WO2013083246A1

WO2013083246A1 - Filtervorrichtung

Info

Publication number: WO2013083246A1
Application number: PCT/EP2012/004902
Authority: WO
Inventors: Norbert Sann; Dirk RÖDER
Original assignee: Hydac Filtertechnik Gmbh
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2013-06-13
Also published as: US9643109B2; DE102011120680A1; EP2788101A1; EP2788100A1; EP2788100B1; JP2015500141A; US20140284265A1; JP2015502852A; JP6073914B2; WO2013083245A1; US20140311961A1; US10201769B2; EP2788101B1; JP6151712B2

Abstract

Eine Filtervorrichtung, mit mindestens einem in einem Filtergehäuse (1) aufnehmbaren Filterelement (3) und einer zum Ösbaren Festlegen desselben im Filtergehäuse (1) dienenden Halteeinrichtung (19), die zur Bildung einer zwischen einem Geräusedeckel (5) des Filtergeräuses (1) und dem Filterelement (3) wirksamen Verschraubung korrespondierende Gewindestrecken (23, 33) aufweist, wobei eine Dichteinrichtung (29, 35) vorgesehen ist, die zwischen dem Filterelement (3) und dem Gehäusedeckel (5) eine Abdichtung vornimmt, wobei die Verschraubung durch zumindest teilweise im Inneren (22) des betreffenden Filterelements (3) befindliche Gewindestrecken (23, 33) gebildet ist, wobei sich die dem Filterelement (3) zugehörige Gewindestrecke (33) an einem Anschlussstutzen (31) befindet, der sich als Bestandteil einer Endkappe (17) des Filterelements (3) in dessen inneren Filterhohlraum (22) erstreckt, wobei sich die dem Geräusedeckel (5) zugehörige Gewindestrecke (23) an einem mit dem Anschlussstutzen (31) des Filterelements (3) verschraubbaren Aufnahmestutzen (21) am Geräusedeckel (5) befindet, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmestutzen durch ein am Geräusedeckel (5) angebrachtes, gesondertes Bauteil in Form eines Rohrsückes (21) gebildet ist.

Description

Hydac Filtertechnik GmbH, Industriegebiet, 66280 Sulzbach/Saar

Filtervorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung, mit mindestens einem in einem Filtergehäuse aufnehmbaren Filterelement und einer zur lösbaren Festlegung desselben im Filtergehäuse dienenden Halteeinrichtung, die zur Bildung einer zwischen einem Gehäusedeckel des Filtergehäuses und dem Filterelement wirksamen Verschraubung korrespondierende Gewindestrecken aufweist, wobei eine Dichteinrichtung vorgesehen ist, die zwischen dem Filterelement und dem Gehäusedeckel eine Abdichtung vornimmt, wobei die Verschraubung durch zumindest teilweise im Inneren des betreffenden Filterelements befindliche Gewindestrecken gebildet ist, wobei sich die dem Filterelement zugehörige Gewindestrecke an einem Anschlussstutzen befindet, der sich als Bestandteil einer Endkappe des Filterelements in dessen inneren Filterhohlraum erstreckt, wobei sich die dem Gehäusedeckel zugehörige Gewindestrecke an einem mit dem Anschlussstutzen des Filterelements versch raubbaren Aufnahmestutzen am Gehäusedeckel befin- det, wobei die Dichteinrichtung zumindest ein Dichtelement aufweist, das die Außenseite des Aufnahmestutzens gegen die I nnenseite des Anschlussstutzens des Filterelements abdichtet.

Filtervorrichtungen zur Aufnahme von Filterelementen sind in einer Viel- zahl von Ausführungsformen auf dem Markt frei erhältlich. Ein nicht unbedeutender Anteil der Herstellungskosten entfällt bei derartigen Filtervorrichtungen auf die Ausbildung der Halteeinrichtung zur lösbaren Fixierung des Filterelements innerhalb des zugehörigen Gehäuses sowie auf die Dichteinrichtung zum Abdichten des Inneren des Filterelements gegenüber dem Filtergehäuse. Bei einer im Dokument DE 10 2004 029 225 AI aufgezeigten Filtervorrichtung der eingangs genannten Gattung weist die Verschraubung ein in den Gehäusedeckel unmittelbar eingearbeitetes Innengewinde auf, in das ein Außengewinde einschraubbar ist, das an einem am betreffenden Filterelement nach außen vorstehenden Anschlussstutzen gebildet ist. Die Dichtein- richtung ist durch eine axial vorstehende, den Anschlussstutzen konzentrisch umgebende Dichtkante gebildet, die beim Festziehen der Verschraubung durch Verpressen der Dichtkante die Abdichtung vornimmt. Diese Lösung ist insofern problematisch, als die Sicherheit der Abdichtung von der an der Dichtkante wirkenden Anpresskraft abhängig ist, was ein starkes Festziehen der Verschraubung erfordert, woraus sich die Forderung ergibt, die Endkappe des Filterelements formstabil auszubilden, um bei starkem Festziehen Verformungen der Endkappe zu vermeiden. Bei der üblichen Bauweise der Endkappen aus Kunststoffmaterial ergeben sich diesbezüglich Probleme.

Aus der DE 1 1 89 520 geht ein Wegwerffi lter für Flüssigkeiten hervor. In einem Gehäuse ist ein austauschbares Filterelement anordbar, das eine Endkappe aufweist, die zur Fluidleitung zur Reinseite wie zur Rohseite ausgebildet ist. Die Endkappe ist mit einem Rohrstutzen am Filtergehäuse ver- schraubbar. Zwischen dem Filtergehäuse und der Endkappe ist zudem in einem radial äußeren Bereich ein umlaufendes Dichtelement vorgesehen.

Die US 4 719 012 zeigt ein anschraubbares Wegwerffilterelement auf. An einem Rohrstutzen ist hierbei eine Dichtanordnung vorgesehen zur Abdich- tung der Fluidverbindung von der Innenseite des Filterelements zum Rohrstutzen. Im Hinblick hierauf stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Filtervorrichtung zur Verfügung zu stellen, die, obwohl sie einfach und kostengünstig herstellbar ist, eine betriebssichere Festlegung des Fi lterelements und die betriebssichere Abdichtung desselben gegenüber dem Gehäusedeckel gewährleistet.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Filtervorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

Im Eingangsbereich des Anschlussstutzens der Endkappe bildet zumindest ein gewindefreier Abschnitt einen Abdichtbereich, an dem zumindest ein Dichtelement die Abdichtung zum Aufnahmestutzen des Gehäusedeckels vornimmt.

Dadurch, dass die Verschraubung durch zumindest teilweise im Inneren des Filterelements befindliche Gewindestrecken gebildet ist, eröffnet sie die vorteilhafte Möglichkeit, für die Dichteinrichtung anstelle einer an der Außenseite der Endkappe befindlichen, durch Festziehen der Verschraubung zu verpressenden Axialdichtung, eine Dichtungsanordnung vorzusehen, die den im Inneren des Filterelements befindlichen Gewindestrecken zugeordnet ist. Dadurch kann auf konstruktiv einfache Weise beispielsweise eine Radialdichtung zum Einsatz kommen, deren Dichtwirkung nicht von einer durch entsprechend starkes Festziehen der Versc raubung zu erzeugenden Dichtkraft abhängig ist.

Die dem Filterelement zugehörige Gewindestrecke befindet sich an einem Anschlussstutzen, der sich als Bestandteil einer Endkappe des Filterelements in dessen inneren Filterhohlraum erstreckt. Die dem Gehäusedeckel zugehörige Gewindestrecke befindet sich mit besonderem Vortei l an einem mit dem Anschlussstutzen des Filterelements versch raubbaren Aufnahmestutzen am Gehäusedeckel. Die Dichteinrichtung weist zumindest ein Dichtelement auf, das die Außenseite des Aufnahmestutzens gegen die Innenseite des Anschlussstutzens des Filterelements abdichtet.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist der Aufnahmestutzen durch ein am Gehäusedeckel angebrachtes, gesondertes Bauteil in Form eines Rohrstückes gebildet. Dadurch eröffnet sich die vorteilhafte Möglichkeit, den Einsatz von Filterelementen bestimmter Spezifikation vorzuschreiben, indem die jeweiligen Gehäusedeckel mit Aufnahmestutzen in Form von speziell gestalteten Rohrstücken versehen werden. Hierfür können Rohrstücke mit speziell ausgebildeten Gewindestrecken benutzt werden, die eine Verschraubung lediglich mit einem dazu passenden Gewinde des Anschlussstutzens des Filterelements zulassen. Dadurch ist auch das Einsetzen von Billigelementen als Ersatzteil vermeidbar, die neben ihrer grundsätzlich schlechten Qualität häufig aufgrund ihrer wenig speziellen Anpas- sung für das vorgesehene, zu filtrierende Medium Fehlfunktionen bewirken können.

Die Anordnung kann mit Vorteil so getroffen sein, dass die Gewindestrecken am Aufnahmestutzen durch ein Außengewinde und am Anschlussstut- zen durch ein Innengewinde gebildet sind. Ferner können die Gewindegänge der Gewi ndestrecken als Rundgewinde ausgebildet sein.

Für die Abdichtung zwischen der Außenseite des Aufnahmestutzens und der Innenseite des Anschlussstutzens des Filterelements kann im Abdichtbe- reich des Aufnahmestutzens eine Ringnut für ein betreffendes Dichtelement ausgebildet sein. Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung;

Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 in größerem Maßstab gezeichneten

Teillängsschnitt lediglich des dem Gehäusedeckel benachbarten Teils des Filtergehäuses des Ausführungsbeispiels ohne eingesetztes Filterelement und

Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Tei llängsschnitt, jedoch mit eingesetztem Filterelement.

Das in Fig. 1 zur Gänze gezeigte Ausführungsbeispiel weist ein bodenseitig geschlossenes, topfartiges Filtergehäuse 1 auf, in dem ein Filterelement 3 aufnehmbar ist. Das Filtergehäuse 1 ist an dem in der Zeichnung oben liegenden Ende durch einen Gehäusedeckel 5 abgeschlossen, der als

Schraubdeckel ausgeführt ist und Fluidanschlüsse aufweist, von denen einer den Gehäuseeingang 7 für den Zustrom von Unfiltrat und der andere den Gehäuseausgang 9 für die Abgabe des Filtrats bildet. Das Filterelement 3, das in der Art einer sog. Filterpatrone ausgebildet ist, weist in der bei derartigen Filterelementen üblichen Weise ein ein fluiddurchlässiges Stützrohr 13 umgebendes Filtermedium 1 1 auf, das vorzugsweise aus einer mehrlagigen Filtermatte, die sternartig oder plisseeartig gefaltet ist, aufgebaut ist. In der bei derartigen Filterelementen 3 üblichen Weise ist das Filtermedium 1 1 endseitig durch eine in der Zeichnung untere Endkappe 1 5 und eine obere Endkappe 1 7 eingefasst. Die Halteeinrichtung für die lösbare Lage- festlegung des Filterelements 3 im Filtergehäuse 1 ist durch eine zwischen der oberen Endkappe 1 7 und dem Gehäusedeckel 5 wirksame Verschrau- bung gebildet.

Der Aufbau dieser in Fig. 1 und 3 als Ganzes mit 1 9 bezeichneten Halte- einrichtung ist insbesondere aus Fig. 2 und 3 deutl icher ersichtlich. Die dem Gehäusedeckel 5 zugehörige Komponente der Halteeinrichtung 19 ist durch einen Aufnahmestutzen gebildet. Dieser hat die Form eines Rohrstückes 21 , das vorn Gehäusedeckel 5 axial ins Innere des Filtergehäuses 1 vorspringt. Das Rohrstück 21 stellt bei im Filtergehäuse 1 befindlichem Fil- terelement 3, siehe Fig. 1 , die Fluidverbindung zwischen dem vom Stützrohr 13 umgebenen, inneren Filterhohlraum 22, der bei der Filtration die Reinseite bildet, und dem Gehäuseausgang 9 des Gehäusedeckels 5 her. Das am Gehäusedeckel 5 beispielsweise durch Einpressen befestigte Rohrstück 21 weist, von seinem freien Ende ausgehend, eine Gewindestrecke 23 in Form eines Außengewindes mit ein Rundgewinde bildenden Gewindegängen auf, siehe Fig. 2. In einem sich an das obere Ende der Gewindestrecke 23 anschließenden, gewindefreien Abschnitt 25 befindet sich eine Ringnut 27 als Sitz für ein ringförmiges Dichtelement 29, das Bestandteil einer der Halteeinrichtung 19 zugeordneten Dichteinrichtung ist, welche die Abdichtung zwischen dem Filterelement 3 und dem Gehäusedeckel 5 vornimmt.

Die dem Filterelement 3 zugeordnete Komponente der Halteeinrichtung 19 ist durch einen Anschlussstutzen 31 gebildet, der als einstückiges Bestand- teil an die obere Endkappe 1 7 angeformt ist. Der Anschlussstutzen 31 , der sich in den inneren Filterhohlraum 22 des Filterelernents 3 erstreckt, weist, ausgehend vom inneren Ende, eine Gewindestrecke 33 mit Gewindegängen, die zur Gewindestrecke 23 des Rohrstückes 21 korrespondieren, auf. An das obere Ende der Gewindestrecke 33 schließt sich ein gewindefreier Abschnitt 35 an, der in Zusammenwirkung mit dem Dichtelement 29 am gewindefreien Abschnitt 25 des Rohrstückes 21 die Dichteinrichtung bildet. Wie am besten aus Fig. 3 zu ersehen ist, liegt bei im Filtergehäuse 1 befindlichem, durch Verschrauben gesicherten Filterelement 3 das obere Ende des gewindefreien Abschnitts 35 der Endkappe 17 bei 37 (Fig. 3) am Gehäuse- deckel 5 an. Das auf den gewindefreien Abschnitt 35 des Anschlussstutzens 31 ausgerichtete Dichtelement 29 dichtet den bei der Filtration die Reinseite bildenden Filterhohlraum 22 gegenüber dem Rohrstück 21 und damit gegenüber dem Gehäusedeckel 5 ab. Dadurch, dass die Lagesicherung des Filterelements 3 durch Verschraubung mit dem Aufnahmestutzen am Gehäusedeckel 5, d.h. mit dem Gewinde des Rohrstückes 21 erfolgt, ist sichergestellt, dass im Filtergehäuse 1 lediglich ein Filterelement 3 vorgegebener Spezifikation eingebaut werden kann. Der erfindungsgemäße Aufbau der Halteeinrichtung mit einem als Aufnahme- stutzen dienenden Rohrstück 21 eröffnet die Mögl ichkeit, bei jeweils gleicher Bauweise der Filtervorrichtung diese für unterschiedliche Einsatzzwecke für die Benutzung eines hierfür jeweils vorgesehenen, geeigneten Typs des Filterelements 3 herzurichten, indem der Gehäusedeckel 5 mit einem für den vorgegebenen Typ des Filterelements 3 passenden Rohrstück 21 versehen wird.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

Filtervorrichtung, mit mindestens einem in einem Filtergehäuse (1) aufnehmbaren Filterelement (3) und einer zum lösbaren Festlegen desselben im Filtergehäuse (1 ) dienenden Halteeinrichtung (19), die zur Bildung einer zwischen einem Gehäusedeckel (5) des Filtergehäuses (1 ) und dem Filterelement (3) wirksamen Verschraubung korrespondierende Gewindestrecken (23, 33) aufweist, wobei eine Dichteinrichtung (29, 35) vorgesehen ist, die zwischen dem Filterelement (3) und dem Gehäusedeckel (5) eine Abdichtung vornimmt, wobei die Verschraubung durch zumindest teilweise im Inneren (22) des betreffenden Filterelements (3) befindliche Gewindestrecken (23, 33) gebildet ist, wobei sich die dem Filterelement (3) zugehörige Gewindestrecke (33) an einem Anschlussstutzen (31 ) befindet, der sich als Bestandteil einer Endkappe (1 7) des Filterelements (3) in dessen inneren Filterhohlraum (22) erstreckt, wobei sich die dem Gehäusedeckel (5) zugehörige Gewindestrecke (23) an einem mit dem Anschlussstutzen (31 ) des Filterelements (3) ver- schraubbaren Aufnahmestutzen (21) am Gehäusedeckel (5) befindet, wobei die Dichteinrichtung zumindest ein Dichtelement (29) auf-, weist, das die Außenseite des Aufnahmestutzens (21 ) gegen die Innenseite des Anschlussstutzens (31) des Filterelements (3) abdichtet, dadurch gekennzeichnet, dass im Eingangsbereich des Anschlussstutzens (21 ) der Endkappe (1 7) zumindest ein gewindefreier Abschnitt (35) einen Abdichtbereich bildet, an dem das Dichtelement (29) die Abdichtung zum Aufnahmestutzen (21 ) des Gehäusedeckels (5) vornimmt.

Filtervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmestutzen durch ein am Gehäuse- deckel (5) angebrachtes, gesondertes Bauteil in Form eines Rohrstückes (21 ) gebildet ist.

Filtervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindestrecke (23) am Aufnahmestutzen (21 ) durch ein Außengewinde und die Gewindestrecke (33) am Anschlussstutzen (31) durch ein Innengewinde gebildet sind.

Filtervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindegänge der Gewindestrecken (23, 33) ein Rundgewinde bilden.

Filtervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Abdichtbereich des Aufnahmestutzens (21 ) eine Ringnut (27) für ein betreffendes Dichtelement (29) ausgebildet ist.