DE69614887T2

DE69614887T2 - Filter

Info

Publication number: DE69614887T2
Application number: DE69614887T
Authority: DE
Inventors: Tuomo Koivula
Original assignee: Parker Hannifin Oy
Current assignee: Parker Hannifin Oy
Priority date: 1995-12-14
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 2002-04-11
Anticipated expiration: 2016-12-14
Also published as: DE69614887D1; US6227381B1; FI101201B1; FI956004A7; FI101201B; FI956004A0; WO1997021478A1; JP2000501649A; EP0907396B1; EP0907396A1; JP4011620B2; US6499605B1

Description

Diese Erfindung betrifft einen Filter zum Filtern einer strömenden Substanz wie z. B. Öl, der ein Gehäuse, das an einem Ende zu öffnen ist, ein im wesentlichen zylindrisches auswechselbares Filtermittel, das innerhalb des Gehäuses eingesetzt ist, wobei die zu filternde Strömung so ausgebildet ist, daß sie durch den Mantel des Filtermittels hindurchgeht, und einen Kragen zum Verbinden des Filters mit der Vorrichtungsanordnung aufweist, die Einlaß- und Auslaßleitungen für die zu filternde Strömung aufweist.
Eine der Anwendungen von in Gehäuse eingeschlossenen zylindrischen Filtern ist das Filtern von Schmieröl in Verbrennungsmotoren, um so beim Betrieb das Öl frei von Verunreinigungen zu halten. Ein zweites typisches Anwendungsgebiet für Filter diesen Typs ist das Filtern von Hydraulikflüssigkeit in hydraulischen Systemen. Da der Filter beim Betrieb verschmutzt und in Intervallen ersetzt werden muß, muß das Filtergehäuse von der Vorrichtungsanordnung, an der es angebracht ist, entfernbar sein.
Es gibt vorbekannte Ölfilter, bei denen das Filtermittel und das umgebende Gehäuse als eine starre Einheit konstruiert sind, die als solche auswechselbar ist. Eine solche Konstruktion bedeutet jedoch eine Materialverschwendung und erzeugt auch reichlich Abfall. Aus einem ökologischen Gesichtspunkt ist es vorzuziehen, ein Gehäuse vorzusehen, das geöffnet werden kann, so daß allein das verstopfte Filtermittel ersetzt wird und das Gehäuse einschließlich eines Ersatzmittels wieder an seinen Ort in der Vorrichtungsanordnung zurückgebracht wird. FI-Patentanmeldung 955 127 wird als ein Beispiel für eine solche Konstruktion genannt, bei der der beschriebene zusammengesetzte Ölfilter ein zylindrisches auswechselbares Filtermittel, eine perforierte Stützröhre innerhalb des Mittels, einen Kragen als eine Verlängerung dieser Röhre, ein Gehäuse, das das Mittel umgibt und einen Verbindungsring an der Gehäusemündung aufweist. Der Kragen hat ein Gewinde, mit dem der zusammengesetzte Filter mit der Vorrichtungsanordnung verbunden wird, wobei er gleichzeitig eine Dichtung zwischen dem Verbindungsring und der Vorrichtungsanordnung schafft.
Bei konventionellen Filtern des obigen Typs muß das Gehäuse Axialbeanspruchungen widerstehen, die durch den hohen Druck der zu filtrierenden Substanz bewirkt werden, wie z. B. Öl oder Hydraulikflüssigkeit, und aus diesem Grunde muß das Gehäuse aus einem starren Blechmaterial hergestellt werden. Die perforierte Stützröhre muß ebenfalls steif genug sein, um der internen axialen Beanspruchung innerhalb des Gehäuses zu widerstehen. Die Herstellung solcher perforierten Röhren ist jedoch, was die Produktionstechniken anbetrifft, mißlich.
Der Zweck dieser Erfindung ist es, einen Filter mit angemessenem Widerstand gegen den Druck innerhalb des Filtergehäuses zu schaffen, der durch die zu filtrierende Substanz bewirkt wird, und mit niedrigeren Herstellungskosten als konventionelle Filter. Der Filter ist in Übereinstimmung mit der Erfindung durch die Tatsache gekennzeichnet, daß er ein Stützglied einschließt, das eine starre Verlängerung des Kragens bildet und aus einer axialen Spindel innerhalb des Filtermittels und einem Endflansch an dem dem Kragen gegenüberliegenden Ende besteht, wobei der Umfang des Endflansches dicht gegen die Innenwand des Gehäuses abgedichtet ist, so daß das Stützglied den Innendruck des Gehäuses axial aufnehmen wird.
In einem Filter der Erfindung wird die axiale Zugkraft, die durch den Druck bewirkt wird, überhaupt nicht auf das Gehäuse ausgeübt, sondern nur auf die Spindel des Stützgliedes und auf den Endflansch, was es ermöglicht, eine dünnere Materialdicke der Gehäusewand vorzusehen. Wenn der Filter mit einer perforierten Stützröhre ausgebildet ist, die gegen das Filtermittel anliegt, so kann diese ebenfalls dünner als vorher gemacht werden, was ein beträchtlicher Vorteil bei den Herstellungstechniken bedeutet. Da der Endflansch, der gegen das Gehäuse abdichtet, das mit Druck beaufschlagte Gehäuseinnere abdichtet, das mit der zu filtrierenden Substanz gefüllt werden soll, braucht das Gehäuseende nicht wie bei konventionellen Filtern abgedichtet werden, vielmehr kann statt dessen das Gehäuse mit einem hülsenförmigen röhrenförmigen Stück gebildet werden, das an beiden Enden offen ist.
Bei dem Filter der Erfindung können das Stützglied einschließlich der Spindel und des Kragens, der den Filter mit der Vorrichtungsanordnung verbindet, getrennte Komponenten sein, die durch eine Gewindeverbindung miteinander verbunden sind. Auf diese Weise werden diese Komponenten durch eine Verbindung mit hoher mechanischer Stärke und Widerstandsfähigkeit gegen die Zugkraft verbunden, was auch im Hinblick z. B. auf das Ersetzen des Kragens leicht zu öffnen ist. Durch einfaches Ersetzen des Kragens kann der Filter Gewinden unterschiedlicher Größe angepaßt werden, die für den Filter in der Vorrichtungsanordnung vorgesehen sind.
Der Filter der Erfindung schließt vorzugsweise einen Verbindungsring zwischen dem zu öffnenden Gehäuseende und der Vorrichtungsanordnung ein, wobei der Verbindungsring eine oder mehrere Strömungsöffnungen einschließt, durch die das Gehäuseinnere mit einer oder mehreren Einlaßleitungen für die zu filternde Strömung in der Vorrichtungsanordnung in Verbindung steht. In diesem Fall wird die Strömung in das Gehäuse außerhalb des Mantels des zylindrischen Filtermittels geleitet, von wo die Strömung innerhalb des Mantels gefiltert und endlich über die Innenseite des Kragens in die Auslaßleitung für gefilterte Strömung in der Vorrichtungsanordnung abgeführt wird. In diesem Fall kann die innere Oberfläche des Filtermittels gegen die perforierte Stützröhre anliegen, die vorteilhafter Weise aus einem dünneren Material als vorher hergestellt werden kann, wie dies oben angedeutet wurde.
Die Erfindung soll im folgenden detaillierter beispielsweise und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen:
Fig. 1 einen Ölfilter mit einem hülsenförmigen Gehäuse der Erfindung und eine Vorrichtungsanordnung, an der der Filter durch Schrauben angebracht werden kann;
Fig. 2 einen zweiten Ölfilter mit einem hülsenförmigen Gehäuse der Erfindung;
Fig. 3 einen Querschnitt des Filters entlang der Linie III-III von Fig. 1; und
Fig. 4 einen Querschnitt des Filters entlang der Linie IV-IV in Fig. 1.
Fig. 1 zeigt einen "Aufdrehfilter" (spin-on Filter) 1 in Übereinstimmung mit der Erfindung, der besonders geeignet als ein auswechselbarer Ölfilter in einem Verbrennungsmotor geeignet ist. Der Filter besteht aus Komponenten, die, wie in Fig. 1 zusammengesetzt, durch eine Gewindeverbindung 2, 3 mit einer Vorrichtungsanordnung 6 verbunden werden können, die Einlaß- und Auslaßleitungen 4, 5 für die zu filternde Strömung aufweist.
Der Filter in Fig. 1 weist ein hülsenförmiges Gehäuse 7 auf, das auf geeignete Weise aus Metall oder Kunststoff hergestellt ist, das einen zylindrischen geschlossenen Mantel 8 und ein Ende 9 aufweist und das am gegenüberliegenden Ende offen ist, das zur Vorrichtungsanordnung 6 gerichtet ist. Innerhalb des Gehäuses 7 ist ein Stützglied 10 angeordnet, das aus einer axialen Spindel 11 mit einem kreuzförmigen Querschnitt, einem Endflansch 13, der am Spindelende angeordnet ist und gegen die innere Oberfläche des Gehäusemantels 8 mit einer O-Ringverbindung 12 abdichtet, und einem Ringelement 14 am gegenüberliegenden Ende der Spindel besteht, das zur Gehäusemündung gerichtet ist, wobei das Stützglied am Kragen 16 angebracht ist, der den Filter an der Vorrichtungsanordnung 6 mit Hilfe der Gewindeverbindung 15 befestigt. Die kreuzförmige Spindel 11 ist durch eine perforierte Stützröhre 17 umgeben, die sich vom Kragen 16 axial zum Endflansch 13 des Stützgliedes erstreckt. Im Raum 18 zwischen der Stützröhre 17 und dem Gehäusemantel 8 ist ein zylindrisches auswechselbares Filtermittel 19 eingesetzt, dessen Filterschicht vorzugsweise aus einem gefalteten Papier oder nichtgewebtem Stoff besteht. Gegen das offene Ende des Gehäuses 7 ist ein Verbindungsring 20 zwischen dem Gehäuse und der Vorrichtungsanordnung angeordnet, welcher Verbindungsring Strömungsöffnungen 21 aufweist, um die Einlaßleitungen 4 für die in der Vorrichtungsanordnung zu filternde Strömung mit dem Inneren 18 des Gehäuses zu verbinden. Der Verbindungsring 20 ist mit einer O-Ringdichtung 22 zum Abdichten des Filters 1 gegen die Vorrichtungsanordnung 6 ausgerüstet, wenn er in seine Stellung geschraubt ist. Die Dichtung zwischen dem Gehäuse 7 und dem Verbindungsring 20 wird dadurch geschaffen, daß der äußere Rand des Endflansches 23 des Filtermittels 19 als eine O-Ringdichtung 24 geformt ist, die gegen die äußere Oberfläche der Gehäusemündung anliegt. Innerhalb des Randes 24, der als Dichtung wirkt, hat der Flansch 23 Öffnungen 25 für die eintretende zu filternde Substanzströmung.
Ein Filter 1, der wie in Fig. 1 zusammengesetzt ist, wird an der Vorrichtungsanordnung 6 dadurch angebracht, daß das Innengewinde 2 im Kragen 16 in das dazu passende Außengewinde 3 der Vorrichtungsanordnung aufgeschraubt wird. Wenn der Filter 1 in Betrieb ist, wird die zu filtrierende Strömung von den Einlaßleitungen 4 durch den Verbindungsring 20 und die Strömungseinlässe 21, 25 im Endflansch 23 des Filtermittels in einen Raum 18 geleitet, der durch das Gehäuse 7 begrenzt ist, von wo die Strömung durch die Filtermaterialschicht im Filtermittel 19 und die perforierte Stützröhre 17 in den Raum 26 innerhalb der Röhre gefiltert wird, von wo die gefilterte Strömung in die Auslaßleitung 5 in der Vorrichtungsanordnung durch die Öffnungen 27 im Endring 14 des Stützgliedes 10 und den Kragen 16 abgeleitet wird. Die Strömungsrichtung ist in Fig. 1 durch Pfeile angedeutet.
Ein verstopftes Filtermittel 19 wird dadurch ausgewechselt, daß der Filter 1 von der Vorrichtungsanordnung 6 abgeschraubt wird, indem der Verbindungsring 20 vom Gehäuse 7 und dem Kragen 16 abgezogen wird und indem das Filtermittel 19 vom Raum 18 zwischen dem Gehäuse und der Stützröhre entfernt wird. Danach wird ein neues Filtermittel 19 in den Raum 18 eingesetzt, wobei der äußere Rand 24 seines Endflansches 24 als eine Dichtung um die Gehäusemündung eingepaßt wird, und anschließend wird der Verbindungsring 20 in Stellung gedrückt, und der so zusammengesetzte Filter wird an der Vorrichtungsanordnung 6 befestigt, indem er als eine Einheit in die Anordnung eingeschraubt wird.
Die optionale Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 2 gezeigt ist, unterscheidet sich von der Ausführungsform von Fig. 1 dadurch, daß das Gehäuse 7 aus einer zylindrischen Hülse besteht, die dicht an ihrem Ende, das der Vorrichtungsanordnung gegenüberliegt, durch den Endflansch 13 des Stützgliedes 10 abgedichtet ist. Ansonsten gilt die obige Darstellung der Konstruktion und der Betriebsweise des Filters von Fig. 1 auch für den Filter in Fig. 2.
Es ist offensichtlich für den Fachmann, daß verschiedene Ausführungsformen der Erfindung nicht auf die oben gegebenen Beispiele eingeschränkt sind, sondern innerhalb des Bereiches der beigefügten Ansprüche verändert werden können. So kann die Gewindeverbindung zwischen dem Filter 1 und der Vorrichtungsanordnung 6 von derjenigen der Fig. 1 und 2 dadurch abweichen, daß der Filterkragen 16 mit einem Außengewinde und die Vorrichtungsanordnung mit einem damit zusammenpassenden Innengewinde versehen ist. Außer Schmierölfiltern können die erfindungsgemäßen Filter auch als Filter für Hydraulikflüssigkeit, flüssigen Brennstoff oder Wasser dienen.

Claims

1. Filter (1) zum Filtern einer Strömung wie z. B. einer Ölströmung, der ein Gehäuse (7), das an einem Ende zu öffnen ist, ein im wesentlichen zylindrisches hohles auswechselbares Filtermittel (19), das in das Gehäuse eingesetzt ist, wobei die zu filternde Strömung so angeordnet ist, daß sie durch den Mantel des Filtermittels hindurchgeht, und einen Kragen (16) zum Verbinden des Filters mit der Vorrichtungsanordnung (6) aufweist, die Einlaß- und Auslaßleitungen (4, 5) für die zu filternde Strömung einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (1) ein Stützglied (10) aufweist, das als vom Gehäuse (7) getrenntes Bauteil ausgebildet ist und eine feste Verlängerung des Kragens (16) bildet, wobei das Stützglied aus einer axialen Spindel (11) innerhalb des Filtermittels (19) und einem Endflansch (13) an dem dem Kragen gegenüberliegenden Ende ausgebildet ist, wobei der Umfang des Endflansches dicht gegen die Innenwand des Gehäuses abgedichtet ist, so daß das Stützglied den Innendruck des Gehäuses axial aufnimmt.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (10) und der Kragen (16) getrennte Komponenten sind, die durch eine Gewindeverbindung (15) verbunden sind.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (16) ein Gewinde (2) zum Verbinden desselben mit der Vorrichtungsanordnung (6) aufweist.

4. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (11) des Stützgliedes im Querschnitt im wesentlichen kreuzförmig ist.

5. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (10) und das Gehäuse (7) gegeneinander mit einer O-Ringdichtung (12) abgedichtet sind, die den Endflansch (13) des Stützgliedes umgibt.

6. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu filternde Flüssigkeit so angeordnet ist, daß sie von der Außenseite zur Innenseite des Mantels des Filtermittels (19) gelangt, daß der Filter über die Innenseite des Kragens (16) mit einer Auslaßleitung (5) für die filtrierte Strömung in der Vorrichtungsanordnung (6) verbunden werden kann, und daß die Spindel (11) des Stützgliedes durch eine mit Löchern versehene Röhre (17) umgeben ist, die das Filtermittel auf der inneren Oberfläche seines Mantels abstützt.

7. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) die Form einer zylindrischen Hülse hat, die an einem Ende offen ist, das zur Vorrichtungsanordnung (6) gerichtet ist, und am anderen Ende (9) abgedichtet ist.

8. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) aus einer zylindrischen Hülse besteht, die dicht durch den Endflansch (13) des Stützgliedes an dem Ende abgedichtet ist, das der Vorrichtungsanordnung (6) gegenüberliegt.

9. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter einen Verbindungsring (20) zwischen dem zu öffnenden Ende des Gehäuses (7) und der Vorrichtungsanordnung (6) aufweist, wobei der Verbindungsring eine oder mehrere Öffnungen (21) aufweist, um es dem Gehäuseinneren (18) zu ermöglichen, mit der Einlaßleitung (4) für die zu filternde Strömung in der Vorrichtungsanordnung in Verbindung zu stehen.

10. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (24) zwischen der Mündung des Gehäuses (7) und dem Verbindungsring (20) an der äußeren Oberfläche der Gehäusemündung angeordnet ist.