DE9215351U1 - Filtervorrichtung mit Absteuerventil - Google Patents

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Patentanwälte ^f ^\

European Patent Attorneys Üipi-Jllg. H.I<IIlk

Dr.-Ing. MHeId DipL-Ing. M.Bartels

Zugelassene Vertreter Patentanwälte ■ Lange Straße 51 ■ D-7000 Stuttgart 1 beim Europäischen Patentamt

10.November 1992 GM 5995/40

HYDAC Filtertechnik GmbH, Industriegebiet, 6603 Sulzbach/Saar

Filtervorrichtung mit Absteuerventil

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung zum Filtern von Fluiden mit einem Filterelement sowie mit einem Vorspann- und einem Überlast ventil, das im Nebenschluß zu dem Filterelement und dem Vorspannventil angeordnet ist, mit einer ersten Anschlußstelle zum Zuführen des ungefilterten Fluids von einer Verbraucherstelle, die als Teil eines Fluidkreises von einer Fluidpumpe versorgt ist, mit einer zweiten Anschlußstelle zwischen dem Filterelement und dem Vorspannventil zum Abführen des gefilterten Fluids.

Dahingehend bekannte Filtervorrichtungen werden für Arbeitsmaschinen verwendet, mit einer Verbraucherstelle in Form minde-

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stens einer hydraulisch betätigbaren Arbeitsgerätschaft und mit einem Fahrantrieb, der zum Verfahren der Arbeitsmaschine dient und dessen Fluidpumpe an die zweite Anschlußstelle angeschlossen ist. Das in Strömungsrichtung des Fluids gesehen hinter der jeweiligen Arbeitsgerätschaft und vor der zweiten Anschlußstelle in den Fluidkreis geschaltete Filterelement wird mit zunehmender Betriebsdauer der Arbeitsgerätschaft durch diese verschmutzt, was den freien Durchfluß des Fluids zwischen der ersten und der zweiten Anschlußstelle zusehends behindert und zu einem Anstieg des Differenzdruckes des Fluids am Filterelement führt, das auch aus mehreren Filter-Teilelementen zusammengesetzt sein kann.

Mit zunehmender Verschmutzung des Filterelementes sowie bei einem sogenannten Kaltstart der Arbeitsmaschine, bei der das Fluid aufgrund der niedrigen Betriebstemperatur sehr zäh ist, öffnet das im Nebenschluß zu dem Filterelement angeordnete Überlastventil und das von der jeweiligen Arbeitsgerätschaft kommende verschmutzte Fluid gelangt unter Umgehung des Filterelementes unmittelbar in den Tank, von wo aus es mittels einer Pumpe wiederum der Verbraucherstelle zugeführt wird, die somit zusehends mehr mit verschmutztem und damit schädigendem Fluid versorgt ist. Trotz des stark verschmutzten und damit teilweise verstopften Filterelementes und/oder beim Kaltstart und trotz geöffnetem Überlastventil gelangt immer noch eine durch das Vorspannventil auf einen vorgegebenen Druckwert vorgespannte Restmenge an Fluid über das Filterelement und die zweite Anschlußstelle zu der Fluidpumpe für den Fahrantrieb. Diese geringe Restmenge führt aber dazu, daß es zu Kavitationserscheinungen an der angesprochenen Fluidpumpe für den Fahrantrieb kommt, die diese Pumpe schädigen.

Zwar weisen die meisten der angesprochenen bekannten Filtervorrichtungen im Nebenschluß zu dem Filterelement eine elektrisch arbeitende Verschmutzungsanzeige auf, die der Bedienperson für die Arbeitsmaschine eine Anzeige über den Verschmutzungszustand des Filterelementes liefert. Insbesondere

bei schweren Arbeitseinsätzen für die Arbeitsmaschine kommt es zu Störungen bei der Verschmutzungsanzeige oder diese wird von der Bedienperson einfach übersehen, so daß es dennoch zu den
beschriebenen Nachteilen bei den bekannten Filtervorrichtungen kommt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese bekannten Filtervorrichtungen zu
verbessern. Diese Aufgabe löst eine Filtervorrichtung mit den
Merkmalen des Anspruches 1.

Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 mittels eines im
Nebenschluß zum Filterelement angeordneten differenzdruckgesteuerten Ventils in Abhängigkeit von dem Differenzdruck am
Filterelement eine Verbindung zwischen der zweiten und einer
dritten Anschlußstelle herstellbar ist, die an den Fluidkreis
zwischen Fluidpumpe und Verbraucher anschließbar ist, wird mit zunehmender Verschmutzung des Filterelementes und/oder bei
einem Kaltstart und damit mit zunehmendem Anstieg des Differenzdruckes des Fluids am Filterelement das differenzdruckgesteuerte Ventil geöffnet, so daß das Fluid zumindest teilweise nicht mehr der Verbraucherstelle, sondern über die dritte
Anschlußstelle der zweiten Anschlußstelle zugeführt wird, die
bei vergleichbarer Verwendung der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung bei einer Arbeitsmaschine dann die Fluidpumpe des
Fahrantriebes versorgt.

Dies stellt sicher, daß die Fluidpumpe des Fahrantriebes immer eine so ausreichende Menge an Fluid erhält, daß Kavitationserscheinungen, die die Pumpe zerstören, vermieden sind. Ferner
wird die das Fluid verschmutzende Verbraucherstelle zumindest
teilweise umgangen und von der Fluidversorgung im wesentlichen getrennt, so daß kein verschmutztes, von der Verbraucherstelle stammendes Fluid auch nicht im Fall des Öffnens des Überlastventils in den Tank und/oder zu der Fluidpumpe des Fahrantriebes gelangen kann, was zu einer Verschmutzung des gesamten

Kreislaufes führen würde.

Durch die Minderversorgung der Verbraucherstelle, beispielsweise in Form einer hydraulisch betätigbaren Arbeitsgerätschaft, kann die Bedienperson mit dieser keine Tätigkeiten mehr verrichten, so daß die Bedienperson gezwungen ist, selbst wenn eine entsprechende Verschmutzungsanzeige ausgefallen ist oder nicht abgelesen wird, das verschmutzte Filterelement gegen ein neues auszutauschen, sofern sie mit der Arbeitsgerätschaft weiterarbeiten möchte. Aus Sicherheitsgründen ist die der Verbraucherstelle zuzuführende Teilfluidmenge aber noch derart bemessen, daß ein Arbeitsvorgang sich abschließen läßt. Ferner ist der Fahrantrieb jederzeit einsatzbereit.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung ist nicht auf den Einsatz bei Arbeitsmaschinen mit Fahrantrieb beschränkt. So kann die erfindungsgemäße Filtervorrichtung beispielsweise stationär in Bereichen eingesetzt sein, die explosionsgefährdet sind, so daß der Einsatz einer elektrisch betätigbaren Verschmutzungsanzeige für das Filterelement nicht in Frage kommt. Es gibt zwar für diesen Bereich sog. ex-geschützte Anzeigen; diese sind aber teuer in der Anschaffung. Die Verbraucherstelle kann beispielsweise eine Pumpstation sein, die mit zunehmender Verschmutzung des Filterelementes dann nicht mehr mit Fluid versorgt ist und ihre Arbeit einstellt, was zum Austausch des verschmutzten Filterelementes zwingt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung gibt proportional mit der Zunahme des Differenzdruckes am Filterelement das differenzdruckgesteuerte Ventil einen zunehmenden Durchflußquerschnitt an der Stelle der herzustellenden Verbindung zwischen der zweiten und der dritten Anschlußstelle frei. Dank dieser Anordnung wird mit zunehmender Verschmutzung des Filterelementes und unter Umgehung desselben eine immer größer werdende Teilmenge des Fluids von der zweiten an die dritte Anschlußstelle unter Ausschal-

tung der Verbraucherstelle weitergegeben.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung ist ein Schaltventil vorhanden, das bei Fehlen des Filterelementes die Verbindung zwischen der zweiten und der dritten Anschlußstelle herstellt. Dieses Schaltventil, das auch mit "no element - flow" bezeichnet ist, stellt eine Art Sicherheitsventil dar, das ein Betreiben der Verbraucherstelle ohne Filterelement verhindert. Dieses Sicherheitsventil kann so ausgelegt sein, daß es bei Fehlen des Filterelementes derart weit aufsteuert, daß mit Sicherheit keine Fluidmenge mehr zu der Verbraucherstelle gelangt.

Vorzugsweise ist eine Verschmutzungsanzeige im Nebenschluß zu dem Filterelement angeordnet. Eine dahingehende Verschmutzungsanzeige erlaubt nach wie vor der Bedienperson ein Auswechseln des Filterelementes, ohne daß es gleich zu einem Ausfall der Verbraucherstelle kommt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung weisen das differenzdruckgesteuerte Ventil und das Schaltventil einen gemeinsamen Ventilkolben auf, der zur Freigabe der Verbindung zwischen der zweiten und der dritten Anschlußstelle entgegen der Kraft mindestens eines Kraftspeichers von einem Ventilsitz abhebbar ist. Dank dieser Anordnung baut die erfindungsgemäße Filtervorrichtung klein auf und läßt sich insbesondere in einem Gehäuse als eigenständige Baueinheit herstellen und vertreiben.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung ist eine bewegbare Elementaufnahme für das Filterelement vorgesehen, die bei einem vorgebbaren Schwellenwert des Differenzdruckes am Filterelement, der kleiner ist als der Schwellenwert der notwendig ist, um das differenzdruckgesteuerte Ventil zu öffnen, entgegen der Kraft des Kraftspeichers des Ventilkolbens gegen einen Anschlag fährt. Hierdurch ist gewährleistet, daß vor Einbau der Filter-

vorrichtung das Filterelement durch die bewegbare Elementaufnahme axial sicher gehalten ist und beim Transport nicht beschädigt wird. Mit Erreichen des vorgebbaren Schwellenwertes des Differenzdruckes am Filterelement fährt die Elementaufnahme gegen einen Anschlag, wodurch Längentoleranzen des Filterelementes und des Gehäuses der Filtervorrichtung automatisch ausgeglichen werden können. Im übrigen ist hierdurch ein exakt definierter Öffnungsdruck für das differenzdruckgesteuerte Ventil erreicht.

Vorzugsweise durchfährt der Ventilkolben einen umschlossenen Raum, der einen Kraftspeicher aufweist und der mittels einer Verbindungsleitung, die vorzugsweise eine Blende aufweist, mit der ersten Anschlußstelle in Verbindung steht. Nach Absinken des Differenzdruckes am Filterelement ist dadurch ein schlagartiges Schließen des differenzdruckgesteuerten Ventiles und eine Beschädigung am Ventil, insbesondere des Ventilsitzes, vermieden .

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig.l bis 4 Längsschnitte durch die erfindungsgemäße

Filtervorrichtung in verschiedenen Betriebszuständen, wobei die Fig.3 ein in Längsrichtung gesehen um 90° gegenüber den anderen Figuren versetzter Längsschnitt ist;

Fig. 5 ein Schaltbild eines für eine Arbeitsma

schine mit Fahrantrieb und Arbeitsgerätschaft vorgesehenen Hydraulikkreises, der die erfindungsgemäße Filtervorrichtung aufweist.

Die im Längsschnitt in Fig.l dargestellte Filtervorrichtung zum Filtern von Fluiden weist ein Filterelement 10 sowie ein Vorspannventil 12 und ein Überlastventil 14 auf. Letzteres ist, was sich insbesondere aus dem Schaltplan gemäß Fig.5 ergibt, im Nebenschluß zu dem Filterelement 10 und dem Vorspannventil 12 angeordnet.

Die Filtervorrichtung weist ferner eine erste Anschlußstelle 16 auf (Fig.3) zum Zuführen des ungefilterten Fluids von einer Verbraucherstelle 18 (Fig.5), die als Teil eines Fluidkreises 20 von einer Fluidpumpe 22 (Fig.5) versorgt ist. Eine zweite Anschlußstelle 24 ist zwischen dem Filterelement 10 und dem Vorspannventil 12 zum Abführen des gefilterten Fluids angeordnet.

Mittels eines im Nebenschluß (Fig.5) zum Filterelement 10 angeordneten differenzdruckgesteuerten Ventils 26 ist in Abhängigkeit von dem Differenzdruck am Filterelement 10 eine Verbindung zwischen der zweiten Anschlußstelle 24 und einer dritten Anschlußstelle 28 (Fig.3) herstellbar, die an den Fluidkreis 20 zwischen der Fluidpumpe 22 (Fig.5) und der Verbraucherstelle 18 (Fig.5) anschließbar ist.

Nach Erreichen des Ansprechdruckes für das Ventil 26 steigt proportional mit der Zunahme des Differenzdruckes am Filterelement 10 gibt das differenzdruckgesteuerte Ventil 26 einen zunehmenden Durchflußquerschnitt an der Stelle der herzustellenden Verbindung 30 zwischen der zweiten 24 und der dritten 28 Anschlußstelle frei (Fig.3). Die Zunahme des Differenzdruckes am Filterelement 10 kommt mit Zunahme der Verschmutzung desselben zustande und/oder bei einem sog. Kaltstart der Anlage, bei dem das Fluid sehr zähfließend ist und demgemäß nur schwer das Filterelement 10 durchfließt. Wie sich insbesondere aus der Fig.5 ergibt, wird der Differenzdruck am Filterelement 10 durch das differenzdruckgesteuerte Ventil in Fließrichtung des Fluids gesehen unmittelbar vor dem Filterelement 10 und zwischen der zweiten Anschlußstelle 24 und

dem Vorspann ventil 12 abgegriffen.

Neben dem angesprochenen differenzdruckgesteuerten Ventil 26, das parallel zu dem Filterelement 10 geschaltet ist (Fig.5), weist die erfindungsgemäße Filtervorrichtung ein Schaltventil 32 auf, das auch als "no element - flow" bezeichnet ist und das bei Fehlen des Filterelementes 10 die Verbindung 30 zwischen der zweiten 24 und der dritten 28 Anschlußstelle herstellt (Fig.3,5). Das Schaltventil 32 ist in Fließrichtung des Fluids gesehen hinter der Anschlußstelle des Überlastventiles 14 in den Kreis 20 geschaltet und weist eine Verbindung mit der Anschlußstelle 28 auf.

Wie insbesondere die Fig.5 zeigt, ist im Nebenschluß zu dem Filterelement 10 eine Verschmutzungsanzeige 34 angeordnet. Die parallel zum Filterelement 10 angeordnete Verschmutzungsanzeige 34, die elektrisch betätigbare Anzeigeelemente (nicht dargestellt) aufweisen kann, ist in Fließrichtung des Fluids gesehen vor dem Filterelement 10 zwischen die Anschlußstelle des Schaltventiles 32 und der Abgriffstelle für das differenzdruckgesteuerte Ventil 26 sowie zwischen die Verbindung 30 und der zweiten Anschlußstelle 24 geschaltet. Eine dahingehende Verschmutzungsanzeige 34 ist bei der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung nicht zwangsläufig notwendig und kann, insbesondere wenn die Filtervorrichtung in explosionsgefahrdeten Bereichen eingesetzt wird, ganz entfallen. In den Fig.l, 2 und 4 ist die seitlich an der Filtervorrichtung angeordnete Stelle zum Anschließen der in Fig.5 schematisch dargestellten Verschmutzungsanzeige 34 mit einer Verschlußschraube 36 dichtend verschlossen. Eine vergleichbare Verschlußschraube 38 mit Dichtung 142 bietet nach ihrem Entfernen eine Anschlußmöglichkeit für eine Staudruckanzeige (nicht dargestellt) .

Wie ferner die Fig.l bis 4 zeigen, weisen das differenzdruckgesteuerte Ventil 26 und das Schaltventil 32 einen gemeinsamen Ventilkolben 40 auf, der zur Freigabe der Verbindung 30 zwischen der zweiten 24 und der dritten 28 Anschlußstelle entgegen der Kraft mindestens eines Kraftspeichers in Form zweier

Zylinder-Druckfedern 42 und 44 von einem Ventilsitz 46 abhebbar ist.

Für das Filterelement 10 ist eine bewegbare Elementaufnahme vorgesehen (Fig.l), die bei einem vorgebbaren Schwellenwert des Differenzdruckes am Filterelement 10, der kleiner ist als der Schwellenwert, der notwendig ist, um das differenzdruckgesteuerte Ventil 26 zu öffnen, entgegen der Kraft des Kraftspeichers in Form der beiden Druckfedern 42,44 des Ventilkolbens 40 gegen einen Anschlag 50 fährt. In der Fig.l ist die Filtervorrichtung mit der bewegbaren Filterelementaufnahme 48 in einer Stellung dargestellt, bei der die Elementaufnahme noch nicht gegen den Anschlag 50 gefahren ist. Dies entspricht der Transportstellung der Filtervorrichtung, bei der das Filterelement 10 durch die bewegbare Elementaufnahme 48 axial gehalten ist oder einem Betriebszustand der Filtervorrichtung, bei dem das Filterelement 10 noch nicht allzu stark verschmutzt und damit zugesetzt ist, so daß das differenzdruckgesteuerte Ventil 26 noch nicht aufsteuert und die beiden Druckfedern 42 und 44 die Elementaufnahme 48 in ihrer in der Fig.l gezeigten Stellung halten.

Wie insbesondere die Fig.3 zeigt, durchfährt der Ventilkolben 40 einen umschlossenen Raum 52, der einen Kraftspeicher in Form der Zylinder-Druckfeder 42 aufweist und der mittels einer Verbindungsleitung 54, die vorzugsweise eine Blende 56 aufweist, mit der ersten Anschlußstelle 16 in Verbindung steht.

Das Vorspann 12- und das Überlast 14-ventil mit ihren bewegbaren Ventilteilen in Form eines Ventiltellers 58 bzw. eines hohlzylindrischen Ventilkolbens 60, die jeweils entgegen der Kraft eines Kraftspeichers in Form einer Zylinder-Druckfeder 62 bzw. 64 in ihrer in den Fig.l bis 4 gezeigten Schließstellung gehalten sind, ragen von einem hülsenartigen Aufnahmeteil 66 aufgenommen in das Innere 68 des Filterelementes 10 hinein.

Das hülsenartige Aufnahmeteil 66 bildet eine unbewegbare Elementaufnahme zur Lagefixierung des Filterelementes 10, die mittels der bewegbaren Ventilteile 58,60 verschließbare Durchgänge 72 bzw.74 aufweist zur Herstellung jeweils einer Verbindung zwischen dem Inneren 68 des Filterelementes 10 bzw. der ersten Anschlußstelle 16 mit einem Tankanschluß 76.

Das Filterelement 10 bildet einen Hohlzylinder aus (Fig.l), der auf seiner Außenseite die Filtergewebematte 78 aufweist, die sich längs seines Innenumfanges an einem Stützrohr 80 mit Durchlässen 82 abstützt. Das Filterelement 10 wird von dem zu reinigenden Fluid, insbesondere Hydrauliköl, von außen zu seinem Inneren 68 durchströmt und durchquert hierbei die Filtergewebematte 78 und die Durchlässe 82 des Stützgitters, wobei die Filtergewebematte 78 die Schmutzteile zurückhält.

Endseitig ist das Filterelement 10 von den beiden Elementaufnahmen 48 bzw. 66 in seiner in der Fig.l dargestellten Lage gehalten, wobei die in Blickrichtung auf die Fig.l bis 3 gesehen untere Elementaufnahme 66 unbewegbar und die obere Elementaufnahme 48 bewegbar angeordnet ist. Zwei Endkappen bilden die Abschlußstücke für das Filterelement 10, die längs ihres jeweiligen Innenumfanges einen dichtenden O-Ring 86 bzw. 88 aufweisen, der das Innere 68 des Filterelementes 10 gegenüber der Umgebung abdichtet und in Anlage ist mit der jeweiligen Elementaufnahme 48 bzw. 66.

Die bewegbare Elementaufnahme 48 verbreitert sich im wesentlichen zur zweiten Anschlußstelle 24 hin sowohl im Hinblick auf ihren Innen- als auch auf ihren Außenumfang. Die bewegbare Elementaufnahme 48 bildet einen Hohlzylinder aus und ist längs von Wandteilen eines Deckels 90 verschiebbar angeordnet, der Teil des Gehäuses 92 der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung ist, welches auch aus Kunststoff gebildet sein kann. Längs seines Außenumfanges weist die bewegbare Elementaufnahme 48 einen dichtenden O-Ring 94 auf, der in ständiger Anlage mit

dem zylindrischen Innenumfang der Wandteile des Deckels 90 ist. Zwischen der oberen Endkappe 84 und dem Anschlag 50 innerhalb des Deckels 90 weist die bewegbare Elementaufnahme 48 eine im Außendurchmesser des Hohlzylinders vergrößerte Stufe 96 auf, die bei Verfahren der Elementaufnahme 48 in Richtung der zweiten Anschlußstelle 24 in Anlage mit dem Anschlag 50 gerät, wobei die der Endkappe 84 zugekehrte Fläche des Hohlzylinders 48 sich zusehends entfernt, so daß die obere Endkappe 84 mit einem axialen Spiel, aber radial gehalten, längs der bewegbaren Elementaufnahme 48 geführt ist.

Die bewegbare Elementaufnahme 48 gleicht automatisch Längentoleranzen, beispielsweise des Gehäuses 92, aus und ermöglicht die exakte Vorgabe des Öffnungsdruckes für das differenzdruckgesteuerte Ventil 26. Hierzu ist der Ventilkolben 40 innerhalb der bewegbaren Elementaufnahme 48 längs verschiebbar geführt, indem er den Boden 98 der Elementaufnahme 48 durchgreift, der Durchgänge 100 für den Durchtritt des Fluids aufweist. Die Druckfeder 44 ist zwischen diesem Boden 98 und einem Steuerkolben 102 angeordnet, der den zur zweiten Anschlußstelle 24 hin sich im Außenumfang vergrößernden Ventilkolben 40 radial umschließt und der in einer Ausnehmung 104 der Wandteile des Deckels 90 längs verschiebbar geführt ist. Der Steuerkolben schließt mithin nach einer Seite den umschlossenen Raum 52 ab und bildet eine Anlagefläche für die Druckfeder 42, die sich mit ihrem anderen Ende an Wandteilen des Deckels 90 abstützt. Die beiden Druckfedern 42 und 44 sind mithin hintereinandergeschaltet und üben eine Kraft auf die bewegbare Elementaufnahme 48 aus, die versucht, diese in Richtung des Tankanschlusses 76 zu bewegen, und die Druckfeder 44 übt über den Steuerkolben 102 entgegen der Kraft der Druckfeder 42 eine Kraft auf den Ventilkolben 40 aus, die den endseitig am Ventilkolben angebrachten Ventilkegel 106 in Anlage mit dem Ventilsitz 46 zu halten sucht, der in die Wandteile des Deckels 90 einschraubbar ist.

An seinem dem Ventilkegel 106 zugekehrten Bereich weist der

Ventilkolben drei umlaufende Ringnuten auf und an seinem dem
Ventilkegel 106 abgekehrten freien Ende ist ein Stellring 108 angeordnet, der mittels einer Stellschraube 110, die in eine
Ringnut des Ventilkolbens 40 eingreift, dort gehalten ist. An der Stelle der Druckfeder 44 greift ein Sicherungsring 112 in eine Ringnut des Ventilkolbens 40 ein, so daß eine Zwangskopplung des Ventilkolbens 40 mit dem Steuerkolben 102 gegeben
ist, sofern der Ventilkolben 40 sich in Richtung seiner in der Fig.l dargestellten Schließstellung bewegt. Längs des Innenumfanges des Steuerkolbens 102 ist ein dichtender O-Ring 114
angeordnet, der in Anlage ist mit dem Außenumfang des sich in Längsrichtung erstreckenden Ventilkolbens 40.

Die Wandteile des Deckels 90 umschließen einen oberen Aufnahmeraum 116, in den der Ventilkolben 40 hineinragt und der nach außen hin über die zweite Anschlußstelle 24 in Form von drei
Bohrungen mit der Umgebung verbunden ist. Diese drei, ein
Gewinde aufweisenden Bohrungen dienen mit dem Anschließen der Filtervorrichtung an einen Fluidkreis 20 (Fig.5). Der obere
Aufnahmeraum 116 ist ferner über das Innere der hohlzylinderartigen bewegbaren Elementaufnahme 48 und über die Durchgänge 100 mit dem Inneren 68 des Filterelementes 10 ständig
verbunden.

Der obere Aufnahmeraum 116 ist im wesentlichen über die Wandteile des Deckels 90 von einem unteren Aufnahmeraum 118 getrennt, in dem das Filterelement 10 angeordnet ist. In diesen unteren Aufnahmeraum 118 münden, wie dies insbesondere die
Fig.3 zeigt, zwei Anschlußteile 120, die Teil der ersten
Anschlußstelle 16 sind. Zwei umlaufende Ringdichtungen 122
dienen der Abdichtung des Innneren des Gehäuses 92 gegenüber
der Umgebung. Eine umlaufende Flachdichtung 124 dient im
Bereich des Einsatzes des Gehäuses 92 in einen Tankbehälter
(nicht dargestellt) zur Abdichtung.

Das am unteren Ende der Filtervorrichtung angeordnete hülsenartige Aufnahmeteil 66 ist mittels eines Runddraht-Sprengrin-

ges 126 mit dem Gehäuse 92 fest verbunden und mit diesem mittels eines O-Ringes 128 dichtend in Anlage. Der Ventilkolben 60 ist über den O-Ring 130 längs seines Außenumfanges dichtend in Anlage mit dem Innenumfang des Aufnahmeteiles 66. Die an dem Ventilkolben 60 angreifende Druckfeder 64 stützt sich mit ihrem einen Ende an dem Ventilkolben 60 und mit ihrem anderen Ende an einer Lochscheibe 132 ab, die die verschließbaren Durchgänge 72 aufweist. Die Lochscheibe 132 ist mittels eines O-Ringes 134 dichtend in Anlage mit dem Aufnahmeteil 66 und innerhalb desselben mittels eines Sicherungsringes 136 gehalten. Der Ventilkolben 60 ist an seiner dem Tankanschluß 76 zugekehrten Seite konisch verjüngt und in seiner in der Fig.l dargestellten Stellung in Anlage mit Wandteilen des hülsenartigen Aufnahmeteiles 66. Längs des konisch verjüngten Bereiches verschließt der Ventilkolben 60 die verschließbaren Durchgänge 74, die ansonsten bei geöffnetem Zustand des Überlastventiles 14 eine Verbindung zwischen dem unteren Aufnahmeraum 118 und dem Tankanschluß 76 herstellen.

Längs der Verschiebeachse des Ventilkolbens 40 und in der Längsachse der Filtervorrichtung ist eine Führungsstange 138 innerhalb des Aufnahmeteiles 66 und mit diesem fest verbunden angeordnet, die an ihrem in Fig.l gesehen unteren Ende eine Sicherungsmutter 140 mit Scheibe aufweist, mittels der sich die Federspannung der Druckfeder 62 einstellen läßt. Diese Druckfeder 62 stützt sich mithin mit ihrem einen Ende an der Sicherungsmutter 140 und mit ihrem anderen Ende an dem Ventilteller 58 des Vorspannventiles 12 ab. Der Ventilteller 58 wird in seiner in der Fig.l gezeigten Schließstellung mittels der Druckfeder 62 in Anlage mit der Lochscheibe 132 gehalten und verschließt die Durchgänge 72.

Für das Anschließen einer Verschmutzungsanzeige an die Filtervorrichtung wird die Verschlußschraube 36, die als Dichtmittel einen O-Ring 142 aufweist, aus dem Deckel 90 bzw. aus dem Gehäuse 92 entfernt. Nach Entfernen der Verschlußschraube 36 und Anschließen der Verschmutzungsanzeige ist dann über den

Kanal 148 eine Verbindung zwischen dem unteren Aufnahmeraum 118 bzw. der ersten Anschlußstelle 16 und dem Raum gegeben, in dem bisher die Verschlußschraube 36 saß. Dieser Raum 146 weist dann über einen weiteren zweiten Kanal 150 eine Verbindung mit dem oberen Aufnahmeraum 116 auf, wobei der zweite Kanal 150 mittels eines Abreißstopfens 152 von dem unteren Aufnahmeraum 118 getrennt ist.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Filtervorrichtung mit ihren einzelnen Betriebszuständen gemäß den Fig.l bis 4 anhand einer Verwendung gemäß der Fig.5 näher erläutert. Vor Einbau der Filtervorrichtung in eine hydraulische Gesamtanlage, wie sie beispielhaft in der Fig.5 dargestellt ist, wird die Filtervorrichtung den Betriebszustand gemäß Fig.l einnehmen. Das bedeutet, daß das differenzdruckgesteuerte Ventil 26, das Schaltventil 32 sowie das Vorspann 12- und das Überlast 14-ventil in ihrer Schließstellung sind und die bewegbare Elementaufnahme 48 das eingesetzte Filterelement axial festhält und mithin mit ihrer Stufe 96 nicht in Anlage ist mit dem Anschlag 50.

Der in Fig.5 strichpunktiert dargestellte Rahmen umschließt hierbei die Schaltskizze für die erfindungsgemäße Filtervorrichtung gemäß den Fig.l bis 4. Das Anschließen der Filtervorrichtung geschieht durch Herstellen der Verbindung zwischen den entsprechenden Leitungen des Fluidkreises an sich und den ersten 16, zweiten 24 und dritten 28 Anschlußstellen sowie durch Anschließen des Tankanschlusses 76 der Filtervorrichtung an den Tank 154. Der in Fig.5 auf der linken Bildhälfte dargestellte Hydraulikkreis bildet eine Art offenes System aus, wohingegen der in Fig.5 gesehen rechts dargestellte Kreis geschlossen ist. Der offene Kreis betrifft dabei die Verbraucherstelle 18 in Form einer hydraulisch betätigbaren Arbeitsgerätschaft und das geschlossene System den als Ganzes mit bezeichneten Fahrantrieb. Der Fahrantrieb 156 wird von einer Fluid- oder Speisepumpe 158 versorgt, die, ebenso wie die Fluidpumpe 22, über einen Antrieb 160 verfügt, der im vorlie-

genden Fall beide Pumpen 22 und 158 betätigt. Der mit 156 bezeichnete Fahrantrieb entspricht dem Stand der Technik, so daß hierauf nicht mehr näher eingegangen wird. Im übrigen wird der Hydraulikkreis gemäß Fig.5 nur insoweit erläutert, als er für das Verständnis der Erfindung notwendig ist.

Mit zunehmender Betriebsdauer des Hydraulikkreislaufes wird das Filterelement 10 verschmutzt und es baut sich ein vor und hinter dem Filterelement in Fließrichtung des Fluids gesehen abgreifbarer Differenzdruck auf. Dieser Differenzdruck sorgt zunächst dafür, daß die bewegbare Elementaufnähme 48 ihre in den Fig.2 und 3 dargestellte Stellung einnimmt, mithin das Filterelement 10 axial freigibt und mit ihrer Stufe 96 gegen den Anschlag 50 verfährt. Die mittels des Filterelementes 10 gereinigte Druckflüssigkeit wird über das Vorspann ventil 12 auf einen vorgebbaren Druckwert vorgespannt und speist über die zweite Anschlußstelle 24 die Fluidpumpe 158 des Fahrantriebes 156. In diesem Stadium nimmt der Ventilkolben 40 noch die in der Fig.l gezeigte Stellung ein, mithin sind also das differenzdruckgesteuerte Ventil 26 und das Schaltventil 32 geschlossen, ebenso wie das Überlastventil 14. Das Vorspannventil 12 ist zum Erzeugen des einstellbaren Vorspanndruckes etwas geöffnet.

Mit weiterer Verschmutzung des Filterelementes 10 steigt der Differenzdruck an und der Ventilkolben 40 wird entgegen der Druckfeder 44 nach unten verschoben und nimmt die in den Fig.2 und 3 gezeigte Stellung ein. Hierbei wird die Verbindung 30 zwischen der zweiten Anschlußstelle 24 und der dritten Anschlußstelle 28 freigegeben. Sofern das Filterelement 10 nicht vollständig verstopft ist, wird noch eine geringe Restmenge an Fluid über die erste Anschlußstelle 16 und das Filterelement 10 zu der zweiten Anschlußstelle 24 und mithin zu der Fluidpumpe 158 gelangen. Das differenzdruckgesteuerte Ventil 26 gibt einen umso größeren Durchflußquerschnitt an der Stelle der Verbindung 30 frei, je stärker die Verschmutzung des Filterelementes 10 ist und mithin desto geringer die Fluidmen-

ge, die das Filterelement 10 noch über die erste Anschlußstelle 16 kommend durchqueren kann. In dieser Situation wird die Arbeitsgerätschaft 18 kaum noch mit Fluid versorgt, so daß die Bedienperson gezwungen ist, das Filterelement 10 gegen ein unverschmutztes auszutauschen.

Die Fig.4 zeigt den Betriebszustand der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung, wenn kein Filterelement 10 in ihr eingesetzt ist. In diesem Fall verfährt dank der Druckfedern 42 und 44 die bewegbare Elementaufnahme 48 in ihre untere, in der Fig.4 dargestellte Endstellung und nimmt hierbei über ihren Boden 98 den Stellring 108 und damit den Ventilkolben 40 in seine Öffnungsstellung mit. In diesem Fall ist wiederum die unmittelbare Verbindung zwischen der zweiten 24 und der dritten 28 Anschlußstelle hergestellt, so daß die Arbeitsgerätschaft 18 wegen Fluidmangels nicht mehr betätigbar ist und die Bedienperson also gezwungen ist, ein Filterelement in die Filtervorrichtung einzusetzen. Im letztgenannten Fall nimmt die Filtervorrichtung wieder ihre in Fig.l dargestellte Stellung ein .

Die erfindungsgemäße Filtervorrichtung, die ein Rücklauffilter bildet, besteht aus einer Hochdruckkomponente mit den beiden Absteuerventilen 26 und 32 und dem eigentlichen Rücklauffiltergehäuse 92 als Niederdruckkomponente. Das Überlastventil 14 verhindert in jedem Fall ein Zerstören des Systems.

Die vorstehende Beschreibung und die Zeichnung beschränken sich nur auf die Angabe von Merkmalen, die für die beispielsweise Verkörperung der Erfindung wesentlich sind. Soweit daher Merkmale in der Beschreibung und in der Zeichnung offenbart und in den Ansprüchen nicht genannt sind, dienen sie erforderlichenfalls auch zur Bestimmung des Gegenstandes der Erfindung.

Claims (9)

Schutzansprüche

1. Filtervorrichtung zum Filtern von Fluiden mit einem Filterelement (10) sowie

mit einem Vorspann(12)- und einem Überlast(14)-ventil, das im Nebenschluß zu dem Filterelement (10) und dem Vorspannventil (12) angeordnet ist,

mit einer ersten Anschlußstelle (16) zum Zuführen des ungefilterten Fluids von einer Verbraucherstelle (18), die als Teil eines Fluidkreises (20) von einer Fluidpumpe (22) versorgt ist,

mit einer zweiten Anschlußstelle (24) zwischen dem Filterelement (10) und dem Vorspann ventil (12) zum Abführen des gefilterten Fluids, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines im Nebenschluß zum Filterelement (10) angeordneten differenzdruckgesteuerten Ventils (26) in Abhängigkeit von dem Differenzdruck am Filterelement (10) eine Verbindung (30) zwischen der zweiten (24) und einer dritten (28) Anschlußstelle herstellbar ist, die an den Fluidkreis (20) zwischen der Fluidpumpe (22) und der Verbraucherstelle (18) anschließbar ist.

2. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß proportional mit der Zunahme des Differenzdruckes am Filterelement (10) das differenzdruckgesteuerte Ventil (26) einen zunehmenden Durchflußquersc'initt an der Stelle der herzustellenden Verbindung (30) zwischen der zweiten (24) und der dritten (28) Anschlußstelle freigibt.

3. Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltventil (32) vorhanden ist, das bei Fehlen des Filterelementes (10) die Verbindung (30) zwischen der zweiten (24) und der dritten (28) Anschlußstelle herstellt.

4. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verschmutzungsanzeige (34) im Nebenschluß zu dem Filterelement (10) angeordnet ist.

5. Filtervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das differenzdruckgesteuerte Ventil (26) und das Schaltventil (32) einen gemeinsamen Ventilkolben (40) aufweisen, der zur Freigabe der Verbindung (30) zwischen der zweiten (24) und der dritten (28) Anschlußstelle entgegen der Kraft mindestens eines Kraftspeichers (44) von einem Ventilsitz (46) abhebbar ist.

6. Filtervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine bewegbare Elementaufnahme (48) für das Filterelement (10) vorgesehen ist, die bei einem vorgebbaren Schwellenwert des Differenzdruckes am Filterelement (10), der kleiner ist als der Schwellenwert der notwendig ist, um das differenzdruckgesteuerte Ventil (26) zu öffnen, entgegen der Kraft des Kraftspeichers (44) des Ventilkolbens (40) gegen einen Anschlag (50) fährt.

7. Filtervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (40) einen umschlossenen Raum (52) durchfährt, der einen Kraftspeicher (42) aufweist und der mittels einer Verbindungsleitung (54), die vorzugsweise eine Blende (56) aufweist, mit der ersten Anschlußstelle (16) in Verbindung steht.

8. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspann(12)- und das Überlast ( 14) -ventil mit ihren bewegbaren Ventilteilen (58,60), die jeweils entgegen der Kraft eines Kraftspeichers (62,64) in ihrer Schließstellung gehalten sind, von einem hülsenartigen Aufnahmeteil (66) aufgenommen in das Innere (68) des Filterelementes (10) ragen.

9. Filtervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das hülsenartige Aufnahmeteil (66) eine unbewegbare Elementaufnahme zur Lagefixierung des Filterelementes (10) bildet, die mittels der bewegbaren Ventilteile (58,60) verschließbare Durchgänge (72 bzw. 74) zur Herstellung jeweils einer Verbindung zwischen dem Inneren (68) des Filterelementes (10) bzw. der ersten Anschlußstelle (16) mit einem Tankanschluß (76) aufweist.