DE3032846A1 - Filter fuer druckmittel und messinstrument - Google Patents

Description

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Parker Hannifin Corporation, Cleveland, Ohio (V. St. A.)

Filter für Druckmittel und Meßinstrument

Die Erfindung betrifft ein Filter für Druckmittel, insbesondere ein mit einem Druckdifferenz-Meßinstrument versehenes Filter für Druckflüssigkeiten.

Derartige Filter für Druckflüssigkeiten werden gewöhnlich als Saugleitungsfxlter, Rückleitungsfilter, Druckleitungsfilter oder für andere Zwecke verwendet, wobei die Konstruktion des Filtergehäuses meistens dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßt ist.

In allen derartigen Anordnungen muß das Filterelement von Zeit zu Zeit erneuert werden. Dabei ist es häufig erwünscht, daß dazu das das Filter enthaltende Druckmittelsystem nicht außer

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Betrieb, genommen zu werden braucht. Ferner muß das Filter so konstruiert sein, daß es die Teilchen oberhalb einer bestimmten Korngröße aus dem System entfernt, daß sein Gehäuse eine genügende Schmutzaufnahmekapazität hat und daß das Filter mit einer vorteilhaften Strom-Druckabfall-Kennlinie arbeitet.

Außerdem sollen derartige Filter für Druckmittel mit einer Einrichtung versehen sein, mit der der Zustand des Filterelements überwacht wird, so daß festgestellt werden kann, wann das Filterelement so stark verunreinigt ist, daß es erneuert werden muß.

Es wäre nun zweckmäßig, ein Filter zu schaffen, das ohne Verlust an Trennschärfe für zahlreiche dieser verschiedenen Zwecke verwendet werden kann und dessen Filterelement von jedem Ende des Filtergehäuses oder auch von dessen mittlerem Teil aus herausgenommen und eingesetzt werden kann. Es ist ferner zweckmäßig, eine Einrichtung vorzusehen, die nicht nur den Zustand des Filterelements, sondern auch dessen Vorhandensein oder NichtVorhandensein in dem Filtergehäuse anzeigt, und zwar entweder an dem Filtergehäuse oder an einer von ihm entfernten Stelle.

Wie in den Patentansprüchen angegeben ist, schafft die Erfindung ein neuartiges Filter für Druckmittel und ein neuartiges Meßinstrument zum Messen von Druckmitteldruckdifferenzen. Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.

Eine vielseitig verwendbare Filtereinrichtung ist in einer zweiteiligen Gehäuseanordnung vorgesehen, die aus einem Kopfguß stück und einem rohrförmigen Filtergehäuse besteht, wobei das Filterelement von jedem Ende der Gehäuseanordnung aus herausgenommen und eingesetzt werden kann, oder auch von dem mittleren

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Teil der Gehäuseanordnung aus, wenn das Kopfgußstück und das rohrförmige Filtergehäuse voneinander getrennt worden sind.

In dem Kopfgußstück sind durch ein neuartiges Umlenkelement ein Zulauf- und ein Ablaufkanal voneinander getrennt, die mit dem inneren bzw. dem äußeren Teil eines rohrförmigen Filterelements in Strömungsverbindung stehen. Das Umlenkelement besitzt einen Trichterkonus, der an seinem Basisrand in einem zylindrischen Hohlraum des Kopfgußstücks montiert und zum Auswechseln des Filterelements zusammen mit diesem durch das Kopfgußstück hindurch verschiebbar ist. Dieses Umlenkelement ermöglicht eine verlustarme Strömung zwischen einem Queranschluß des Filtergehäuses und dem mit diesem koaxialen Filterelement und verbessert die Strom-Druckabfall-Kennlinie des Filters. An das im Durchmesser kleinere Ende des Trichterkonus schließt ein Rohrstutzen an, der zum Zuführen des Druckmittels in das Innere des Filterlements in dem Filtergehäuse dient. An dem distalen Ende des Filtergehäuses ist ein wahlweise abnehmbarer Endverschluß vorgesehen, der das Filterelement koaxial abstützt und gegebenenfalls mit öffnungen zum Zugang zu dem Gehäuseinnern ausgebildet ist. Auf diesem Endverschluß können Ventileinrichtungen montiert sein.

Durch den elliptischen Rand, an dem das Umlenkelement angreift, wird das Innere des Kopfgußstücks in zwei Räume geteilt, so daß auf der Außenseite des Kopfgußstücks ein Meßinstrument montiert werden kann, das auf beiden Seiten des Randes des Umlenkelements mit den Räumen des Kopfgußstücks in Strömungsverbindung steht. Das Meßinstrument enthält zwei Membranen, die einen Kolben tragen, der im Gehäuse des Meßinstruments verschiebbar gelagert ist und dessen Stellung von der Druckmitteldruckdifferenz abhängt, so daß der Zustand des Filters direkt an diesem oder an einer von ihm entfernten Stelle angezeigt werden kann. Durch eine Federkombination wird der Kolben

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vorbelastet und bei Nichtvorhandensein einer Druckmitteldruck differenz am einen Ende des Gehäuses festgehalten, wodurch an gezeigt wird, daß sich kein FilteieLement im Gehäuse befindet.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt

Fig. 1 im Längsschnitt ein in einer Leitung eingeschaltetes Filter nach einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 ebenfalls im Längsschnitt ein Filter

nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung mit abnehmbarem Endverschluß,

Fig. 3 im Längsschnitt ein Filter nach einer

dritten Ausführungsform derErfindung mit einem Filtergehäuse, in das die Strömung am einen Ende eintritt und aus dem sie am anderen Ende austritt,

Fig. 4 einen Teil des Kopfgußstücks des Filters, von der mit dem Zulaufanschluß versehenen Seite gesehen, mit dem- darauf montierten Meßinstrument,

Fig. 5 in- größerem Maßstab im Schnitt das_ Meßinstrument und

Fig. 6 im Längsschnitt ein Ventil, das in dem

Filter als überstrom- und Rückschlagventil , verwendet wird un einen, eingerasteten

Ventilteller besitzt.

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Das in Fig. 1 gezeigte Filter'10 nach der ersten Ausführungsform der Erfindung besitzt ein allgemein rohrförmiges Kopfgußstück 11 und ein rohrförmiges Filtergehäuse 12, an dessen eines Ende ein Ringflansch 14 angeschweißt ist. Dieser ist mit nicht gezeigten, ringförmigen Schlitzen ausgebildet, die von Befestigungsschrauben 15 durchsetzt sind, die in Gewindelöcher in einem Flansch 16 des Kopfgußstücks 11 geschraubt sind. Auf diese Weise sind die Teile 11, 12 schnell trennbar miteinander verbunden. Zur Abdichtung ist zwischen den Flanschen 14, 16 ein O-Ring 18 angeordnet.

In dieser Ausführungsform der Erfindung besitzt das Kopfgußstück 11 einen Zulaufanschluß 20 und einen Ablaufanschluß 21, die miteinander fluchten und allgemein quer zur Längsachse des Filtergehäuses 12 gerichtet sind. Das Kopfgußstück 11 hat eine allgemein zylindrische Innenwandung 22 und ist an einem Ende mit einem einwärtsgewölbten Deckel 24 verschlossen, der an seinem Umfang mit Schlitzen durchsetzenden Schrauben 25 schnell abnehmbar befestigt ist, ähnlich wie der Befestigungsflansch des Filtergehäuses 12 mit den Schrauben 15. Am distalen Ende des Filtergehäuses 12 ist dieses mit einem napfförmigen Endverschluß 26 versehen, der an seinem Umfangsrand mit dem Ende des Filtergehäuses 12 verschweißt ist und der einen zentral angeordneten, geschlossenen, rohrförmigen Fortsatz 27 besitzt, der als Stützglied dient.

In allen Ausführungsformen der Erfindung ist ein Umlenkelement 30 vorgesehen, das ein rohrförmiges Filterelement 32 an dessen einem Ende abstützt und mit einem Überströmventil 33 versehen ist. Diese Einrichtungen werden ausführlicher anhand der Fig. 2 und 3 beschrieben, in denen andere Ausführungsformen der Erfindung in größerem Maßstab dargestellt sind. In diesen Figuren sind entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet, um das Verständnis zu erleichtern.

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In der die zweite Ausführungsform der Erfindung zeigenden Fig. 2 ist das Umlenkelement 30 genauer dargestellt. Es besteht aus einem Trichterkonus 35 und einem an dessen kleineres Ende anschließenden, zentral angeordneten Rohrstutzen 36. Der Trichterkonus 35 ist an seinem äußeren Rand mit einem erhöhten Rand 38 ausgebildet, der allgemein einem schrägen Schnitt durch einen der Innenwandung 22 des Kopfgußstücks 11 angepaßten Zylinder in einer Ebene entspricht, die schräg zu der Längsachse des Filters 10 liegt. Der Rand 38 bildet im wesentlichen einen Ring in Form einer Ellipse, deren Hauptachse in der Zeichenebene liegt. Am Umfang des Randes 38 des Umlenkelements 30 ist eine Nut 40 ausgebildet, die durch einen Innenrandteil 42 begrenzt ist, mit dem ein O-Ring 34 in der Nut 40 festgehalten wird.

Der einen Teil des Randes 38 des Umlenkelements 30 bildende Randteil 42 liegt an einer Rippe 45 an, die an der Innenwandung 22 des Kopfgußstücks 11 vorgesehen ist und sich schräg zur Achse des Filtergehäuses 12 von einer knapp außerhalb des Abflußanschlusses 21 gelegenen Stelle zu einer in dem Zuflußanschluß gelegenen Stelle erstreckt. Die Innenwandung 22 besitzt einen im Durchmesser größeren Teil, der das Umlenkelement 3 0 im Abstand umgibt, einen im Durchmesser kleineren Dichtungsanlageteil 37 und eine diese beiden Teile verbindende Schrägfläche In dem im Druckguß aus Aluminium hergestellten Kopfgußstück 11 brauchen die Innenflächen, einschließlich des Dichtungsanlageteils 37 und der Schrägfläche 39, nicht nachbearbeitet zu werden. Der Deckel 24 liegt unter Zwischenlage eines O-Rings 48 dicht an dem Kopfgußstück 11 an und kann am äußeren Teil des Rands 38 angreifen oder in einem kleinen Abstand davon angeordnet sein, wie dies gezeigt ist, so daß das Umlenkelement 3 0 in Anlage gehalten wird. Durch einen Vorsprung 49 an dem Rand 38 und einer entsprechenden Rast in der Innenwandung 22 wird gewährleistet, daß das Umlenkelement 30 in dem Kopfgußstück 11

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richtig orientiert und der Rohrstutzen 36 auf der Längsachse des Filtergehäuses 12 zentriert ist. Auf zwei Stützgliedern ist ein Querzapfen 51 abgestützt, der zum leichteren Herausnehmen des Umlenkelements 30 aus dem Kopfgußstück 11 erfaßt werden kann. Das Umlenkelement 30 kann ohne weiteres durch eine Axialbewegung, ohne gedreht zu werden, aus dem Kopfgußstück herausgenommen und in dieses eingesetzt werden, wobei beim Einsetzen die Schrägfläche 39 den O-Ring 38 zunächst zusammendrückt. Die richtige Orientierung für den Einbau wird durch den Eingriff des Vorsprungs 49 in die entsprechende Rast und die Ausbildung der zur Anlage aneinander bestimmten Teile des Randes 38 des Umlenkelements und der Rippe 45 gewährleistet.

Das aus Kunststoff formgepreßte Umlenkelement 30 ist in dem Kopfgußstück 11 vorzugsweise derart montiert, daß die Bewegungsachse des Überströmventils 33 unter einem Winkel von 45° zur Achse des Ablaufanschlusses 21 angeordnet ist» Bei dieser Anordnung hat die Öffnung für den Ventilteller des Überströmventils 33 eine optimale Länge, so daß dieser Ventilteller weder den Ablaufanschluß 21 verlegt noch an der Innenwandung 22 des Kopfguß Stücks angreift. Auf diese Weise wird ferner ein genügender Abstand von der Innenwandung 22 gewährleistet, so daß durch den Befestigungsansatz für das Überströmventil die glatte Strömung auf der Außenseite des Konus nicht gestört wird. Ferner ermöglicht diese Orientierung bei offenem Überströmventil eine relativ direkte Strömung des Druckmittels zu dem Ablaufanschluß-Schließlich wird durch die angegebene Orientierung die Möglichkeit der Einwirkung eines Strahlstroms des durch- den Zulauf— anschluß 20 eintretenden Druckmittels auf den Ventilkegel weitgehend vermieden.

Das Filterelement 32 ist eine Filterpatrone mit einem durchbrochenen rohrförmigen Filterkörper, der aus einer Innenwand

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und einer Außenwand 55 besteht, die an beiden Enden durch Endkappen 56 miteinander verbunden und an beiden Enden durch Gummiringe 58 abgedichtet sind. Infolgedessen ist das mit dem Filtergehäuse 12 koaxiale Filterelement 32 in dem Filtergehäuse 12 am einen Ende an dem Rohrstutzen 36 des Umlenkelements 30 und am anderen Ende an dem rohrförmigen Fortsatz 27 des Endverschlusses 60 abgestützt.

In dieser Ausführungsform der Erfindung ist der Endverschluß napfförmig und mit einem zentral angeordneten, rohrförmigen Fortsatz 27 ausgebildet, der an seinem inneren Ende 62 geschlossen ist. Der Endverschluß 60 ist an dem Filtergehäuse 12 abnehmbar befestigt und ist mit einem rohrförmigen Zwischenstück 65 verschweißt, dessen Radialflansch 66 mit Befestigungsschrauben 68 festgelegt ist. Das Zwischenstück 65 sitzt verschiebbar in dem im Durchmesser etwas größeren, rohrförmigen Fortsatz 69, der an dem Filtergehäuse 12 angeschweißt ist. In dem Zwischenstück 65 ist in der Nähe seines inneren Endes eine Nut 70 ausgebildet, in der ein O-Ring 71 festgelegt ist, der hermetisch dicht an der Innenwandung des Fortsatzes 69 angreift. Die Anordnung ermöglicht eine Verschiebung des Zwischenstücks 65 in dem Fortsatz 69 unter Aufrechterhaltung der hermetischen Abdichtung.

In dem Flansch 66 des Zwischenstücks 65 sind Schlitze ausgebildet, die eine schnell trennbare Verbindung mit dem rohrförmigen Fortsatz 69 ermöglichen, ähnlich wie zwischen dem Gehäuseflansch 14 und dem Kopfgußstück 11 und bei dem Deckel 24. Nach dem Lockern der Befestigungsschrauben 68 kann man den- Endverschluß 60 etwas drehen und ihn darm aurs dem rohrförmigen Fortsatz 69 herausziehen, wobei die hermetische Abdichtung aufrechterhalten wird, bis der O-Ring 71 aus dem Fortsatz 69 austritt. Diese Bewegung wird durch einen Handgriff 72 erleichtert.

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Zwischen den einen Federteller bildenden Vorsprüngen 75 des Umlenkelements 30 und der inneren Endkappe 56 des Filterelements 32 ist eine konische Druckfeder 74 eingespannt, die das Filterelement 32 gegen die Schulter 76 des Enverschlusses 60 drückt. Wenn der Endverschluß 60 aus dem rohrförmigen Gehäuse 12 herausgezogen wird, drückt die Feder 74 das Filterelement 32 auswärts, wobei die Anlage des äußeren Dichtrings 58 des FilteiElements 32 an der Schulter 76 des Endverschlusses 60 aufrechterhalten wird. Die axiale Länge des rohrförmigen Fortsatzes 69 genügt für die Aufrechterhaltung der hermetischen Abdichtung zwischen dem O-Ring 71 und dem Fortsatz 69, bis der innere Dichtring 58 aus dem äußeren Ende des Rohrstutzens 36 des Umlenkelements 30 austritt und dadurch eine Strömungsverbindung zwischen dem Innern des Gehäuses 12 und dem Innern des Umlenkelements 30 hergestellt wird.

In einer typischen Anwendung desFilters gemäß Fig. 2 ist das Filtergehäuse 12 vertikal in einem Flüssigkeitsbehälter angeordnet, in dem sich der Flüssigkeitsspiegel zwischen den Endkappen 56 des Filterelements 32 befindet. In dieser Stellung wird das Filter 10 mit Schrauben 68 in einer Ausnehmung in der Decke 78 des Behälters gehalten, wobei die Flüssigkeit über den Zulaufanschluß 20 zu dem Ablaufanschluß 21 strömt. Zum Austausch des Filterelements 32 kann der Endverschluß 60 in der beschriebenen Weise herausgenommen werden; dabei könnte Luft in den oberen Teil des Behälters gelangen und das Ansaugen dieser Luft in eine in dem Flüssigkeitssystem angeordnete Pumpe zu einer Kavitation und zu Beschädigungen führen. Dieser Lufteintritt wird verhindert, indem die Feder 74 das Filterelement 32 automatisch von dem es abstützenden Rohrstutzen 3 6 des Umlenkelemerts 3 0 wegschiebt, bis die durch den O-Ring 71 bewirkte, hermetische Abdichtung aufgehoben wird. Die Verbindung zwischen dem Zulaufanschluß 20 und dem Ablaufanschluß 21 über den zentral angeordneten Rohrstutzen 36 des Umlenkelements 30 kann somit hergestellt

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werden, ohne daß Luft in das Flüssigkeitssystem eintritt. In der beschriebenen Anordnung enthält der Rohrstutzen 36 keinerlei Einbauten.

Gemäß Fig. 2 kann man jedoch in dem Rohrstutzen 36 des Umlenkelements 30 ein Rückschlagventil einbauen, das einen Absperrkolben 81 besitzt, der in einer Nut in der Nähe seines inneren Endes einen O-Ring 82 trägt. Zwischen dem Federteller 85 und einem Haltering 86, der in einer Nut in der Nähe des äußeren Endes des Kolbens 81 sitzt, ist eine Feder 84 eingespannt, die den Kolben 81 auswärts zu dem distalen Ende des Filtergehäuses 12 hin belastet. In Figur 2 ist das Rückschlagventil 80 in der Schließstellung gezeigt. Unter nprmalen Betriebsbedingungen ist das Rückschlagventil offen, d. h. daß sich der O-Ring 82 innerhalb des Trichterkonus 35 befindet und die Flüssigkeit durch axiale Schlitze 8 7 in der Wand des Kolbens 81 treten kann. Zur Betätigung des Rückschlagventils ist eine Stange 88 vorgesehen, die am einen Ende ein Gewinde besitzt und mit Schrauben 89 an dem Kolben befestigt ist und die mit ihrem äußeren Ende an der Stirnwand 62 des rohrförmigen Fortsatzes 27 des Endverschlusses angreift.

Die wirksame Länge der Betätigungsstange 88 wird so eingestellt, daß bei vollständig eingesetztem Endverschluß 60 in dem rohrförmigen Fortsatz 69 das Rückschlagventil 80 offen ist und eine Strömung der Flüssigkeit durch den Rohrstutzen 36 des Umlenkelements 30 gestattet. Beim Herausziehen des Endverschlusses 60 aus dem rohrförmigen Fortsatz 69 folgt der Absperrkolben 81 der Bewegung des Endverschlusses, an dem er über die Betätigungsstange 88 abgestützt ist, bis der O-Ring 82 in den Rohrstutzen 36 eintritt und ihn abdichtet. Eine weitergehende Auswärtsbewegung des Absperrkolbens 81 wird durch den an dassen innerem Ende radial auswärts vorstehenden Flansch 90 verhindert.

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In allen Ausführungsformen der Erfindung strömt das Druckmittel aus dem Inneren des Filterelements 32 durch dessen Umfang. In den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 und 2 strömt das Druckmittel vom Zulaufanschluß 20 durch den Trichterkonus 35 und den Rohrstutzen 36 und dann durch das Filterelement 32 zu dem Ablaufanschluß 21.

Dagegen ist in der Ausführungsform gemäß Fig. 3 der Ablaufanschluß 21 mit einer mit Schrauben 9 3 angebrachten Kappe 92 verschlossen und der zweite Anschluß des Filters 10 an dem distalen Ende des Filtergehäuses 12 vorgesehen. Gemäß Fig. 3 ist das Filter 10 auf einer Tragplatte 95 befestigt, die an einer Wand eines nicht gezeigten Flüssigkeitsbehälters mit die öffnungen durchsetzenden Schrauben befestigt ist. In diesem Filter zur Verwendung in einer Rückleitung befindet sich das Kopfgußstück 11 außerhalb der Wand des Behälters, in dem das Filtergehäuse in die Flüssigkeit eintaucht. In dieser Ausführungsform ider der als Stützglied dienende Endverschluß 98 ebenfalls napfförmig ausgebildet und mit einem zentral angeordneten, rohrförmigen Fortsatz 27 versehen, der an seinem inneren Ende durch eine nicht gezeigte Wand verschlossen ist. Der Mantel des Endverschlusses besitzt Ausnehmungen 99, die in der Umfangsrichtung in Abständen voneinander angeordnet sind. Die Flüssigkeit trittüber den Zulaufanschluß 20 und das Umlenkelement 30 in das Innere des Filterlements 3 2 ein und durch den Umfang desselben in den Ringraum in dem Filtergehäuse 12 und dann durch die- Ausnehmungen 99 aus dem. Filtergehäuse 12 heraus.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung, enthält der Endverschluß 98 ein Rückschlagventil t00 in Form eines druckgesteuerten Tellerventils, das in größerem Maßstab .in- der Fig. 6 gezeigt ist und dessen Ventilteller·· 102 zum Verschließen einer Ausnehmung in dem allgemein rohrförmigen Ventilgehäuse 104

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dient. Dieses besitzt einen ersten ringförmigen Gehäuseteil 105, der in einen Tragstutzen 106 geschraubt ist, der in den napfförmigen Endverschluß 98 geschweißt ist. Das Rückschlagventil 100 besitzt eine eingerastete*Telleranordnung, die zur Umstellung auf einen anderen Ansprechdruck ohne weiteres durch eine andere ersetzt werden kann. Wenn man den Gehäuseteil 105 anders anordnet, kann man das Rückschlagventil 100 auch zum Sperren einer Strömung in der entgegengesetzten Richtung verwenden, wenn das Druckmittel am distalen Ende des Filtergehäuses 12 in dieses eintritt.

In diesem Fall wird der Zulaufanschluß 20 mit einer Kappe verschlossen und der Ablaufanschluß 21 geöffnet, so daß er als zweiter Anschluß des Filters dient. Dabei kann im Bereich des distalen Endes des Filtergehäuses 12 ein Rückschlag- oder Absperrventil vorgesehen sein oder nicht. In diesem Fall sind die Ausnehmungen 9 9 in dem Endverschluß 98 geschlossen und ist die Stirnwand des rohrförmigen Stützgliedes 27 mit einem Loch ausgebildet, so daß sich der Einlaß im Innern des Filterelements

32 befindet. Das Druckmittel strömt daher wieder zunächst ins Innere des Filterelements 32 und dann durch dessen Umfang in den Ringraum in dem Filtergehäuse 12 und schließlich durch den Ablaufanschluß 21. Die konische Außenfläche des Umlenkelements bewirkt eine verlustarme Führung des Druckmittels zu dem Ablaufanschluß 21. Dabei hat das Überströmventil 33 wie üblich die Aufgabe, unabhängig von dem Zustand des Filterelements 32 eine maximale Druckmitteldruckdifferenz zwischen dem Zu- und dem Ablauf aufrechtzuerhalten.

In allen Ausführungsformen der Erfindung ist ein Überströmventil

33 vorgesehen, das- einen Strömungsweg zwischen dem Zulauf- und dem Ablaufanschluß des Filtergehäuses aussteuert, wenn das Filterelement 32 so stark verschmutzt ist, daß kein Druckmittel

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hindurchtreten kann oder der Druckabfall an dem Filterelement zu hoch wäre. Das Überströmventil 33 ist ähnlich ausgebildet wie das in Fig. 3 gezeigte Absperrventil 102. Es besitzt eine eingerastete, auswechselbare Ventiltelleranordnung, die nach dem Herausnehmen des ümlenkelements 30 aus dem Kopfgußstück 11 schnell ausgewechselt werden kann. Das in Fig. 6 im Querschnitt gezeigte Tellerventil 33 kann in einer Ausnehmung in einer ebenen Fläche montiert werden, die von einem allgemein quer angeordneten Ansatz 108 in dem Trichterkonus 35 gebildet wird. Die ebene Fläche des Ansatzes 108 liegt in einer Ebene, die zu der Längsachse des Filters allgemein parallel ist, und ist am Rand iher zentralen Ausnehmung mit in der Umfangsrichtung in Abständen voneinander angeordneten Rasten 100 ausgebildet, die einen Teil der Schnellkupplung bilden, mit der das Überströmventil allgemein quer in dem Trichterkonus 35 montiert werden kann.

Man erkennt in der Fig. 6, daß das Ventil 33 einen kreisförmigen Ventilteller 110 besitzt, der sich an einen vorstehenden Sitzring 112 anlegen kann, der von einem allgemein kreisförmigen Tellerhalter 114 vorsteht. Der Ventilteller besteht aus Nylon. Der vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Nylon bestehende Kegelhalter 114 besitzt eine zentrale Nabe 115, die von mehreren radialen Speichen 116 getragen wird, durch deren Zwischenräume das Druckmittel strömen kann. Die Nabe 115 besitzt eine zentrale Bohrung, in der ein Stift 120 sitzt, der am einen Ende einen Kopf zum Halten des Ventiltellers 110 und am anderen Ende einen Federbügel 121 zum Halten eines Federtellers 122 für eine Druckfeder 124 trägt. Zum Verändern der Vorspannung der Feder 124 kann man den Federbügel 121 in verschiedene der Querlöcher 126 einsetzen.

Der Außenumfang des Tellerhalters 114 wird von mehreren aufwärtsstehenden Fingern 128 gebildet, die mit je einer Nase 129

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versehen sind, die durch eine Rast 109 in dem Ansatz 108 des ümlenkelements 30 tritt, bis eine Umfangsrippe 130 des Tellerhalters 114 an der unteren Fläche des Ansatzes 108 angreift. Wenn dann der Tellerhalter 114 etwas verdreht wird, laufen die Nasen 129 der Finger 128 auf schwach geneigten Teilen der Außenfläche des Ansatzes 108 und fallen dann in Rasten ein, so daß die Telleranordnung hermetisch dicht in dem Ansatz 108 sitzt.

In den Fig. 4 und 5 ist das Meßinstrument 140 gemäß der Erfindung dargestellt, das zur Anzeige der in dem Filtergehäuse 12 vorhandenen Druckmitteldruckdifferenz und daher des Zustandes des Filterelements 32 dient. In der Fig. 4 ist das Meßinstrument gezeigt, wie es in der Blickrichtung auf den Zulaufanschluß 20 der Ausführungsform gemäß Fig. 1 erscheint. Dabei wird der Anschluß 20 von einem Ansatz 142 des Kopfgußstücks 111 gebildet. Der Rand 38 des Umlenkelements 30 ist in der Fig. 4 gestrichelt angedeutet, und der an diesem Rand 38 vorgesehene O-Ring teilt das Innere des KopfgußStücks 11 in zwei voneinander getrennte Räume, von denen der eine mit dem Zulaufanschluß und der andere mit dem Ablaufanschluß des Filters 10 in Verbindung steht. Seitliche Ansätze 144, 146 auf entgegengesetzten Seiten des KopfgußStücks 11 bilden je einen Durchlaß; diese Durchlässe stehen mit dem Innern des Kopfgußstücks 11 auf entgegengesetzten Seiten des O-Rings in Verbindung, der- an dem Rand 38 des Umlenkelements 30 angreift. Bohrungen der Ansätze 146 stehen mit dem Einlaßanschluß 20 in Verbindung. Die. Bohrung des Ansatzes 144 steht mit dem Ablaufanschluß 21 in 'Verbindung.

Das Meßinstrument 140 besitzt ein Gehäuse mit identischen Endkappen 148, an denen eine zwischen ihnen befindliche Glashülse 149 mit Schrauben 150 befestigt ist. Die Hülse 149 und

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Vertiefungen in den Endkappen 148 bilden eine zentral angeordnete, zylindrische Kammer, in der ein Kolben angeordnet ist. Dieser besteht aus einem oberen und einem unteren napfförmigen Teil 152, 154, die einander mit ihren Rückseiten zugekehrt und durch eine Schraube miteinander verbunden sind.

Zwei Membranen 158, 159 sind auf der einen Seite zwischen der Hülse 149 und den Endkappen 148 und auf der anderen Seite an entgegengesetzten Enden einer Anzeigehülse 160 befestigt, die ihrerseits zwischen Schultern des oberen und unteren napfförmigen Kolbenteils 152, 154 befestigt ist. Die Membranen 158, 159 sind ringförmige Wälzmembranen, von denen jede zwischen ihren Enden eine Falte besitzt, und die so angeordnet sind, daß zwischen den einander benachbarten Falten ein kleiner Axialabstand vorhanden ist, der durch den Pfeil 162 angedeutet ist. Wenn sich der Kolben 152, 154 in der zylindrischen Kammer auf- und abwärtsbewegt, bleibt der Abstand 162 zwischen den Falten annähernd konstant. Dabei bewegen sich aber die Falten mit dem Kolben auf- und abwärts, so daß verschiedene axiale Teile der Anzeigehülse 160 freigelegt werden. Gemäß Fig. 4 ist die Anzeigehülse 160 mit verschiedenfarbigen Streifen versehen, an denen die verschiedenen Stellungen des Kolbens erkennbar sind.

Das Gehäuse des Meßinstruments 140 ist mit Hilfe von Schrauben 163 an den Ansätzen 146, 144 des Kopfgußstücks 11 befestigt und mit O-Ringen 165 abgedichtet. Die von-den Ansätzen 146, 144 gebildeten Durchlässe stehen mit den Bohrungen 164 bzw. 166 des Gehäuses des Meßinstruments 14fr und diese stehen mit den Räumen in Verbindung_t die oberhalb der oberen Membran 158 bzw. unterhalb der unteren Membran 159 vorhanden sind. Infolgedessen wird der Kolben 152, 154 mit den auf beiden Seiten de& Randes 38 des Umlenkelements vorhandenen Drücken beaufschlagt und ist die Stellung des Kalbens von' diesen Drücken abhängig, wie für

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den Fachmann verständlich ist. Zwischen einem Ansatz in dem unteren Gehäuseteil 148 und der Vertiefung des unteren Kolbenteils 154 ist eine schwache Druckfeder 180 eingespannt, so daß der Kolben in Fig. 5 ständig aufwärts belastet ist. Koaxial mit der Feder 180 ist eine zweite Feder 182 angeordnet, die eine höhere Federhärte hat als die Feder 180, aber deren letzte Windung 183 den unteren Kolbenteil 154 normalerweise nicht berührt, so daß dieser erst an der Feder 182 angreift, wenn er sich in eine Stellung bewegt hat, bei der eine Anzeige der im Gehäuse des Filters 10 vorhandenen Druckmitteldruckdifferenz erwünscht ist. Infolgedessen dient die schwache Federkraft der Feder 180 zum Halten des Kolbens in einer bestimmten Stellung, wenn auf die Membranen 158, 159 keine Druckmitteldifferenz einwirkt, während für die Anzeige der Druckmitteldruckdifferenz eine andere Federhärte herangezogen wird. In der Vertiefung des oberen Kolbenteils 152 ist ein Magnet 185 befestigt, der außerhalb des Gehäuseteils 148 ein Magnetfeld erzeugt, durch das ein nicht gezeigter Zungenschalter oder dergleichen betätigt wird, der eine Fernanzeige der Stellung des Kolbens und damit des Verschmutzungszustandes des Filterelements 3 2 oder das Fehlen eines Filterelements in dem Filter ermöglicht.

Gemäß Fig. 4 ist die Anzeigehülse 160 in mehrere axial aufeinanderfolgende Abschnitte unterteilt, die in verschiedenen Farben von Weiß über Grün und Gelb bis Rot gefärbt sind, wobei Weiß das Fehlen eines Filterelements und Grün das Vorhandensein der richtigen Druckmitteldruckdifferenz anzeigt und Gelb und Rot höhere Druckmitteldruckdifferenzen und damit eine starke Verschmutzung des Filterelements 32 und die Notwendigkeit seiner Erneuerung anzeigen.

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Claims (29)

75 517 (die) 1. 9. 1980 303284C Parker Hannifin Corporation, Cleveland, Ohio (V. St. A.) Filter für Druckmittel und Meßinstrument Patentansprüche :

1. Filter für Druckmittel, gekennzeichnet durch

ein allgemein rohrförmiges Filtergehäuse mit einem Zulauf- und einem Ablaufanschluß zum Führen von strömendem Druckmittel durch das Gehäuse, wobei einer dieser Anschlüsse in der Nähe des einen Endes des Filtergehäuses angeordnet und quer zur Längsachse des Filtergehäuses gerichtet ist,

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ein in dem Filtergehäuse angeordnetes und mit dem Zulauf- und dem Ablaufanschluß in Strömungsverbindung stehendes Filterelement, und

ein in dem Filtergehäuse zwischen dem quergerichteten Anschluß und dem Filterelement angeordnetes Umlenkelement, das zum Führen des strömenden Druckmittels zwischen dem quergerichteten Anschluß und dem Filterelement dient und allgemein die Form eines Trichters mit einem Trichterkonus und einem zentralen Rohrstutzen besitzt, der zum Abstützen des Filterelements am einen Ende desselben geeignet ist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement rohrförmig ist und daß das Filter ein Stützglied zum Abstützen des Filterelements an dessen anderem Ende in einer zu dem Filtergehäuse konzentrischen Lage besitzt.

3. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichterkonus in einem allgemein elliptischen Rand endet, der allgemein in einer Ebene liegt, die unter einem Winkel zu der Mittelachse des Filtergehäuses angeordnet ist, und daß an dem genannten Rand eine Dichtung vorgesehen ist, die an der Innenwandung des Filtergehäuses anliegt.

4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung aus einem O-Ring besteht.

5. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwandung des Gehäuses eine schräg angeordnete Rippe vorgesehen ist, die den genannten Rand des ümlenkelements derart abstützt, daß der zentrale Rohrstutzen auf der Längsachse des Filtergehäuses zentriert ist, und daß das Umlenkelement an der genannten Rippe abnehmbar befestigt ist.

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6. Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergehäuse an seinem einen Ende eine allgemein kreisförmige, im wesentlichen auf der Längsachse des Filtergehäuses zentrierte Öffnung besitzt, durch die hindurch das Umlenkelement und das Filterelement aus dem Filtergehäuse herausgenommen werden können.

7. Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Filtergehäuse lösbar ein Deckel befestigt ist, der die genannte öffnung dicht verschließt und an dem Umlenkelement angreift, um dieses an der genannten Rippe festzuhalten.

8. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand des Trichterkonus ein druckbetätigtes Überströmventil angeordnet ist, das dazu dient, beim Auftreten eines vorherbestimmten Druckmitteldrucks in dem Umlenkelement einen durch die Wand des Trichterkonus führenden Strömungsweg aufzusteuern.

9. Filter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem~ Trichterkonus ein Ansatz vorgesehen is±, der sich allgemein quer zu der Längsachse des Filtergehäuses erstreckt, und daß das Überströmventil in einer von dem Ansatz gebildeten Öffnung allgemein quer zu der Längsachse des Filtergehäuses angeordnet ist *

10. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Überströmventil eine Einstelleinrichtung zum Verändern seines Ansprechdruckes besitzt.

11. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum schnellen Auswechseln des Überströmventils dieses mit dem genannten Ansatz durch eine Schnellkupplung verbunden ist.

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12. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohrstutzen des Umlenkelements ein Rückschlagventil angeordnet ist, das zur Steuerung der Strömung in dem Rohrstutzen dient und geeignet ist, unter der Einwirkung eines Druckmitteldrucks in dem Umlenkelement zu schließen und durch mechanischen Angriff an einem Endverschluß des Filtergehäuses offengehalten zu werden.

13. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Zulauf- als auch der Ablaufanschluß in dem Filtergehäuse quer angeordnet sind, daß das Umlenkelement zwischen den beiden Anschlüssen angeordnet ist und daß die durch die beiden Anschlüsse führenden Strömungswege durch den Trichterkonus voneinander getrennt und durch den Rohrstutzen miteinander verbunden sind.

14. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Filtergehäuse ein Meßinstrument montiert ist, das zum Messen von Druckmitteldruckdifferenzen geeignet ist und mit dem Innern des Filtergehäuses auf beiden Seiten eines Umfangsrandes des Trichterkonus in Strömungsverbindung steht und daher mit dem Druckmitteldruck auf beiden Seiten des Umlenkelements beaufschlagbar ist.

15. Filter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßinstrument einen Kolben besitzt, der in einer Kammer dicht eingeschlossen ist und auf die Druckmitteldruckdifferenz zwischen entgegengesetzten Seiten des Trichterkonus durchr Bewegung in. der Kammer in verschiedene Stellungen gegen die Kraft einer ersten Belastungsfeder anspricht und dadurch den Wert der Druckmitteldruckdifierenz anzeigt, und eine zweite Belastungsfeder, die- den Kolben in- eine Stellung zu bewegen trachtet, in der er sich am einen Ende der Kammer außer Berührung mit der ersten Belastungsfeder befindet und dadurch anzeigt, daß an dem Umlenkelement keine Druckmitteldruckdifferenz vorhanden ist.

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16. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Stützglied ein Rückschlagventil montiert ist, das die Strömung des Druckmittels an dem genannten anderen Ende des Filterelements steuert.

17. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied an dem Filtergehäuse lösbar angreift, um ein Herausnehmen des Filterelements durch das genannte andere Ende des Filtergehäuses zu ermöglichen.

18. Filter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied ein Endverschluß ist, der das genannte andere Ende des Filtergehäuses dicht verschließt.

19. Filter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Strömung des Druckmittels durch das Umlenkelement ein Rückschlagventil vorgesehen ist, das im Sinne des Schließens des zentralen Rohrstutzens des Umlenkelements vorbelastet ist, und daß eine Betätigungsstange vorgesehen ist, die an dem Endverschluß angreift und geeignet ist, das Rückschlagventil in eine Offenstellung zu bewegen, wenn sich der Endverschluß in einer ersten Stellung· befindet, in der er das genannte andere Ende des Filtergehäuses vollständig verschließt.

20. Filter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Umlenkelement und dem Filterelement eine Belastungsfeder vorgesehen ist, die das Filterelement gegen den Endverschluß drückt, und daß der Endverschluß geeignet ist, seine dichtende Anlage an dem Filtergehäuse aufrechtzuerhalten, wenn der.Endverschluß aus einer ersten Stellung, in .der das Filterelement hermetisch dicht an dem Umlenkelement angreift, in eine zweite Stellung bewegt wird, in der das Filterelement nicht mehr dicht an dem Umlenkelement anliegt.

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21. Filter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohrstutzen des Umlenkelements ein Rückschlagventil zum öffnen und Schließen des Rohrstutzens angeordnet ist und daß sich zwischen dem Endverschluß und dem Rückschlagventil eine Betätigungsstange erstreckt, die das Rückschlagventil in der ersten Stellung des Endverschlusses offenhält.

22. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergehäuse aus zwei Teilen besteht und der erste Teil das Umlenkelement und der zweite Teil das Filterelement enthält und die beiden Teile trennbar miteinander verbunden sind, so daß das Filterelement durch das innere Ende des zweiten Teils des Filtergehäuses hindurch herausgenommen werden kann.

23. Filter nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Teil des Filtergehäuses miteinander durch eine Schnelltrennkupplung verbunden sind, die einen geschlitzten Flansch am einen Teil des Filtergehäuses und mit diesem Flansch zusammenwirkende Befestigungsschrauben am anderen Teil des Filtergehäuses aufweist, so daß die Teile nach einer begrenzten Drehung relativ zueinander voneinander trennbar sind.

24. Meßinstrument zum Messen von Druckmitteldruckdifferenzen, gekennzeichnet durch

eine Kammer,

einen in der Kammer hin- und herbewegbaren Kolben,

eine Einrichtung zum Abdichten des Kolbens in der Kammer derart, daß der Kolben auf Druckmitteldruck anspricht,

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eine Einrichtung zum Beaufschlagen des Kolbens auf beiden Seiten mit einem Druckmitteldruck, so daß sich der Kolben in Abhängigkeit von der Druckmitteldruckdifferenz bewegt,

eine in der Bewegungsbahn des Kolbens angeordnete, erste Federeinrichtung, die an dem Kolben angreifen und dessen Bewegung veränderbar entgegenwirken kann,

eine Einrichtung zur optischen Anzeige der Stellung des Kolbens, und

eine an dem Kolben angreifende, zweite Federeinrichtung, die an dem Kolben angreift und geeignet ist, ihn außer Berührung mit der ersten Federeinrichtung zu einem Ende der Kammer zu bewegen, wodurch angezeigt wird, daß keine Druckmitteldifferenz vorhanden ist.

25. Meßinstrument nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Federexnrichtungen von Druckfedern gebildet werden, die in der Kammer konzentrisch angeordnet sind, und daß nur eine Feder an dem Kolben angreift, wenn sich dieser am einen Ende der Kammer befindet.

26. Meßinstrument nach Anspruch 25 _t dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer von einem rohrförmigen Körper gebildet wird, dessen mittlerer Teil durchsichtig ist, so daß die Stellung des Kolbens erkennbar ist..

27. Meßinstrument nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abdichten des Kolbens zwei Membranen vorgesehen sind, die an der Innenwandung der Kammer und an- dem zwischen ihnen angeordneten Kolben dieiit anliegen.

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28. Meßinstrument nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranen aus gefalteten Membranen bestehen und geeignet sind, sich bei einer Bewegung des Kolbens abzuwälzen und in jeder Stellung des Kolbens nur einen kleinen Teil desselben freizulegen, und daß die Anzeigeeinrichtung von Anzeigestreifen gebildet wird, die durch die Membranen freigelegt werden, wobei einer der Streifen zur Anzeige des NichtVorhandenseins einer Druckmitteldruckdifferenz dient.

29. Meßinstrument nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben magnetische Mittel zur Betätigung einer außerhalb der Kammer angeordneten, magnetisch betätigbaren Einrichtung besitzt, die eine weitere Anzeige der Stellung des Kolbens ermöglicht.

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