WO2004080570A1

WO2004080570A1 - Belüftungsfilter für einen öltank

Info

Publication number: WO2004080570A1
Application number: PCT/EP2003/002672
Authority: WO
Inventors: Andreas Schindelin; Norbert Breusch; Christiana WIEWER
Original assignee: Argo-Hytos Gmbh
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-09-23

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Belüftungsfilter für einen Öltank mit einem Gehäuse, das eine Durchlaßöffnung sowie eine mit dem Öltank verbindbare Anschlußöffnung aufweist und das ein zwischen der Anschluß- und der Auslaßöffnung angeordnetes Filterelement aufnimmt. Um das Belüftungsfilter derart weiterzubilden, daß auf konstruktiv einfache Weise ein Eindringen von Spritzwasser in den Öltank sowie ein Austreten von Ölnebel vermieden werden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Filterelement zumindest ein zwei Lagen aufweisendes Filtermaterial umfaßt mit einer der Durchlaßöffnung zugewandten wasserabweisenden Außenlage und einer der Anschlußöffnung zugewandten ölabweisenden Innenlage.

Description

Belüftungsfilter für einen Öltank

Die Erfindung betrifft einen Belüftungsfilter für einen Öltank mit einem Gehäuse, das eine Durchlaßöffnung sowie eine mit dem Öltank verbindbare Anschlußöffnung aufweist und das ein zwischen der Anschluß- und der Durchlaßöffnung angeordnetes Filterelement aufnimmt.

Derartige Belüftungsfilter kommen insbesondere in Hydrauliksystemen zum Einsatz, bei denen Hydrauliköl bedarfsweise aus einem Öltank entnommen bzw. diesem zugeführt wird. Durch die Befüllung bzw. Entleerung von Hydraulikzylindern und Druckspeichern des Hydrauliksystems werden im Öltank ebenso wie durch Änderungen der Öltemperatur Schwankungen des Ölniveaus hervorgerufen, aufgrund derer es erforderlich ist, über ein Belüftungsfilter einen Luftaustausch zwischen dem Innenraum des Öltanks und der Außenatmosphäre zu ermöglichen. Beispielsweise bei der Befüllung von Hydraulikzylindern wird das Ölniveau abgesenkt, wobei über den Belüftungsfϊlter Luft aus der Außenatmosphäre angesaugt wird. Mittels des Filters wird hierbei sichergestellt, daß keine Schmutzpartikel in das Hydrauliköl gelangen. Wird der Hydraulikzylinder entleert, so steigt das Ölniveau an und Luft wird über den Belüftungsfilter nach außen abgegeben. Um zu vermeiden, daß über das Belüftungsfilter Spritzwasser in den Öltank eintreten kann, weisen Belüftungsfilter häufig im Bereich der Durchlaßöffnung ein Strömungslabyrinth auf. Damit läßt sich allerdings nicht in allen Fällen ein zuverlässiger Schutz gegen den Eintritt von Wasser in den Öltank sicherstellen. Durch Vermischung von Öl mit Spritzwasser können die Schmierfähigkeit des Öles herabgesetzt und Störungen im Steuersystem der Hydraulikanlage hervorgerufen werden. Mit dem Luftstrom nach außen gelangende Öltröpfchen werden häufig auf der Außenseite des Öltanks abgeschieden. Um dies zu vermeiden, weisen Belüftungsfilter häufig eine Auffangwanne für aus dem Filterelement austretendes Öl auf. Darauf wird beispielsweise in der DE 44 07 177 AI hingewiesen. Die Ausgestaltung des Filters mit einer derartigen Auffangwanne ist mit nicht unbeträchtlichen Kosten verbunden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Belüftungsfilter der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß auf konstruktiv einfache Weise ein Eintreten von Spritzwasser in den Öltank sowie ein Austreten von Ölnebel vermieden werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Belüftungsfϊlter der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Filterelement ein zumindest zwei Lagen aufweisendes Filtermaterial umfaßt mit einer der Durchlaßöffnung zugewandten wasserabweisenden Außenlage und einer der Anschlußöffnung zugewandten ölabweisenden Innenlage.

In die Erfindung fließt der Gedanke mit ein, daß ein Eindringen von Wassertropfen in den Öltank ebenso wie das Austreten ölbeladener Luft aus dem Belüftungsfilter auf konstruktiv einfache Weise dadurch vermieden können, daß ein zumindest zwei Lagen aufweisendes Filtermaterial zum Einsatz kommt, wobei die der Durchlaßöffnung zugewandte Außenlage wasserabweisend und die der Anschlußöffnung, also dem Öltank, zugewandte Innenlage ölabweisend ausgestaltet ist. Dies gibt die Möglichkeit, selbst ohne Einsatz eines im Bereich der Durchlaßöffnung angeordneten Strömungslabyrinthes eine zuverlässige Funktion des Belüftungsfilters sicherzustellen, da von außen einwirkendes Spritzwasser aufgrund der wasserabweisenden Eigenschaft der Außenlage nicht durch das Filterelement hindurch in den Öltank eindringen kann. Gleich- zeitig wird durch die ölabweisende Innenlage des Filtermaterials sichergestellt, daß praktisch keine Öltröpfchen durch das Filtermaterial hindurch nach außen gelangen können.

Erfindungsgemäß weist das Filtermaterial zumindest zwei Lagen auf, wobei für die einzelnen Lagen unterschiedliche Materialien zum Einsatz kommen können. Als günstig hat es sich erwiesen, wenn die ölabweisende Innenlage unter Einsatz eines imprägnierten Glasfasermaterials gefertigt ist. So kann vorgesehen sein, daß die Innenlage ausschließlich aus ölabweisendem Glasfasermaterial hergestellt ist.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, daß das Glasfasermaterial eine unter Einsatz einer organischen Fluorverbindung hergestellte Imprägnierung aufweist. Diese zeigt eine intensive ölabweisende Wirkung und stellt somit sicher, daß praktisch keine Öltröpfchen zusammen mit dem austretenden Luftstrom durch das Filtermaterial hindurch nach außen gelangen können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die ölabweisende Innenlage unter Einsatz eines Kunststoffmaterials gefertigt. Hierbei kann ein aufgrund seiner Materialeigenschaft an sich schon ölabweisendes Kunststoffmaterial zum Einsatz kommen. Es kann auch vorgesehen sein, daß das Kunststoffmaterial eine ölabweisende Imprägnierung aufweist.

Die Außenlage wird vorzugsweise unter Einsatz eines imprägnierten Zellulosematerials gefertigt. Die Außenlage kann hierbei zusätzlich zu ihrer wasserabweisenden Funktion auch eine mechanische Stabilisierung des Filterelements sicherstellen. Außerdem kann mittels des außenseitig angeordneten Zellulosematerials eine Vorfiltration gewährleistet werden, während eine Feinfiltration durch die Innenlage des Filtermaterials sichergestellt werden kann. Günstig ist es, wenn das Zellulosematerial eine Harzimprägnierung aufweist. Vorzugsweise kommt eine Phenolharzimprägnierung zum Einsatz, mit deren Hilfe sichergestellt werden kann, daß gegebenenfalls auf die Außenseite des Filtermaterials auftreffendes Spritzwasser nicht merklich in das Filtermaterial eindringen kann.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Belüftungsfilters weist das Filtermaterial lediglich zwei Lagen auf, nämlich die Außenlage und die Innenlage, wobei die Außenlage flächig auf der Innenlage aufliegt und untrennbar mit dieser verbunden ist. Das Filtermaterial ist somit in Form eines Composit-Materials ausgestaltet, wobei die Außenlage wasserabweisend und die Innenlage ölabweisend ist und die beiden Lagen untrennbar miteinander verbunden sind. Die untrennbare Verbindung der Lagen gewährleistet eine besonders hohe mechanische Stabilität des Filtermaterials.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Außenlage mit der Innenlage verklebt ist. Hierzu kommt vorteilhafterweise ein hochtemperaturstabiler Kleber zum Einsatz.

Um das Filterelement mit einer möglichst großen Oberfläche auszugestalten, hat es sich als günstig erwiesen, wenn das Filtermaterial sternförmig gefaltet ist. Das Filtermaterial bildet vorzugsweise einen Filterbalg aus, der mittels stirnseitig angeordneter Endscheiben in ein Gehäuse des Belüftungsfilters eingeklebt werden kann.

Von Vorteil ist es, wenn die Außenlage eine gröbere Partikelabscheidung aufweist als die Innenlage. Die Außenlage bildet somit eine Vorfϊlterschicht zur groben Filterung einströmender Luft, während die Innenlage eine Feinfilterschicht ausbildet. Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung.

Es zeigen:

Figur 1: eine Längsschnittansicht längs der Linie 1-1 in Figur 2;

Figur 2: eine Querschnittansicht längs der Linie 2-2 in Figur 1; und

Figur 3: eine vergrößerte Darstellung des Teilbereiches A aus Figur 2.

In der Zeichnung ist schematisch ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegter Belüftungsfilter für einen Öltank, insbesondere für den Vorratstank für Hydrauliköl eines Hydrauliksystems dargestellt. Er umfaßt ein aus Kunststoff, vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Polyamid gefertigtes zweiteiliges Gehäuse 12 mit einem haubenförmigen Gehäuseoberteil 14 und einem wannen- förmig ausgebildeten Gehäuseunterteil 16.

Das Gehäuseoberteil 14 weist einen Deckel 18 auf, an den ein hohlzylinder- förmiger Mantel 19 angeformt ist, der vom Deckel 18 nach unten absteht und in axialer Richtung eine hohlzylinderförmig ausgebildete Seitenwand 21 des Gehäuseteiles 16 teilweise übergreift. An die Seitenwand 21 ist parallel zum Deckel 18 ausgerichtet ein Boden 22 des Gehäuseunterteils 16 angeformt, der eine zentrische Anschlußöffnung 24 aufweist, in die eine Anschlußleitung 25 eines an den Boden 22 angeformten Rohrstutzens 26 einmündet. Letzterer weist ein Außengewinde 27 auf, mit dessen Hilfe der Belüftungsfilter 10 in die Wandung eines Öltankes eingeschraubt werden kann. Der Mantel 19 des Gehäuseoberteils 14 überfängt die zylindrische Seitenwand 21 des Gehäuseunterteils 16, wobei zwischen dem Mantel 19 und der Seitenwand 21 eine ringförmige Durchlaßöffnung 29 ausgebildet ist, über die der Innenraum des Gehäuses 12 mit der Außenatmosphäre in Strömungsverbindung steht.

Das Gehäuse 12 nimmt ein in Strömungsrichtung zwischen der Anschlußöffnung 24 und der Durchlaßöffnung 29 angeordnetes Filterelement 31 auf, das in Form eines Filterbalges ausgestaltet ist und ein sternförmig gefaltetes Filtermaterial 33 umfaßt, das in üblicher Weise stirnseitig mit einer oberen Endscheibe 35 bzw. einer unteren Endscheibe 36 verklebt ist, die ihrerseits mit dem Deckel 18 des Gehäuseoberteiles 14 bzw. der Seitenwand 21 des Gehäuseunterteiles 16 verklebt sind. Über die Durchlaßöffnung 29 eintretende Umgebungsluft kann somit das Filterelement 31 radial von außen nach innen durchströmen, um dann zur Anschlußöffnung 24 und über diese an den bei Einsatz des Belüftungsfilters 10 an diesen angeschlossenen Öltank zu gelangen. Umgekehrt kann aus dem Öltank austretende Luft über die Anschlußöffnung 24 und nach radialem Durchströmen des Filterelementes 31 von innen nach außen zur Durchlaßöffnung 29 und über diese zur Außenatmosphäre gelangen.

Wie in Figur 3 dargestellt ist, ist das Filtermaterial 33 zweilagig ausgebildet und umfaßt eine der Durchlaßöffnung 29 zugewandte Außenlage 38, die flächig auf einer der Anschlußöffnung 24 zugewandten Innenlage 39 aufliegt und mit dieser verklebt ist. Die Außenlage 38 ist aus einem Zellulosematerial gefertigt, das mit Phenolharz imprägniert ist und demzufolge eine wasserabweisende Oberfläche aufweist. Die Innenlage 39 ist aus einem Glasfasermaterial gefertigt, das eine Fluoracrylatimprägnierung aufweist und demzufolge dem Filtermaterial 33 innenseitig eine ölabweisende Eigenschaft verleiht. Die Innenlage 39 bildet eine Feinfilterschicht des Filterelements 31, während die Außenlage 38 eine Vorfilterschicht ausbildet, die dem Filtermaterial 33 auch eine mechanische Stabilität verleiht. Hierbei wird durch die Verklebung der Innenlage 39 mit der Außenlage 38 auch sichergestellt, daß sich die Poren der aus einem imprägnierten Glasfasermaterial hergestellten Innenlage 39 bei der Benutzung des Belüftungsfilters 10 nicht schließen, so daß eine zuverlässige Filterwirkung aufrechterhalten wird.

Die wasserabweisende Außenlage 38 stellt sicher, daß gegebenenfalls über die Durchlaßöffnung 29 in das Innere des Gehäuses 12 eintretendes Spritzwasser nicht durch das Filterelement 31 hindurch zum Hydrauliköl gelangt. Eine Vermischung von Spritzwasser mit Hydrauliköl wird vermieden. Das Spritzwasser kann aufgrund der wasserabweisenden Außenlage 38 nicht in das Filtermaterial 33 eindringen. Gleichzeitig wird mittels der ölabweisenden Innenlage 39 sichergestellt, daß Öltröpfchen nicht mit einem über die Anschlußöffnung und die Durchlaßöffnung 29 in die Außenatmosphäre austretenden Luftstrom durch das Filtermaterial 33 hindurchtreten können. Durch die kompositartige Ausgestaltung des Filterelements 31 mit einer ölabweisenden Innenlage 39 und einer wasserabweisenden Außenlage 38 wird somit auf konstruktiv einfache Weise sichergestellt, daß weder Spritzwasser von der Außenatmosphäre in den Bereich der Anschlußöffnung 24 gelangen noch Öltröpfchen über die Durchlaßöffnung 29 in die Außenatmosphäre austreten können, wobei es nicht erforderlich ist, innerhalb der Durchlaßöffnung 29 ein Strömungslabyrinth auszubilden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Belüftungsfilter für einen Öltank mit einem Gehäuse, das eine Durchlaßöffnung sowie eine mit dem Öltank verbindbare Anschlußöffnung aufweist und das ein zwischen der Anschluß- und der Durchlaßöffnung angeordnetes Filterelement aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (31) ein zumindest zwei Lagen aufweisendes Filtermaterial (33) umfaßt mit einer der Durchlaßöffnung (29) zugewandten wasserabweisenden Außenlage (38) und einer der Anschlußöffnung (24) zugewandten ölabweisenden Innenlage (39).

2. Belüftungsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenlage (39) unter Einsatz eines imprägniejten Glasfasermaterials gefertigt ist.

3. Belüftungsfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasfasermaterial eine unter Einsatz einer organischen Fluorverbindung hergestellte Imprägnierung aufweist.

4. Belüftungsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenlage (39) unter Einsatz eines Kunststoffmaterials gefertigt ist.

5. Belüftungsfϊlter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenlage (38) unter Einsatz eines imprägnierten Zellulosematerials gefertigt ist.

6. Belüftungsfϊlter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellulosematerial eine Harzimprägnierung aufweist.

7. Belüftungsfϊlter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellulosematerial eine Phenolharzimprägnierung aufweist.

8. Belüftungsfϊlter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenlage (38) flächig auf der Innenlage (39) aufliegt und untrennbar mit dieser verbunden ist.

9. Belüftungsfϊlter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenlage (38) mit der Innenlage (39) verklebt ist.

10. Belüftungsfϊlter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial (33) sternförmig gefaltet ist.

11. Belüftungsfϊlter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenlage (38) eine gröbere Partikelabschei- dung aufweist als die Innenlage (39).