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Dokumentenidentifikation DE68906670T2 16.09.1993
EP-Veröffentlichungsnummer 0378864
Titel Filteranlage für die Verwendung in einem Hydraulikkreis.
Anmelder New Holland N.V., Zedelgem, BE
Erfinder Deroo, Roger C., B-8210 Zedelgem, BE;
Catrysse, Gerda L.M., B-8100 Torhout, BE
Vertreter Koch, G., Dipl.-Ing.; Haibach, T., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Feldkamp, R., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 80339 München
DE-Aktenzeichen 68906670
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 18.01.1989
EP-Aktenzeichen 892000985
EP-Offenlegungsdatum 25.07.1990
EP date of grant 19.05.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.09.1993
IPC-Hauptklasse B01D 35/14
IPC-Nebenklasse F15B 1/06   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Filteranlage zur Verwendung in einem Hydraulikkreis allgemein, und obwohl die Filteranlage in der Hauptsache bezüglich der Anwendung auf eine landwirtschaftliche Maschine, insbesondere auf einen Mähdrescher beschrieben wird, ist es verständlich, daß sie nicht nur für beliebige andere Arten von Hydraulikbauteile verwendenden Landmaschinen, wie zum Beispiel eine Futtererntemaschine verwendbar ist, sondern auch für irgendwelche anderen Industriemaschinen, die ein Hydrauliksystem aufweisen.

Es ist bekannt, Filteranlagen in ein Hydrauliksystem einzufügen, um Verunreinigungen aus Hydraulikflüssigkeiten zu entfernen, die in diesem System umlaufen. Als Ergebnis einer geeigneten Filtrierung können die Gesamtkosten der Maschinen, des Betriebs und der Wartung verringert werden. Im Prinzip empfängt ein in der Rücklaufleitung eines Hydraulikkreises angeordneter Filter Drucköl von Hydraulikbauteilen, wie zum Beispiel einer Pumpe. Das zugeführte öl wird durch ein in dem Filtergehäuse enthaltenes Filterelement verarbeitet und danach einer Hydraulikflüssigkeits-Speichereinrichtung oder einem Behälter zugeführt. Normalerweise wird am Einlaßanschluß der Filteranläge ein geringer Überdruck festgestellt, der darauf beruht, daß das Filterelement einen sperrwiderstand gegen die freie Strömung der Hydraulikflüssigkeit durch dieses Filterelement hervorruft. Dieser Überdruck ruft eine gewisse Auslenkung des Filtergegäuses hervor, stellt jedoch kein Problem für die strukturelle Festigkeit des eingesetzten Materials dar.

Bei bestimmten Anwendungen, beispielsweise einem Mähdrescher und unter bestimmten Bedingungen sind große Hydraulik- Stellglieder im Betrieb, und sie werden in manchen Fällen durch die Rücklaufleitung entleert, was unmittelbar eine massive Druckströmung in Richtung auf den Vorratsbehälter hervorruft. Wenn nachfolgend ein anderer Hydrauliköl-Verbraucher die volle Pumpenleistung in Anspruch nimmt, so wird die Rücklaufleitung vollständig blockiert und die Hydraulikflüssigkeits-Zufuhr an diese wird momentan unterbrochen. Dennoch hat die sich in der Rücklaufleitung bewegende Hydraulikflüssigkeit zunächst die Neigung, aufgrund der auftretenden Trägheitskräfte ihre Strömung fortzusetzen. Weil die Zuführung von Hydraulikflüssigkeit an der Einlaßseite der Rücklaufleitung verändert wird, tritt als Ergebnis ein bestimmtes Ausmaß an Unterdruck in der Nähe des Einlaßanschlusses der Filteranslage auf. Dieser Unterdruck wird in gleicher Weise in der Nähe des Einlasses des Filtergehäuses festgestellt und ruft eine Verformung von Teilen des Filtergehäuses in einer Richtung hervor, die entgegengesetzt zu der ist, die auftritt, wenn ein Überdruck herrscht. Druckänderungen unter und über den atmosphärischen Druck in der Filteranlage sind daher häufig zu erwarten, wenn das Hydrauliksystem des Mähdreschers in Betrieb ist. Teile des Filtergehäuses haben dauernd in entgegengesetzten Richtungen wirkende Lasten auszuhalten, und sie sind auf Dauer gesehen nicht in der Lage, diese zu ertragen. Ermüdungsausfälle des Gehäuses sind das Ergebnis, und dies führt zu einem Auslecken und erfordert ein vorzeitiges Ersetzen des Filters.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnten Probleme zu lösen und insbesondere eine Filteranlage zu schaffen, die den Aufbau eines Unterdruckes in dieser Filteranlage verhindert.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Filteranlage zur Verwendung in der Rücklaufleitung eines Hydraulikkreises geschaffen, wobei die Filteranlage folgende Teile umfaßt:

- einen Einlaßanschluß zum Empfang von Hydraulikflüssigkeit von den Bestandteilen des Hydraulikkreises,

- einen Auslaßanschluß zum Zuführen der Hydraulikflüssigkeit an eine Speichereinrichtung, und

- ein Filterelement, das zwischen dem Einlaßanschluß und dem Auslaßanschluß der Filteranlage angeordnet ist und die Entfernung von Fremdkörpern aus der Hydraulikflüssigkeit bewirkt.

Diese Filteranlage ist dadurch gekennzeichnet, daß

sie weiterhin eine Unterdruck-Entlastungseinrichtung umfaßt, die zwischen dem Einlaßanschluß und dem Filterelement angeordnet ist, um zu verhindern, daß ein Unterdruck an dieser Stelle hervorgerufen wird.

Die Unterdruck-Entlastungseinrichtung kann vorzugsweise die Form eines Rückschlag- oder Sperrventils vom Kugeltyp aufweisen, das einstückig in dem Filterkörper vorgesehen ist. Das Rückschlagventil arbeitet so, daß es das Einsaugen von Luft in den Hydraulikkreis ermöglicht, sobald ein Unterdruck zu entstehen droht, wodurch dieser Unterdruck beseitigt wird. Übermäßige abwechselnde pulsierende Verformungen des Filtergehäuses werden auf diese Weise beseitigt, und die Gefahr eines vorzeitigen mechanischen Ausfalls wird stark verringert.

Eine Filteranlage unter Verwendung der vorliegenden Erfindung wird im folgenden ausführlicher anhand eines Beispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Filteranlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines Mähdreschers, bei dem die Erfindung angewandt wird,

Fig. 3 eine Darstellung des Hydraulikkreises, wie er bei dem Mähdrescher nach Fig. 2 verwendet wird,

Fig. 4 eine Draufsicht bei Betrachtung in Richtung des Pfeils F nach Fig. 1,

Fig. 5 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 6 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In Figur 1 ist eine allgemein mit 10 bezeichnete Filteranlage gezeigt, die aus einem Filterkanister 12 und einem Filterträger oder Filterkopf 14 besteht, wobei der Filterkanister 12 zur Erleichterung des Austausches vom Aufschraubtyp ist. Zu diesem Zweck weist die kreisringförmige Grundplatte 16 des Filterkanisters einen verlängerten Flansch 18 mit einem Innengewinde 20 auf, das mit dem Außengewinde 22 eines Verlängerungsflansches 24 des Filterträgers 14 verschraubt ist. Wenn der Filterkanister 12 verschmutzt ist, kann er daher leicht von dem Filterträger 14 zur Beseitigung in einfacher Weise dadurch entfernt werden, daß er von dem Filterträger abgeschrau bt wird, worauf er sehr schnell durch ein neues Filterelement ersetzt werden kann.

Das Gehäuse 26 des Kanisters 12 enthält ein Filterelement 28, das Papier als Filtermedium verwendet, um Fremdkörper aus verunreinigter Flüssigkeit, insbesondere Hydrauliköl zu entfernen, das durch das Filterelement hindurchströmt und das von Bauteilen Hydraulikkreises empfangen wird. Es ist leicht zu erkennen, daß irgendein anderes Medium, wie zum Beispiel Textilmaterial, das geeignete Filterqualitäten aufweist, verwendet werden kann. Das Gehäuse 26 weist weiterhin ein Überströmventil 30 und eine Membran-Gummidichtung 32 auf, wobei die Funktion beider Teile weiter unten erläutert wird. Die bereits erwähnte Grundplatte 16 des Gehäuses 26 ist durch eine speziell geformte Verstärkungsplatte 34 ergänzt, die durch Punktschweißen oder auf andere geeignete Weise an der Grundplatte 16 befestigt ist. Die Verstärkungsplatte 34 ist an ihrem Außenumfang mit einer nach innen umgebogenen Kante 35 versehen, die hinter eine damit zusammenwirkende, nach außen gewandte Kante des zylindrischen Teils des Filtergehäuses 26 umgebördelt ist. Um ein einwandfreie Abdichtung sicherzustellen, sind die vorstehenden Teile fest gegeneinander maschinell verarbeitet. Eine kreisringförmige Ausnehmung 36 am Innenumfang der Verstärkungsplatte 34 ist zur Aufnahme eines Gummi- Dichtungsringes 38 vorgesehen, der eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen dem Filterkanister 12 und dem Filterträger 14 sicherstellt, wenn der erstere fest auf die letzteren aufgeschraubt ist. Unter Druck stehendes Hydrauliköl kann in den Filterträger 14 über einen zylindrisch geformten Einlaßanschluß 40 eintreten, der in eine kreisringförmige Kammer 42 mündet, deren Oberseite offen ist und in direkter Verbindung mit der Grundplatte 16 des Filterkanisters 12 steht. Öffnungen 44, die in einem mit Ausnehmungen versehenen Teil der Grundplatte 16 angeordnet sind und unter gleichen Umständen um die Mittelachse des Filterkanisters 12 angeordnet sind, bewirken die Weiterleitung des Drucköls in das Filtergehäuse 26. Nach dem Abheben der äußeren Umfangskante der Membrandichtung 32 wird das Öl durch das Filterelement 28 in Richtung auf dessen inneren Kern 46 gedrückt und schließlich durch einen Auslaßanschluß 48 abgegeben. Der letztere Anschluß 48 ist eine Mittelbohrung in dem Filterträger 14, die durch den Flansch 24 umgrenzt ist. Der Strömungsweg von Drucköl durch die Filteranlage im Normalbetrieb, wie er vorstehend beschrieben wurde, ist in Figur 1 durch Pfeile angegeben.

Bei erneuter Betrachtung der bereits erwähnten Membrandichtung 32 ist festzustellen, daß diese zwei Funktionen aufweist. Zunächst verhindert sie, daß Öl in einer Richtung strömt, die entgegengesetzt zu der vorstehend beschriebenen Richtung ist. Tatsächlich würde unter der Annahme, daß kein Öl dem Filterkanister 12 von unterhalb der Membrandichtung 32 zugeführt wird, das Gewicht des noch in dem Behälter 12 enthaltenen Öls die äußere Umfangskante der Dichtung 32 gegen die benachbarte Grundplatte 16 drücken, wodurch der Übergang zwischen der oberen und der unteren Seite der Grundplatte 16 vollständig verschlossen wird. Es hat sich herausgestellt, daß dieses Merkmal sehr vorteilhaft ist, wenn ein verstopftes Filter ersetzt wird, weil durch diese Anordnung kein in dem Kanister 12 verbleibendes Öl auslaufen kann. Die zweite Funktion der Dichtung 32 besteht darin, einen Anschlag für die Innenseite 50 des Filterelementes 28 zu bilden, das gegen diese Dichtung mit Hilfe einer Druckfeder 52 gedrückt wird, die zwischen dem Filterelement 28 und der oberen Wand des Filtergehäuses 26 angeordnet ist. Durch die gleiche Maßnahme wird der ringförmige Innenteil der Dichtung 32 gegen den verlängerten Flansch 18 der Grundplatte 16 des Filtergehäuses derart gedrückt, daß ein Ausfließen von ungefiltertem Öl vom Einlaßanschluß 40 in Richtung auf den Auslaßanschluß 48 ohne Durchlaufen des Filterelementes 28 verhindert wird.

Ein weiteres zu erläuterndes Merkmal des Filterkanisters 12 ist das bereits erwähnte Überstromventil 30, das im Normalbetrieb des Filterelementes 28 nicht an dem Filtervorgang teilnimmt. Das Überstromventil 30 besteht aus einer Scheibe 54, einem Haltebügel 56 und einer Druckfeder58, deren jeweilige Enden an der Scheibe 54 bzw. dem Haltebügel 56 abgestützt sind. In Abhängigkeit von der Federeigenschaft der Feder 58 wird ein vorgegebener Druck gegen die Scheibe 54 erzielt, um die Öffnung 60 in der oberen Wand des Filterelementes 28 zu verschließen, ein Fall, der unter normalen Betriebsbedingungen des Filterelementes auftritt. Weil verunreinigtes Öl kontinuierlich durch das Filterelement 28 verarbeitet wird, sammeln sich Fremdkörper graduell im Inneren dieses Filterelements auf, was schließlich zu einem vollständigen Verstopfen des Filterelementes führt. Es ist zu erkennen, daß während dieses Vorganges der Öldruck an der Einlaßseite der Filteranlage 10 in Abhängigkeit von dem graduell ansteigenden Widerstand ansteigt, den das Filterelement 28 einer Strömung durch dieses Filterelement entgegensetzt. Als Ergebnis übersteigt bei einem bestimmten Ausmaß der Verunreinigung der herrschende Öldruck in dem Filtergehäuse 26 den Voreinstellwert des Überstromventils 30, wobei gleichzeitig die Öffnung 60 freigegeben wird, um die freie Strömung von Öl in Richtung auf den Auslaßanschluß 48 zu ermöglichen. Entsprechend wird ein Überdruck und ein möglicher Schaden an dem Hydraulikkreis, in dem die Filteranlage 10 eingesetzt ist, vermieden, und gleichzeitig ergibt dies eine Anzeige, daß der Filterkanister 12 ersetzt werden muß.

Unter weiterer Bezugnahme auf die Filteranlage nach Figur 1 ist zu erkennen, daß der Filterträger 14 mit einem Satz von vorspringenden Laschen 62 zur Befestigung der Filteranlage 10 auf einer Speichereinrichtung 64, insbesondere auf einem Öltank, versehen ist. Durch den Auslaßanschluß 48 hindurch abgegebenes Öl wird über ein Rohr 66 unter den Ölspiegel in dem Öltank 64 abgegeben, um das Eindringen von Luft zu verhindern. Der Öltank 64 ist durch einen Verstärkungsträger 68 vervollständigt, der eine ebene Oberfläche bildet, so daß eine ausreichende Abdichtung zwischen dem Verstärkungsträger 68 und dem Filterkopf 14 mit Hilfe eines Dichtungsringes 70 sichergestellt wird.

Die soweit beschriebene Filteranlage und ihr Betrieb ist üblich, so daß keine ausführliche Beschreibung erforderlich ist.

Wie dies am besten aus den Figuren 2 und 3 zu erkennen ist, kann die Filteranlage 10 in einen allgemein mit 72 bezeichneten Hydraulikkreis einer landwirtschaftlichen Maschine, insbesondere eines Mähdreschers 76 eingefügt werden. Weitere Hydraulikbauteile, die den Hydraulikkreis 72 bilden, sind beispielsweise eine Pumpe 74, ein Dreistellungs-Schieberventil 78, Stellglieder 80, der Tank 64 und Hydraulikleitungen 79. Diese nicht erschöpfende Liste einer Reihe von Hydraulikbauteilen ist lediglich als Beispiel genannt und soll in keiner Weise beschränkend sein. Die beiden Stellglieder 80, die beispielhaft in den Figuren 2 und 3 dargestellt sind, sind Hydraulikzylinder zum Anhaben und Abssenken des Erntevorsatzes 82 des Mähdreschers 76. Weil es allgemein üblich wird, Hochleistungs-Mähdrescher mit großen Erntevorsätzen mit beträchtlichem Gewicht vorzusehen, hat es sich heute in manchen Fällen als erforderlich herausgestellt, einen mit gestrichelten Linien in Figur 3 gezeigten dritten Zylinder den beiden vorstehend genannten Stellgliedern 80 hinzuzufügen.

In der Mittelstellung des Ventils 78 (der in Figur 3 gezeigten Position) ist die Pumpe 74 direkt über die Rücklaufleitung 83 und den Filter 10 zum Tank 64 hin entlastet, was bedeutet, daß eine konstante Strömung durch den Filter hindurch auftritt. Wenn andererseits der Ventilschieber nach rechts gemäß Figur 3 bewegt wird, so werden die Stellglieder 80 zusammen mit der Pumpe 74 zum Tank 64 hin entlastet, so daß eine größere Ölströmung durch das Filter 10 hindurchläuft. Ein weiterer Extremzustand ergibt sich, wenn der Ventilschieber nach links gemäß Figur 3 bewegt wird, weil unter diesen Umständen der Eingang der Rücklaufleitung 83 vollständig abgesperrt ist, was dazu führt, daß kein Drucköl durch diese hindurchströmt. Die vorstehende Beschreibung zeigt, daß der Filterkanister 12 sich ändernde Strömungsraten empfängt und entsprechend sich ändernden Druckbelastungen ausgesetzt ist. Dies gilt insbesondere für die Grundplatte 16 des Filterkanisters 12. Während Öl der Filteranlage 10 zugeführt wird, wird die Grundplatte 16 zusammen mit der damit verbundenen Verstärkungsplatte 34 gebogen und in gewissem Ausmaß in Richtung auf den Innenraum des Filtergehäuses 26 hin ausgelenkt, während bei einer Null-Ölströmung durch den Einlaßanschluß 40 die Grundplatte 16 wieder ihre Normalstellung einnimmt, weil in diesem Zustand keine Last auf sie wirkt. Im Gegensatz zu dem, was man zunächst annehmen würde, wurde festgestellt, daß aus bestimmten Gründen, die weiter unten erläutert werden, auch ein Unterdruck in der Einlaßkammer 42 des Filterkopfes 14 hervorgerufen werden kann, wodurch die Grundplatte 16 und die Verstärkungsplatte 34 in der entgegengesetzten Richtung verformt werden, das heißt in Richtung auf den Filterkopf 14 und von dem Kanister 12 fort.

Die Erzeugung des Unterdruckes in der Rücklaufleitung 83 wird im folgenden erläutert. Wenn sich das Ventil 78 in der Mittelstellung befindet, wird alles von der Pumpe 74 gelieferte Öl direkt der Filteranlage 10 zugeführt, wie dies bereits beschrieben wurde. In Abhängigkeit von der Pumpencharakteristik, ihrer Drehzahl und dem Durchmesser der Rücklaufleitung kann eine vorgegebene Geschwindigkeit des zurückgeführten Öls gemessen werden. Wenn das Ventil 78 in seine rechte Stellung nach Figur 3 bewegt wird, so wird die Zufuhr von Öl an die Rücklaufleitung 83 abrupt gestoppt, nicht jedoch die Strömung von hierin bereits befindlichem Öl. Aufgrund der Trägheit der sich bewegenden Ölsäule hat diese tatsächlich die Neigung, ihre Strömung durch die Filteranlage 10 und in Richtung auf den Tank 64 vorzusetzen. Als Ergebnis und weil das Ventil 78 in seiner extremen rechten Stellung dicht schließt, wird ein Unterdruck in der Rücklaufleitung 83 und in dem Einlaßanschluß 40 des Filterkopfes 14 hervorgerufen. Dieser Unterdruck kann nicht dadurch beseitigt werden, daß Öl aus dem Filterkanister 12 abgesaugt wird, weil eine Ölströmung entgegengesetzt zur normalen Richtung durch die Membrandichtung 32 verhindert wird. Daher werden die Unterseite des Filtergehäuses 26, nämlich die Grundplatte 16 und die Verstärkung 34, in Richtung auf den Filterkopf 14 gesaugt, wie dies bereits beschrieben wurde. Diese Erscheinung wird noch klarer sichtbar, wenn die beiden Zylinder 80 zum Tank 64 hin entlastet werden und dann plötzlich wieder dem Systemdruck ausgesetzt werden. In der Praxis tritt eine derartige Folge von Aktionen auf, wenn während des Absenkens des Vorsatzgerätes 82 des Mähdreschers es plötzlich beschlossen wird, daß eine nach nach oben gerichtete Einstellung zwingend erforderlich ist und dadurch erzielt wird, daß das Ventil 78 von seiner äußeren linken zu seiner äußeren rechten Stellung bewegt wird. In der ersteren Stellung des Ventils 78 wird nicht nur die Pumpe 74 über die Filteranlage 10 entlastet, sondern es wird außerdem das in den beiden Zylindern 80 enthaltene Öl über die Rücklaufleitung 83 abgelassen. Entsprechend erfolgt die Ölströmung mit beträchtlicher Geschwindigkeit durch den Filter-Einlaßanschluß 40; diese Geschwindigkeit ist gleich einem Vielfachen der Geschwindigkeit, die auftritt, wenn sich das Ventil 78 in seiner Mittelstellung befindet. Hierdurch wird ein noch höherer Unterdruck in der Rücklauf leitung 83 zu erwarten sein. Es ist ohne weiteres verständlich, daß sich der Unterdruck um so stärker aufbaut, je mehr Hydraulikbauteile gleichzeitig ihr Öl über die Rücklaufleitung ableiten, worauf die Strömung plötzlich unterbrochen wird. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn große Erntevorsatzgeräte an dem Mähdrescher befestigt sind, die die Verwendung eines dritten Hubzylinders 81 zusätzlich zu den beiden Stellgliedern 80 erfordern.

Entsprechend der vorstehenden Erläuterung ist es damit verständlich, daß während des Betriebs des Hydrauliksystems 72 des Mähdreschers 76 Druckänderungen von positiven zu negativen Werten in der Rücklaufleitung 83 und im Filterkopf 14 auftreten. Als Ergebnis werden die Grundplatte 16 und die Verstärkung 34 des Filtergehäuses 26 alternierenden pulsierenden Lasten ausgesetzt, die in entgegengesetzten Richtungen ausgerichtet sind und die Bodenwand des Filtergehäuses nach oben und nach unten gemäß Figur 1 auslenken. Es wurde festgestellt, daß aufgrund von Materialermüdung diese pulsierenden Lasten Risse in dem bei 84 gezeigten Bereich hervorrufen, was zu einem Auslecken von Öl führt. Weil tatsächlich keine Dichtungsverbindung zwischen der Grundplatte 16 und dem vertikalen zylindrischen Teil des Filtergehäuses 26 besteht, führt ein struktureller Ausfall der Verstärkungsplatte 34 unvermeidbar dazu, daß Öl aus der Innenseite des Kanisters in Richtung auf die freie Atmosphäre austritt. Der vorstehende Vorgang erfordert eine vorzeitige Entfernung des gebrauchten Kanisters, möglicherweise lange bevor das Filterelement 28 verstopft sein würde. Dies ist selbstverständlich nicht hinnehmbar.

Um diesen Nachteil zu vermeiden ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet, das Auftreten eines Unterdruckes in der Rücklaufleitung 83 und dem Filterkopf 14 auszuschließen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach Figur 1 ist eine Unterdruck-Entlastungseinrichtung, im einzelnen ein Rückschlag- oder Sperrventil 85 vom Kugeltyp, in der Unterseite der Filterkopfkammer 42 eingefügt. Die Kugel 86 ist in einer zylindrischen Bohrung enthalten, die nach innen hin zu einer Bohrung mit kleinerem Durchmesser ausläuft. Die letztere Bohrung steht in direkter Verbindung mit dem Innenraum des Tanks 64 über weggeschnittene Teile in der Halterug 68 und der Oberseite des Tanks 64.

Die Kugel 68 wird an einem Eintritt in die Kammer 42 dadurch gehindert, daß zwei kleine Verpressungen in dem Material des Filterkopfes 14 etwas oberhalb der Kugel 86 vorgesehen werden, wie dies am besten bei Betrachtung der Ansicht F nach Figur 4 zu erkennen ist. Es ist verständlich, daß andere Lösungen zur Verfügung stehen, um die Kugel 86 an ihrem Platz zu halten, beispielsweise ein (nicht gezeigter) Federring, der in die größere Bohrung eingesetzt ist. Es sollte jedoch berücksichtigt werden, daß das Rückschlagventil so betreibbar sein muß, daß es eine freie Strömung in einer Richtung bei vollständigem Absperren in der Rückwärtsrichtung ermöglicht. Wie dies aus Fiur 1 zu erkennen ist, ist die letztgenannte Richtung in Richtung auf den Tank 64 gerichtet, weil die Kugel 86 in der Lage ist, die kleinere Bohrung des Ventils vollständig zu verschließen. Daher muß unabhängig davon, welche Einrichtungen verwendet werden, um die Kugel 86 an einem Verlassen des Ventils 85 zu hindern, sorgfältig vorgegangen werden, um eine freie Strömung in einer Richtung auf die Kammer 42 nicht zu verhindern. Dies wird durch die Verwendung der oben erwähnten Verpressungen oder des Federringes erreicht, weil diese immer noch eine Strömung um die Kugel 86 herum ermöglichen, wenn sich die letztere in ihrer oberen Anschlagstellung befindet.

Die Funktion des Rückschlagventils 85 wird nun ausführlicher anhand der Figuren 1 und 3 erläutert.

Drucköl strömt durch die Filteranlage 10, wenn sich das Ventil 78 in seiner Mittelstellung oder in seiner linken Stellung befindet. Die Kugel 86 wird gegen ihren unteren Anschlag gedrückt, wodurch sie vollständig das Rückschlagventil 85 verschließt und kein Öl in dieser Richtung aus der Kammer 42 austreten kann. Unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen, bei denen sich ein Unterdruck in dem Filterkopf 14 aufzubauen beginnt, wird jedoch die Kugel 86 von ihrem Sitz abgehoben, sobald irgendein Ausmaß an Unterdruck festgestellt wird. Gleichzeitig wird Luft aus dem Tank 64 in die Kammer 42 eingesaugt, wodurch ein weiterer Aufbau des Unterdruckes verhindert wird. Es ist damit verständlich, daß bei in die Filteranlage 10 eingefügtem Unterdruck-Entlastungsventil 85 sich kein Unterdruck unterhalb des Kanisters 12 aufbauen kann. Als Ergebnis hiervon muß dessen Unterseite lediglich einen Überdruck aushalten, der die Grundplatte 16 und die Verstärkungsplatte 34 allgemein nur in einer Richtung auslenkt, wodurch die Lebensdauer des Filterkanisters beträchtlich verlängert wird, weil das Filtermaterial nicht mehr über seine angenommenen Spezifikationen hinaus belastet wird.

Das Ansaugen von Luft aus dem Tank 64 in den Hydraulikkreis stellt kein Problem dar, weil der Tank 64 mit einer (nicht gezeigten) Füllschraubenentlüftung versehen ist. Weiterhin sei bemerkt, daß lediglich ein geringes Luftvolumen benötigt wird, um den Unterdruck zu beseitigen, so daß keine hydraulischen Probleme durch den Eintritt von Luft in den Kreis zu befürchten sind. Weiterhin wird mit Luft verunreinigtes Öl ohnehin direkt über die Filteranlage 10 in den Tank 64 abgeleitet, in dem die Luft aus dem Öl austreten kann.

Die Figuren 5 und 6 zeigen einige weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die anstelle des in dem Filterkopf eingefügten Rückschlagventils 85 vom Kugeltyp verwendet werden können. Das Ventil 87 nach Figur 5 ist eine in sich abgeschlossene Einheit mit einem keilförmigen Ventilkegel 88, der die Strömung in einer Richtung (der dargestellten Position) sperren und eine Strömung in der entgegengesetzten Richtung ermöglichen kann, wenn der Ventilkegel angehoben wird. Das Rückschlagventil 87 ist weiterhin mit einem mit Gewinde versehenen Ansatz 89 versehen, der in einstellbarer Weise von einem Einlaßanschluß 90 aufgenommen werden kann, der in die Kammer 42 des Filterkopfes 14 führt. Eine Mutter 91, eine Beilagscheibe 92 und ein O-Ring 93 auf dem Ansatz 89 ermöglichen es, das Ventil 87 dicht mit dem Filterkopf in irgendeiner gewünschten Ausrichtung zu verbinden. Das Ventil 87 ist weiterhin mit einem Rohr 95 versehen, das in den freien Raum oberhalb des Ölspiegels in dem Tank 64 eindringt oder eventuell selbst unter diesen Ölspiegel reichen kann. Im Betrieb verhält sich das Ventil 87 in identischer Weise wie das Kugelventil 85, das heißt, von dem Zeitpunkt an, zu dem ein anfänglicher Unterdruck in dem Filterkopf 14 gemessen wird, wird der Ventilkopf 88 abgehoben und Luft wird eingeleitet. Wenn das Rohr 95 unter den Ölspiegel in dem Tank 64 reicht, so wird anstelle von Luft zusätzliches Öl in den Filterkopf eingesaugt. Das zugeführte Strömungsmedium ist von keiner Bedeutung, solange verhindert wird, daß sich der Unterdruck entwickelt. Das Kegelventil 87 nach Figur 6 ist gleich dem vorstehend beschriebenen, jedoch mit der Ausnahme, daß keine Verbindung zum Tank 64 vorgesehen ist. Statt dessen ist ein Sieb 96 an dem freien Ende des Ventils 87 befestigt, um angesaugte Luft von der umgebenden Atmosphäre zu filtern. Es sei bemerkt, daß wenn der Filterkopf 14 nicht mit dem Ventil 87 versehen wird, der Einlaßanschluß 90 durch einen Stopfen 94 verschlossen werden kann, wie dies in Figur 1 gezeigt ist.

Schließlich ist zu erkennen, daß die vorliegende Erfindung besonders zweckmäßig ist, wenn sie in Verbindung mit Filteranlagen verwendet wird, die in der Rücklaufleitung eines Hydraulikkreises angeordnet sind, bei den die St4römung des Drucköls nicht konstant ist. Insbesondere wenn extreme Änderungen der Ölströmung durch die Filteranlage zu erwarten sind, ist das Auftreten eines Unterdruckes in dem Filterkopf sehr wahrscheinlich. Bisher konnten manuell betätigte Ventile graduell geschlossen werden, um ein sanfteres Abschalten der Ölzufuhr in Richtung auf die Filteranordnung zu erzielen. Dadurch wurden extreme Druckpulsierungen vermieden. Heute werden jedoch allgemein elektrisch betätigte Schieberventile verwendet, die in Bruchteilen von Sekunden schließen und die damit eine hohe Trägheitskraft in der Rücklaufleitung hervorrufen, wenn die gesamte Ölzufuhr an diese plötzlich unterbrochen wird. Dies führt andererseits zur Erzeugung eines Unterdruckes, der schließlich für die strukturellen Ausfälle des Filtergehäuses verantwortlich ist. Die beschriebenen Unterdruck- Entlastungseinrichtungen ergeben eine einfache jedoch wirkungsvolle Maßnahme zur Beseitung der Ursache von Ermüdungsausfällen. Als direktes Ergebnis wird die Lebensdauer eines Filters verlängert und die Notwendigkeit einer vorzeitigen Entfernung des Filters wird vermieden.


Anspruch[de]

1. Filteranlage (10) zur Verwendung in der Rücklaufleitung (83) eines Hydraulikkreises (72) mit:

- einem Einlaßanschluß (40) zum Empfang von Hydraulikflüssigkeit von Bestandteilen (74, 78, 80, 81) des Hydraulikkreises (72),

- einem Auslaßanschluß (48) zum Zuführen der Hydraulikflüssigkeit an eine Speichereinrichtung (64), und

- einem Filterelement (28), das zwischen den Einlaß- und Auslaßanschluß (40, 48) der Filteranlage (10) angeordnet ist und das Entfernen von Fremdkörpern aus der Hydraulikflüssigkeit bewirkt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Filteranlage (10) weiterhin Unterdruck-Entlastungseinrichtungen (85, 87) umfaßt, die zwischen dem Einlaßanschluß (40) und dem Filterelement (28) angeordnet sind, um die Ausbildung eines Unterdruckes an dieser Stelle zu verhindern.

2. Filteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage aus einem das Filterelement (28) enthaltenden entfernbaren, aufschraubbaren Kanister (12) und einem Filterträger (14) besteht, mit dem der Kanister (12) betriebsmäßig verbunden ist und der die Unterdruck-Entlastungseinrichtung (85, 87) umfaßt.

3. Filteranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruck-Entlastungseinrichtung (85) einen einstückigen Teil des Filterträgers (14) bildet.

4. Filteranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruck- Entlastungseinrichtung (87) eine in sich abgeschlossene Einheit ist, die wahlweise mit dem Filterträger (14) verbindbar ist.

5. Filteranlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruck-Entlastungseinrichtung (85, 87) ein Ventilkegel-Rückschlagventil ist.

6. Filteranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruck- Entlastungseinrichtung (85, 87) mit der Speichereinrichtung (64) in Verbindung steht, und daß Luft oder Hydraulikflüssigkeit von der Speichereinrichtung (64) über die Unterdruck- Entlastungseinrichtung (85, 87) in den Filterträger (14) eingesaugt wird, sobald sich in diesem ein Unterdruck aufzubauen versucht.

7. Filteranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruck- Entlastungseinrichtung (85, 87) mit der Atmosphäre in Verbindung steht, und daß Luft von der Atmosphäre über die Unterdruck- Entlastungseinrichtung (85, 87) in den Filterträger (14) eingesaugt wird, sobald sich ein Unterdruck in diesem aufzubauen versucht.

8. Filteranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filteranlage (10) einen Teil eines Hydraulikkreises (72) einer landwirtschaftlichen Maschine (76) bildet.







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