CN102056651B - 过滤器系统 - Google Patents

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Abstract

描述了一种尤其用于内燃机的过滤器系统(10)，其具有过滤器元件(18)，该过滤器元件(18)带有以优选为同轴的形式的尤其折叠成星形的过滤器介质(20)，带有至少一个由弹性的灌注料制成的布置在过滤器介质(20)的端侧处的端部及密封体(22)。在端部及密封体(22)的弹性的灌注料中嵌入支撑体(40)的至少一部分。

Description

过滤器系统
技术领域
本发明涉及一种尤其用于内燃机的过滤器系统，其具有过滤器元件，该过滤器元件带有以优选为同轴的形式的尤其折叠成星形的过滤器介质，带有至少一个由弹性的灌注料(Vergussmasse)制成的布置在过滤器介质的端侧处的端部及密封体(End-und )。此外，本发明涉及这种过滤器系统的过滤器元件以及用于制造这类过滤器元件的方法。
背景技术
从文件DE 42 41 586C1中已知一种带有过滤器元件的过滤器系统，在该过滤器元件中折叠成星形的过滤器介质在其端侧处具有由聚氨酯泡沫塑料(Polyurethanschaum)所构成的弹性的灌注料所制成的端部及密封体。该端部及密封体形成过滤器元件的封闭件，并且此外用作用于过滤器元件的相对于壳体的底部区域的密封件。因此，不需要用于密封过滤器元件的附加的密封件。
本发明的目的在于，如此设计开头所提及类型的过滤器系统或者用于制造过滤器系统的过滤器元件的方法，其可以简单的方式实现且使得最佳的过滤效果成为可能，其中，端部及密封体应具有尽可能好的稳定性和密封效果。
发明内容
根据本发明如此地实现该目的，即，使得在端部及密封体的弹性的灌注料中嵌入(embed)支撑体的至少一部分。
因此，根据本发明设有支撑体，该支撑体嵌入到端部及密封体中，并且由此使端部及密封体形状稳定以及改进刚性。通过嵌入了支撑 体，端部及密封体的柔性不受限制，并且因此该端部及密封体的密封效果不受影响。此外，通过所嵌入的支撑体来改紧过滤器元件在密封座处的摆动稳定性，使得端部及密封体更好地联接到过滤器介质处。
在有利的实施形式中，支撑体的嵌入的部分可在过滤器介质的折叠部(Falte)之上延伸。以这种方式使过滤器介质尤其在其径向的伸展上稳定。
有利地，支撑体的嵌入的部分可具有多个间隔开的肋条，该肋条在支撑体的两个同轴的圆环之间延伸，其中，在肋条之间的区域可由在制造过程中初始可流动的灌注料流过，并且在最终状态中填充有凝固的灌注料。肋条使通常有弹性的端部体 具有最佳的形状稳定性，而不会由此影响该端部体的密封功能。通过使灌注料穿过在肋条之间的空隙，在灌注料和支撑体之间产生可靠的且持久的连接。圆环甚至在嵌入前保持支撑体的肋条并且提供所加工的端部及密封体的附加的稳定。
为了进一步改进形状稳定性，肋条可以螺旋形弯曲的方式伸延。另外，肋条的动力学几何形状(dynamische Geometrie)提高了在制造过程中的可靠性。此外，实现了初始可流动的灌注料可更好且更快地围绕肋条流动，并且由此改进灌注料在肋条之间的区域中的均匀分布，以及防止夹气(Lufteinschluss)。
此外，肋条的侧面可为倾斜的。由此，进一步改进在制造过程中的可靠性以及灌注料的围绕流动(Umflieβen)。
在另一有利的实施形式中，径向上的外部圆环可为空心圆柱体，其中，肋条接合在空心圆柱体的边缘区域中，并且空心圆柱体的周缘壁在周向上 在过滤器介质的端侧的区域中环绕过滤器介质。外部圆环的空心圆柱状的形状使支撑体具有在轴向方向中的附加的稳定性。此外，在将过滤器介质与支撑体嵌入到灌注料中之前，利用周缘壁可使支撑体固定在过滤器介质处，并且可使支撑体与该过滤器介质一起嵌入。在装配时，过滤器介质在空心圆柱体中被引导且定中心，并且随后利用空心圆柱体的周缘壁来保持过滤器介质。
此外，支撑体可具有引导接片、尤其为弹性的止动凸耳(Rastnase)，该引导接片相对于过滤器介质轴向延伸。引导接片、优选为止动凸耳可接合在过滤器介质中的相应的凹口中，或甚至仅通过增强的压紧力实现改进过滤器介质在空心圆柱体中的保持。由此，显著改进整个过滤器元件的稳定性，而不会由此使弹性端部体的密封功能受影响。
为了以相对于支撑体有间隔的方式来保持过滤器介质，以使得在制造过程中可使仍可流动的灌注料在过滤器介质的端侧和支撑体之间流过，支撑体的嵌入的部分可具有用于支承过滤器介质的突出部。以这种方式，使在制造过程中仍可流动的灌注料可最佳地渗入到在支撑体和过滤器介质之间以及在过滤器介质的折叠部之间的所有区域中，以使得实现在过滤器介质、灌注料和支撑体之间的最佳的连接和最佳的密封功能。
有利地，支撑体可由塑料制成。由塑料制成的支撑体是轻的，可以简单且成本适宜的方式制造，例如铸造或冲压。因此可放弃金属。
弹性的灌注料可优选为聚氨酯泡沫塑料。聚氨酯泡沫塑料在制造时有良好的可流动性，并且尽可能地分布在过滤器介质和支撑体之间，以使得产生均匀的且可靠的连接。在凝固的状态中，聚氨酯泡沫塑料是有弹性的，以使得最佳的密封效果成为可能。
在用于制造尤其为这类过滤器系统的过滤器元件的方法中，初始可流动的灌注料装填到灌注套(Gieβschale)中，支撑体固定在过滤器介质的端侧处，过滤器介质以支撑体在前面的方式(mit dem voraus)嵌入到灌注料中，并且在灌注料凝固后将灌注套与过滤器元件相分离。以这种方式，以较少的简单的方法步骤可制造最佳的弹性的过滤器元件，该过滤器元件的端部体具有对理想的密封效果而言为必需的弹性，并且通过支撑体实现形状稳定性，该形状稳定性有利于过滤功能和密封功能。
附图说明
本发明的其它的优点、特征及细节从下文的描述中得出，在该描述中借助于附图进一步解释本发明的实施例。适宜地，本领域技术人员还将单独地考虑在附图、描述及权利要求中以组合的方式公开的特征，且将其结合成其它合理的组合。其中：
图1示意性地显示了带有过滤器元件的过滤器系统的纵侧上的截面图，该过滤器元件具有弹性的端部及密封体，在该端部及密封体中嵌入支撑体；
图2示意性地显示了带有弹性的端部及密封体的图1的过滤器元件的端侧的细节图；
图3示意性地显示了图1和2的过滤器元件的端侧的等轴图示；
图4示意性地显示了在灌注有弹性的灌注料前的、带有支撑体的图1至3的过滤器元件的端侧的等轴图示；
图5示意性地显示了图1至4的支撑体的等轴图示；
图6显示了图1至5的过滤器元件的支撑体的具有突出部的肋条的侧视图；
图7显示了图1至5的过滤器元件的支撑体的两个肋条的剖面图示；
图8示意性地显示了与图1至7的支撑体相类似的支撑体的第二种实施例的等轴图示；
图9示意性地显示了图8的支撑体的俯视图；
图10示意性地显示了图8和9的支撑体的细节图。
具体实施方式
在图1中以纵向截面显示了整体上设有参考标号10的过滤器系统的半个区段。过滤器系统10包括壳体12，该壳体12构建成与壳体轴线14基本上同轴，并且具有在图1中未显示的入口。
入口与壳体12的径向上的外部入口区域16相连接。过滤器系统 10用作过滤未显示的内燃机的吸入空气。通过入口和入口区域16供应待清洁的空气。
在过滤器系统10的内部以与壳体轴线14同轴的方式存在过滤器元件18。该过滤器元件18具有折叠成星形的、整体上为圆柱形的过滤器介质20。在过滤器介质20的内腔中布置有同轴的中间管21，该中间管21具有多个用于已清洁的空气的流通开口。
过滤器元件18在端侧处具有弹性的端部及密封体22，在图1中仅显示了出口侧的端部及密封体22。过滤器元件18的出口侧的端侧的细节图显示在图2中。端部及密封体22具有与壳体轴线14同轴的开口24。待清洁的空气从入口区域16流动穿过过滤器元件18，并且以清洁的状态通过壳体12的出口26流到内燃机。
端部及密封体22是由聚氨酯泡沫塑料所构成的弹性的灌注料所制成。该端部及密封体22在其远离过滤器介质20的侧边上具有相对于其中轴线同轴的、在轴向方向中延伸的凸缘28。端部及密封体22的中轴线在过滤器系统16的安装状态中与壳体轴线14相一致。凸缘28的径向上的内部侧面形成端部及密封体22的内部周缘侧。凸缘28在径向方向上近似地在端部及密封体22的一半之上延伸。
凸缘28在其远离过滤器介质20的端侧中具有环形槽30。在过滤器元件18的装配状态中，凸缘28与在壳体12的底部34中的相应的凹口32相对应。在此，在底部34处的相对于壳体轴线14轴向延伸的环形凸起36接合到环形槽30中。因此，凸缘28和环形槽30以密封的方式与凹口32和环形凸起36共同作用，并且形成在原始空气区域(Rohrluftbereich)(入口区域16)和在过滤器元件18的内部38中的清洁空气区域之间的密封。 
支撑体40嵌入到端部及密封体22的灌注料中。支撑体40详细地显示在图5中。支撑体40由坚固的塑料制成。该支撑体40基本上具有圆柱形的、相对于壳体轴线14同轴的盆体的形状，该盆体朝向过滤器介质20敞开。盆体底部具有同轴的开口42，该开口42稍大于 壳体12的开口24。在盆体底部中的开口42在径向方向中通过径向上的内部圆环44来限制。盆体底部自身通过多个间隔的肋条46而形成，该肋条46在径向上的内部圆环44和形成支撑体40的周缘侧的空心圆柱体48的边缘之间延伸。肋条46弯曲成螺旋状。一些肋条46在其面向盆体内部的侧边处具有以单件的方式模制(anformen)的、在纵向方向中中断的突出部50以用于支撑过滤器介质20。突出部50以在支撑体40的盆体底部上分布的方式而布置。在图6中以侧视图显示带有中断的突出部50的肋条46。
肋条46的侧向上的侧面为倾斜的，以使得在制造过程中初始可流动的灌注料可良好地流入到在肋条46之间的中间区域中并且可流过该区域。在图7中以剖面图显示其中两个肋条46。
此外，在径向上的内部圆环44处以周向上分布的方式存在三个引导接片52，该引导接片52以平行于周缘壁48的方式延伸。
为了制造过滤器元件18执行以下步骤：
首先，将中间管21安置在折叠的过滤器介质20中，并且将支撑体40以其敞开的侧边插入到过滤器介质20的端侧上，如在图4中所显示的那样。在此，周缘壁48在端侧的区域中从外部搭接过滤器介质20，并且引导接片52与中间管21相对应。以这种方式，使过滤器元件18此时已经具有一定的形状稳定性。
初始可流动的聚氨酯泡沫塑料作为灌注料注入到未显示的灌注套中，该灌注套预先确定端部及密封体22的外部的形状。
预安装的过滤器介质20以支撑体40首先的方式推压到在灌注套中的灌注料中。在此，肋条46的动力学的几何形状、尤其肋条46之间的间隔、该肋条46的倾斜的侧面、该肋条46的螺旋状的伸延以及突出部50使得以下成为可能，即，仍可流动的聚氨酯泡沫塑料可快速地填充所有的空隙并且在过滤器介质20的端侧的方向上被驱动(treiben)。聚氨酯泡沫塑料完全使支撑体40的肋条46嵌入，并且产生在支撑体40和过滤器介质20之间的无缝隙的紧密的连接。在聚氨酯 泡沫塑料凝固后，灌注套与所生产的过滤器元件18相分离，该过滤器元件18此时具有坚固的、却仍有弹性的端部及密封体22，如在图2和3中所显示的那样。
所生产的过滤器元件18此时可以已知的方式装入到图1中所显示的过滤器系统10的壳体12中。
在过滤器系统10中，端部及密封体22可不是由聚氨酯泡沫塑料制造，而由其它的有弹性的、初始可流动的灌注料制成。 
在图8至10中显示了支撑体40的第二实施形式。这样的元件(即，其类似于图1至7的第一实施例的元件)设有相同的参考标号。第二实施例与第一实施例的不同之处在于，代替在径向内部圆环44处的引导接片52，在支撑体40的周缘壁48中分别设置有弹性的引导和保持接片152。引导和保持接片152在其远离盆体底部的边缘处具有径向向内延伸的止动凸耳。
在盆体底部的肋条几何形状中，以在径向外部在轴向方向与引导和保持接片152对准的方式而分别存在窗口154，该窗口154用作引导和保持接片152的脱模。

Claims (11)

1.一种过滤器系统(10)，所述过滤器系统(10)具有过滤器元件(18)，所述过滤器元件(18)带有折叠的过滤器介质(20)，带有至少一个由弹性的灌注料制成的布置在所述过滤器介质(20)的端侧处的端部及密封体(22)，其特征在于，在所述端部及密封体(22)的弹性的灌注料中嵌入有支撑体(40)的至少一部分，并且所述支撑体(40)的嵌入的部分具有突出部(50)以用于支承所述过滤器介质(20)。
2.根据权利要求1所述的过滤器系统，其特征在于，所述支撑体(40)的嵌入的部分在所述过滤器介质(20)的折叠部之上延伸。
3.根据权利要求1所述的过滤器系统，其特征在于，所述支撑体(40)的嵌入的部分具有多个间隔的肋条(46)，所述肋条(46)在所述支撑体(40)的两个同轴的圆环(44，48)之间延伸，其中，在所述肋条(46)之间的区域可由在制造过程中初始可流动的灌注料所流过，并且在最终状态中填充有凝固的灌注料。
4.根据权利要求3所述的过滤器系统，其特征在于，所述肋条(46)以螺旋形弯曲的方式而伸延。
5.根据权利要求3所述的过滤器系统，其特征在于，所述肋条(46)的侧面为倾斜的。
6.根据权利要求3所述的过滤器系统，其特征在于，所述径向上的外部圆环为空心圆柱体(48)，其中，所述肋条(46)接合在所述空心圆柱体(48)的边缘区域中，并且所述空心圆柱体(48)的周缘壁在周向上在所述过滤器介质(20)的端侧的区域中环绕所述过滤器介质(20)。
7.根据权利要求1所述的过滤器系统，其特征在于，所述支撑体(40)具有引导接片(52；152)，所述引导接片(52；152)相对于所述过滤器介质(20)轴向延伸。
8.根据权利要求1所述的过滤器系统，其特征在于，所述支撑体(40)由塑料制成。
9.根据上述权利要求中任一项所述的过滤器系统，其特征在于，所述弹性的灌注料是聚氨酯泡沫塑料。
10.一种根据上述权利要求中任一项所述的过滤器系统(10)的过滤器元件(18)。
11.一种用于制造根据权利要求10所述的过滤器系统(10)的过滤器元件(18)的方法，其特征在于，用于所述端部及密封体(22)的初始可流动的灌注料装填到灌注套中，支撑体(40)固定在所述过滤器介质(20)的端侧处，所述过滤器介质(20)以所述支撑体(40)在前面的方式嵌入到所述灌注料中，并且在所述灌注料凝固后将所述灌注套与所述过滤器介质(20)相分离。
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