DE202019105323U1 - Filterelement zur Verwendung in einem Filter und Filter mit einem Filterelement - Google Patents

Filterelement zur Verwendung in einem Filter und Filter mit einem Filterelement Download PDF

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Abstract

Filterelement (2), insbesondere austauschbares Filterelement, insbesondere zum Abscheiden von Partikeln und/oder Gasen und/oder Flüssigkeiten, insbesondere eine Filterpatrone, zur Verwendung in einem Filter, insbesondere einem Druckluftfilter, insbesondere als Teil eines Filters 45 mit mehreren Filterstufen, umfassend einen im Wesentlichen rohrförmigen Körper (27), mit einer ringförmigen Stirnseite (21), die einem Filterkopf (3) zugewandt ist, einer von der Stirnseite (21) beabstandeten Unterseite (28), die dem Filterkopf (3) abgewandt ist, einer Umfangsfläche (29), die sich entlang einer Mittelachse (18), insbesondere einer Rotationsachse, erstreckt,
- wobei die Umfangsfläche (29) die Stirnseite (21) und die Unterseite (28) miteinander verbindet,
- wobei im Bereich der Stirnseite (21) mehrere, vorzugsweise vier, radial zur Mittelachse (18) verlaufende Haltearme (30) vorgesehen sind,
- wobei an der Stirnseite (21) eine ringförmige, insbesondere kreisringförmige Filterelementdichtfläche (6) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltearme (30) gegenüber der Filterelementdichtfläche (6) vorstehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Filterelement, insbesondere ein austauschbares Filterelement, insbesondere zum Abscheiden von Partikeln und/oder Gasen und/oder Flüssigkeiten, insbesondere eine Filterpatrone, zur Verwendung in einem Filter, insbesondere einem Druckluftfilter, insbesondere als Teil eines Filters mit mehreren Filterstufen. Das Filterelement umfasst einen im Wesentlichen rohrförmigen Körper, mit einer ringförmigen Stirnseite, die einem Filterkopf zugewandt ist, einer von der Stirnseite beabstandeten Unterseite, die dem Filterkopf abgewandt ist, einer Umfangsfläche, die sich entlang einer Mittelachse, insbesondere einer Rotationsachse, erstreckt, wobei die Umfangsfläche die Stirnseite und die Unterseite miteinander verbindet. Im Bereich der Stirnseite sind mehrere, vorzugsweise vier, radial zur Mittelachse verlaufende Haltearme vorgesehen, wobei an der Stirnseite ebenfalls eine kreisringförmige Filterelementdichtfläche vorgesehen ist.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Filter mit einem solchen Filterelement.
  • Filterelemente werden in der Regel zur Filtration von fließfähigen Medien innerhalb eines Filters eingesetzt. Solche Medien können beispielsweise Gase aber auch Flüssigkeiten wie Wasser oder Kraftstoff oder dergleichen sein. Die Filterelemente werden von zu filtrierendem Medium durchströmt, wobei Verunreinigungen abgeschieden werden. Ein solches Filterelement weist in der Regel einen Körper auf, in dem sich ein Filtermedium befindet, das durchströmt wird. In der Regel ist ein Filterkopf vorgesehen, über den das zu filtrierende Fluid zugeleitet und das filtrierte Fluid abgeleitet wird. Vergleichbare Filterelemente weisen außerdem Befestigungsvorrichtungen auf, mit denen die Filterelemente relativ zum Filterkopf befestigt werden können, um zum Filterkopf über einen Dichtkörper abzudichten. Hierzu kann das Filterelement beispielsweise direkt mit dem Filterkopf verschraubt werden. Eine andere Art der Befestigung erfolgt über eine Filterhülse beziehungsweise einen Filtertopf, wobei das Filterelement in die Filterhülse eingelegt wird und am verschlossenen Ende der Filterhülse anliegt. Hierbei bildet das verschlossene Ende der Filterpatrone ein Widerlager zum Filterkopf, wobei das Filterelement zwischen Filterkopf und dem Widerlager verspannt wird.
  • Ein eingangs erwähntes Filterelement ist aus der US 2007/0095744 A1 bekannt. Hierbei handelt es sich um einen Fluidfilter mit austauschbarer Filterkartusche mit einem rohrförmigen Körper, einem verschlossenen Ende und einer ringförmigen offenen Stirnseite. Des Weiteren sind Haltearme vorgesehen, die in Vertiefungen in der offenen Seite der Filterhülse liegen, wobei die Haltearme gegenüber der Filterelementdichtfläche, an der das Filterelement zum Filterkopf hin abdichtet, zurückstehen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement mit baulich verbesserten Halterungen bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch das Filterelement gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Ein erfindungsgemäßes 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 vier, radial zur Mittelachse verlaufende Haltearme vorgesehen. An der Stirnseite ist die (kreis-)ringförmige Filterelementdichtfläche vorgesehen, wobei die Haltearme gegenüber der Filterelementdichtfläche vorstehen. Hierbei dienen die Haltearme der Positionierung des Filterelements und als Halterung der Filterpatrone, und legen somit die Position der Filterpatrone zum Filterkopf hin eindeutig fest. Hierdurch wird es ermöglicht, dass das Filterelement, wie zuvor baulich festgelegt, angeströmt wird.
  • Dank der gegenüber der Filterelementdichtfläche vorstehenden Haltearme ergibt sich eine günstige Krafteinleitung. Des Weiteren schützen die vorstehenden Haltearme die Filterelementdichtfläche vor einer Beschädigung beim Transport oder bei der Handhabung/Montage des Filterelements. Außerdem können Materialanhäufungen bei der Fertigung verhindert werden.
  • Wenn eine eindeutige Drehposition gewünscht wird, kann zumindest einer der Haltearme abweichend von den anderen Haltearmen ausgestaltet sein, der dann in eine korrespondierende Aufnahmeeinrichtung an der Filterpatrone eingreift.
  • Die Haltearme können im Wesentlichen im Querschnitt L-förmig sein. Auch können die Haltearme gegenüber der Filterelementdichtfläche 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. 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, 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 Millimeter 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 Aussparung erleichtert.
  • Zusätzlich können Zentrierungsrampen am Übergang zwischen den Haltearmen und der Umfangsfläche vorgesehen sein. Die Zentrierungsrampen gehen hierbei in einen Winkel zwischen 70° und 5°, 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 Millimeter betragen kann. Der kleinste Abstand zwischen der Filterelementdichtfläche und den Abstützflächen beträgt in Axialrichtung zwischen 0 und 4 Millimeter, vorzugsweise 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 ein besonders stabiler Sitz der Haltearme in einer korrespondierenden Aussparung gewährleistet. Des Weiteren dienen die Endflächen als Griffbereich für das Entfernen der Filterelemente aus der umgebenden Filterhülse und erleichtern somit das Wechseln der Filterelemente.
  • 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 (kreis-)ringförmigen 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 Haltearme aufweisen, wobei das Filterelement lediglich über die in den Aufnahmeeinrichtungen angeordneten Haltearme 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 Haltearme auf. Unter anderem können die Enden der Einschnitte Widerlager bilden, die, passend zu den konvexen Abstützflächen der Haltearme, konkav geformt sind. Hierbei nehmen die Widerlager die Kräfte auf, die durch die Verpressung und die Druckbelastung des Dichtkörpers entstehen. Durch dieses Zusammenwirken zwischen Aufnahmeeinrichtungen und Haltearmen 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.
  • Vorteilhafterweise 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 Befestigungserweiterung einen Einrasthinterschnitt aufweisen, der durch eine filterkopfseitige Einbuchtung im Endbereich der Befestigungserweiterung 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 betrifft einen Filter mit wenigstens zwei Filterstufen. Die Filterelemente haben beispielsweise unterschiedliche Filtereigenschaften. 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 Filter 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 Filters 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.
  • Eine solche Dichtungsanordnung kann insbesondere im Bereich von Druckluftfiltern, beispielsweise als Teil eines Filters 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.
  • Diese 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.
  • Hierbei steigen die Teilflächen der Filterkopfdichtfläche und die Teilflächen der Filterelementdichtfläche zur Mitte zwischen den Teilflächen hin derart an, 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.
  • 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 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 Zusammenwirken 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 Zusammenspiel 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 Haltenut zur Aufnahme eines Halteelements aufweist. Insbesondere ist das Halteelement derart gestaltet, dass in Zusammenwirkung mit der Haltenut, eine lösbare Rastverbindung entsteht, wobei die Rastverbindung die Filterkopf-Seite des Dichtkörpers in Anlage zur Filterkopfdichtfläche hält. Hierbei verläuft die Haltenut im Bereich der Einbuchtung, vorzugsweise im Grund der ersten Einbuchtung. Das Halteelement steht zwischen den beiden Teilflächen der Filterkopfdichtfläche vor. Vorzugsweise steht das Halteelement 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 nahezu linienförmigen Dichtflächen 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 Halteelement und die Haltenut können derart gestaltet sein, dass zwischen dem Grund der Haltenut und dem Bereich des Halteelements, welcher der Filterelementdichtfläche am Nächsten liegt, ein Dichtsitz besteht. Dies wird vorzugsweise dadurch erzielt, dass die Tiefe der Haltenut in Axialrichtung im nicht montierten Zustand des Dichtkörpers kleiner als die Höhe des Halteelements 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 Halteelement und eine korrespondierende Ausnehmung im Dichtkörper gebildet sein, wobei die Erweiterung in Radialrichtung zu einer Mittelachse des Dichtkörpers nach außen vorsteht. Hierbei weist die entgegengesetzte Seite des Halteelements keine Ausbuchtung auf und ist in Richtung der Mittelachse plan. Somit ist das Halteelement im Querschnitt im Westlichen L-förmig. Ein derart gestaltetes Halteelement gewährleistet eine Maximierung der Standzeit des Dichtkörpers, da nur eine außenseitige Belastung der Haltenut erfolgt.
  • Besonders vorteilhaft ist, wenn der Dichtkörper eine Härte zwischen 60 Shore A und 90 Shore A, vorzugsweise zwischen 60 Shore A und 80 Shore A, besonders bevorzugt 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 α 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 Haltenut in den Dichtkörper erstreckt und beide Dichtungsteilflächen in Radialrichtung zur Mittelachse in einem Außenwinkel α1 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 Höhenversatz 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.
  • 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.
  • 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.
  • Soweit dies für die entsprechenden Erläuterung von Belang ist, wird bei den vorstehenden Ausführungen grundsätzlich vom montierten Zustand des Filterelements mit einem verpressten Dichtkörper ausgegangen. In diesem 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, wurde dies explizit erwähnt.
  • 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 nachfolgend anhand der beschriebenen Figuren erläutert. Die Figuren zeigen:
    • 1 einen Ausschnitt einer Schnittansicht einer Filterstufe mit einer Dichtungsanordnung und einem Filterelement,
    • 2 einen Ausschnitt einer Schnittansicht einer Dichtungsanordnung,
    • 3 einen vergrößerten Ausschnitt einer Schnittansicht einer Dichtungsanordnung,
    • 4 ein Krafteinwirkungsdiagramm eines axial und umfangsseitig belasteten Dichtkörpers,
    • 5 eine perspektivische Ansicht eines Filterelements,
    • 6 eine perspektivische Ansicht einer Filterhülse mit einem Filterelement,
    • 7 einen Teilschnitt einer Unteransicht eines Filterkopfes und
    • 8 eine Seitenansicht eines mehrstufigen Filters.
  • In 1 und 2 ist eine Dichtungsanordnung 1 für einen Filter, insbesondere einen Druckluftfilter, insbesondere als Teil eines Filters mit mehreren Filterstufen 45, 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 beziehungsweise zur umgebenden Atmosphäre 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 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 F1, 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 F1, F2 nur bei einem Druckunterschied zwischen Innenfläche 9 und Außenfläche 10 entsteht. In 4 sind die Kräfte dargestellt, die auf die Dichtflächen 5, 6 wirken, wenn die Dichtungsanordnung 1 außenflächig F1 belastet wird.
  • Wie aus 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 3 ist gezeigt, dass der Dichtkörper 4 auf der Filterkopf-Seite 7 eine umlaufende Haltenut 15 zur Aufnahme eines Halteelements 16 aufweist. Das Halteelement 16 ist derart gestaltet, dass in Zusammenwirkung mit der Haltenut 15, eine lösbare Rastverbindung 17 entsteht. Die Rastverbindung 17 hält die Filterkopf-Seite 7 in Anlage zur Filterkopfdichtfläche 5, wobei die Haltenut 15 im Bereich der Einbuchtungen 11, 12, vorzugsweise im Grund der ersten Einbuchtung 11 verläuft. Das Halteelement 16 steht zwischen den beiden Teilflächen 13, 14 der Filterkopfdichtfläche 5 vor. Im Speziellen steht das Halteelement 16 entlang eines Kreisrings gegenüber der Filterkopfdichtfläche 5 vor.
  • Die zweite Einbuchtung 12 erstreckt sich zumindest über die Hälfte, 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 Hälfte, 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 3 und auch aus 4 hervorgeht, sind das Halteelement 16 und die Haltenut 15 derart gestaltet, dass zwischen dem Grund der in 4 gezeigten Haltenut 15 und dem Bereich des Halteelements 16, welcher der Filterelementdichtfläche 6 am Nächsten liegt, ein Dichtsitz besteht. Dies wird dadurch erzielt, dass die Tiefe der Haltenut 15 der Dichtung im nicht montierten Zustand des Dichtkörpers 4 zumindest so groß wie die Höhe des Halteelements 16 in Richtung der Mittelachse 18, vorzugsweise kleiner als die Höhe des Halteelements 16 ist.
  • Weiter ist gezeigt, dass die Rastverbindung 17 durch eine einseitige Erweiterung 19 am Halteelement 16 und eine korrespondierende Ausnehmung 20 im Dichtkörper 4 gebildet ist. Die Erweiterung 19 steht in Radialrichtung zu einer in 1 gezeigten Mittelachse 18 des Dichtkörpers 4 nach außen vor. Die entgegengesetzte Seite des Halteelements 16 weist keine Ausbuchtung auf und ist in Richtung der Mittelachse 18 eben. Das Halteelement 16 ist im wesentlichen L-förmig gestaltet, was in 3 spiegelverkehrt gezeigt ist.
  • Der gezeigte Dichtkörper 4 weist außerdem eine Härte zwischen 60 Shore A und 80 Shore A, vorzugsweise 70 Shore A auf.
  • In 4 ist gezeigt, dass die Teilflächen 13, 14 der Filterkopfdichtfläche 5 und der Filterelementdichtfläche 6 in Radialrichtung zur Mittelachse 18 in einen Innenwinkel α kleiner 180°, vorzugsweise zwischen 130° und 170° zueinander stehen. Weiter weist die Filterkopf-Seite 7 des Dichtkörpers 4 zwei kreisringförmige umlaufende Dichtungsteilflächen 23, 24 auf, zwischen denen sich die Haltenut 15 in den Dichtkörper 4 erstreckt. Beide Dichtungsteilflächen 23, 24 weisen in Radialrichtung zur Mittelachse 18 einen Außenwinkel α1 kleiner 180°, vorzugsweise zwischen 125° und 175° zueinander auf.
  • Da der Dichtkörper 4 in 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 Teilflächen 13, 14, zur Mitte zwischen beiden Teilflächen 13, 14 hin, in Richtung des Filterkopfes 3 erstrecken. Beispielsweise wird eine gezeigte Verpressung des 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 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 mit mehreren Filterstufen ausgestattet.
  • Das gezeigte Filterelement 2 umfasst einen im Wesentlichen rohrförmigen Körper 27, mit einer ringförmigen Stirnseite 21, die einem, unter anderem in 1 und 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 und/oder der Stirnseite 21 in axialer Richtung und in Radialrichtung nach außen vor, wobei die Haltearme 30 von der Umfangsfläche 29 radial nach außen vorstehen.
  • Wie aus 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, vorzugsweise an die Endflächen 49 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 Millimeter. 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 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 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.
  • 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 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 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 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 6 zusammenwirken, vorzugsweise wobei zwischen den Haltebolzen 37 und dem Filterkopf 3 eine Metall-auf-Metall-Konusdichtung 44 vorgesehen ist.
  • In 8 ist ein mehrstufiger Filter 45 mit mehreren 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.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2007/0095744 A1 [0004]

Claims (14)

  1. Filterelement (2), insbesondere austauschbares Filterelement, insbesondere zum Abscheiden von Partikeln und/oder Gasen und/oder Flüssigkeiten, insbesondere eine Filterpatrone, zur Verwendung in einem Filter, insbesondere einem Druckluftfilter, insbesondere als Teil eines Filters 45 mit mehreren Filterstufen, umfassend einen im Wesentlichen rohrförmigen Körper (27), mit einer ringförmigen Stirnseite (21), die einem Filterkopf (3) zugewandt ist, einer von der Stirnseite (21) beabstandeten Unterseite (28), die dem Filterkopf (3) abgewandt ist, einer Umfangsfläche (29), die sich entlang einer Mittelachse (18), insbesondere einer Rotationsachse, erstreckt, - wobei die Umfangsfläche (29) die Stirnseite (21) und die Unterseite (28) miteinander verbindet, - wobei im Bereich der Stirnseite (21) mehrere, vorzugsweise vier, radial zur Mittelachse (18) verlaufende Haltearme (30) vorgesehen sind, - wobei an der Stirnseite (21) eine ringförmige, insbesondere kreisringförmige Filterelementdichtfläche (6) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltearme (30) gegenüber der Filterelementdichtfläche (6) vorstehen.
  2. Filterelement (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltearme (30) im Wesentlichen L-förmig sind und/oder dass die Haltearme (30) gegenüber der Filterelementdichtfläche (6) in axialer Richtung und/oder in Radialrichtung nach außen vorstehen und/oder dass die Haltearme (30) an der Umfangsfläche (29) radial nach außen vorstehen.
  3. Filterelement (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltearme (30) fest mit der Filterelementdichtfläche (6) verbunden, vorzugsweise einstückig mit der Filterelementdichtfläche (6) sind.
  4. Filterelement (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltearme (30) jeweils eine Abstützfläche (47) aufweisen, die in die entgegengesetzte Richtung der Filterelementdichtfläche (6) weist, vorzugsweise wobei die Abstützfläche (47) konvex gewölbt ist und/oder der Abstand zwischen der Filterelementdichtfläche (6) und den Abstützflächen (47) in Axialrichtung zwischen 0 und 4 Millimeter, vorzugsweise zwischen 1 und 2 Millimeter, beträgt.
  5. Filterelement (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltearme (30) jeweils eine Endfläche (49) aufweisen, die sich an dem freiliegenden Ende des jeweiligen Haltearms (30) befindet, das in Radialrichtung von der Umfangsfläche (29) weg weist, vorzugsweise wobei der Abstand zwischen der Mitte der Filterelementdichtfläche (6) und der Endfläche (49) in Radialrichtung zwischen 12 und 18 Millimeter beträgt, vorzugsweise wobei der Abstand zur Mitte der Filterelementdichtfläche (6) zwischen 14 und 16 Millimeter beträgt.
  6. Filterelement (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (2) derart gestaltet ist, dass auf die Filterelementdichtfläche (6) im Wesentlichen nur Axialkräfte wirken, vorzugsweise wobei die Haltearme (30) ein Widerlager (50) gegenüber den Axialkräften bilden, vorzugsweise wobei die Axialkräfte durch die Verpressung des Dichtkörpers (4) entstehen, der an der Filterelementdichtfläche (6) anliegt, vorzugsweise wobei die Haltearme (30) in Axialrichtung flexibel sind und als Ausgleichselement zwischen dem an der Filterelementdichtfläche (6) anliegenden Dichtkörper (4) und Aufnahmeeinrichtungen (36), welche die Haltearme (30) aufnehmen, bilden.
  7. Filter (45) mit wenigstens einem Filterkopf (3), einer Filterhülse (33) und einem Filterelement (2), wobei des Weiteren ein Dichtkörper (4) vorgesehen ist, der an der ringförmigen Filterelementdichtfläche (6) des Filterelements (2) derart anliegt, dass der Dichtkörper (4) einen Außenraum (31), der sich außerhalb des Filterelements (2) und innerhalb der Filterhülse (33) befindet, von einem Innenraum (32), der sich innerhalb des Filterelements (2) befindet, zwischen dem Filterkopf (3) und Filterelement (2) voneinander abtrennt.
  8. Filter (45) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterhülse (33) im Wesentlichen rohrförmig ist und mit einer dem Filterkopf (3) zugewandten offenen Filterhülsenstirnseite (34) und einer entlang der Mantelfläche verlaufende Filterhülsenaußenseite (35) versehen ist, vorzugsweise wobei die Filterhülse (33) das Filterelement (2) umgibt und zur Umgebung hin abgrenzt, vorzugsweise wobei die Filterhülsenstirnseite (34) Aufnahmeeinrichtungen (36) für die Haltearme (30) aufweist, vorzugsweise 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.
  9. Filter (45) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtungen (36) zumindest durch durchgehende Einschnitte (38) gebildet sind, die an der Filterhülsenstirnseite (34) beginnen und radial zur Mittelachse (18) verlaufen, vorzugsweise wobei die Aufnahmeeinrichtungen (36) die Haltearme (30) aufnehmen, vorzugsweise wobei die Enden der Einschnitte (38) Widerlager (50) bilden, die passend zu konkaven Abstützflächen (47) konvex geformt sind, vorzugsweise wobei die Widerlager (50) die Verpressungskraft aufnehmen, die durch die Verpressung des Dichtkörpers (4) entsteht.
  10. Filter (45) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim Dichtkörper (4) um eine axial wirkende Dichtung handelt, vorzugsweise wobei die Filterhülse (33) zum Filterkopf (3) hin mittels einer Radialdichtung (46) abdichtet.
  11. Filter (45) nach einem der Ansprüche 7 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Aufnahmeeinrichtungen (36) als Aufnahmeverriegelungseinrichtungen (51) ausgestaltet sind, die der Aufnahme der Haltearme (30) und der Aufnahme von Haltebolzen (37) dienen, die vorzugsweise am Filterkopf (3) angebracht und/oder radial zur Mittelachse (18) ausgerichtet sind, vorzugsweise wobei die Aufnahmeverriegelungseinrichtungen (51) derart ausgestaltet sind, dass die Haltebolzen (37) in der Art eines Bajonettverschlusses mit den Aufnahmeverriegelungseinrichtungen (51) zusammenwirken.
  12. Filter (45) nach einem der Ansprüche 7 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeverriegelungseinrichtungen (51) zusätzlich zu den axialen Einschnitten (38) eine Befestigungserweiterung (39) aufweist, vorzugsweise wobei die Befestigungserweiterung (39) durch einen weiteren Einschnitt gebildet ist, der von den axialen Einschnitte (38) abgeht und im Wesentlichen in Umfangsrichtung um Teile der Filterhülse (33) verläuft, vorzugsweise wobei die Befestigungserweiterung (39) einen Einrasthinterschnitt (40) aufweisen, der durch eine filterkopfseitige Einbuchtung im Endbereich der Befestigungserweiterung (39) gebildet ist.
  13. Filter (45) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtungsanordnung (1) zur fluiddichten Abdichtung zwischen dem Filterkopf (3) und dem Filterelement (2) vorgesehen ist, - wobei die Dichtungsanordnung (1) zusätzlich zu dem Dichtkörper (4) und der Filterelementdichtfläche (6) eine Filterkopfdichtfläche (5) umfasst, - wobei der ringförmige, elastische Dichtkörper (4) 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) aufweist, - wobei die Filterkopfdichtfläche (5) und die Filterelementdichtfläche (6) zumindest aus einer umlaufenden inneren Teilfläche (13) und einer umlaufenden äußeren Teilfläche (14) bestehen, wobei die Dichtungsanordnung (1) derart ausgebildet ist, dass sich der Dichtkörper (4), bei einer Druckbeaufschlagung, von der Innenfläche (9) und/oder der Außenfläche (10) aus, in Richtung der einwirkenden Kraft, zwischen den inneren Teilflächen (13) und/oder den äußeren Teilflächen (14) verkeilt.
  14. Filter (45) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Filterstufen mit jeweils einem Filterkopf (3), einer Filterhülse (33) und einem Filterelement (2) vorgesehen sind, vorzugsweise wobei die Dichtungsanordnungen (1) zur Abdichtung zwischen den Filterelementen (2) und Filterköpfen (3), die Aufnahmeeinrichtungen (36) der Filterhülsen (33) und die Haltearme (30) der Filterelemente (2) der zumindest beiden Filter im Wesentlichen gleichartig gestaltet sind.
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