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Filter Die Erfindung betrifft einen filter und insbesondere einen
solchen Filter, der eine Einrichtung zum Anzeigen der. in ihm herrschenden Verhältnisse
aufweist, wobei diese Anzeigevorrichtung vom Filter selbst betätigt wird.
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Es sind bereits Filtereinrichtungen (USA-Patentschrift 3 080 058)
bekannt geworden, die zwar sowohl einen federventilgeregelten Kurzschlußweg bzw.
Überleitungsdurchlass als auch eine Anzeig§-vorrichtung zur Anzeige der wegen unzulässig
hoher Verschmutzung des Filters erfolgenden Sinschaltung dieses Kurzschlussweges
aufweist, die jedoch einerseits unverhältnismässig kompliziert und aufwendig, insbesondere
auch wegen der gesonderten Anzeigevorrichtung, und andererseits auch so aufgebaut
ist, daß ihre vorteilhafte Verwendung nur unter erheblich einschränkenden Bedingungen
erfolgen kann. vliese Filtereinrichtung ist ausserdem nur auf den Anschluß an eine
Druckleitung begrenzt. Ausserdem weist sie den Nachteil auf, daß ihre Ventilfeder
sowohl innerhalb des die Filtereinrichtung durchströmenden Mediums angeordnet liegt,
die auch vor allem eine unverhältnismässig grosse Länge aufweist, und die praktisch
die gesamte Länge des Filters überbrücken muss.
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Daher muss diese Ventilfeder entweder sehr steif sein, wodurch
auch
ihr Druck auf den Ventilkörper nur verhältnismässig groß sein kann, oder sie ist
instabil weich und kann daher weder in waagrecht angeordneten Filtern,- noch in
Filtern verwendet werden, die starken Bewegungen bzw. Erschütterungen ausgesetzt
sind, was aber überlicherweise bei Kraftfahrzeugen der Fall ist. In allen diesen
Fällen würde die Feder seitlich bzw. quer zu ihrer Längsachse durchhängen oder hin-
und herschwingen, wodurch eine genaue Einstellung des Öffnungsdifferenzdrucks erheblich
erschwert würde und auch Schwingungen in den Säulen des Mediums entstehen können.
Zusätzlich ist diese Filtereinrichtung dadurch auch noch auf relativ kurze Filter
beschränkt. Bei der Konstruktion dieses bekannten Filters war ausserdem eine unkontrollierbare
große Reibung verschiedener Bauelemente, insbesondere nach Verschmutzung bei geffnetem
Kurzschlußweg, möglich, so daß eine genaue Einstellung des Öffnungsdifferenzdrucks
immer unsicher war. Bei dieser bekannten Filtereinrichtung ist der Kurzschlußweg
von Anfang an völlig ungeschützt bzw. wird oxime jegliche Filterung geöffnet, so
daß der Sitz des Ventilkorpers'eicht verschautzen konnte, und das Ventil auch nach
Reinigung des Filters offenbleiben oder festsitzen konnte.
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Es ist auch eine Filtereinrichtung (Patentanmeld mg B 15 153 XIId,
Gr. 19) bekannt, bei der auch ein Vorfilter verwendet wird, bei dieser Konstruktion
einer Filtereinrichtung ist jedoch das Hauptfilter unabhängig von dem Vorfilter,
und-die gesamte Konstruktion weist erhebliche Schmchstellen auf, wodurch der Ausbau
der Filtereinrichtung und insbesondere die Montage dieser Einrichtung kompliziert
ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher eine Filtereinrichtung
zu schaffen, die diese obenerwähnten Nachteile beseitigt, sehr einfach nach einer
Verschmutzung der Filterelemente
herauszunehmen bzw. auszuwechseln
ist und bei der die Montage des Filters sehr vereinfacht wird.
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Ein Ziel der Erfindung ist auch darin zu sehen, daß sie eine Anzeigevorrichtung
schafft, die in ihrem mechanischen Aufbau sehr einfach und daher stabil und unempfindlich
ist, wodurch sich auch eine erhöhte Betriebssicherheit der Anordnung nach der Erfindung
ergibt.
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Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst,
daß ein an sich bekannter koaxial in Abstand um den Filter angeordneter Vorfilter
vorgesehen ist, der mit diesem zu einer in sich zusammenhaltenden Einheit zusammensetzbar
ist, daß dit zur Verschlußklappe liegende Seite dieser Einheit durch an der Verschlußklappe
radial auf Abstand befestigte, sich axial erstreckende Stützen abgestützt ist, und
daß die in die zugehörige Innenöffnung des Filters fluidumdicht eingesetzte Ventileinrichtung
über einen Ventilstößel durch eine oeffnung in der Verschlußklappe mit einer auf
deren Bussenseite angeordneten Federvorrichtung verbunden und von dieser unter vorbestimmter
Vorspannung verschlossen ist.
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Um die Nachteile einer langen Feder zu vermeiden, bestehtudie Federvorrichtung
aus einer koaxial um den Ventilstößel herum angeordneten und innerhalb eines aussen
auf der Verschlußklappe befestigten zylindrischen GehEuee geführten Feder, die einerseite
gegen die Verschlußklappe und mit ihrem anderen Endegegen eine innerhalb des Gehäuses
geführte und gegen das äussere Ende des Ventilstößels drückende Abschlußscheibe
anliegt.
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Eine große Betrieb-und Anzeigesicherheit wird nach der Erfindung dadurch
erreicht, daß an die Federeinrichtung eine Anzeigevorrichtung für die Anzeige einer
Bewegung der Feder
angebracht ist.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin,
daß die Anzeigevorrichtung aus einem Mitnehmer-Federring besteht, der auf der Aussenwand
des Gehäuses mittels durch Längs schlitze aus dem Gehäuse herausragender Finger
der Anschlußscheibe längsverschieblich angebracht ist.
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Um eine besonders einfache Montage bzw. ein möglichst einfaches Auswechseln
der Filterelemente zu ermöglichen, deckt das Vorfilter zumindest mit einem Abschnitt
den das Filter umgebenden Durchlae ab.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin,
daß an der Verschlußklappe Anschlüsse für ein Medium vorgesehen sind.
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Um darüberhinaus noch die Wirkungsweise einer Vorrichtung nach der
Erfindung auch unter schwierigen Bedingungen besonders zuverlässig zu gestalten,
kann die Erfindung dadurch noch eine besonders zweckmässige Ausführungsform erhalten,
daß die Ventileinrichtung einen hülsenartigen Ventilsitz, der in die zur Verschlußklappe
gerichtete Innenöffnung des Filters fluidumdicht einsetzbar ist, und einen darin
begrenzt axial beweglichen Ventilkörper aufweist.
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Um die Vorrichtung nach der Erfindung auch generell einsetzbar zu
gestalten, ist die Vorspannung der Feder verstellbar.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der
nun folgenden Beschreibung eines Ausführungs beispiels unter Hinweis auf die Zeichnungen.
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In dieser zeigen: Fig. 1 einen Filter nach der Erfindung teilweise
im Längs schnitt und Pig. 2 eine Endansicht.
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Zunächst wird auf Figur 1 Bezug genommen. Mit 1 ist das S tergehäuse
im ganzen bezeichnet. Das Gehäuse 1 hat an einem Ende einen Auslaß 2 und - wie Figur
1 zeigt - anliegend am Ausgang 2 einen Einlaß 3. Der Einlaß 3 steht mit einem Raum
A im Gehäuse 1 in Verbindung. Eine Deckplatte oder Kappe 4 ist am offenen Ende 5
des Gehäuses 1 durch geeignete Befestigungsmittel, wie z.B. Bolzen 6 (siehe Figur
2) befestigt und es ist eine Dichtung 4a vorgesehen.
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In der Kammer A im Gehäuse 1 erstreckt sich ein ringförmiger flansch
7 von der Endwand 1a des Gehäuses 1 nach innen und umgibt den Auslass 2. Die Kappe
4 weist sich nach innen erstreckende, mit Abstand zueinander angeordnete Stützen
8 auf. Min rohrförmiges Filterelement 9, welches unter anderem die Schichten 9a
und 9b verschiedener Maschenweite aufweist, wird vom Flansch 7 und den Stützen 8
gehaltert, wobei die Wandung 9 das erste Element einer Doppelfilteranlage bildet.
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Zum leichteren Zusammenbau ist das Filterelement 9 zylindrisch ausgebildet.
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Vom Auslaß 2 aus erstreckt sich ein hülsenartig ausgebildeter Rohrstutzen
oder Ansatz 10 nach innen in die Kammer A hinein und ein ähnlicher Ansatz 11 wird
von den umfänglich mit Abstand angeordneten Stützen 12 gehaltert und ragt von der
Kappe 4 aus nach innen. Die mit Abstand zueinander angeordneten koaxialen Hülsen
oder Rohrstutzen 10 und 11 tragen auf ihren mit gleichen Durchmessern ausgebildeten
Aussenoberflächen
eine Plilterpatrone 15. Die Patrone 13 weist
Dichtungen 14 und 15 zum Eingriff mit den Aussenflächen der Rohrstutzen 10 bzw.
11 auf, wobei die einander gegenüberliegenden Enden der Filterpatrone 13 im wesentlichen
gleich ausgebildet sind, um das Einsetzen zu erleichtern.
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Das Filterelement 13 weist ein hohlzylinderförmiges Filter teil 16
auf, welches einen hohlen Kern 17 umgibt. Der Kern 17 steht in Verbindung mit dem
Rohrstutzen 10 und über diesen mit dem Auslaß 2, wobei der hohlzylindrisch ausgebildete
Filterteil 16 nach innen zu mit Abstand bezüglich des Siebteiles 9 angeordnet ist,
welches seinerseits von den Abschlußkappen 18 und 19 des Filterelementes 13 getragen
wird. Die Kappen 18 und 19 weisen zu diesem Zweck ringförmige Flansche 18a bzw.
19a auf.
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In dem Rohrstutzen 11 ist ein Ventilkörper 20 gleitbar gelagert, der
zu einem Ventil gehört, welches das Filter element 13 "kurzschliessen" kann. Der*Ventilkörper
20 hat eine Dichtung 21, die in gleitbarem Eingriff mit dem Innendurchmesser des
Rohrstutzens 11 steht, und einen ringförmigen Flansch 20a zur Anlage an die Kante
des Rohrstutzens 11, um so ein Herausgleiten des Ventilkörpers in der Zeichnung
nach rechts aus der Hülse 11 zu verhindern.
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Eine Ventilstange 22 erstreckt sich durch den Ventilkörper 20 hindurch
und hat am Innenende eine Verdickung 23 zum Eingriff mit der inneren Wand des Ventilkörpers
20 innerhalb des Kernes 17 des Filterelementes 13. Die Stange 22 erstreckt sich
durch eine mittige Öffnung 24 in der Kappe 4 und diese Öffnung ist durch eine von
der Kappe 4 gehalterte Dichtung 25 verschlossen. Auf der anderen Seite der Kappe
4 erstreckt sich die Stange 22 durch ein Gehäuse 26, welches einen Indikator, d.
h. eine Anzeig-evorrichtung
und eine Rückhaltefeder aufnimmt. Das
Gehäuse 26 kann einstückig mit der Kappe 4 ausgebildet sein. Im Gehäuse 26 ist eine
? Ender 27 gelagert, welche eine Anschlagplatte 28 und ein Anzeigeglied 29 gegen
einen äusseren Kopf 22a der Stange 22 vorspannt bzw. drückt.
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Wie Figur 2 zeigt, weist das Anzeigeelement 29 fingerartige Vorsprünge
30 auf, die sich in radialer Richtung durch Schlitze 31 im tassenförmig ausgebildeten
Gehäuse 25 erstreoken und in diesen Schlitzen gleitbar sind. Während das Anzeigeteil
29 als im wesentlichen dreieckig dargestellt ist, wird darauf hingewiesen, dass
die fingerartig vorstehenden Teile 30 natürlich auch anders ausgebildet sein können.
In Eingriff mit dessen Aussenfläche umgibt eine Ringfeder 32 oder eine entsprechende
Feder das Gehäuse 26 zwischen den Bauteilen 29 und der Kappe 4.
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Die Kappe 4 weist zwei mit Innengewinden verstehene Öffnungen oder
Durchbohrungen 35 bzw. 36 auf, die mit der Kammer A im Gehäuse 1 in Verbindung stehen,
wobei diese Bohrungen zum Anbringen geeigneter Armaturen dienen, falls dies erforderlich
ist. So kann man beispielsweise daran denken, ein Durokmeßgerät anzuschliessen,
eine Fülleinrichtung, einen Ablauf od.dgl.
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Das Umleitungs- oder "Kurzschluß-Ventil 27 befindet sich ausserhalb
des Strömungsmittelpfades derjenigen Strömung, die durch das Gehäuse 1 führt und
die Strömung kann relativ unbehindert stattfinden.
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An Stelle der Verdickung 23 zur Halterung des Ventilkörpers 20 auf
der Stange 22 kann natürlich auch eine Schraubverbindung vorgesehen sein.
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Das dargestellte Filter gestattet es, dass man ohne weiteres von aussen
sieht, wie sein Betriebszustand ist, d.h. man sieht, welche Stellung der Ventilkörper
22 einnimmt.
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Das dargestellte Filter kann z. B. in einer Ansaugleitung liegen.
Selbstverständlich kann man das Filter nach der Erfindung auch in eine Abblas- oder
Ausgangsleitung legen, wobei dann natürlich ein-ige kleine Veränderungen, die jedoch
durchaus im Rahmen der Erfindung liegen, notwendig oder zumindest zweckmässig wären.
Bei dem dargestellten Filter findet eine zweifache Filterung statt und zwar bildet
das Filter 9 die erste Stufe und d-as Filter 13 die zweite Stufe.
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Selbstverständlich kann man das Ventil und die Anzeigeeinrichtung
auch bei einem Filter zur Anwendung bringen, bei welchem nur eine einzige Filterschicht
oder nur ein Filterelement vorgesehen ist. Zum Reinigen können die Filter 9 und
16 leicht herausgenommen werden, wobei die Standzeit des Filterelementes 16 erheblich
durch Ausbildung des Filters 9 verlängert wird. Das Filter 13 kann aus entsprechenden
vorbehandelten papierartigen Material bestehen, das jedes Mal erneuert wird, wenn
das Filter 9 gereinigt wird.
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Im folgenden soll der Betrieb des Filters beschrieben werden. Das
zu reinigende Strömungsmittel trifft in das Gehäuse 1 durch den Einlass 3 ein und
zunächst in die Kammer A.
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Bei der in den Figuren gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemässen
Filters fliesst das durch den Einlaß 3 in die Kammer A gelangte Strömungsmittel
durch das Filterelement 9 und die mit Abstand angeordneten Stützen 8, woraufhin
es durch das Filterele-ment 16 in den Kern 17 gelangt. Von dort verlässt das gereinigte
Strömungsmittel den Filter durch den Auslass 2.
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Wenn ein vorherbestimmt er Verschmutsungsgrad der Filterpatrone 13
erreicht ist, dann wird das Strömungsmittel daran gehindert, durch das Element 16
su fliessen. Dadurch bildet sich im Raum A ein so grosser Druck aus, dass das Umleitungsventil
20 aus seinem Sitz 11 gehoben wird. Dadurch, dass der Ventilkörper 20 aus seinem
Sitz herausgedrückt wurde, fliesst das Strömungsmittel um das Filterelement 16 herum
und durch die Hülse bzw. den Rohrstutzen 11 am Ventilkörper 20 vorbei in den Kern
17 und von dort durch den normalen Auslaß 2 aus dem Gehäuse. Durch das nach innen
verschieben des Ventilkörpers 20 wurde natürlich die Ventilstange 22 bezüglich des
Gehäuses 1 nach innen gezogen und der Kopf 22a hat auch das Anzeigeteil 29 bezüglich
des Gehäuses 26 nach innen gezogen und zwar gegen die Wirkung der Feder 27. Die
Feder 27 hat also zwei Aufgaben: Sie hält bei normalen doppelten Filtern den Ventilkörper
20 in seinem Sitz und steuert ausserdem die Wirkung des Anzeigelements 29.
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Wenn das Anzeigeelement 29 in Richtung auf die Kappe 4 verschoben
wurde, dann wurde auch der Federring 32 auf der äusseren Oberfläche des Gehäuses
26 nach innen verschoben. Nun kann man beispielsweise dem Gehäuse 26 an der Aussenseite
eine entsprechende Farbgebung geben, um damit die Stellung des Ventilifrpers und
damit praktisch den Innenzustand des Filters anzuzeigen. Ganz aussen können beispielsweise
am Gehäuse 26 ein grüner Streifen vorgesehen sein und zwar unterhalb dem Ring 32
in seiner in Figur 1 gezeigten Lage. Wenn der Ring 32 dann über dem grünen Streifen
liegt, dann weiß jeder Betrachter auf den ersten Blick, dass das Ventil 20 in seinem
Sitz 11 sitst und das Filter die normale Arbeitsweise hat. Anliegend an den grünen
Streifen in Richtung auf die Kappe 4 könnte man einen gelben Streifen vorherbestimmter
Breite vorsehen und den verbleibenden Teil der Oberfläche des Gehäuses 26 in Richtung
auf die Kappe 4 kann man rot anstreichen. Wenn das Ventilteil 20 sich aus seiner
normalen Sitz liegenden Stellung herausbewegt, wie
sie in Figur
1 gezeigt ist, wird der Ring 32 durch die fingerartigen Anzeigeteile 30 entlang
der oberen Oberfläche des Gehäuses 26 verschoben, um somit den Zustand der Filterpatrone
13 anzuzeigen.
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Das Teil 28 kann gewindemäßig auf der Stange 22 befestigt sein, so
daß man auf diese Weise die Vorspannung der Feder 27 verstellen kann. Ebenso kann
man die Finger 30 dazu verwenden, daß sie entsprechende elektrische Kontakte betätigen,
womit man ohne weiteres eine Fernanzeige des Zustandes des Filters erhalten kann.
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Das ganze Filter ist von ausserordentlicher Einfachheit insbesondere
bei der Montage. Das Gehäuse 1 und die Hülse 10, die natürlich auch einstückig ausgebildet
sein können, haben praktisch ein offenes Ende 5, durch welches die Filterelemente
9 und 13 einfach eingeschoben werden, wobei die Dichtung 14 dann über den Aussenumfang
der sich nach innen erstreckenden Hülse 10 gleitet und den Auslaß 2 dicht mit dem
kern 17 verbindet. Die Kappe 4 trägt praktisch alle anderen einzelnen Bauteile.
Nach dem Einsetzen der Kappe 4 in das offene Ende 5 des Gehäuses 1 halten die Stützen
8, das Filterlement 9 und die Hülse 11, welche einerseits der dichtenden Verbindung
(Dichtung 15) und andererseits der Halterung dient, wird einfach in die Dichtung
15 eingeschoben. Die ganze Ventilanordnung wird von der Kappe 4 durch am Umfang
mit Abstand angeordnete Stützen 12 gehaltert und die ganze Anzeigeeinrichtung wird
von der Kappe 4 gehaltert, ebenso, wie die an den Bohrungen 35, 36 angeschlossenen
Armaturen, wie Druckmesser, Ablauf u.dgl.
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Das Ventilteil 20 dient zum Abdichten des einen Endes des Kernes 17
um dieses Ende jedoch zu öffnen, wenn ein vorherbestimmter Druck herrscht. Ausserdem
betätigt der Ventilkörper 20 sein Anzeigeteil 29.
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Der Filter nach der Erfindung kann sehr vielfältig verwendet werden
und kann nahezu alle Strömungsmittel filtern. Durch die Ausbildung der axialen Anzeigeeinrichtung
kann man ein gut sichtbares Signal jederzeit haben, unabhänig davon, ob man den
ganzen Filter in einer oder in der anderen Richtung aufbaut. Ausserdem kann man
die Stange 22 mit einer magnetischen Verlängerung innerhalb des Kernes 17 versehen,
wodurch dann Metallspäne u. dgl. aufgesammelt werden, welche durch das Element 16
hindurchgelangen konnten.
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Die Anzeigeeinrichtung stellt immer den Zustand des Filters dar, wobei
der Ring 32 jeweils in der Stellung verbleibt, in woche er zuvor geschoben wurde.
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Das Ende der Stange 22a oder eines der Fingerteile 29 kann ohne weiteres
dazu verwendet werden, beim Öffnen des Ventiles 20 irgend eine Leitung, durch die
das zu filternde Medium fliesst abzuschalten. Nach dem Abschalten bleibt der Ring
32 in derjenigen Stellung, in welche er durch die Fingerteile 29 gebracht wurde
und man kann den Ring 32 von Hand wieder in die Ausgangsstellung verbringen, nachdem
der Filter gereinigt wurde.
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Wenn das Filterelement 9 zwischen zwei Reinigungen zu stark verschmutzt
wird, dann kann das Strömungsmittel die Filterpatrone 13 zwischen den Stützen 8
nahe der Kappe 4 erreicht.
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Wenn diejenigenEinrichtungen, mit denen im Zusammenhang der vorliegende
Filter verwendet wird, weiterbetrieben werden können, nachdem das Ventil 20 geöffnet
hat, dann verhindert der Flansch 18a einen Rückfluss vom Kern 17 durch das Element
16 und von dort durch das Ventil 20, wobei der Flansch 19a jedoch dazu vorgesehen
ist, ein fluchtendes Einschieben der Patrone 13 siche: zu stellen Alle dargestellten
Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.