NL1007358C2 - Vloeistoffilter, meer in het bijzonder voor hydraulische aandrijfsystemen. - Google Patents

Description

975171/B/lhe

Korte aanduiding: Vloeistoffilter, meer in het bijzonder voor hydraulische aandrijfsystemen.

De uitvinding heeft betrekking op een vloeistoffilter, omvattende een huis met daarin opgenomen een filterelement van het ringcilindrische, radiaal doorstroomde type, dat de 5 ruimte binnen het huis verdeelt in een ruimte buiten (rondom) het filterelement en een daarvan gescheiden ruimte binnen het element; een het huis aan één einde afsluitende kop met een inlaatkamer voor te filtreren vloeistof en een uitlaatka-10 mer voor gefiltreerde vloeistof, waarbij de inlaatkamer met de ruimte aan de inlaatzijde van het filterelement in verbinding staat en de ruimte aan de uitlaatzijde van het filterelement op de uitlaatkamer is aangesloten en waarbij tussen de inlaatkamer en de uitlaatkamer een normaal 15 door een bypassklep gesloten bypassverbinding aanwezig is, terwijl voorts aan het van de kop afgekeerde einde van het huis een met de ruimte aan de uitlaatzijde van het filter-element in verbinding staande, naar buiten openende en naar binnen toe voorgespannen ontlastklep, alsmede een 20 naar binnen toe openende en naar buiten toe voorgespannen aanzuigklep aanwezig zijn.

Een dergelijk filter is bekend uit het octrooidocu-ment DE-42 06 420.

Een dergelijk filter is meer in het bijzonder bestemd 25 voor toepassing in een situatie, waarin een hydraulische vloeistofstroom uit een hoofdsysteem wordt gebruikt voor het voeden van een of meer verbruikers in een hulpsysteem, zoals de hydraulische voedingspomp voor de hydromotoren van de wielaandrijving van een mobiele hydraulische in-30 richting. Het filter wordt daarbij met zijn van de kop afgekeerde einde, waarin zich de ontlastklep en de aanzuigklep bevinden, op c.q. in een reservoir voor hydraulische vloeistof geplaatst, terwijl de filterkop met zijn inlaatkamer op een toevoerleiding voor te filtreren vloei- 1007358* 2 stof wordt aangesloten en de uitlaatkamer met een of meer te voeden verbruikers wordt verbonden.

In normaal bedrijf wordt de hydraulische vloeistof in overmaat aan de inlaatkamer van de filterkop toegevoerd, 5 is de aan de inlaatzijde van het filterelement ondervonden tegendruk laag en stroomt de vloeistof door het filterelement heen naar de uitlaatruimte van het huis en vandaar via de uitlaatkamer in de filterkop naar de gebruiker(s); de vloeistofovermaat leidt tot een drukverhoging in de 10 uitlaatruimte van het filterhuis, onder invloed waarvan de ontlastklep opent en de vloeistofovermaat naar het reservoir kan af vloeien. Bij een te hoge tegendruk aan de inlaat van het filter, hetgeen verstopping van het filter kan betekenen, opent de bypassklep om de vloeistofstroom 15 rechtstreeks naar de gebruiker te doen vloeien. Voorts kan bij onvoldoende aanbod van hydraulische vloeistof rechtstreeks vloeistof uit het reservoir worden aangezogen.

De uitvinding beoogt een verbeterde uitvoering van het bovenbeschreven filtertype te verschaffen.

20 Volgens de uitvinding wordt dit doel bereikt, doordat het ringcilindrische f ilterelement van het type is, dat van binnen naar buiten wordt doorstroomd, waarbij dit filterelement tevens als bypassklep fungeert en daartoe met zijn open ringvormige einde onder veerspanning aanligt 25 tegen een in de verbindingsopening tussen de inlaatkamer en de uitlaatkamer van de kop geplaatste zittingring.

Een afzonderlijke bypassklep is derhalve komen te vervallen.

Filterelementen van het van binnen naar buiten door-30 stroomde type, die per definitie aan één einde door een schijfvormige bodem zijn gesloten, zijn op zichzelf bekend en hebben met name het voordeel, dat de verontreinigingen in de door het ringcilindrische filterelement omsloten ruimte worden opgevangen en bij vervanging van het filter-35 element niet in het filterhuis kunnen achterblijven. Dit laatste nu lijkt vooral voor een filter van de hier beschouwde soort, waarbij in bijzondere omstandigheden 1007353 ' 3 (verstopt filterelement) ongefiltreerde vloeistof naar de gebruiker stroomt, van belang.

Het toepassen van een f ilterelement van het van binnen naar buiten doorstroomde type houdt in, dat de 5 ringvormige ruimte rond het filterelement de uitlaatruimte van het huis vormt. Deze omstandigheid opent de mogelijkheid tot een verdere verbetering van het filter, welke verbetering daarin bestaat, dat in de ringvormige ruimte tussen het filterelement en de wand van het filterhuis een 10 hulpwand is aangebracht, die de ringvormige uitlaatruimte binnen het huis verdeelt in een binnenste en een buitenste gedeelte en die over tenminste een deel van zijn lengte als hulp- of groffilter is uitgevoerd. Aldus uitgevoerd, heeft het filter volgens de uitvinding het voordeel, dat 15 ook in het geval van een verstopt f ilterelement toch een zij het "grof” gefiltreerde vloeistofstroom naar de verbruiker (s) vloeit.

Een voorkeursuitvoering bestaat daarin, dat het onderste deel van de hulpwand is uitgevoerd in de vorm van 20 een van binnen naar buiten, groffiltrerend hulpfilterelement, dat coaxiaal onder het (hoofd)filterelement in het huis is ondergebracht en met zijn onderste ringvormige eindrand afdichtend aanligt op de bodem van het filterhuis, waarbij de ontlastklep en de aanzuigklep zich bevin-25 den in de ruimte binnen het ringvormige hulpfilterelement. Deze uitvoering, waarin de hulpwand zich van bovenaf over een groot gedeelte van de lengte van het filterhuis als een gesloten mantel uitstrekt, heeft bovendien als voordeel dat bij plaatsing op een reservoir, waarbij het huis 30 althans voor een deel in de vloeistof voorraad binnen de tank ondergedompeld komt te zitten, de ruimte rond de mantel steeds met olie gevuld zal zijn, zodat er geen gevaar is voor aanzuigen van lucht vanuit de uitlaatruimte van de filterkop.

35 Een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt daardoor gekenmerkt, dat het hulpfilterelement tevens als tweede aanzuigklep fungeert en daartoe in de 1007353' 4 als mantel uitgevoerde hulpwand verschuifbaar is ten einde bij een drukverschil dat groter is dan dat waarbij de eerste zuigklep opent, van de als zitting fungerende bodem van het filterhuis te worden gelicht. Deze bijzondere uit-5 voeringsvorm waarborgt, dat ook in het zeer bijzondere geval, waarin ook het hulpfilterelement verstopt is, vloeistof uit het reervoir kan worden aangezogen.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een hydraulische schakeling, omvattende 10 een filter met een inlaat voor te filtreren hydrauli sche vloeistof en een uitlaat voor gefiltreerde hydraulische vloeistof, welke uitlaat enerzijds een uitlaattak voor aansluiting op de inlaat van een hydraulische verbruiker heeft en 15 anderzijds een uitlaattak met overstroomventiel naar een hydraulisch reservoir heeft, waarbij parallel aan het filter een van een omloopventiel voorziene omloopleiding is aangebracht, welke stroomopwaarts van het aftakpunt op de uitlaat aansluit en waarbij 20 parallel aan het overstroomventiel in de uitlaattak naar het reservoir een aanzuigventiel is aangebracht, zoals is geopenbaard in het octrooidocument DE 42 06 420. De schakeling volgens de uitvinding wordt daardoor gekenmerkt, dat in serie met het filter en wel stroomafwaarts 25 van de aftakking naar het reservoir een hulpf ilter is aangebracht.

Verdere kenmerken van de uitvinding worden hieronder aan de hand van de tekening met een uitvoeringsvoorbeeld nader toegelicht.

30 Fig. 1 toont een vertikale doorsnede, volgens het doorsnedevlak I-I in fig. 2, van het filter volgens de uitvinding, in de normale bedrijfstoestand; fig. 2 is een bovenaanzicht van het filter volgens fig. 1; 35 fig. 3, 4 en 5 tonen een drietal bedrijfstoestanden, waarin een vloeistofovermaat naar het reservoir wordt afgevoerd resp. (aanvullende) vloeistof uit het reservoir 1 007358 -1 5 wordt aangezogen en fig. 6 toont het hydraulische schema van het filter volgens de uitvinding.

Met 1 is een filterkop aangegeven, waarbinnen zich 5 een in hoofdzaak cilindrische inlaatkamer 2 en een volgens een boog daaromheen liggende uitlaatkamer 3 bevinden. Met 2a is een tweetal inlaatstompen voor te filtreren vloeistof stromen aangegeven, terwijl met 3a een tweetal uit-laatstompen voor gefiltreerde vloeistof zijn aangegeven.

10 De inlaatkamer 2 is van boven afgesloten met een deksel 4 en staat van onderen met de uitlaatkamer 3 in verbinding. In de (vernauwde) verbindingsdoorsnede tussen de inlaatkamer 2 en de uitlaatkamer 3 is een zittingring 5 aangebracht, welke via een brugstuk 6 en een veer 7 door 15 het deksel 4 op zijn plaats wordt gehouden.

De kop 1 heeft een zijdeling uitstekende montageflens 8, waarmede de kop op een reservoir voor (hydraulische) vloeistof kan worden gemonteerd. Voorts heeft de kop een nar beneden uitstekende, in het verlengde van de cilindri-20 sche wand van de inlaatkamer 2 gelegen aansluitkraag 9.

Met 10 is een in hoofdzaak cilindrisch, bijvoorbeeld uit plaatmateriaal gevormd filterhuis aangegeven, dat met zijn bovenste randgedeelte afdichtend op de aansluitkraag 9 zit. In het huis 10 bevindt zich een ringcilindrisch 25 filterelement 11, dat bestemd is om van binnen naar buiten te worden doorstroomd. De ruimte 12 binnen het filterele-ment staat daartoe aan het boveneinde van het filterelement in verbinding met de inlaatkamer 2 en wordt aan het benedeneinde van het filterelement afgesloten door een 30 bodem 13. Het filterelement 11 wordt daarbij met zijn ringvormige bovenrand tegen de zittingring 5 aangedrukt. De nodige aandrukkracht wordt daarbij geleverd door een drukveer 14 op het benedeneinde van een centraal van het brugstuk 2 naar beneden reikende en daarbij afdichtend 35 door de bodem 13 heenstekende draagstang 15. De veer 14 is bijvoorbeeld zo gedimensioneerd, dat het filterelement 11 van de zittingring 5 wordt gelicht, zodra de druk in de 1007358 ' 6 inlaatkamer 2 en de ruimte 12 een waarde van bijvoorbeeld 2 bar overschrijdt.

In de ringvormige ruimte tussen het filterelement 11 en de wand van het filterhuis 10 is een hulpmantel 16 5 aangebracht. Deze hulpmantel 16 zit met zijn bovenrandge- deelte tussen de zittingring 5 en de wand van de inlaatkamer 2 geklemd en reikt in benedenwaartse richting tot voorbij het benedeneinde van het filterelement 11.

Met 17 is een ringcilindrisch hulpfilterelement 10 aangegeven, dat coaxiaal met het hoofdfilterelement 11 in het onderste gedeelte van het huis 10 is geplaatst en evenals het hoofdfilterelement 11 bestemd is om radiaal van binnen naar buiten te worden doorstroomd. De filter-werking van het hulpfilterelement 17 is echter belangrijk 15 grover dan die van het hoof df ilterelement 11 en heeft derhalve een lengte, die een fractie uitmaakt van die van het hoofdfilterelement 11. Het hulpfilterelement 17 is aan zijn bovenste eindrandgedeelte 17a voorzien van een af-dichtingslip 17c en reikt daarmede afdichtend en ver-20 schuifbaar in het onderste randgedeelte van de hulpmantel 16, terwijl het hulpfilterelement met zijn onderste eindrandgedeelte 17b afdichtend aanligt op de van een centrale opening 18 voorziene bodem 19 van het huis 10. De eind-randgedeelten 17a en 17b zijn daartoe voorzien van resp. 25 bekleed met een geschikt afdichtingsmateriaal.

Het hulpfilterelement 11 is daarbij met zijn onderste eindrandgedeelte 17b bevestigd aan een binnen de dwarsdoorsnede van de opening 18 gelegen zittingring 20. Deze zittingring is voorzien van een brugstuk 21, waarop een-30 drukveer 22 werkt, die zich afsteunt tegen de draagstang 15. Onder invloed van de drukveer 22 wordt het hulpfilterelement 17 met zijn onderste eindrandgedeelte 17b op de bodem 19 gedrukt.

Het brugstuk 21 is voorts voorzien van een naar be-35 neden reikende centrale stang 23, welke aan zijn benedeneinde een schotel 24 draagt. Op deze schotel rust een schroefveer 25, op het boveneinde waarvan een ringvormig 1007358' 7 kleplichaam 26 steunt, dat samenwerkt met de zittingring 20. De binnenomtreksrand van het kleplichaam 25 vormt daarbij een zitting voor een op de stang 23 verschuifbaar en door een veer 27 in neerwaartse richting belast klepli-5 chaam 28.

Het kleplichaam 26 vormt tezamen met het kleplichaam 28 een door de veer 25 in bovenwaartse richting belaste en tegen de werking van deze veer in naar beneden openende ontlastklep, terwijl het kleplichaam 28 afzonderlijk, bij 10 gesloten kleplichaam 26, werkt als een tegen de werking van de veer 27 in naar boven openende aanzuigklep.

De werking van het bovenbeschreven filter zal thans mede aan de hand van de bedrijfstoestand volgens fig. 3, 4 en 5 worden beschreven.

15 Tijdens normaal bedrijf ligt het (schone) hoofdfil- terelement 11 met zijn ringvormige boveneinde afdichtend aan tegen de zittingring 5. De bij 2a binnentredende vloeistof stroomt vanuit de ruimte 12 radiaal door het filterelement 11 heen naar de ruimte tussen het filterele-20 ment 11 en de hulpmantel 16. Vandaaruit stroomt de vloeistof via het eveneens radiaal van binnen naar buiten doorstroomde hulpfilterelement 17 naar de ruimte buiten de hulpmantel 16 en de daarmede in verbinding staande uitlaatkamer 3 om daaruit door een een gebruiker voedende 25 pomp te worden aangezogen. Daarbij stelt zich stroomafwaarts van het filterelement 11 een zekere overdruk in. Zodra deze overdruk een zekere waarde van b.v. 0,5 bar overschrijdt is dit een aanwijzing dat de behoefte aan (hydraulische) vloeistof kleiner is dan de aanvoer en 30 wordt de sluitkracht van de veer 24 overwonnen, waardoor de ontlastklep 26, 28 opent en de vloeistofovermaat naar het reservoir kan afvloeien. Deze bedrijfstoestand is weergegeven in fig. 3. Wanneer echter op enig ogenblik sprake is van een onderdruk van b.v. 0,03 bar is dit een 35 aanwijzing, dat de behoefte aan hydraulische vloeistof groter is dan het aanbod. In dat geval opent de klep 28 tegen de werking van de sluitveer 27 in en wordt het 1007358' δ tekort aan hydraulische vloeistof aangezogen uit het reservoir. Deze bedrijfstoestand is weergegeven in fig. 4.

Fig. 5 toont de bedrijfstoestand bij het opstarten van het hydraulische systeem, wanneer de hydraulische 5 vloeistof nog koud en dik is en zowel binnen het filter-huis als in het vloeistofreservoir atmosferische druk heerst, terwijl de de verbruiker voedende pomp (niet weergegeven) "om vloeistof vraagt". Deze vraag leidt tot een onderdruk in de uitlaatruimte 3 en in de daarmede in 10 verbinding staande ruimte rond de hulpmantel 16 en het filterelement 17. Deze onderdruk leidt tot een naar boven gerichte kracht op het filterelement 17, welke b.v. bij een onderdrukswaarde van 0,15 bar de door de veer 22 geleverde sluitkracht overschrijdt. Het filterelement 17 15 wordt dan van de bodem 19 gelicht, zodat vloeistof vanuit het reseroir via de opening 18 kan toestromen.

Fig. 6 toont tenslotte het hydraulische schema, dat in het filter volgens fig. 1 geïntegreerd is. In dit schema zijn aangepaste symbolen voor het filterelement 11 20 en het hulpfilterelement 17 gebruikt. He schema spreekt verder voor zich.

10073531

Claims (8)

1. Vloeistoffilter, omvattende een huis met daarin opgenomen een filterelement van het ringcilindrische, radiaal doorstroomde type, dat de 5 ruimte binnen het huis verdeelt in een ruimte buiten (rondom) het filterelement en een daarvan gescheiden ruimte binnen het element; een het huis aan één einde afsluitende kop met een inlaatkamer voor te filtreren vloeistof en een uitlaatka-10 mer voor gefiltreerde vloeistof, waarbij de inlaatkamer met de ruimte aan de inlaatzijde van het f ilterelement in verbinding staat en de ruimte aan de uitlaatzijde van het filterelement op de uitlaatkamer is aangesloten en waarbij tussen de inlaatkamer en de uitlaatkamer een normaal 15 door een bypassklep gesloten bypassverbinding aanwezig is, terwijl voorts aan het van de kop afgekeerde einde van het huis een met de ruimte aan de uitlaatzijde van het filter-element in verbinding staande, naar buiten openende en naar binnen toe voorgespannen ontlastklep, alsmede een 20 naar binnen toe openende en naar buiten toe voorgespannen aanzuigklep aanwezig zijn, met het kenmerk, dat het ringcilindrische f ilterelement van het type is, dat van binnen naar buiten wordt doorstroomd, waarbij dit filterelement tevens als bypassklep fungeert en daartoe met zijn open 25 ringvormige einde onder veerspanning aanligt tegen een in de verbindingsopening tussen de inlaatkamer en de uitlaatkamer van de kop geplaatste zittingring.

2. Filter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat in de ringvormige ruimte tussen het filterelement en de wand 30 van het filterhuis een hulpwand is aangebracht, die de ringvormige uitlaatruimte binnen het huis verdeelt in een binnenste en een buitenste gedeelte en die over tenminste een deel van zijn lengte als hulp- of groffilter is uitgevoerd.

3. Filter volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het onderste deel van de hulpwand is uitgevoerd in de vorm van een van binnen naar buiten, groffiltrerend hulpfilterele- 1 0 0 7358 ’ ment, dat coaxiaal onder het (hoofd)filterelement in het huis is ondergebracht en met zijn onderste ringvormige eindrand afdichtend aanligt op de bodem van het filter-huis, waarbij de ontlastklep en de aanzuigklep zich bevin-5 den in de ruimte binnen het ringvormige hulpfilterelement.

4. Filter volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het hulpfilterelement tevens als tweede aanzuigklep fungeert en daartoe in de als mantel uitgevoerde hulpwand verschuifbaar is ten einde bij een drukverschil dat groter is 10 dan dat waarbij de eerste zuigklep opent, van de als zitting fungerende bodem van het filterhuis te worden gelicht.

5. Filter volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het hulpfilterelement met zijn onderste ringvormige eindrand 15 vastzit aan de met de ontlastklep samenwerkende zitting-ring en samen met deze zittingring in neerwaartse richting is voorgespannen.

6. Filter volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de zittingring een brugdeel heeft, waarop een drukveer werkt, 20 die zich afsteunt op de draagsteun voor het (hoofd) fil-terelement.

7. Hydraulische schakeling, omvattende een filter met een inlaat voor te filtreren hydraulische vloeistof en een uitlaat voor gefiltreerde hydrauli-25 sche vloeistof, welke uitlaat enerzijds een uitlaattak voor aansluiting op de inlaat van een hydraulische verbruiker heeft en anderzijds een uitlaattak met overstroomventiel naar een hydraulisch reservoir heeft, waarbij 30 parallel aan het filter een van een omloopventiel voorziene omloopleiding is aangebracht, welke stroomopwaarts van het aftakpunt op de uitlaat aansluit en waarbij parallel aan het overstroomventiel in de uitlaattak naar het reservoir een aanzuigventiel is aangebracht, 35 met het kenmerk, dat in serie met het filter en wel stroomafwaarts van de aftakking naar het reservoir een hulpfilter is aangebracht. 1 0 073 5 8""

8. Hydraulische schakeling volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de uitlaatzijde een verbinding met het reservoir heeft, in welke verbinding een hulpzuigventiel aanwezig is 5 10 073 5 8·*