DE3403077C1 - Umschaltbares Flüssigkeitsfilter - Google Patents

Description

• Nunmehr kann über die Ablaßkanäle nicht nur der Rohflüssigkeitsraum sondern gleichzeitig der Filtratraum des jeweils abgesperrten Filtergehäuses entleert werden. Die Befüllstellung mit nur teilweise geöffnetem Zuflußkanal und abgesperrten Abfluß- und Ablaßkanälen gewährleistet ein langsames Anfüllen des zuvor geleerten Filtergehäuses. Dementsprechend baut sich der Druck in dem anzufüllenden Filtergehäuse nur allmählich auf, ohne daß es durch die einströmende Flüssigkeit zu einer kurzzeitigen Druckspitze kommt Außerdem ist erreicht, daß nicht schlagartig eine größere Menge der von der Pumpe geförderten Flüssigkeit in unerwünschter Weise dem Flüssigkeitskreislauf entzogen wird. Der ständig offene, mit einem kalibrierten Drosselquerschnitt versehene Entlüftungskanal garantiert eine jederzeit funktionsbereite Entlüftung, die nicht vergessen werden kann.
• Um zu erreichen, daß sich im Entlüftungskanal kein Stau bildet und beide Filtergehäuse an einem gemeinsamen Entlüftungskanal angeschlossen werden können, ist in Ausgestaltung der Erfindung der Drosselquerschnitt in Strömungsrichtung am Anfang des Entlüftungskanals angeordnet.
• Nachstehend wird anhand der Zeichnung ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen F i g. 1 einen Achsschnitt durch das Flüssigkeitsfilter der Erfindung, F i g. 2 einen Querschnitt durch das Flüssigkeitsfilter der F i g. 1 nach der Linie 2-2, F i g. 3 das Flüssigkeitsfilter der F i g. 1 mit abgenommenen Gehäusedeckeln und entfernten Filtereinsätzen in der Ansicht von oben, F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der F i g. 1, Fig. 5 einen Querschnitt durch den bei dem Flüssigkeitsfilter der Fig. 1 verwendeten Umschalthahn im Bereich der Ablaßkanäle in vergrößerter Darstellung, F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 der F i g. 4 mit dem Hahnküken in unterschiedlichen Stellungen, F i g. 7 einen Schnitt nach Linie 7-7 der F i g. 4 mit den Stellungen des Hahnkükens der F i g. 6 und F i g. 8 einen Schnitt nach der Linie 8-8 der F i g. 4 mit den Stellungen des Hahnkükens der F i g. 6.
• Das umschaltbare Flüssigkeitsfilter 10 hat zwei topfförmige Filtergehäuse 20 und 30, die im Bereich der oberen Stirnseite durch Gehäusedeckel 21 und 31 verschlossen sind. Gegen die Stirnseite der Filtergehäuse 20 und 30 liegt ein gemeinsamer Schutzdeckel 11 an, der auch die beiden sich von einem Filtergehäuse zum anderen tangential erstreckenden Wandungsteile 12 und 13 übergreift. In den Filtergehäusen 20 und 30 sind korbförmige, im praktischen Betrieb radial von außen nach innen durchströmte Filtereinsätze 22 und 32 untergebracht, die Rohflüssigkeitsräume 23 und 33 von Filtraträumen 24 und 34 abtrennen.
• Der an der unteren Stirnseite der Filtergehäuse 20 und 30 angeordnete gemeinsame Anschlußkörper 14 weist einen Umschalthahn 40 mit Hahngehäuse 41 auf, in dessen zylindrische Hahnbohrung 42 von unten eine Zuflußbohrung 43, eine Abflußbohrung 44 und eine Ablaßbohrung 45 einmünden. Die Rohflüssigkeitsräume 23 und 33 sind über Zuflußkanäle 25 und 35, die Filtraträume 24 und 34 über Abflußkanäle 26 und 36 mit der Hahnbohrung 42 verbunden. Schließlich enthält der Anschlußkörper 14 noch den Ablaßkanal 27, der die Hahnbohrung 42 mit dem Rohflüssigkeitsraum 23 verbindet, und den Ablaßkanal 37, der die Hahnbohrung 42 mit dem Rohflüssigkeitsraum 33 verbindet.
• Die sich berührenden Filtergehäuse 20 und 30 begrenzen mit den Wandungsteilen 12 und 13 zwei unten durch den Anschlußkörper 14 und oben durch den Schutzdeckel 11 verschlossene Kammern 15 und 16, die durch einen Kanal 17 miteinander verbunden und über eine Öffnung 19 an die Hahnbohrung 42 und über Bohrungen, die als kalibrierte Drosselquerschnitte 28 und 38 wirken, an die Rohflüssigkeitsräume 23 und 33 angeschlossen sind. Außerdem verbinden zwei Kanäle 29 und 39 die Räume 18 zwischen den Gehäusedeckeln 21 und 31 und dem Schutzdeckel 11 mit der Kammer 15.
• In der Hahnbohrung 42 ist ein im wesentlichen zylindrisches Hahnküken 50 drehbar gelagert. Das Hahnküken 50 hat in der Ebene der Zuflußkanäle 25 und 35 sowie der Zuflußbohrung 43 eine T-förmige# Durchbrechung 51 und in der Ebene der Abflußkanäle 26 und 36 sowie der Abflußbohrung 44 eine T-förmige Durchbrechung 52. Diue beiden Stege zwischen den Strömungskanälen der T-förmigen Durchbrechung 51 sind in Umfangsrichtung so schmal, daß sie in keiner Stellung des Hahnkükens 50 die Zuflußkanäle 25 oder 35 und/oder die Zuflußbohrung 43 vollständig versperren. Das gleiche gilt für die Stege zwischen den Strömungskanälen der T-förmigen Durchbrechung 52, die dementsprechend in keiner Stellung des Hahnkükens 50 die Abflußkanäle 26 oder 36 und/oder die Abflußbohrung 44 vollständig verschließen. Im Bereich der Einmündungen der Ablaßkanäle 27 und 37 in die Hahnbohrung 42 weist das Hahnküken vier achsparallel angeordnete Nuten 53 auf, von denen sich jeweils zwei diametral gegenüberliegen.
• Benachbarte Nuten 53 schließen zwischen sich Schließflächen 54 das Hahnükens 50 ein, die mit der Einmündung der Ablaßkanäle 27 und 37 in die Hahnbohrung 42 zusammenwirken. Die vier Nuten 53 münden an einer Stirnseite in einen Ringkanal 55 des Hahnkükens 50 ein, der im Bereich der Einmündung der Ablaßbohrung 45 in die Hahnbohrung 42 angeordnet ist. Eine Querbohrung 56 erstreckt sich von einer Nut 53 in die Ebene der Abflußkanäle 26 und 36.
• An einer Stirnseite ist das Hahnküken 50 mit einem Vierkant 57 zum Ansetzen eines Bedienungshebels versehen. Nicht dargestellte übliche Rastmittel, beispielsweise eine im Hahngehäuse 41 gelagerte, federbelastete Kugel, die in entsprechende Vertiefungen des Hahnkükens 50 eingreift, sorgen für das Einrasten des Hahnkükens 50 in den gewünschten Betriebs- und Wartungsstellungen.
• In den Ablaßkanälen 27 und 37 sind Rückschlagventile 60 und 70 angeordnet. Wie aus der F i g. 5 ersichtlich, arbeiten die als Kugeln ausgebildeten Ventilkörper 61 und 71 mit Ventilfedern 62 und 72 zusammen, die die Ventilkörper 61 und 71 von den Ventilsitzen 63 und 73 weg nach oben drücken wollen. In die Ablaßkanäle 27 und 37 eingepreßte Hülsen 64 und 74 begrenzen die Aufwärtsbewegung der Ventilkörper 61 und 71. Zwischen den nach innen umgebogenen Zungen 65 und 75 der Hülsen 64 und 74 verbleiben bei voll bis zum Anliegen an den Zungen 65 und 75 nach oben bewegten Ventilkörpern 61 und 71 Strömungskanälen 66 und 76.
• Die über die kalibrierten Drosselquerschnitte 28 und 38 an die Filtergehäuse 20 und 30 angeschlossene Kammer 15, der Kanal 17, die Öffnung 19 und der Ringkanal 55 bilden einen ständig offenen Entlüftungskanal 67, der an die Ablaßbohrung 45 angeschlossen ist.
• Die F i g. 1 bis 5 und die mittleren Bilder der F i g. 6 bis 8 zeigen das Flüssigkeitsfilter 10 in einer Betriebsstellung, bei der beide Filtereinsätze 22 und 32 zum Ausfiltern von Verunreinigungen eingesetzt sind. Die zu reinigende Flüssigkeit tritt durch die Zuflußbohrung 43 in den Anschlußkörper 14 ein und gelangt über die T-förmige Durchbrechung 51 des Hahnkükens 50 und die Zuflußkanäle 25 und 35 in die Rohflüssigkeitsräume 23 und 33 der Filtergehäuse 20 und 30. Nach Durchqueren der Filtereinsätze 22 und 32 fließt die so gereinigte Füssigkeit von den Filtraträumen 24 und 34 über die Abfußkanäle 26 und 36 und die T-förmige Durchbrechung 52 im Hahnküken 50 zur Abflußbohrung 44 und von dort zum Verbraucher, beispielsweise zu einer Brennkraftmaschine. Eine geringe Menge der ungereinigten Flüs- sigkeit fließt über den Entlüftungskanal 67 zur Kurbelwanne der Brennkraftmaschine zurück. Diese Flüssigkeitsmenge wird durch die Drosselquerschnitte 28 und 38 begrenzt und nimmt ihren Weg durch die Kammer 15, den Kanal 17, die Öffnung 19, den Ringkanal 55 und die Ablaßbohrung 45. Die Kanäle 29 und 39 dienen lediglich dazu, ungewollt sich zwischen den Gehäusedekkeln 21 und 31 und dem Schutzdeckel 11 ansammelnde Flüssigkeit, die beispielsweise von einem Leck eines Gehäusedeckels herrühren mag, gleichfalls durch den Entlüftungskanal 67 zur Kurbelwanne der Brennkraftmaschine abzuleiten.
• Will man nur das rechte Filter im Filtrationsbetrieb belassen und das linke Filter für Reinigungszwecke entleeren, so schwenkt man das Hahnküken 50 entgegen dem Uhrzeigersinn um 900 in die in den Fig.6 bis 8 links gezeigte Stellung. Die Zuflußbohrung 43 ist nun über die T-förmige Durchbrechung 51 nur mit dem Zuflußkanal 35 des rechten Filtergehäuses 30 verbunden, während das Hahnküken 50 den linken Zuflußkanal 25 versperrt. Dementsprechend ist auch nur der rechte Abflußkanal 36 für das Abströmen des Filtrats über die T-förmige Durchbrechung 52 des Hahnkükens 50 und die Abflußbohrung 44 geöffnet. Aus dem Rohflüssigkeitsraum 23 des linken Filters kann die Rohflüssigkeit durch den Ablaßkanal 27 bei geöffnetem Rückschlagventil 60 in eine Nut 53 des Hahnkükens 50 eintreten und von dort den Anschlußkörper 14 über den Ringkanal 55 und die Ablaßbohrung 45 verlassen. Dagegen bleibt das rechte Rückschlagventil 70 geschlossen, weil die aus dem Flüssigkeitsdruck im Filtergehäuse 30 resultierenden, auf den Ventilkörper 71 einwirkenden Kräfte größer sind als die der Ventilfeder 72. Das innerhalb des Filtereinsatzes 22 im Filtratraum 24 sich befindende Filtrat strömt durch den Abflußkanal 26 und die Querbohrung 56 in eine Nut 53 des Hahnkükens 50 und von dort über den Ringkanal 55 und die Ablaßbohrung 45 zur Kurbelwanne der Brennkraftmaschine ab. Nachdem sowohl die Rohflüssigkeit als auch das Filtrat aus dem Filtergehäuse 20 auf die geschilderte Weise abgelassen sind, kann nach Abnehmen des Schutzdeckels 1 und des Gehäusedeckels 21 der Filtereinsatz 22 zur Wartung entnommen werden.
• Nach Wartung des Filtereinsatzes 22 und Schließen des Gehäusedeckels 21 sowie des Schutzdeckels 11 wird das linke Filtergehäuse 20 wieder befüllt. Hierzu ist das Hahnküken 50 soweit im Uhrzeigersinn zu schwenken, bis die in den Fig.6 und 8 rechts gezeigte Stellung erreicht ist. Rohflüssigkeit dringt durch die Zuflußbohrung 43 in den Anschlußkörper 14 ein und kann in stark gedrosselter Menge durch den verhältnismäßig engen Spalt 69 in den Zuflußkanal 25 eintreten. Sie füllt allmählich das Filtergehäuse 20 an, wobei der Ablaßkanal 27 entsprechend dem rechten Bild der F i g. 8 durch eine Schließfläche 54 versperrt ist. Das Rückschlagventil 60 befindet sich dementsprechend in Offenstellung.
• Die von der eintretenden Flüssigkeit verdrängte Luft kann durch den Entlüftungskanal 67 entweichen und erreicht die Ablaßbohrung 45 über den Drosselquerschnitt 28, die Kammer 15, den Kanal 17, die Öffnung 19 und den Ringkanal 55.
• Gleichzeitig ist, wie aus dem rechten Bild der Fig. 7 hervorgeht, der Zufluß zu dem rechten Filtergehäuse 30 über die Zuflußbohrung 43, die T-förmige Durchbrechung 51 und den Zuflußkanal 35 aufrechterhalten. Das Filtrat des Filtergehäuses 30 kann über den Abflußkanal 36 und die T-förmige Durchbrechung 52 im Hahnküken 50 zur Abflußbohrung 44 gelangen, wie dies aus dem rechten Bild der F i g. 6 hervorgeht.
• Soll das rechte Filter abgesperrt und der darin befindliche Filtereinsatz 32 gewartet und das Filtergehäuse 30 schließlich wieder befüllt werden, so ist das Hahnküken spiegelbildlich zu den in den Fig. 6 bis 8 links und rechts gezeigten Stellungen zu verdrehen.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Umschaltbares Flüssigkeitsfilter mit Rohflüssigkeitsräume von Filtraträumen trennenden Filtereinsätzen in zwei topfförmigen Filtergehäusen, die im Bereich der oberen Stirnseite durch getrennte abnehmbare Gehäusedeckel verschlossen und im Bereich der unteren Stirnseite mit Zuflußkanälen für die Rohflüssigkeit, mit Abflußkanälen für das Filtrat und mit einem gemeinsamen, ein drehbares Hahnküken aufweisenden Umschalthahn versehen sind, durch den je eine am Umfang des Hahngehäuses angeordnete Zuflußbohrung und Abflußbohrung wahlweise an die Zuflußkanäle und Abflußkanäle beider Filtergehäuse oder nur eines Filtergehäuses anschließbar sind und gleichzeitig das nicht angeschlossene Filtergehäuse abgesperrbar ist, mit durch federbelastete Absperrventile, die als entgegen der Abflußrichtung öffnende Rückschlagventile ausgebildet sind, verschließbaren Ablaßkanälen zum Entfernen von Flüssigkeit aus den abgesperrten Filtergehäusen und zum Zuleiten zu einer gemeinsamen Ablaßbohrung im Hahngehäuse sowie mit einer Einrichtung zum Entlüften der Filtergehäuse, d a -durch gekennzeichnet, daßdieRückschlagventile (60; 70) durch Federkraft in Offenstellung, jedoch unterhalb des Betriebsdrucks und oberhalb des allein von der Flüssgikeitssäule im Filter herrührenden geodätischen Drucks von der zu filtrierenden Flüssigkeit in Schließstellung bewegbar sind, daß das Hahnküken (50) mit einer die Ablaßkanäle (27; 37) mit dem Abflußkanal (26 bzw. 36) des abgesperrten Filtergehäuses verbindenden Querbohrung (56) versehen ist und den Ablaßkanälen(27;37) zugeordnete Schließflächen (54) aufweist, die in einer gesonderten Befüllstellung (F i g. 6 bis 8 rechts) mit lediglich teilweise geöffnetem Zuflußkanal (25 bzw. 35) und abgesperrtem Abflußkanal (26 bzw. 36) den Ablaßkanal (27 bzw. 37) des zu füllenden Filtergehäuses (20 bzw. 30) verschließen, und daß die Entlüftungseinrichtung durch mindestens einen aus jedem Filtergehäuse (20; 30) oben ausmündenden, ständig offenen und an die Ablaßbohrung (45) angeschlossenen Entlüftungskanal (67) gebildet ist, der einen kalibrierten Drosselquerschnitt (28; 38) enthält.
2. 2. Umschaltbares Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselquerschnitt (28; 38) in Strömungsrichtung am Anfang des Entlüftungskanals (67) angeordnet ist Die Erfindung bezieht sich auf ein umschaltbares Flüssigkeitsfilter nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

   Derartige Filter werden beispielsweise zur Reinigung von Schmierölen, Hydraulikflüssigkeit, flüssigen Brennstoffen oder Kraftstoffen verwendet. Um sie ohne Betriebsunterbrechung warten zu können, wird eines der beiden Filtergehäuse zuflußseitig und abflußseitig abgesperrt, während das andere in Betrieb bleibt. Die in dem abgesperrten Filtergehäuse vorhandene Flüssigkeit läuft durch einen Ablaßkanal ab. Der zugehörige Filtereinsatz kann nun nach Abnehmen des Gehäusedeckels herausgenommen und gereinigt oder ausgewechselt werden.

   Bei dem bekannten umschaltbaren Flüssigkeitsfilter der DE-AS 24 24 180 sind die Rückschlagventile durch Federkraft in Schließstellung und durch einen mit dem Hahnküken fest verbundenen Schaltnocken in Offenstellung bewegbar. Über sie kann lediglich der Rohflüssigkeitsraum, nicht dagegen der Filtratraum des abgesperrten Filtergehäuses entleert werden, so daß beim Herausnehmen des Filtereinsatzes die Gefahr der Verschmutzung um das Filtergehäuse herum groß ist. Bei brennbaren Flüssigkeiten kommt eine beachtliche Brandgefahr hinzu. Eine Befüllstellung zum langsamen Anfüllen des zuvor geleerten Filtergehäuses ist nicht vorgesehen. Beim Umschwenken des Hahnkükens zum Anschließen des zuvor für die Wartung geleerten Filtergehäuses wird schlagartig der volle Strömungsquerschnitt frei, und die in das Filtergehäuse hineinschießende Flüssigkeit kann eine erhebliche Druckspitze verbunden mit einer Gefahr der Beschädigung des Filtereinsatzes auslösen. Außerdem wird dem Flüssigkeitskreislauf die zum Auffüllen des Filtergehäuses notwendige Flüssigkeitsmenge in so kurzer Zeitspanne entzogen, daß Störungen im Betrieb der angeschlossenen Maschine auftreten können. Zum Entlüften des Filtergehäuses sind Entlüftungsschrauben manuell zu öffnen, deren Betätigung vergessen werden kann.

   Aus dem DE-GM 77 31 211 ist es an sich bekannt, ein umschaltbares Flüssigkeitsfilter mit einem derart ausgebildeten Hahnküken und zugeordneten Kanälen im Hahngehäuse zu versehen, daß der Rohflüssigkeitsraum und der Filtratraum des abgeschalteten Filtergehäuses gleichzeitig entleert werden können. Hierzu ist jedoch ein Ablaßstopfen manuell zu öffnen, was leicht vergessen werden kann. Außerdem fehlt eine Entlüftung, die vorhanden sein muß, um die Filtergehäuse restlos zu entleeren bzw. vollständig zu befüllen. Schließlich ist auch keine Möglichkeit vorgesehen, über eine besondere Befüllstellung das zuvor geleerte Filtergehäuse langsam anzufüllen.

   Bei dem anders aufgebauten Umschaltventil des Flüssigkeitsfilters der US-PS 38 96 029 ist das Hahnküken mit Querbohrungen zum langsamen Befüllen und Ins-Freie-Belüften des leeren Filtergehäuses versehen.

   Möglichkeiten zum Entleeren des Rohflüssigkeitsraums wie auch des Filtratraums in einen Ablaßkanal fehlen.

   Desgleichen findet keine Entlüftung statt, wenn die Filtereinsätze beider Filtergehäuse in Betrieb sind.

   Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den eingangs aufgeführten umschaltbaren Flüssigkeitsfilter in der Wartung so zu verbessern, daß allein über die Bedienung des Umschalthahns das gleichzeitige Ablassen sowohl des Rohflüssigkeitsraums als auch des Filtratraums vom abgeschalteten Filter und sein sanftes Wiederbefüllen sowie eine automatische Entlüftung in jeder Betriebsstellung gewährleistet sind.

   Die Lösung der Aufgabe ist mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs aufgeführten Merkmalen erreicht.