DE3423274C2 - Filter für Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Filter für Flüssigkeiten, mit einem aus klarsichtigtem Kunststoff bestehenden zylindrischen Ge­ häuse, welches einen Boden und einen tellerförmigen Gehäu­ sedeckel aufweist, wobei im Boden ein Auslaufstutzen und im Gehäusedeckel ein Einlaufstutzen vorgesehen ist, welche koaxial zueinander und zur Gehäuseachse angeordnet sind, und wobei ein aus Filtergewebe bestehendes zylindrisches Filterelement in dem Gehäuse koaxial zu diesem angeordnet ist.

Ein Filter dieser Art ist aus dem DE-GM 70 47 482 bekannt. Bei diesem bekannten Filter ist das Gehäuse mit seinem Bo­ den topfartig einstückig ausgebildet. In dem Gehäuse sind zwei Filterflächen angeordnet, von denen das zylindrische Filterelement als Grobfilter ausgebildet ist, an welches sich stromabwärts ein scheibenförmiger Feinfilter im Ab­ stand zum Boden des Gehäuses anschließt. Filter dieser Gat­ tung werden überwiegend bei Fahrzeugen zur Filtration des Kraftstoffes eingesetzt, und mittels ihrer beiden koaxia­ len, von beiden Stirnseiten vorstehenden Anschlußstutzen unmittelbar in die Kraftstoffleitung eingebaut. Da die Ge­ häuse dieser Filter nach Fertigstellung zerstörungsfrei nicht mehr geöffnet werden können, werden derartige Filter als Wegwerfprodukt nach Erreichung eines nicht mehr zuläs­ sigen Verschmutzungsgrades als ganzes ausgetauscht. Das eingangs erwähnte bekannte Filter ist ausgesprochen einfach aufgebaut und ermöglicht eine optische Kontrolle des Ver­ schmutzungsgrades aufgrund des klarsichtigen Gehäuses.

Bekannt sind Flüssigkeitsfilter (DE-PS 22 56 463), die zwei ineinander koaxial angeordnete Filterelemente enthalten. Die zu reinigende Flüssigkeit strömt im Normalfall nur durch das äußere Filterelement. Bei steigendem Durchflußwi­ derstand nach Öffnung eines Umgehungsventils wird das die­ sem Ventil nachgeschaltete innere Filterelement durch­ strömt. Hierbei wird lediglich die Fläche des einen oder des anderen Filterelements benutzt. Bei Ausführung dieses Filters mit einem klarsichtigen Gehäuse kann der Grad der Verschmutzung des Filters nach der Lage des Umgehungsven­ tils visuell kontrolliert werden.

Aus der DE-PS 18 01 161 ist ebenfalls ein Filter mit zwei ineinander koaxial angeordneten Filterelementen bekannt, welches aufgrund der im Ausführungsbeispiel dieser Druck­ schrift dargestellten Konstruktion wohl vornehmlich als Luftfilter gedacht ist. Bei diesem bekannten Filter weist ein aus Blech bestehendes Gehäuse als Boden einen Bauteil auf, welcher außer einem, den radialen Einlauf regelnden ringförmigen Führungskanal einen Stützring für einen inne­ ren selbsttragenden, starren Filtereinsatz trägt. Ein zwei­ tes koaxiales, ebenfalls starres und selbsttragendes Fil­ terelement ist auf einer weiteren, auf dem Boden befestig­ ten Halterung abgestützt.

In der Beschreibungseinleitung der DE-PS 18 01 161 ist noch eine Konstruktion eines Filters erwähnt, wie sie im einzel­ nen näher in der US-PS 2 387 368 beschrieben ist. Bei die­ ser, insbesondere für Verbrennungsmaschinen in Kraftfahr­ zeugen bestimmten bekannten Konstruktion eines Filters sind zwei koaxial umeinander angeordnete ringförmige Filterein­ sätze vorgesehen, die in einem gemeinsamen, den äußeren Filtereinsatz im Abstand mit einer koaxialen Wandung umge­ benden Gehäuse angeordnet sind, und die mit den einander zugekehrten Rohseiten einen ringförmigen Zwischenraum be­ grenzen, der am ersten axialen Ende durch eine Abdeckung abgedeckt ist, die mit den Stirnseiten der beiden Filter­ einsätze in einer Ebene liegt und ein Teil eines Halterings ist, der diese beiden Stirnseiten abstützt und mit abdeckt. Am zweiten axialen Ende des Zwischenraums mündet der Ein­ tritt einer radial gerichteten Zuleitung in das Gehäuse für das zu filternde Medium, wobei ein von der Reinseite beider Filtereinsätze ausgehender, gemeinsamer Austritt aus dem Gehäuse für das gefilterte Medium vorgesehen ist. Diese be­ kannte Konstruktion entspricht in den wesentlichen Einzel­ heiten der aus der DE-PS 18 01 161 bekannten Konstruktion mit der Ausnahme, daß sowohl der Eintritt für das zu fil­ ternde Medium als auch der Austritt aus dem Gehäuse für das gefilterte Medium an dem gleichen axialen Ende des doppel­ ten Filtereinsatzes angeordnet sind.

Ausgehend von einem Filter der eingangs definierten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Beibehal­ tung der Vorteile des ausgesprochenen einfachen Aufbaus und der optischen Kontrolle des Verschmutzungsgrades das Filter dahingehend zu verbessern, daß eine wesentlich größere ak­ tive Filterfläche zur Verfügung steht, ohne daß hierbei die Bauabmessungen des Filters vergrößert werden müssen.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Filter der im Oberbe­ griff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung durch die Merkma­ le des Kennzeichens des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen 2 bis 6 enthalten.

Abgesehen von der vollständigen Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe, d. h. von der nahezu Verdoppelung der zur Ver­ fügung stehenden Filterfläche ohne Vergrößerung der Abmes­ sungen, wird der zusätzliche Vorteil erreicht, daß die op­ tische Kontrolle des Verschmutzungsgrades des erfindungsge­ mäßen Filters sehr viel genauer und offensichtlicher ist, indem die ungereinigte Flüssigkeit das äußere Filterelement von außen nach innen durchströmt, d. h. aus dem Raum zwi­ schen der klarsichtigen Gehäusewandung und dem äußeren Fil­ terelement, so daß gegebenenfalls erfolgende Verstopfungen oder Verunreinigungen dieses Filterelements sehr viel deut­ licher und klarer wahrgenommen werden können, wie bei be­ kannten Filtern, da bei diesen die Reinigung der zu fil­ ternden Flüssigkeiten von innen nach außen erfolgt, d. h. der Betrachter praktisch durch das Filterelement hindurch­ schauen muß, um den Verschmutzungsgrad des bekannten Fil­ ters zu ermitteln. Hinzu kommt, daß der konstruktive Auf­ wand des erfindungsgemäßen Filters ausgesprochen gering ist, d. h. daß der Aufbau genauso einfach bzw. noch ein­ facher ist, und die Teile unter vergleichbar geringen Formkosten und bei wenig Ausschuß herstellbar sind, was ja gerade bei der Fertigung aus Kunststoffen von erheblicher Bedeutung ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Filters im Axialschnitt dargestellt.

Das hohlzylindrische Gehäuse ist mit 1 bezeichnet. Der Ge­ häusemantel besteht aus einem klarsichtigen Kunststoff, z. B. aus einem Polyamid oder einem Polyoximethylen oder dergleichen. Die obere Stirnseite des Gehäuses 1 ist mit einem tellerförmigen Gehäusedeckel 2 verschlossen, während die untere Stirnseite mit einem tellerförmigen Bodendeckel 3 verschlossen ist. Die Deckelränder sind jeweils dem aus­ kragenden Rand 4 bzw. 5 des Gehäuses 1 angepaßt.

Der Gehäusedeckel 2 ist an seiner Innenseite mit Rippen 6 versehen, die als Distanzstücke für den Körper eines äußeren Filterelements 7 dienen, das später noch beschrieben wird. An der Außenseite des Gehäusedeckels 2 ist ein Ein­ laufstutzen 8 angeordnet, durch den die zu filtrierende Flüssigkeit dem Filter zugeführt wird.

Die Außenseite des Bodendeckels 3 ist mit einem Auslauf­ stutzen 9 versehen, durch den das Filtrat abgeführt wird. An der Innenseite des Bodendeckels 3 ist ein Zentrierring 10 angeformt, dessen Zweck später erläutert wird.

Wie in der rechten Hälfte der Zeichnung dargestellt ist, sind der Gehäusedeckel 2 und der Bodendeckel 3 mit dem Ge­ häuse durch einen Ring 11 verbunden, der durch Umspritzen mit Polyamid oder dergleichen hergestellt ist. In anderen Ausführungen können Gehäusedeckel 2, Bodendeckel 3 und das Gehäuse 1 miteinander auch verschweißt oder verklebt wer­ den, wie die linke Seite der Zeichnung zeigt.

Die drei Teile können aber auch kraftschlüssig verbunden und mit einem O-Ring gegenseitig abgedichtet werden.

Innerhalb des Gehäuses 1 sind zwei voneinander beabstande­ te, zueinander und zum Gehäuse 1 koaxial angeordnete Fil­ terelemente 7 und 12 vorgesehen.

Das äußere Filterelement 7 besteht aus einem hohlzylindri­ schen Körper, der einlaufseitig mit einem Deckel 14 ver­ schlossen ist. In diesem Deckel 14 ist eine zentrale Öff­ nung 20 angeordnet. Ferner ist an der dem Auslaufstutzen 9 zugewandten Seite des Deckels 14 das innere Filterelement 12 angeordnet, welches mit dem Deckel 14 in abdichtender Berührung steht. Die Öffnung 20 und somit der Innenraum des Filterelementes 12 stehen mit dem Einlaufstutzen 8 in Verbindung.

Der Abstand des Deckels 14 vom Gehäusedeckel 2 ist, wie be­ reits gesagt, durch die Rippen 6 bestimmt. Der Mantel des Körpers des Filterelementes 7 ist durch ein Filtergewebe 17 gebildet.

Am ablaufseitigen Ende des Filterkörpers des Filterelements 7, an seiner Außenseite, ist ein Rand 13 angeordnet, der mit dem am Bodendeckel 3 vorgesehenen Zentrierring 10 in abdichtender Berührung steht.

Das innere Filterelement 12 besteht ebenfalls aus einem hohlzylindrischen Korb, dessen Boden die Deckplatte 18 bil­ det. Der Mantel des Korbes ist durch ein Filtergewebe 16 gebildet, das in dem dargestellten Beispiel die gleiche Ma­ schenweite aufweist, wie das Filtergewebe 17 des äußeren Filterelements 7.

Am einlaufseitigen Ende des Körpers des Filterelements 12 ist ein Rand 19 vorgesehen, der mit einem an der Innenseite des Deckels 14 des äußeren Filterelements 7 angeordneten Zentrierring 15 fest verbunden und gegenüber diesem letzte­ ren abgedichtet ist.

Der Innenraum des inneren Filterelements 12 ist über die Öffnung 20 im Deckel 14 des äußeren Filterelements 7 mit dem Einlauf 8 der zu filtrierenden Flüssigkeit verbunden.

Bei dieser Anordnung der beiden Filterelemente 7 und 12 im Gehäuse 1 steht der Raum 21 mit kreis- bzw. kreisringförmi­ gem Querschnitt, der sich zwischen dem Gehäuse 1 und dem Filterelement 7 erstreckt, sowie der Innenraum des Filter­ elements 12 mit dem Einlauf 8 der zu filtrierenden Flüssig­ keit in Verbindung.

Demgegenüber ist der kreis- bzw. kreisringförmige Zwischen­ raum 22, der durch das Filterelement 7 und das innere Fil­ terelement 12 begrenzt ist, mit der Ablaufleitung (Auslauf­ stutzen 9) für die gereinigte Flüssigkeit (Filtrat) verbun­ den.

Die zu filtrierende Flüssigkeit fließt durch den Einlauf­ stutzen 8 in den Innenraum des Gehäuses 1 ein. Dabei ver­ teilt sie sich in zwei Teilströme: Der eine Teilstrom fließt in den Zwischenraum 21, der sich zwischen Gehäuse 1 und dem äußeren Filterelement 7 erstreckt, während der zweite Teilstrom direkt in den Innenraum des inneren Fil­ terelementes 12 gelangt.

Die Verteilung in die Teilströme erfolgt im Verhältnis der jeweiligen Widerstände; dabei ist die jeweilige Druckdiffe­ renz maßgebend.

Die zu filtrierende Flüssigkeit sowohl aus dem äußeren Zwi­ schenraum 21 als auch aus dem Innenraum des Filterelements 7 fließt durch die Filterflächen, nämlich durch das Filter­ gewebe 17 von außen und durch das Filtergewebe 16 von innen in den Zwischenraum 22, der mit dem Auslaufstutzen 9 ver­ bunden ist.

Die Verunreinigungen werden teils am Boden des äußeren Zwi­ schenraumes 21 und teils am Boden des inneren Filterelemen­ tes 12 abgelagert.

Durch visuelle Kontrolle der Höhe der Ablagerungen im äuße­ ren Zwischenraum 21, die durch die klarsichtige Gehäusewand leicht möglich ist, kann der Grad der Verschmutzung des Filters und somit die Notwendigkeit eines Filteraustausches einfach festgestellt werden.

Wird der Abstand zwischen dem Gehäusedeckel 2 und dem Deckel 14 des äußeren Filterelementes 7 kleiner bemessen, än­ dert sich die Druckdifferenz, und der größere Strom fließt durch das innere Filterelement 12, welches dann schneller verstopft wird als der Zwischenraum 21. Die visuelle Ver­ stopfungsanzeige erfolgt dann später, da die Höhe der Abla­ gerungen am Boden des inneren Filterelements 12 größer ist als die Höhe der Ablagerungen im äußeren Zwischenraum 21. Durch diese Ausführungsform nach der Erfindung kann von einer analogen Anzeige praktisch zu einer digitalen Anzeige des bevorstehenden Filterwechsels übergegangen werden. Bei der erstbeschriebenen Ausführungsform wird nämlich, um festzustellen, wann das Filter auszutauschen ist, das An­ wachsen von Ablagerungen praktisch in analoger Darstellung beobachtet, wobei nach Erreichen einer bestimmten Höhe ein Auswechseln des Filters angesagt ist. Bei der letztbe­ schriebenen Ausführungsform wird sich das überwiegende Teil der Ablagerungen zunächst auf dem Boden des inneren Filter­ elementes ansammeln, so daß das Auftreten von Ablagerungen an dem äußeren Filterelement oder beispielsweise, indem eine Markierung auf dem Gehäuse angebracht wird, das Über­ schreiten dieser Markierung unmittelbare, d. h. digitale Signalwirkung hat, daß es Zeit ist, das Filter auszuwech­ seln.

Claims (6)

1. Filter für Flüssigkeiten, mit einem aus klarsichtigem Kunststoff bestehenden zylindrischen Gehäuse, welches einen Boden und einen tellerförmigen Gehäusedeckel aufweist, wo­ bei im Boden ein Auslaufstutzen und im Gehäusedeckel ein Einlaufstutzen vorgesehen ist, welche koaxial zueinander und zur Gehäuseachse angeordnet sind, und wobei ein aus Filtergewebe bestehendes zylindrisches Filterelement in dem Gehäuse koaxial zu diesem angeordnet ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Boden als mit dem zylindrischen Gehäuse (1) verbundener tellerförmiger Bodendeckel (3) ausgebildet ist, daß das Filterelement (12) mit Abstand koaxial von einem äußeren zylindrischen als Filtergewebe ausgebildeten Filterelement (7) umschlossen ist, daß das äußere Filterelement (7) an seinem, dem Ein­ laufstutzen (8) im Gehäusedeckel (2) zugewandten Ende durch einen Deckel (14) geschlossen ist, welcher eine mittige Einlaßöffnung (20) aufweist, wobei der Deckel (14) mit Rippen (6) im Ab­ stand von dem Gehäusedeckel (2) angeordnet ist, daß das äußere Filterelement (7) an seinem, dem Auslaufstutzen (9) zugewandten Ende mit einem an ihn angeordneten Rand (13) gegen den Bodendeckel (3) abgedichtet ist, daß an dem Deckel (14) des äußeren Filterelements (7) das mit einem Rand (19) versehene innere Filterelement (12) dichtend befestigt ist, daß das dem Bo­ dendeckel (3) zugewandte Ende des Filterelements (12) durch eine im Abstand zum Bodendeckel (3) angeordnete Deckplatte (18) verschlossen ist, und daß der Raum (21) zwischen dem klarsichtigen Gehäusemantel des Gehäuses (1) und dem äuße­ ren Filterelement (7) und der Innenraum des Filterelements (12) mit dem Einlaufstutzen (8) verbunden ist, während der Zwischenraum (22) zwischen dem äußeren Filterelement (7) und dem Filterelement (12) mit dem Auslaufstutzen (9) in Verbindung steht.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Gehäusemantel des Gehäuses (1) an beiden Enden mit einem auskragenden Rand (4, 5) versehen ist, welcher den Deckelrand des Gehäusedeckels (2) bzw. des Bodendeckels (3) aufnimmt.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (2) und der Bodendeckel (3) mit dem Gehäuse (1) formschlüssig und dichtend verbunden sind.

4. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (2) und der Bodendeckel (3) mit dem Gehäuse (1) jeweils durch einen Ring (11) verbunden sind, welcher durch Umspritzen des auskragenden Randes (4, 5) und des Deckelrandes mit einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt ist, welcher an dem Werkstoff, aus dem der Ge­ häusemantel besteht, gut haftet.

5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Filtergewebe (16, 17) des äußeren Filter­ elements (7) und des inneren Filterelements (12) die glei­ che Maschenweite aufweisen.

6. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (1) aus einem klarsichtigen Po­ lyamid oder Polyoximethylen besteht.