EP1357990A1 - Filtervorrichtung - Google Patents

Filtervorrichtung

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Publication number
EP1357990A1
EP1357990A1 EP02715420A EP02715420A EP1357990A1 EP 1357990 A1 EP1357990 A1 EP 1357990A1 EP 02715420 A EP02715420 A EP 02715420A EP 02715420 A EP02715420 A EP 02715420A EP 1357990 A1 EP1357990 A1 EP 1357990A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filter
filter element
housing
bypass
medium
Prior art date
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Ceased
Application number
EP02715420A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Norbert Sann
Werner Wilkendorf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hydac Filtertechnik GmbH
Original Assignee
Hydac Filtertechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hydac Filtertechnik GmbH filed Critical Hydac Filtertechnik GmbH
Publication of EP1357990A1 publication Critical patent/EP1357990A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • B01D29/13—Supported filter elements
    • B01D29/15—Supported filter elements arranged for inward flow filtration
    • B01D29/21—Supported filter elements arranged for inward flow filtration with corrugated, folded or wound sheets
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    • B01D35/30—Filter housing constructions
    • B01D35/301—Constructions of two or more housings
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    • B01D2201/18—Filters characterised by the openings or pores
    • B01D2201/188—Multiple filtering elements having filtering areas of different size
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    • B01D2201/301—Details of removable closures, lids, caps, filter heads
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    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/31—Other construction details
    • B01D2201/313—Means for protecting the filter from the incoming fluid, e.g. shields

Definitions

  • the invention relates to a filter device with a filter housing and a first filter element arranged therein and through which a medium can flow through with a predeterminable direction and with a bypass device.
  • a hollow cylinder-like filter element is generally arranged within the filter housing, which contains dirty liquid supplied via an inlet into the filter housing. frees them from their impurities, the respective filter element being flowed through from the outside in and the filtering filter element of the filter element is supported along a support tube provided with passages. The liquid filtered in this way is then discharged via an outlet in the filter housing for further use.
  • the filter element is no longer flowed through by the fluid flow or medium with a predeterminable radial direction, but the fluid flow moves outside the filter element essentially in the axial flow direction in a space between the outer circumference of the filter element and the inner circumference of the filter housing and the fluid flow thus deflected then passes through the Bypass valve without a filtration process the inside of the filter element and is delivered to the outlet point.
  • Such bypass valves or other comparable bypass devices therefore serve operational safety and avoid unwanted pressure increases, which can otherwise lead to damage within a hydraulic system.
  • the invention has for its object to further improve the known filter devices with bypass device in such a way that damage of any type of a complete hydraulic system is avoided even if the bypass device responds (bypass).
  • a corresponding object is achieved by a device having the features of claim 1.
  • the arrangement is such that when the bypass device responds and opens, the second filter element immediately carries out the filtration of the contaminated medium, so that the shifted main filtration to the second filter element can take place simultaneously.
  • the series connection of the two filter elements in the usual flow direction of the medium also ensures that in the event of failure of the first filter element that is otherwise available for the main filtration, for example in the event of bursting or when the filter mat or the like is torn open, the subsequent further filter element is one Filtration ensures that even in this case, contamination cannot enter the hydraulic circuit in a damaging manner.
  • Such safety functions play an important role in particular when such filter devices are used in the area of bearing lubrication in wind turbines, in high-speed paper printing machines or the like.
  • the first filter element has a higher filter fineness than the second filter element.
  • the first filter element in the flow direction is therefore able to remove both very fine and coarse dirt from the fluid flow or the medium, and in the event of failure it is then at least possible to separate the coarse dirt from the fluid flow via the second filter element.
  • the two filter elements are arranged coaxially to one another and extend along the center along the longitudinal axis of the filter housing. In this way, a very compact overall filter device is created and the two filter elements can be exchanged as a whole simply and quickly in the sense of a modular exchange set, which reduces both the manufacturing costs and the maintenance costs.
  • a bypass valve which has a spring-loaded closing part, which in its closed position blocks and otherwise releases the fluid-carrying path within the two filter elements from a fluid inlet within the filter housing to a fluid outlet arranged therein, is preferably used as a bypass device.
  • the bypassing device could otherwise also be formed from another blocking part, a throttle point or the like.
  • a setting device is provided for adjusting the spring preload and the opening force for the closing part, which acts on the effective spring length of the respective closing spring.
  • the one filter element extends essentially over the entire length of the filter housing, the other filter element being at least one installation length shorter by half.
  • the arrangement with different lengths enables the bypass valve to be accommodated in a compact manner in one end region of the first filter element, and in addition there are favorable flow conditions for the filter to be filtered. fluid within the filter element system.
  • a finer filter element is always upstream of a coarser filter element in the usual flow direction.
  • the single figure shows the filter device according to the invention in a basic and not to scale representation, partly in view, partly in longitudinal section.
  • the filter device has a filter housing designated as a whole as 10.
  • a first filter element 12 is arranged in the filter housing 10.
  • the filter element 12 forms a kind of hollow cylinder and the filter mat 14 is pleated in the usual and not shown manner and comprises a support tube 16 with fluid passages, the support tube 16 itself being designed as a hollow cylinder. is.
  • the relevant support tube arrangement ensures that in the direction of flow through the first filter element 12 the filter mat 14 can be supported effectively from the outside inwards on the support tube 16 and, for example, cannot be washed out inwards and, if necessary, tears.
  • end caps 18, 20 are connected to the free ends of both the support tube 16 and the filter mat 14 of the first filter element 12 in a fluid-tight manner by means of corresponding adhesive and / or sealing devices.
  • a bypass device designated as a whole by 22 in the manner of a bypass valve, is located within the filter device and in the region of the upper end of the first filter element 12.
  • This has a dome-like closing part 24, on which a closing spring 26 acts.
  • the closing spring 26 is designed in the manner of a compression spring which, in the illustration according to the figure, holds the closing part 24 in a closed system with a predefinable closing force under pretension.
  • the cylindrical closing spring 26, which is designed as a helical spring, has an essentially linear spring characteristic curve, but can, for example, also be conical and have a progressive characteristic curve.
  • a plurality of spring elements can be arranged one behind the other or connected in parallel in that one closing spring surrounds the other on the circumference in order to hold the closing part 24 in the closed position of the bypass device 22 in a closed position.
  • an adjusting device designated as a whole as 28, which determines the spring length and consequently. the degree of effectiveness of the closing spring 26 changed.
  • the adjusting device 28 has a locking ring 30 which can be moved along the holding rods of a holding cage and can be locked with these in predefinable locking positions.
  • the stated spring length of the closing spring 26 is determined in the unactuated state of the bypass valve or the bypass device 22 by the distance between the closing part 24 and the respective upper side of the locking ring 30. By moving the locking ring 30 into a different grid position, the relevant distance dimension changes, and consequently the closing characteristic for the closing part 24.
  • bypass valve in question with its latching and locking options, is basically known and comprehensively described in DE 195 46 440 A1, so that it will not be dealt with in more detail at this point and the bypass valve or the bypass device 22 will only be described in the following still addressed to the extent that this is necessary for an understanding of the invention.
  • a further second filter element 32 is located within the filter housing 10, the respective filter elements 12, 32 being arranged one behind the other in the flow direction as shown, and when the bypass device 22 becomes effective in the form of the bypass valve, that is to say when the bypass valve is open Closing part 24, the second filter element 32 immediately following in the direction of flow exclusively carries out the filtration of the medium (fluid flow).
  • the first filter element 12 has a higher filter fineness than the second filter element 32.
  • the first filter element 12 takes on both the fine and the coarse filtrations. on the medium, ie both small and large particle size contaminants are filtered out of the medium flow.
  • the medium flows through the first filter element 12 essentially in the radial direction and reaches the second filter element 32 with a smaller filter fineness than the first filter element 12, so that in the relevant operating situation the second filter element 32 does not represent a significant flow barrier for the medium that has already been filtered off. since the filter fineness of the second filter element 32 is not sufficient to counter the medium flowing through with an essentially high flow resistance.
  • the fluid medium already effectively cleaned by the first filter element 12 thus penetrates the second filter element 32 essentially without obstacles.
  • the basic concept of the second filter element 32 is of the same design as the first filter element 12, i.e. the second filter element 32 also has a preferably pleated filter mat 34 which surrounds a support tube 36 with fluid passages. Furthermore, the two ends of the second filter element 32 are finally enclosed by comparable end caps 38, 40, the upper end cap 38, as seen in the direction of the figure, being completely closed, whereas the lower second end cap 40 has a passage point 42 for the filtered medium ,
  • the two filter elements 12, 32 are arranged coaxially to one another and extend along the central longitudinal axis 44 of the filter housing 10.
  • the bypass device 22 (bypass valve) is also essentially rotationally symmetrical and the central axis of the bypass device 22 is in the essentially congruent with the central longitudinal axis 44 of the filter housing 10.
  • the first filter element 12 extends essentially over the entire length of the filter housing 10, whereas the other second filter element 32 has an installation length that is at least half that length.
  • the aforementioned filter housing 10 has in its central region two housing tube pieces 46, 48 which can be connected to one another and which can be connected to one another in a customary manner and seal off the interior of the filter housing in a fluid-tight manner from the surroundings.
  • the lower housing tube piece 48 has a fluid inlet 50 on the right side and a fluid outlet 52 on its underside, which is arranged coaxially with the central longitudinal axis 44 of the filter housing 10.
  • the contaminated filter medium flows into the filter device via the fluid inlet 50 and arrives in a cleaned state, that is to say filtered off, from the fluid outlet 52 into the other hydraulic circuit (not shown) to which the filter device is connected.
  • the second filter element 32 projects into the first filter element 12 to such an extent that the upper end cap 38 lies essentially in a plane transverse to the central longitudinal axis 44 with the upper end of the filter inlet 50, as seen in the direction of the figure.
  • the arrangement in question results in a particularly pressure-resistant structure for the overall filter element arrangement with regard to the inflow of the medium to be filtered through the fluid inlet 50.
  • the fluid inlet 50 is . otherwise designed in the manner of a connecting flange in order to facilitate the connection of a piping or the like.
  • the filter element 32 is at its end opposite the free end of a plate-like holding device 54 wear, which closes the fluid outlet of the filter device in the filter housing 10 except for the passage 42 already mentioned and up to the fluid outlet 52.
  • the filter housing 10 with its two housing tube pieces 46, 48 is closed on the end side by cap-like tube end pieces 56, 58, the lower tube end piece 58 encompassing the lower housing tube piece 48 on the outer circumference and being screwed on in a sealing manner. Consequently, the lower pipe end piece 58 also releases the fluid outlet 52 to the outside and forms a connection point for a subsequent piping (not shown in more detail) or for another connection option.
  • the upper tube end piece 56 is provided with a handling aid in the form of grip bars 60 on its free upper side, which make it easier to screw the upper tube end piece 56 on and off.
  • the tube end piece 56 On its inside, the tube end piece 56 is provided with downwardly projecting segment-like power transmission webs 62 which abut the same in the region of the upper end of the bypass device 22 . can be brought in, so that when the tube end piece 46 is screwed onto the upper housing tube piece 46, the force transmission webs 62 push the first filter element 12 in the direction of view as seen in the figure and thus ensure its position in the lower filter element receptacle of the filter housing 10.
  • the force transmission webs 62 are preferably connected to one another in the manner of an annular body and can therefore be formed in one piece. Furthermore, they comprise circular contact segments 64, so that the filter element 12 is guided precisely during the fixing process not only in the axial direction but also in the radial direction transverse to the central longitudinal axis 44.
  • the bypass device 22 in the manner of a bypass valve, can be retained as a part that is subject to little wear and can be correspondingly integrated into a new filter element 12 to be inserted. It is therefore possible to obtain the other structural components of the filter device apart from the filter elements 12, 32, which lowers the maintenance costs.
  • the structure shown also enables simple handling, which overall increases the ease of maintenance of the devices concerned.
  • the contaminated fluid or filter medium enters the interior of the filter housing 10 via the fluid inlet 50.
  • the first filter element 12 is then flowed through essentially in the radial direction by the filter medium and the contaminants located in the filter medium remain in the pleated filter mat 14 of the filter element 12.
  • the first filter element 12 has a filter area of preferably 10 ⁇ m (equal to particle diameter), so that both fine and coarse dirt are absorbed by the filter element 12.
  • the filter medium filtered in this way then flows through the passages of the support tube 16 into the interior of the first filter element 12.
  • the coarser filter element 32 then essentially does not constitute an obstacle to flow and the cleaned fluid also flows through the filter mat 34 of the second filter element 32 in the radial direction
  • the filter device for the cleaned fluid then exits via the passage point 42 and the fluid outlet 52.
  • the filtered medium is then available for renewed circulation in a hydraulic system or the like.
  • Fluids if appropriate, can also be used to clean off gases, polymer melts or the like, if necessary with differently designed filter elements (not shown).
  • the filter mat 14 of the first filter element 12 is now clogged with dirt as the filter device becomes operational, an increased differential pressure arises outside and inside the first filter element 12 and, at a predeterminable threshold value determined by the closing force of the closing spring 26, the closing part 24 of the bypass valve opens, which the bypass 22 represents. Now essentially no longer cleaned filter medium flows through the bypass device 22 and thus reaches the inside of the filter element 12.
  • the second filter element 32 takes over the main filtration, ie the filter medium not cleaned passes through its pleated filter mat 34 and is cleaned in this way.
  • the second filter element 32 has a much coarser filter fineness structure, so that only coarse contaminants are caught and contaminants with very small particles can enter the hydraulic circuit. Due to the coarse filtration is but then sure that the fines do not interfere transmitted as soiling the operation of the hydraulic system (lubricant circuit od. The like.), Or adversely affect 'can.
  • the filter device according to the invention ensures that dangerous contamination can be kept out of the hydraulic circuit in any case.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung mit einem Filtergehäuse (10) und einem darin angeordneten ersten, von einem Medium mit vorgebbarer Richtung durchströmbaren Filterelement (12) und mit einer Umgehungseinrichtung (22). Dadurch, dass neben dem ersten Filterelement (12) ein weiteres zweites Filterelement (32) vorhanden ist, dass die jeweiligen Filterelemente (32) in Durchströmrichtung hintereinander angeordnet sind und dass bei Wirksamwerden der Umgehungseinrichtung (22) das unmittelbar in Durchströmungsrichtung nachfolgende weitere Filterelement (32) eine Filtration des Mediums vornimmt, übernimmt bei Ansprechen und Betätigen der Umgehungseinrichtung das weitere Filterelement die Hauptfiltration des Mediums, da über die Umgehungseinrichtung ja das erste Filterelement im wesentlichen nicht mehr für einen Filtrationsvorgang zur Verfügung steht.

Description

Filtervorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung mit einem Filtergehäuse und einem darin angeordneten ersten, von einem Medium mit vorgebbarer Richtung durchströmbaren Filterelement und mit einer Umgehungseinrich- tung.
Dahingehende Filtervorrichtungen sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen und Baugrößen bekannt. Innerhalb des Filtergehäuses ist dabei in der Regel ein hohlzylinderartiges Filterelement angeordnet, das über einen Einlaß in das Filtergehäuse zugeführte Schmutzflüssigkeit von. ihren Verunreinigungen befreit, wobei das jeweilige Filterelement von außen nach innen durchströmt wird und die filtrierende Fiitermat-e des Filterelementes stützt sich entlang eines mit Durchlässen versehenen Stützrohres ab. Die derart filtrierte Flüssigkeit wird dann über einen Auslaß im Filtergehäuse zur weiteren Verwendung abgeführt. Je länger das Filterelement für die Filtration in Betrieb ist, um so mehr wird es von den Verschmutzungen zugesetzt, bis schließlich das Filterelement eine nahezu undurchlässige Barriere für den Fluidstrom (Medium) bildet und dieser nicht mehr zur Auslaßseite des Filtergehäuses gelangt, Um eine dahingehende Unterbrechung des Fluidstromes zu vermeiden, was gegebenenfalls eine Außerbetriebnahme einer gesamten hydraulischen Anlage zur Folge haben kann, ist beispielsweise in der DE 195 46 440 A1 bereits vorgeschlagen worden, innerhalb der Filtervorrichtung mit dem Filtergehäuse ein Bypaßventil als sog. Umgehungseinrichtung vorzusehen, die ein federbelastetes Schließteil aufweist, das mit zunehmendem Fluiddruck innerhalb des Filtergehäuses schließlich öffnet und einen fluidführenden Weg unter Ausschalten des Filterelementes unmittelbar vom Ein- zum Auslaß freigibt. Mithin wird das Filterelement nicht mehr von dem Fluidstrom oder Medium mit vorgebbarer radialer Richtung durchströmt, sondern der Fluidstrom bewegt sich außerhalb des Filterelementes im wesentlichen in axialer Strömungsrichtung in einem Raum zwischen Außenumfang des Filterelementes und Innenumfang des Filtergehäuses und der derart umgelenkte Fluidstrom passiert dann über das Bypaßventil ohne einen Filtrationsvorgang das Innere des Filterelementes und wird an die Auslaßstelle abgegeben. Dahingehende Bypaßventile oder sonstige vergleichbare Umgehungseinrichtungen dienen mithin der Betriebssicherheit und vermeiden ungewollte Druckanstiege, was ansonsten zu Beschädigungen innerhalb einer hydraulischen Anlage führen kann.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Filtervorrichtungen mit Umgehungseinrichtung dahingehend weiter zu verbessern, daß auch im Falle des Ansprechens der Umgehungseinrichtung (Bypaß) Schädigungen jedweder Art einer hydraulischen Gesamtanlage vermieden sind. Eine dahingehende Aufgabe löst eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 .
Dadurch, daß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 neben dem ersten Filterelement ein weiteres zweites Filterelement vorhanden ist, daß die jeweiligen Filterelemente in Durchströmrichtung hintereinander angeordnet sind und daß bei Wirksamwerden der Umgehungseinrichtung das unmittelbar in der Strömungsrichtung nachfolgende weitere Filterelement eine Filtration des Mediums vornimmt, übernimmt bei Ansprechen und Betätigen der Umgehungseinrichtung das weitere Filterelement die Hauptfiltration des Mediums, da über die Umgehungseinrichtung ja das erste Filterelement im wesentlichen nicht mehr für einen Filtrationsvorgang zur Verfügung steht.
Die Anordnung ist derart gewählt, daß mit dem Ansprechen und Öffnen der Umgehungseinrichtung (Bypaß) das zweite Filterelement unmittelbar die Filtration des verschmutzten Mediums vornimmt, so daß die verlagerte Hauptfiltration auf das zweite Filterelement zeitgleich stattfinden kann. Durch die Hintereinanderschaltung der beiden Filterelemente in der üblichen Durchströmrichtung des Mediums ist darüber hinaus sichergestellt, daß im Versagensfall des ansonsten für die Hauptfiltration zur Verfügung stehenden ersten Filterelementes, beispielsweise im Berstfall oder bei einem Aufreißen der Filtermatte od. dgl., das nachfolgende weitere Filterelement eine Filtration sicherstellt, so daß auch in einem dahingehenden Fall Verschmutzungen nicht in den hydraulischen Kreis schädigend eintreten können. Solche Sicherheitsfunktionen spielen insbesondere dann eine wesent- liehe Rolle, wenn solche Filtervorrichtungen im Bereich von Lagerschmierungen bei Windkraftanlagen, bei Hochrotations-Papierdruckmaschinen od. dgl, eingesetzt werden..
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung besitzt das erste Filterelement eine höhere Filterfeinheit als das zweite Filterelement. Das erste Filterelement in Durchströmrichtung ist also in der Lage, sowohl Feinst- als auch Grobverschmutzungen aus dem Fluidstrom bzw. dem Medium zu entfernen und im Versagensfall ist es dann zumindest möglich, über das zweite Filterelement die Grobverschmutzungen aus dem Fluidstrom abzuscheiden.
Bei einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Filtervorrichtung sind die beiden Filterelemente koaxial zueinander angeordnet und erstrecken sich längs der Mitten längsachse des Filtergehäuses. Dergestalt entsteht eine sehr kompakt aufbauende Gesamtfil- tervαrrichtung und die beiden Filterelemente können im Sinne eines modu- lar aufgebauten Austauschsatzes als Ganzes einfach und rasch ausgetauscht werden, was sowohl die Herstell kosten senkt als auch die Wartüngskosten.
Vorzugsweise dient dabei als Umgehungseinrichtung ein Bypaßventil, das ein federbelastetes Schließteil aufweist, das in seiner Schließstellung den fluidführenden Weg innerhalb der beiden Filterelemente von einem Fluid- einlaß innerhalb des Filtergehäuses zu einem darin angeordneten Fluidaus- laß sperrt und ansonsten freigibt. Die Umgehungseiηrichtung könnte ansonsten auch aus einem sonstigen Sperrteil, einer Drosselstelle od. dgl. gebildet sein. Vorzugsweise ist zum Einstellen der Federvorspannung und der Öffnungskraft für das Schließteil eine Einsteileinrichtung vorgesehen, die auf die wirksame Federlänge der jeweiligen Schließfeder einwirkt.
Bei einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung erstreckt sich das eine Filterelement im wesentlichen über die gesamte Baulänge des Filtergehäuses, wobei das an- dere Filterelement um mindestens eine demgegenüber um die Hälfte verkürzte Einbaulänge aufweist. Die dahingehende Anordnung mit unterschiedlichen Baulängen ermöglicht zum einen eine kompakte Unterbringung des Bypaßventils im einen Endbereich des ersten Filterelementes und im übrigen ergeben sich günstige Strömungsverhältnisse für das zu filtrie- rende Fluid innerhalb des Filtereiementensystems. Neben den genannten beiden Filterelementen könnte es darüber hinaus vorgesehen sein, ein drittes oder weiteres Filterelement einzusetzen, wobei das jeweils in der Strömungsrichtung vorangehende Filterelement die Umgehungseinrichtung aufweist und die Filterfeinheit nimmt jeweils von dem vorangehenden Filterelement zum nachfolgenden Filterelement entsprechend ab. Ein feineres Filterelement ist also immer einem gröberen Filterelement in der üblichen Durchströmrichtung vorgeschaltet.
Bei Verwendung von zwei Filterelementen hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, das erste Filterelement mit einer Filterfeinheit von 10//m zu versehen und das in Durchströmrichtung nachfolgende zweite Filterelement mit einer Filterfeinheit von ca. 200//m auszustatten.
Im folgenden wird die erfindungsgemäße Filtervorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung teilweise in Ansicht, teilweise im Längsschnitt, die erfindungsgemäße Filter- Vorrichtung.
Die Filtervorrichtung weist ein als Ganzes mit 10 bezeichnetes Filtergehäuse auf. In dem Filtergehäuse 10 ist ein erstes Filterelement 12 angeordnet. Das Filterelement 12 bildet eine Art Hohlzylinder aus und die Filtermatte 14 ist in üblicher und nicht näher dargestellter Weise plissiert und umfaßt ein Stützrohr 16 mit Fluiddurchlässen, wobei das Stützrohr 16 selbst als Hohlzylinder ausgebildet. ist. Die dahingehende Stützrohranordnung stellt sicher, daß bei der Durchströmungsrichtung des ersten Filterelementes 12 von außen nach innen sich die Filtermatte 14 wirksam am Stützrohr 16 abstützen kann und beispielsweise nicht nach innen hin ausbeült und gegebenenfalls einreißt. An beiden Enden des Filterelementes 12 ist dieses mit Endkappen 18, 20 versehen, über die das Filterelement 12 innerhalb des Filtergehäuses 10 entsprechend gehalten ist. Über entsprechende Kleb- und/oder Dichteinrichtungen sind die jeweiligen Endkappen 18,20 mit den freien Enden sowohl des Stützrohres 16 als auch der Filtermatte 14 des ersten Filterelementes 12 in fluiddichter Weise miteinander verbunden.
In Blickrichtung auf die Figur gesehen befindet sich innerhalb der Filtervorrichtung und im Bereich des oberen Endes des ersten Filterelementes 12 eine als Ganzes mit 22 bezeichnete Umgehungseinrichtung in der Art eines Bypaßventils. Dieses weist ein kalottenartiges Schließteil 24 auf, auf das eine Schließfeder 26 einwirkt. Die Schließfeder 26 ist in der Art einer Druckfeder ausgebildet, die in der Darstellung nach der Figur mit einer vorgebbaren Schließkraft unter Vorspannung das Schließteil 24 in schließender Anlage hält. Die als Schraubenfeder ausgebildete zylindrische Schließfeder 26 weist einen im wesentlichen linearen Federkennlinienverlauf auf, kann aber beispielsweise auch konisch ausgebildet einen progressiven Kennlini- enverlauf haben. Auch können, mehrere Federelemente (nicht dargestellt) hintereinander angeordnet oder parallelgeschaltet sein, indem eine Schließfeder die jeweils andere umfangsseitig umgibt, um das Schließteil 24 in der unbetätigten Stellung der Umgehungseinrichtung 22 in einer Schließstellung zu halten.
Zum Einstellen der Federvorspannung und der Öffnungskraft für das Schließteil 24 ist eine als Ganzes mit 28 bezeichnete Einsteileinrichtung vorgesehen, die die Federlänge und mithin. den Grad der Wirksamkeit der Schließfeder 26 verändert. Zum stufenweisen Einstellen der Federvorspan- nung weist die EinStelleinrichtung 28 einen Arretierring 30 auf, der längs von Haltestäben eines Haltekäfigs verfahrbar und in vorgebbaren Raststellungen mit diesen verrastbar ist. Die genannte Federlänge der Schließfeder 26 ist im unbetätigten Zustand des Bypaßventils bzw. der Umgehungsein- richtung 22 durch das Abstandsmaß zwischen dem Schließteil 24 und der jeweiligen Oberseite des Arretierringes 30 festgelegt. Durch Verbringen des Arretierringes 30 in eine andere Rasterstellung ändert sich das dahingehende Abstandsmaß und mithin die Schließcharakteristik für das Schließteil 24. Demgemäß kann mit nur einer Umgehungseinrichtung 22 eine Vielzahl an vorgegebenen Druckbereichen für dahingehende Filtervorrichtungen abgedeckt werden. Das dahingehende Bypaßventil mit seinen Rast- und Arretiermöglichkeiten ist dem Grunde nach bekannt und umfassend in der DE 195 46 440 A1 beschrieben, so daß an dieser Stelle hierauf nicht mehr näher eingegangen wird und das Bypaßventil bzw. die Umgehungseinrich- tung 22 wird im folgenden nur noch insoweit angesprochen, als dies für das Verständnis der Erfindung notwendig ist.
Neben dem ersten Filterelement 12 befindet sich innerhalb des Filtergehäuses 10 ein weiteres zweites Filterelement 32, wobei die jeweiligen Fil- terelemente 12,32 in Durchströmrichtung wie gezeigt hintereinander angeordnet sind, und wobei bei Wirksamwerden der Umgehungseinrichtung 22 in Form des Bypaßventils, also, bei geöffnetem Schließteil 24, das unmittelbar in Durchströmungsrichtung nachfolgende zweite Filterelement 32 ausschließlich die Filtration des Mediums (Fluidstrom) vornimmt.
Um eine sinnfällige Funktion der Filtervorrichtung.sicherzustellen, ist darüber hinaus vorgesehen, daß das erste Filterelement 12 eine höhere Filterfeinheit besitzt als das zweite Filterelement 32. Anders ausgedrückt übernimmt das erste Filterelement 12 sowohl die Fein- als auch die Grobfiltrati- on des Mediums, d.h. es werden aus dem Medienstrom sowohl Verschmutzungen mit kleiner als auch mit großer Partikelgröße ausfiltriert. Das Medium durchströmt dabei im wesentlichen in radialer Richtung das erste Filterelement 12 und gelangt derart filtriert zum zweiten Filterelement 32 mit geringerer Filterfeinheit gegenüber dem ersten Filterelement 12, so daß in der dahingehenden Betriebssituation das zweite Filterelement 32 keine wesentliche Durchströmbarriere für das bereits abfiltrierte Medium darstellt, da die Filterfeinheit des zweiten Filterelementes 32 nicht genügt, dem durchströmenden Medium einen im wesentlichen hohen Durchströmwiderstand entgegenzustellen. Das durch das erste Filterelement 12 bereits wirksam abgereinigte Fluidmedium durchdringt also im wesentlichen hindernisfrei das zweite Filterelement 32.
Das zweite Filterelement 32 ist von seiner Grundkonzeption her verglei.ch- bar aufgebaut wie das erste Filterelement 12, d.h. das zweite Filterelement 32 weist ebenfalls eine vorzugsweise plissierte Filtermatte 34 auf, die ein Stützrohr 36 mit Fluiddurchlässen umgibt. Des weiteren sind die beiden Enden des zweiten Filterelementes 32 von vergleichbaren Endkappen 38,40 abschließend umfaßt, wobei die in Blickrichtung auf die Figur gesehen obe- re Endkappe 38 vollständig geschlossen ist, wohingegen die untere zweite Endkappe 40 eine Durchtrittsstelle 42 für das abfiltrierte Medium aufweist.
Wie des weiteren die Figur zeigt, sind die beiden Filterelemente 12,32 koaxial zueinander angeordnet und erstrecken sich längs der Mittenlängsachse 44 des Filtergehäuses 10. Darüber hinaus ist die Umgehungseinrichtung 22 (Bypaßventil) gleichfalls im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und die Mittenachse der Umgehungseinrichtung 22 ist im wesentlichen deckungsgleich mit der genannten Mittenlängsachse 44 des Filtergehäuses 10. Wie sich aus der Figur des Weiteren ergibt, erstreckt sich das eine erste Filterelement 12 im wesentlichen über die gesamte Baulänge des Filtergehäuses 10, wohingegen das andere zweite Filterelement 32 um mindestens ei- ne demgegenüber um die Hälfte verkürzte Einbaulänge aufweist. Das genannte Filtergehäuse 10 weist in seinem Zentralbereich zwei miteinander verbindbare Gehäuserohrstücke 46,48 auf, die in üblicher Weise miteinander verbindbar das Innere des Filtergehäuses fluiddicht gegenüber der Umgebung abschließen. In Blickrichtung auf die Figur gesehen weist das untere Gehäuserohrstück 48 auf der rechten Seite einen Fluideinlaß 50 auf sowie auf seiner Unterseite einen Fluidauslaß 52, der koaxial zur Mittenlängsachse 44 des Filtergehäuses 10 angeordnet ist.
Über den Fluideinlaß 50 strömt das verschmutzte Filtermedium in die Fil- tervorrichtung ein und gelangt gereinigt, also abfiltriert aus dem Fluidauslaß 52 in den sonstigen hydraulischen Kreis (nicht dargestellt), an den die Filtervorrichtung angeschlossen ist. Das zweite Filterelement 32 ragt dabei in das erste Filterelement 12 derart weit hinein, daß die obere Endkappe 38 im wesentlichen in einer Ebene quer zur Mittenlängsachse 44 mit dem in Blickrichtung auf die Figur gesehen oberen Ende des Filtereinlasses 50 liegt. Die dahingehende Anordnung ergibt einen besonders drucksteifen Aufbau für die Gesamtfilterelementanordnung im Hinblick auf das Einströmen des zu filtrierenden Mediums über den Fluid-einlaß 50. Der Fluideinlaß 50 ist. im übrigen in der Art eines Anschlußflansches ausgebildet, um derart den Anschluß einer Verrohrung od. dgl. zu erleichtern. Des weiteren besteht auch über den Fluideinlaß 50 die Möglichkeit, die Filtervorrichtung als Anbaukomponente an. eine hydraulische Anlage auch nachträglich anzuschließen. Des weiteren ist das Filterelement 32 an seinem dem freien Ende gegenüberliegenden Ende von einer plattenartigen Halteeinrichtung 54 ge- tragen, die den Fluidausgang der Filtervorrichtung im Filtergehäuse 10 bis auf die bereits genannte Durchtrittsstelle 42 sowie bis auf den Fluidauslaß 52 verschließt.
Das Filtergehäuse 10 mit seinen beiden Gehäuserohrstücken 46,48 ist end- seitig über kappenartige Rohrendstücke 56,58 verschlossen, wobei das untere Rohrendstück 58 außenumfangsseitig das untere Gehäuserohrstück 48 umfaßt und auf dieses in dichtender Weise aufschraubbar ist. Mithin gibt auch das untere Rohrendstück 58 den Fluidauslaß 52 nach außen hin frei und bildet eine Anschlußstelle für eine nachfolgende, nicht näher dargestellte Verrohrung oder für eine sonstige Anschlußmöglichkeit. Das obere Rohrendstück 56 ist mit einer Handhabungshilfe in Form von Griffstegen 60 auf seiner freien oberen Seite versehen, die das Auf- und Abschrauben des oberen Rohrendstückes 56 erleichtern. Auf seiner Innenseite ist das Roh- rendstück 56 mit nach unten vorstehenden segmentartigen Kraftübertragungsstegen 62 versehen, die im Bereich des oberen Endes der Umgehungseinrichtung 22 in Anlage mit derselben. bringbar sind, so daß beim Aufschrauben des Rohr-endstückes 46 auf das obere Gehäuserohrstück 46 die Kraftübertragungsstege 62 das erste Filterelement 12 im Blickrichtung auf .die Figur gesehen nach unten drücken und derart seine Lage in der unteren Filterelementaufnahme des Filtergehäuses 10 sicherstellen.
Vorzugsweise sind die Kraftübertragungsstege 62 in der Art eines Ringkör- , pers miteinander verbunden und können mithin einstückig ausgebildet sein. Des weiteren umfassen sie kreisrunde Anlagesegmente 64, so daß nicht nur in axialer Richtung, sondern auch in radialer Richtung quer zur Mittenlängsachse 44 eine genaue Führung des Filterelementes 12 beim Festlegevorgang erreicht ist. Durch Abschrauben des oberen Rohrendstückes 56 ist es des weiteren in einfacher Weise möglich, sowohl das erste Filterelement 12 als auch das zweite Filterelement 32 zu tauschen und bei entsprechender Verschmutzung die dahingehenden Filterelemente 12,32 durch neue Elemente zu ersetzen. Die Umgehungseinrichtung 22 in der Art eines Bypaßventils kann dabei als wenig dem Verschleiß unterliegendes Teil erhal- ten bleiben und in ein neu einzusetzendes erstes Filterelement 12 entsprechend integriert werden. Mithin ist es möglich, bis auf die Filterelemente 12,32 die sonstigen Baukomponenten der Filtervorrichtung zu erhalten, was die Wartungskosten senkt. Durch den gezeigten Aufbau ist darüber hinaus eine einfache Handhabung möglich, was die Wartungsfreundlichkeit da- hingehender Vorrichtungen insgesamt erhöht.
Des besseren Verständnisses wegen wird noch im folgenden die Funktionsweise der Filtervorrichtung näher erläutert. Das verschmutzte Fluid oder Filtermedium tritt über den Fluideinlaß 50 in das Innere des Filtergehäuses 10 ein. Das erste Filterelement 12 wird dann im wesentlichen in radialer Richtung von dem Filtermedium durchströmt und die in dem Filtermedium befindlichen Verschmutzungen verbleiben in der plissierten Filtermatte 14 des Filterelementes 12. Das erste Filterelement 12 weist eine Filterfeiriheit von vorzugsweise 10μm (gleich Partikeldurchmesser) auf, so daß sowohl Fein- als auch Grobverschmutzunge durch das Filterelement 12 aufgenommen werden. Das derart abfiltrierte Filtermedium strömt dann durch die Durchlässe des Stützrohres 16 hindurch in das Innere des ersten Filterelementes 12. Das gröber ausgelegte zweite Filterelement 32 stellt dann im wesentlichen kein Strömungshindernis dar und das abgereinigte Fluid durchströmt gleichfalls in radialer Richtung die Filtermatte 34 des zweiten Filterelementes 32. Anschließend erfolgt der Austritt aus der Filtervorrichtung für das abgereinigte Fluid über die Durchtrittsstelle 42 und den Fluidauslaß 52. Das filtrierte Medium steht dann für einen erneuten Umlauf in einer hydraulischen Anlage od. dgl. zur Verfügung. Neben den genannten Fluiden lassen sich gegebenenfalls auch Gase, Polymerschmelzen od. dgl. gegebenenfalls mit anders ausgestalteten Filterelementen (nicht dargestellt) derart abreinigen.
Wird nun mit fortschreitender Einsatzdauer der Filtervorrichtüng die Filtermatte 14 des ersten Filterelementes 12 von den Verschmutzungen zugesetzt, entsteht ein erhöhter Differenzdruck außerhalb und innerhalb des ersten Filterelementes 12 und bei einem vorgebbaren Schwellenwert bestimmt durch die Schließkraft der Schließfeder 26 öffnet das Schließteil 24 des Bypaßventils, das die Umgehungseinrichtung 22 darstellt. Nunmehr durchströmt im wesentlichen das nicht mehr abgereinigte Filtermedium die Umgehungseinrichtung 22 und gelangt dergestalt in das Innere des Filterelementes 12. In diesem Fall übernimmt das zweite Filterelement 32 die Hauptfiltration, d.h. das nicht abgereinigte Filtermedium durchtritt seine plissierte Filtermatte 34 und wird dergestalt abgereinigt. Allerdings weist das zweite Filterelement 32 eine wesentlich gröbere Filterfeinheitsstruktur auf, so daß nur Grobverschmutzungen abgefangen werden und Verschmutzungen mit Kleinstpartikeln in den hydraulischen Kreislauf eintreten können. Aufgrund der Grobfiltration ist aber dann doch sichergestellt, daß die durchgelassenen Feinstpartikel als Verschmutzungen den Betrieb der hydraulischen Anlage (Schmiermittelkreis od. dgl.) nicht stören oder schädlich beeinflussen' können.
Ferner besteht die Möglichkeit, dahingehende Filtervorrichtungen mit sog. Differenzdruckanzeigen zu versehen, so daß bei Erreichen des Differenzdruckschwellenwertes, bei der die Ümgehungseinrichtung 22 öffnet, ein Alarm oder Warnsignal gegeben wird, was es dem Wartungspersonal ermöglicht, zielgerichtet das verschmutzte Filterelement 12 zu tauschen. Mit der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung ist aber jedenfalls gewährleistet, daß gefährlich werdende Verschmutzungen in jedem Fall aus dem hydraulischen Kreis abgehalten werden können.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1 . Filtervorrichtung mit einem Filtergehäuse (10) und einem darin angeordneten ersten, von einem Medium mit vorgebbarer Richtung durch- strömbaren Filterelement (12) und mit einer Umgehungseinrichtung
(22), dadurch gekennzeichnet, daß neben dem ersten Filterelement (12) ein weiteres zweites Filterelement (32) vorhanden ist, daß die jeweiligen Filterelemente (32) in Durchströmrichtung hintereinander angeordnet sind und daß bei Wirksamwerden der Umgehungseinrichtung (22) das unmittelbar in Durchströmungsrichtung nachfolgende weitere Filterelement (32) eine Filtration des Mediums vornimmt.
2. Filtervorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das erste Filterelement (12) eine höhere Filterfeinheit besitzt als das zweite Filterelement (32).
3. Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Filterelemente (12,32) koaxial zueinander angeordnet sich längs der Mittenlängsachse (44) des Filtergehäuses (10) erstrecken.
4. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Umgehungseinrichtung (22) ein Bypaßventil dient, das ein federbelastetes Schließteil (24) aufweist, das in seiner Schließstellung den fluidführenden Weg innerhalb der beiden Filterelemente (12,32) von einem Fluideinlaß (50) innerhalb des Ventilgehäuses (10) zu einem darin angeordneten Fluidauslaß (52) sperrt und ansonsten freigibt.
5. Filtervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen der Federvorspannung und der Öffnungskraft für das Schließteil (24) eine Einsteileinrichtung (28) vorgesehen ist, die die Federlänge der Schließfeder (26) verändert.-
6. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Filterelement (12) sich im wesentlichen über die gesamte Baulänge des Filtergehäuses (10) erstreckt und daß das andere Filterelement (32) um mindestens eine demgegenüber um die Hälfte verkürzte Einbaulänge aufweist.
7. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Filterelement (12) an seinem einen Ende die Umgehungseinrichtung. (22) und im Bereich seines anderen Endes das zweite Filterelement (32) unter Beibehalten eines radialen Abstandes . umfaßt.
8. Filtervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Filterelement (32) in das erste Filterelement (12) hineinragt und daß das zweite Filterelement (32) an seinem dem freien Ende gegenüberliegenden Ende von einer Halteeinrichtung (54) getragen ist, die den Fluidauslaß (52) im Filtergehäuse (10) bis auf eine Durchtrittsstelle (42) verschließt.
9. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergehäuse (10) aus zwei miteinander verbindbaren Rohrstücken (46,48) gebildet ist und daß die Enden des Filtergehäuses mit Rohreridstücken (56,58) verschließbar sind.
0. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Filterelement (12) eine Filterfeinheit von 3μm bis 30 ym, vorzugsweise 10//m aufweist und daß das zweite Filterelement (32) eine Filterfeinheit vom bis 40θA/m , vorzugsweise von 200/vm aufweist.
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