DE2406678C3 - Filter für strömende Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Filter für strömende Medien mit einem das Filterelement aufnehmenden topfartigen Filtergehäuse, einem einen zum Filtergehäuse hin gerichteten und an dessen oberem Rand außen anliegenden Umfangsflansch aufweisenden, starren, am Filtergehäuse festlegbaren Deckel und einer — bei auf das Filtergehäuse aufgesetztem Deckel — zwischen Filtergehäuse und Deckel angeordneten Dichtung, die in einem dreiseitigen Ringraum liegt, der durch das Zusammenwirken der Radial- und Axialfläche des Deckels und einer Schrägfläche des oberen Randes des Filtergehäuses gebildet ist.

in der US-PS 29 25 913 wird ein Filter der vorstehend gekennzeichneten Art beschrieben, bei welchem der Gehäusedeckel und der das eigentliche Filterelement aufnehmende Gehäusetopf aus relativ starrem, festem Material bestehen. Die eigentliche Dichtung zwischen Topf und Deckel liegt in einem dreiseitigen Ringraum, der dadurch geschaffen ist, daß der obere Rand des Topfes nach außen hin abgeschrägt wird. Aufgrund der Werkstoffwahl für den Deckel und das Filtergehäuse treten bei dieser bekannten Einrichtung keine Probleme dahingehend auf, ob die Einrichtung mit Über- oder Unterdruck betrieben wird. Beim Zusammenschrauben von Deckel und Filtergehäuse besteht aber die Möglichkeit, daß die in einem relativ kleinen Ringraum liegende Dichtung beschädigt wird, wobei vor allen Dingen eine Kontrolle dieser Dichtung nach Anschluß des Topfes an den Deckel nicht mehr möglich ist.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung (US-PS 22 87 344) ist im Randbereich eines nicht flexiblen Deckels eine Ringnut vorgesehen, in die sich eine Dichtung einlegt, gegen die der obere abgeflachte Rand des aus einem flexiblen Material bestehenden eigentlichen topfartigen Filtergehäuses anlegbar ist. Deckel und Gehäuse werden dicht miteinander verklammert, um so eine Abdichtung zwischen dem in der Ringnut angeordneten flachen Dichtring und der oberen Kante destaehäuses zu gewährleisten. Bei diesem bekannten ίο Abdichtsystem können sich· Deckel und Gehäuse bei einem unnormalen Druckanstieg trennen, so daß dadurch Leckagen zwischen dem Dichtring und der oberen Randkante des Gehäuses auftreten können.

Schließlich ist aus der US-PS 27 60 642 eine Einrichtung gekannt geworden, bei welcher im inneren oberen Bereich des eigentlichen topfartigen Filtergehäuses ein Umfangsflansch eingeschweißt ist, dessen obere Kante nach innen abgebogen ist, so daß ein Raum geschaffen wird, in den eine dreieckförmige Dichtung einlegbar ist. Auf diese Dichtung setzt sich die untere Kante des Deckels beim Verbinden von Deckel und Filtergehäuse auf, wobei ein Einschneiden der Deckelkante in die Dichtung eintreten kann. Eine Kontrolle der richtigen Lage der Dichtung bei dieser bekannten Einrichtung ist nicht möglich und die bekannte Einrichtung kann bei Überdruck im Inneren des Filtergehäuses nach außen ausweichen und dadurch zu Undichtigkeiten führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem aber das Filtergehäuse aus einem dünnen druckempfindlichen Werkstoff bestehen soll und der für Über- oder Unterdruck in gleicher Weise geeignet ist.

Diese der Erfindung zugrunde, liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß

a) die Schrägfläche des Filtergehäuses durch einen radial nach innen geneigten, in den Gehäuseraum eingezogenen, kegelstumpfförmigen Wandungsbereich gebildet ist,

b) der Umfangsflansch des Deckels sich bis über die zwischen der Schrägfläche und der zylindrischen Umfangswand des Filtergehäuses gebildete Knickkante erstreckt und

c) der Umfangsflansch eine in die Unterseite des Deckels eingearbeitete Ringnut begrenzt, die eine Breite aufweist, die im wesentlichen der Radiallänge der Schrägfläche des topfartigen Gehäuses entspricht.

Die innere Wandung der Ringnut weist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Höhe auf, die der Höhe der Randkante des Randbereiches des Gehäuses entspricht.

Die Konstruktion gemäß der Erfindung hat eine Anzahl von Vorteilen gegenüber den zum Stand der Technik gehörenden Konstruktionen:

Der nach unten gerichtete Umfangsflansch des relativ schweren Deckels erstreckt sich nach unten über einen Teil der zylindrischen Gehäusewandung. Daher legt sich bei Druckanstieg innerhalb des Gehäuses das leichtere Gehäuse dichter gegen den Umfangsflansch. Gleichzeitig wirkt der Druck innerhalb des Gehäuses gegen die innere Oberfläche des Dichtringes, um diesen dicht in den keilförmig ausgebildeten Bereich der Ringnut einzulegen. Je größer der Druck, um so dichter wird die Dichtung in die keilförmig ausgebildete Ringnut eingelegt. Die in der Praxis eingesetzten Filterkonstruktionen arbeiten normalerweise mit einem maximalen Druck von 10,5 kg/cm². In Druckgefäßen ähnlicher

Größe, die die erfindungsgemäße Abdichtung benutzen, sind jedoch wesentlich höhere Drücke möglich. So ist es beispielsweise möglich, daß ein übliches Filter für strömende Medien, das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüstet wird, bei Drücken von 35 kg/cm² arbeitet. Selbst bei diesen hohen Drücken ist es nicht notwendig, besonders schwere Klemmvorrichtungen vorzusehen, um den Deckel auf dem Gehäuse aufzupressen. Bei Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es ausreichend, die an sich übliche Klemmvorrichtung von Hand festzuziehen.

Da die obere Kante des Gehäuses nicht an der Dichtung anliegt, besteht, wenn der Deckel über das Gehäuse aufgesetzt wird, keine Gefahr, daß die Dichtung beschädigt wird.

Ein Druckanstieg resultiert nicht in einem Spalt, der sich zwischen dem nach unten gerichteten Umfangsflansch und dem zylindrischen Gehäuse bilden kann. Bei der Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wirkt der Druck innerhalb des Gehäuses sowohl in Längsrichtung als auch nach außen. Der nach außen gerichtete Druck ist bestrebt, das Gehäuse abdichtend gegen den nach unten gerichteten Umfangsflansch anzulegen und damit die Abdichtung zu vergrößern. Der in Längsachse des Gehäuses gerichtete Druck, der sich ggf. gegen die Dichtung auswirken kann, tendiert dazu, den Dichtring dichter in das Bodenteil der Ringnut einzulegen und trägt damit ebenfalls zu einer Erhöhung des Abdichtungseffektes bei.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß das System für beide Druckrichtungen wirksam arbeitet. Herrscht im Inneren des Gehäuses ein Druck, der kleiner als der atmosphärische Druck ist, wird die Dichtung in den oberen keilförmigen Bereich der Ringnut gezwungen, wodurch der Abdichtungseffekt erhöht wird. Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Einrichtung in beiden Druckbereichen benutzt werden.

Schließlich wird mit der Erfindung trotz einer Massenfertigung eine Lösung mehrerer Teilaufgaben erreicht, so saß ohne jede Frage der neue Lösungsvorschlag erfinderisch ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen in F i g. 1 einen Axialschnitt durch einen Filter,

Fig. 2 in größerem Maßstab einen Schnitt durch die Abdichtung.

In Fig. 1 ist ein ölfilter mit einem im wesentlichen zylindrischen, topfartigen Filtergehäuse 10 mit einem oberen offenen Ende dargestellt, das in einer ringförmigen Kante 11 endet, die in einer horizontalen Ebene liegt. Das Bodenende des Gehäuses 10 ist bis auf eine axiale öffnung 12 geschlossen, durch die sich ein Befestigungsstab 13 erstreckt. Das Gehäuse 10 definiert eine Filterkammer 14. Der Befestigungsstab 13 weist ein mit Gewinde versehenes oberes Ende auf, das sich über die ringförmige Kante U hinaus erstreckt. Eine Wendelfeder 15 ist um den Befestigungsstab 13 im Bereich des Bodenendes des Gehäuses 10 vorgesehen.

Ein domartiger Deckel 17 weist eine sich im wesentlichen flach und horizontal erstreckende obere Wand 17a und Seitenwandungen 17b auf, die sich von der oberen Wand nach unten erstrecken. Der Deckel 17 ist mit einem nach unten gerichteten zylindrischen Umfangsflansch 17c ausgerüstet, der dicht über das obere Ende des Filtergehäuses 10 greift. Das Bodenteil des Deckels 17 umfaßt weiterhin ein Stegteil 17d, das sich horizontal nach innen vom Umfangsflansch 17c aus erstreckt und koaxial zum Umfangsflansch 17c ein zylindrisches oder rohrförmiges Führungsteil 17e, das mit dem Stegteil i7d verbunden ist. Das Führungsteil 17e erstreckt sich nach unten in die Filterkammer 14 unter die Ebene der ringförmigen Kante 11. Das Führungsteil 17e endet in einer Bodenkante i7f, die ringförmig in einer horizontalen Ebene ausgebildet ist. Im Boden des Stegteiles 17c/ im Bereich des äußeren Umfangsflansches 17e ist eine ringförmige Nute i7g vorgesehen, in die sich die nach innen gerichtete obere Kante 11 des Gehäuses 10 erstreckt. Eine O-Ring-Dichtung 18 liegt in der Nute 17g zwischen dem Gehäuse 10 und dem Deckel 17, um die Öldichtung zu bilden.

Obgleich in den Zeichnungen nur eine bevorzugte Ausführungsform eines Filters dargestellt ist, in welchem das Öl von innen nach außen durch das eigentliche Filterelement fließt, ist es möglich, die Einrichtung auch in Filter-Anordnungen zu benutzen, in denen das öl von außen nach innen durch das Filterelement strömt.

In F i g. 2 ist die Anordnung zur Abdichtung zwischen dem Deckel 17 und dem Filtergehäuse 10 in größerem Maßstab dargestellt. Das Filtergehäuse 10 weist eine zylindrische Hauptwandung 10a auf und anschließend an eine Knickkante 10c eine obere, nach innen geneigte Schrägfläche 106, die in der oberen ringförmigen Kante Il endet, die damit einen geringeren Durchmesser als den Durchmesser aufweist, der für das Hauptwandteil 10a vorliegt.

Die nach innen geneigte Schrägfläche iOb ist kegelstumpfförmig ausgebildet. Der Umfangsflansch 17c des Deckels 17 erstreckt sich über die Knickkante 10c und einen Teil des Hauptwandteiles 10a, um derart eine ringförmige Dichtkammer 9 zwischen dem Deckel 17 und der Schrägfläche iOb zu bilden, wobei diese Dichtkammer, im Querschnitt gesehen, im wesentlichen dreieckförmig ausgebildet ist. Da sich der Umfangsflansch 17c nach unten über die Knickkante 10c und einen Teil der zylindrischen Hauptwand 10a erstreckt, bildet er eine Anlagefläche für die Hauptwand 10a, wenn der Druck innerhalb der Filterkammer 14 herrscht.

Die ringförmige Nut 17g; die in dem Stegteil YId ausgenommen ist, weist eine radiale Größe oder Weite auf, die der Differenz der Durchmesser der oberen Endöffnung und des Hauptwandteiles 10a des Gehäuses entspricht. Die äußere Umfangswand der Nut 17g· wird durch den nach unten gerichteten Umfangsflansch 17c gebildet. Die Nut YIg weist weiterhin eine ringförmige innere Wandung 17Λ auf, die mit der äußeren Wandung konzentrisch angeordnet ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die obere Kante 11 parallel zur Wandung 17Λ geformt und liegt an dieser an. Hierdurch wird sichergestellt, daß das Filtergehäuse 10 in einer ringförmigen Struktur aufrechterhalten bleibt und nicht ausgebeult werden kann, wenn äußerer Druck auf das Filtergehäuse einwirkt.

Die O-Ring-Dichtung 18 wird vorzugsweise aus einem standfesten, aber elastischen Gummi hergestellt und ist innerhalb der Dichtkammer 9 so angeordnet, daß ein oberer Teil der Dichtung in Kontakt mit der oberen Wandung der Nut YIg liegt, die äußere Wandung in Kontakt mit dem Umfangsflansch 17c und die innere Wandung in Kontakt mit der Schrägfläche 106 steht. Der oberste Teil der Kante 11 steht damit in einem »Metall-auf-Metall«-Kontakt mit der oberen Wandung der Nut Mg. Dieser »Metall-auf-Metall«-Kontakt

schafft in gewissem Rahmen eine Abdichtung, reicht jedoch nicht aus, um einen Austritt von öl in die Dichtkammer zu verhindern. In der Praxis stellt sich dabei heraus, daß der Druck in der Dichtkammer 9 zwischen der O-Ring-Dichtung 18 und der Filterkammer 14 im wesentlichen gleich ist. Wenn der Mediumdruck innerhalb der Filterkammer 14 ansteigt, wird die O-Ring-Dichtung 18 nach außen und nach unten in die keilförmig ausgebildeten Kammerbereiche 9a gezwungen. Wenn der Druck in dem Kammerbereich 96 ansteigt, wird die Abdichtung dichten Gleichzeitig wird der Hauptwandteil 10a dichter gegen den Umfangsflansch 17c angelegt, so daß dort keine Gefahr besteht, daß die O-Ring-Dichtung 18 in den hier sonst vorhandenen Spalt eingepreßt wird. Im Falle des Druckanstieges liegt hier kein Spalt vor.

Der nachgiebige O-Ring ist in Kontakt mit den berührenden Dichtflächen, und zwar unter allen auftretenden Druck- und Bewegungsbedingungen.

Wenn ein außerordentlich hoher Druck innerhalb der Filterkammer 14 herrscht, wird das Gehäuse 10 gezwungen, sich in Längsrichtung von dem Deckel 17 wegzubewegen, wobei die O-Ring-Dichtung 18 einfach

S mitrollt, aber die Dichtbedingungen aufrechterhält.

Wird das Filterelement in einem System eingesetzt, in welchem der Druck innerhalb des Filtergehäuses niedriger als der äußere Druck ist, würde die O-Ring-Dichtung 18 in der entgegengesetzten Richtung

ίο in den Kammerbereich 9£> wandern, um auf diese Weise den Abdichtungseffekt weiterhin aufrechtzuerhalten.

Obgleich bei der vorstehenden Beschreibung ausschließlich ein aus Gummi bestehender O-Ring erläutert worden ist, können auch andere Formen von Dichtun-

iS gen eingesetzt werden. Wie vorstehend erläutert, sollte das Gummi der Dichtung einerseits stabil und standfest, andererseits aber etwas elastisch sein, um damit den hohen Drücken widerstehen zu können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Filter für strömende Medien mit einem das Filterelement aufnehmenden topfartigen Filtergehäuse, einem einen zum Filtergehäuse hin gerichteten und an dessen oberem Rand außen anliegenden Umfangsflansch aufweisenden, starren, am Filtergehäuse festlegbaren Deckel und einer — bei auf das Filtergehäuse aufgesetztem Deckel — zwischen Filtergehäuse und Deckel angeordneten Dichtung, die in einem dreiseitigen Ringraum liegt, der durch das Zusammenwirken der Radial- und Axialflächen des Deckels und einer Schrägfläche des oberen Randes des Filtergehäuses gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Schrägfläche (iOb) des Filtergehäuses (10) durch einen radial nach innen geneigten, in den Gehäuseraum (14) eingezogenen, kegelstumpfförmigen Wandungsbereich (10) gebildet ist,

b) der Umfangsflansch (17c) des Deckels (17) sich bis über die zwischen der Schrägfläche {iOb) und der zylindrischen Umfangswand (10a) erstreckt und

c) der Umfangsflansch (17c) eine in die Unterseite des Deckels (17) eingearbeitete Ringnut (i7g) begrenzt, die eine Breite aufweist, die im wesentlichen der Radiallänge der Schrägfläche (lOn^des topfartigen Gehäuses (10) entspricht.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Wandung (17/^der Ringnut (17g) eine Höhe aufweist, die der Höhe der Randkante (11) der Schrägfläche (lOtyentspricht.