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Spaltfilter Die Erfindung bezieht sich auf einen Spaltfilter, dessen
Filterkörper aus einer Vielzahl auf einem Spannbolzen aufgereihter, in Achsrichtung
miteinander verspannter Scheiben besteht, die zur Bildung von Abflußräumen und die
Durchfluß spalte erzeugenden Ringzonen ausgespart sind und von denen jede zweite
Scheibe mit ihrem Innenrand über den Außenrand der benachbarten Scheibe um den Betrag
der Spaltweite radial hinausragt.
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Bei einem solchen Spaltfilter werden zwischen den den größeren Durchmesser
aufweisenden Scheiben weite axial begrenzte Ringspalte gebildet, die für eine Vorabscheidung
und das Einführen von der Reinigung dienenden Kratzern geeignet sind, während zwischen
den Außenkanten der kleinen und den Innenkanten der großen Scheiben beliebig enge
radial begrenzte Filterspalte erzeugt werden können. Es ist also allein durch verschiedenartige
radiale Bemessung der Scheiben die Bildung sehr feiner Filterspalte ohne Verwendung
dünner und nur mit großer Vorsicht zu behandelnden Scheibenmaterials möglich. Zu
fordern ist aber, daß die Scheiben auf den Spannbolzen spielfrei geführt sind, da
jedes radiale Spiel sich auf die Spaltweite auswirkt.
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Bisher hat man die Filterscheiben mit Schiebesitz auf dem Spannbolzen
aufgereiht und durch besondere Spannmittel axial miteinander verspannt. Hierbei
ist infolge der Fertigungstoleranzen ein radiales Spiel, das zwangläufig zu einer
unterschiedlichen radialen Lage der Scheiben führt, unvermeidlich. Bei Spaltfiltern,
deren Spaltweite durch axiale Abstände von Scheibenringteilen gebildet wird, bei
denen also nur die axiale Lage der Scheiben für die Spaltbegrenzung maßgebend ist,
wirkt sich ein geringfügiges radiales Spiel nicht schädlich aus. Hingegen fallen
radial begrenzte Ringspalte, wie sie bei der eingangs erwähnten Art von Spaltfiltern
zwischen den Außenkanten der kleinen Scheiben und den Innenkanten der großen Scheiben
auftreten, durch unterschiedliche radiale Lage benachbarter Scheiben ungleich aus.
Wenn man bedenkt, daß die radial begrenzten Filterspalte oft nur eine Weite von
wenigen '/loomm haben sollen, so leuchtet ein, daß auch eine kleine nur durch Fertigungstoleranzen
bedingte radiale Versetzung benachbarter Scheiben sich sehr ungünstig auswirken
muß.
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Gemäß der Erfindung sind die Filterscheiben auf den Spannbolzen aufgepreßt,
wobei der Spannbolzen nur auf Teilen seines Umfangs die Ränder der ihm zugeordneten
Aussparungen der Scheiben berührt.
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Durch das Aufpressen kann ein radiales Spiel der Scheiben gegenüber
dem Spannbolzen nicht auftreten, da die Redingungen für das Zustandekommen eines
Preßsitzes
nur dann erfüllt werden, wenn die zentralen Scheibendurchbrüche mindestens auf einem
Teil ihres Umfangs mit kleineren radialen Abmessungen ausgeführt sind als der Spannbolzen.
Außerdem wird beim Aufpressen der Scheibenpakete auf den Spannbolzen ein Kraftschluß
erzielt, der auch in axialer Richtung wirksam ist und besondere Mittel zum axialen
Verspannen der Scheiben überflüssig macht.
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Dadurch, daß der Spannbolzen nur auf Teilen seines Umfangs die Ränder
der ihm zugeordneten Aussparungen der Scheiben berührt, werden schwierig einzuhaltende,
sehr kleine Maßtoleranzen vermieden.
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Beim Einpressen des Spannbolzens drücken sich dessen vorstehende Teile
in die Ränder der Scheibendurchbrüche ein, so daß eine gewisse Verzahnung zustande
kommt. Hierdurch ergibt sich so viel Haftreibung, daß der Schaltfilterkörper, wenn
er in an sich bekannter Weise gegenüber einer feststehenden Reinigungsvorrichtung
verdrehbar sein soll, das insbesondere bei verschmutztem Filterkörper zur Reinigung
aufzuwendende Drehmoment übertragen kann. Ferner wird beim Aufpressen nicht so viel
Scheibenmaterial durch den Bolzen verdrängt, daß die dünnen Scheiben uneben geformt
werden.
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Die nur auf Teile des Spannbolzenumfangs beschränkte Kraftschlußverbindung
zwischen dem Spannbolzen und den Rändern der Scheibendurchbrüche ist auf verschiedene
Weise erzielbar. Man kann dem Spannbolzen und/oder die ihm zugeordneten Aussparungen
der Filterscheiben unrund, z. B. vieleckig ausbilden oder mit einer Verzahnung versehen.
Vorzugsweise wird die Aussparung der Scheiben kreisrund und der Querschnitt des
Spannbolzens im Bereich des Filterkörpers unrund ausgeführt.
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Als besonders günstig hat sich eine Ausführungsform erwiesen, bei
welcher der Scheibendurchbruch rund ist und die ihm angepaßte Zylinderfläche des
Spannbolzens durch auf den Umfang gleichmäßig verteilte, axial verlaufende Nuten
unterbrochen ist.
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Diese Ausführungsform ist besonders für Spannbolzen mit kleinem Durchmesser
geeignet. Durch Versuche ist ermittelt worden, daß besonders günstige Ergebnisse
sowohl hinsichtlich der Haftreibung als auch der Ebenhaltung der Scheiben beim Aufpressen
auf den Spannbolzen erzielt werden, wenn die Summe der Bogenlängen der tragenden
Zylindersektoren in der Größenordnung von 0,3 bis 0,6 des Gesamtumfangs liegt. Wird
die Bogenlänge der tragenden Zylindersektoren wesentlich kleiner gewählt, so besteht
die Gefahr, daß der Spannbolzen beim Aufpressen der Scheiben stark abgenutzt wird
und die zuletzt aufgepreßten Scheiben nicht mehr genügend haften. Bei erheblich
größerer tragender BogenLänge wächst die Neigung zum Unebenformen der Scheiben.
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Die kleinste radiale Abmessung des Spannbolzens im Bereich des Filterkörpers,
z. B. im Grund der axialen Nuten, wird vorzugsweise größer gewählt als die radialen
Abmessungen der außerhalb des Filterkörpers bleibenden Bolzenabschnitte. Das ermöglicht
eine einfache Bearbeitung des Spannbolzens unter Benutzung eines Räumringes, durch
den der Spannbolzen hindurchgezogen wird.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt nach Linie I-I der
Fig. 2 durch einen erfindungsgemäß gestalteten Filterkörper, Fig. 2 eine Draufsicht
des gleichen Filterkörpers, Fig. 3 eine Filterscheibe mit dem Anfang eines genuteten
Spannbolzenteiles vor dem Aufpressen, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der
Fig. 3, Fig. 5 und 6 entsprechende Schnitte für andere Ausführungsformen.
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Auf einen Spannbolzen 1 ist ein den Filterkörper bildendes Paket
von abwechselnd unterschiedliche radiale Abmessungen aufweisenden Scheiben 2 und
3 aufgepreßt. Die Scheiben 2 haben einen größeren Durchmesser als die Scheiben 3.
Beide Sorten von Scheiben haben für den Durchtritt des Spannbolzens 1 einen zentralen
Durchbruch 4. Um den den Durchbruch 4 umgebenden Mittelteil herum haben die Scheiben
Aussparungen 5, die am Außenrand der Scheiben schmale Ringzonen 6 und 7 bilden,
welche mit dem Mittelteil durch speichenartige Arme 8 verbunden sind. In dem Scheibenpaket
sind die Arme 8 zur Deckung gebracht, so daß die Aussparungen 5 der Scheiben in
dem Scheibenpaket in Achsrichtung durchgehende Kanäle bilden. Die radialen Abmessungen
der Ringzonen 6 und 7 beider Scheibensorten sind so gewählt, daß die Außenkanten
der kleineren Scheiben 3 und die Innenkanten der größeren Scheiben 2 radial begrenzte
Filterspalte 9 bilden, die nur durch die Arme 8 unterbrochen sind. Zwischen den
Ringzonen 6 der größeren Scheiben 2 werden axial begrenzte Ringspalte 10 von Scheibenstärke
gebildet, in die das zu filternde Medium von außen her eintritt, um dann durch die
erheblich engeren Filterspalte 9 hindurchzutreten und in den durch die Aussparungen
5 der Scheiben in dem Scheibenpaket gebildeten Kanälen abzufließen. In dem weiten
Ringspalt 10 findet eine grobe Vorabscheidung statt, während die engen Spalte 9
feine Verunreinigungen zurückhalten.
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Beim Ausführungsbeispiel ist dem Filterkörper eine feststehende Reinigungsvorrichtung
zugeordnet, die in die Ringspalte 10 zwischen benachbarten Scheiben 2 eingreifende
Kratzerbleche 11 hat, die auf zwei Führungsbolzen 12 verdrehungssicher aufgereiht
sind. Die Reinigung der Filterspalte geschieht durch Drehen des Spannbolzens 1 mit
dem aufgepreßten Scheibenpaket.
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Die zentralen Durchbrüche 4 der Scheiben sind so bemessen, daß sie
beim Einpressen des Spannbolzens 1 eine Aufweitung erfahren. Bei den Ausführungsbeispielen
berührt der Spannbolzen nur auf einem Teil seines Umfanges die Ränder der von ihm
durchsetzten zentralen Scheibendurchbrüche 4.
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Fig. 4 zeigt im Schnitt eine Ausführungsform, bei welcher der Spannbolzen
1 mehrere gleichmäßig auf seinen Umfang verteilte, in Achsrichtung verlaufende Nuten
14 hat. Beim Ausführungsbeispiel beträgt die Summe der tragenden Bogenlängena zwischen
den Nuten 14 knapp die Hälfte des Gesamtumfangs des Spannbolzens und liegt also
innerhalb der oben angegebenen Grenzen. Das beim Einpressen des Spannbolzens in
das Scheibenpaket verdrängte Scheibenmaterial wird von den Axialnuten 14 aufgenommen.
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Dadurch ergibt sich eine Verzahnung, welche die Übertragung eines
großen Drehmoments von dem Spannbolzen auf das Scheibenpaket ermöglicht. Außerdem
wird durch das Ausweichen des von den tragenden Bogenstücken des Spannbolzens verdrängten
Scheibenmaterials nach innen verhindert, daß die Scheiben beim Einpressen des Spannbolzens
uneben geformt werden.
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Der Spannbolzen 1 ist beim Ausführungsbeispiel in der aus Fig. 3
ersichtlichen Weise am Anfang seines genuteten Abschnittes bei 15 kegelig verjüngt,
um das Einführen des Bolzens beim Aufpressen der Scheiben zu erleichtern. Die beiden
außerhalb des Scheibenpakets verbleibenden, nicht genuteten Endabschnitte des Spannbolzens
1 sind auf einen Durchmesser abgesetzt, der kleiner ist als der Durchmesser im Nutengrund.
Hierdurch können die Axialnuten 14 in einfacher Weise dadurch hergestellt werden,
daß der ganze Spannbolzen durch einen Räumring gezogen wird.
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Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Scheiben 2 und
3 vieleckig, und zwar sechzehneckig ausgespart sind. Der Spannbolzen 1 hat einen
achteckigen Querschnitt. Hierdurch kommt beim Aufpressen der Scheiben auf den Spannbolzen
ebenfalls nur ein Teil des Umfangs der Scheibenaussparungen am Spannbolzen zum Tragen.
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Bei der Ausführungsform in Fig. 6 haben die Scheiben 2 und 3 eine
runde zentrale Aussparung 4, der Spannbolzen 1 dagegen einen vieleckigen, und zwar
achteckigen Querschnitt.
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Die Ausführungsformen in Fig. 5 und 6 sind bei einem kleinen Spannbolzendurchmesser
weniger günstig. Hier ist die Ausführungsform in Fig. 4 mit axial genutetem Spannbolzen
vorzuziehen. Bei den Ausführungsformen in Fig. 5 und 6 könnten die bei der Fertigung
auftretenden radialen Toleranzen nicht mehr zuverlässig beherrscht werden.