(57)【要約】  本発明は、特にタンク内蔵リターンフィルタとして構成された流体用フィルタ装置であって、ハウジング３内に収容可能な少なくとも１個のフィルタエレメント２７を備え、ハウジング３は未濾過流体を各フィルタエレメント２７の内部中空室３１に送り込むための流体入口１７を有しており、内部中空室３１は未濾過流体により貫流可能なフィルタ媒体２９によって包囲されている、流体用フィルタ装置において、流体入口１７と各フィルタエレメント２７の内部中空室３１との間に流れ誘導装置１３、４９、７７が設けられていてフィルタ媒体２９に到達する未濾過流体の流れを方向付けることを特徴とする流体用フィルタ装置に関する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特にタンク内蔵リターンフィルタとして構成された流体用フィルタ装置であって、ハウジング（３）内に収容可能な少なくとも１個のフィルタエレメント（２７）を備え、前記ハウジング（３）は未濾過流体を各フィルタエレメント（２７）の内部中空室（３１）に送り込むための流体入口（１７）を有しており、前記内部中空室（３１）は未濾過流体により貫流可能なフィルタ媒体（２９）によって包囲されている、流体用フィルタ装置において、
前記流体入口（１７）と前記各フィルタエレメント（２７）の内部中空室（３１）との間に流れ誘導装置（１３、４９、７７）が設けられていて前記フィルタ媒体（２９）に到達する未濾過流体の流れを方向付けることを特徴とする流体用フィルタ装置。
【請求項２】
前記各フィルタエレメント（２７）のフィルタ媒体（２９）は円筒状中空室（３１）を包囲しており、前記流れ誘導装置は中空室（３１）内で円筒軸心を中心に回転して旋回流を形成するための案内手段（４９、７７）を有することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
前記流れ誘導装置は前記旋回形成案内手段（４９、７７）の上流に流入チャンバ（１３）を有しており、前記流入チャンバ（１３）に未濾過流体が接続装置（１７）によって指定された流入方向（４１）で進入し、前記流入チャンバ（１３）から未濾過流体が流入方向に対して変更された流れ方向（４７）で前記旋回形成案内手段（４９、７７）に到達することを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタ装置。
【請求項４】
前記旋回形成案内手段は一機能段階として、流入チャンバ（１３）内にあって前記流入チャンバ（１３）から当該フィルタエレメント（２７）の対応するエンドキャップ（２５）の開口部（７５）に至る流路を形成する案内体（４９）を有しており、未濾過流体が流入チャンバ（１３）から接続装置（１７）と反対側の開口部を通って前記案内体（４９）に流入可能であり、さらに前記旋回形成案内手段は旋回を形成するために軸心に対して螺旋状に延びる内部誘導面（５１）を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項５】
前記旋回形成案内手段は別の機能段階としてガイドベーン状旋回エレメント（７７）を有しており、前記旋回エレメント（７７）がフィルタ中空室（３１）に続くエンドキャップ（２５）の開口部（７５）にあることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項６】
前記流入チャンバ（１３）は濾過過程で清浄側をなす流体タンク（１）の上側に配置されており、タンク壁部分によって形成された床（１１）を有しており前記床（１１）内にタンク（１）内に突入するフィルタハウジング（３）のための取付開口部（９）があり、さらに取付開口部（９）と反対側にある取外し可能なハウジングカバー（１９）を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項７】
螺旋状に延びる誘導面（５１）を有する案内体（４９）は、ハウジングカバー（１９）の下側から機能位置にあるフィルタエレメント（２７）のエンドキャップ（２５）に当接するまで延びていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項８】
前記案内体（４９）はハウジングカバー（１９）に取り付けられていて共軸貫通路を有しており、ハウジングカバー（１９）に固持された磁気プラグの支持体（６５）は前記貫通路を通して当該フィルタエレメント（２７）の内部中空室（３１）内に延びていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項９】
前記フィルタハウジング（３）は流入チャンバ（１３）の床（１１）内に形成された取付開口部（９）に固定フランジ（７）で固持されて、汚染側の流入チャンバ（１３）を清浄側のタンク（１）から分離するシーリングを形成することを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項１０】
前記フィルタハウジング（３）は、固定フランジ（７）から流入チャンバ（１３）を通ってハウジングカバー（１９）に延びる壁部分（４３）を有しており、前記壁部分はチャンバ壁にある未濾過流体のための接続装置（１７）と反対側に配置されたバッフル壁を形成することを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか一項に記載のフィルタ装置で使用するためのフィルタエレメントであって、前記フィルタ装置はフィルタエレメント（２７）の内部フィルタ中空室（３１）に続く開口部（７５）を備えたエンドキャップ（２５）を有する、フィルタエレメントにおいて、
前記開口部（７５）に流れを受けて流れの回転を惹起するガイドベーン（７７）を備えた流れ誘導体（７７、７９、８１、８２）が設けられていることを特徴とするフィルタエレメント。
【請求項１２】
ガイドベーン（７７）はベーンリングとして、磁気プラグ支持体（６５）に対する貫通路を形成する中央の中空円筒（８１）を包囲していることを特徴とする請求項１１に記載のフィルタエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にタンク内蔵リターンフィルタとして構成された流体用フィルタ装置であって、ハウジング内に収容可能な少なくとも１個のフィルタエレメントを備え、ハウジングは未濾過流体を各フィルタエレメントの内部中空室に送り込むための流体入口を有しており、内部中空室は未濾過流体により貫流可能なフィルタ媒体によって包囲されているものに関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなフィルタ装置は公知の技術が多数の構造及び構成形態で市販されている。それらはとりわけ、油圧油などの流体に含まれる不純物を濾過して流体から除去する働きをする。油圧油の汚染はそれぞれの油圧設備の組立時及び運転開始時に起こるが、この初期汚染と並んで運転中に、例えばタンク換気、管貫通、ピストンロッド密封などが不十分なために油圧タンクに汚れが侵入することによって汚染が生じることがある。特に土砂搬送機、掘削機などの作業機械の油圧設備では、例えばフィルタ装置をリターンフィルタとして直接タンク内に取り付けることによって、還流する流体の濾過を直接油圧タンクの領域で行わせることが合理的であり得る。ある特許文献には、そのようなタンク内蔵フィルタの例が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
（原文に記載なし）
【特許文献１】独国特許出願第１０２００４０１４１４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、この従来技術から出発して、特に有利な運転特性を特徴とする、冒頭に記載した種類のフィルタ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題は本発明により、特許請求項１の特徴をその全体において有するフィルタ装置によって解決される。
【０００６】
それによると本発明の本質的な特性は、未濾過流体がフィルタ装置内に流入するための流体入口と、それぞれのフィルタエレメントの内部中空室との間に流れ誘導装置が設けられていて、フィルタ媒体に到達する未濾過流体の流れを方向付けることにある。流れ方向に的確に影響を与えることにより、フィルタエレメントの内部で一様な圧力と流れの分布を達成できる。さらにフィルタエレメントの中空室の内部で、及び場合によりフィルタ中空室内にある追加エレメントに沿って、例えば磁気プラグ又はセンサに沿って流体のできるだけ長い滞留時間を達成できる。折り畳まれたフィルタ媒体の場合、流体を方向付ける際にフィルタのひだはほとんど片面だけが負荷され、それによってフィルタエレメントの性能を高めることができる。
【０００７】
各フィルタエレメントのフィルタ媒体が円筒状中空室を包囲している実施形態において、流れ誘導装置は特に有利には中空室内で円筒軸心を中心に回転して旋回流を形成するための案内手段を有する。このようにすることにより磁気プラグに沿って特に長い滞留時間が達成され、それによって流体から強磁性粒子を効率的に分離させることができる。
【０００８】
特に有利な実施形態において、流れ誘導装置は旋回形成案内手段の上流に流入チャンバを有しており、この流入チャンバに未濾過流体が接続装置によって指定された流入方向で進入し、この流入チャンバから未濾過流体が流入方向に対して変更された流れ方向で旋回形成案内手段に到達する。流入チャンバ内で流入する流体の流れの転向が行なわれることにより、未濾過流体が旋回形成案内手段に到達する前に流れが沈静化される。
【０００９】
特に有利には旋回形成案内手段は一機能段階として、流入チャンバ内にあって流入チャンバから当該フィルタエレメントの対応するエンドキャップの開口部に至る流路を形成する案内体を有しており、未濾過流体が流入チャンバから接続装置と反対側の開口部を通って案内体に流入可能であり、さらに旋回形成案内手段は旋回を形成するために軸心に対して螺旋状に延びる内部誘導面を有する。
【００１０】
特に効果的な回転を達成するために旋回形成案内手段は別の機能段階としてガイドベーン状旋回エレメントを有しており、この旋回エレメントがフィルタ中空室に続くエンドキャップの開口部にあるように配置構成すると非常に有利である。
【００１１】
タンク内蔵フィルタとして利用する場合に、流入チャンバは有利には濾過過程で清浄側をなす流体タンクの上側に配置されることができ、タンク壁部分によって形成された床を有しておりこの床内にタンク内に突入するフィルタハウジングのための取付開口部があり、さらにこの取付開口部と反対側にある取外し可能なハウジングカバーを有する。
【００１２】
旋回形成手段の第１の機能段階をなす、螺旋状に延びる誘導面を有する案内体は、有利にはハウジングカバーの下側から機能位置にあるフィルタエレメントのエンドキャップに当接するまで延びることができる。案内体はそれにより流体案内をなすだけでなく、フィルタエレメントをフィルタハウジング内で機能位置に保つ保持エレメントとしても働くことができる。
【００１３】
有利には案内体はハウジングカバーに取り付けられていて共軸貫通路を有することができ、ハウジングカバーに固持された磁気プラグの支持体はこの貫通路を通して当該フィルタエレメントの内部中空室に延びる。エレメントを交換する際はカバーを取り外して案内体を連行することにより、フィルタエレメントに自由に接近できるだけでなく、磁気プラグも、及び場合により磁気プラグに配置されたセンサも一緒に取り出すことができ、これらのコンポーネントを評価に供することができる。
【００１４】
フィルタハウジングは有利には流入チャンバの床内に形成された取付開口部に固定フランジで固持されて、汚染側の流入チャンバを清浄側のタンクから分離するシーリングを形成できる。この場合、フィルタハウジングは固定フランジから流入チャンバを通ってハウジングカバーに延びる壁部分を有することができ、この壁部分はチャンバ壁に設けた未濾過流体のための接続装置と反対側に配置されたバッフル壁を形成する。こうすることにより流入チャンバ内に突入しているフィルタハウジングの壁部分によって形成されたバッフル壁は、流入チャンバ内に流れを鎮静化するために設けられた流れ誘導装置を形成する。
【００１５】
請求項１１に従い、本発明の対象は請求項１から１０の何れか一項に記載のフィルタ装置に使用するためのフィルタエレメントも本発明の対象である。
【００１６】
以下に本発明を図面に示した実施形態に基づいて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】切り開いて示した流体タンクに内蔵された本発明によるフィルタ装置の実施形態の縦断面図である。
【図２】図１の上部を拡大して示した部分縦断面図である。
【図３】流れ誘導装置の案内体と磁気プラグのある実施形態のハウジングカバーの斜視図である。
【図４】図２及び図３より拡大して示した案内体の斜視図である。
【図５】本発明によるフィルタ装置で使用するために設けられたフィルタエレメントのうちエンドキャップ及びエンドキャップに付属するコンポーネントのみを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、タンク内蔵リターンフィルタとして構成された本発明によるフィルタ装置の実施形態を内蔵した、油圧油などの流体を貯蔵するタンク１を示す。フィルタ装置は、下端部５がタンク内容に向って開いている中空円筒状のフィルタハウジング３を有する。この開いた端部５は清浄側の出口をなしており、これを通って清浄化された流体がフィルタハウジング３からタンク内容に到達する。フィルタハウジング３はその上端部に固定フランジ７を有しており、これで取付開口部９にねじ止めされている。取付開口部９は流入チャンバ１３の平坦な床１１をなしている上方タンク壁部分内にあり、タンク１の上側にやや凹んで設けられている。流入チャンバ１３は方形の箱の形をしている。箱の短辺側１５には接続装置１７があり、これを介して未濾過流体がチャンバ１３に床１１及びチャンバ１３の長辺側と平行に延びる流入方向で流入できる。このために接続装置１７内には互いに平行に延びる複数の流入管路が設けられており、それらのうち図１に向って見て一番手前の流入管路が切断して示されている。流入チャンバ１３は上側で取外し可能なハウジングカバー１９によって閉じることができる。ハウジングカバー１９はフィルタハウジング３の縦軸心と共軸であり、直径が床１１内の取付開口部９より大きいハウジング開口部２１を閉じている。
【００１９】
フィルタハウジング３の固定フランジ７はその内側にフィルタエレメント２７の対応するエンドキャップ２５が密接するための座面２３を形成しており、エンドキャップ２５は通常のように、中空円筒状のフィルタ媒体２９の対向する端部に対する枠を形成し、フィルタ媒体２９は濾過過程で汚染側をなす内部フィルタ中空室３１を包囲している。これに従いフィルタ媒体２９の外側とフィルタハウジング３の内壁との間の空間３３は清浄側をなし、そこから濾過された流体が下方の開いた端部５を通ってフィルタハウジング３から流出してタンク内容に到達する。同じく通常のように、フィルタエレメント２７の汚染側の中空室３１は、フィルタエレメント２７の下方エンドキャップ３７にあるバイパス弁３５（図１）により過剰圧力の形成に対して防護されており、その開口部にはフィルタ中空室３１内に突入している汚れ捕集ケージ３９が設けられている。
【００２０】
本発明に従い設けられている流れ誘導装置の本質的校正部分として、流入チャンバ１３は接続装置１７を通って進入する未濾過流体の流れ（流入方向が流れの矢印４１で略示されている）を沈静化して方向付ける空間を形成する。このために流入チャンバ１３は誘導エレメントとして、フィルタハウジング３の固定フランジ７を起点として円形面部分の形で流入チャンバ１３を通りハウジングカバー１９の内側にある環状体４５まで延びる壁部分４３を有している。バッフル壁を形成する壁部分４３は、流入チャンバ１３の長辺側に沿って側方を流体で囲まれるような弧の長さにわたって延びている。それにより未濾過流体の流路は、矢印４７で略示された変更された流れ方向でフィルタエレメント２７の内部中空室３１に向かう経路に続く。この続きの流路で本発明によるフィルタ装置は旋回形成案内手段を２つの機能段階で有する。第１の機能段階は、図４に別個に示す案内体４９によって形成されている。この図から明らかに認識できるように、案内体４９は中空円筒の内部に誘導面５１を有しており、誘導面５１は縦軸心を基準として螺旋状に延びているので、軸方向貫流において旋回が形成されて流れは縦軸心を中心に回転する。流体が誘導面５１に進入するために、案内体４９の壁内に軸心に対して斜めに延びる進入窓５３が形成されている。半径方向内側で誘導面５１は軸方向に延びる壁部分５５によって限定されており、壁部分５５は上端部と下端部で、案内体４９を通る中央貫通路を限定する内部リング５７若しくは５９と接している。案内体４９は図で上方に位置する縁部６１でハウジングカバー１９の下側に取り付けられている。さらにハウジングカバー１９の中央孔６３には磁気プラグの支持体６５の一方の端部が取り付けられており、支持体６５は磁気プラグで慣例のように一群の永久磁石６７を有しており、ハウジングカバー１９を取り付けるとフィルタ中空室３１内に汚れ捕集ケージ３９の近傍まで延びる。その際に支持体６５は案内体４９の内部貫通路及びエンドキャップ２５の開口部７５に貫入する。磁気プラグの下端部に設けたセンサ６９は、油圧油の品質の監視を可能にする。磁石６７によって捕集された磁性粒子の量はセンサ７１によって特定できる。さらにエンドキャップ３７の内側にフィルタエレメント２７の認識を供給するＲＦＩＤセンサ７３が設けられてもよい。
【００２１】
旋回形成案内手段の第２段階として、フィルタ中空室３１に続くエンドキャップ２５の開口部７５に別の旋回形成装置が設けられており、タービン羽根の方式で環状管路７９内に配置されたガイドベーン７７を有する。管路７９は内側がエンドキャップ２５のスリーブ８１によって限定されており、スリーブ８１は機能位置では磁気プラグの支持体６５によって貫入されている。エンドキャップ２５の上側には管路７９を包囲している接続プレート８２（図５）があり、接続プレート８２は管路７９を包囲する隆起したリング８３を有する。機能位置において案内体４９の終端部８５は隆起したリング８３の内側に当接して、流路は案内体４９からガイドベーン７７を備えた管路７９を通してフィルタ中空室３１に続いている。案内体４９の螺旋状誘導面５１が形成する流れの旋回は、フィルタ中空室３１の入口でガイドベーン７７によってさらに強化されて、フィルタ中空室３１の内部で縦軸心を中心に強い回転が生じる。特にこのためにフィルタエレメントのエンドキャップ２５には案内体４９におけるガイドベーン（４個）より多く示されたガイドベーン（６個）が存在する。それぞれ定置されたガイドベーンの当接および湾曲の選択により、流体に対する旋回流を具体的に調整できる。図５に示すように、エンドキャップ２５の上側にはフィルタエレメントを交換する際の取っ手となる保持ヨーク８７が巻き付けられている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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