Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung, mit einem einen Filterkopf und einen Filtertopf aufweisenden Filtergehäuse, das ein Filterelement aufnimmt, das eine Unfiltratseite von einer Filtratseite separiert, und mit einer Differenzdruck-Messeinrichtung, die zumindest ein Verblocken des Fil- terelements im Filtrierbetrieb anzeigt und die einen in einem Messgehäuse längsverfahrbar geführten Messkolben aufweist, der auf einer Stirnseite mit dem Momentandruck der Unfiltratseite und auf der gegenüberliegenden Stirnseite mit dem Momentandruck der Filtratseite beaufschlagt ist, der jeweils über mindestens eine Kanalführung in das Messgehäuse gelangt.

Filtervorrichtungen dieser Art sind in einer Vielzahl von Ausgestaltungen und mit auswechselbaren Filterelementen, die unterschiedlichen Spezifikationen entsprechen, Stand der Technik. Die Filterelemente werden bei derartigen Filtervorrichtungen zur Pflege von Fluiden, insbesondere in ölhy- draulischen Systemen, benutzt. Um die Betriebssicherheit der betreffenden Anlagen, die wesentlich von der einwandfreien Leistungsfähigkeit der Filtervorrichtungen abhängig ist, sicherzustellen, werden die betreffenden Filterelemente häufig auf ihre Schmutzaufnahmefähigkeit mittels Differenzdruckmessung (DE 10 2005 043 752 B3) überwacht, um die Gefahr zu vermeiden, dass es durch Überlastung zu Betriebsstörungen oder gar zu Schäden kommen kann, was bei teuren Anlagen zu erheblichen wirtschaftlichen Einbußen führen kann. Im Hinblick auf diese Problematik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Filtervorrichtung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Filtervorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 besteht eine wesentli- che Besonderheit der Erfindung darin, dass zumindest ein Teil der Kanalführung, über die der Momentandruck der Unfiltratseite zum Messgehäuse der Messeinrichtung gelangt, am Filterelement in einer Elementkappe desselben angeordnet ist. Da die Elementkappe bei den in Frage kommenden Filterelementen durch Spritzformen, insbesondere aus einem Kunststoff, mit darin integrierter Kanalführung rationell herstellbar ist, ist eine besonders kostengünstige Herstellung der Gesamtvorrichtung ermöglicht. Besonders bevorzugt bildet die dahingehende Elementkappe mit integrierter Kanalführung ein eine Einfassung für ein Ende des Filtermaterials des Filterelements bildendes Aufnahmeteil aus. Besonders bevorzugt ist dabei das Ende des Filtermaterials in einem Klebstoffbett des Aufnahmeteiles aufgenommen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das Ende des Filtermaterials mit einer eigenständigen Endkappe zu versehen, die dann in das Aufnahmeteil der genannten Elementkappe mit Kanalführung wiederum integriert oder aufgenommen ist.

Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen endet der in der Elementkappe angeordnete Teil der Kanalführung mit seinem einen freien Ende auf der Unfiltratseite des Filterelements und mit seinem anderen freien Ende in einem Sammelraum, der vom Außenumfang der Elementkappe vorspringt und auf gegenüberliegenden Stirnseiten in abdichtender Weise zum einen von einem auf der Oberseite des Filterkopfes abnehmbar angeordneten Deckelteil und zum anderen von Teilen des Filterkopfes begrenzt ist. Dadurch sind zwei einander gegenüberliegende Begrenzungswände des Sammelraums durch ohnehin vorhandene Vorrichtungsteile, nämlich dem Deckelteil und dem Filterkopf, gebildet, so dass sich für die Elementkappe selbst eine ent- sprechende Materialeinsparung ergibt.

Hinsichtlich der Ausbildung der weiteren, zur Messeinrichtung verlaufenden Teile der Kanalführung kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass der Sammelraum als Teil der Kanalführung bodenseitig einen im Filterkopf gebildeten Durchgang aufweist, an den sich ein im Messgehäuse verlaufender Schrägkanal anschließt, der mit seinem anderen freien Ende auf die rückwärtige Stirnseite des Messkolbens führt.

Der Messkolben kann mit einem Energiespeicher, wie einer Druckfeder, beaufschlagt sein, die den Messkolben in rückwärtige Richtung zu verfahren sucht, wobei die vordere Stirnseite des Messkolbens an ein Abschlussstück des Messgehäuses angrenzt, das einen Durchgang als weiteren Teil der Kanalführung aufweist, an dem der Momentandruck auf der Filtratseite ansteht.

Was die Gestaltung des in der Elementkappe befindlichen Teils der Kanalführung anbelangt, kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass der in den Sammelraum mündende Teil der Kanalführung in der Elementkappe des Filterelements das obere Ende des Filtermaterials übergreift und parallel dem Deckelteil nachfolgt, wobei der andere Teil der Kanalführung, rechtwinklig dazu angeordnet, von einem in Radialrichtung verlaufenden Aufnahmesteg aufgenommen und mit einem Überstand auf die die Unfil- tratseite bildende Innenseite des Filterelements geführt ist. Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist der Sammelraum Bestandteil eines ringförmigen Abdichtsystems, das außenumfangsseitig an einer Aufnahmekrone angeordnet ist, die mittels eines Kranzes radial angeordneter Stege gehalten ist, die sich an ein stirnseitiges Aufnahmeteil für das obere Ende des Filtermaterials anschließen, wobei an das Aufnahmeteil ein sich vom Innenumfang des Aufnahmeteils axial in die Innenseite des Fil- terelements erstreckender, konischer Führungskörper anschließt, an dessen Innenseite sich die Stege fortsetzen, deren einer den Aufnahmesteg für den zur Unfiltratseite verlaufenden Teil der Kanalführung bildet. Bei dieser Bauweise bilden die Aufnahmekrone, die Stege, das Aufnahmeteil und das Führungsteil, einstückig miteinander verbunden, die Elementkappe.

Die Anordnung kann weiterhin mit Vorteil so getroffen sein, dass das Abdichtsystem außenumfangsseitig eine Formdichtung aufweist, die eine Umfassungswand der Aufnahmekrone der Elementkappe umfasst. Durch die so gebildete Außenumfassung der Aufnahmekrone bildet das Abdichtsystem gleichzeitig die Gehäuseabdichtung des gesamten Fluidsystems gegenüber der Umgebung.

Für den Einbau des Messgehäuses kann der Filterkopf an der Stelle des Eingriffs der Differenzdruck-Messeinrichtung eine vorstehende Anschlusswand aufweisen, in die das Messgehäuse stirnseitig eingeschraubt ist.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen schließt sich als Teil der Differenzdruck-Messeinrichtung, nach außen weiter vorstehend, an das insoweit geschlossen ausgebildete Messgehäuse eine Auswerteeinheit an, die insbesondere optisch einem Betrachter zu erkennen gibt, ob das im Filtrierbetrieb befindliche Filterelement verblockt oder noch filterfähig ist.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Differenzdruck-Messeinrichtung weist der Messkolben der Messeinrichtung einen Permanent- magneten auf, der im filterfähigen Zustand des Filterelements entgegen der Wirkung eines Energiespeichers, insbesondere in Form einer Druckfeder, einen Permanentmagneten eines Auswertekolbens, der längsverfahrbar in einem Gehäuse der Auswerteeinheit geführt ist, in einer Position hält, die dieser in Richtung einer weiteren Position verlässt, sobald aufgrund des gleichbleibenden Momentandrucks auf der rückwärtigen Stirnseite und auf- grund des sinkenden Momentandruckes auf der gegenüberliegenden, vorderseitigen Stirnseite des Messkolbens, bedingt durch ein Verblocken des Filterelements, der Permanentmagnet des Messkolbens sich von dem Permanentmagneten des Auswertekolbens wegbewegt. Dadurch steht eine den Übergang vom filtrierfähigen zum verblockten Zustand des Filterelements eindeutig signalisierende Anzeige zur Verfügung, die auch für eine elektrische Signalgabe vorteilhaft geeignet ist, beispielsweise mittels eines die Position des Aus wertekol bens berührungslos erkennenden Sensors.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in schematisch vereinfachter perspektivischer Schrägansicht sowie in Längsrichtung aufgeschnitten und verkürzt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung;

Fig. 2 in gegenüber Fig. 1 vergrößertem Maßstab und in Längsrichtung verkürzt eine perspektivische Schrägansicht des gesondert dargestellten Filterelements des Ausführungsbeispiels;

Fig. 3 eine weiter vergrößert dargestellte, in Längsrichtung aufgeschnitten und abgebrochen gezeichnete perspektivische Schrägansicht lediglich des eine Elementkappe aufweisenden oberen Endbereichs des Filterelements des Ausführungsbeispiels und Fig. 4 eine im Maßstab von Fig. 3 gezeichnete, in Längsrichtung aufgeschnittene und abgebrochene Darstellung lediglich des die Differenzdruck-Messeinrichtung aufweisenden oberen Teilbereichs des Ausführungsbeispiels der Filtervorrichtung.

Mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung am Beispiel einer sog. In-Tank-Filtervorrichtung erläutert, bei der das Filtergehäuse 1 einen Filterkopf 3 aufweist, an dem sich außenseitig ein Befestigungsflansch 5 befindet. Mit diesem ist das Filtergehäuse 1 am Rand einer oberen Wandöffnung eines Vorratsbehälters oder Tanks (nicht dargestellt) derart anbringbar, dass sich ein Filtertopf 7, der sich an das untere Ende des Filterkopfes 3 anschließt, in Vertikalrichtung ins Innere des Tanks erstreckt. Dabei ist die Länge des in Fig. 1 und 2 verkürzt dargestellten Filtertopfes 7 derart bemessen, dass sich das untere Ende 9 des Filtertopfes 7 unterhalb des niedrigsten, im Betrieb zu erwartenden Fluidniveaus, z.B. Hydrauliköl, befindet. Bei der Auslegung als In-Tank-Filtervorrichtung ist der Filtertopf 7 in Form eines verhältnismäßig dünnwandigen Kreiszylinders am Filterkopf 3 durch eine Einbördelung 1 1 festgelegt. Es versteht sich, dass die Erfindung nicht nur bei In-Tank-Filtervorrichtungen, sondern gleichermaßen auch bei andersartigen Filtervorrichtungen anwendbar ist, bei denen eine den Betriebszustand des zugehörigen Filterelements überwachende Differenzdruck-Messeinrichtung vorgesehen ist.

Für den Filtrierbetrieb, bei dem ein im Gehäuse 1 auswechselbar aufnehmbares Filterelement 1 3 von seiner die Unfiltratseite bildenden Innenseite 1 5 her zu seiner die Filtratseite bildenden Außenseite 1 7 hin durchströmbar ist, befindet sich am unteren Ende 9 des Filtertopfes 7 ein Einströmgehäuse 19, das an seiner zur Innenseite 15 des Filterelements 13 führenden oberen Öffnung 21 einen radial nach außen verlaufenden Boden 23 bildet, dessen Umfangsrand 25 das untere Ende 9 des Filtertopfes 7 einfasst. Das Filterelement 13 weist am unteren Ende seines hohlzylinderförmigen Filtermaterials 27 eine Endkappe 29 auf, die mit einem endseitigen Ringkörper 31 in die Öffnung 21 des Einströmgehäuses 19 eingreift. Ein Klappenventil 33, das am zentralen Durchgang 35 der Endkappe 29 angeordnet ist, öffnet für die Strömung des Fluids, das vom Einlassanschluss 37 des Einströmgehäuses 19 zur Innenseite 15 des Filterelements 13 strömt. Bei dem von innen nach außen durch das Filtermaterial 27 hindurch erfolgenden Filtriervorgang ist das Filtermaterial 27 gegen die Strömungskräfte durch eine äußere Umhüllung 39 abgestützt, die eine Perforation aufweist, die lediglich in Fig. 2 durch eine Lochreihe 40 angedeutet ist. In der realen Ausführung erstreckt sich die Lochung über die gesamte Oberfläche der eine Art äußeres Stützrohr bildenden Umhüllung 39. Anstelle einer Hülle mit Lochung könnte auch eine Gitterstruktur oder dergleichen vorgesehen sein. Für den Austritt des Filtrats aus der Außenseite 1 7 zum Tankinneren sind im Filtertopf 7 Fensteröffnungen 41 gebildet. Entsprechend dem für In- Tank-Filter geltenden Stand der Technik sind die Fensteröffnungen 41 nicht über die ganze Länge des Filtertopfes 7 angeordnet, sondern lediglich in ausgewählten Flächenbereichen. Beispielsweise können die Fensteröffnungen 41 ent- sprechend der diesbezüglich durch EP 2 249 941 B1 vermittelten Lehre in Anpassung an das betriebliche Fluidniveau des Tanks derart angeordnet sein, dass etwaig im gereinigten Fluid sich befindende Gasblasen abscheidbar und/oder für eine Abgabe ansammelbar sind. Wie die Fig. 2 bis 4 deutlicher zeigen, weist das Filterelement 13 an seiner Oberseite eine speziell ausgebildete Elementkappe 43 auf, die aus einem Kunststoffwerkstoff spritzgeformt ist. Als zentralen Bestandteil weist die Elementkappe 43 ein Aufnahmeteil 45 in Form eines ebenflächigen Kreisringes auf, das, wie bei Filterelement-Endkappen üblich, eine Einfassung für das zugewandte Ende des Filtermaterials 27 bildet. Den Außenumfang des Aufnahmeteils 45 umgibt ein Kranz aus gleichmäßig verteilten, plattenarti- gen Stegen 47, deren Ebenen sich in Radialrichtung erstrecken und die die Träger für eine kreisringförmige Aufnahmekrone 49 bilden, die sich in einem axialen Abstand vom Aufnahmeteil 45 sowie in einem radialen Abstand von der Außenseite des übrigen Filterelements 13 befindet. An der Unterseite des Aufnahmeteils 45 schließt sich an dessen Innenumfang ein Führungsteil 51 an, das die Form eines hohlen Konus besitzt, der sich mit seinem verjüngten Ende axial in die Innenseite 15 erstreckt und am unteren Rand in einer radial nach innen vorspringenden Rippe 53 endet. Die Stege 47 setzen sich unterhalb des Aufnahmeteils 45 entlang der Innenseite des Führungsteils 51 als weiterer Kranz der Stege 47 fort, die radial nach innen vorstehen und sich von der Unterseite des Aufnahmeteils 45 bis zur Rippe 53 am Führungsteil 51 erstrecken. Dabei bildet einer der Stege einen mit 55 bezeichneten Aufnahmesteg, in dem sich ein Kanalabschnitt 57 in Vertikalrichtung erstreckt und an seinem unteren freien Ende in die die Unfiltratseite bildende Innenseite 15 mündet. Dieser Kanalabschnitt 57 bildet ein Teil einer Kanalführung, über die der Momentandruck der Innenseite 15 zu einer der Filtervorrichtung zugehörigen Differenzdruck- Messeinrichtung 59 gelangt. Hierfür schließt sich an das obere, geschlosse- ne Ende des Kanalabschnitts 57 ein dazu rechtwinklig verlaufender Kanalabschnitt 61 an, der sich in Radialrichtung erstreckt und mit seinem freien Ende 63 in einen Sammelraum 65 einmündet, der einen weiteren Teil der Kanalführung bildet. Der Boden des Sammelraums 65 ist durch ein Wandteil 67 eines vom Filterkopf 3 radial vorstehenden Anschlussbereichs 69 gebildet. An der dem Wandteil 67 entgegengesetzten Oberseite ist der Sammelraum 65 durch ein Gehäuse-Deckelteil 71 begrenzt, das eine radiale Ausbuchtung 73 aufweist, die einen die Seitenwand des Sammelraum 65 bildenden radial vorstehen- den Wandteil 75 übergreift. Das Deckelteil 71 ist mittels Befestigungsschrauben 77 mit dem Filterkopf 3 lösbar verbunden. Wie die Fig. 3 am deutlichsten zeigt, ist der Umfangsrand der Aufnahmekrone 49 von einer Formdichtung 79 übergriffen, die einen U-förmigen Querschnitt besitzt und mit ihrem oberen Profilschenkel 81 die Abdichtung mit dem Deckelteil 71 bildet, während der untere Profilschenkel 82 sowie der zwischen den Schenkeln 81 , 82 axial verlaufende Profilsteg 83 die Abdichtung gegenüber dem Filtertopf 7 bilden. Die Formdichtung 79 bildet daher sowohl die Abdichtung des gesamten, sich oberhalb der Tankwand befindlichen Fluidsys- tems als auch, da sich die Formdichtung 79 über die radial vorstehende Ausbuchtung 73 erstreckt, die Abdichtung des Sammelraums 65.

Für die Fortsetzung der Kanalführung ist im Boden des Sammelraums 65 ein Durchgang 85 gebildet, der sich durch den Wandteil 67 hindurch in die Bohrung 87 des Anschlussbereichs 69 erstreckt, in die das Messgehäuse 88 der Messeinrichtung 59 einschraubbar ist. Im Messgehäuse 88 ist ein Schrägkanal 89 gebildet, der sich an den Durchgang 85 anschließt und die Kanalführung bis zur rückwärtigen Stirnseite 90 eines Messkolbens 91 fortsetzt. Dieser ist im Messgehäuse 88 durch eine Druckfeder 92 für eine Bewegung in radial nach außen erfolgende, rückwärtige Richtung vorgespannt. Das Messgehäuse 88 ist an dem radial inneren Ende, das an die die Filtratseite bildende Außenseite 1 7 des Filterelements 13 angrenzt, durch ein Abschlussstück 93 geschlossen, in dem sich ein weiterer Durchgang 94 befindet, über den die zugewandte Stirnseite des Messkolbens 91 mit dem Momentandruck der Filtratseite beaufschlagt ist. Im Filterbetrieb nimmt daher der Messkolben 91 , der über den Schrägkanal 89 an der vorderen Stirn- seite 90 mit dem Momentandruck der Unfiltratseite beaufschlagt ist, eine dem Differenzdruck entsprechende Kolbenstellung ein.

Zur Gewinnung einer Anzeige der Kolbenstellung ist am radial außen liegenden Endbereich des Messkolbens 91 ein Permanentmagnet 95 angeord- net. Bei filterfähigem Zustand des Filterelements 13 nimmt der Messkolben 91 unter Einwirkung der Druckfeder 92 eine Position ein, in der der Perma- nentmagnet 95 einen Auswertekolben 96 in an ihm anliegender, angezogener Position hält. Der Auswertekolben 96 ist im Messgehäuse 88 verfahrbar und für eine vom Permanentmagneten 95 weggerichtete Bewegung durch eine Feder 97 vorgespannt. Der Druck vor dem Filter, beispielsweise in Form des Pumpendruckes, bleibt im Betrieb immer gleich. Durch die Verschmutzung der Filtermatte ist der Druck nach der Filtermatte bei verschmutztem Filterelement geringer als bei unverschmutztem Filterelement. Das bedeutet, dass der Druck auf der rückwärtigen Stirnseite 90 am Messkolben 91 gleich bleibt, aber der Druck auf der gegenüberliegenden, vor- derseitigen Stirnseite des Messkolbens 91 sinkt, so dass der Messkolben 91 in Blickrichtung auf die Fig. 1 sich nach rechts bewegt und den Auswertekolben 96 freigibt. Mithin fällt der Auswertekolben 46 vom Permanentmagneten 95 des Messkolbens 91 ab, so dass sich der Auswertekolben 96 in Radialrichtung nach außen bewegt und dadurch eine Anzeige für verblock- ten Zustand des Filterelements 1 3 liefert. Für eine Sichtanzeige der Position des Auswertekolbens 96 weist das Messgehäuse 88 am radial äußeren Ende eine aus einem durchsichtigen Werkstoff bestehende Haube 98 auf, beispielsweise aus Plexiglas, wobei Markierungen vorgesehen sein können, beispielsweise in Form von Farbmarkierungen, die augenfällig eine visuelle Anzeige für den Zustand des Filterelements 13 liefern. Alternativ oder zusätzlich kann eine elektrische Signalgabe vorgesehen sein, beispielsweise mittels eines Hall-Sensors, der die Position des Auswertekolbens 96 erkennt. Die Rippe 53 am Ende des einen Hohlkonus bildenden Führungsteils 51 bildet eine Dichtkante 54 für einen Ventilkegel 56, der sich an einem Schließteil 58 eines Bypassventils befindet. Das Schließteil 58 hat die Form eines Hohlzylinders, der an dem den Ventilkegel 56 bildenden Ende geschlossen ist und dort die Anlage für eine Druckfeder 60 bildet, die sich andererseits am Deckelteil 71 abstützt. Das hohlzylindrische Schließteil 58 ist in einer kreiszylindrischen Führungswand 62 geführt, die sich vom De- ckelteil 71 weg axial in das Führungsteil 51 erstreckt. Bei verblocktem Zustand des Filterelements 13 und durch den Unfiltratdruck bewirktem Abheben des Ventilkegels 56 von der Dichtkante 54 ist ein das Filterelement 13 umgehender Fluidweg gebildet, der über die Oberseite des Aufnahmeteils 45 zu der die Filtratseite bildenden Außenseite 1 7 führt, siehe Strömungspfeil 99 in Fig. 1 .

Mittels der erfindungsgemäßen Differenzdruck-Messeinrichtung 59 lässt sich aber nicht nur ein verblocktes Filterelement 13 detektieren; vielmehr kann auch festgestellt werden, wenn gar kein Filterelement 13 sich im Filterelementgehäuse befindet, und des Weiteren lässt sich über die Auswerteelektronik zu der Differenzdruck-Messeinrichtung 59 bei entsprechend „taktiler Auslegung" auch erreichen, gegebenenfalls ein Plagiatprodukt zu ermitteln, das unter Umständen ein anderes Verblockungsverhalten mit un- terschiedlichen Differenzdrücken zeigt gegenüber dem Original-Element des Herstellers, unterstellt die aus dem Fluid abzufiltrierenden Partikelverschmutzungen seien in beiden Fällen ähnlich.