DE2629466C2

DE2629466C2 - Patronenfilter

Info

Publication number: DE2629466C2
Application number: DE2629466A
Authority: DE
Inventors: Gary L. Lake Geneva Ill. Brooks
Original assignee: Sta Rite Industries LLC
Current assignee: Sta Rite Industries LLC
Priority date: 1975-06-30
Filing date: 1976-06-30
Publication date: 1983-01-27
Also published as: JPS5444143B2; US3988244A; AU501724B2; JPS526176A; CA1050903A; FR2315974A1; AU1456076A; FR2315974B1; DE2629466A1

Description

zwischen den beiden Elementen aber üie Abströmung des gefilterten Mediums wesentlich beeinträchtigt wird. Dies gilt sowohl for eine Ausführung, bei der die Filterpatrone zwei konzentrische Filterelemente aufweist als auch für eine solche mit nur einem s Filterelement, indem das andere Element der Filterpatrone lediglich aus einer undurchlässigen Wandung besteht, wie dies für manche Zwecke erwünscht sein kann.

Das Stützelement kann in vorteilhafter Weise aus einem grobmaschigen Kunststoffnetz bestehen, das mehrfach umeinandergewickelt ist

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispieie der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben.

F i g. 1 ist ein Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Patronenfilter mit zwei Filterelementen;

Fig.2 ist ein Querschnitt nach der Linie 2-2 von Fig. 1;

F i g. 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teiles des Stützelementes;

Fig.4 ist ein Querschnitt einer abgeänderten Ausführungsform des Filters mit nur einem Filterelement;

F i g. 5 ist ein Querschnitt nach 5-5 der F i g. 4.

Der in F i g. 1 dargestellte Patronenfilter ist mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 bezeichnet Er wird in den Flüssigkeitskreislauf eines Motors, einer hydraulischen Hebevorrichtung oder eines sonstigen Gerätes eingesetzt, um die Arbeitsflüssigkeit, z. B. öl, zu filtern. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der Patronenfilter zwei Gehäuseteile, nämlich eine Gehäuseglocke 12 und ein Unterteil 14. Er wird mit dem (nicht dargestellten) Flüssigkeitssystem durch einen Einlaß 16 und einen Auslaß 18 verbunden. Der Einlaß i6 ist über eine große öffnung 20 mit dem Innern des Gehäuses verbunden. Der Auslaß 18 steht ebenfalls mit dem Innern des Gehäuses in Verbindung, und zwar über eine Öffnung 22, die mit dem ringförmigen Kanal 24 an der Oberseite des Unterteils 14 in Verbindung steht

Auf dem l'nterteil 14 stehen zwei ringförmige, gefaltete Filterelemente 26 und 28, die konzentrisch zur Öffnung 20 angeordnet und durch einen Zwischenraum 29 voneinander getrennt sind. Auf diese Weise gelangt die Arbeitsflüssigkeit die in den Einlaß 16 eintritt, durch die Öffnung 20 in den Innenraum 37.

Die unteres Enden der Filter 26 uud 28 ruhen auf einer Halteplatte 30. Sie hat eine Mehrzahl von Öffnungen 35, die mit dem ringförmigen Kanal 24 in Verbindung stehen. Die in dem Raum zwischen den beiden Filterelementen befindliche Flüssigkeit strömt daher durch die Öffnungen 35 in den ringförmigen Kanal 24 und Von dort in den Auslaß 18. Um die Filterelemente 26 und 28 an ihrem Platz in dem Gehäuse zu halten, sind ein Haltebügel 34 und eine obere, ringförmige Halteplatte 36 vorgesehen. Die Halteplatte 36 hat eine zentrale Öffnung 38, die den Innenraum 37 mit dem oberen Teil der Gehäuseglocke verbindet

Darüber hinaus schließt die obere Halteplatte 36 den Zwischenraum 29 zwischen den Filterelementen 26 und

28 nach oben hin ab, so daß keine !Flüssigkeit von oben her in den Zwischenraum 29 eintreten kann.

Die unter erhöhtem Druck in den Einlaß 16 eintretende Flüssigkeit strömt durch die öffnung 20 in den Innenraurn 37. Ein Teil dieser Flüssigkeit durchdringt, wie durch die Pfeile in F i g. 1 angedeutet, das innere Filterelement 26 und tritt in den Zwischenraum

29 zwischen den beidtn Filterelementen ein. Kin

weitererTeil der Flüssigkeit tritt durch die öffnung38 in den oberen Teil der Gehäuseglocke ein und gelangt von dort in den das äußere Filterelement 28 umgebenden Ringraum, Von hier aus durchdringt die Flüssigkeit das äußere Filterelement 28 und gelangt ebenfalls in den Zwischenraum 29 zwischen den beiden Filterelementen, der infolge des Druckabfalls an den Filterelementen unter einem verhältnismäßig geringen Druck steht

Durch den beträchtlichen Druckabfall an den Filterelementen 26 und 28 werden starke resultierende Kräfte auf die Filterelemente ausgeübt und zwar auf das innere Filterelement nach außen und auf das äußere Filterelement nach innen. Diese Kräfte suchen die Filterelemente zusammenzudrücken und in den Zwischenraum 29 zu schieben.

Um diese Kräfte aufzufangen, ist in dem ringförmigen Zwischenraum 29 ein Stützelement 40 vorgesehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Stützelement 40 ein weitmaschiges Netz aus Kunststoff od. dgl. in Form eines Bandes, das mehrfach umeinandergewikkelt wird. Infolge der Maschenanordnur-g gestattet das Stützelement 40 eine Flüssigkeitsström'.'ng quer durch das Stützelement hindurch sowie in Längsrichtung desselben. Das Stützelement bietet der Strömung daher einen nur geringen Widerstand.

Das Stützelement 40 überträgt die Druckkräfte bzw. gleicht sie aus, die auf die Außenfläche des Filterelementes 28 und auf die Innenfläche des Filterelementes 26 einwirken. In dieser Weise nimmt das durchlässige Stützelement die im wesentlichen gleichen und entgegengesetzten Kräfte auf, so daß sie sich aufheben und ein Zusammendrücken der Filterelemente verhindern. Da das Stützelement 40, um ein Zusammendrücken der Filterelemente zu verhindern, die Kräfte ausgleicht statt sie lediglich abzustützen, kann es aus einem billigen Material von verhältnismäßig geringer Widerstandskraft gefertigt werden. Es entfällt daher die Notwendigkeit der Verwendung einer starren Stützkonstruktion, welche die Filterelemente lediglich abstützt Im Gegensatz zu den bisher verwendeten starren Stützkonstruktionen braucht das Stützelement 40 nur soviel Widerstandskraft zu haben, daß es nicht zusammengedrückt wird, und daß der Flüssigkeitsstrom in Längsrichtung nicht unterbrochen oder nennenswert beeinträchtigt wird.

Im Betrieb fließt die zu Filternde, unter Druck stehende Flüssigkeit durch den Einlaß 16 und die Öffnung 20 in den Innenraum 37. Ein Teil dieser Flüssigkeit durchdringt das Filterelement 26. Die gefilterte Flüssigkeit gelangt in den Zwischenraum 29. Der Rest der Flüssigkeit fließt durch die Mittelöffnung 38 in den Ringraum zwischen der Gehäuseglocke und dem äußeren Filterelement 28, durchdringt das Filterelement und gelangt ebenfalls in den Ringraum 29 zwischen den Filterelementen.

Die im Ringraum 29 befindliche Flüssigkeit flieOt dann in Längsrichtung des Filters durch das Stützelement 40, durch die Öffnungen 35 in den ringförmigen Kanal 24, und von dort in den Auslaß 18, um dem Kreislauf erneut zugeführt zu werden.

In F i g. 4 und 5 ist eine abgeänderte Ausführungsform des Patronenfilters dargestellt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile.

Der in F i g. 4 und 5 dargestellte Patronenfiller 110 hat eine Gehäuseglocke 12 und ein Unterteil 14. Das letztere hat "inen Ei .hß 16. einen Auslaß IJ* ind Öffnungen 20 und 22, die mit dem Einlaß 16 bzw. dem Auslaß 18 in Verbindunc stehen. Ferner hat er einen

Haltebügel 34 und eine obere Halteplatte 136 mit einer Mittelöffnung 138.

Im Gegensatz zur ersten ^/\usführungsform enthält der Patronenfilter 110 nur ein einziges, ringförmiges Filterelement 128. Es erstreckt sich zwischen der oberen, ringförmigen I ladeplatte 136 und einer unteren Halteplatte 132. Die Platte 132 hat Öffnungen 135, die mit dem ringförmigen Kanal 24 in Verbindung stehen.

Ebenfalls zwischen den Platten 132 und 136 erstreckt sich eine undurchlässige Wandung 150, die aus Kunststoff od. dgl. bestehen kann. Die Wandung 150 nimmt die Stelle des inneren ringförmigen Filterelements 26 der F i g. 1 und 2 ein und kann gewissermaßen als »Leerfilter« angesehen werden. Sie ist in einem gewissen Abstand vom Filterelement 128 angeordnet, so daß ein ringförmiger Zwischenraum 129 entsteht.

Die in den Einlaß 16 eintretende Arbeitsflüssigkeii fließt durch die öffnung 20 in den Innenraum 137, der durch die Innenfläche der Wandung 150 begrenzt wird.

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angedeutet, nach oben durch die öffnung 138, und an der Innenseite der Gehäuseglocke 12 entlang zu dem das Filterelement 128 umgebenden Ringraum.

Infolge des Druckabfalls an dem Filterelement 128 wird auf dieses eine Kraft ausgeübt, die es nach innen, gegen die undurchlässige Wandung 150, zu drücken sucht. Um diese Kräfte aufzunehmen, ist im Ringraum 129 ein Stützelement 40 (Fig.3) angeordnet. Das grobmaschige Kunststoffband des Stützelements 40 (F i g. 4) ist in mehrfachen Windungen um die Wandung 150 herumgewickelt. Es läßt eine Strömung durch das Stutzelement hindurch (radial) und in Längsrichtung (parallel zur Achse des Zylinders) zu.

Die auf das Stützelement 40 von außen und von innen ausgeübten Kräfte heben sich im wesentlichen auf. Es entfällt daher die Notwendigkeit, das Filterelement 128 und die Wandung 150 aus starrem und widerstandsfähigen Material anzufertigen, um ein Zusammendrücken durch den Flüssigkeitsdruck zu verhindern.

Im Betrieb tritt die Fremdkörper enthaltende Arbeitsflüssigkeit durch den Einlaß 16 in den Patronenfilicr ein. Von dort gelangt sie in den Innenraum des Filters und drückt von innen gegen die Wandung 150. Die gesamte Flüssigkeit fließt dann, wie durch die Pfeile in Fig.4 angedeutet, durch die öffnung 138 in den das

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durch das Filterelement hindurchtritt und gefiltert wird. Die gefilterte Flüssigkeit tritt dann in den Ringraum 129 ein, wo sie durch die öffnungen des Stützelements 40 hindurch nach unten fließt, um durch die Öffnungen 135 in den ringförmigen Kanal 24 zu gelangen. Von dort strömt sie durch die öffnungen 22 in den Auslaß 18.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Patronenfilter mit einem Gehäuse (12,14), das einen Einlaß (t6) und einen Auslaß (18) aufweist und einen Einlaß und Auslaß miteinander verbindenden Hohlraum umschließt, und

einer in diesem Hohlraum angeordneten Filterpatrone (26-30,36,40; 40,128,132,136,150), die innere bzw. äußere konzentrische, im wesentlichen zylindrische Elemente (26, 28; 150, 128) aufweist, wobei die Innenfläche des inneren Elements (26; 150) und die Außenfläche des äußeren Elements (28; 128) dem in dem Hohlraum herrschenden Einlaßdruck ausgesetzt sind, zumindest eines der beiden Elemente ein gefaltetes « Filterelement (26,28; 128) ist, und die beiden Elemente (26, 28; 150, 128) durch einen mit dem Auslaß (18) verbundenen, im wesentlichen zylindrischen Zwischenraum (29; 129) voneinander getrennt,sLnd, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem zylindrischen Zwischenraum (29; 129), eingeschlossen zwischen die Außenfläche des inneren Elements (26; 150) und die Innenfläche des äußeren Elements (28; 128), ein im wesentlichen zylindrisches Stützelement (40) befindet, das in dem Zwischenraum (S; 129) eine Strömung ermöglichende Kanäle aufweist und aus einem gegen ein Zusammendrücken in radialer Richtung widerstandsfähigen, flexiblen Material besteht

2. Riter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das innere als auch das äußere Element gefaltete Filierelen^nte (26 und 28) sind

3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Element ei gefaltetes Filterele- ment (128), und das andere eine undurchlässige Wandung(150)ist

4. Filter nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (40) ein grobmaschiges Kunststoffnetz mit zahlreichen Zwischenräumen ist, die eine Flüssigkeitsströmung ermöglichen.

5. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (40) aus einem Streifen eines Kunststoffnetzes besteht, der mehrfach umeinandergewickelt ist

50

Die Erfindung betrifft einen Patronenfilter gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei vielen Systemen wird ein Arbeitsmedium über einen Filter umgewälzt, um in dem Medium vorhandene Fremdkörper zurückzuhalten und zu verhindern, daß sie das System verstopfen oder schädigen. Diese Filter enthalten gewöhnlich auswechselbare Filterpatronen, die bei großem Filterungsbedarf konzentrisch zueinander angeordnete Filterelemente aufweisen.

Ein typischer Filter dieser Art, wie er auch dem μ Gattungsbegriff zugfundeliegt, ist aus der US-PS 11 292 bekannt. Die betreffende Filterpatrone enthält zwei konzentrisch zueinander angeordnete Filterelemente, für deren jedes eine starre Stützkonstruktion vorgesehen ist, um zu verhindern, daß die Filterelemente durch den Überdruck des einlaßseitig anstehenden Mediums zusammengedrückt werden. Die starren Stützkonstruktionen erhalten die Form der Filterelemente und lassen zwischen den beiden Filterelementen einen ausreichenden Raum für die Abströmung des gefilterten Mediums zum Auslaß hin. Da jedes der Stützelemente genügend stark und starr sein muß, um die Gesamtkraft aufzunehmen, der ein jedes Filterelement ausgesetzt ist, weist dieser Filter Nachteile auf, wie vor allem einen komplizierten, schweren und kostspieligen Aufbau.

Ein anderer, aus der US-PS 34 20 377 bekannter Filter weist, um das Zusammendrücken der Filterelemente durch den einlaßseitig darauf einwirkenden Oberdruck zu verhindern, konzentrische gefaltete Filterelemente, die, sich unmittelbar berührend, einander gegenseitig abstützen. Dabei heben die auf das äußere Filterelement von außen und die auf das innere Filterelement von innen einwirkenden Druckkräfte einander im wesentlichen auf. Filter dieser Art haben jedoch den Nachteil, daß zwischen beiden Filterelementen nur ein reduzierter Abströmungsquerschnitt auftritt und daß diese Filter zum Verstopfen neigen, denn die Falten stellen naturgemäß enge Kanäle dar. Mit der Verringerung des Durchtrittsquerschnitts wird auch die Fflterkapazität herabgesetzt Ungeachtet dessen müssen die Filterelemente genügend starr sein.

Ähnliche Schwierigkeiten treten auch dort auf, wo nur ein einziges zylindrisches Filterelement zur Verwendung kopynt In diesem Falle drückt das anstehende Medium gegen die eine Seite des Filterelements und kann es zusammendrücken, sofern keine starre Stützkonstruktion vorgesehen ist

Aus der DE-AS 11 23 068 ist zwar bereits ein zwei konzentrische, im wesentlichen zylindrische gefaltete Filterelemente aufweisender Patronenfilter bekannt bei dem das äußere Filterelement sich auf einer gewickelten Fiberglasschalung abzustützen vermag, doch handelt es sich hier um einen Mehrstufenfilter, bei dem die Fiberglasschalung selbst wiederum Filtereigenschaften aufweist und das zu filternde Medium nacheinander das äußere Filterelement, die Fiberglasschalung und das innere Filterelement durchströmt; welches sich seinerseits nach innen zu auf einem perforierten Zylinderkern abstützt Zudem umgibt die Fiberglasschalung das innere Filterelement mit Abstand, wozu sie von einer Schraubenspule getragen wird. Der erfindungsgemäß übernommene Kräfteausgleich zwischen äußerem und innerem Filterelement der besondere Abstützungsmittel erübrigt, findet dabei nicht statt Ebenso verhält es sich bei einem anderen, aus der DE-OS 21 18 777 bekannten Mehrctufenfilter, bei dem von außen nach innen nacheinander ein zylindrisches gefaltetes Filterelement eine Granulatpackung und ein gewickeltes Nachfilterelement folgen, welch letzteres wieder auf einem perforierten Rohr aufliegt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filter gemäß Gattungsbegriff so auszubilden, daß er bei einfacher und billiger Herstellung und Montage sowie bei geringem Gewicht eine hohe Filterleistung aufweist und im besonderen die zylindrischen Filterelemente auf einfache und billige Weise vor einem Zusammendrücken bewahrt werden, ohne daß der Austrittsquerschnitt in unzulässiger Weise verengt wird.

Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch das betreffende Stützelement, das zu diesem Zweck keine hohe Festigkeit aufweisen muß, werden wiederum die von innen auf das innere und die von außen auf das äußere Element der Filterpatrone einwirkenden Überdruckkräfte ausgeglichen, ohne daß