DE2629466A1

DE2629466A1 - Patronenfilter

Info

Publication number: DE2629466A1
Application number: DE19762629466
Authority: DE
Inventors: Gary L Brooks
Original assignee: Sta Rite Industries LLC
Current assignee: Sta Rite Industries LLC
Priority date: 1975-06-30
Filing date: 1976-06-30
Publication date: 1977-01-20
Also published as: CA1050903A; FR2315974A1; AU1456076A; AU501724B2; FR2315974B1; JPS5444143B2; DE2629466C2; JPS526176A; US3988244A

Description

München, 30. Juni 1976 Mein Zeichen: Case SR-12

Sta-Rite Industries, Inc., Delavan, Wisconsin, VeSt.A«

Patronenfilter

Die Erfindung betrifft einen Patronenfilter₀ Bei vielen Flüssigkeitssystemen wird die Arbeitsflüssigkeit über einen Filter umgewälzt, um in der Flüssigkeit vorhandene Fremdkörper zurückzuhalten und zu verhindern, dass sie die Motore oder sonstige Arbeitssysteme verstopfen oder beschädigen. Um die Flüssigkeit zu reinigen, können auswechselbare Filter oder Siebe in einer Leitung angeordnet werden, die mit dem Flüssigkeitssystem verbunden ist. Für Systeme mit grossem Filterungsbedarf verwendet man gern konzentrisch zueinander angeordnete Filterelements.

Ein typischer Filter dieser Art enthält zwei konzentrisch zueinander angeordnete Filterelemente, die in einem Gehäuse angeordnet sind. Dabei ist für jedes der Filterelemente eine starre Stützkonstruktion vorgesehen, um zu verhindern, dass die Filterelemente durch die Kraft des Flüssigkeitsdruckes zusammengedrückt werden.

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Diese starren Stützkonstruktionen erhalten die Form der Filterelemente und lassen zwischen den beiden Filterelementen einen ausreichenden Raum für die Strömung der gefilterten Flüssigkeit zum Auslass frei» Da jedes der Stützelemente genügend stark und starr sein muss, um die Gesamtkraft aufzunehmen, der jedes Filterelement ausgesetzt ist, weisen diese Filter eine Reihe von Nachteilen auf, insbesondere eine umständliche, schwere und recht teure Konstruktion.

Sine andere bekannte Vorrichtung (U₀So-Patentschrift 3 ^20 377) benutzt, um das Zusammendrücken der Filterelemente durch den auf die Filterflächen wirkenden Einlassdruck zu verhindern, konzentrisch angeordnete Filterelemente derart, dass die gegenüberliegenden Flächen derselben sich direkt gegeneinander abstützen, so dass die von aussen auf das äussere Filterelement und die von innen auf das innere Filterelement einwirkenden Kräfte sich aufheben,, Filter dieser Art haben den Nachteil des leichten Verstopfens und der reduzierten Strömung der Flüssigkeit, da kein freier Kanal vorhanden ist, durch den die Flüssigkeit zum Auslass strömen kann» Die Flüssigkeit kann vielmehr nur zwischen den Falten der Filterelemente hindurchfliessen; diese Falten stellen naturgemäss enge Kanäle dar, in sich leicht Fremdkörper ansetzen. Darüber hinaus wird dadurch die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit verringert und die Filter-

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kapazität herabgesetzte Ausserdera müssen die Filterelemente selbst genügend starr ausgebildet sein.

Ähnliche Schwierigkeiten treten auf, wenn nur ein einziges Filterelement zur Verwendung gelangt. In diesem Falle drückt die Einlassflüssigkeit gegen die eine Seite des Filterelements und kann es zusammendrücken, wenn keine starre Stützkonstruktion vorgesehen ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Filters der genannten Art, der einfach, billig in der Herstellung und Montage und von geringem Gewicht ist und eine hohe Filterleistung aufweist,. Insbesondere sollen die konzentrischen Filterelemente in einfacher und billiger Weise abgestützt und vor dem Zusammendrücken bewahrt werden, ohne dass der konzentrische Raum zwischen den Filterelementen in unzulässiger Weise yerengt wirdo Dies gilt in gleicher Weise für eine abgeänderte Ausführungsform mit nur einem.Filterelement, die für manche Zwecke bevorzugt wird. Hierbei ist lediglieh das eine der beiden Filterelemente durch eine undurchlässige Wandung ersetzte

Das Wesen der Erfindung geht aus der folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung sowie aus den Ansprüchen hervor.

Fig. 1 ist ein Querschnitt durch einen Patronenfilter mit zwei Filterelementen;

Fig. 2 ist ein Querschnitt nach 2-2 der Fig„ 1;

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Pig. 3.ist eine vergrösserte Ansicht eines Teiles des Stützelementes;

Fig. k ist ein Querschnitt einer abgeänderten Ausführungsform des Filters mit nur einem Filterelement; Figo 5 ist ein Querschnitt nach 5-5 der Figo ^„

Der in Figo 1 dargestellte Patronenfilter ist mit dern allgemeinen Bezugszeichen 10 bezeichnet* Er wird in den Flüssigkeitskreislauf eines Motors, einer hydraulischen Hebevorrichtung oder eines sonstigen Gerätes eingesetzt, um die Arbeitsflüssigkeit, Z₀ B„ Öl, zu filtern. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der Patronenfilter zwei Gehäuseteile, nämlich eine Gehäuseglocke 12 und ein Unterteil Ik₀ Er wird mit dem (nicht dargestellten) Flüssigkeitssystem durch einen Einlass l6 und einen Auslass 18 verbunden. Der Einlass l6 ist über eine grosse Öffnung 20 mit dem Innern des Gehäuses verbunden» Der Auslass 18 steht ebenfalls mit dem Innern des Gehäuses in Verbindung, und zwar über eine Öffnung 22, die mit dem ringförmigen Kanal 2k an der Oberseite des Unterteils Ik in Verbindung steht.

Auf dem Unterteil Ik stehen zwei ringförmige, gefaltete Filterelemente 26 und 28, die konzentrisch zur Öffnung 20 angeordnet und durch einen Zwischenraum 29 voneinander getrennt sind« Auf diese Weise gelangt die Arbeitsflüssigkeit, die in den Einlass 16 eintritt, durch die öffnung 20 in den Innenraum 37»

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Die unteren Enden der Filter 26 und 26 ruhen auf einer Halteplatte 30« Sie hat eine Mehrzahl von Öffnungen 35> die mit dem ringförmigen Kanal 24 in Verbindung stehen» Die in den äaum zwischen den beiden Filterelementen befindliche Flüssigkeit strömt daher durch dio Öffnungen 35 in den ringförmigen Kanal 2k und von dort in den Auslass 18» Um die Filterelemente 26 und 28 an ihrem Platz in dem Gehäuse zu halten, sind ein Haltebügel 3^ und eine obere, ringförmige Halteplatte 36 vorgesehen= Die Halteplatte 36 hat eine zentrale Öffnung 38, die den Innenraum 37 niit dem oberen Teil der Gehäuseglocke verbindet.

Darüber hinaus schliesst die obere Halteplatte den Zwischenraum 29 zwischen den Filterelementen 26 und 28 nach oben hin ab, so dass keine Flüssigkeit von oben her in den Zwischenraum 29 eintreten kann.

Die unter erhöhtem Druck in den Einlass l6 eintretende Flüssigkeit strömt durch die öffnung 20 in den Innenraum 37· Sin Teil dieser flüssigkeit durchdringt, wie durch die Pfeile in Fig« I angedeutet, das innere Filterelement 26 und tritt in den Zwischenraum 29 zwischen den beiden Filterelementen ein„ Ein weiterer Teil der Flüssigkeit tritt durch die Öffnung 38 in den oberen Teil der Gehäuseglocke ein und gelangt von dort in den das aussere Filterelement 28 umgebenden jiingraum. /on hier aus durchdringt die Flüssigkeit das äussere Filter-

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element 28 und gelangt ebenfalls in den Zwischenraum 29 zwischen den beiden Filterelementen, der infolge des Druckabfalls an den Filterelementen unter einem verhältnismässig geringen Druck steht»

Durch den beträchtlichen Druckabfall an den Filterelementen 26 und 28 werden starke resultierende Kräfte auf die Filterelemente ausgeübt, und zwar auf das innere Filterelement nach aussen und auf das äussere Filterelement nach innen» Diese Kräfte suchen die Filterelemente zusammenzudrücken und in den Zwischenraum 29 zu schieben»

Um diese Kräfte aufzufangen, ist in dem ringförmigen Zwischenraum 29 ein Stützelement 40 vorgesehen» Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Stützelement 4Ό ein weitmaschiges Netz aus FLunststoff od»dgl» in Form eines Bandes, das mehrfach umeinandergewiekelt wird» Infolge der Maschenanordnung gestattet das Stützelement ^f-O eine Flüssigkeitsströmung quer durch das Stützelement hindurch sowie in Längsrichtung desselben» Das Stützelement bietet der Strömung daher einen nur geringen Widerstand.

Das Stützelement ^O überträgt die Druckkräfte bezw. gleicht sie aus, die auf die Aussenflache des Filterelements 28 und auf die Innenfläche des Filterelements 26 einwirken» In dieser Weise nimmt das durchlässige Stützelement die im wesentlichen gleichen und entgegengesetzten Kräfte auf, so dass sie sich aufheben und ein Zusammendrücken der Filterelemente verhindern,, Da

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das Stützelement 40, um ein Zusammendrücken der Filterelemente zu verhindern, die Kräfte ausgleicht statt sie lediglich abzustützen, kann es aus einem billigen Material von verhaltnismassig geringer Widerstandskraft gefertigt werden. Es entfällt daher die Notwendigkeit der Verwendung einer starren Stützkonstruktion, welche die Filterelemente lediglich abstützt. Im Gegensatz zu den bisher verwendeten starren Stützkonstruktionen braucht das Stützelement ^O nur soviel Widerstandskraft zu haben, dass es nicht zusammengedrückt wird, und dass der Flüssigkeitsstrom in Längsrichtung nicht unterbrochen oder nennenswert beeinträchtigt wird_o

Im 3etrieb fliesst die zu filternde, unter Druck stehende Flüssigkeit durch den Einlass 16 und die Öffnung 20 in den Innenraum 37» Ein Teil dieser Flüssigkeit durchdringt das Filterelement 26„ Die gefilterte Flüssigkeit gelangt in den Zwischenraum 29» Der äest der Flüssigkeit fliesst durch die Mittelöffnung 38 in den Hingraum zwischen der Gehäuseglocke und dem äusseren Filterelement 28, durchdringt das Filterelement und gelangt ebenfalls in den Ringraum 29 zwiwchen den Filterelementen.

Die im Ringraum 29 befindliche Flüssigkeit fliesst dann in Längsrichtung des Filters durch das Stützelement k0_$ durch die Öffnungen 35 in den ringförmigen Kanal 2^, und von dort in den Auslass 18, um dem Kreislauf erneut zugeführt zu werden,,

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In Figo k·' und 5 ist eine abgeänderte Ausführungsform des Patronenfilters dargestellt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile.

Der in Figo 4· und 5 dargestellte Patronenfilter 110 hat eine Gehäuseglocke 12 und ein Unterteil 1^» Das letztere hat einen Einlass 16, einen Auslass 18 und Öffnungen 20 und 22, die mit dem Einlass Ib bezw. dem Auslass 18 in Verbindung stehen,, Ferner hat er einen Haltebügel J>h und eine obere Halteplatte I36 mit einer Hittelöffnung 1380

Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform enthält der Patronenfilter 110 nur ein einziges, ringförmiges Filterelement 128» Es erstreckt sich zwischen der oberen, ringförmigen Halteplatte 136 und einer unteren Halteplatte 132. Die Platte 132 hat Öffnungen 135, die mit dem ringförmigen Kanal 2^i- in Verbindung stehen»

Ebenfalls zwischen den Platten 132 und I36 erstreckt sich eine undurchlässige Wandung 150, die aus Kunststoff ododglo bestehen kann. Die Wandung 150 nimmt die Stelle des inneren ringförmigen Filterelements 26 der Figo 1 und 2 ein und kann gewissermassen als "Leerfilter" angesehen werden. Sie ist in einem gewissen Abstand vorn Filterelement 128 angeordnet, so dass ein ringförmiger Zwischenraum 129 entsteht«

Die in den Einlass 16 eintretende Arbeitsflüssigkeit fliesst durch die Öffnung 20 in den Innenraum 137, der durch die Innenfläche der Wandung 150 begrenzt wird₀ Sie fliesst dann, wie durch die Pfeile der Fig« h an-

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gedeutet, nach oben durch die Öffnung 138, und an der Innenseite der Gehäuseglocke 12 entlang zu dem das Filterelement 128 umgebenden Hingraum.

Infolge des Druckabfalls an dem Filterelement 128 wird auf dieses eine Kraft ausgeübt, die es nach innen, gegen die undurchlässige Wandung 150, zu drücken sucht« Um diese Kräfte aufzunehmen, ist im Ringraum 129 ein Stützelement ^O (Fig. 3) angeordnet„ Das grobmaschige Kunststoffband des Stützelements 40 (Fig. 4) ist in mehrfachen Windungen urn die Wandung 150 herumgewickelt» Ss lässt eine Strömung durch das Stützelement hindurch (radial) und in Längsrichtung (parallel zur Achse des Zylinders) zu„

Die auf das Stützelement 40 von aussen und von innen ausgeübten Kräfte heben sich im wesentlichen auf. 3s entfällt daher die Notwendigkeit, das Filterelement 128 und die Wandung 150 aus starrem und widerstandsfähigen Material anzufertigen, um ein Zusammendrücken durch den Flüssigkeitsdruck zu verhindern.

Im Betrieb tritt die Fremdkörper enthaltende Arbeitsflüssigkeit durch den Einlass 16 in den Patronenfilter ein. Von dort gelangt sie in den Innenraum des Filters und drückt von innen gegen die Wandung 150» Die gesamte Flüssigkeit fliesst dann, wie durch die Pfeile in Figo 4 angedeutet, durch die Öffnung 138 in den das Filterelement 128 umgebenden Hingraum, worauf sie durch das Filterelement hindurchtritt und gefiltert

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wirdo Die gefilterte Flüssigkeit tritt dann in den Hingraum 129 ein, wo sie durch die Öffnungen des Stützelenents ^-0 hindurch nach unten fliesst, um durch die Öffnungen 135 in den ringförmigen Kanal Zk- zu gelangen« Von dort strömt sie durch die Öffnungen 22 in den Auslass 18.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele, sondern umfasst auch Abänderungen, die im Rahmen des fachmännischen Könnens liegen.

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Claims

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Patentansprüche

ΐΛ Patronenfilter, enthaltend ein Gehäuse mit einem linlass, einem Auslass und einer Filterpatrone, welche innere und äussere konzentrische, im wesentlichen zylindrische, biegsame Elemente enthält, wobei die Innenfläche des inneren Elements und die Aussenflache des ausseren Elements dem Einlassdruck ausgesetzt sind, und wobei mindestens eines der Elemente ein gefaltetes Filterelement ist und die konzentrischen Elemente durch einen ringförmigen Zsischenraum getrennt sind, der mit dem Auslass in Verbindung steht,

dadurch gekennzeichnet, dass in dem ringförmigen Zwischenraum (129) zwischen den beiden Elementen (26 und 28 bezw. 150 und 128) ein im wesentlichen zylindrisches Stützelement (4-0) angeordnet ist, welches Öffnungen hat, die eine Flüssigkeitsströmung in dem ringförmigen Zwischenraum (129) gestatten, welches aus biegsamem Material besteht und Widerstand gegen ein Zusammendrücken in radialer Hichtung bietet, und welches die auf das innere und das äussere Element einwirkenden Kräfte aufnimmt„
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

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sowohl aas innere als auch das äussere Element gefaltete Filterelemente (26 und 28) sind„
3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Element ein gefaltetes Filterelement (128), und das andere eine undurchlässige Wandung (150) ist»
^. Filter nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (4-0) ein grobmaschiges Kunststoffnetζ mit zahlreichen Zwischenräumen ist, die eine Flüssigkeitsströmung ermöglichen,,
5· Filter nach Anspruch ^, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (*K)) aus einem Streifen eines Kunststoffnetzes besteht, der mehrfach umeinandergewiekelt ist»
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