. Die Formwalzen 19, 20, 21 sind um einen Wickeldorn 22 gruppiert. Die Formwalzen 19, 20, 21 sind in eine Richtung senkrecht zur Längsachse der jeweiligen Formwalze 19, 20, 21 verstellbar, sodass der Abstand zwischen den Formwalzen 19, 20, 21 und dem Wickeldorn 22 eingestellt werden kann. Die Formwalzen 19, 20, 21 drehen jeweils gleichsinnig, insbesondere im Uhrzeigersinn.
Die Formwalzen 19, 20, 21 bewirken zusammen mit dem Wickeldorn 22 ein Umformen des Bandmaterials 16 derart, dass das Bandmaterial 16 zu der rohrförmigen Stützwand 10 gewickelt wird. Die Wicklung erfolgt spiralförmig.
Dies ist in 3 gut zu erkennen, die in der Draufsicht auf die Anlage gemäß 2 zeigt, dass die Materialeinlaufeinrichtung 17 unter einem Winkel von größer 90°, insbesondere unter einem Winkel von 95° bis 115° bezogen auf die Längsachsen der Formwalzen 19, 20, 21 angestellt ist. Dadurch wird bewirkt, dass das Lochband 16 unter diesem Winkel relativ zum Wickeldorn 22 zugeführt und spiralförmig aufgewickelt wird. Die Kanten 13 des Bandmaterials bzw. des Lochband 16 werden dabei auf Stoß angeordnet und bilden nach dem Verschweißen die spiralförmige Verbindungsnaht 12 der Stützwand 10. Das Verschweißen erfolgt durch eine in den 2, 3 nicht dargestellte Schweißanlage. Hierfür kommt besonders bevorzugt eine Laserschweißanlage zum Einsatz.
Nach dem Wickeln und Verschweißen wird das Filterstützrohr vom Wickeldorn 22 abgezogen.
Die Erfindung und das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung erlauben durch die Anzahl der Wicklungen und die Einstellung des Einlaufwinkels des Lochbandes 16 die Herstellung von Filterstützrohren mit unterschiedlichen Längen und/oder unterschiedlichen Durchmessern.
Bezugszeichenliste

10: Stützwand
11: Öffnungen
12: Verbindungsnaht
13: Kanten
14: Enden
15: Randstreifen
16: Lochband
17: Materialeinlaufeinrichtung
18: Walzwerk
19: erste Formwalze
20: zweite Formwalze
21: dritte Formwalze
22: Wickeldorn

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 03/033100 A1 [0001, 0002, 0018]
DE 19758001 A1 [0008]

Claims

Filterstützrohr für ein Filterelement zur Filtration eines Fluids, insbesondere einer Hydraulikflüssigkeit, mit einer rohrförmigen Stützwand (10), auf deren Umfang Öffnungen (11) für den Durchtritt des Fluids durch die Stützwand (10) angeordnet sind, wobei die Stützwand (10) eine Verbindungsnaht (12) aufweist, die Kanten (13) der Stützwand (10) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsnaht (12) sich spiralförmig auf dem Umfang des Stützrohres (10) zwischen den axialen Enden (14) des Stützrohres (10) erstreckt, wobei die Kanten (13) auf Stoß angeordnet und verschweißt sind.
Filterstützrohr nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten (13) laserverschweißt sind.
Filterstützrohr nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass ein geschlossener Randstreifen (15) wenigstens auf einer Seite der Verbindungsnaht (12), insbesondere auf beiden Seiten der Verbindungsnaht (12) ausgebildet ist.
Filterelement mit einem Filterstützrohr nach Anspruch 1
Anlage zur Herstellung eines Filterstützrohres nach Anspruch 1 mit einer Materialzufuhr, die ein Lochband (16) aufweist, das in einer Materialeinlaufeinrichtung (17) geführt ist, wobei das Lochband (16) aus der Materialeinlaufeinrichtung (17) in ein Walzwerk (18) übergeht, das wenigstens drei Formwalzen (19, 20, 21) aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind und zwischen denen das Lochband (16) angeordnet ist, um dieses zu der rohrförmigen Stützwand (10) zu wickeln, wobei die Materialeinlaufeinrichtung (17) bezogen auf die Längsachsen der Formwalzen (19, 20, 21) unter einem Winkel von mehr als 90°, insbesondere unter einem Winkel von 95° bis 115° angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel der Materialeinlaufeinrichtung (17) bezogen auf die Längsachsen der Formwalzen (19, 20, 21) einstellbar ist.
Anlage nach Anspruch 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass eine Schweißeinrichtung dem Walzwerk (18) zugeordnet ist, das die Verbindungsnaht (12), die die Kanten (13) der Stützwand (10) verbindet, durch Verschweißen der auf Stoß angeordneten Kanten (13) verbindet.
Anlage nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißeinrichtung eine Laserschweißeinrichtung ist.