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1. Gegenstand
der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft die Filterung von Fluiden, Filterelemente, Filter-Patronen,
Filter-Systeme und Verfahren zum Zusammenbau und zur Anwendung von
Filter-Systemen.
Insbesondere betrifft die Erfindung Filter, Filterpatronen und Verfahren
zur Reinigung von Fluiden in Verbindung mit dem Betrieb von z. B.
Verbrennungskraftmaschinen oder industriellen Prozessen. Diese Anwendungen
können Schmierstoff
Filter, Hydraulikfilter, Brennstoff-Filter und spin-on-Filter für Gase einschließen.
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2. Stand der
Technik
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Die
Filterung von Fluiden ist erforderlich, um die Fluide zu reinigen
und so die Betriebsanlagen zu schützen. Eine Filterung wird z.
B. bei Verbrennungskraft-Maschinen
bei hydraulischen Systemen, bei Kompressoren, bei Generatoren o.
dgl. angewendet. In typischen Systemen erfolgt die Filterung durch
den Einsatz eines Filtergerätes
mit einer Art Filtermedium. Nach einer gewissen Betriebszeit beginnt
das Filtermedium zu verstopfen und der Strömungswiderstand durch das Filtermedium
steigt auf einen nicht akzeptablen Wert an. Zu diesem Zeitpunkt
muss die Filtereinrichtung gewartet werden. Bei einigen Systemen
wird die gesamte Filtereinrichtung entsorgt und durch eine neue
Filtereinrichtung ersetzt. Bei einigen Systemen werden nur bestimmte
interne Komponenten des Filtergerätes ersetzt. Ferner wird in
anderen Systemen das Filtermedium nur gereinigt.
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Eine
Filterart verwendet spin-on-Filter. Angeschraubte spin-on-Filter
sind entsorgbare Elemente, die üblicherweise
ein Einweggehäuse
mit einem fest installierten, nicht austauschbaren Filterelement (oder
Filterpatrone) besitzen. Der Behälter,
der die Filterpatrone hält,
ist üblicherweise
mit einem Gewinde an einen Filterkopf angeschraubt. Die zu reinigende
Flüssigkeit
strömt
durch den Filterkopf in das Gehäuse,
um gefiltert zu werden. Die gereinigte Flüssigkeit verlässt das Gehäuse wieder
durch den Filterkopf. Nach einer gewissen Betriebszeit wird der
angeschraubte Filterbehälter
von dem Filterkopf entfernt und entsorgt. Danach wird ein neuer
Filterbehälter
an den Filterkopf angeschraubt.
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Andere
Lösungen
sind aus den U.S. Patenten 2.902.162, 4.853.118, 3.397.786, 3.232.437
und aus WO 97/37743 bekannt. Insbesondere beschreibt U.S. Patent
No. 2.902.162 eine schraubenhals-artige Filterpatrone, WP 07/37743
beschreibt einen topfartigen Patronenfilter, bei dem das Filterelement
aus dem Topf entfernt und ein neues Filterelement in den Topf eingesetzt
werden kann. U.S. Patent No. 4.853.118 beschreibt einen Flüssigkeitsfilter
mit einer Filterpatrone, die in eine durch ein Endelement verschlossene äußere Hülle eingesetzt
ist. U.S. Patent No. 3.397.786 beschreibt eine zwei-elementige Filteranordnung
mit mehreren Ventilen, die in einer äußeren durch ein Endelement
verschlossenen Hülle eingesetzt
sind. U.S. Patent No. 3.232.437 beschreibt eine angeschraubte Filterpatrone,
bei der die Filterpatrone in einer durch ein Endelement verschlossenen äußeren Hülle eingesetzt
ist.
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Es
ist weiterhin wünschenswert
die Herstellungskosten zu reduzieren und die Bedienungsfreundlichkeit
zu verbessern. Es ist ferner wünschenswert,
andere Bereiche der Filtergeräte,
der Montageverfahren und der Anwendungsverfahren zu verbessern.
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3. Beschreibung
der Erfindung
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Die
Erfindung beschreibt eine Filteranordnung mit einem Gehäuse, einer
Filterpatrone, die in dem Gehäuse
angeordnet ist, und eine Positionierungs-Vorrichtung. Die Positionierungs-Vorrichtung ist
so angeordnet, dass sie die Filterpatrone in einem Abstand von der
Wand des Gehäuses
hält, um
einen Strömungsweg
zwischen der Filterpatrone und der Gehäusewand zu gewährleisten.
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Bei
einigen Ausführungsformen
ist die Projektierungsanordnung als Teil der Endkappe konstruiert
und auf einem Teil der Filterpatrone angeordnet. Bei einigen Anwendungsformen
sind diese Teile gegeneinander vertauscht. Bei einigen Anwendungsformen
ist die Positionierungs-Anordnung auf einer Platte angeordnet, die
ein von der Endkappe separates Teil ist. Bei einigen Ausführungsformen
ragt die Positionierungs-Anordnung in einer axialen Richtung von
der Filterpatrone in Richtung auf eine offene Mündung des Gehäuses. Bei
anderen Ausführungsformen
ragt die Positionierungs-Anordnung in einer radialen Richtung von
der Filterpatrone in Richtung auf die Wand des Gehäuses. Andere
Ausführungsformen
besitzen dazwischen liegende Varianten, bei denen die Positionierungs-Anordnung in einem
Winkel angeordnet ist und sowohl radiale als auch axiale Komponenten
enthält.
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Es
werden Verfahren zum Bau oder zum Zusammenbau eines Filters und
Verfahren zur Filterung unter Verwendung der erfindungsgemäßen Konstruktionsarten
beschrieben. Bei einer Ausführungsform
ist ein Gehäuse
vorgesehen, eine Filterpatrone wird in das Gehäuse eingesetzt und es kommen
Anschläge
zwischen dem Gehäuse
und der Filterpatrone in Eingriff, um die Filterpatrone in dem Gehäuse zu sichern.
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4. Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Es
zeigt:
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1 einen
schematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Filters mit
einem Gehäuse
und einer Filterpatrone;
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2 eine
perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines in den Filter
gemäß 1 verwendeten
Enddeckels mit einer Positionierungs-Anordnung;
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3 einen
Querschnitt des Enddeckels gemäß 2;
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4 einen
fragmentarischen Querschnitt eines Teils eines Filters ähnlich 1,
der jedoch eine andere Ausführungsform
darstellt;
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5 einen
fragmentarischen Querschnitt eines Teils einer weiteren Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Filters;
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6 eine
Stirnansicht einer Filteranordnung mit einem erfindungsgemäßen Filterkopf
und einem erfindungsgemäßen Filter;
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7 einen
Querschnitt 7-7 gemäß 6, der
den Filterkopf und eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters
zeigt;
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8 einen
Querschnitt des Filtergehäuses gemäß 7;
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9 eine
Stirnansicht der in der Filteranordnung gemäß 6 und 7 verwendeten
Filterpatrone;
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10 einen
Querschnitt 10-10 der Filterpatrone gemäß 9;
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11 eine
Stirnansicht des mit der Filterpatrone gemäß 9 und 10 verwendeten
Enddeckels;
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12 einen
Querschnitt 12-12 des in 11 dargestellten
Enddeckels;
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13 eine
perspektivische Ansicht einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
eines Filters;
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14 eine
Draufsicht der Ausführungsform gemäß 13
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15 einen
schematischen Querschnitt 15-15 gemäß 14 der
in 13 und 14 dargestellten
Ausführungsform;
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16 einen
schematischen Querschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform einer
Filteranordnung;
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17 einen
schematischen Querschnitt eines Teils der Ausführungsform gemäß 13–15;
und
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18 eine
perspektivische Ansicht des Teils der in 17 dargestellten
Ausführungsform.
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5. Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Eine
erste erfindungsgemäße Ausführungsform
einer Fluidfilteranordnung 20 ist in 1 – 3 dargestellt.
Mit dem Begriff „Filteranordnung" oder „Filter" ist allgemein ein
Gehäuse
mit einer darin eingesetzten „Filterpatrone" oder einem darin
eingesetzten „Filterelement". Die Filterpatrone
kann entweder aus dem Gehäuse
ausbaubar und ersetzbar sein oder sie kann permanent in dem Gehäuse befestigt
sein. Mit dem Begriff „permanent
befestigt" ist gemeint,
dass die Patrone oder das Element nicht aus dem Gehäuse ausbaubar
und ersetzbar ist, ohne entweder das Gehäuse oder das Filterelement
zu beschädigen.
Die in dem Beispiel dargestellte Filteranordnung 20 ist
von einem Filterkopf lösbar
und austauschbar; ein Beispiel dessen ist in 7 dargestellt und
weiter unten beschrieben.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
besitzt die Filteranordnung 20 ein Gehäuse 22 und eine darin
angeordnete Filterpatrone 24. Bei der dargestellten Ausführungsform
ist das Filtergehäuse 22 in Form
einer Büchse 26 mit
einer Umfangswand 28 ausgeführt. Die Büchse 26 besitzt ein
geschlossenes Ende 30 und eine Mündung bzw. ein offenes Ende 32.
Die Büchse 26 kann
viele verschiedene Formen besitzen. Zum Zweck der Illustration ist
die Büchse 26 hier
zylindrisch mit einem kreisförmigen
Querschnitt dargestellt. Bei der speziellen Ausführungsform gemäß 1 besitzt
die Umgebungswand 28 benachbart dem offenen Ende mindestens
zwei Bereiche unterschiedlicher Durchmesser. Insbesondere gibt es
einen ersten Bereich 34 und einen zweiten Bereich 36.
Der erste Bereich 34, der bei der dargestellten Ausführungsform
der dem offenen Ende 32 unmittelbar benachbarte Bereich
ist, hat einen größeren Durchmesser
als der zweite Bereich 36. Zwischen dem ersten Bereich 34 und
dem zweiten Bereich 36 ist eine Stufe 38 angeordnet.
Vorzugsweise bildet die Stufe 38 eine durchgängige, umlaufende Schulter 40,
die, wie unten beschrieben, zum Tragen und Halten anderer Strukturen
nutzbar ist. Am Ende der Wand 28, d. h. an dem offenen
Ende 32, ist gemäß 1 ein
U-förmiger
Haken 42 angeordnet, der benutzt wird, um andere Filterstrukturen
zu sichern oder zu halten, wie weiter unten beschrieben wird.
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Das
Filterelement bzw. die Filterpatrone 24 ist operativ in
einem Innenraum 44 des Gehäuses 22 angeordnet
dargestellt. Bei dieser Ausführungsform besitzt
die Filterpatrone 24 einen rohrförmigen Bereich aus Filtermedium 46.
Als Filtermedi um 46 können
verschiedene Filtermediumarten verwendet werden, einschließlich z.
B. gefaltetes Filtermedium 48. Das gefaltete Filtermedium 48 besitzt
mehrere Falten 49 und erstreckt sich im allgemeinen zwischen
dem geschlossenen Ende 30 und dem offenen Ende 32 und
ist rohrförmig
angeordnet, um einen offenen Filterinnenraum 50 zu bilden.
Als Materialien können
für das
Falten Filtermedium 48, Papier, Zellulose, synthetische
Media und Kombinationen davon verwendet werden. Bei einigen Anwendungen
kann das Filtermedium 46 mit feinen Fasern behandelt sein,
in der Größenordnung
von μm oder
sub-μm (Faserdurchmesser).
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
wird der rohrförmige
Mediumbereich 46 von einem inneren Stützrohr bzw. einer inneren Hülse 52 gestützt. Die
innere Stützhülse 52 ist
von dem Medium 46 umgeben. Die innere Hülse 52 kann aus Streckmetall, perforiertem
Metall, oder anderen Materialien (einschl. nichtmetallischer Materialien)
hergestellt sein, die eine ausreichende Durchlässigkeit für den Fluidstrom gewährleisten.
Bei einigen Ausführungsformen kann
auch ein zusätzliches
Stützrohr
in Form einer äußeren Hülse vorgesehen
sein, die das Filtermedium 46 umgibt.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
besitzt die Filterpatrone 24 mindestens einen Enddeckel
bzw. eine Endkappe 54. Bei der dargestellten Ausführungsform
ist die Endkappe 54 an einem ersten Ende 56 des
Filtermediums 46 befestigt. In der dargestellten Ausführungsform
besitzt die Endkappe 54 eine Bohrung bzw. Öffnung 58,
die in Strömungsverbindung
mit dem offenen Filterinnenraum 50 steht. Weitere Details
in Bezug auf bestimmte bevorzugte Endkappen 54 werden weiter
unten beschrieben.
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Die
dargestellte Ausführungsform
besitzt ferner einen zweiten Enddeckel bzw. Endkappe 60,
die an einem zweiten Ende 62 des Filtermediums 46 befestigt
ist. In der dargestellten Ausführungsform
ist die zweite Endkappe 60 geschlossen und besitzt keine Öffnungen.
Insbesondere ist die zweite Endkappe 60 an dem zweiten
Ende 62 des Filtermediums 46 befestigt und verschließt den offenen
Filterinnenraum 50 durch einen Teil 64. Bei der
dargestellten Ausführungsform
ist der Teil 64 domförmig
und ragt in den offenen Filterinnenraum 50, so dass er
von dem Filtermedium 46 umgeben ist. Der Teil 64 kommt
ferner mit einer Spannmechanik 66, z. B. einer Feder 67,
in Eingriff, die zwischen dem internen Teil des geschlossenen Endes 30 und
dem Teil 64 angeordnet ist. Die Feder 67 hilft,
die Filterpatrone 24 innerhalb des Gehäuses platziert zu halten.
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Die
Filteranordnung 20 besitzt ferner eine Befestigungsmechanik 70 zur
Befestigung der Filteranordnung 20 an einem Filterkopf.
Bei der dargestellten Ausführungsform
ist die Befestigungsmechanik 70 in Form einer Platte 72 vorgesehen,
insbesondere einer Gewindeplatte 74. Die Gewindeplatte 74 hat
die generelle Querschnittsform des Gehäuses 22. Bei dem dargestellten
Beispiel ist die Gewindeplatte 74 zylindrisch mit einem
kreisförmigen
Querschnitt. Die Gewindeplatte 74 bildet einen Ring 76 mit
mindestens einem ersten Bereich 78 und einem zweiten Bereich 80 unterschiedlicher
Durchmesser. Der erste Bereich 78 hat einen Durchmesser,
der größer ist
als der Durchmesser des zweiten Bereiches 80. Zwischen
dem ersten Bereich 78 und dem zweiten Bereich 80 ist
ein Stufenteil 82 angeordnet. Gemäß 1 ist der
Stufenteil 82 in Eingriff mit der Schulter 40 des
Gehäuses 22 und
wird von der Schulter 40 des Gehäuses 22 getragen.
Der erste Bereich 78 fluchtet mit dem ersten Bereich 34 der
Wand 28 und liegt an den ersten Bereich 34 der
Wand 28 an, während
der zweite Bereich 80 mit dem zweiten Bereich 36 der
Wand 28 fluchtet und an dem zweiten Bereich 36 der
Wand 28 anliegt. Der Haken 42 der Wand 28 überlappt,
hält und
ist in Eingriff mit der Endspitze 84 der Gewindeplatte 74.
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Bei
Betrachtung von 1 ist zu beachten, dass durch
die Interaktion und den Eingriff zwischen dem Haken 42,
der Endspitze 84, dem Stufenteil 82 und der Schulter 40 die
Gewindeplatte 74 durch eine mechanische, formschlüssige Verbindung
an der Büchse 26 befestigt
ist.
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Durch
die Befestigung der Platte 72 auf eine permanente Art an
der Büchse 26 gemäß 1 ist die
Platte 72 als Teil des Gehäuses 22 zu betrachten.
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Der
innere Teil des ersten Bereiches der Gewindeplatte 74 ist
mit mehreren Gewindegängen 86 ausgerüstet. Mittels
der Gewindegänge 86 kann
eine Gewindeverbindung mit dazu passenden Gewindegängen eines
Filterkopfes hergestellt werden, um die Filteranordnung 20 selektiv
an dem Filterkopf zu befestigen bzw. von dem Filterkopf zu entfernen.
Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform
erstrecken sich die Gewindegänge 86 nur
entlang des ersten Bereiches 78 der Gewindeplatte 74.
Der zweite Bereich 80 der Gewindeplatte 74 besitzt
eine Nut 88. Bei der dargestellten Ausführungsform trägt und hält die Nut 88 ein
Dichtungselement 90, um mit dem Filterkopf eine Dichtung
zu bilden, wenn die Filteranordnung 20 an dem Dichtungskopf
operativ befestigt ist.
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Die
Gewindeplatte 74 besitzt einen Endrand 92 an dem
der Endspitze 84 gegenüberliegenden
Ende. D. h., der Rand 92 ist dichter an der Filterpatrone 24 angeordnet
als die Endspitze 84.
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Die
Filteranordnung 20 besitzt eine Abstandshalterkonstruktion 100,
die so konstruiert und angeordnet ist, dass sie die Filterpatrone 24 in
Abstand von dem Gehäuse 22 hält, um einen
Strömungspfad
zwischen der Filterpatrone 24 und der Gehäusewand 28 zu
bilden. Dies ist z. B. in 1 ersichtlich.
Zu reinigendes Fluid wird in die Filteranordnung 20 eingespeist.
Das Fluid strömt
in einer Vorwärtsströmung in
den Raum 94 zwischen der Filterpatrone 24 und
der Wand 28. Die Abstandshalterkonstruktion 100 hält die Filterpatrone
in Abstand von dem Gehäuse 22 (bei
dieser Ausführungsform
dem Gehäuse 22 einschließlich der
Gewindeplatte 74), wodurch ein Strömungspfad gebildet wird, durch
den das Fluid strömen
kann, um in den Raum 94 außerhalb des Bereiches des Filtermediums 46 zu
gelangen. Das Fluid strömt
durch das Filtermedium 46, das mindestens einige der Verunreinigungen
aus dem Fluid entfernt. Das gereinigte Fluid strömt durch die innere Hülse 52 und
in den offenen Filterinnenraum 50. Von dort aus strömt das Fluid
durch die Öffnung 58 und
tritt dann aus der Filteranordnung 20 aus. Die Filteranordnung 20 kann
auch mit entgegengesetzter Strömungsrichtung
betrieben werden. Wenn die Filteranordnung 20 mit entgegengesetzter
Strömungsrichtung
betrieben wird, wird das zu reinigende Fluid in den offenen Filterinnenraum 50 eingespeist,
es strömt
dann durch das Filtermedium 46 in den Raum 94 und
tritt dann aus dem Gehäuse 22 aus.
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Die
Abstandshalter-Konstruktion 100 besitzt mindestens einen
Nocken 102, der sich zwischen der Filterpatrone 24 und
dem Gehäuse 22 erstreckt.
Der Nocken kann sich axial, radial oder in einer Kombination von
beiden erstrecken (wobei er eine axiale Komponente und eine radiale
Komponente besitzen kann). Der Nocken 102 kann an verschiedenen Strukturen
angebracht sein. Bei anderen Ausführungsformen kann der Nocken 102 an
dem Gehäuse angebracht
sein. Bei weiteren Ausführungsformen kann
der Nocken 102 an der Filterpatrone angebracht sein. Bei
weiteren anderen Ausführungsformen
kann der Nocken 102 an anderen Strukturen angebracht sein
(siehe 16).
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Bei
der in 1 dargestellten speziellen Ausführungsform
ist die Abstandshalter-Konstruktion 100 Teil
der Endkappe 54. Die Endkappe 54 besitzt eine
Grundplatte 96 und eine Seitenwand 98 (2 und 3).
Die Grundplatte 96 ist üblicherweise
orthogonal zu dem ersten Ende 56 des Filtermediums 46 angeordnet.
Die Seitenwand 98 ist üblicherweise parallel
zur Richtung des Filtermediums 46 und parallel zur Wand 28 der
Büchse 26 angeordnet.
Bei der dargestellten Ausführungsform
umgibt die Seitenwand 98 üblicherweise die Grundplatte 96.
Die Öffnung 58 ist
sowohl von der Grundplatte 96 als auch der Seitenwand 98 umgeben.
Die Grundplatte 96 erstreckt sich zwischen der Öffnung 58 und
der Seitenwand 98.
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Bei
der in 3 dargestellten Ausführungsform besitzt die Endkappe 54 einen
Filtermedium enthaltenden Teil 99. Bei dem in 1 – 3 dargestellten
Beispiel ist der Filtermedium enthaltende Teil 99 in der
Seitenwand 98 integriert. Der Filtermedium enthaltende
Teil 99 bildet eine durchgehende Wand 101 um das
Filtermedium 46.
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Gemäß 2 und 3 besitzt
die Abstandshalter-Konstruktion 100 mindestens einen und in
der dargestellten Ausführungsform
mehr als einen Nocken 102, die mindestens entweder von
der Grundplatte 96 oder von der Seitenwand 98 weg
ragen. Die in 2 und 3 dargestellte
Ausführungsform
besitzt 4 Nocken 103, 104, 105 und 106, die
in gleichen Abständen
zueinander angeordnet sind und von der Seitenwand 98 weg
ragen. Bei der dargestellten Ausführungsform ragt jeder der Nocken 103–106 in
axialer Richtung von der Seitenwand 98 weg. Mit dem Begriff „axial" ist gemeint, dass
die Nocken 103–106 eine
Längsachse 108 (3)
bilden, die mindestens einen Teil besitzt, der weitgehend parallel
zu einer Längsachse 109 (1)
der Filteranordnung 20 ist.
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Bei
der in 2 und 3 dargestellten Ausführungsform
ist jeder der Nocken 103–106 als Anschlag 110 ausgeführt, der
sich von der Endkappe 54 weg erstreckt. Bei dem in 3 dargestellten
Beispiel besitzen die Anschläge 110 einen
Basis teil 112, der an einem Ende 114 mit der Wand 98 verbunden ist.
Von dem Basisteil 112 erstreckt sich ein zweiter Teil 116,
der ein freies Ende 118 besitzt. Bei der dargestellten
Ausführungsform
besteht ein Winkel 120 zwischen dem Basisteil 112 und
dem zweiten Teil 116. Es ist ersichtlich, dass jeder der
Anschläge 110 von
der Endkappe 54 auskragt. Es ist ebenfalls ersichtlich,
dass bei der dargestellten Ausführungsform die
Anschläge 110 eine
Länge haben,
die größer ist als
die Länge
der Seitenwand 98 und die freien Enden 118 gemäß 3 einen
gewissen Abstand über die
Grundplatte 96 hinaus ragen.
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Wie
oben beschrieben, können
die Anschläge 110 relativ
zu der Endkappe 54 und dem Gehäuse 22 in mehreren
Konfigurationen angeordnet sein. Bei dem in 3 dargestellten
speziellen Beispiel sind die Anschläge 110 als Verlängerungen
des Filtermedium enthaltenen Teils 99 und der Endkappe 54 konfiguriert.
Gemäß 3,
z. B. ragen die Anschläge 110 von
dem Ende 114 der Wand 98 weg.
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Wenn
die Filterpatrone 24 operativ in den Innenraum 44 des
Gehäuses 22 eingesetzt
ist, sind die Anschläge 110 in
Eingriff mit der Gewindeplatte 24 des Gehäuses 22 (insbesondere
in 1), um eine Fluidströmung zwischen der Filterpatrone 24 und
der Gehäusewand 28 zu
ermöglichen.
In 1 ist zu sehen, wie die freien Enden 118 jeder
der Anschläge 110 mit
dem Endrand 92 in Eingriff sind, um die Filterpatrone 24 in
Abstand von der Gewindeplatte 74 zu halten und den Raum 122 zu
bilden.
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Zur
Fertigung der Filteranordnung 20 gemäß 1 – 3 wird üblicherweise
eine Büchse 26 bereitgestellt.
In diesem Zustand besitzt die Büchse 26 noch
keine an ihr befestigte Befestigungsmechanik 70. Die Filterpatrone 24 wird
bereitgestellt und durch das offene Ende 32 in die Büchse 26 eingesetzt.
Die Filterpatrone 24 wird gegen die Feder 67 gedrückt und
die Gewindeplatte 74 wird in das offene Ende bzw. die Mündung 32 eingesetzt.
Die Gewindeplatte 74 wird durch den Eingriff zwischen dem
freien Ende 118 der Anschläge 110 und dem Endrand 92 der
Gewindeplatte 74 gegen die Filterpatrone 24 gedrückt. Die
Gewindeplatte 74 ist durch eine mechanische formschlüssige Verbindung
und durch eine Presspassung mit der Büchse 26 verbunden.
Bei der dargestellten Ausführungsform
wird die Filterpatrone 24 durch die Spannung der Feder 67 gegen
die Gewinde platte 74 in dem Gehäuse 22 in Position
gehalten. In anderen Ausführungsformen
wird eventuell keine Feder verwendet.
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Eine
alternative Ausführungsform
des Gehäuses 22 ist
in 4 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Gewindeplatte 74 durch
eine Schmelzverbindung, z. B. eine Schweißverbindung 124, mit
der Gehäusewand 28' verbunden.
In 4 ist ersichtlich, dass, wenn die Gewindeplatte 74 und die
Wand 28' auf
diese Art verbunden sind, die Wand 28' benachbart zum offenen Ende 32' keine Bereiche unterschiedlichen
Durchmessers besitzt.
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Eine
andere Ausführungsform
des Gehäuses 22 ist
in 5 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform besitzt die Gehäusewand 28'' einen nach innen gerichteten Wulst 126.
Wie bei dieser speziellen Ausführungsform
gezeigt, ist der Wulst 126 kreisförmig und erstreckt sich vollständig um
den Rand des Gehäuses 28''. Die Wand 28'' besitzt ein Befestigungsteil 130,
das sich zwischen dem Wulst 126 und einem freien Ende 128,
das das offene Ende bzw. die Mündung 32'' definiert, erstreckt. Das Befestigungsteil 130 gestattet
es, die Gewindeplatte 74 durch eine Schmelzverbindung,
z. B. eine Schweißnaht 132 an
der Gehäusewand 28'' zu befestigen. Es ist zu beachten,
dass der Endrand 92 der Gewindeplatte 74 mit dem
Wulst 126 in Eingriff steht. Bei dieser Ausführungsform
sind die Anschläge 110 mit
dem Wulst 126 in Eingriff. Bei der dargestellten Ausführungsform
liegen der Endrand 92 und die Anschläge 110 an einander
gegenüber
liegenden Seiten 133 und 134 des Wulstes 126 an.
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Mit
Bezug auf 6 – 12 und
beginnend mit 7 ist eine weitere Ausführungsform
einer Filteranordnung, allgemein gekennzeichnet durch die Bezugszahl 140,
dargestellt. Gemäß 7 besitzt eine
Filterbaugruppe 142 einen Filterkopf 144, an dem
die Filterbaugruppe 142 lösbar befestigt ist. Der Filterkopf 144 besitzt
ein Gehäuse
bzw. Block 146 mit Fluid-Strömungskanälen 148 und 150.
Bei der dargestellten Ausführungsform
endet jeder der Strömungskanäle 148 und 150 an
einer Strömungsöffnung 152 bzw. 154.
Bei einer vorwärts
Strömungsanordnung entspricht
der Strömungskanal 148 einem
Einlass- oder Schmutzfluid-Kanal 149 mit der Öffnung 152 entsprechend
einer Eintrittsöffnung 153.
Bei einem „vorwärts" durchströmten System
entspricht der Strömungskanal 150 einem
Austritts- bzw.
Rein-Fluid-Kanal 151, wobei die Öffnung 154 einer Austrittsöffnung 155 entspricht.
In 8 ist ein Dichtungselement 159 zwischen
dem Gehäuseende 176 und
dem Filterkopf 144 dargestellt.
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Wenn
der Filterkopf 144 operativ mit der Filteranordnung 140 verbunden
ist, endet der Strömungskanal 148 an
der Öffnung 156,
die in Strömungsverbindung
mit dem Raum 158 steht. Der Raum 158 ist weiter
unten beschrieben. Der Strömungskanal 150 endet
an der Öffnung 160 und
wenn der Filterkopf 144 operativ mit der Filteranordnung 140 verbunden
ist, steht die Öffnung 160 in
Strömungsverbindung
mit dem offenen Filterinnenraum 162.
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Wie
bei der Ausführungsform
gemäß 1, besitzt
die in 7 dargestellte Filteranordnung 140 im
Gehäuse 166 und
eine in dem Filtergehäuse 166 angeordnete
Filterpatrone 168. Gemäß 8 ist
das Gehäuse 166 in
Form einer Büchse 170 ausgeführt mit
einer Umgebungswand 172, einem geschlossenen Ende 174 und
einem offenen Ende bzw. einer Mündung 176.
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Gemäß 8 besitzt
das Gehäuse 166 benachbart
zu dem offenen Ende bzw. der Mündung 176 einen
Gewindebereich 178. Bei der speziellen dargestellten Ausführungsform
ist der Gewindebereich 178 als Teil der Büchse 170 gefertigt
dargestellt. Der Gewindebereich 178 kann z. B. gewalzte
Gewindegänge 179 oder
auf andere Arten geformte Gewindegänge enthalten. Der Gewindebereich 178 kann auch
dadurch hergestellt werden, dass die Gewindegänge 179 intern in
die Büchse 170 geschnitten
werden. Alternativ kann das Gehäuse 166 eine
Befestigungsmechanik 70 der in 1 dargestellten
Art besitzen, die als eine an der Büchse 170 befestigte
Gewindeplatte ausgeführt
ist. Es ist zu beachten, dass das Gehäuse 22 in 1 auch
eine der in 8 dargestellten Gehäuseart sein
kann mit einem Gewindebereich 178, wie dargestellt.
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Die
in 8 dargestellte spezielle Ausführungsform des Gehäuses 166 besitzt
einen nach innen ragende Erhebung bzw. einen Wulst 180.
Der Wulst 180 ist analog zu dem in 5 dargestellten Wulst 126.
Der Wulst 180 ist kreisförmig und erstreckt sich vollständig entlang
der inneren radialen Oberfläche 182 der
Gehäusewand 172.
Wie in 8 ersichtlich ist, ist der Wulst 126 in
einer Position zwischen dem geschlossenen Ende 174 und
dem Gewinde-Abschnitt bzw. Bereich 178 angeordnet. Der
Gewindebereich 178 ist zwischen dem Wulst 180 und dem
offenen Ende 176 angeordnet. Der Wulst 180 ist allgemein
bogenförmig
dargestellt mit einander gegenüber
liegenden Seiten 184 und 186, die sich in einem
Bogenscheitel 188 treffen. Wie weiter unten beschrieben
wird, wirkt der Wulst 180 mit der Filterstruktur zusammen,
um die Filterpatrone 168 in Abstand von der Gehäusewand 172 zu
halten, um einen Strömungspfad
zwischen der Filterpatrone 168 und der Gehäusewand 172 zu
bilden.
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9 und 10 zeigen
eine Ausführungsform
der Filterpatrone 168. Die Filterpatrone 168 ist ähnlich der
Filterpatrone 24 mit Ausnahme der Endkappe 54 gemäß 1.
Die Filterpatrone 168 besitzt einen Filtermediumbereich 190,
der sich zwischen einer ersten Endkappe bzw. einer ersten Endkappe 192 und
einer zweiten Endkappe bzw. einer zweiten Endkappe 194 erstreckt.
Das Filtermedium 190 kann aus einer Vielzahl unterschiedlicher
Filtermedium-Typen bestehen. In dem dargestellten Beispiel ist das Filtermedium 190 ein
Faltenfiltermedium 196. Das Faltenfiltermedium 196 ist
derart in einer rohrförmigen
Konfiguration geformt, dass es einen offenen Filterinnenraum 162 bildet
und diesen umgibt. Ein inneres Stützrohr bzw. eine innere Hülse 198 erstreckt sich
ebenfalls zwischen den Endkappen 192 und 194.
Die innere Hülse 198 ist
von dem Faltenfiltermedium 196 umgeben. Die innere Hülse 198 ist
aus einem Material, z. B. einem steifen Kunststoff, gefertigt mit
einer Vielzahl von Löchern 202 darin,
um die Strömung
des Fluids durch die innere Hülse 198 zu
gestatten. Wie in 10 ersichtlich, ist die zweite
Endkappe 194 eine geschlossene Endkappe, die keine Öffnungen
oder Löcher
besitzt. Die zweite Endkappe 194 überdeckt das Ende 204 des
Filtermediums 190 und verschließt den offenen Filterinnenraum 162 an dem
Ende 204. Die Endkappe 192 besitzt eine Öffnung bzw.
ein Loch 206, um eine Strömungsverbindung mit dem offenen
Filterinnenraum 162 zu schaffen.
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Gemäß 7 besitzt
die Filteranordnung 140 eine Abstandshalter-Konstruktion 210 analog der
oben beschriebenen Abstandshalter-Konstruktion 100. Die
Abstandshalter-Konstruktion 210 ist so konstruiert und
angeordnet, dass sie die Filterpatrone 168 in Abstand von
dem Gehäuse 166 hält, um einen
Strömungspfad
zwischen der Filterpatrone 168 und der Gehäusewand 172 zu
bilden. Dies ist aus 7 ersichtlich. Zu reinigendes
Fluid wird durch die Eintrittsöffnung 153 in
den Filterkopf 144 eingespeist. Das Fluid strömt durch
den Schmutz-Fluidkanal 149 und tritt durch die Öffnung 156 aus
dem Filterkopf 144 aus. Von dort strömt das Fluid in den Raum 158 zwischen
der Filterpatrone 168 und der Gehäusewand 172. Die Abstandshalter-Konstruktion 210 hält die Filterpatrone 168 in
Abstand vom Gehäuse 166, um
einen Strömungspfad
für das
Fluid zu bilden, durch den das Fluid in den Raum 158 strömen kann. Das
Fluid strömt
dann durch das Filtermedium 190, das zumindest einige der
darin enthaltenen Verunreinigungen entfernt. Das gereinigte Fluid
strömt
dann durch die innere Hülse 198 in
den offenen Filterinnenraum 162. Gemäß 10 strömt das Fluid
dann von dort aus durch die Öffnung 206 und
durch die Öffnung 160.
Von dort strömt
es durch den Reinfluidkanal 151 und tritt durch die Austrittsöffnung 155 aus dem
Filterkopf 144 aus.
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Wie
bereits in Verbindung mit der Ausführungsform gemäß 1 beschrieben,
kann die Abstandshalter-Konstruktion 210 in vielen verschiedenen
Konfigurationen ausgeführt
werden. In der speziellen in 6 – 12 dargestellten
Ausführungsform
ist die Abstandshalter-Konstruktion 210 Teil der Endkappe 192.
Gemäß 12 besitzt
die Endkappe 192 eine Grundplatte 212 und eine
Seitenwand 214. Die Grundplatte 212 ist üblicherweise
orthogonal zu dem Ende 205 (10) des
Filtermediums 190. Die Seitenwand 214 ist üblicherweise
parallel zu der Richtung des Filtermediums 190. Bei der
in 12 dargestellten Ausführungsform ist die Seitenwand 214 auch
generell orthogonal zu der Grundplatte 212. Bei der dargestellten
Ausführungsform
besitzt die Seitenwand 214 einen Filtermedium enthaltenden Teil 216,
der eine durchgehende Wand 218 um das Filtermedium 190 bildet.
Wie in 12 ersichtlich ist, erstreckt
sich der Filtermedium enthaltende Teil 216 von der Grundplatte 212 aus.
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Gemäß 12 besitzt
die Abstandshalter-Konstruktion 210 mindestens einen, in
der dargestellten Ausführungsform
jedoch mehrere Anschläge 220.
In der in 11 und 12 dargestellten
Ausführungsform
sind drei Anschläge 221, 222 und 223 dargestellt.
In der in 11 dargestellten beispielhaften
Ausführungsform
ist zu sehen, wie die Anschläge 221, 222 und 223 mit
gleichen Abständen
zueinander angeordnet sind. Bei anderen Ausführungsformen können die
Abstände
variieren. Bei der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich jeder
der Anschläge 221, 222 und 223 radial
von der Endkappe 192 weg. Insbesondere ist in 12 zu
sehen, wie sich der Anschlag 221 radial von der Grundplatte 212 der
Endkappe 192 weg erstreckt. Bei der dargestellten Ausführungsform
ist jeder der An schläge 221, 222 und 223 generell
orthogonal relativ zu dem Filtermedium enthaltenden Teil 216.
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Bei
der in 11 und 12 dargestellten Ausführungsform
besitzt jeder der Anschläge 221, 222 und 223 die
Form einer Zunge 226, die sich von der Endkappe 192 weg
erstreckt. Die Zungen 226 erstrecken sich von bzw. ragen
von dem äußeren Umfangsrand 228 der
Grundplatte 212 weg.
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Die
Zungen 226 sind aus einem Material geformt, das eine gewünschte Flexibilität und Elastizität gewährleistet.
D. h., die Zungen 226 können
durch Handkraft elastisch verformt werden, so dass sie die operative
Installation der Filterpatrone 168 in das Gehäuse 166 gestatten.
Dies ist weiter unten beschrieben.
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In 7 ist
die Zusammenwirkung der Filterpatrone 168 mit dem Filtergehäuse 166 durch
den Eingriff der Zungen 226 mit dem Wulst 180 zu
sehen. Insbesondere sind die Zungen 226 mit der Seite 186 des
Wulstes 180 in Eingriff, um die Filterpatrone 168 in
dem Gehäuse 166 zu
halten. Durch den Raum zwischen dem äußeren Umfang 228 der
Endkappe 192 und der Wand 172 ist ein Strömungspfad 230 zwischen
der Endkappe 192 und dem Filtergehäuse 166 gebildet.
Die Zungen 226 sind mit der internen radialen Oberfläche 182 der
Büchse 170 in
Eingriff, um den Strömungspfad 230 zu
schaffen. Die äußere axiale
Oberfläche 232 (12)
der Zunge 226 ist mit der Seite 186 (8)
der Büchse 170 in
Eingriff, um die Filterpatrone 168 in dem Gehäuse 166 zu
halten. D. h., die Filterpatrone 168 ist zwischen dem Wulst 180 und
dem geschlossenen Ende 174 in dem Gehäuse 166 fixiert.
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Zum
Zusammenbau der Filteranordnung 140 wird das Gehäuse 166 bereit
gestellt. Die Filterpatrone 168 wird bereit gestellt und
durch das offene Ende 176 eingeführt. Die zweite axiale Oberfläche 234 (12),
die der äußeren axialen
Oberfläche 232 gegenüber liegt,
kommt mit der Seite 184 des Wulstes 180 in Eingriff.
Auf die Filterpatrone 168 wird eine Kraft ausgeübt, um die
Filterpatrone 168 an dem Wulst 180 vorbei weiter
in das Gehäuse 166 zu
drücken.
Wenn diese Kraft aufgebracht wird, verformen sich die Zungen 226 elastisch
und schnappen über den
Wulst 180. In der abschließenden Ruheposition sind die
Zungen 226 in Eingriff mit dem Wulst 180; insbesondere
ist die äußere axiale
Oberfläche 232 mit
der Seite 186 des Wulstes 180 in Eingriff. Dies schafft
einen Strömungspfad 230 zwischen
dem äußeren Umfangsrand 228 und
dem Filtergehäuse 166. Die
Filteranordnung 140 wird dann an den Filterkopf 144 angebaut,
um die Filterbaugruppe 142 zu bilden. Dies wird durchgeführt durch
Drehen der Filteranordnung 140 relativ zum Filterkopf 144,
wobei der Gewindebereich 178 des Gehäuses 166 mit den Gewindegängen 236 (7)
des Filterkopfes 144 in Eingriff kommt.
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Die
Zungen 226 können
aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden, einschließlich Kunststoff,
Glasfasernylon, Metall, Verbundwerkstoffen oder einer unabhängigen Feder.
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In 13 – 15, 17 und 18 ist eine
weitere alternative Filteranordnung 300 allgemein dargestellt. 13 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Filterbaugruppe 302.
Die Filterbaugruppe 302 ist lösbar an einem Filterkopf, wie
z. B. dem Filterkopf 144 gemäß 7, befestigbar.
Die Filterbaugruppe 302 besitzt ein Gehäuse 304 und eine darin
angeordnete Filterpatrone 306 (15). Das
Gehäuse 304 besitzt
eine Umfangswand 308, ein geschlossenes Ende 310 und
eine Mündung
bzw. ein offenes Ende 312. In der in 13 – 15 dargestellten
Ausführungsform
kann das Gehäuse 304 aus Metall
hergestellt werden, jedoch ist die dargestellte Ausführungsform
aus Kunststoffspritzguss hergestellt. Es ist ersichtlich, dass die
Umfangswand 308 Versteifungsrippen 314 besitzt,
die die Steifigkeit des Gehäuses 304 unterstützen. In
der in 13 und 15 dargestellten
Ausführungsform
besitzt das Gehäuse
benachbart zu dem offenen Ende 312 einen Gewindebereich 316.
Der Gewindebereich 316 ist als Fertigungsteil des Gehäuses 304 dargestellt. Wie
oben beschrieben, kann der Gewindebereich auf die verschiedensten
Arten eingefügt
werden, einschließlich
einer separaten mit dem Gehäuse 304 verbundenen
Gewindeplatte.
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Das
in 15 dargestellte Gehäuse 304 besitzt einen
Hinterschnitt bzw. einen nach innen ragenden Absatz 318.
Der Absatz 318 entspricht dem Wulst 180 und dem
Wulst 126. Der Absatz 318 ist kreisförmig und
erstreckt sich vollständig
entlang der inneren radialen Oberfläche 320 der Gehäusewand 308.
Der Absatz 318 ist in einer Position zwischen dem geschlossenen
Ende 310 und dem Gewindebereich 316 angeordnet.
Ein Teil 323 der Gehäusewand 308,
das den Hauptteil des Filtermediums 322 benachbart angeordnet
ist, besitzt einen internen Durchmesser, der ungefähr gleich
dem internen Durchmesser der Gehäusewand 308 zwischen
dem Gewindebereich 316 und dem Absatz 318 ist.
Zwischen dem Absatz 318 und dem Teil 323 ist ein
Bereich größeren internen
Durchmessers angeordnet, der eine Hinterdrehung 380 bildet.
Wie weiter unten beschrieben wird, wirkt der Absatz 318 mit
der Filterstruktur zusammen, um die Filterpatrone 306 in
Abstand von der Gehäusewand 308 zu
halten, um einen Strömungspfad
zwischen der Filterpatrone 306 und der Gehäusewand 308 zu
bilden.
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In 15 ist
eine Ausführungsform
der Filterpatrone 306 im Querschnitt dargestellt. Die Filterpatrone 306 ist ähnlich der
Filterpatrone 24, mit der Ausnahme einiger verwendeter
Materialien. Wie bei der Ausführungsform
gemäß 1 besitzt
die Filterpatrone 306 einen Filtermediumbereich 322,
der sich zwischen einer ersten Endkappe 324 und einer zweiten
Endkappe 326 erstreckt. Obwohl das Filtermedium 322 aus
einer Vielzahl verschiedener Mediumarten hergestellt werden kann,
ist in dem dargestellten Beispiel das Filtermedium 322 ein
Faltenfiltermedium 328. Das Filtermedium 322 ist
derart in einer rohrförmigen
Konfiguration geformt, dass es einen offenen Filterinnenraum 330 bildet
und umgibt. Ein inneres Stützrohr
bzw. eine innere Hülse 332 erstreckt
sich ebenfalls zwischen der ersten Endkappe 324 und der zweiten
Endkappe 326. Die innere Hülse 332 dient zur
Stützung
des Filtermediums 322; sie ist aus einem steifen Material
z. B. einem steifen Kunststoff oder Metall hergestellt und besitzt
Löcher,
die die Strömung
von Fluid durch die innere Hülse 332 gestatten.
Wie in 15 ersichtlich ist, ist die
zweite Endkappe 326 eine geschlossene Endkappe, die keine Öffnungen
oder Löcher
besitzt. Die zweite Endkappe 326 überdeckt das Ende 334 des
Filtermediums 322 und verschließt den offenen Filterinnenraum 330 an
dem Ende 334. Die erste Endkappe 324 besitzt ein
Loch bzw. eine Öffnung 336,
um die Fluidströmungs-Verbindung
mit dem offenen Filterinnenraum 330 zu gewährleisten
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Das
Gehäuse 304 besitzt
zwischen dem Absatz 318 und dem Gewindebereich 316 eine
Nut 338. Die Nut 338 hält einen O-Ring 340 zur
Bildung einer Dichtung mit einem Filterkopf. Obwohl die erste und die
zweite Endkappe 324 und 326 aus einer Vielzahl verschiedener
Materialien hergestellt sein können, einschließlich Metall,
ist bei bevorzugten Ausführungsformen
die erste Endkappe 324 aus Kunststoff und die zweite Endkappe 326 aus
Metall hergestellt. Es ist zu beachten, dass das Gehäuse 304 eine
in seinem geschlossenen Ende 310 geformte Tragkonstruktion 342 besitzt.
Die Tragkonstruktion 342 unterstützt die Gesamtsteifigkeit des
Gehäuses 304 und bildet
zusätzlich
ein Trag- und Positionierungselement für die Filterpatrone 306 innerhalb
des Gehäuses 304.
Diese Tragkonstruktion 342 macht den Einsatz einer Feder,
wie z. B. der Feder 67 in Ausführungsform gemäß 1, überflüssig.
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Gemäß 15 besitzt
die Filteranordnung 300 eine Abstandshalter-Konstruktion 350 analog der
oben beschriebenen Abstandshalter-Konstruktion 210 und
der Abstandshalter-Konstruktion 100. Die Abstandshalter-Konstruktion 350 ist
so konstruiert und angeordnet, dass sie die Filterpatrone 306 in
Abstand von dem Gehäuse 304 hält, um einen
Fluidströmungspfad
zwischen der Filterpatrone 306 und der Gehäusewand 308 zu
bilden. Dies ist in 15 ersichtlich. Zu reinigendes
Fluid wird in das Gehäuse 304 und
in den Raum 352 zwischen der Filterpatrone 306 und
der Gehäusewand 308 eingespeist.
Die Abstandshalter-Konstruktion 350 hält die Filterpatrone 306 in
Abstand von dem Gehäuse 304,
um einen Strömungspfad
für das
Fluid zu bilden, so dass das Fluid in den Raum 352 gelangen
kann. Das Fluid strömt
dann durch das Filtermedium 322, das mindestens einige
der darin enthaltenen Verunreinigungen entfernt. Das gereinigte
Fluid strömt
dann durch die innere Hülse 332 in
den offenen Filterinnenraum 330. Von dort strömt das saubere
Fluid durch die Öffnung 336 und
tritt dann durch den Filterkopf aus.
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Wie
anhand der anderen Ausführungsformen
oben beschrieben, kann die Abstandshalterkonstruktion 350 in
einer Vielzahl von Konfigurationen ausgeführt werden. Bei der in 13 – 15 und 17 und 18 dargestellten
Ausführungsform ist
die Abstandshalter-Konstruktion 350 ein integraler Teil
der ersten Endkappe 324. Gemäß 17 besitzt die
Endkappe 324 eine Grundplatte 354 und eine Seitenwand 356.
Die Grundplatte 354 ist generell orthogonal zu dem Ende 358 des
Filtermediums 322 angeordnet. Die Seitenwand 356 ist
generell parallel zu der Richtung des Filtermediums 322 angeordnet. Die
Seitenwand 356 ist ebenfalls generell orthogonal zu der
Grundplatte 354 angeordnet. Bei der dargestellten Ausführungsform
besitzt die Seitenwand 356 einen Filtermedium enthaltenden
Bereich 360, der eine durchgehende Wand 356 um
das Filtermedium 322 bildet.
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Gemäß 17 und 18 besitzt
die Abstandshalterkonstruktion 350 mindestens einen, in der
dargestellten Ausführungsform
jedoch mehrere, Anschläge 362.
Bei der speziellen dargestellten Ausführungsform sind vier Anschläge vorhanden,
die in gleichen Abständen
von ungefähr
90° zueinander
angeordnet sind. Wie bei der Ausführungsform gemäß 2 besitzt
jeder der Anschläge 362 die
Form einer Zunge 364, die sich von der ersten Endkappe 324 weg
erstreckt. Die Zungen 364 besitzen ein Basisteil 366,
das durch einen Bogen mit der Wand 360 verbunden ist. Das
Basisteil 366 besitzt ein freies Ende 372. Es
ist zu beachten, dass jede der Zungen von der Endkappe 324 auskragt.
Bei dem dargestellten Beispiel sind die Zungen 364 als
Verlängerungen
des Filtermedium enthaltenden Teiles 360 der ersten Endkappe 324 konfiguriert.
Natürlich
sind andere Ausführungsformen
möglich.
Gemäß 17 besitzt die
erste Endkappe 324 ferner eine Nut 376. Gemäß 15 hält die Nut 376 einen
O-Dichtungsring 378. Der O-Dichtungsring 378 bildet
eine Dichtung mit einem Filterkopf.
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Für den Zusammenbau
der Filteranordnung 300 wird das Gehäuse 304 bereit gestellt,
dann wird die Filterpatrone 306 durch das offene Ende 312 eingesetzt.
Die Filterpatrone 306 berührt die Tragkonstruktion 342 an
dem geschlossenen Ende 310. Die Zungen 324 werden
durch den Eingriff mit der inneren Oberfläche des Gehäuses 304 radial nach
innen zusammen gedrückt,
bis sie den Absatz 318 erreichen. Die Hinterdrehung 380,
die durch den Absatz 318 gebildet ist, gestattet es den
Zungen 324 in ihre Normalstellung zurückzuschnappen. Wenn dies geschieht,
kommen die freien Enden 372 der Zungen 364 mit
dem Absatz 318 in Eingriff. Dadurch wird die Filterpatrone 306 innerhalb
des Gehäuses 308 fixiert.
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16 zeigt
eine alternative Ausführungsform.
Die Ausführungsform
gemäß 16 ist
die gleiche wie die Ausführungsform
gemäß 15 mit der
Ausnahme der ersten Endkappe. Die erste Endkappe ist in 16 als
Endkappe 324' dargestellt. Bei
der Ausführungsform
gemäß 16 besitzt
die erste Endkappe 324' keine
integrierte Abstandshalter-Konstruktion. Sie besitzt lediglich eine
geschlossene durchgehende Seitenwand 356' ohne von ihr weg ragende Anschläge oder
Zungen. Jedoch besitzt die Filteranordnung 300' eine Abstandshalterkonstruktion 400.
Bei dieser Ausführungsform
ist die Abstandshalter-Konstruktion 400 eine separate unabhängige Platte 402.
Bei der dargestellten Ausführungsform
ist die Platte 402 auf der ersten Endkappe 324' und unterhalb
des Gewindebereiches 316' angeordnet.
Die Platte 402 besitzt eine Grundplatte 404, die
generell parallel zur Grundplatte 354' der ersten Endkappe angeordnet
ist und eine Seitenwand 406, die generell senkrecht zur
Grundplatte 404 angeordnet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform
umgibt die Seitenwand 406 generell die Seitenwand 356' der Endkappe 324' und das Filtermedium 322'. Mehrere Anschläge 410 sind
integrale Bestandteile der Platte 402. Obwohl in dem Querschnitt
gemäß 16 nur
ein einziger Anschlag 410 sichtbar ist, ist offensichtlich,
dass generell mehr als ein Anschlag 410 vorgesehen ist,
z. B. vier Anschläge,
wie in 18 dargestellt. Die Anschläge 410 sind analog
zu den Anschlägen 362 konstruiert.
Insbesondere besitzt jede der Anschläge 410 einen Basisteil 412,
der durch einen Bogen 414 mit der Seitenwand 406 verbunden
ist. Jeder Basisteil 412 besitzt ein freies Ende 418.
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Zum
Zusammenbau der Filteranordnung 300' wird die Filterpatrone 306' in das Gehäuse 304' eingesetzt.
Als nächstes
wird die Filterpatrone 306' innerhalb
des Gehäuses 304' fixiert, dadurch
dass die Platte 402 eingesetzt wird. Die Platte 402 wird
so orientiert, dass sie auf der ersten Endkappe 324' ruht. Die Filterpatrone 306 ist
dann zwischen der Platte 402 und der Tragkonstruktion 342' fixiert. Während die
Platte 402 in das Gehäuse 304' eingesetzt
wird, werden die Anschläge 410 radial
nach innen gedrückt
und schnappen dann in ihre Normalstellung zurück, so dass sie mit dem Absatz 318' des Gehäuses 304' in Eingriff
sind.
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Im
Betrieb zur Reinigung von Fluiden werden Filter der hier beschriebenen
Art gemäß 1 – 18 verwendet,
die Filteranordnungen werden bereit gestellt und an einen Filterkopf
angeschraubt. Das zu reinigende Fluid strömt durch den Filterkopf in das
Filtergehäuse,
durch die Filterpatrone und strömt dann
aus dem Filtergehäuse
zurück
durch den Filterkopf und tritt dann aus dem Filterkopf aus. Nach
einer gewissen Betriebszeit beginnt das Filtermedium zu verstopfen
bzw. zu okkludieren. Zu diesem Zeitpunkt ist eine Wartung des Filters
wünschenswert
bzw. erforderlich. Um den Filter zu warten, wird der Filter entfernt,
dadurch dass er von dem Kopf abgeschraubt wird. D. h. die Gewindeverbindung
zwischen der Filteranordnung und dem Filterkopf wird gelöst. Bei
einigen Gebrauchsarten wird die gesamte Filteranordnung entsorgt
und durch eine neue Filteranordnung ersetzt. Z. B. wird bei den
Ausführungsformen
gemäß 1 – 5 die
gesamte Filteranordnung entsorgt und durch eine neue Filteranordnung
ersetzt. Auch bei der Ausführungsform
gemäß 7 – 18 kann
die gesamte Filteranordnung entsorgt und durch eine neue Filteranordnung
ersetzt werden. Es ist beabsichtigt, dass bei bestimmten Filteranordnungen,
z. B. den Ausführungsformen
gemäß 7 – 12,
die alte Filterpatrone aus dem Gehäuse entfernt werden kann, indem
sie durch die Mündung
bzw. das offene Ende gezogen wird. Die Zungen brechen entweder ab
oder schnappen über die
inneren Gehäuseanschläge, so dass
die Filterpatrone aus dem Gehäuse
entfernt werden kann. In diesen Fällen wird die alte Filterpatrone
entsorgt (oder recycelt) und durch eine neue Filterpatrone ersetzt. Die
neue Filterpatrone wird in das Gehäuse eingesetzt. Wenn die Zungen
mit der Filterpatrone verbunden sind, biegen sich die Zungen und
schnappen über
den Wulst bzw. den Absatz des Gehäuses. Wenn die Zungen separat
von der Filterpatrone sind, wird die Abstandshalter-Konstruktion
in das Gehäuse eingesetzt,
bis sich die Zungen biegen und über
den Wulst bzw. den Absatz des Gehäuses schnappen. Die neue Filteranordnung
kann dann für
den Betrieb an einen Filterkopf angeschraubt werden.
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Bei
den beschriebenen Ausführungsformen können die
Zungen an der Endkappe aus einer Vielzahl verschiedener Materialien
hergestellt werden, einschließlich
Metall, Kunststoff und Verbundmaterialien. Das Gehäuse kann
mit Chrom oder Nickel plattiert oder beschichtet werden, oder es
kann wärme-behandelt
werden, bevor die Filterpatrone darin eingesetzt wird. Dies gestattet,
dass das Gehäuse zum
Korrosionsschutz behandelt werden kann. Es ist zu beachten, dass
durch den einfachen Zusammenbau das Gehäuse in einer separaten Einrichtung
oder an einem separaten Ort unabhängig von der Fertigung der
Filterpatronen gefertigt werden kann. Der abschließende Zusammenbau
der Filterpatrone mit dem Gehäuse
kann dann an einem dritten Ort erfolgen.
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Bei
einigen Anwendungen kann das darin verwendete Filtermedium ein Harzbett
bzw. Ionentauscherbett sein. Das Harzbett kann dann verwendet werden,
das Gehäuse
bis zum äußeren Durchmesser
des Gehäuses
aufzufüllen.
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Die
Gewindeplatte kann aus einer Vielzahl verschiedener Materialien
gefertigt werden, einschließlich
Stanzen, Abstechen von einem Rohr oder von einer Stange, oder Formen
aus Metallpulver.