WO2021058281A1 - Dichtungsanordnung für einen filter, insbesondere einen druckluftfilter und filterelement für einen filter - Google Patents

Abstract

Eine Dichtungsanordnung (1) für einen Filter, insbesondere einen Druckluftfilter, insbesondere als Teil eines Systems mit mehreren Filterstufen, zur fluiddichten Abdichtung zwischen einem Filterelement (2), insbesondere einer Filterpatrone, und einem Filterkopf (3) umfasst einen ringförmigen, elastischen Dichtkörper (4), eine Filterkopf- und Filterelementdichtfläche (5, 6). Der Dichtkörper (4) weist eine der Filterkopfdichtfläche (5) zugewandte Filterkopf-Seite, eine gegenüberliegende, der Filterelementdichtfläche (6) zugewandte Filterelement-Seite, eine auf der Innenseite umlaufende Innenfläche und eine gegenüberliegende, an der Mantelfläche umlaufende, Außenfläche auf. Die Filterkopf-Seite weist eine umlaufende erste Einbuchtung zwischen Innenfläche und Außenfläche auf, wobei die Filterelement-Seite eine umlaufende zweite Einbuchtung zwischen Innenfläche und Außenfläche aufweist. Die Dichtungsanordnung (1) ist derart ausgestaltet, dass der Dichtkörper (4), bei einer Druckbeaufschlagung, von der Innenfläche und/oder der Außenfläche aus, in Richtung der einwirkenden Kraft, zwischen zur Mitte verengenden Teilflächen der Dichtflächen (5, 6) verkeilt wird. Des Weiteren wird ein Filterelement (2) als Teil einer solchen Dichtungsanordnung (1) für einen Filter beschrieben.

Description

Dichtungsanordnung für einen Filter, insbesondere einen Druckluftfilter und

Filterelement für einen Filter

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für einen Filter, insbesondere einen Druckluftfilter, insbesondere als Teil eines Systems mit mehreren Filterstufen, zur fluiddichten Abdichtung zwischen einem Filterelement, insbesondere einer Filterpatrone, und einem Filterkopf, umfassend einen ringförmigen, elastischen Dichtkörper, wobei der Dichtkörper eine dem Filterkopf zugewandte Filterkopf-Seite, eine gegenüberliegende Filterelement-Seite, eine auf der Innenseite umlaufende Innenfläche und eine gegenüberliegende, an der Mantelfläche umlaufende, Außenfläche aufweist, wobei die Filterkopf-Seite eine umlaufende erste Einbuchtung zwischen Innenfläche und Außenfläche aufweist, wobei die Filterelement-Seite eine umlaufende zweite Einbuchtung zwischen Innenfläche und Außenfläche aufweist.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Filterelement für einen Filter.

Filter weisen in der Regel ein Filterelement auf, das an einem Filterkopf direkt oder indirekt befestigt ist. Zur Abdichtung zwischen dem Filterelement und dem Filterkopf kommt eine Dichtungsanordnung zum Einsatz. Hierbei dichtet die Dichtungsanordnung über einen ringförmigen Dichtkörper ab, der sowohl filterkopfseitig wie auch filterelementseitig an einer Dichtfläche anliegt. Da Filterelemente in der Regel entfernbar beziehungsweise auswechselbar sind, werden derartige Dichtkörper in der Regel am Filterelement befestigt, um mit dem Filterelement ausgewechselt zu werden. Meist kommen bei derartigen Dichtungsanordnungen Standartdichtkörper wie beispielsweise O-Ringe zum Einsatz. Zur Erfüllung von speziellen Anforderungen sind aber auch komplexere Dichtkörper bekannt. In der Regel sind solche Dichtungsanordnungen derart gestaltet, dass diese vorwiegend umfangsseitig in Radialrichtung dichten. Vereinzelt sind aber auch komplexe Dichtkörper bekannt, die teilweise in Axialrichtung dichten.

Eine eingangs erwähnte, axial gerichtete Dichtungsanordnung ist aus der DE 11 2007 001 879 T5 bekannt. Hierbei handelt es sich um einen Schnellablaßfilter der eine Dichtungsanordnung mit einem Dichtkörper mit einer filterkopfseitigen und einer filterelementseitigen Einbuchtung aufweist, wobei der Dichtkörper zwischen einem Filterelement und einem Filterkopf abdichtet. Hierbei liegt der Dichtkörper innenumfänglich an einem am Filterkopf befestigten Standrohr und mit dem Außenumfang am Filterkopf selbst an, wobei der Dichtkörper am Filterelement befestigt ist. Die Dichtung ist dazu ausgelegt, beim Einsetzen des Filterelements am Standrohr entlangzugleiten, um Rückstände von Standrohr zu entfernen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine axial dichtende Dichtungsanordnung bereitzustellen, die sich durch eine hohe Funktionssicherheit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird durch die Dichtungsanordnung gemäß dem Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung für einen Filter kann insbesondere im Bereich von Druckluftfiltern, beispielsweise als Teil eines Systems mit mehreren Filterstufen, zur fluiddichten Abdichtung zwischen einem Filterelement und einem Filterkopf eingesetzt werden. Bei einem solchen Filterelement handelt es sich vorzugsweise um eine Filterpatrone. Die Dichtungsanordnung umfasst einen ringförmigen elastischen Dichtkörper, eine Filterkopf- und Filterelementdichtfläche. Der Dichtkörper weist eine, der Filterkopfdichtfläche zugewandte Filterkopf-Seite, eine gegenüberliegende, der Filterelementdichtfläche zugewandte Filterelement-Seite, eine auf der Innenseite umlaufende Innenfläche und eine gegenüberliegende, an der Mantelfläche umlaufende, Außenfläche auf. Die Filterkopf-Seite umfasst eine umlaufende erste Einbuchtung zwischen Innenfläche und Außenfläche, wobei die Filterelement-Seite eine umlaufende zweite Einbuchtung zwischen Innenfläche und Außenfläche aufweist. Die Filterkopf-Seite liegt, zumindest bereichsweise, umlaufend an der Filterkopfdichtfläche an, wobei die Filterelement-Seite, zumindest bereichsweise, umlaufend an der Filterelementdichtfläche anliegt. Die Filterkopfdichtfläche und die Filterelementdichtfläche bestehen zumindest aus einer umlaufenden inneren Teilfläche und einer umlaufenden äußeren Teilfläche.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Teilflächen der Filterkopfdichtfläche und die Teilflächen der Filterelementdichtfläche zur Mitte zwischen den Teilflächen hin, derart ansteigen, dass der Abstand der inneren Teilflächen zueinander von innen nach außen und der Abstand der äußeren Teilflächen von außen nach innen, im Wesentlichen in Richtung der Mittelachse des Dichtkörpers, abnimmt. Die Teilflächen wirken derart mit den Einbuchtungen zusammen, dass sich der Dichtkörper, bei einer Druckbeaufschlagung, von der Innenfläche und/oder der Außenfläche aus, in Richtung der einwirkenden Kraft, zwischen den inneren Teilflächen und/oder den äußeren Teilflächen verkeilt.

Bei der Beschreibung der Dichtanordnung, sowie der späteren Beschreibung eines Filterelements, wird grundsätzlich vom montierten Zustand mit verpresstem Dichtkörper ausgegangen. In diesen Zustand dichtet der Dichtkörper zwischen einem Innenraum und einem Außenraum ab. Im Falle, dass sich eine Ausführung auf den demontierten Zustand mit unverpresstem Dichtkörper bezieht, wird dies explizit erwähnt.

Durch die zur Mitte hin ansteigenden Teilflächen entsteht eine mittige Engstelle zwischen der Filterkopfdichtfläche und der Filterelementdichtfläche, die sich beidseitig von der Mitte zwischen beiden Teilflächen aus nach außen erweitert. Diese Engstelle wirkt mit einer entsprechenden Verjüngung des Dichtkörpers zusammen. Wird der Dichtkörper von der Innenfläche oder der Außenfläche mit Druck beaufschlagt, wird er gegen die schrägen Flanken der Engstelle gedrückt, die sich auf der Seite der Krafteinwirkung befinden. Der Dichtkörper ist hierbei so unflexibel, dass dieser beim bestimmungsgemäßen Gebrauch durch die Druckbeaufschlagung nicht so stark komprimiert werden kann, dass der Dichtkörper durch die Engstelle in Richtung der Krafteinwirkung gedrückt wird.

Dadurch, dass der Dichtkörper in die Engstelle gedrückt wird, ergibt sich ein Verkeilen bzw. eine höhere Verpressung des Dichtkörpers zwischen den gegenüberliegenden Dichtflächen, was wiederum zu einer Erhöhung der Dichtwirkung führt. Dies ergibt sich sowohl bei einer resultierenden Druckbeaufschlagung seitens der Außenumfangsfläche als auch seitens der Innenumfangsfläche.

Die Dichtwirkung verstärkt sich bei ansteigender Belastung von der Innenfläche oder der Außenfläche aus selbsttätig. Insbesondere wird der Dichtsitz zwischen den Teilflächen und den Einbuchtungen bei einem Druckunterschied zwischen Innenfläche und Außenfläche durch das Zusammenspiel zwischen einwirkender Kraft und Keilwirkung verstärkt. Wird durch einen Druckunterschied an der Innen- oder Außenfläche des Dichtkörpers ein größerer Druck auf den Dichtkörper ausgeübt, als auf der gegenüberliegenden Fläche, wird der Dichtkörper in die Richtung der einwirkenden Kraft gedrückt, wobei sich der Raum zwischen den Teilflächen in dieser Richtung verringert. Aus dem Zusammenwirken zwischen einwirkender Kraft, und der Verengung zwischen Filterkopfdichtfläche und Filterelementdichtfläche resultiert die Keilwirkung. Durch die Keilwirkung wird die Dichtung verstärkt an diese Teilflächen gedrückt, wodurch sich die Dichtwirkung mit steigendem Druckunterschied verstärkt.

Zudem wird durch die rampenartige Gestaltung eine leichtere Positionierung der Dichtung beziehungsweise des Filterelements zum Filterkopf erreicht.

Besonders vorteilhaft ist, wenn der Dichtkörper auf der Filterkopf-Seite eine umlaufende Flaltenut zur Aufnahme eines Flalteelements aufweist. Insbesondere ist das Flalteelement derart gestaltet ist, dass in Zusammenwirkung mit der Flaltenut, eine lösbare Rastverbindung entsteht, wobei die Rastverbindung die Filterkopf-Seite des Dichtkörpers in Anlage zur Filterkopfdichtfläche hält. Hierbei verläuft die Flaltenut im Bereich der Einbuchtung, vorzugsweise im Grund der ersten Einbuchtung. Das Flalteelement steht zwischen den beiden Teilflächen der Filterkopfdichtfläche vor. Vorzugsweise steht das Flalteelement entlang eines Kreisrings gegenüber der Filterkopfdichtfläche vor. Durch eine derartige Rastverbindung kann der Dichtkörper zuverlässig am Filterkopf gehalten werden, wobei ein Austauschen des Dichtkörpers, beispielsweise bei einer Beschädigung, besonders erleichtert wird.

Besonders vorteilhaft ist auch, wenn sich die zweite Einbuchtung zumindest über die Hälfte, vorzugsweise mehr als zwei Drittel der Breite der Filterelement-Seite, zwischen Innenfläche und Außenfläche erstreckt. Zusätzlich kann sich auch die erste Einbuchtung zumindest über die Hälfte, vorzugsweise mehr als zwei Drittel der Breite der Filterkopf-Seite zwischen Innenfläche und Außenfläche erstrecken. Durch eine derartige Ausgestaltung kann ein besonders guter Dichtsitz gewährleistet werden, da zwei kreisrunde Dichtlinien mit schmalen (nahezu linienförmigen) Fläche entstehen und somit eine anfällige Flächenpressung verhindert wird.

Daher ist es auch besonders vorteilhaft, wenn der Dichtkörper in einem umlaufenden Teilbereich der zweiten Einbuchtung, vorzugsweise im Bereich des tiefsten Punkts der zweiten Einbuchtung, nicht an der Filterelementdichtfläche anliegt. Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Dichtkörper in dem Bereich, welcher der Filterkopfdichtfläche am Nächsten liegt, zumindest bereichsweise, nicht am Dichtkörper anliegt. Somit kann eine erste außenliegende und eine zweite innenliegende Dichtfläche geschaffen werden, die ähnliche Dichteigenschaften aufweisen, wodurch eine vergleichbare beidseitige Belastbarkeit der Dichtung gewährleistet wird.

Das Flalteelement und die Flaltenut können derart gestaltet sein, dass zwischen dem Grund der Flaltenut und dem Bereich des Flalteelements, welcher der Filterelementdichtfläche am Nächsten liegt, ein Dichtsitz besteht. Dies wird vorzugsweise dadurch erzielt, dass die Tiefe der Flaltenut in Axialrichtung im nicht montierten Zustand des Dichtkörpers kleiner als die Flöhe des Flalteelements in Axialrichtung ist. Dies ermöglicht es eine ringförmige Abdichtung mit kleiner Fläche zu erzeugen, die bereits bei schwacher Verpressung des Dichtkörpers fluiddicht abdichtet.

Die Rastverbindung kann durch eine einseitige Erweiterung am Flalteelement und eine korrespondierende Ausnehmung im Dichtkörper gebildet sein, wobei die Erweiterung in Radialrichtung zu einer Mittelachse des Dichtkörpers nach außen vorsteht. FHierbei weist die entgegengesetzte Seite des Flalteelements keine Ausbuchtung auf und ist in Richtung der Mittelachse plan. Somit ist das Flalteelement im Querschnitt im Wesentlichen L-förmig. Ein derart gestaltetes Flalteelement gewährleistet eine Maximierung der Standzeit des Dichtkörpers, da nur eine außenseitige Belastung der Flaltenut erfolgt.

Besonders vorteilhaft ist, wenn der Dichtkörper eine Flärte zwischen 60 Shore A und 80 Shore A, vorzugsweise 70 Shore A aufweist. Dadurch ist gewährleistet, dass der Dichtkörper elastisch genug für eine ausreichende Abdichtung zwischen den Dichtflächen ist und gleichzeitig steif genug ist, um die Keilwirkung im erforderlichen Umfang zu gewährleisten.

Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn Teilflächen der Filterkopfdichtfläche und/oder der Filterelementdichtfläche in Radialrichtung zur Mittelachse einen Innenwinkel a kleiner 180°, vorzugsweise zwischen 130° und 170° zueinander aufweisen. Ein besonders vorteilhafter Bereich liegt zwischen 145° und 155°. Durch diese Winkel kann eine besonders vorteilhafte Verteilung der einwirkenden Kräfte und die Entstehung der Keilwirkung gewährleistet werden.

Besonders vorteilhaft ist ebenfalls, wenn die Filterkopf-Seite des Dichtkörpers zwei kreisringförmige umlaufende Dichtungsteilflächen aufweist, zwischen denen sich die Flaltenut in den Dichtkörper erstreckt und beide Dichtungsteilflächen in Radialrichtung zur Mittelachse in einem Außenwinkel CM kleiner 180°, vorzugsweise zwischen 125° und 175°. Ein besonders vorteilhafter Bereich liegt hier zwischen 140° und 150°. Somit wird ein optimales Zusammenspiel zwischen den filterkopfseitigen Dichtflächen und den Dichtungsteilflächen auf der Filterkopf-Seite des Dichtkörpers und damit eine hohe Dichtungswirkung sowie die Entstehung der Keilwirkung gewährleistet.

Von Vorteil ist ebenfalls, wenn die zweite Einbuchtung in Richtung der Mittelachse im nicht montierten Zustand eine größere Tiefe aufweist als der Flöhenversatz der Teilflächen. Unter Höhenversatz der Teilfläche ist hierbei die Strecke zu verstehen, zu der sich die Teilflächen in Axialrichtung entgegen des Filterkopfes erstrecken. Vorzugsweise beträgt die Höhe der Teilflächen weniger als 70% der Tiefe der zweiten Einbuchtung. Durch die größere Tiefe der zweiten Einbuchtung wird ein Spielraum zwischen Filterkopfdichtfläche und Filterelementdichtfläche bereitgestellt, der Ungenauigkeiten in der Positionierung beider Flächen zueinander ausgleicht.

In einem weiteren besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Dichtungsanordnung zur Verwendung in einem Filter ausgebildet, dessen Filterelement an den Filterkopf entlang einer Montageachse erfolgt, die parallel zur oder identisch mit der Mittelachse des Dichtkörpers verläuft. Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage und Demontage des Filterelements. Es kann ebenfalls von besonderem Vorteil sein, wenn die Dichtungsanordnung derart ausgeführt ist, dass die Innenfläche und Außenfläche des Dichtkörpers weder filterkopf- noch filterelementseitig zur Anlage kommt. Dementsprechend dichtet der Dichtkörper zur Filterkopfdichtfläche und zur Filterelementdichtfläche im Wesentlichen nur über axial wirkende Kräfte ab. Eine derartige axial dichtende Dichtung ermöglicht ebenfalls eine besonders einfache Montage und Demontage des Filterelements, da ein wesentlich kleinerer Weg in Axialrichtung nötig ist, um eine ausreichende Dichtwirkung zu erzielen.

Entsprechend der vorstehenden Beschreibung einer Dichtungsanordnung kann es ebenfalls von Vorteil sein, ein speziell gestaltetes Filterelement für einen Filter, insbesondere einen Druckluftfilter vorzusehen. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Filterpatrone handeln. Ein solches Filterelement weist eine

Filterelementdichtfläche gemäß einer Dichtungsanordnung nach vorstehenden Merkmalen auf. Insbesondere besteht die Filterelementdichtfläche zumindest aus einer umlaufenden inneren Teilfläche und einer umlaufenden äußeren Teilfläche, die zur Mitte zwischen den Teilflächen hin ansteigen.

Hierbei kann die Filterelementdichtfläche zu einer Stirnseite des Filterelements rückversetzt sein und/oder die Stirnseite durch einen gegenüber der Filterelementdichtfläche vorspringenden umlaufenden Kragen gebildet sein. Durch einen umlaufenden Kragen wird eine Sicherungsvorrichtung bereitgestellt, die ein Aufweiten des Dichtkörpers bei einer zu großen innenflächigen Belastung verhindert.

Ein bevorzugtes Filterelement kann als ein austauschbares Filterelement, insbesondere zum Abscheiden von Partikeln und/oder Gasen und/oder Flüssigkeiten, insbesondere in Form einer Filterpatrone, zur Verwendung in einem Filter ausgestaltet sein.

Das Filterelement umfasst einen im Wesentlichen rohrförmigen Körper, mit einer ringförmigen Stirnseite, die einem Filterkopf zugewandt ist. Weiter ist eine von der Stirnseite beabstandete Unterseite vorgesehen, die dem Filterkopf abgewandt ist. Das Filterelement weist außerdem eine Umfangsfläche auf, die sich entlang einer Mittelachse, insbesondere einer Rotationsachse, erstreckt und die Stirnseite und die Unterseite miteinander verbindet. Im Bereich der Stirnseite sind mehrere, vorzugsweise drei, besonders bevorzugt vier, radial zur Mittelachse verlaufende Haltearme vorgesehen. An der Stirnseite ist die kreisringförmige Filterelementdichtfläche vorgesehen, wobei die Haltearme gegenüber der Filterelementdichtfläche vorstehen. Hierbei dienen die Haltearme der Positionierung des Filterelements und als Halterung der Filterpatrone, welche die Filterpatrone zum Filterkopf hin fixiert.

Die Haltearme können im Wesentlichen im Querschnitt L-förmig sein. Die Haltearme können gegenüber der Filterelementdichtfläche in axialer Richtung und/oder in Radialrichtung nach außen vorstehen. Vorteilhaft kann es auch sein, wenn die Haltearme an der Umfangsfläche radial nach außen vorstehen. Durch derartig gestaltete Haltearme kann eine besonders vorteilhafte Befestigung des Filterelements zum Filterkopf hin bereitgestellt werden.

Vorzugsweise sind die Haltearme fest mit der Filterelementdichtfläche verbunden, vorzugsweise einstückig mit der Filterelementdichtfläche ausgebildet. Hierbei können auch weitere Elemente beteiligt sein. Dies ermöglicht es die Position der Haltearme zur Filterelementdichtfläche festzulegen, wodurch letztendlich eine optimale Positionierung des Filterelements zum übrigen Filter ermöglicht wird.

Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn die Haltearme jeweils eine Abstützfläche aufweisen, die in die entgegengesetzte Richtung der Filterelementdichtfläche weist, vorzugsweise wobei die Abstützfläche konvex gewölbt ist. Die konvexe Wölbung der Abstützfläche verläuft in Axialrichtung, wobei die Abstützflächen an die freien Enden der Haltearme anschließen und in radialer Richtung eine Länge von zumindest 3 Millimetern und maximal 10 Millimeter aufweisen. Hierdurch wird eine besonders vorteilhafte Kraftübertragung zwischen den Haltearmen und der Filterelementdichtfläche ermöglicht. Weiter wird die Aufnahme der Haltearme in einer entsprechenden Aufnahmeeinrichtung erleichtert. Zusätzlich können Zentrierungsrampen am Übergang zwischen den Haltearmen und der Umfangsfläche vorgesehen sein. Die Zentrierungsrampen gehen hierbei in einen Winkel zwischen 5° und 70°, vorzugsweise zwischen 20° und 40°, zur Mittelachse von der Umfangsfläche in Richtung der Haltearme ab. Hierbei verbinden die Zentrierungsrampen die Umfangsfläche und die Abstützflächen miteinander. Durch die Zentrierungsrampen wird die Positionierung des Filterelements relativ zum Filterkopf und in der Filterhülse erleichtert, beziehungsweise in der Filterhülse zentriert und von dieser auf Abstand gehalten.

Die Haltearme können auch eine Endfläche aufweisen, die sich an dem freiliegenden Ende der Haltearme befindet, das in Radialrichtung von der Umfangsfläche weg weist. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen der Mitte der Filterelementdichtfläche und der Endfläche in Radialrichtung zwischen 12 und 18 Millimeter, wobei der Abstand zur Mitte der Filterelementdichtfläche auch zwischen 14 und 16 Millimetern betragen kann. Der kleinste Abstand zwischen der Filterelementdichtfläche und den Abstützflächen beträgt in Axialrichtung zwischen 0 und 4 Millimetern, vorzugsweis zwischen 1 und 2 Millimeter. Der größte Abstand zwischen der Filterelementdichtfläche und den Abstützflächen beträgt zwischen 4 und 6 Millimeter. Durch diese Dimensionierung der Haltearme, wird eine besonders stabiler Sitz der Haltearme in einer korrespondierenden Aussparung gewährleistet.

Des Weiteren kann das Filterelement derart gestaltet sein, dass auf die Filterelementdichtfläche im Wesentlichen nur Axialkräfte wirken, vorzugsweise wobei die Haltearme ein Widerlager gegenüber den Axialkräften bilden. Hierbei entstehen die Axialkräfte, durch die Verpressung des Dichtkörpers, der an der Filterelementdichtfläche anliegt. Die Haltearme können in Axialrichtung flexibel sein und als Ausgleichselement zwischen dem Dichtkörper und den

Aufnahmeeinrichtungen für die Haltearme dienen.

Im Übrigen liegt der Dichtkörper an der kreisringförmigen Filterelementdichtfläche des Filterelements derart an, dass der Dichtkörper einen Außenraum, der sich außerhalb des Filterelements befindet, von einem Innenraum, der sich innerhalb des Filterelements befindet, zwischen Filterkopf und Filterelement voneinander abtrennt. Hierdurch erfolgt die Abtrennung eines Reingasraums von einem Rohgasraum und es wird eine besonders vorteilhafte Verbindung zwischen dem Filterelement und dem Filterkopf geschaffen.

Als weiteres Ausgestaltungsmerkmal kann eine im Wesentlichen rohrförmige Filterhülse mit einer dem Filterkopf zugewandten offenen Filterhülsenstirnseite und einer entlang der Mantelfläche verlaufende Filterhülsenaußenseite vorgesehen sein, vorzugsweise wobei die Filterhülse das Filterelement umgibt und zur Umgebung hin abgrenzt. Außerdem kann die Filterhülsenstirnseite Aufnahmeeinrichtungen für die Flaltearme aufweisen, wobei das Filterelement lediglich über die in den Aufnahmeeinrichtungen angeordneten Flaltearme mit der Filterhülse in Kontakt steht und ansonsten freischwebend in der Filterhülse hängend gestaltet ist. Eine solche Verbindung zwischen Filterkopf, Filterpatrone und Filterhülse kann mit besonders wenigen zusätzlichen Teilen und über einfache Geometrien und daher besonders kostengünstig realisiert werden.

Die Aufnahmeeinrichtungen können zumindest durch durchgehende Einschnitte gebildet sein, die an der Filterhülsenstirnseite beginnen und radial zur Mittelachse verlaufen, vorzugsweise nehmen die Aufnahmeeinrichtungen die Flaltearme auf. Unter anderem können die Enden der Einschnitte Widerlager bilden, die, passend zu den konvexen Abstützflächen der Flaltearme, konkav geformt sind. FHierbei nehmen die Widerlager die Kräfte auf, die durch die Verpressung und die Druckbelastung des Dichtkörpers entstehen. Durch dieses Zusammenspiel zwischen Aufnahmeeinrichtungen und Flaltearmen wird eine besonders einfache Positionierung des Filterelements ermöglicht, wobei gleichzeitig ein Ausgleich für Maßabweichungen zusätzlich zum Dichtkörper geschaffen wird.

Beim Dichtkörper kann es sich um eine axial wirkende Dichtung handeln. Außerdem kann die Filterhülse zum Filterkopf hin mittels einer Radialdichtung abdichten. Um einen abgeschlossenen Raum um das Filterelement zu bilden, kann die Filterhülse in der Form eines Topfes ausgebildet, und dementsprechend am dem Filterkopf abgewandten Ende geschlossen sein. Diese Form der Abdichtung ermöglicht einerseits eine einfache Montage der Filterpatrone und ist andererseits besonders platzsparend zu realisieren. Zumindest zwei der Aufnahmeeinrichtungen können als Aufnahmeverriegelungseinrichtungen ausgestaltet sein, die der Aufnahme der Haltearme und der Aufnahme von Haltebolzen dienen. Diese Haltebolzen sind vorzugsweise am Filterkopf angebracht und können radial zur Mittelachse ausgerichtet sein. Vorteilhafter Weise sind die Aufnahmeverriegelungseinrichtungen derart ausgestaltet, dass die Haltebolzen in der Art eines Bajonettverschlusses mit den Aufnahmeverriegelungseinrichtungen Zusammenwirken. Durch eine solche Ausgestaltung wird ein besonders einfaches Wechseln des Filterelements ermöglicht, wobei gleichzeitig eine ausreichende Axialbewegung zum Verspannen des Dichtkörpers ermöglicht wird.

Für die Realisierung des Bajonettverschlusses können die Aufnahmeverriegelungseinrichtungen zusätzlich zu den axialen Einschnitten der Aufnahmeeinrichtungen eine Befestigungserweiterung aufweisen, die vorzugsweise durch einen weiteren Einschnitt gebildet ist, der von den axialen Einschnitte abgeht, und im Wesentlichen in Umfangsrichtung um Teile der Filterhülse verläuft. Zusätzlich kann die Befestigungserweiterungen einen Einrasthinterschnitt aufweisen, der durch eine filterkopfseitige Einbuchtung im Endbereich der Befestigungserweiterungen gebildet ist. Ein derartig gestalteter Bajonettverschluss ist besonders kostengünstig zu fertigen und ermöglicht eine besonders sichere Befestigung der Filterhülse am Filterkopf, die sich bei Druckbeaufschlagung des Filters durch den Einrasthinterschnitt selbst sichert.

Eine weitere Ausführungsform umfasst ein System mit wenigstens zwei der zuvor beschriebenen Filtern, wobei die Filterelemente vorzugsweise unterschiedliche Filtereigenschaften haben. Vorzugsweise sind die Dichtungsanordnungen zur Abdichtung zwischen den Filterelementen und den Filterköpfen im Wesentlichen gleichartig gestaltet. Zusätzlich oder alternativ können die Aufnahmeeinrichtungen der Filterhülsen und die Haltearme der Filterelemente im Wesentlichen gleichartig gestaltet sein.

In einem solchen Filtersystem können sowohl die Dichtungen zwischen Filterelement und Filterkopf, wie auch die filterelementseitigen Dichtflächen und die filterkopfseitigen Dichtflächen, die Aufnahmeeinrichtungen der Filterhülsen oder die Haltearme der Filterelemente der unterschiedlichen Filterstufen gleich gestaltet sein.

Ein derartiges Filterelement beziehungsweise die Dichtungsanordnung zwischen Filterelement und Filterkopf ist dazu ausgelegt, dass das Filterelement beziehungsweise die Dichtungsanordnung von außen mit höherem Druck als von innen beaufschlagt werden kann. Vorzugsweise ist zumindest eines der Filterelemente beziehungsweise eine der Dichtungsanordnungen des gesamten Filtersystems umgekehrt mit Druck beaufschlagt. Hierdurch kann ein einheitlicher Aufbau der unterschiedlichen Filterstufen vorgesehen werden. Weiter können die Filterelemente mit diesem Aufbau sowohl von außen nach innen wie auch von innen nach außen belastet bzw. durchströmt werden. Vorzugsweise wird eines der Filterelemente in Radialrichtung von innen nach außen und ein anderes Filterelement von aussen nach innen, also zur Mittelachse hin, durchströmt.

Ein Filterkopf eines entsprechenden Filters weist vorzugsweise eine hohlzylindrische Filterhülsenstirnseitenausnehmung auf, die sich von der Seite der Stirnseite aus und im Wesentlichen achssymmetrisch zur Mittelachse des Filterelements in den Filterkopf erstreckt und die Filterhülsenstirnseite aufnimmt. Hierbei befindet sich die Filterhülsenstirnseitenausnehmung in Radialrichtung zur Mittelachse außerhalb der Filterkopfdichtfläche. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Bauform.

Weiter kann ein entsprechender Filterkopf zwei zur Mittelachse radial verlaufende Haltebolzenbohrungen aufweisen, die sich vorzugsweise gegenüberliegen, wobei die Haltebolzenbohrungen Haltebolzen aufnehmen, die Teil des Bajonettverschlusses sind. Vorzugsweise ist zwischen den Haltebolzen und dem Filterkopf eine Metall-auf- Metall-Konusdichtung zum Abdichten zur Umgebung hin vorgesehen. Durch diese Gestaltung wird eine besonders einfache und kostengünstige Fertigung ermöglicht.

Ein erfindungsgemäßer Filter kann nur die Hauptmerkmale wie auch eine beliebige Kombination der weiteren beschriebenen Merkmale aufweisen. Weiter können die verschiedenen Merkmale der Ausführungsbeispiele, auch unter verschiedenen Ausführungsbeispielen, beliebig miteinander kombiniert werden. Davon abgesehen betrifft die Erfindung sowohl einen Filter mit einem beschriebenen Filterelement wie auch einen Filter mit einer beschriebenen Dichtungsanordnung als auch die Dichtungsanordnung und das Filterelement an sich, beziehungsweise eine beliebige Kombination aus Filterelement und Dichtungsanordnung.

Die Erfindung wird nachfolgenden anhand der folgend beschriebenen Figuren erläutert. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer Schnittansicht einer Filterstufe mit einer

Dichtungsanordnung und einem Filterelement,

Fig. 2 einen Ausschnitt einer Schnittansicht einer Dichtungsanordnung,

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt einer Schnittansicht einer Dichtungsanordnung,

Fig. 4 ein Krafteinwirkungsdiagramm eines axial und umfangsseitig belasteten Dichtkörpers,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Filterelements,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Filterhülse mit einem Filterelement,

Fig. 7 einen Teilschnitt einer Unteransicht eines Filterkopfes und Fig. 8 eine Seitenansicht eines mehrstufigen Filters.

In Figur 1 und 2 ist eine Dichtungsanordnung 1 für einen Filter, insbesondere einen Druckluftfilter, insbesondere als Teil eines Systems mit mehreren Filterstufen, zur fluiddichten Abdichtung zwischen einem Filterelement 2, insbesondere einer Filterpatrone, und einem Filterkopf 3 gezeigt. Weiter ist ein ringförmiger, elastischer Dichtkörper 4 und eine Filterkopf- und Filterelementdichtfläche 5, 6 gezeigt.

Der Dichtkörper 4 weist eine der Filterkopfdichtfläche 5 zugewandte Filterkopf-Seite 7, eine gegenüberliegende, der Filterelementdichtfläche 6 zugewandte Filterelement- Seite 8, eine auf der Innenseite umlaufende Innenfläche 9 und eine gegenüberliegende, an der Mantelfläche umlaufende, Außenfläche 10 auf. Die Filterkopf-Seite 7 weist eine umlaufende erste Einbuchtung 11 zwischen Innenfläche 9 und Außenfläche 10 auf, wobei die Filterelement-Seite 8 ebenfalls eine umlaufende zweite Einbuchtung 12 zwischen Innenfläche 9 und Außenfläche 10 aufweist.

Die Filterkopfdichtfläche 5 und die Filterelementdichtfläche 6 bestehen zumindest aus einer umlaufenden inneren Teilfläche 13 und einer umlaufenden äußeren Teilfläche 14. Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, dass die Filterkopf-Seite 7, zumindest bereichsweise, umlaufend an der Filterkopfdichtfläche 5 anliegt und die Filterelement- Seite 8, zumindest bereichsweise, umlaufend an der Filterelementdichtfläche 6 anliegt. Hierbei steigen die Teilflächen 13, 14 der Filterkopfdichtfläche 5 und die Teilflächen 13, 14 der Filterelementdichtfläche 6 zur Mitte zwischen den Teilflächen 13, 14 hin derart an, dass der Abstand der inneren Teilflächen 13 zueinander von innen nach außen und der Abstand der äußeren Teilflächen 14 von außen nach innen, in Axialrichtung zur Mittelachse 18 hin, abnimmt. Es ist ebenfalls ersichtlich, dass die Innenfläche 9 und Außenfläche 10 des Dichtkörpers 4 weder filterkopf- noch filterelementseitig zur Anlage kommen und dementsprechend nur axial zur Mittelachse 18 abdichten.

Des Weiteren ist eine Radialdichtung 46 gezeigt, die den Filter zwischen dem Filterkopf 3 und der Filterhülse 33 zur Umgebung hin abdichtet. Bei dieser Dichtung 46 handelt es sich um eine Dichtung 46, die im Wesentlichen über Radial zur Mittelachse 18 wirkende Kräfte abdichtet.

Wie aus Fig. 1 und 2 ebenfalls ersichtlich ist, wirken die Teilflächen 13, 14 derart mit den Einbuchtungen 11 , 12 zusammen, dass sich der Dichtkörper 4, bei einer Druckbeaufschlagung, von der Innenfläche 9 und/oder der Außenfläche 10 aus, in Richtung der einwirkenden Kraft Fi , F2, zwischen den inneren Teilflächen 13 und/oder den äußeren Teilflächen 14 verkeilt. Durch diese Keilwirkung wird der Dichtsitz zwischen den Teilflächen 13, 14 und den Einbuchtungen 11 , 12 verstärkt, wobei die Krafteinwirkung Fi , F2 nur bei einem Druckunterschied zwischen Innenfläche 9 und Außenfläche 10 entsteht. In Figur 4 sind die Kräfte dargestellt, die auf die Dichtflächen 5, 6 wirken, wenn die Dichtungsanordnung 1 außenflächig Fi belastet wird. Wie aus Figur 1 weiter hervorgeht, ist die Dichtungsanordnung 1 zur Verwendung in einem Filter ausgebildet, wobei die Montage des Filterelements 2 an den Filterkopf 3 entlang einer Montageachse erfolgt, die identisch mit der Mittelachse 18 des Dichtkörpers 4 verläuft.

Der Dichtkörper 4 liegt an der kreisringförmigen Filterelementdichtfläche 6 des Filterelements 2 an und trennt einen Außenraum 31 , der sich außerhalb des Filterelements 2 befindet, von einem Innenraum 32, der sich innerhalb des Filterelements 2 befindet, zwischen Filterkopf 3 und Filterelement 2 voneinander ab.

In Figur 3 ist gezeigt, dass der Dichtkörper 4 auf der Filterkopf-Seite 7 eine umlaufende Flaltenut 15 zur Aufnahme eines Flalteelements 16 aufweist. Das Flalteelement 16 ist derart gestaltet, dass in Zusammenwirkung mit der Flaltenut 15, eine lösbare Rastverbindung 17 entsteht. Die Rastverbindung 17 hält die Filterkopf-Seite 7 in Anlage zur Filterkopfdichtfläche 5, wobei die Flaltenut 15 im Bereich der Einbuchtungen 11 , 12, vorzugsweise im Grund der ersten Einbuchtung 11 verläuft. Das Flalteelement 16 steht zwischen den beiden Teilflächen 13, 14 der Filterkopfdichtfläche 5 vor. Im Speziellen steht das Flalteelement 16 entlang eines Kreisrings gegenüber der Filterkopfdichtfläche 5 vor.

Die zweite Einbuchtung 12 erstreckt sich zumindest über die Flälfte, vorzugsweise mehr als zwei Drittel der Breite der Filterelement-Seite 8, zwischen Innenfläche 9 und Außenfläche 10. Die erste Einbuchtung 11 erstreckt sich zumindest über die Flälfte, hier über mehr als zwei Drittel der Breite der Filterkopf-Seite 7 zwischen Innenfläche 9 und Außenfläche 10.

In einem umlaufenden Teilbereich der zweiten Einbuchtung 12, der sich vorzugsweise im Bereich des tiefsten Punkts der zweiten Einbuchtung 12 befindet, liegt der Dichtkörper 4 nicht an der Filterelementdichtfläche 6 an. Wie ersichtlich, liegt der Dichtkörper 4 in dem Bereich nicht an, welcher der Filterkopfdichtfläche 5 am Nächsten liegt. Wie ebenfalls aus Figur 3 und auch aus Figur 4 hervorgeht, sind das Flalteelement 16 und die Flaltenut 15 derart gestaltet, dass zwischen dem Grund der Flaltenut 15 und dem Bereich des Flalteelements 16, welcher der Filterelementdichtfläche 6 am Nächsten liegt, ein Dichtsitz besteht. Dies wird dadurch erzielt, dass die Tiefe der Flaltenut 15 der Dichtung im nicht montierten Zustand des Dichtkörpers 4 zumindest so groß wie die Flöhe des Flalteelements 16 in Richtung der Mittelachse 18, vorzugsweise kleiner als die Flöhe des Flalteelements 16 ist.

Weiter ist gezeigt, dass die Rastverbindung 17 durch eine einseitige Erweiterung 19 am Flalteelement 16 und eine korrespondierende Ausnehmung 20 im Dichtkörper 4 gebildet ist. Die Erweiterung 19 steht in Radialrichtung zu einer in Figur 1 gezeigten Mittelachse 18 des Dichtkörpers 4 nach außen vor. Die entgegengesetzte Seite des Flalteelements 16 weist keine Ausbuchtung auf und ist in Richtung der Mittelachse 18 plan. Das Flalteelement 16 ist im wesentlichen L-förmig gestaltet, was in Figur 3 spiegelverkehrt gezeigt ist.

Der gezeigte Dichtkörper 4 weist außerdem eine Flärte zwischen 60 Shore A und 80 Shore A, vorzugsweise 70 Shore A auf.

In Figur 4 ist gezeigt, dass die Teilflächen 13, 14 der Filterkopfdichtfläche 5 und der Filterelementdichtfläche 6 in Radialrichtung zur Mittelachse 18 in einem Innenwinkel a kleiner 180°, vorzugsweise zwischen 130° und 170° zueinander stehen. Weiter weist die Filterkopf-Seite 5 des Dichtkörpers 4 zwei kreisringförmige umlaufende Dichtungsteilflächen 23, 24 auf, zwischen denen sich die Flaltenut 15 in den Dichtkörper 4 erstreckt. Beide Dichtungsteilflächen 23, 24 weisen in Radialrichtung zur Mittelachse 18 einen Außenwinkel CM kleiner 180°, vorzugsweise zwischen 125° und 175° zueinander auf.

Da der Dichtkörper 4 in Figur 4 im verpressten Zustand gezeigt ist, ist es offensichtlich, dass die zweite Einbuchtung 12 in Richtung der Mittelachse 18 im nicht montierten Zustand eine größere Tiefe aufweist als sich die T eilflächen 13, 14, zur Mitte zwischen beiden Teilflächen 13, 14 hin, in Richtung des Filterkopfes 3 erstrecken. Beispielsweise wird eine gezeigte Verpressung der Dichtkörpers 4 erzielt, wenn die Höhe der Teilflächen 13, 14 weniger als 70% der Tiefe der zweiten Einbuchtung 12 beträgt.

Wie aus der Kraftverteilung und der freiliegenden Innen- und Außenfläche 9, 10 erkennbar ist, handelt es sich beim Dichtkörper 4 um eine axial wirkende Dichtung, die im Wesentlichen nur über axial wirkende Kräfte abdichtet.

In Figur 5 ist ein entsprechendes Filterelement 2 gezeigt, das hier als Filterpatrone dargestellt ist. Das Filterelement 2 weist eine Filterelementdichtfläche 6 auf, die zu einer Stirnseite 21 des Filterelements 2 rückversetzt ist. Anders beschrieben ist die Stirnseite 21 durch einen gegenüber der Filterelementdichtfläche 6 vorspringenden umlaufenden Kragen 22 gebildet.

Bei dem gezeigten Filterelement 2, handelt es sich um ein austauschbares Filterelement 2, welches zum Abscheiden von Partikeln und/oder Gasen und/oder Flüssigkeiten eigesetzt werden kann. Insbesondere handelt es sich um eine Filterpatrone, die zur Verwendung in einem Filter, insbesondere einem Druckluftfilter ausgelegt sein kann. Der Filter ist hierbei unter Umständen Teil eines Systems mit mehreren Filterstufen.

Das gezeigte Filterelement 2 umfasst einen im Wesentlichen rohrförmigen Körper 27, mit einer ringförmigen Stirnseite 21 , die einem, unter anderem in Figur 1 und Figur 7 gezeigten, Filterkopf 3 zugewandt ist. Weiter weist das Filterelement 2 eine von der Stirnseite 21 beabstandete Unterseite 28 auf, die dem Filterkopf 3 abgewandt ist. Außerdem weist das Filterelement 2 eine Umfangsfläche 29 auf, die sich entlang einer Mittelachse 18, insbesondere einer Rotationsachse, erstreckt. Wie ersichtlich, verbindet die Umfangsfläche 29 die Stirnseite 21 und die Unterseite 28 miteinander. Weiter sind im Bereich der Stirnseite 21 mehrere, vorzugsweise drei, besonders bevorzugt vier, radial zur Mittelachse 18 verlaufende Haltearme 30 gezeigt. An der Stirnseite 21 ist eine kreisringförmige Filterelementdichtfläche 6 vorhanden. Die Haltearme 30 stehen gegenüber der Filterelementdichtfläche 6 und/oder gegenüber der Stirnseite 21 vor. Die Haltearme 30 sind im Wesentlichen L-förmig. Außerdem stehen die Haltearme 30 gegenüber der Filterelementdichtfläche 6 in axialer Richtung und in Radialrichtung nach außen vor, wobei die Haltearme 30 von der Umfangsfläche 29 radial nach außen vorstehen.

Wie aus Figur 5 ebenfalls hervorgeht, sind die Haltearme 30 fest mit der Filterelementdichtfläche 6 verbunden, vorzugsweise einstückig mit der Filterelementdichtfläche 6 ausgebildet.

Es ist auch gezeigt, dass die Haltearme 30 jeweils eine Abstützfläche 47 aufweisen, die in die entgegengesetzte Richtung der Filterelementdichtfläche 6 weist. Die Abstützfläche 47 ist konvex gewölbt. Die konvexe Wölbung der Abstützflächen 47 verläuft hierbei in Axialrichtung zur Mittelachse 18, wobei die Abstützflächen 47 an die freien Enden der Haltearme 30 anschließen und in radialer Richtung eine Länge von zumindest 2 Millimeter und maximal 8 Millimeter aufweisen. Besonders vorteilhaft ist eine Länge zwischen 3 und 6 Millimetern. Eine solche Dimensionierung erlaubt das einfache Entfernen des Filterelements 2 und bietet gleichzeitig eine ausreichende Abstützfläche 47 als Widerlager zu den Aufnahmeeinrichtungen 36.

Die Haltearme 30 weisen eine Endfläche 49 auf, die sich an dem freiliegenden Ende der Haltearme 30 befindet, das in Radialrichtung von der Umfangsfläche 29, und damit von der Mittelachse 18, weg weist. Hierbei beträgt der Abstand zwischen der Mitte der Filterelementdichtfläche 6 und einer Endfläche 49 in Radialrichtung zur Mittelachse 18 zwischen 12 und 18 Millimeter. Besonders vorteilhaft ist ein Abstand zwischen den Endflächen 49 zu der Mitte der Filterelementdichtfläche 6 zwischen 14 und 16 Millimeter. Der Abstand zwischen der Filterelementdichtfläche 6 und dem Beginn der Abstützflächen 47 in Axialrichtung liegt zwischen 0 und 4 Millimeter, vorzugsweise zwischen 1 und 2 Millimeter.

Das Filterelement 2 ist derart gestaltet, dass auf die Filterelementdichtfläche 6 im Wesentlichen nur Axialkräfte wirken. Die Haltearme 30 bilden ein Widerlager 50 gegenüber den Axialkräften, die durch die Verpressung des in Figur 1 gezeigten Dichtkörpers 4 entstehen, der an der Filterelementdichtfläche 6 anliegt. Von besonderem Vorteil ist, dass die Haltearme 30 in Axialrichtung flexibel sind und so ein Ausgleichselement zwischen dem an der Filterelementdichtfläche 6 anliegenden Dichtkörper 4 und in Figur 6 gezeigten Aufnahmeeinrichtungen 36 bilden. Die Aufnahmeeinrichtungen 36 nehmen die Haltearme 30 auf.

Das Filterelement 2 weist Zentrierungsrampen 48 am Übergang zwischen den Haltearmen 30 und der Umfangsfläche 29 auf, welche einen Winkel zwischen 70° und 5° zur Mittelachse 18 aufweisen und von der Umfangsfläche 29 in Richtung der Haltearme 30 abgehen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Winkel zwischen der Umfangsfläche 29 und den Zentrierungsrampen 48 zwischen 20° und 40° liegt. Die Zentrierungsrampen 48 verbinden die Umfangsfläche 29 und die Abstützflächen 47 miteinander, wobei die Zentrierungsrampen 48 der Zentrierung des Filterelements 2 in der umgebenden Filterhülse 33 dienen.

Figur 6 zeigt eine im Wesentlichen rohrförmige Filterhülse 33 mit einem Filterelement 2, wobei die Filterhülse 33 eine dem Filterkopf 3 zugewandte offene Filterhülsenstirnseite 34 und einer entlang der Mantelfläche verlaufende Filterhülsenaußenseite 35 aufweist. Die Filterhülse 33 umgibt das Filterelement 2 und grenzt das Innere des Filters zur Umgebung hin ab. Die Filterhülsenstirnseite 34 weist Aufnahmeeinrichtungen 36 für die Haltearme 30 auf, wobei das Filterelement 2 lediglich über die in den Aufnahmeeinrichtungen 36 angeordneten Haltearme 30 mit der Filterhülse 33 in Kontakt steht und ansonsten freischwebend in der Filterhülse 33 hängt.

Die Aufnahmeeinrichtungen 36 sind zumindest durch durchgehende axiale Einschnitte 38 gebildet, die an der Filterhülsenstirnseite 34 beginnen und radial zur Mittelachse 18 verlaufen, wobei die Aufnahmeeinrichtungen 36 die Haltearme 30 aufnehmen. Die Enden der Einschnitte 38 bilden Widerlager 50, die passend zu den konvexen Abstützflächen 47 der Haltearme 30 konkav geformt sind, wobei die Widerlager 50 die Verpressungskraft aufnehmen, die durch die Verpressung des Dichtkörpers 4 entsteht.

Zwei der Aufnahmeeinrichtungen 36 sind als Aufnahmeverriegelungseinrichtungen 51 ausgestaltet, die der Aufnahme der Haltearme 30 und der Aufnahme von in Figur 8 gezeigten Haltebolzen 37 dienen. Die Haltebolzen 37 sind am Filterkopf 3 angebracht und radial zur Mittelachse 18 ausgerichtet. Die Aufnahmeverriegelungseinrichtungen 51 sind derart ausgestaltet, dass die Haltebolzen 37 in der Art eines Bajonettverschlusses mit den Aufnahmeverriegelungseinrichtungen 51 Zusammenwirken.

Die Aufnahmeverriegelungseinrichtungen 51 weisen zusätzlich zu den axialen Einschnitten 38 eine Befestigungserweiterung 39 auf, wobei die Befestigungserweiterung 39 durch einen weiteren Einschnitt gebildet ist, der von den axialen Einschnitten 38 abgeht und im Wesentlichen in Umfangsrichtung um Teile der Filterhülse 33 verläuft. Die Befestigungserweiterung 39 weist weiter einen Einrasthinterschnitt 40 auf, der durch eine filterkopfseitige Einbuchtung im Endbereich der Befestigungserweiterung 39 gebildet ist.

In Figur 7 ist ein Filterkopf 3 von der Unterseite gezeigt, wobei die Filterhülse 33 und das Filterelement 2 nicht gezeigt sind. Der Filterkopf 3 weist eine Filterkopfdichtfläche 5 auf, an welcher der in Figur 1 bis 3 gezeigte Dichtkörper 4 anliegt. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sind Haltearmausnehmungen 41 vorgesehen, die gegenüber der Filterkopfdichtfläche 5 rückversetzt sind, wobei sich die Haltearme 30 im montierten Zustand in die Haltearmausnehmungen 41 erstrecken.

Weiter weist der Filterkopf 3 eine hohlzylindrische Filterhülsenstirnseitenausnehmung 42 auf, die sich von der Filterkopfdichtfläche 5 aus und im Wesentlichen achssymmetrisch zur Mittelachse 18 in den Filterkopf 3 erstreckt und im montierten Zustand die Filterhülsenstirnseite 34 aufnimmt, wobei sich die Filterhülsenstirnseitenausnehmung 42 in Radialrichtung zur Mittelachse 18 außerhalb der Filterkopfdichtfläche 5 befindet.

Der Filterkopf 3 weist außerdem zwei, zur Mittelachse 18 radial verlaufende, Haltebolzenbohrungen 43 auf, die sich vorzugsweise gegenüberliegen, wobei die Haltebolzenbohrungen 43 Haltebolzen 37 aufnehmen, die vorzugsweise in der Art eines Bajonettverschlusses mit den Aufnahmeeinrichtungen 36 in der Filterhülse 33 aus Figur 6 Zusammenwirken, vorzugsweise wobei zwischen den Haltebolzen 37 und dem Filterkopf 3 eine Metall-auf-Metall-Konusdichtung 44 vorgesehen ist. In Figur 8 ist ein mehrstufiger Filter 45 als System mit mehreren Filtern beziehungsweise Filterstufen gezeigt, wobei die Filterstufen zusätzlich oder alternativ zu der Dichtungsanordnung 1 und/oder dem Filterelement 2 vorgehend beschriebene Merkmale umfassen. Hierbei umfasst der mehrstufige Filter 45 unter anderem Filterelemente 2 mit unterschiedlichen Filtereigenschaften.

In einem solchen mehrstufige Filter 45 können die Dichtungsanordnungen 1 zur Abdichtung zwischen den Filterelementen 2 und den Filterköpfen 3 und/oder die Aufnahmeeinrichtungen 36 der Filterhülsen 33 und/oder die Haltearme 30 der Filterelemente 2 entsprechend der vorstehenden Merkmale im Wesentlichen gleich zueinander gestaltet sein. Außerdem kann zumindest eines der Filterelemente 2 von außen mit höherem Druck als von innen beaufschlagt werden, wobei zumindest eines der Filterelemente 2 umgekehrt mit Druck beaufschlagt ist.

Claims

Ansprüche

1. Dichtungsanordnung (1) für einen Filter, insbesondere einen Druckluftfilter, insbesondere als Teil eines Systems mit mehreren Filterstufen, zur fluiddichten Abdichtung zwischen einem Filterelement (2), insbesondere einer Filterpatrone, und einem Filterkopf (3), umfassend einen ringförmigen, elastischen Dichtkörper (4), wobei der Dichtkörper (4) eine dem Filterkopf (3) zugewandte Filterkopf-Seite (7), eine gegenüberliegende Filterelement-Seite (8), eine auf der Innenseite umlaufende Innenfläche (9) und eine gegenüberliegende, an der Mantelfläche umlaufende, Außenfläche (10) aufweist,

- wobei die Filterkopf-Seite (7) eine umlaufende erste Einbuchtung (11) zwischen Innenfläche (9) und Außenfläche (10) aufweist,

- wobei die Filterelement-Seite (8) eine umlaufende zweite Einbuchtung (12) zwischen Innenfläche (9) und Außenfläche (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Filterkopf- und eine Filterelementdichtfläche (5, 6) vorgesehen ist, wobei die Filterkopf-Seite (7) zumindest bereichsweise an der Filterkopfdichtfläche (5) und die Filterelement-Seite (8) zumindest bereichsweise an der Filterelementdichtfläche (6) umlaufend abdichtet, wobei die Filterkopfdichtfläche (5) und die Filterelementdichtfläche (6) zumindest aus einer umlaufenden inneren Teilfläche (13) und einer umlaufenden äußeren Teilfläche (14) bestehen.

2. Dichtungsanordnung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Teilflächen (13) der Filterkopfdichtfläche (5) und die Teilflächen (14) der Filterelementdichtfläche (6) zur Mitte zwischen den Teilflächen (13, 14) hin derart ansteigen, dass der Abstand der inneren Teilflächen (13) zueinander von innen nach außen und der Abstand der äußeren Teilflächen (14) von außen nach innen abnimmt.

3. Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilflächen (13, 14) derart mit den Einbuchtungen (11, 12) Zusammenwirken, dass sich der Dichtkörper (4), bei einer Druckbeaufschlagung, von der Innenfläche (9) und/oder der Außenfläche (10) aus, in Richtung der einwirkenden Kraft (Fi, F2), zwischen den inneren Teilflächen (13) und/oder den äußeren Teilflächen (14) verkeilt.

4. Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtsitz zwischen den Teilflächen (13, 14) und den Einbuchtungen (11 , 12) bei einem Druckunterschied zwischen Innenfläche (9) und Außenfläche (10) durch das Zusammenwirken zwischen einwirkender Kraft und Keilwirkung verstärkt wird.

5. Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (4) auf der Filterkopf-Seite (7) eine umlaufende Flaltenut (15) zur Aufnahme eines Flalteelements (16) aufweist, insbesondere wobei das Flalteelement (16) derart gestaltet ist, dass in Zusammenwirkung mit der Flaltenut (15), eine lösbare Rastverbindung (17) entsteht, vorzugsweise wobei die Rastverbindung (17) die Filterkopf-Seite (7) in Anlage zur Filterkopfdichtfläche (5) hält, vorzugsweise wobei die Flaltenut (15) im Bereich der Einbuchtung (11 , 12), vorzugsweise im Grund der ersten Einbuchtung (11) verläuft, vorzugsweise wobei das Flalteelement (16) zwischen den beiden Teilflächen (13, 14) der Filterkopfdichtfläche (5) vorsteht, vorzugsweise wobei das Flalteelement (16) entlang eines Kreisrings gegenüber der Filterkopfdichtfläche (5) vorsteht.

6. Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zweite Einbuchtung (12) zumindest über die Flälfte, vorzugsweise mehr als zwei Drittel der Breite der Filterelement-Seite (8), zwischen Innenfläche (9) und Außenfläche (10) erstreckt und/oder das sich die erste Einbuchtung (11) zumindest über die Flälfte, vorzugsweise mehr als zwei Drittel der Breite der Filterkopf-Seite (7) zwischen Innenfläche (9) und Außenfläche (10) erstreckt.

7. Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (4) in einem umlaufenden Teilbereich der zweiten Einbuchtung (12), vorzugsweise im Bereich des tiefsten Punkts der zweiten Einbuchtung (12), nicht an der Filterelementdichtfläche (6) anliegt, insbesondere im Bereich, welcher der Filterkopfdichtfläche (5) am Nächsten liegt, zumindest bereichsweise, nicht am Dichtkörper (4) anliegt.

8. Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (16) und die Haltenut (15) derart gestaltet sind, dass zwischen dem Grund der Haltenut (15) und dem Bereich des Halteelements (16), welcher der Filterelementdichtfläche (6) am Nächsten liegt, ein Dichtsitz besteht, vorzugsweise wobei die Tiefe der Haltenut (15) im nicht montierten Zustand des Dichtkörpers (4) kleiner als die Höhe des Halteelements (16) ist.

9. Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastverbindung (17) durch eine einseitige Erweiterung (19) am Halteelement (16) und eine korrespondierende Ausnehmung (20) im Dichtkörper (4) gebildet ist, vorzugsweise wobei die Erweiterung (19) in Radialrichtung zu einer Mittelachse (18) des Dichtkörpers (4) nach außen vorsteht, vorzugsweise wobei die entgegengesetzte Seite des Halteelements (16) keine Ausbuchtung aufweist, vorzugsweise wobei die entgegengesetzte Seite des Halteelements (16) in Richtung der Mittelachse (18) plan ist.

10. Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (4) eine Härte zwischen 60 Shore A und 80 Shore A, vorzugsweise 70 Shore A aufweist.

11. Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilflächen (13, 14) der Filterkopfdichtfläche (5) und/oder der Filterelementdichtfläche (6) in Radialrichtung zur Mittelachse (18) in einem Innenwinkel a kleiner 180°, vorzugsweise zwischen 130° und 170° zueinanderstehen.

12. Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkopf-Seite (7) des Dichtkörpers (4) zwei kreisringförmige umlaufende Dichtungsteilflächen (23, 24) aufweist, zwischen denen sich die Haltenut (15) in den Dichtkörper (4) erstreckt, und beide Dichtungsteilflächen (23, 24) in Radialrichtung zur Mittelachse (18) in einem Außenwinkel CM kleiner 180°, vorzugsweise zwischen 125° und 175° zueinanderstehen.

13. Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einbuchtung (12) in Richtung der Mittelachse (18) im nicht montierten Zustand eine größere Tiefe aufweist als sich die Teilflächen (13, 14) in Richtung des Filterkopfes (3) erstrecken, vorzugsweise wobei der Höhenversatz der Teilflächen weniger als 70% der Tiefe der zweiten Einbuchtung (12) beträgt.

14. Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung (1) zur Verwendung in einem Filter ausgebildet ist, dessen Filterelement (2) an den Filterkopf (3) entlang einer Montageachse erfolgt, die parallel zur oder identisch mit der Mittelachse (18) des Dichtkörpers (4) verläuft.

15. Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung (1 ) derart ausgeführt ist, dass die Innenfläche (9) und Außenfläche (10) des Dichtkörpers (4) weder filterkopf- noch filterelementseitig zur Anlage kommt.

16. Filterelement (2), insbesondere eine Filterpatrone, für einen Filter, insbesondere einen Druckluftfilter, mit einer Filterelementdichtfläche (6) einer Dichtungsanordnung (1) nach einen der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere wobei die Filterelementdichtfläche (6) zu einer Stirnseite (21) des Filterelements (2) rückversetzt ist und/oder die Stirnseite (21) durch einen gegenüber der Filterelementdichtfläche (6) vorspringenden umlaufenden Kragen (22) gebildet ist.

17. Filterelement (2) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (2) einen im Wesentlichen rohrförmigen Körper (27) aufweist,

- wobei die Stirnseite (21) des Filterelements (2) kreisringförmig und einem Filterkopf (3) zugewandt ist,

- wobei das Filterelement (2) eine vom Filterkopf (3) abgewandte und von der Stirnseite (21) beabstandete Unterseite (28) aufweist, - wobei das Filterelement (2) eine Umfangsfläche (29) aufweist, die sich entlang einer Mittelachse (18), insbesondere eine Rotationsachse, erstreckt,

- wobei die Umfangsfläche (29) die Stirnseite (21) und die Unterseite (28) miteinander verbindet,

- wobei die Umfangsfläche (29) im Bereich, der an die Stirnseite (21) anschließt, mehrere, vorzugsweise vier, radial zur Mittelachse (18) verlaufende Erweiterungen aufweist, die Haltearme (30) bilden,

- wobei Filterelementdichtfläche (6) am Innendurchmesser der Stirnseite (21) rückversetzt und ebenfalls kreisringförmig ist,

- wobei die Haltearme (30) gegenüber der Stirnseite (21) vorstehen und die Filterelementdichtfläche (6) zur Anlage eines Dichtkörpers (4) ausgestaltet ist.