DE3613041A1 - Filtervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtervorrichtung ent­ sprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer bekannten Filtervorrichtung der vorgenannten Art sind die Ventile als Flachsitzventile ausgebildet, wobei die bewegbaren Ventilglieder als hohlzylinderartige Ringe mit mindestens einer druckmittelbeaufschlagten Stirnseite ausgebildet sind. Die Ventilglieder wirken jeweils mit einem quer zur Verschieberichtung angeordneten Ventilsitz zusammen. Das zweite und das dritte Ventil haben ein gemeinsames Ven­ tilglied, dessen zu beaufschlagende Stirnseiten auf der Innen- und auf der Außenseite des Ringteiles angeordnet sind. Die Ventile sind ineinandergeschachtelt in einer am Filter angebrachten Büchse angeordnet und sind wegen ihrer ineinandergeschachtelten Anordnung leicht störanfällig. Die beiden Anschlüsse am Filtergehäuse weisen senkrecht zueinander angeordnete Achsen auf (Pall-Filter).

Bei einer anderen bekannten Filtervorrichtung sind die Achsen der beiden Anschlüsse koaxial angeordnet und liegen einander gegenüber. Vier Ventile sind ebenfalls koaxial zueinander und koaxial zu den Anschlüssen angeordnet, wobei zwei Ventile mit topfförmigen Ventilgliedern mit ihren Böden einander zugewandt sind und eine dazwischen eingespannte Feder die Ventilglieder jeweils auf ihren stirnseitigen Sitzen zu halten sucht. In den Böden der beiden Ventilglieder ist jeweils ein Ventilsitz für ein drittes bzw. viertes Ventil vorgesehen, dessen Ventilglied einen kegelförmigen Sitz aufweist. Die Ventilglieder sind auf einer Stange verschiebbar angeordnet, die von den beiden Ventilgliedern des ersten und des zweiten Ventils auf ihren einander zugewandten Seiten gehalten wird. Die jeweils zugeordnete Feder ist so ange­ ordnet, daß das in einem der Ventilglieder des ersten und zweiten Ventils untergebrachte Ventilglied des dritten bzw. des vierten Ventils in Gegenrichtung öffnet. Die Anordnung der Ventile ist jeweils so getroffen, daß unabhängig von der Durchflußrichtung des Druckmittels dieses jeweils in gleicher Richtung durch das Filterelement hindurchfließt, dessen Widerstand mit seiner Verschmutzung steigt (ö + p "ölhydraulik und pneumatik" 29 (1985) Nr. 4, Seite 266).

Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend von dem an erster Stelle gewürdigten Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine einfach gebaute Filtervorrichtung zu schaffen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 erfindungsgemäß gelöst. Der dritte Kanal wirkt als Umgehungskanal, der Druckmittel nur in einer Richtung hindurchfließen läßt. Damit durch den Umgehungskanal Druckmit­ tel nicht vor dem Verstopfen des Filterelementes hindurch­ fließen kann, muß der Öffnungsdruck des dritten Ventils entsprechend größer als der Öffnungsdruck des ersten Ventils sein.

Die Merkmale des Anspruches 2 betreffen eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung.

Die Merkmale des Anspruches 3 oder 4 sind auf eine Filtervor­ richtung mit zwei Filterelementen gerichtet, von denen jeweils eines abhängig von der Durchflußrichtung des Druckmittels durchflossen wird.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung, In dieser sind drei Filtervorrichtungen als Ausfüh­ rungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 ein Schaltbild des ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 3 einen Längenschnitt durch das zweite Ausführungs­ beispiel,

Fig. 4 ein Schaltbild des zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 5 ein Schaltbild eines abgewandelten Ausführungsbei­ spiels.

Das Schaltbild nach Fig. 2 zeigt zwei Anschlüsse 1 und 2 und drei mit diesen Anschlüssen verbundene Kanäle 3 bis 5, die mit erster bzw. zweiter bzw. dritter Kanal bezeichnet werden. In jedem der Kanäle befindet sich ein Rückschlagventil 6 bzw. 7 bzw. 8. Die Rückschlagventile 6 bis 8 sind als erstes bzw. zweites bzw. drittes Rückschlagventil bezeichnet. Das erste und das dritte Rückschlagventil öffnet, wenn Druck­ mittel vom Anschluß 1 zum Anschluß 2 fließt, und das zweite Rückschlagventil öffnet, wenn Druckmittel vom Anschluß 2 zum Anschluß 1 fließt. Zwischen dem Anschluß 1 und dem ersten Rückschlagventil 6 ist in dem ersten Kanal 3 ein Filterelement 9 angeordnet.

Vom Anschluß 1 zum Anschluß 2 fließt Druckmittel über den ersten Kanal 3, in welchem das Filterelement 9 und das erste Rückschlagventil angeordnet sind. Der Öffnungsdruck des dritten Rückschlagventils 8 ist so groß, daß erst ab einer bestimmten Verschmutzung des Filterelements 9 das dritte Rückschlagventil 8 öffnet, wodurch ungefiltertes Druckmittel vom Anschluß 1 zum Anschluß 2 fließt.

Vom Anschluß 2 zum Anschluß 1 fließt Druckmittel über das Rückschlagventil 7, ohne daß das Druckmittel gefiltert wird.

Das Schaltbild des zweiten Ausführungsbeispiel in Fig. 4 enthält auf der rechten Seite die Schaltung entsprechend Fig. 2 und auf der linken Seite spiegelbildlich dazu die gleiche Schaltung, wobei die beiden in der Mitte angeordneten Kanäle zu einem Kanal zusammengefaßt sind. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei den spiegelbild­ lichen Teilen der Buchstabe a zugeordnet ist.

Druckmittel vom Anschluß 1 fließt über den zweiten linken Kanal 4 a und dessen zugeordnetes zweites linkes Rückschlag­ ventil 7 a in den ersten rechten Kanal 3 und hier über das diesem Kanal zugeordnete Filterelement 9 und das diesem zugeordnete erste rechte Rückschlagventil 6 zum Anschluß 2. Erst wenn das rechte Filterelement 9 über ein bestimmtes Maß verschmutzt ist, fließt Druckmittel über den dritten rechten Kanal 5 und das diesem zugeordneten dritten rechten Rückschlagventil 8.

Druckmittel vom Anschluß 2 fließt über den zweiten rechten Kanal 4 und dessen zweites rechtes Rückschlagventil 7, den ersten linken Kanal 3 a und dessen linkes Filterelement 9 a sowie das erste linke Rückschlagventil 6 a zum Auslaß 1. Erst wenn im Filterelement 9 a ein bestimmter Durchflußwi­ derstand auftritt, fließt Druckmittel über den dritten linken Kanal 5 a und über das dritte linke Rückschlagventil 8 a zum Anschluß 1.

Das Schaltbild nach Fig. 2 ist in der Filtervorrichtung nach Fig 1 verwirklicht, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Filtervorrichtung hat einen Kopfteil 10, der eine gestufte Längsbohrung aufweist, die dem Kanal 4 entspricht, und an ihren Enden die Anschlüsse 1 und 2 hat. Senkrecht zur Längsbohrung ist ein Anschlußteil 11 vorgesehen, in den ein Filtergehäuse 12 eingeschraubt ist, welches das Filterelement 9 aufnimmt. Der Spalt zwischen dem Anschlußteil 11 und dem Filtergehäuse 12 ist mittels eines Dichtringes 13 abgedichtet.

Das Filterelement 9 hat auf seiner Oberseite einen seinen Rand umgreifenden Ringkörper 14, in den ein als Ringteil ausgebildeter, gestufter Sitzteil 15 eingesetzt ist. Der Spalt zwischen dem unteren Abschnitt des Sitzteils 15 und dem Ringkörper 14 ist mittels eines Dichtringes 16 abge­ dichtet. In den Kopfteil 10 des Filters ist ein Führungsring 17 von seiten des Filtergehäuses 12 aus eingeschraubt. Der Spalt zwischen dem Führungsring 17 und dem benachbarten Aufnahmeabschnitt des Kopfteiles 10 ist mittels eines Dicht­ ringes 18 abgedichtet.

In dem Führungsring 17 ist ein das Ventilglied des dritten Rückschlagventils bildender, an seiner Unterseite doppelt kegelstumpfförmig ausgebildeter Ventilsitzring 19 geführt, wobei der Spalt zwischen dem Ventilsitzring 19 und dem Füh­ rungsring 17 ebenfalls durch einen Dichtring 20 abgedichtet ist. Eine Ventilfeder 21 ist zwischen dem Ventilsitzring 19 und einem Fußteil eines im Kopfteil 10 abgestützten Füh­ rungskörpers 22 eingespannt und sucht den Ventilsitzring 19 auf seinem am Sitzteil 15 angeordneten Ventilsitz zu halten. Die Achse der Ventilfeder 21 verläuft senkrecht zur Achse des Kanals 4 im Kopfteil 10. Die Ventilfeder 21 erstreckt sich über die ganze Breite dieses Kanals. Der in der Zeichnung obere Teil des Sitzkörpers 15 und der untere Teil des Ventilsitzringes 19 sind in Schließlage auf ihrer Außenseite mit dem Anschluß 1 verbunden.

Der Führungskörper 22 dient zur Führung eines einen hohlen Schaft aufweisenden, pilzförmigen Ventilgliedes 23, das in seiner dargestellten Schließlage auf seinem am Ventilsitz­ ring 19 vorgesehenen Ventilsitz sitzt und das Filterelement 9 auf dessen Oberseite gegenüber dem Anschluß 2 sperrt. Eine zwischen dem Fußteil des Führungskörpers 22 und dem Ventilglied 23 eingespannte Ventilfeder 24 sucht das Ven­ tilglied 23 in seiner Schließlage zu halten.

Im Bereich des Anschlusses 1 befindet sich ein Fußteil eines Führungskörpers 25, wobei der Fußteil Durchlaßbohrungen aufweist. Auf dem Führungskörper 25 ist ein einen hohlen Schaft aufweisendes, pilzförmiges Ventilglied 26 axial ver­ schiebbar gelagert, das in Schließlage auf einem im Kopfteil 10 angeordneten Ventilsitz 27 sitzt. Eine zwischen dem Ven­ tilglied 26 und dem Fußteil des Führungskörpers 25 einge­ spannte Ventilfeder 28 sucht das Ventilglied 26 auf seinem Ventilsitz 7 zu halten. Die Achse des Ventilgliedes 26 ist koaxial zu den beiden Anschlüssen 1, 2 und zum Kanal 4 und verläuft senkrecht zur Achse des Ventilsitzringes 19, der in Schließlage auf dem Sitzteil 15 sitzt.

Der Sitzkörper 15, der Ventilsitzring 19 und die zugehörige Ventilfeder 21 bilden das dritte Rückschlagventil 8. Der Ventilsitzring 19, das Ventilglied 23 und die zugehörige Ventilfeder 24 bilden das erste Rückschlagventil 6. Das Ventilglied 26, der Ventilsitz 27 und die Ventilfeder 28 bilden das zweite Rückschlagventil 7. Das in Fig. 1 darge­ stellte Ventil wird in im Zusammenhang mit der Schaltung nach Fig. 2 beschriebenen Weise durchflossen, wobei das Filterelement 9 von außen nach innen durchflossen wird.

Die Filtervorrichtung nach Fig. 3 weist im wesentlichen gleiche Teile wie die Filtervorrichtung nach Fig. 1 auf, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und abgewandelten Teilen der Buchstabe a oder b angefügt ist. Der Kopfteil 10 a ist so ausgebildet, daß er zwei parallel nebeneinander anordnete Filterelemente 9, 9 a aufnehmen kann, deren Filtergehäuse 12, 12 a in die Anschlußteile 11 a bzw. 11 b eingeschraubt sind.

Die beiden Rückschlagventile 7, 7 a bilden ein Wechselventil. Ihre Ventilglieder 26 a und 26 b sind in einer in den Kopfteil eingeschraubten Ventilbüchse 29 untergebracht, die koaxial zu den beiden Anschlüssen 1, 2 angeordnet ist und in ihrem Innern einen Ventilsitz 27 a für das Ventilglied 26 a aufweist. Auf der gegenüberliegenden Seite ist in der zwischen den Führungskörpern 22 und 22 a angeordneten Ventilbüchse 29 ein Ventilring 26 b eingeschraubt, der für das Ventilglied 27 b einen Ventilsitz bildet. Zwischen den beiden Ventil­ gliedern 26 a und 26 b ist eine Ventilfeder 28 a eingespannt. Die Ventilbüchse 29 hat im Bereich des Ventilsitzes 27 a einen Kranz von Durchflußbohrungen 30 und im Bereich des Ventilsitzes 26 b einen Kranz von Durchflußbohrungen 30 a. Die Ventilglieder 26 a und 26 b sind gestuft ausgebildet und weisen Radialbohrungen 31 a und 31 b auf. Die Ventilbüchse 29 ist von einem Ringkanal 32 umgeben.

In Fig. 3 sind die beiden Ventilglieder 26 a und 26 b in ihrer Schließlage dargestellt. Wird das Ventilglied 26 a von seinem Sitz 27 a abgehoben, so kann Druckmittel vom Anschluß 1 über die Durchflußbohrungen 30 in den Ringkanal 32 fließen, der mit den Kanälen 3, 5, 3 a und 5 a in Verbindung steht.

Wird das Ventilglied 26 b von seinem Ventilsitz 27 b abgehoben, so kann vom Anschluß 2 her Druckmittel über die Durchfluß­ bohrungen 30 a in den Ringkanal 32 fließen. Die Wirkungsweise des Filters nach Fig. 3 wurde im Zusammenhang mit dem Schalt­ bild nach Fig. 4 beschrieben.

Die Fig. 5 zeigt ein gegenüber Fig. 4 vereinfachtes Schalt­ bild ohne Wechselventile 7, 7 a und ohne die beiden Kanäle 4, 4 a. Hierbei sind sämtliche Kanäle 3, 5, 3 a und 5 a auf der einen Seite an den Anschluß 1 und auf der anderen Seite an den Anschluß 2 angeschlossen. In den Kanälen 3, 5, 3 a und 5 a befinden sich die gleichen hydraulischen Organe wie in den Kanälen 3, 5, 3 a und 5 a in Fig. 4.

Bei dem Schaltbild nach Fig. 5 fließt vom Anschluß 1 Druck­ mittel über den Kanal 3 und das Rückschlagventil 6 solange der Durchflußwiderstand durch das Filterelement 9 einen bestimmten Wert unterschreitet. Ist der Durchflußwiderstand im Filterelement 9 zu hoch, fließt Druckmittel über das Rückschlagventil 8.

Druckmittel vom Anschluß 2 fließt zunächst über den Kanal 3 a, das Filterelement 9 a und das Rückventil 6 a bis das Filter­ element 9 a zu einem bestimmten Grad verstopft ist, wonach Druckmittel über das Rückschlagventil 8 a zum Anschluß 1 fließt. Vom Anschluß 2 stammendes Druckmittel kann nicht über die Kanäle 3, 5 und vom Anschluß 1 stammendes Druckmittel kann nicht über die Kanäle 3 a und 5 a wegen dort angeordneten Rückschlagventile 6, 8 bzw. 6 a, 8 a fließen. Das Rückschlag­ ventil 8 wirkt hier wie das Rückschlagventil 7 a nach Fig. 4 und das Rückschlagventil 8 a wirkt wie das Rückschlag­ ventil 7.

Zur Verwirklichung der Filtervorrichtung nach Fig. 5 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 die die beiden Rückschlag­ ventile 26 a, 27 a und 26 b, 27 b aufnehmende Verbindung unter­ brochen und die Außenseite des Filterelements 9 a ist un­ mittelbar mit dem Anschluß 2 und die Außenseite des Fil­ terelements 9 ist unmittelbar mit dem Anschluß 1 verbunden.

Claims (4)

1. Filtervorrichtung mit einem Filterelement (9) in einem Filtergehäuse (12), das einen zwei Anschlüsse (1, 2) aufweisenden Kopfteil (10) hat, mit einem die beiden Anschlüsse über das Filterelement (9) miteinander ver­ bindenden ersten Kanal (3), in dem ein erstes Ventil (6) angeordnet ist, mit einem die beiden Anschlüsse (1, 2) miteinander verbindenden zweiten Kanal (4), in dem ein zweites Ventil (7) angeordnet ist, und mit einem dritten Ventil (8), wobei das zweite Ventil (7) offen ist, wenn das erste Ventil (6) geschlossen ist, und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile als Kegelsitzventile ausgebildet sind, daß ein die beiden Anschlüsse (1, 2) miteinander verbin­ dender dritter Kanal (5) vorgesehen ist, in dem das dritte Ventil angeordnet ist, das in Gegenrichtung zum zweiten Ventil (7) öffnet, und daß der Öffnungsdruck des dritten Ventils (8) größer als der Öffnungsdruck des ersten Ventils (6) ist.

2. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, mit einem am Filter­ element (9) angeordneten Ringteil (15) und mit einem als Ventilsitzring ausgebildeten Ventilglied (19) des dritten Ventils, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringteil (15) einen Ventilsitz für das dritte Ventil (8) aufweist und daß das Ventilglied (19) des dritten Ventils einen Ventilsitz für das Ventilglied (23) des ersten Ventils (6) aufweist.

3. Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Filterelemente (9, 9 a) vorgesehen sind, denen jeweils erste bis dritte Rückschlagventile (6 bis 8, 6 a bis 8 a) zugeordnet sind, daß die beiden zweiten Rückschlag­ ventile (7, 7 a) der beiden Filterelemente mit gleichen Seiten einander zugekehrt sind und daß die ersten und die dritten Rückschlagventile (6, 8, 6 a, 8 a) der beiden Filterelemente mit ihren anderen Seiten einander zu­ gekehrt sind.

4. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Filterele­ mente (9, 9 a) vorgesehen sind, denen jeweils ein erstes Rückschlagventil (6, 6 a) im gleichen Kanal (3, 3 a) und ein drittes Rückschlagventil (8, 8 a) in einem Umge­ hungskanal (5, 5 a) zugeordnet sind, wobei die jedem Filterelement zugeordneten Rückschlagventile mit einander entgegengesetzten Durchflußrichtungen angeordnet sind, so daß das dritte Rückschlagventil jeden Filterelements als zweites Rückschlagventil für das andere Filterelement dient.