DE4330840C1 - Filter für die Reinigung von Flüssigkeiten - Google Patents

Filter für die Reinigung von Flüssigkeiten

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Description

Die Erfindung betrifft einen Filter für die Reinigung von Flüssigkeiten, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Filter der genannten Art sind bekannt, beispielsweise aus der DE-PS 25 55 420. Bei diesem bekannten Filter dient das zentrale Standrohr der Ableitung der gefilter­ ten Flüssigkeit, hier Öl, zu Verbrauchsstellen, hier den Schmierstellen einer Brennkraftmaschine. Das Standrohr, das sich bis annähernd zum Deckel des Filtergehäuses er­ streckt, hat den Zweck, die gefilterte Flüssigkeit an einer im Einbauzustand des Filters räumlich oben liegen­ den Stelle des Filtergehäuses vorbeizuführen, um eine Luftabscheidung zu begünstigen. Die im Flüssigkeitsstrom mitgeführten Luft- oder Gasanteile sammeln sich demnach im oberen Teil des Filtergehäuses, wobei Mittel zur selbsttätigen Entlüftung des Filtergehäuses hier aller­ dings nicht vorgesehen sind.
Ein weiterer Filter der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 39 31 011 bekannt. Bei diesem bekannten Filter ist nahe dem oberen Ende des Standrohres in diesem ein Paar von miteinander fluchtenden Bohrungen relativ großen Querschnitts vorgesehen, die einen Übertritt von ge­ filterter Flüssigkeit aus dem Inneren der Filterpatrone in das Innere des Standrohres erlauben. Dabei dient das Standrohr als Ablauf für die gereinigte Flüssigkeit.
Gesonderte Mittel oder Einrichtungen für eine selbsttä­ tige Entlüftung des Filtergehäuses sind bei diesem be­ kannten Stand der Technik nicht vorgesehen. Bei der er­ sten Inbetriebnahme des Filters oder bei Wiederinbe­ triebnahme nach Entleerung des Filtergehäuses wird die im Filtergehäuse befindliche Luft von der zuströmenden Flüssigkeit nach und nach verdrängt und über den durch das Standrohr gebildeten Ablauf zur Flüssigkeits-Rein­ seite abgeführt. Als nachteilig ist hierbei anzusehen, daß einer dem Filter nachgeordneten Verwendungs- oder Verbrauchsstelle für die gefilterte Flüssigkeit zunächst nur Luft oder Gas zugeführt wird, bis schließlich nach vollständiger Entlüftung des Filtergehäuses gefilterte Flüssigkeit dort hin gelangt.
Aus der DE-PS 40 14 551 ist ein Entlüftungsventil für Filter, hier speziell für Kraftstoff-Filter bekannt, wel­ ches eine selbsttätige Entlüftung von Filtergehäusen er­ möglicht. Dieses bekannte Entlüftungsventil ist eine zwar kompakte und leichte, jedoch separat herzustellende und zu montierende Baueinheit, die in den Deckel des Fil­ tergehäuses unter Zwischenlage eines Dichtringes einzu­ schrauben ist.
Als nachteilig wird bei diesem bekannten Stand der Tech­ nik angesehen, daß für die Abführung der bei der Entlüf­ tung austretenden Luft- und Gasmengen eine separate Rück­ führleitung vorzusehen ist, die wieder eigens herge­ stellt und montiert werden muß. Dies hat einen relativ hohen Herstellungs- und Montageaufwand zur Folge. Außer­ dem wird relativ viel Einbauraum benötigt, was dem Wunsch nach einer möglichst kompakten Bauweise entgegen­ steht.
Es stellt sich daher die Aufgabe, einen Filter der ein­ gangs genannten Art anzugeben, bei dem auf konstruktiv einfache Art und bei kompakter Bauweise eine selbsttäti­ ge Entlüftung des Filtergehäuses mit getrennter Abfüh­ rung der bei der Entlüftung anfallenden Luft- und Gas­ mengen möglich wird.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch einen Filter der eingangs genannten Art mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.
Mit der Erfindung wird vorteilhaft erreicht, daß alle für eine selbsttätige Entlüftung des Filters benötigten Teile und Strömungswege in das Filtergehäuse integriert werden. Hierdurch ist es nicht mehr erforderlich, von außen separate Einrichtungen für die Entlüftung und Ab­ führung von bei der Entlüftung austretenden Luft- oder Gasmengen anzubringen und zu verlegen. Hierdurch werden Herstellung und Montage des Filters wesentlich verein­ facht und entsprechende Kosteneinsparungen erzielt. Außerdem wird sichergestellt, daß zwar die anfallenden Luft- und Gasmengen aus dem Filtergehäuse abgeleitet wer­ den, nicht jedoch die zu filternde bzw. gefilterte Flüs­ sigkeit in den Ableitungskanal gelangt. Hierdurch wird eine unnötige Kreislauf-Förderung der Flüssigkeit vermie­ den, so daß die gesamte Flüssigkeitsmenge, die dem Fil­ ter zugeführt wird, auch am Ausgang des Filters für den vorgesehenen Verwendungszweck zur Verfügung gestellt wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Entlüftungsventils ist im Anspruch 2 angegeben, wobei diese Ausführung eine einfache Bauweise mit einer zuverlässigen und dauerhaf­ ten Funktion verbindet.
Der Ableitungskanal, in welchen das Innere des Standroh­ res an dessen unterem Ende mündet, ist bevorzugt mit ei­ nem Vorratsbehälter für die zu filternde Flüssigkeit ver­ bunden. Hierdurch werden die bei der Entlüftung anfallen­ den Luft- oder Gasmengen im Betrieb des Filters zum Vor­ ratsbehälter zurückgeführt, wobei dieser üblicherweise drucklos ist, so daß für die Rückleitung keine besonde­ ren Fördereinrichtungen benötigt werden. Da bei dem er­ findungsgemäßen Filter ein Einströmen von Flüssigkeit in den Ableitungskanal ausgeschlossen ist, kann der Ablei­ tungskanal auch eine andere Führung aufweisen, z. B. zur freien Atmosphäre, gegebenenfalls unter Zwischenschal­ tung eines Filters, wie Aktivkohlefilters, oder in den Luftansaugweg einer luftansaugenden Maschine, beispiels­ weise einer zugehörigen Brennkraftmaschine, falls es sich bei dem Filter um ei­ nen Kraftstoff- oder Motorölfilter handelt.
Da bei dem erfindungsgemäßen Filter das Innere des Stand­ rohres nicht mehr für die Ableitung der gefilterten Flüs­ sigkeit genutzt werden kann, ist bevorzugt vorgesehen, daß am Sockel ein das untere Ende des Standrohres mit Ab­ stand umgebender rohrförmiger Stutzen vorgesehen ist, daß auf dessen Außenumfang das untere Ende der Filterpa­ trone dichtend aufsetzbar ist und daß der Ablauf für die gereinigte Flüssigkeit in den zwischen dem unteren Ende des Standrohres und dem Innenumfang des Stutzens gebilde­ ten Ringraum mündet. Diese Ausgestaltung des Sockels er­ laubt eine einfache Herstellung, insbesondere im Spritz­ gußverfahren.
Bei Filtern ist die Filterpatrone üblicherweise ein aus­ wechselbares Verschleißteil, das am Ende seiner Stand­ zeit aus dem Filtergehäuse entfernt und durch eine neue Filterpatrone ersetzt wird. Um nicht mit jeder Filterpa­ trone einen an der Innenseite des Filterstoffkörpers der Filterpatrone angeordneten Stützkörper mit auswechseln zu müssen, schlägt die Erfindung vor, daß das ohnehin vorhandene Standrohr auf seinem Außenumfang mit Stützvor­ sprüngen ausgebildet ist und daß deren maximaler Außen­ durchmesser etwas kleiner als der lichte Innendurchmes­ ser der Filterpatrone ist. Hierdurch erhält das Stand­ rohr eine weitere Funktion, nämlich die eines Stützkör­ pers für den Filterstoffkörper, der aufgrund der beim Durchtritt der Flüssigkeit auftretenden Druckdifferenz eine radial nach innen gerichtete Kraft erfährt. Die Stützvorsprünge sorgen dabei dafür, daß der Filterstoff­ körper nicht kollabiert.
Schließlich wird noch vorgeschlagen, daß ein mit der Filterpatrone verbundenes oder von dieser betätigbares Verschlußelement vorgesehen ist, mittels welchem bei Herausnahme der Filterpatrone aus dem Filtergehäuse eine Strömungsverbindung vom Inneren des Filtergehäuses zu dem Ableitungskanal freigebbar ist. Verschlußelemente mit der genannten Funktion sind in unterschiedlichen Aus­ führungen bekannt, so daß der Fachmann das für den jewei­ ligen Anwendungsfall geeignete Element auswählen kann. Vorteilhaft wird bei einem derart ausgestalteten Filter der Ableitungskanal für zwei Funktionen genutzt, nämlich außer zur Ableitung der bei der Entlüftung anfallenden Luft- und Gasmengen auch zur Entleerung des Filtergehäu­ ses bei Herausnahme der Filterpatrone.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Filter gemäß Erfindung im Längs­ schnitt.
Wie die Zeichnung zeigt, besteht das dargestellte Ausfüh­ rungsbeispiel des Filters 1 aus einem Filtergehäuse 10 mit einem einstückigen Sockel 11 und einem auf das obere Ende des Gehäuses 10 aufgeschraubten Deckel 12. Im Inne­ ren des Gehäuses 10 sind eine hohlzylinderförmige Filter­ patrone 2 und ein zentrales Standrohr 4 konzentrisch zu­ einander angeordnet.
Die Filterpatrone 2 ist in üblicher Weise aus einem Fil­ terstoffkörper 20, z. B. aus zickzackförmig gefaltetem Filterpapier, und einer oberen Stirnscheibe 22 sowie ei­ ner unteren Stirnscheibe 23 gebildet. Die obere Stirn­ scheibe 22 ist mit Rastmitteln, hier Rastzungen 22′ ver­ sehen, welche mit Gegen-Rastmitteln 12′ an der Innensei­ te des Deckels 12 verrastet sind. Mittels dieser Rastmit­ tel 12′, 22′ kann bei einem Abschrauben des Deckels 12 vom Filtergehäuse 10 die Filterpatrone 2 insgesamt nach oben bewegt und aus dem Filtergehäuse 10 herausgezogen werden.
An der unteren Stirnscheibe 23 der Filterpatrone 2 ist ein erster Dichtring 36 angebracht, mittels welchem die Filterpatrone 2 dichtend auf einen konzentrisch zum Standrohr 4 vom Sockel 11 aufragenden rohrförmigen Stut­ zen 16 aufgesetzt ist. Weiterhin ist an der unteren Stirnscheibe 23 ein zweiter Dichtring 37 größeren Durch­ messers angebracht, der mit dem ersten Dichtring 36 zu einem Verschlußelement 3 zusammengefaßt ist. Im Einbauzu­ stand der Filterpatrone 2 liegt der zweite Dichtring 37 an einem zweiten, den Stutzen 16 außenseitig umgebenden, niedrigeren rohrförmigen Stutzen 17 an.
Das zentrale Standrohr 4 ist mit seinem unteren Ende dichtend in einen dritten rohrförmigen Stutzen 18 einge­ setzt, hier eingeschraubt, wobei der Stutzen 18 konzen­ trisch zu den beiden anderen Stutzen 16 und 17 im Zen­ trum des Sockels 11 angeordnet ist. Das Standrohr 4 er­ streckt sich in Axialrichtung des Filters 1 nach oben hin über die gesamte Höhe der Filterpatrone 2. Das Standrohr 4 ist mit Ausnahme eines an seinem oberen Ende vorhandenen Ent­ lüftungskanals 41 geringen Querschnitts über seine gesamte Länge verschlossen. Der Kanal 41 stellt eine Verbindung von dem innerhalb der Filterpatrone 2 liegenden Innenraum 21 zum hohlen Inneren 40 des Standrohres 4 her. Im Verlauf dieses Ent­ lüftungskanals ist ein Ventil vorgesehen, das aus einer Ventilkugel 42 und einer darüber angeordneten Ventilöff­ nung 43 gebildet ist. In an sich bekannter Weise ist die Ventilkugel 42 mit einer solchen Dichte ausgeführt, daß sie bei ansteigendem Flüssigkeitspegel innerhalb des Fil­ tergehäuses 10 auf der Flüssigkeit auf schwimmt und durch diese in dichtende Anlage an die Ventilöffnung 43 ge­ bracht wird. Solange der Flüssigkeitsspiegel noch nicht die Höhe der Ventilöffnung 43 erreicht hat, bleibt das Ventil geöffnet, so daß im Filtergehäuse 10 befindliche Luft- oder Gasmengen durch den Entlüftungskanal in das Innere 40 des Standrohres 4 gelangen können.
Das Standrohr 4 weist auf seinem Außenumfang radial nach außen hin vorragende Stützvorsprünge 44 auf, die in ei­ nem regelmäßigen Abstand vorgesehen sind. Diese Stützvor­ sprünge 44 dienen zur Abstützung des Filterkörpers 20 an dessen Innenumfang, um dessen Kollabieren unter dem Ein­ fluß der im Betrieb des Filters 1 auftretenden Druckdif­ ferenzen zu verhindern und um einen eigenen, Teil der Filterpatrone 2 bildenden Stützkörper entbehrlich zu machen.
Bei Beginn der Zuführung von Flüssigkeit zum Filter 1 durch einen im Sockel 11 vorgesehenen Zulauf 13 steigt der Flüssigkeitsspiegel innerhalb des Filtergehäuses 10 zunächst langsam an. Die hierdurch aus dem Filtergehäuse 10 verdrängte Luft strömt über den Entlüftungskanal 41 und durch das Innere 40 des Standrohres 4 ab, wobei, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, das untere Ende des Standrohres 4 in Strömungsverbindung mit einem Ablei­ tungskanal 15 steht. Dieser Ableitungskanal 15 führt bei­ spielsweise zu einem Vorratsbehälter für die zu filtern­ de Flüssigkeit. Bei dem dargestellten Ausführungsbei­ spiel des Filters 1 dient der Ableitungskanal 15 gleich­ zeitig zur Entleerung des Filtergehäuses 10 bei einem Herausziehen der Filterpatrone 2. Hierbei wird das Inne­ re des Filtergehäuses 10 nach Abziehen des Dichtringes 37 mit dem zwischen den rohrförmigen Stutzen 16 und 17 liegenden Ringraum verbunden, in den der Ableitungskanal 15 einmündet.
Um eine möglichst baldige Zuführung von gefilterter Flüs­ sigkeit zu nachgeordneten Verbrauchsstellen zu gewährlei­ sten, ist der Filter 1 so ausgestaltet, daß schon bei ei­ nem relativ niedrigen Flüssigkeitsstand im Inneren des Filtergehäuses 10 gefilterte Flüssigkeit durch den zwi­ schen den beiden rohrförmigen Stutzen 16 und 18 liegen­ den Ringraum 14′ in den Ablauf 14 gelangt. Dadurch wird praktisch sofort nach Inbetriebnahme gefilterte Flüssig­ keit zur Verfügung gestellt, wenn auch in der Anfangs­ phase bis zur endgültigen Entlüftung des Filtergehäuses 10 mit einem verminderten Druck.
Wie die Zeichnung insgesamt verdeutlicht, sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des Filters 1 sämtli­ che für die Zu- und Ableitung der Flüssigkeit sowie die für die Entlüftung und die Entleerung des Filtergehäuses benötigten Leitungen innerhalb des Filters 1 selbst ange­ ordnet und somit vollständig integriert, was eine sehr kompakte Bauweise und leichte Herstellbarkeit und Mon­ tierbarkeit des Filters 1 ermöglicht.

Claims (5)

1. Filter für die Reinigung von Flüssigkeiten, insbeson­ dere Kraftstoff oder Öl, mit einem im wesentlichen stehend angeordneten Filtergehäuse (10) und mit einer im Filtergehäuse (10) angeordneten hohlzylinderförmi­ gen Filterpatrone (2), wobei das Filtergehäuse (10) einen Sockel (11) aufweist mit einem Zulauf (13) für zu reinigende Flüssigkeit zum Außenumfang der Filter­ patrone (2) und mit einem Ablauf (14) für gereinigte Flüssigkeit vom Innenraum (21) der Filterpatrone (2), wobei das Filtergehäuse (10) weiterhin ein sich vom Sockel (11) in den Innenraum (21) der Filterpatrone (2) über deren Höhe erstreckendes zentrales Standrohr (4) aufweist, wobei das Filtergehäuse (10) oberseitig durch einen lösbaren Deckel (12) verschlossen ist, wobei das Standrohr (4) gegenüber dem Innenraum (21) der Filterpatrone (2) abgesehen von einem diesen In­ nenraum (21) mit dem Inneren (40) des Standrohres (4) an dessen oberem Ende verbindenden Kanal (41) über seine gesamte Länge verschlossen ist und wobei das Innere (40) des Standrohres (4) an dessen unterem Ende mit einem im Sockel (11) weiterhin vorgesehenen Ableitungskanal (15) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (41) als Entlüftungskanal mit einem in seinem Verlaufangeordneten Entlüftungsventil (42, 43) ausgebildet ist, wobei das Entlüftungsventil (42, 43) mit einer Ventilkugel (42) und einer darüberlie­ genden Ventilöffnung (43) ausgeführt ist und wobei die Ventilkugel (42) eine Dichte aufweist, die die Ventilkugel (42) bei steigendem Flüssigkeitspegel im Filter (1) auf der Flüssigkeit aufschwimmen und in dichtende Anlage an die Ventilöffnung (43) gelangen läßt.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ableitungskanal (15) mit einem Vorratsbehälter für die zu filternde Flüssigkeit verbunden ist.
3. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Sockel (11) ein das untere Ende des Standrohres (4) mit Abstand umgeben­ der rohrförmiger Stutzen (16) vorgesehen ist, daß auf dessen Außenumfang das untere Ende der Filterpatrone (2) dichtend aufsetzbar ist und daß der Ablauf (14) für die gereinigte Flüssigkeit in den zwischen dem un­ teren Ende des Standrohres (4) und dem Innenumfang des Stutzens (16) gebildeten Ringraum (14′) mündet.
4. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Standrohr (4) auf sei­ nem Außenumfang mit Stützvorsprüngen (44) ausgebildet ist und daß deren maximaler Außendurchmesser etwas kleiner als der lichte Innendurchmesser der Filterpa­ trone (2) ist.
5. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Filterpatrone (2) verbundenes oder von dieser betätigbares Ver­ schlußelement (3) vorgesehen ist, mittels welchem bei Herausnahme der Filterpatrone (2) aus dem Filtergehäu­ se (10) eine Strömungsverbindung vom Inneren des Fil­ tergehäuses (10) zu dem Ableitungskanal (15) freigeb­ bar ist.
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