DE19719135A1 - Rücklauffilteranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rücklauffilteranordnung zum Rück­ führen von Hydraulikflüssigkeit zu einem Reservoir eines Hy­ drauliksystems, wobei die Rücklauffilteranordnung ein in das Reservoir bis unter den Flüssigkeitsspiegel der Hydraulikflüs­ sigkeit führendes Rücklaufrohr, ein Filterelement für die rück­ laufende Hydraulikflüssigkeit sowie eine Bypass-Ventilanordnung umfaßt, welche beim Überschreiten eines vorgegebenen Druckab­ falls am Filterelement einen Rückfluß der Hydraulikflüssigkeit am Filterelement vorbei direkt zum Reservoir erlaubt.

Bisher bekannte Rücklauffilteranordnungen des eingangs be­ schriebenen Typs weisen ein Filtergehäuse auf, in das das Fil­ terelement eingesetzt wird. Das Filtergehäuse umfaßt ein Kopf- oder Oberteil, welches mit der die Hydraulikflüssigkeit rück­ führenden Leitung des Hydrauliksystems verbunden wird. Ein das Oberteil zum Filtergehäuse ergänzendes Unterteil ist mit einem Auslauf ausgestattet, welcher mit dem Rücklaufrohr verbindbar ist.

Die oben beschriebene Rücklauffilteranordnung wird häufig in Hydrauliksystemen benötigt, bei denen die Platzverhältnisse sehr beengt sind. Die separate Anordnung des Filtergehäuses mit Filterelement ist vielfach nicht möglich, wenngleich diese Lö­ sung einfach realisierbar ist und keine Anpassung der übrigen Teile des Hydrauliksystems, wie z. B. des Reservoirs, an die Filteranordnung erforderlich macht.

Um die Platzprobleme zu entschärfen wurde schon vorgeschlagen, das Filtergehäuse mit seinem Unterteil in das Reservoir ragend einzubauen, so daß lediglich noch das Kopfteil außerhalb des Reservoirs verbleiben mußte. Diese Anordnung spart zum einen Platz und erlaubt trotzdem noch ein einfaches Auswechseln des Filterelements durch bloßes Abnehmen des Gehäuseoberteils.

Bei noch beengteren Platzverhältnissen wurden auch schon das Filtergehäuse an einer in das Reservoir eingebauten Halterung praktisch vollständig in den Reservoirbehälter versenkt, wobei allerdings beim Wechseln des Filterelements zuerst eine Ver­ schlußplatte des Reservoirs entfernt und dann das Filterelement mitsamt dem Filtergehäuse entnommen werden mußte, bevor dann das Filterelement selbst ohne Risiko des Eintrags von Schmutz aus dem Filtersumpf in den Hydraulikflüssigkeitsvorrat des Re­ servoirs gewechselt werden konnte. Zusätzlich verlangte diese Lösung neben dem Einbau der gesonderten Halterung für das Fil­ tergehäuse in das Reservoir auch noch andere bauliche Anpassun­ gen am Reservoirbehälter, wie z. B. das Schaffen eines besonde­ ren Einlasses für die rücklaufende Hydraulikflüssigkeit.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rücklauffilter­ anordnung so weiterzubilden, daß mit wenig baulichem Aufwand eine möglichst platzsparende Bauweise erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs beschriebenen Rücklauffil­ teranordnung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Filterele­ ment koaxial auf dem Rücklaufrohr im Innern des Reservoirs an­ geordnet ist, daß das Rücklaufrohr an seinem unteren Ende ein Auflager für das untere Ende des Filterelements aufweist, daß das Rücklaufrohr entfernt von seinem unteren Ende ein Bypass-Ven­ til enthält, sowie stromauf von diesem Bypass-Ventil eine durch die Rohrwandung durchgehende Öffnung, welche das Innere des Rücklaufrohrs mit der Schmutzseite des Filterelements ver­ bindet, und daß das Filterelement gegen das Auflager am unteren Ende des Rücklaufrohrs vorgespannt gehalten ist.

Bei dieser Anordnung wird das bisher bei den Rücklauffiltern notwendige Gehäuse eingespart, ebenso wie zusätzliche Halterun­ gen und dergleichen. Das sowieso notwendige Rücklaufrohr, das im Reservoir bis unter den Flüssigkeitsspiegel der Hydraulik­ flüssigkeit reichen muß, wird als Halterung für das Filterele­ ment verwendet. Bei der Demontage des Filterelements wird der im Filterelement angesammelte Schmutz gleichzeitig mit heraus­ genommen, so daß eine Verschmutzung der Hydraulikflüssigkeit im Reservoir beim Wechseln des Filterelements vermieden wird. Fer­ ner ist erfindungsgemäß die Bypass-Ventilanordnung ebenfalls in das Rücklaufrohr der Rücklauffilteranordnung integriert, wobei durch die Anordnung des Bypass-Ventils entfernt vom Ende des Rücklaufrohrs vermieden wird, daß beim Ansprechen des Bypass-Ven­ tils Schmutz von der Schmutzseite vom Filterelement in den Vorrat an Hydraulikflüssigkeit im Reservoir getragen wird.

Vorzugsweise wird das Filterelement mindestens teilweise unter den Hydraulikflüssigkeitsspiegel tauchend angeordnet und an seiner äußeren Mantelfläche Öffnungen für den Austritt der Hy­ draulikflüssigkeit vorgesehen. Diese Öffnungen in der Mantel­ fläche des Filterelements können als Diffusor wirken, der sonst am Einlaufende der Rücklauffilteranordnung in dem Hydraulikre­ servoir zusätzlich vorgesehen sein muß, um zu starke gerichtete Strömungen beim Rücklauf im Vorrat an Hydraulikflüssigkeit zu vermeiden. Solche zu starken Strömungen können unter Umständen dazu führen, daß Gasanteile mitgerissen und in die Hydraulik­ flüssigkeit eingetragen werden, wodurch es zu einem Aufschäumen der Hydraulikflüssigkeit kommt, was für den Betrieb der Hydrau­ liksysteme von Nachteil ist. Vorzugsweise wird das Bypass-Ven­ til benachbart zum oberen Ende des Filterelements angeord­ net, so daß eine besonders große Sicherheit gegen das Mitreißen von Schmutzanteilen von der Schmutzölseite des Filterelements beim Ansprechen des Bypass-Ventils gegeben ist.

Häufig wird das auf das Rücklaufrohr aufgesetzte Filter ein zy­ lindrisches Filterelement sein, insbesondere in Form eines Fal­ tenfilters. Die Filterelemente weisen häufig eine äußere zylin­ drische Mantelwandung auf, welche der Stützung des eigentlichen Filtermaterials dient. Dieser Mantel kann, wie oben beschrie­ ben, einerseits Öffnungen aufweisen, die sich vorzugsweise über ca. 2/3 der Höhe der Mantelfläche erstrecken, wobei öffnungs­ freie Bereiche der Mantelfläche benachbart zum oberen und unte­ ren Ende des Filterelements angeordnet sind. Der öffnungsfreie Bereich am oberen Ende des Filterelements verhindert einen Aus­ tritt von Hydraulikflüssigkeit oberhalb des Flüssigkeitsspie­ gels im Reservoir und damit eine Verschäumung der Flüssigkeit. Der öffnungsfreie Bereich am unteren Ende des Filterelements schafft einen symmetrischen Aufbau des Filterelements, so daß ein Einbau mit unzulässiger Orientierung ausgeschlossen ist.

Bevorzugt wird das Filterelement gegen das Auflager elastisch vorgespannt, insbesondere mittels eines hohlzylindrischen gum­ mielastischen Elements, beispielsweise einer Gummitülle, wel­ ches auf dem Rücklaufrohr oberhalb des Filterelements angeord­ net ist. Dies garantiert die Abdichtung des Filterelements und insbesondere den notwendigen Abstand von der Tankoberseite, d. h. ein ausreichendes Eintauchen des Filterelements in die Hy­ draulikflüssigkeit, so daß es beim Rücklaufen der Hydraulik­ flüssigkeit in das Reservoir zu keiner Schaumbildung kommt. Au­ ßerdem wird durch den Reibschluß der Gummitülle die weiter un­ ten angesprochene Gewindeverbindung gegen ein ungewolltes Lösen gesichert.

Schließlich kann ein Endstück des Rücklaufrohrs an seinem obe­ ren Ende einen Gewindeabschnitt, insbesondere einen Außengewin­ deabschnitt aufweisen, der eine Schraubverbindung mit weiteren Teilen des Rücklaufrohrs, die beispielsweise mit dem Gehäuse­ deckel des Reservoirs verbunden sind, zuläßt. Weiter bevorzugt wird am unteren Ende des Rücklaufrohrs eine Handhabe vorgese­ hen, mit der das Rücklaufrohr bei montiertem Filterelement und aufgesetzter Gummitülle leicht von Hand und insbesondere ohne Zuhilfenahme von Werkzeug schraubbar ist.

Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigt im einzel­ nen:

Fig. 1 eine vereinfachte Gesamtdarstellung eines Hydraulik­ flüssigkeitsreservoirs mit einer erfindungsgemäßen Rücklauffilteranordnung in teilweiser Schnittansicht.

Fig. 1 zeigt ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichne­ tes Hydraulikflüssigkeitsreservoir mit einer erfindungsgemäßen Rücklauffilteranordnung 11, welches an seiner Oberseite mit ei­ nem Behälterdeckel 12 verschlossen ist. Der Deckel 12 des Re­ servoirs 10 weist eine Öffnung 14 auf, durch welche ein Rück­ laufrohr 16 der Filteranordnung 11 in das Reservoir 10 führt.

Das Rücklaufrohr 16 umfaßt einen unteren rohrförmigen, beidsei­ tig offenen Montageabschnitt 18, der vorzugsweise, wie hier ge­ zeigt, über eine Schraubverbindung 20 mit dem Rest des Rück­ laufrohrs 16 verbindbar ist. An seinem unteren Ende trägt der Montageabschnitt 18 ein Griffteil 22, mit dem der Montageab­ schnitt 18 leicht ein- bzw. ausschraubbar ist.

Benachbart zu dem Griffteil 22 und in Richtung zur Schraubver­ bindung 20 versetzt, weist der Montageabschnitt 18 an seiner Außenseite einen ringsum laufenden Flansch 24 auf, welcher ein Auflager für ein auf dem Montageabschnitt 18 aufzusetzendes Filterelement 26 bildet. Die Abdichtung zwischen dem Montageab­ schnitt 18 und dem Filterelement 26 wird durch einen benachbart zum Flansch 24 angeordneten O-Ring 27 bewerkstelligt. An seinem der Schraubverbindung benachbarten Ende weist der Montageab­ schnitt 18 einen ringsum laufenden zylindrischen Absatz 28 auf, an dem zentrierend das obere Ende des Filterelements 26 im mon­ tierten Zustand anliegt.

Direkt unterhalb des umlaufenden Absatzes 28 weist der rohrför­ mige Montageabschnitt 18 mehrere regelmäßig über die Umfangs­ richtung verteilte Durchbrüche 30 auf, über die die rücklaufen­ de Hydraulikflüssigkeit zur Schmutzseite des Filterelements 26 gelangt. Wiederum direkt benachbart zu den Durchbrüchen 30, je­ doch stromabwärts von diesen angeordnet, ist im Innern des Mon­ tageabschnitts 18 ein Bypass-Ventil 32 angeordnet, welches eine federbelastete Scheibe 34 umfaßt, welche gegen einen nach innen vorspringenden Rand 36 des rohrförmigen Montageabschnittes 18 mittels einer Feder 38 dichtend anlegbar ist. Die Dichtungs­ scheibe 34 weist an ihrem Umfang ein oder mehrere Aussparungen 40 auf, welche im dichtenden Zustand der Dichtungsscheibe 34 von dem Rand 36 abgedeckt werden, jedoch in dem Augenblick, in dem durch ein Ansteigen des Drucks der Hydraulikflüssigkeit im oberen Bereich des Montageabschnitts 18, wenn die Dichtungs­ scheibe 34 nach unten gedrückt wird, momentan ein großer Durch­ trittsquerschnitt für die rückströmende Hydraulikflüssigkeit geschaffen wird. Bevorzugt wird die Federkraft der Schraubenfe­ der 38 so gewählt, daß die Dichtungsscheibe 34 von ihrem Sitz (Rand 36) bei einem Druckanstieg um Δp = 1,5^+0,5 bar abhebt.

Kommt es somit im Betrieb der erfindungsgemäßen Rücklauffilter­ anordnung 11 zu einem Kaltstart oder einem Erschöpfen der Kapa­ zität des Filterelements 26, was von einem zumindest teilweisen Zusetzen der Filtermaterialien des Filterelements 36 begleitet ist, zu einem Druckanstieg in der Rücklaufleitung 16, so öffnet das Bypass-Ventil 32 einen Durchtritt für die im Rücklaufrohr 16 rückfließende Hydraulikflüssigkeit und erlaubt dieser, durch den rohrförmigen Montageabschnitt 18 direkt durch dessen unte­ res, offenes Ende in den Vorrat der Hydraulikflüssigkeit im Re­ servoir 10 einzutreten. Dadurch, daß das Bypass-Ventil 32 be­ nachbart zum oberen Ende des Filterelements 26 angeordnet ist, besteht praktisch kaum die Gefahr, daß beim Öffnen des Bypass-Ven­ tils 32 Schmutz von der Schmutzseite des Filterelements 26 in den Hydraulikflüssigkeitsvorrat des Reservoirs 10 eingetra­ gen wird. Dem Bemühen, einen solchen Eintrag von Schmutz von der Schmutzseite des Filterelements in den Hydraulikvorrat zu vermeiden, dient auch die Verjüngung des Montageabschnitts 18 in dem Bereich zwischen dem Absatz 28, der zentrierend am obe­ ren Ende des Filterelements 26 anliegt, und dem nach innen wei­ senden Rand 36, so daß hier ein größerer Abstand zwischen der Innenseite des Filterelements 26 und der direkt zum Vorrat der Hydraulikflüssigkeit in dem Reservoir 10 durch das Bypass-Ven­ til 32 strömenden Hydraulikflüssigkeit geschaffen wird.

Um das Filterelement 26 in seiner Position auf dem Montageab­ schnitt 18 zu halten und abzudichten, wird auf den Montageab­ schnitt 18 ein biegeelastischer Ring 42 aufgeschoben, der ela­ stisch das Filterelement 26 gegen den Flansch 24 drückt und so das Filterelement 26 in seiner korrekten Montageposition auf dem Montageabschnitt 18 hält.

Dies stellt sicher, daß das Filterelement stets in der vorgege­ benen Position unterhalb des minimalen Hydraulikflüssigkeits­ spiegel, der neben der maximalen Füllhöhe des Reservoirs 10 mit dem Bezugszeichen 44 gekennzeichnet ist, bleibt.

Um ein Verschäumen der Hydraulikflüssigkeit in dem Reservoir 10 zu vermeiden, wird bevorzugt die durch das Filterelement 26 durchströmende Hydraulikflüssigkeit unterhalb des minimalen Hy­ draulikflüssigkeitsspiegels 44 in den Vorrat des Reservoirs 10 geleitet. Um möglichst einen gleichmäßigen Ausfluß von Hydrau­ likflüssigkeit über die Umfangsfläche des Filterelements 26 zu erreichen, wird das Filtermaterial des Filterelements 16, wel­ ches beispielsweise ein gefältetes Papierfilterelement sein kann, mit einem Blechmantel 46 umgeben, welcher praktisch über die gesamte Höhe des Filterelements 26 reicht. Dieser Blechman­ tel 46 weist auf einer vorgegebenen Fläche eine Perforation 48 auf, welche für ein gleichmäßiges nach allen Seiten gerichtetes Ausströmen der gereinigten Hydraulikflüssigkeit in den Vorrat des Reservoirs 10 sorgt und damit starke Strömungen innerhalb des Reservoirs 10 vermeidet. Die Perforation 48 des Blechman­ tels 46 endet in einer Höhe, die knapp unter dem minimalen Hy­ draulikflüssigkeitsspiegel 44 liegt. Damit ist sichergestellt, daß rückfließende Hydraulikflüssigkeit nicht zu einem Aufschäu­ men des Vorrats führt, was erhebliche Funktionsstörungen des Hydrauliksystems zur Folge haben könnte.

Bei der hier gezeigten Version der erfindungsgemäßen Rücklauf­ filteranordnung ist dieses mit dem Schraubgewinde 20 des Monta­ geabschnitts 18 in das Rücklaufrohr 16 eingeschraubt, welches Teil eines oberhalb des Reservoirs 10 angeordneten Steuerblocks 50 bildet. Der Steuerblock 50, der hier nicht weiter beschrie­ ben werden soll, da er ohne Bedeutung für die vorliegende Er­ findung ist, dient Steueraufgaben des Hydrauliksystems. Hier kann das Filterelement auf dem Montageabschnitt 18 zusammen mit dem Steuerblock 50 von dem Gehäusedeckel 12 des Reservoirs 10 abgenommen und durch Ausschrauben des Montageabschnitts 18 mit Hilfe des Griffteils 22 nach Entfernen des Rings 42 leicht von dem Montageabschnitt 18 abgezogen und ausgewechselt werden.

Andere Lösungen beinhalten die, daß der Montageabschnitt 18, der ein Teil des Rücklaufrohrs 16 bildet, direkt in ein lösba­ res Deckelteil des Behälters 12 einschraubbar ist, so daß die­ ses zusammen mit dem Deckel von dem Reservoir 10 genommen und dann, wie zuvor beschrieben, ausgewechselt werden kann.

Bei einer weiteren Variante kann der Montageabschnitt 18 fest mit dem Rücklaufrohr 16 verbunden sein, wobei dann das Griff­ teil 22 zusammen mit dem Flansch 24 abschraubbar ist und das Filterelement 26 zum Auswechseln freigeben.

Claims (8)

1. Rücklauffilteranordnung zum Rückführen von Hydraulikflüs­ sigkeit zu einem Reservoir eines Hydrauliksystems, wobei die Rücklauffilteranordnung ein in das Reservoir bis unter den Flüssigkeitsspiegel der Hydraulikflüssigkeit führendes Rücklaufrohr sowie ein Filterelement für die rücklaufende Hydraulikflüssigkeit sowie eine Bypass-Ventilanordnung um­ faßt, welche beim Überschreiten eines vorgebenen Druckab­ falls über dem Filterelement einen Rückfluß der Hydraulik­ flüssigkeit am Filterelement vorbei direkt zum Reservoir er­ laubt, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement koa­ xial auf dem Rücklaufrohr im Innern des Reservoirs angeord­ net ist, daß das Rücklaufrohr an seinem unteren Ende ein Auflager für das untere Ende des Filterelements aufweist, daß die Rücklaufleitung entfernt von seinem unteren Ende ein Bypassventil enthält sowie stromaufwärts von diesem Bypassventil eine durch die Rohrwandung durchgehende Öff­ nung aufweist, welche das Innere des Rücklaufrohrs mit der Schmutzseite des Filterelements verbindet, und daß das Fil­ terelement gegen das Auflager am unteren Ende des Rücklauf­ rohrs vorgespannt gehalten ist.

2. Rücklauffilteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Filterelement mindestens teilweise unter den Hydraulikflüssigkeitsspiegel tauchend angeordnet ist und an seiner äußeren Mantelfläche Öffnungen für den Aus­ tritt der Hydraulikflüssigkeit aufweist.

3. Rücklauffilteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die mit Öffnungen versehene Mantelfläche des Filterelements über ca. 2/3 der Höhe der Mantelfläche erstreckt, wobei öffnungsfreie Bereiche der Mantelfläche benachbart zum oberen und unteren Ende des Filterelements angeordnet sind.

4. Rücklauffilteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bypassventil benachbart zum oberen Ende des Filterelements angeordnet ist.

5. Rücklauffilteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement ein Falten­ filter ist.

6. Rücklauffilteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement insbesondere mittels eines hohlzylindrischen gummielastischen Elements, welches auf dem Rücklaufrohr oberhalb des Filterelements angeordnet ist, gegen das Auflager elastisch vorgespannt und abdichtend gehalten ist.

7. Rücklauffilteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rücklaufrohr an seinem obe­ ren Ende einen Gewindeabschnitt zur Herstellung einer Schraubverbindung mit einem Gehäusedeckel des Reservoirs aufweist.

8. Rücklauffilteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflager am unteren, freien Ende des Rücklaufrohrs lösbar befestigbar ist.