WO2013053482A1 - Filtervorrichtung - Google Patents

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WO2013053482A1
WO2013053482A1 PCT/EP2012/004269 EP2012004269W WO2013053482A1 WO 2013053482 A1 WO2013053482 A1 WO 2013053482A1 EP 2012004269 W EP2012004269 W EP 2012004269W WO 2013053482 A1 WO2013053482 A1 WO 2013053482A1
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WO
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pressure
end cap
filter
membrane
fluid
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Application number
PCT/EP2012/004269
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English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Schwender
Andreas Schmitz
Edwin Koch
Stefan JOCHUM
Original Assignee
Hydac Filtertechnik Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/14—Safety devices specially adapted for filtration; Devices for indicating clogging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/29—Filter cartridge constructions
    • B01D2201/291—End caps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/40—Special measures for connecting different parts of the filter
    • B01D2201/403—Special measures for connecting different parts of the filter allowing dilatation, e.g. by heat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/14—Safety devices specially adapted for filtration; Devices for indicating clogging
    • B01D35/147—Bypass or safety valves

Definitions

  • the invention relates to a filter device having at least one filter element to be cleaned by a fluid to be cleaned in a predeterminable fluid direction and with a predeterminable fluid operating pressure, wherein the fluid pressure prevailing on the respective filter element can have pressure peaks or general pressure increases damaging the respective filter element can be reduced and / or smoothed on the respective filter element which acts directly on at least one end cap of the filter element such that the volume flowed through by the fluid can be changed at least in the region of the respective compensation device in accordance with a pressure peak or pressure increase , in particular is enlargeable.
  • Such filter devices are commercially available and find common application, for example, in hydraulic systems in system branches through which hydraulic oil flows.
  • a support tube preferably made of plastic material is provided which provides a perforation supporting the filter material used against the predetermined flow direction of the fluid or the predetermined fluid direction.
  • the filter material is a pleated filter mat placed around a fl uid dieres support tube, and the jewei time filter element is provided with end caps.
  • the object seeks to provide a filter device available to len, which better meet the requirements to stel loin wi rd, in particular a compact design allows. According to the invention this object is achieved by a fi ltervoriques having the features of claim 1 in its entirety.
  • the compensating means comprises a membrane which spans an opening on the relevant end cap of the respective filter element, which is surrounded by the fi lter material, inner, adjoining the end cap Fi Lterhohlraum leads and over which the membrane with the potential pressure peaks or pressure increases having fluid pressure can be acted upon, the membrane in the unloaded state has the shape of a trough, the opening edge surrounds the filter cavity and is fixed to the inside of the end cap.
  • the volume of the trough created by the membrane is substantially available as the pressure-related variable volume, so that a good, smoothing compensation effect is achieved.
  • the filter device according to the invention is characterized by a particularly compact design ,
  • a folding device is provided with a movable folding body, which is biased into a folding position, in which it folds the trough of the membrane towards the inside of the end cap while reducing the volume of the trough, the trough against the bias of the folding body by acting on the opening of the end cap pressure peaks or pressure increases in the inner Fi lterhohlraum into expandable.
  • the arrangement may be such that the opening edge of the membrane has a reinforcing bead, whereby a particularly secure mechanical connection of the membrane with the end cap can be achieved.
  • the membrane is formed as an intrinsically stable body that can perform al lein the Rol lambaen. So it is possible to form the membrane of polytetrafluoroethylene (PTFE) material.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the arrangement may be such that the edge bead of the membrane is clamped between the end cap and an annular groove which is formed on the end cap connected to the edge of a housing of the folding device.
  • a form-fitting anchoring of the membrane to the end cap can thereby be formed.
  • the housing of the folding device has the shape of a pot open at the bottom, which extends from the housing edge attached to the end cap axially into the interior of the filter cavity.
  • the pot forming the housing of the folding device can be provided as a spring housing for a compression spring, which biases the folding body for its movement in the direction of the folding position.
  • the arrangement can be made with particular advantage such that the folding body has the shape of a cap placed on the associated end of the compression spring whose circular-cylindrical peripheral edge is at such a distance from the likewise nikzyl Indian wall of the housing. It is located between the pot and housing a fold of folded to reduce the trough volume membrane is receivable.
  • Suitable materials for the membrane are preferably elastomers which are compatible with the jewei time fluids, in particular rubbery materials such as nitrile-butadiene rubber (N BR), fluid elastomers, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) or the like ,
  • N BR nitrile-butadiene rubber
  • EPDM ethylene-propylene-diene rubber
  • FIG. 1 shows a broken longitudinal section of only one end region of a fi lter element according to an embodiment of the inventive filter device, wherein the folding position of a
  • Diaphragm is dargestel lt
  • FIG. 2 shows a partial sectional view of FIG. 1, in which only the end cap and the folding device for the membrane are shown, the membrane being transferred from the folding position into an expanded position
  • Fig. 3 is a longitudinal section of the membrane in the unloaded state.
  • Fig. 1 shows only one end portion of a filter element 1 according to an embodiment of the filter device according to the invention.
  • the filter element 1 has a filter material 3 in the form of a hollow cylinder-shaped, pleated fi ltermatte, which is placed around a support tube 5 is that has in the usual way Fl uid pumplässe and preferably made of plastic.
  • the support tube 5 surrounds the filter element 1 a Vietnamesezy- linderförmigen i nneren filter cavity 7, which is concentric to the vertical axis 9 of the fi lter element 1.
  • In the central region of the end cap 1 1 is a concentric to the axis 9 opening 1 5.
  • the end cap 1 1 is preferably injection molded from a plastic material or formed of a metallic material.
  • Austiciansei device has a separately in Fig. 3 dargestel lte membrane 1 7 and ei ne folding device 19.
  • the membrane 1 7 in the unloaded state which is shown in Fig. 3, the shape of a trough, the opening edge is reinforced with a bead 21.
  • the membrane 1 7 consists of a rubber-like elastomer which is chemically compatible with the jewei ls to be cleaned off fluid.
  • materials such as nitrile butadiene rubber (N BR), fluoride elastomers, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) or the like may be used.
  • the membrane 1 7 can also be made of a combination of several materials, such as a laminate of different materials.
  • the individual materials or the material composite can furthermore be reinforced with fibers, for example with glass fibers and / or carbon fibers.
  • the folding device 1 9 of the compensation device has a housing in the form of a concentric to the axis 9, cyl Indian pot 23 which is injection molded from plastic or made of metal.
  • the bottom of the pot 23 has a elevation 25 concentric with the axis 9 with a central opening 27.
  • the survey 25 forms the centering element for a helical compression spring 29, the elevation 25 with one end surrounds.
  • On the other end of the compression spring 29 sits as a folding body for the membrane 1 7 serving cap 33 in the form of a rotationally symmetrical to the axis 9 hat, the circular cylindrical peripheral surface 31 is located at a distance from the inside of the pot 23, see Fig. 1st
  • Fig. 1 shows an operating state in which the balancing device is inactive.
  • the membrane 1 7 is moved to a folding position shown in FIG. 1 by the cap 33 of the folding device 19 serving as a folding body, in which the cap 33 is the membrane 17 guided over its upper side has moved to the end cap 1 1, so that the membrane 1 7 is folded from the trough shape shown in Fig. 3.
  • a membrane fold 35 emerges.
  • FIG. 2 A corresponding operating state is indicated in FIG. 2, in which the fluid volume adjoining the fluid opening 15 is enlarged for the purpose of smoothing a corresponding pressure peak.
  • the dimension of the diaphragm 1 7 is selected such that the depth of the unloaded trough is greater than the axial distance between the end cap 1 1 and the folding body bi ldenden cap 33, if this against the acting Spring force is fully retracted, as shown in Fig. 2.
  • the beginning of a fold 35 of the diaphragm 17 is already defined in the intermediate space 37 between the peripheral surface 31 of the cap 33 and the pot 23, so that during the movement of the cap 33 in FIG folded to the end cap 1 1 folding position, the membrane 1 7 is folded in the manner ordered, as shown in Fig. 1.
  • the housing of the folding device forming pot 23 has a radially extending housing edge 39 which extends to the inside of the end cap 1 1 to its end edge 1 3 and the end cap glued or welded.
  • an annular groove 41 is formed, in which the edge bead 21 of the membrane 1 7 is clamped against the end cap 1 1. The membrane 1 7 is thus determined in a simple manner particularly secure on the end cap 1 1.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Filtration Of Liquid (AREA)

Abstract

Eine Filtervorrichtung mit mindestens einem von einem abzureinigenden Fluid in einer vorgebbaren Fluidrichtung und mit vorgebbarem Fluidbetriebsdruck durchströmbaren Filterelement (1), wobei der am jeweiligen Filterelement (1) herrschende Fluiddruck das jeweilige Filterelement (1) schädigende Druckspitzen oder generelle Druckerhöhungen aufweisen kann, die mittels einer auf das jeweilige Filterelement (1) direkt einwirkenden Ausgleichseinrichtung (17, 19) reduzierbar und/oder glättbar sind, die an zumindest einer Endkappe (11) des betreffenden Filterelements (1) derart nachgiebig ausgebildet ist, dass entsprechend einer Druckspitze oder Druckerhöhung das vom Fluid durchströmte Volumen zumindest im Bereich der jeweiligen Ausgleichseinrichtung änderbar, insbesondere vergrößerbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (17, 19) eine Membran (17) aufweist, die an der betreffenden Endkappe (11) eine Öffnung (15) überspannt, die zu dem von Filtermaterial (3) umgebenen, inneren, an die Endkappe (11) angrenzenden Filterhohlraum (7) führt und über die die Membran (1 7) mit dem möglicherweise Druckspitzen oder Druckerhöhungen aufweisenden Fluiddruck beaufschlagbar ist, und dass die Membran (17) in unbelastetem Zustand die Form eines Troges besitzt, dessen Öffnungsrand (21 ) den Filterhohlraum (7) umgibt und an der Innenseite der Endkappe (11) festgelegt ist.

Description

Hydac Filtertechnik GmbH, Industriegebiet, 66280 Sulzbach/Saar
Fi ltervorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung mit mi ndestens einem von einem abzureinigenden Fluid in einer vorgebbaren Fl uidrichtung und mit vorgebbarem Fl uidbetriebsdruck durchströmbaren Fi lterelement, wobei der am jeweiligen Filterelement herrschende Fluiddruck das jeweilige Filter- element schädigende Druckspitzen oder generelle Druckerhöhungen aufweisen kann, die mittels einer auf das jewei lige Fi lterelement direkt einwirkenden Ausgleichseinrichtung reduzierbar und/oder glättbar sind, die an zumindest einer Endkappe des Filterelements derart nachgiebig ausgebildet ist, dass entsprechend einer Druckspitze oder Druckerhöhung das vom Flu- id durchströmte Vol umen zumindest im Bereich der jeweil igen Ausgleichseinrichtung änderbar, insbesondere vergrößerbar ist.
Derartige Filtervorrichtungen sind handelsüblich und finden beispielsweise bei Hydraulikanlagen in von Hydrauliköl durchströmtem Systemzweigen verbreitete Anwendung. Zur druckstabi len Ausbildung des jeweiligen Fi lterelements ist i n der Regel vorgesehen, dass im Inneren desselben ein Stützrohr, vorzugsweise aus Kunststoffmaterial angeordnet ist, welches mit einer Perforation versehen die Abstützung des eingesetzten Filtermaterials entgegen der vorgegebenen Durchströmungsrichtung des Fluids bzw. der vorgegebenen Fluidrichtung vornimmt. Bei einer aus DE 10 2008 004 344 A1 bekannten Filtervorrichtung ist das Filtermaterial als plissierte Filtermatte um ein fl uiddurchlässiges Stützrohr gelegt, und das jewei lige Filterelement ist mit Endkappen versehen.
Im Betrieb einer Filtervorrichtung, insbesondere in Hydrauliksystemen, kann es je nach Anwendung zu starken Druckpulsationen bzw. Druckspitzen kommen. Folglich kann der lokal am jeweil igen Filterelement herrschende Fl uiddruck vom vorgegebenen Fluidbetriebsdruck derart abweichen, insbesondere diesen derart übersteigen, dass es zu Schädigungen am jewei ligen Filterelement, insbesondere dem eingesetzten Fi ltermaterial, kommen kann. Derartige Druckpulsationen treten insbesondere in Hydrauliksystemen mit schnell schließenden Venti len auf. Bei solchen Druckpulsationen können mitunter die für das jeweilige Filterelement geforderte Schmutzaufnahme und die entsprechend ei ngestellte Feinheit beeinträchtigt werden. Bei einem rückwärts gerichteten Durchströmungsimpuls kann das Filtermaterial des Fi ltermediums zudem zerstört werden.
Um diesen Gefährdungen zu begegnen, ist es Stand der Technik, vgl. das Dokument US 2009/0218295 AI , mittels einer nachgiebigen Ausgleichseinrichtung auftretende Druckschwankungen zu glätten. Bei dieser bekann- ten Lösung ergeben sich aufgrund der Nachgiebigkeit der Ausgleichseinrichtung Änderungen des Volumens, das sich innerhalb eines ein betreffendes Filterelement aufnehmendes Filtergehäuses zwischen diesem und dem Filterelement befindet. Die bekannte Lösung ist u.a. zumindest insofern nicht zufriedenstel lend, als für die Volumenänderungen innerhalb des Fi l- tergehäuses ein entsprechender Bauraum erforderlich ist, so dass keine kompakte Bauweise verwirklichbar ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik stel lt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Filtervorrichtung zur Verfügung zu stel len, die den zu stel lenden Anforderungen besser gerecht wi rd, insbesondere eine kompakte Bauweise ermöglicht. Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Fi ltervorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist. Nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass die Ausgleichseinrichtung eine Membran aufweist, die an der betreffenden Endkappe des jeweil igen Filterelementes eine Öffnung überspannt, die zu dem von Fi ltermaterial umgebenen, inneren, an die Endkappe angrenzenden Fi lterhohlraum führt und über die die Membran mit dem möglicherweise Druckspitzen oder Druckerhöhungen aufweisenden Fluiddruck beaufschlagbar ist, wobei die Membran in unbelastetem Zustand die Form eines Troges besitzt, dessen Öffnungsrand den Filterhohlraum umgibt und an der Innenseite der Endkappe festgelegt ist. Bei dieser Anordnung steht als das druckbedingt veränderbare Volumen im Wesentl ichen das Vol umen des von dem Membran gebi ldeten Troges zur Verfügung, so dass eine gute, glättende Ausgleichswirkung erreicht wird. Da der Trog der Membran an der an den inneren Filterhohlraum des Filterelementes angrenzenden Innenseite festgelegt ist, bi ldet der innere Filterhohl raum selbst den durch Bewegungen der Membran im Vo- lumen veränderbaren Ausgleichsraum, so dass sich die erfindungsgemäße Filtervorrichtung durch ei ne besonders kompakte Bauweise auszeichnet.
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist eine Falteinrichtung mit einem bewegbaren Faltkörper vorgesehen, der in eine Faltposition vor- gespannt ist, in der er den Trog der Membran in Richtung auf die Innenseite der Endkappe unter Verringerung des Volumens des Troges zusammenfaltet, wobei der Trog gegen die Vorspannung des Faltkörpers durch an der Öffnung der Endkappe wirkende Druckspitzen oder Druckerhöhungen in den inneren Fi lterhohlraum hinein aufweitbar ist. Durch Wahl der Vor- Spannung, durch die die Membran gegen druckbedingte Bewegungen abgestützt ist, lässt sich die Ausgleichswirkung an die jeweil igen Betriebsbe- dingungen anpassen, beispielsweise an das Druckniveau des Fluidbetriebs- druckes und die Stärke von zu erwartenden Druckschwankungen.
Mit besonderem Vortei l kann die Anordnung so getroffen sein, dass der Öffnungsrand der Membran einen verstärkenden Randwulst besitzt, wodurch eine besonders sichere mechanische Verbi ndung der Membran mit der Endkappe realisierbar ist. Vorzugsweise ist die Membran als eigenstabiler Körper ausgebildet, der von al lein die Rol lbewegungen ausführen kann. So besteht die Möglichkeit die Membran aus Polytetrafluorethylen (PTFE) Werkstoff auszubilden.
In besonders vorteilhafter Weise kann diesbezüglich die Anordnung so getroffen sein, dass der Randwulst der Membran zwischen der Endkappe und einer Ringnut eingespannt ist, die an dem mit der Endkappe verbundenen Rand eines Gehäuses der Falteinrichtung ausgebildet ist. Auf einfache Weise ist dadurch eine formschl üssige Verankerung der Membran an der Endkappe ausbildbar.
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen besitzt das Gehäuse der Falteinrichtung die Form eines am Boden offenen Topfes, der sich von dem an der Endkappe befestigten Gehäuserand axial ins Innere des Filterhohlraumes erstreckt.
In vorteilhafter Weise kann der das Gehäuse der Falteinrichtung bildende Topf als Federgehäuse für eine Druckfeder vorgesehen sein, die den Faltkörper für seine Bewegung in Richtung auf die Faltposition vorspannt.
Die Anordnung kann mit besonderem Vorteil so getroffen sein, dass der Faltkörper die Form einer auf das zugeordnete Ende der Druckfeder aufge- setzten Kappe besitzt, deren kreiszylindrischer Umfangsrand sich in einem derartigen Abstand von der ebenfalls kreiszyl indrischen Wand des Gehau- ses befindet, das zwischen Topf und Gehäuse eine Falte der zur Verringerung des Trogvolumens gefalteten Membran aufnehmbar ist.
Bei besonders vortei lhaften Ausführungsbeispielen liegt der das Gehäuse der Falteinrichtung bi ldende Topf an der Innenseite eines Stützrohres an, welches vom Fi ltermaterial umgeben ist und den inneren Fi lterhohlraum definiert. Mit geringem Materialaufwand lässt sich dadurch eine Baueinhe hoher Strukturfestigkeit realisieren. Als Werkstoff für die Membran eignen sich bevorzugt Elastomere, die mit den jewei ligen Fluiden kompatibel sind, insbesondere gummiartige Werkstoffe, wie Nitril-Butadien-Kautschuk (N BR), Fluid-Elastomere, Ethylen- Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) oder dergleichen. Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestel lten Ausführungsbeispieles im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen abgebrochenen Längsschnitt lediglich eines Endbereiches eines Fi lterelementes gemäß einem Ausführungsbeispiel der erfin- dungsgemäßen Filtervorrichtung, wobei die Faltposition einer
Membran dargestel lt ist;
Fig. 2 eine tei lweise Schnittdarstel lung von Fig. 1 , in der lediglich die Endkappe und die Falteinrichtung für die Membran gezeigt sind, wobei die Membran aus der Faltposition in eine aufgeweitete Posi- tion überführt ist, und
Fig. 3 einen Längsschnitt der Membran in unbelastetem Zustand.
Die Fig. 1 zeigt lediglich einen Endbereich eines Filterelementes 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung. Das Filterelement 1 weist ein Filtermaterial 3 in Form einer hohlzylinderförmig geformten, plissierten Fi ltermatte auf, die um ein Stützrohr 5 herumgelegt ist, das in üblicher Weise Fl uiddurchlässe aufweist und vorzugsweise aus Kunststoff besteht. Das Stützrohr 5 umgibt im Filterelement 1 einen kreiszy- linderförmigen i nneren Filterhohl raum 7, der zur Hochachse 9 des Fi lterelementes 1 konzentrisch ist. Am in der Zeichnung sichtbaren oberen Ende des Filterelementes 1 befindet sich eine Endkappe 1 1 , die mit ei nem abgebogenen Endrand 1 3 das zugeordnete Ende des Filtermaterials 3 ein- fasst. Im Zentralbereich der Endkappe 1 1 befindet sich eine zur Achse 9 konzentrische Öffnung 1 5. Die Endkappe 1 1 ist vorzugsweise aus einem Kunststoffwerkstoff spritzgeformt oder aus einem metallischen Werkstoff gebildet.
Eine an der Endkappe 1 5 angebrachte Ausgleichsei nrichtung weist eine in Fig. 3 gesondert dargestel lte Membran 1 7 sowie ei ne Falteinrichtung 19 auf. Wie die Fig. 3 zeigt, hat die Membran 1 7 im unbelasteten Zustand, der in Fig. 3 dargestellt ist, die Form eines Troges, dessen Öffnungsrand mit einem Randwulst 21 verstärkt ist. Die Membran 1 7 besteht aus einem gummiartigen Elastomer, das mit dem jewei ls abzureinigenden Fluid chemisch kompatibel ist. Beispielsweise kommen hierfür Werkstoffe in Frage, wie Nitri l-Butadien-Kautschuk (N BR), Fl uid-Elastomere, Ethylen-Propylen- Dien-Kautschuk (EPDM) oder dergleichen. Die Membran 1 7 kann zudem aus einer Kombination mehrerer Werkstoffe, wie einem Laminat aus verschiedenen Materialien, gefertigt sein. Die einzelnen Material ien oder der Materialverbund können des Weiteren mit Fasern, beispielsweise mit Glasfasern und/oder Kohlestofffasern, verstärkt sein.
Die Falteinrichtung 1 9 der Ausgleichseinrichtung weist ein Gehäuse in Form eines zur Achse 9 konzentrischen, zyl indrischen Topfes 23 auf, der aus Kunststoff spritzgeformt oder aus Metall gefertigt ist. Der Boden des Topfes 23 weist eine zur Achse 9 konzentrische Erhebung 25 mit einer zentralen Öffnung 27 auf. Die Erhebung 25 bildet das Zentrierelement für eine Schrauben-Druckfeder 29, die mit einem Ende die Erhebung 25 umgibt. Auf dem anderen Ende der Druckfeder 29 sitzt eine als Faltkörper für die Membran 1 7 dienende Kappe 33 in Form eines zur Achse 9 rotationssymmetrischen Hutes, dessen kreiszylinderförmige Umfangsfläche 31 sich in einem Abstand von der Innenseite des Topfes 23 befindet, siehe Fig. 1 .
Die Fig. 1 zeigt einen Betriebszustand, bei dem die Ausgleichseinrichtung inaktiv ist. In diesem Fall ist die Membran 1 7 durch die als Faltkörper dienende Kappe 33 der Falteinrichtung 1 9 aufgrund der Kraft der Schraubenfe- der 23 in eine in Fig. 1 gezeigte Faltposition bewegt, in der die Kappe 33 die über ihre Oberseite geführte Membran 1 7 an die Endkappe 1 1 heranbewegt hat, so dass die Membran 1 7 aus der in Fig. 3 gezeigten Trogform gefaltet wird. Dadurch bi ldet sich im Zwischenraum zwischen Umfangsfläche 31 der Kappe 33 und dem Topf 23 eine Membranfalte 35 (siehe Fig. 1 ) aus. Wenn über die Fluidöffnung 1 5 in der Endkappe 1 1 die Membran 1 7 mit einer entsprechenden Druckspitze beaufschlagt wird, die zu einer Druckdifferenz gegenüber dem inneren Filterhohlraum 7 führt, bei der die Membran 1 7 die Kappe 33 gegen die Vorspannkraft der Druckfeder 39 bewegt, weitet sich die Membran 1 7 zu ihrer Trogform.
Ein entsprechender Betriebszustand ist in Fig. 2 angedeutet, bei dem das an die Fl uidöffnung 1 5 angrenzende Fluidvol umen zur G lättung einer entsprechenden Druckspitze vergrößert ist. Wie der Fig. 2 ebenfalls entnehmbar ist, ist die Abmessung der Membran 1 7 derart gewählt, dass die Tiefe des unbelasteten Troges größer ist als der axiale Abstand zwischen der Endkappe 1 1 und der den Faltkörper bi ldenden Kappe 33, wenn diese gegen die wirkende Federkraft voll zurückgefahren ist, wie in Fig. 2 gezeigt. Bei dieser Dimensionierung der Membran 1 7 ist im Zwischenraum 37 zwischen Umfangsfläche 31 der Kappe 33 und dem Topf 23 bereits der Anfang einer Fal- te 35 der Membran 1 7 gebi ldet, so dass bei der Bewegung der Kappe 33 in die an die Endkappe 1 1 angenäherte Faltposition die Membran 1 7 in der Weise geordnet gefaltet wird, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.
Für die sichere Festlegung der Membran 1 7 an der Endkappe 1 1 weist der das Gehäuse der Falteinrichtung bildende Topf 23 einen sich radial erstreckenden Gehäuserand 39 auf, der sich an der Innenseite der Endkappe 1 1 bis zu deren Endrand 1 3 erstreckt und mit der Endkappe verklebt oder verschweißt ist. In dem Gehäuserand 39 ist eine Ringnut 41 geformt, in der der Randwulst 21 der Membran 1 7 gegen die Endkappe 1 1 verspannt ist. Die Membran 1 7 ist dadurch auf einfache Weise besonders sicher an der Endkappe 1 1 festgelegt.

Claims

Patenta nsp rü che
Filtervorrichtung mit mindestens einem von einem abzureinigenden Fluid in einer vorgebbaren Fluidrichtung und mit vorgebbarem Fluid- betriebsdruck durchströmbaren Filterelement (1), wobei der am jeweiligen Filterelement (1) herrschende Fluiddruck das jeweilige Filterelement (1) schädigende Druckspitzen oder generelle Druckerhöhungen aufweisen kann, die mittels einer auf das jeweilige Filterelement (1) direkt einwirkenden Ausgleichseinrichtung (17, 19) reduzierbar und/oder glättbar sind, die an zumindest einer Endkappe (11) des betreffenden Filterelements (1) vorgesehen und derart nachgiebig ausgebildet ist, dass entsprechend einer Druckspitze oder Druckerhöhung das vom Fluid durchströmte Volumen zumindest im Bereich der jeweiligen Ausgleichseinrichtung änderbar, insbesondere vergrößerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (17, 19) eine Membran (17) aufweist, die an der betreffenden Endkappe (11) eine Öffnung (15) überspannt, die zu dem von Filtermaterial (3) umgebenen, inneren, an die Endkappe (11) angrenzenden Filterhohlraum (7) führt und über die die Membran (17) mit dem möglicherweise Druckspitzen oder Druckerhöhungen aufweisenden Fluiddruck beaufschlagbar ist, und dass die Membran (17) in unbelastetem Zustand die Form eines Troges besitzt, dessen Öffnungsrand (21) den Filterhohlraum (7) umgibt und an der Innenseite der Endkappe (11) festgelegt ist.
Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Falteinrichtung (19) mit einem bewegbaren Faltkörper (33) vorgesehen ist, der in eine Faltposition vorgespannt ist, in der er den Trog der Membran (17) in Richtung auf die Innenseite der Endkappe (11) unter Verringerung des Volumens des Troges zusammenfaltet, und dass der Trog gegen die Vorspannung des Faltkörpers (33) durch an der Öff- nung (1 5) der Endkappe (1 1 ) wirkende Druckspitzen oder Druckerhöhungen in den i nneren Fi lterhohlraum (7) hinei n aufweitbar ist.
3. Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsrand der Membran einen verstärkenden Randwulst
(21 ) besitzt.
Fi ltervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Randwulst (21 ) der Membran (1 7) zwischen der Endkappe (1 1 ) und einer Ringnut (41 ) eingespannt ist, die an dem mit der Endkappe (1 1 ) verbundenen Rand (39) ei nes Gehäuses (23) der Falteinrichtung (1 9) ausgebildet ist.
Filtervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Faltei nrichtung (1 9) die Form eines am Boden offenen Topfes (23) besitzt, der sich von dem an der Endkappe (1 1 ) befestigten Gehäuserand (39) axial ins Innere des Filterhohlraumes (7) erstreckt.
Filtervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der das Gehäuse der Falteinrichtung bi ldende Topf (23) ein Federgehäuse für eine Druckfeder (29) bi ldet, die den Faltkörper (33) für seine Bewegung in Richtung auf die Faltposition vorspannt.
Filtervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltkörper die Form einer auf das zugeordnete Ende der Druckfeder (29) aufgesetzten Kappe (33) besitzt, deren Umfangsfläche (31 ) sich in einem derartigen Abstand von der Wand des Topfes (23) befindet, dass zwischen Kappe (33) und Topf (23) eine Falte (35) der zur Verringerung des Trogvol umens gefalteten Membran (1 7) aufnehmbar ist.
Fi ltervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der das Gehäuse der Falteinrichtung bi ldende Topf (23) an der Innenseite eines Stützrohres (5) anl iegt, welches vom Filtermaterial (3) umgeben ist und den inneren Filterhohlraum (7) definiert.
Fi ltervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (1 7) aus einem gummiartigen Werkstoff, wie Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Fl uid-Elastomeren, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), gebi ldet ist.
PCT/EP2012/004269 2011-10-14 2012-10-11 Filtervorrichtung WO2013053482A1 (de)

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DE102011115998.7 2011-10-14
DE102011115998.7A DE102011115998B4 (de) 2011-10-14 2011-10-14 Filtervorrichtung

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