BR112019002103B1

BR112019002103B1 - Elemento de filtro de ar e dispositivo de filtro

Info

Publication number: BR112019002103B1
Application number: BR112019002103-5A
Authority: BR
Inventors: Pascal Neef
Original assignee: Mann+Hummel Gmbh
Priority date: 2016-10-17
Filing date: 2017-10-13
Publication date: 2023-05-02
Also published as: EP3795233A1; EP3525914A1; DE102016012327A1; US10981098B2; CN109803745A; EP3525914B1; EP3795233B1; US20190308124A1; DE112017005240A5; WO2018073130A1; BR112019002103A2; CN109803745B

Abstract

A presente invenção refere-se a um elemento de filtro de ar redondo com uma forma de seção transversal estirada ao comprido, sendo que o corpo de meio de filtro se afila de um lado frontal para o lado frontal contraposto e possui na região do lado frontal afilado em seus dois lados longitudinais respectivamente um estreitamento dirigido radialmente para dentro.

Description

Descrição Campo técnico

[001] A invenção refere-se a um elemento de filtro de ar, especi almente elemento de filtro (de ar) redondo, especialmente para a filtragem de gás.

Estado da técnica

[002] Na DE 10 2004 053 118 A1 é descrito um dispositivo de filtro de ar para um motor de combustão interna, que apresenta um elemento de filtro cilíndrico oco em um alojamento de filtro, sendo o elemento de filtro atravessado em fluxo pelo ar a ser purificado radialmente de dentro para fora. O ar é conduzido por um lado frontal axial aberto para o interior de um corpo de meio de filtro do elemento de filtro e atravessa a parede do meio de filtro radialmente de dentro para fora. Em seguida, o ar purificado é descarregado por uma tubuladura de saída do dispositivo de filtro de ar.

[003] O elemento de filtro é assentado sobre uma tubuladura de entrada, que se encontra no fundo do alojamento de filtro e, no estado montado, se projeta para dentro do compartimento interno no elemento de filtro. O ar a ser introduzido flui pela tubuladura de entrada axialmente para dentro do compartimento de entrada no elemento de filtro e, em seguida, é defletido em direção radial ao fluxo de atravessamento do corpo de meio de filtro.

[004] Na DE 10 2011 011 595 A1 é descrito um elemento de filtro para a filtragem de ar, cujo corpo de meio de filtro é executado contínuo em forma de anel e encerra um compartimento de fluxo situado internamente, em que o fluido bruto a ser purificado é introduzido axialmente. O corpo de meio de filtro, que é atravessado radialmente de dentro para fora pelo fluido, apresenta uma forma de seção transversal estirada ao comprido com lados estreitos em forma de semicírculo e lados longitudinais dirigidos concavamente para dentro. O corpo de meio de filtro possui por sua altura axial uma forma de seção transversal constante, inalterada.

Descrição da invenção

[005] A invenção tem por objetivo executar um elemento de filtro de ar, especialmente elemento de filtro de ar redondo, de preferência elemento de filtro de ar redondo com um corpo de meio de filtro estirado longitudinalmente com medidas construtivas simples de tal maneira que seja garantida uma alta potência de filtragem com dimensões compactas.

[006] O elemento de filtro de ar de acordo com a invenção e/ou elemento de filtro redondo é empregado de preferência para filtragem de gás, por exemplo para a filtragem de ar, especialmente na via de aspiração de um motor de combustão interna de um veículo. O elemento de filtro apresenta um corpo de meio de filtro fechado em forma de anel, cuja parede é atravessada em fluxo em direção radial pelo fluido a ser purificado. O corpo de meio de filtro encerra um compartimento de fluxo situado internamente, que é limitado pela parede interna do corpo de meio de filtro, sendo que a parede interna forma o lado bruto. O fluido a ser purificado é defletido axialmente para dentro do compartimento de fluxo situado internamente e atravessa em fluxo a parede do corpo de meio de filtro com relação a seu eixo longitudinal em direção radial. O lado externo do corpo de meio de filtro forma o lado puro, pelo qual o flui purificado sai da parede do corpo de meio de filtro. Um atravessamento por fluxo de fora para dentro seria, porém, também viável. Os lados frontais do corpo de meio de filtro são recobertos à prova de fluxo pelos discos extremos. Um disco extremo apresenta uma abertura central, se comunicando com o compartimento de fluxo situado internamente, para a condução axial de fluxo do fluido; o disco extremo contraposto, pelo contrário, é executado fechado e encerra estanquemente axialmente para fora o compartimento de fluxo situado internamente.

[007] Convenientemente, o disco extremo provido da abertura central (disco extremo aberto) no elemento de filtro é executado arredondado em seu lado interno radial, como que o fluxo para dentro do ar bruto no compartimento interno no corpo de meio de filtro é facilitado. O raio do arredondamento é vantajosamente maior no lado interno radial do disco extremo do que no lado externo radial. O raio no lado interno radial é eventualmente executado tão grande que o início do raio no lado interno se situa ainda dentro do contorno do corpo de meio de filtro.

[008] O elemento de filtro e o corpo de meio de filtro são execu tados estirados longitudinalmente e apresentam uma forma e seção transversal oval ou ovalizada. A forma de seção transversal resulta, de preferência, respectivamente de dois lados estreitos mutuamente contrapostos e dois lados compridos mutuamente contrapostos, unindo os lados estreitos. A forma de seção transversal estirada longitudinalmente compreende, por exemplo, uma forma de seção transversal com lados compridos essencialmente paralelos (também denomináveis lados longitudinais) e lados estreitos especialmente semicirculares. Os lados compridos apresentam uma curvatura menor do que os lados estreitos, de modo que resulta uma seção transversal oval, de preferência axialmente simétrica. De preferência, o diâmetro do corpo de meio de filtro em direção do eixo principal (essencialmente paralela aos lados compridos, portanto ao máximo diâmetro do corpo de meio de filtro), é ao menos o dobro, de preferência o triplo do tamanho do diâmetro em direção ao eixo secundário posicionado perpendicular ao eixo principal (perpendicular aos lados longos, portanto do mínimo diâmetro do corpo de meio de filtro). Disso se vê que, de preferência, a seção transversal do corpo de meio de filtro, tem a forma semelhante a um círculo comprimido em plano, de modo que resulta uma seção transversal elíptica, cuja periferia, no entanto, não precisa necessariamente ser sempre contínua ou lisa no estrito sentido geométrico de uma elipse. De preferência, a parede interna e a parede externa do corpo de meio de filtro são concêntricas entre si, de modo que o corpo de meio de filtro apresenta uma espessura radial constante.

[009] O elemento de filtro apresenta, de preferência, uma forma de seção transversal se afilando em direção axial, de modo que a periferia externa do elemento de filtro redondo na região do primeiro disco extremo tem um tamanho distinto em comparação com a periferia externa do elemento de filtro redondo na região do segundo disco extremo, contraposto. Nesse caso, se pode falar de um elemento de filtro redondo oval-cônico. Na região de ambos os discos extremos apresenta o elemento de filtro redondo respectivamente uma forma de seção transversal estirada longitudinalmente, oval ou ovalizada.

[0010] Na forma de seção transversal do elemento de filtro que se afila, o disco extremo no lado frontal pode ser executado fechado com menor periferia externa e fechar axialmente o compartimento de fluxo situado internamente, ao passo que o disco extremo contraposto apresenta na periferia externa maior uma abertura de fluxo para o fluido, especialmente para a introdução do fluido bruto no compartimento de fluxo situado internamente.

[0011] De preferência, o disco extremo apresenta no lado frontal com menor periferia externa e/ou o disco extremo fechado, visto em direção dos lados longitudinais, um diâmetro máximo menor do que o disco extremo com periferia externa maior e/ou o disco extremo aberto. Assim, a seção transversal de fluxo disponível em torno do disco extremo fechado pode ser aumentada. Vista em direção dos lados longitudinais, a diferença dos diâmetros (máximos) entre disco extre- mo aberto e fechado se situa, de preferência, na faixa de uma a duas alturas de dobra. Como altura de dobra é designada a distância entre uma aresta de dobra do lado bruto para uma aresta de dobra do lado puro, diretamente seguinte àquela ao longo do estiramento do meio de filtro.

[0012] Ademais, são também possíveis execuções, em que o dis co extremo é executado fechado no lado frontal com maior periferia externa e fecha axialmente o compartimento de fluxo situado internamente e o disco extremo contraposto apresenta na periferia externa menor uma abertura de fluxo para a introdução de fluido no compartimento de fluxo situado internamente.

[0013] O corpo de meio de filtro apresenta na região de seu lado frontal afilado apresenta em um, de preferência, contudo em seus dos lados longitudinais, respectivamente um estreitamento côncavo, radialmente dirigida para dentro. Pelo contrário, os dois lados longitudinais do corpo de meio de filtro na região do lado frontal maior, contraposto, são executados não convexos, por exemplo côncavos, de preferência retilíneos ou ao menos aproximadamente retilíneos. Correspondentemente, a área de seção transversal do corpo de meio de filtro se altera a partir do lado frontal maior no sentido do lado frontal afilado, na medida em que os lados longitudinais do corpo de meio de filtro se alteram de uma forma ligeiramente convexa ou ao menos aproximadamente retilínea para uma forma de modo côncavo e radialmente dirigida para dentro ou radialmente abaulada para dentro. A ideia essencial é então configurar o elemento de filtro de tal maneira que tanto no lado puro como também no lado bruto possam ser obtidas seções de fluxo ótimas em direção axial, isto é, seções transversais de fluxo especialmente tão grandes quanto possível. Assim, pode ser minimizada a perda de pressão provocada pelo elemento de filtro. O lado frontal maior do corpo de meio de filtro envolve a abertura de fluxo, razão por que ali seria desvantajosa um estreitamento côncavo, como prevista no lado frontal afilado. Portanto, segundo a invenção, os lados longitudinais, o lado frontal maior do corpo de meio de filtro e, de preferência, também o disco extremo aberto ali disposto, devem apresentar ao menos um estreitamento côncavo menor do que o lado frontal afilado, de preferência, contudo essencialmente retos ou ligeiramente convexos. Pelo estreitamento côncavo no lado frontal afilado, que é especialmente fechado por um disco extremo, a seção transversal de fluxo ali presente no estado montado entre periferia externa do corpo de meio de filtro e/ou do disco extremo em um lado e parede interna de um alojamento alojando o elemento de filtro no outro lado pode ser aumentada favorecendo a perda de pressão, sem precisar reduzir a área de filtro.

[0014] Particularmente vantajoso para o objetivo da otimização da resistência de fluxo é que um elemento de filtro apresente um corpo de meio de filtro (redondo) fechado em forma circular, radialmente atra- vessável em fluxo, com uma forma de seção transversal estirada longitudinalmente, sendo que o corpo de meio de filtro de preferência se afila de um primeiro lado frontal para o segundo lado frontal contraposto e na região do segundo lado frontal, de preferência afilado, especialmente fechado para um atravessamento de fluxo axial, em um ou de preferência em ambos os lados longitudinais possua um estreitamento radialmente dirigido para dentro, e - ainda preferencialmente - no lado frontal contraposto, especialmente aberto para um atravessamento de fluxo, não apresente um estreitamento dirigido para dentro nos lados longitudinais ou ao menos menor.

[0015] Os lados longitudinais na região do lado frontal afilado do corpo de meio de filtro são, por exemplo, com lados estreitos semicirculares ficam dispostos radialmente defasados para dentro com relação a uma linha de união imaginária entre os lados estreitos. A linha de união imaginária entre os lados estreitos contrapostos apresenta na região do lado frontal afilado do corpo de meio de filtro, portanto, uma linha externa máxima, defasada radialmente para dentro com relação ao lado longitudinal efetivo do corpo de meio de filtro. Na região do lado frontal maior, contraposto, pelo contrário, não são formados tais estreitamentos radiais.

[0016] O curso do lado longitudinal no estreitamento radial pode ser executado linear ou não linear. Com um curso não linear são consideradas tanto uma execução abaulada, dirigida radialmente convexa para fora, como também uma execução côncava, também radialmente dirigida para dentro, sendo que em cada caso o lado longitudinal está completamente ou ao menos aproximadamente por todo o seu comprimento deslocado radialmente para dentro com relação a um enve- lopamento no lado frontal afilado.

[0017] Segundo uma outra execução conveniente, os dois estrei tamentos contrapostos, vistos nos lados longitudinais por todo o seu comprimento, apresentam uma distância mútua constante. Em uma execução alternativa a distância não é constante.

[0018] Ademais é conveniente que o estreitamento radialmente dirigido para dentro se estenda por todo o lado longitudinal. Em execução alternativa, pelo contrário, o estreitamento radial se estende apenas por um comprimento parcial nos lados longitudinais, que importa contudo, de preferência, ao menos em 50 % do lado longitudinal total, por exemplo ao menos 80 % do lado longitudinal.

[0019] Visto em direção axial, portanto com relação à altura do corpo de meio de filtro, o estreitamento radialmente dirigido para dentro estende-se nos lados longitudinais, de preferência axialmente por ao menos a meia altura do corpo de meio de filtro, eventualmente por ao menos 60%, ao menos 70% ou ao menos 80% da altura do corpo de meio de filtro. Eventualmente, contudo, também vem ao caso uma altura menor do que a meia altura total do corpo de meio de filtro.

[0020] A vantagem do estreitamento radial reside em um espaço anular aumentado entre o lado externo do elemento de filtro e a parede interna do alojamento de filtro. O compartimento anular aumentado melhora as condições de fluxo do fluido. No caso de um atravessamento de fluxo radial do elemento de filtro de dentro para fora se encontra o compartimento anular no lado puro do elemento de filtro situado externamente e aloja o fluido purificado, que é descarregado do alojamento de filtro por uma abertura de escoamento. A área e seção transversal afilada do corpo de meio de filtro de um lado frontal para o lado frontal contraposto contribui para o aumento do compartimento anular entre o lado externo do elemento de filtro e a parede interna do alojamento de filtro. O estreitamento radial na região do lado frontal afilado aumenta adicionalmente o compartimento anular.

[0021] O elemento de filtro apresenta, vantajosamente, na parede externa do corpo de meio de filtro uma grade de apoio, que é executada especialmente estável em forma. A grade de apoio é executada por exemplo como parte fundida a injeção termoplástica. Devido ao fluxo de passagem do corpo de meio de filtro radialmente de fora para dentro a parede do corpo de meio de filtro está sujeira a uma pressão radialmente dirigida para fora, sob a qual a parede busca se abaular para fora. A grade de apoio na parede externa do corpo de meio de filtro impede uma deformação da parede radialmente para fora e mantem assim a forma durante a filtragem do corpo de meio de filtro, de modo que é evitada uma deformação. Correspondentemente, o corpo de meio de filtro mantém por um longo período de operação sua forma geométrica original e conservam as condições de fluxo quando da filtragem do fluido. Além disso, o corpo de meio de filtro recebe no lado externo um apoio pela grade de apoio, de modo que o corpo de meio de filtro fica exposto a cargas menores e é reduzido o risco de uma avaria do corpo de meio de filtro. Com uma projeção para um atraves- samento de fluxo de fora para dentro, uma grade de apoio pode estar disposta, alternativamente ou adicionalmente, na parede externa, para cumprir as mencionadas funções. Vantajosamente, ao menos um lado frontal da grade de apoio, eventualmente de ambos os lados frontais, está embutido nos discos extremos. O disco extremo consiste, de preferência, em um outro material que não o da grade de apoio e um suporte de vedação no elemento de filtro, que aloja o elemento de vedação.

[0022] O corpo de meio de filtro é executado de preferência como filtro de dobra dobrado em forma de ziguezague com uma pluralidade de dobras de filtro. As dobras de filtro se estendem, de preferência, em - ou aproximadamente em - direção radial e, com isso, em direção de atravessamento de fluxo e se estendem, simultaneamente, axialmente entre os dois lados frontais do corpo de meio de filtro. O filtro de dobra é executado fechado em forma anular. De preferência, o corpo de meio de filtro apresenta um meio de filtro em forma de tira, especialmente de preferência um papel, ainda mais preferencialmente um papel de celulose, que é projetado de preferência para repelir partículas sólidas de ar. O meio de filtro pode apresentar um revestimento de fibra fina com fibras com diâmetro médio na faixa de 50-2000 nm. O meio de filtro é ainda de preferência impregnado com proteção contra chama, de preferência com uma impregnação conforme DIN 53 438-3 F1. O meio de filtro tem, de preferência, uma permeabilidade de 50 - 500 l/m2s, de preferência 50-200 l/m2s, medida a 2 mbar (200 Pa) es-pecialmente conforme DIN EN ISO 9237. A distância de dobra, também chamada de divisão de dobra, isto é, a distância entre duas arestas de dobra situadas lado a lado, é de preferência no corpo de filtro em pontos sem essencial curvatura na faixa de 1 a 5 mm.

[0023] Especialmente precisamente um corpo de meio de filtro executado como filtro redondo está disposto no elemento de filtro.

[0024] Segundo uma outra execução vantajosa, para dentro de um lado frontal do corpo de meio de filtro se projeta um corpo moldado, que estabiliza adicionalmente o corpo de meio de filtro e na execução como filtro de dobra mantém as dobras de filtro na posição desejada. Na execução com uma área de seção transversal afilada, o corpo moldado encontra-se de preferência no lado frontal com área de seção transversal reduzida. O corpo moldado pode ser executado em uma só peça com a grade de apoio no corpo de meio de filtro, e modo que forças de apoio, que atuam sobre o lado frontal do elemento de filtro com o corpo moldado, são conduzidas pelo corpo moldado para a grande de apoio e o disco extremo é aliviado das forças de apoio.

[0025] O contorno externo do corpo moldado corresponde, vanta josamente, ao contorno externo e/ou ao contorno interno do corpo de meio de filtro em seu lado frontal, em que o corpo moldado se projeta no corpo de meio de filtro. Pode ser conveniente unir o corpo moldado ao menos parcialmente com o disco extremo vizinho, por exemplo executar no corpo moldado um mandril, que se projeta para dentro do disco extremo. O disco extremo, para dentro do qual se projetam vários segmentos do corpo moldado, está executado de preferência fechado e veda estanque a fluxo o compartimento interno no corpo de meio de filtro. O corpo moldado pode se afilar, em forma de cunha, eventualmente para seu lado frontal livre, com o que é simplificado e ajudado o processo de produção do elemento de filtro. O corpo moldado é executado especialmente como corpo estirado longitudinalmente e se estende entre lados contrapostos da grade de apoio.

[0026] Segundo uma execução vantajosa, o elemento de filtro apresenta um elemento de vedação, especialmente um anel de vedação contínuo, que fica disposto em um suporte de vedação formado separadamente do disco extremo e vizinho ao disco extremo do lado do ar bruto, pelo qual é introduzido o fluido não purificado no compar- timento de fluxo situado internamente. O elemento de vedação se situa então axialmente e radialmente distante do disco extremo vizinho mais próximo. Pelo elemento de vedação ocorre uma separação, estanque a fluxo, do lado bruto e do lado puro. Devido à execução separada do suporte de vedação do disco extremo, o disco extremo não está sujeito às forças de retenção e vedação, que são absorvidas pelo elemento de vedação e o suporte de vedação em situação de montagem do elemento de filtro. O disco extremo permanece assim não influenciado pelas forças de retenção e vedação. Devido à distância do elemento de vedação e, vantajosamente, também do suporte de vedação axialmente e radialmente ao disco extremo vizinhos, suporte de vedação e elemento de vedação apresentam também uma distância do lado puro ou externo do corpo de meio de filtro, de modo que o fluxo pode sair desimpedidamente do suporte de vedação e do elemento de vedação pelo lado puro do corpo de meio de filtro. O suporte de vedação é executado estanque a fluido e une, vantajosamente, o disco extremo mais próximo estanque a fluxo com o elemento de vedação.

[0027] O suporte de vedação está axialmente distanciado para com o lado frontal do disco extremo vizinho, mais próximo. A distância axial importa, por exemplo, com relação à altura axial total do elemento de filtro, no máximo em 20% da altura axial ou no máximo 10% da altura axial.

[0028] Segundo uma execução preferida, o suporte de vedação fica disposto na grade de apoio. Vem ao caso especialmente uma execução em uma só peça de grade de apoio e suporte de vedação, que são executados vantajosamente como componentes de plástico. As forças de vedação e retenção bem como de apoio são correspondentemente absorvidas pelo suporte de vedação e pela grande de apoio, ao passo que o corpo de meio de filtro é aliviado dessas forças.

[0029] Segundo uma outra execução vantajosa, o suporte de ve- dação é executado como uma parede de suporte contínua, que se estende na distância para a área lateral, situada externamente, do corpo de meio de filtro. A parede de suporte estende-se, especialmente, paralela à área lateral, situada externamente, do corpo de meio de filtro. O elemento de vedação é inserido, vantajosamente, em uma ranhura de alojamento na parede de suporte, sendo que a ranhura de alojamento se encontra de preferência na ou próximo a uma área frontal da parede de suporte. A posição do elemento de vedação na parede de suporte se encontra na área frontal da parede de suporte oposta ao disco extremo mais próximo.

[0030] O suporte de vedação se apoia, vantajosamente, em posi ção montada, em um componente de alojamento, que aloja por exemplo em um ressalto situado internamente em um alojamento de base de filtro, que aloja o elemento de filtro e sobre o qual é assentável uma tampa de alojamento.

[0031] Uma disposição de vedação alternativa, que é vantajosa especialmente com um atravessamento de fluxo do elemento de filtro de fora para dentro, prevê uma área de vedação, de ação radial, no disco extremo aberto, de preferência uma área de vedação atuando radialmente para dentro. A área de vedação fica então disposta, de preferência se salientando do disco extremo aberto circularmente ou oval-cilindricamente e axialmente. Para tanto é preferível que em com disco extremo aberto fundido em uma só peça por exemplo de poliuretano e em uma etapa de trabalho seja executado um ressalto de vedação anular se salientando axialmente de seu lado frontal, que apresenta em seu lado interno radial uma área de vedação radial especialmen-te cilíndrica circular ou oval.

[0032] Na área frontal, especialmente no lado superior do suporte de vedação podem estar formados ressaltos eventualmente, de preferência com distância axial da área frontal. Esses ressaltos têm a fun- ção de uma compensação de tolerância e podem compensar desvios do suporte de vedação de uma área plana para o assentamento da tampa de alojamento e/ou assentamento sobre o ressalto no alojamento de base de filtro. Os ressaltos podem, por exemplo, ser executados em forma de barra e se situam paralelos à parede lateral do suporte de vedação; os ressaltos em forma de barra estendem-se, por exemplo, em direção radial. Em posição de montagem, os ressaltos comprimem para dentro do material do componente de alojamento e compensam assim desvios de tolerância.

[0033] Segundo uma outra execução conveniente, que se refere de preferência a um elemento de filtro (redondo) com uma forma de seção transversal se afilando em direção axial, o disco extremo menor apresenta ressaltos de apoio se salientando radialmente. Vantajosamente, esses ressaltos de apoio se projetam em direção radial não mais do que o disco extremo contraposto. Também o suporte de vedação e o elemento de vedação estendem-se, vantajosamente, em direção no máximo até à periferia externa do disco extremo maior.

[0034] Os ressaltos de apoio encontram-se, vantajosamente, nos lados longitudinais e estão dispostos especialmente no disco extremo, de preferência no disco extremo menor, executados especialmente em uma só peça com o disco extremo e amoldados ao mesmo. Os ressaltos se salientam em direção radial além do disco extremo e apoiam o elemento de filtro no estado montado no alojamento de filtro.

[0035] Um outro aspecto da invenção refere-se a um dispositivo de filtro com um elemento de filtro (redondo) anteriormente descrito e com um alojamento de filtro para alojamento do elemento de filtro (redondo). Ao alojamento de filtro pertence especialmente também uma tampa de alojamento, que é assentável sobre um alojamento de base de filtro, para fechar o compartimento de alojamento no alojamento de base de filtro, em que fica inserido o elemento de filtro. Em execução preferida, o alojamento de base de filtro apresenta por sua altura uma área de seção transversal permanecendo ao menos aproximadamente igual, de modo que na região do estreitamento radial no corpo de meio de filtro é dado um compartimento anular relativamente grande entre o lado externo do elemento de filtro e a parede interna do alojamento de base de filtro para alojamento de fluido.

[0036] A perda de pressão do dispositivo de filtro com um elemen to de filtro de acordo com a invenção importa a uma velocidade de fluxo na tubuladura de entrada de 10 a 40 m/s em aproximadamente 5 a 35 mbar.

[0037] De preferência, o grau de separação do elemento de filtro, na medida em que que apresente no dispositivo de filtro em operação por carregamento com partículas um aumento de pressão de 20 mbar, é maior do que 90%, especialmente medido segundo ISSO 5011 com pó de teste segundo ISSO 10 1203-1.

[0038] No lado interno da tampa de alojamento, segundo uma ou tra execução vantajosa, está disposta uma estria de condução de fluxo de preferência em forma de espada, que auxilia a introdução do fluxo de fluido no compartimento de fluxo situado internamente e a simultânea carga de partículas do elemento de filtro quando da filtragem do fluido, especialmente também com relações de fluxo não simétricas ou não paralelas. O fluido não purificado é conduzido de preferência de forma radialmente em direção do corpo de meio de filtro e incide então sobre a nervura de condução de fluxo no lado interno da tampa de alojamento, que influencia o fluxo de fluido incidente, por exemplo conduzido em duas partes e/ou axialmente em direção do compartimento de fluxo situado internamento no corpo de meio de filtro.

[0039] Vêm ao caso diversas execuções da nervura de condução de fluxo. A nervura de condução de fluxo ou é executada retilínea e situada em um plano ou, segundo uma execução alternativa, curvada. A nervura de condução de fluxo pode estender-se com execução retilíneo em direção axial do elemento de filtro, de modo que os lados de parede da nervura de condução de fluxo estendem-se paralelamente ao eixo longitudinal do elemento de filtro.

[0040] A nervura de condução e fluxo pode se projetar para dentro da abertura de fluxo, que fica disposta no disco extremo do elemento de filtro, pela qual o fluido não purificado é introduzido no compartimento de fluxo situado internamente no corpo de meio de fluido.

[0041] Segundo uma outra execução vantajosa, na tampa de alo jamento está disposta uma abertura de entrada de fluxo lateral, apontando em direção radial, pela qual entra radialmente o fluido não purificado. A nervura de condução de fluxo pode ficar disposta vizinha a essa abertura de entrada na tampa de alojamento. A nervura de condução e fluxo pode estar posicionada de tal maneira que o lado frontal da nervura de condução de fluxo fica voltada para a abertura de entrada de fluxo na tampa de alojamento. O fluxo de fluido guiado radialmente pela tampa de alojamento incide na nervura de condução de fluxo e sofre uma deflexão em direção do compartimento de fluxo situado internamente no corpo de meio de filtro. A nervura de condução de fluxo e a abertura de entrada de fluxo podem estão dispostas ao menos aproximadamente paralelas. Vantajosamente, também no alojamento de base de filtro do alojamento de filtro está disposta uma abertura de entra de fluxo lateral para o fluxo afluente, sendo que essa abertura de entrada fluxo no alojamento de base de filtro e a abertura de entrada de fluxo lateral na tampa de alojamento no estado montado se situam uma acima da outra e formam uma via de fluxo contínua para o fluido chegando.

[0042] Segundo uma outra execução conveniente, no alojamento de base de filtro está disposta uma abertura de saída de fluxo lateral, apontando de preferência em direção radial, pela qual o fluido purifica- do escoa. Pode ser conveniente que a abertura de saída de fluxo fique disposta ao menos aproximadamente paralela à abertura de entrada de fluxo bem como à nervura de condução de fluxo.

[0043] Segundo uma outra execução vantajosa, o elemento de fil tro no estado montado se projeta axialmente ligeiramente além do lado frontal do alojamento de base de filtro, com o que é facilitada a retirada do elemento de filtro do alojamento de base de filtro, por exemplo para fins de manutenção. O suporte de vedação com o elemento de vedação se situa com pequena distância axial do lado frontal saliente do elemento de filtro e cuida da separação estanque a fluido entre o segmento do elemento de filtro situado externamente e o segmento do elemento de filtro situado internamente, alojado no alojamento de base de filtro. O suporte de vedação com o elemento de vedação se situa com pequena distância axial para com o lado frontal saliente do elemento de filtro e cuida da separação estanque a fluxo entre o segmento do elemento de filtro situado externamente e o segmento do elemento de filtro situado internamente, alojado no alojamento de base de filtro.

Breve descrição dos desenhos

[0044] Outras vantagens e execuções convenientes podem ser depreendidas da descrição das figuras e dos desenho. Mostram:

[0045] a Figura 1 em representação explodida um dispositivo de filtro para filtragem de gás, com um alojamento de base de filtro, um elemento de filtro e uma tampa de alojamento,

[0046] a Figura 2 em vista em perspectiva o dispositivo de filtro no estado montado.

[0047] a Figura 3 uma vista em perspectiva do elemento de filtro de cima,

[0048] a Figura 4 uma vista em perspectiva do elemento de filtro de baixo,

[0049] a Figura 5 uma vista interna da tampa de alojamento com uma nervura de condução de fluxo no lado interno da tampa de alojamento,

[0050] a Figura 6 em vista em perspectiva um corte pelo dispositi vo de filtro na região da tampa de alojamento,

[0051] a Figura 7 um outro corte pelo dispositivo de filtro,

[0052] a Figura 8 uma vista do alto de um elemento de filtro, cujo lado frontal afilado apresenta estreitamentos dirigidos radialmente para dentro,

[0053] a Figura 9 o elemento de filtro sem grade de apoio em uma vista de baixo,

[0054] a Figura 10 o elemento de filtro com grade de apoio e su porte de vedação em uma vista de baixo,

[0055] a Figura 11 um corte longitudinal de uma forma de execu ção alternativa de um elemento de filtro.

[0056] Nas figuras, componentes iguais são providos de referên cias iguais.

Forma(s) de execução da invenção

[0057] Nas Figuras 1, 2, 6 e 7 está representado um dispositivo de filtro 1, que é empregado de preferência para a filtragem de gás, espe-cialmente para a filtragem na via de aspiração e um motor de combustão interna. O dispositivo de filtro 1 compreende um alojamento de filtro 2, que se compõe de um alojamento de base de filtro 3 e uma tampa de filtro 4, e um elemento de filtro 5, que pode ser inserido no alojamento de base de filtro 3. A tampa de alojamento 4 fecha o compartimento e alojamento no alojamento de base de filtro para alojamento do elemento de filtro 5.

[0058] O elemento de filtro 5, como se pode depreender das Figu ras 1, 3 e 4, é equipado com um corpo de meio de filtro 6, no qual tem lugar a filtragem do fluido a ser purificado. O elemento de filtro 5 é executado como elemento de filtro redondo, executado correspondentemente é também o corpo de meio de filtro 6 como elemento redondo, que encerra um compartimento de fluxo 7 situado internamente, para dentro do qual é conduzido o fluido a ser purificado. O fluido é introduzido axialmente, com relação ao eixo longitudinal 8 do elemento de filtro 5 e do dispositivo de filtro 1 (Figura 1), no compartimento de fluxo 7. Em seguida, o fluido atravessa em fluxo a parede do corpo de meio de filtro 6 radialmente de dentro para fora. Correspondentemente, a parede interna do corpo de meio de filtro 6 forma o lado bruto e a parede externa o lado puro.

[0059] O elemento de filtro 5 e o corpo de meio de filtro 6 possuem uma forma acentuadamente ovalizada com dois lados longos e lados estreitos semicirculares se estendendo paralelamente. Além disso, o elemento de filtro 5 possui uma forma de base cônica, em que os lados frontais axialmente contrapostos do elemento de filtro 5 são formados de tamanho distinto e apresentam uma periferia externa de tamanho distinto. Os lados frontais axiais do corpo de meio de filtro 6 são cobertos à prova de fluxo por respectivamente um disco extremo 9, 10, sendo o disco externo 9 executado aberto no lado frontal maior 10 do elemento de filtro e apresenta uma abertura de fluxo 11, pela qual o fluxo bruto pode entrar no compartimento de fluxo 7 situado in-ternamente. O disco extremo 10 contraposto, pelo contrário, como se pode depreender da Figura 4, é executado fechado, de modo que também o compartimento de fluxo 7 situado internamente é axialmente fechado nesse lado.

[0060] No disco extremo 10 executado fechado estão formados ressaltos 12, que estendem-se radialmente para fora e ficam posicionados nos lados longos vizinhos aos lados estreitos. Os ressaltos 12, que são executados em uma só peça com o disco extremo 10, apoiam o elemento de filtro 5 no estado montado no alojamento de base de filtro. Em direção radial, os ressaltos 12 não se projetam mais do que o disco extremo 9 maior, contraposto.

[0061] Na parede externa do corpo de meio de filtro 6 se encontra uma grade de apoio 13, que é fabricada especialmente de plástico e executada separada dos discos extremos 9 e 10. A grade de apoio 13 sustenta o corpo de meio de filtro em sua parede em externa em direção radial. Devido ao atravessamento em fluxo radial do corpo de meio de filtro 6 de dentro para fora resulta uma pressão, dirigida para fora, no corpo de meio de filtro, que é absorvida pela grade de apoio 13. Isso garante que o corpo de meio de filtro 6 não se deforme pela pressão do fluido que o atravessa em fluxo.

[0062] Vizinho ao disco extremo 9, em que está disposta a abertu ra de fluxo 11 para introdução do fluido bruto, se encontra um suporte de vedação 14, que é portador de um elemento de vedação 15. O suporte de vedação 14 é executado como uma parede de suporte contínua, que se encontra em um plano ortogonal ao eixo longitudinal 8 e é executada de preferência em uma só peça com a grande de apoio 13. O suporte de vedação 14 está disposto a uma pequena distância axial para com o disco extremo 9 situado acima e a uma distância axial consideravelmente maior do disto extremo 10 situado abaixo. A periferia externa do suporte de vedação 14 possui uma extensão radial maior do que a parede externa do corpo de meio de filtro 6.

[0063] O elemento de vedação 15 é executado como anel de ve dação, que fica inserido de preferência em uma ranhura de alojamento no lado frontal da parede de suporte 14 no lado oposto ao disco extremo 9 vizinho. O elemento de vedação 15 fica oposto ao disco extremo 9 mais próximo e voltado para o disco extremo 10 contraposto e se situa, no estado montado, em um ressalto 16 (Figura 1) contínuo na parede interna do alojamento de base de filtro 3. O ressalto 16 se situa axialmente distanciado da aresta frontal superior do alojamento de ba- se de filtro 3.

[0064] As execuções seguintes referem-se à tampa de alojamento 4, que apresenta em seu lado interno 10 uma nervura de condução de fluxo 17 em forma de espada (Figuras 5, 6, 7). A nervura de conduto de fluxo 17 é executado especialmente linear e situado em um plano e estende-se, no estado montado, como se pode depreender das figs. 6 d 7, axialmente para dentro do compartimento de fluxo 7 situado internamente no elemento de filtro 5. A nervura de condução de fluxo 17 é executada em uma só parte com a tampa de alojamento 4.

[0065] Na tampa de alojamento 4 está disposta uma abertura de entrada de fluxo 19, pela qual o fluido bruto pode fluir radialmente para dentro do dispositivo de filtro. A abertura de entrada de fluxo 19 na tampa de alojamento 4 corresponde e uma outra abertura de entrada de fluxo 20, que fica disposta no alojamento de base de filtro 3. Com tampa de alojamento 4 assentada, as aberturas de entrada de fluxo 19 e 10 se sobrepõem, de modo que é formada uma via de fluxo contínua para o fluido bruto. O lado frontal 18 da nervura de condução de fluxo 17 na tampa de alojamento 4 está voltado para a abertura de entrada de fluxo 19. A nervura de condução de fluxo 17 encontra-se especialmente centralmente no lado interno da tampa de alojamento 4, de modo que o fluido bruto radialmente conduzido é dividido pela nervura de condução de flux 17 em forma de espada e, além disso, sobre um fluxo ulterior axialmente melhorado em direção do compartimento de fluxo 7 do corpo de meio de filtro 6 situado internamente.

[0066] Como pode-se depreender das Figuras 1, 2 e 7, no aloja mento de base de filtro 3 encontra-se uma abertura de saída de fluxo 21 lateral, radial, para a descarga do fluido purificado. Os eixos longitudinais de fluxo das aberturas de entrada de fluxo 19 e 20 de um lado e da abertura de saída de fluxo 21 de outro lado estendem-se ao menos aproximadamente paralelas. O plano do elemento de condução de fluxo 17 pode igualmente estender-se ao menos aproximadamente paralela a eixos longitudinais de fluxo de aberturas de entrada de fluxo e abertura de saída de fluxo, ainda que também sejam possíveis execuções com disposição não paralela tanto do elemento de condução de fluxo 17 para as aberturas 19, 20 e 21 como também entre as aberturas de entrada de fluxo 19 e 20 e a saída de fluxo 21.

[0067] Como se pode depreender da Figura 7, na região de fundo do elemento de filtro 5, vizinho ao disco extremo 10 inferior, está executado um corpo moldado 22, especialmente em uma só parte com a grande de apoio 13. O corpo moldado 22 se projeta axialmente para dentro do compartimento de fluxo 7 no corpo de meio de filtro situado internamente e se encarre de uma estabilização do corpo de meio de filtro 6 executado como filtro de dobra. O corpo moldado 22 se afila para seu lado frontal aberto e apresenta na região central um mandril 23 rebaixado, que se projeta para dentro do disco extremo 10 interior. Também os segmentos do corpo moldado situados radialmente externamente se projetam para dentro do disco extremo 10, com o que é obtida uma ligação entre o corpo moldado 22 e o disco extremo 10 inferior. O corpo moldado 22 é executado ao menos essencialmente linear e se estende em direção longitudinal do corpo de meio de filtro 6. Os segmentos do corpo moldado situados radialmente externamente estão unidos com a grade de apoio 13, de modo que forças de apoio e retenção são absorvidas pelo corpo moldado 22 e o disco extremo 10 inferior é aliviado.

[0068] Como se pode depreender da Figura 7 em combinação com a Figura 4, no disco extremo 10 inferior no lado axialmente oposto ao compartimento de fluxo 7 situado internamente uma parte de apoio 24 anular formada no centro, com a qual o elemento de filtro 5 é as- sentável em um mandril de apoio 25 do lado do alojamento. O mandril de apoio 25 se encontra no fundo do alojamento de base de filtro 3. A parte de apoio 24 anular apresenta uma forma de seção transversal estirada ao comprido.

[0069] Como se pode depreender ainda da Figura 7, as aberturas de entrada de fluxo 19 e 20 são de tal maneira posicionadas que a área frontal do disco extremo 8 situado acima forma com as aberturas de entrada de fluxo 19, e 20 um contorno contínuo, situado na mesma altura. O lado interno das aberturas de entrada de fluxo 19, 20 situado abaixo se encontra axialmente na mesma altura que a área frontal situada externamente do disco extremo 9 situado acima. Com isso é garantido um desimpedido fluxo de entrada do fluido bruto.

[0070] Como se pode depreender da Figura 7 em combinação com a Figura 3, o disco extremo 9 superior é provido em seu lado situado radialmente internamente, voltado para a abertura central, de um arredondamento 26, que facilita a entrada de fluxo do fluido bruto no compartimento de fluxo 7 situado internamente. O raio do arredondamento 26 no lado interno radial do disco extremo 9 é maior do que no lado externo radial do disco extremo 9.

[0071] Nas Figuras 8 a 10 está representado um elemento de filtro 5 em vista de baixo, cujo corpo de meio de filtro 6 apresenta na região do lado frontal afilado um estreitamento 40 radial. O estreitamento 40 encontra-se em cada um dos lados longos contrapostos do corpo de meio de filtro 6 e se refere apenas ao lados longos, mas não aos lados estreitos semicirculares do corpo de meio de filtro.

[0072] Na Figuras 9 está registrada riscada uma linha de união 41 entre os lados estreitos contrapostos, relativamente à qual o estreitamento 40 está radialmente deslocado para dentro. Os lados longos são executados retilíneos na região dos estreitamentos 40 e possuem uma distância radial constante da linha de união 41. Os lados longos possuem segmentos de transição para a transição para os lados estreitos semicirculares, que apresentam uma extensão radial maior.

[0073] O corpo de meio de filtro 6 apresenta estreitamentos 40 tanto no lado situado radialmente internamente como também no lado situado radialmente externamente na região do lado frontal afilado, de modo que o corpo de meio de filtro possui ao longo de cada lado longo uma espessura constante. O contorno externo do corpo moldado 22, que se projetada no lado frontal estreito para dentro do compartimento interno no corpo de meio de filtro 6, acompanha o contorno do corpo de meio de filtro nesse lado com o estreitamento radial.

[0074] Como se pode depreender das Figuras 3 e 4 em combina ção com a Figura 10, também a grade de apoio 13 apresenta um contorno correspondente com estreitamentos radiais no lado frontal situado abaixo com o disco externo 10. O estreitamento 40 radialmente dirigido internamente estende-se em direção axial por ao menos a metade da altura total do corpo de meio de filtro 6, eventualmente por ao menos 80% da altura total. Na região do disco extremo 9 situado acima, pelo contrário, o corpo de meio de filtro 6 não apresenta um tal estreitamento radial. Na altura do suporte de vedação 14, que se situa com distância axial do disco extremo 9 mais próximo, não mais possui o corpo de meio de filtro 6 um estreitamento radial nos lados longos.

[0075] Como se pode depreender ainda da Figura 10, no lado infe rior do suporte de vedação 14 encontra-se uma ranhura de alojamento 30 para alojamento de um elemento de vedação contínuo. A Figura 11 mostra esquematicamente um corte longitudinal de uma forma de execução alternativa de um elemento de filtro, que é equipado para o atravessamento de fluxo de fora para dentro. Elementos funcionalmente iguais são providos de referências iguais. O corte estende-se ao longo do eixo longitudinal 8 transversalmente pelos lados longos do corpo de meio de filtro 6 na região dos estreitamentos 40, que podem ser identificados correspondentemente no disco extremo 10 inferior, fechado. É concebível executar os estreitamentos mais acentuados, especialmente no máximo até que a grade de apoio termine em ponta na altura do disco extremo 10 fechado na região dos estreitamentos 40. Também pode-se identificar que na região do disco extremo 9 aberto, superior, não há um estreitamento. Correspondente, a grade de apoio 13 está disposta radialmente dentro do corpo de meio de filtro 6, para sustentar e estabilizar o mesmo em correspondência ao fluxo de passagem. A grade de apoio 13 está embutida bilateralmente respectivamente nos discos extremos 9, 10. O elemento de vedação 15 está executado, nessa forma de execução, em uma só peça com o disco extremo 9 aberto, no presente caso, como de preferência de poliuretano ou espuma de poliuretano fundido em uma co- quilha de fundição. De preferência, o disco extremo 10 fechado é produzido da mesma maneira. O elemento de vedação 15 se projeta como rebordo de vedação anular axialmente do disco extremo 9 ou do lado frontal do corpo de meio de filtro 6 e envolve a abertura de fluxo 11. A parede interna radial do elemento de vedação 15 forma a área de vedação radial. As seções transversais dos discos extremos 9, 10 e do corpo de meio de filtro 6 são executados analogamente às Figuras 8 a 10.

Claims

1. Elemento de filtro de ar, especialmente elemento de filtro redondo, para emprego na via de aspiração de um motor de combustão interna, com um corpo de meio de filtro (6) executado como filtro de dobra, fechado em forma de anel, cuja parede é atravessável em fluxo em direção radial pelo fluido a ser purificado com relação ao eixo longitudinal (8) do corpo de meio de filtro (6), sendo que o corpo de meio de filtro (6) apresenta uma forma de seção transversal estirada ao comprido com dois lados estreitos mutuamente contrapostos e dois lados longos mutuamente contrapostos, unindo os lados estreitos, sendo que a área de seção transversal do corpo de meio de filtro (6) se afila de um lado frontal para o lado frontal contraposto e o corpo de meio de filtro (6) apresenta na região do lado frontal afilado em seus dois lados longos respectivamente um estreitamento (40) dirigido radialmente para dentro, sendo que os dois lados longos do corpo de meio de filtro (6) são formados na região do lado frontal maior, contraposto, isento ou ao menos aproximadamente isento de estreitamento (40) radial, caracterizado pelo fato de que o corpo de meio de filtro (6) apresenta uma forma de seção transversal com lados estreitos em forma semicircular e lados longos retilíneos, sendo que os lados longos apresentam na região do lado frontal afilado do corpo de meio de filtro (6) o estreitamento (40) côncavo, radial, dirigido para dentro.

2. Elemento de filtro de ar de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o estreitamento (40) dirigido radialmente para dentro é executado retilíneo.

3. Elemento de filtro de ar de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a distância entre os dois estreitamentos (40) contrapostos é constante.

4. Elemento de filtro de ar de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o estreitamento (40) dirigido radialmente para dentro estende-se axialmente ao menos pela metade da altura total do corpo de meio de filtro (6).

5. Elemento de filtro de ar de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o estreitamento (40) dirigido radialmente para dentro estende-se por todos os lados longitudinais.

6. Elemento de filtro de ar de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que para dentro do lado frontal do corpo de meio de filtro (6) com área de seção transversal reduzida se projeta um corpo moldado.

7. Elemento de filtro de ar de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o corpo moldado está disposto em uma armação de apoio, que fica disposta em uma parede lateral do corpo de meio de filtro (6), especialmente na parede externa do corpo de meio de filtro (6).

8. Elemento de filtro de ar de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o contorno externo do corpo moldado corresponde ao contorno externo do corpo de meio de filtro (6) em seu lado frontal com área de seção transversal reduzida.

9. Elemento de filtro de ar de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o corpo de meio de filtro (6) é executado como filtro de dobra, cujas dobras de filtro estendem-se ao menos aproximadamente em direção de atravessamento de fluxo.

10. Dispositivo de filtro com um elemento de filtro como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de ser com um alojamento de filtro (2) para alojamento do elemento de filtro.

11. Dispositivo de filtro de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o alojamento de filtro (2) compreende um alojamento de base de filtro (3) e uma tampa de alojamento (4) as- sentável, sendo que o alojamento de base de filtro (3) apresenta por sua altura uma área de seção transversal ao menos aproximadamente inalterada.