CN103180594A - 进气系统的过滤件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种进气系统的过滤件(5b)，该过滤件包括：过滤介质(13)，它尤其地呈折子形状，以净化未过滤空气；及，中间管，它支撑过滤介质(13)，其中，该过滤件(5b)还具有：流入保护装置(10b)，它在过滤介质(13)的流入区域内使流动转向；及端圆盘(14)，流入保护装置(10b)和优选地中间管和过滤介质(13)在一端上被嵌入到该端圆盘中。本发明还涉及一种进气系统，它包括壳体，该壳体具有未过滤空气入口和纯净空气出口，其中过滤件布置在位于未过滤空气入口和纯净空气出口之间的该壳体内。在本发明的过滤件(10b)中，使流入区域内的过滤介质(13)免受以较高速度流入的未过滤空气影响，因此降低了损坏过滤介质(13)的危险并且可以提高过滤件(10b)的功率。

Description

进气系统的过滤件
技术领域
本发明涉及一种进气系统的过滤件，该过滤件包括：过滤介质，它尤其地呈折子形状，以净化未过滤空气；及，中间管，它支撑过滤介质。该过滤件用来净化气态材料或者混合气、例如空气，并且例如在汽车工业中用于内燃机的进气系统中。过滤介质例如可以是呈折子形状的滤纸，它挡住要被净化的空气中的杂质。典型地，该杂质是尺寸大小不同的灰尘颗粒和化学组分。
背景技术
例如EP1591653A1公开了这种过滤件。其中，形成为椭圆形肋结构的中间管形成过滤介质的支撑件或者接受件，即，过滤介质安装在肋结构的外罩表面上。在这种情况下，过滤件布置在空气过滤器壳体内，该空气过滤器壳体具有未过滤空气入口和排出管。
在EP1591653中，要被净化的空气首先通过未过滤空气入口进入到空气过滤器壳体内，然后碰到过滤介质位于未过滤空气侧的外表面，并且通过该过滤介质和肋结构。在肋结构的内部形成空腔，该空腔在一端借助端圆盘与空气过滤器壳体位于未过滤空气侧的那部分相密封，并且在另一端通到空气过滤器壳体的排出管中。由过滤介质净化过的空气通过排出管从中间管的空腔中排出并且因此从空气过滤器壳体中排出。
这种过滤件或者进气过滤系统基本上存在这样的问题，即在过滤件的流入区域内只能很微小地调整流入气体(例如空气)的不均匀速度分布。这是由不同影响因素决定的。
因此，例如壳体在位于未过滤空气侧的流入区域内的精确几何形状直接影响过滤介质邻近流入区域内的速度分布。在壳体几何形状设计得不好时，可以使位于未过滤空气侧的气流与壳体壁部分地分开并且因此产生了不良的涡流，该涡流及诸如此类导致局部速度过高。
要被净化的气体不均匀地流入或者在流入区域内流动速度较大，也许可能会导致过滤介质损坏。这在极端情况下直至可以导致过滤介质破裂(例如，折子的逐个折纸)，因此这个位置的、没有净化过的气体进入到内燃机中，及在那里产生了污染物并且可能导致损坏。
发明内容
因此，本发明的目的是通过简单措施来提高过滤件区域内的流入比例并且尤其地防止通过流入的气体来损坏过滤介质。
这个目的通过过开始时所述的那种过滤件来实现，该过滤件的特征在于，它具有在过滤介质的流入区域内使流动转向的流入保护装置和端圆盘，流入保护装置和优选地中间管和过滤介质在一端上被嵌入到该端圆盘中。
流入保护装置在过滤介质的流入区域内产生了流动转向，并且同时可以使流入的气体产生均匀的速度分布。这导致能够消除速度局部过高并且因此一方面避免损坏过滤介质(流入保护装置的保护功能)及另一方面通过使速度分布均匀化来提高过滤介质的有效功能(流入保护装置的功率提高功能)。流入保护装置至少在本发明过滤件的流入区域上延伸，也就是说在这样的区域内延伸，即在该区域内，流入气体以它的路线中通过进气系统首先以更高的速度碰上过滤件或者过滤介质。
流入保护装置在一端上被嵌入到端圆盘中，以把流入保护装置固定在本发明过滤件上，即流入保护装置位于端侧的那部分由端圆盘的材料来包围，尤其借助该材料来注塑包封或者进行发泡包封。通过把流入保护装置、可能与中间管和过滤介质一起嵌入或者注塑包封在端圆盘中，这些元件相互固定连接起来，因此流入保护装置形成了本发明过滤件的固定构件。端圆盘典型地由可注塑或者可起泡的材料例如塑料或者泡沫形成，该端圆盘可以使本发明的过滤件密封地布置在进气系统的壳体内，即，在把过滤件安装到进气系统中时，该端圆盘可以作为进气系统位于未过滤空气侧和位于纯净空气侧的那些部分之间的密封件而起作用。此外，通过嵌入或者注塑包封流入保护装置、中间管和过滤介质，在精确定位流入保护装置时可以实现误差补偿，即，在嵌入到端圆盘中之前，所有前面所述元件的相对位置可以进行细小的改变，因此实现了与过滤件的个体安全位置匹配。
中间管用作过滤介质的支撑件或者用来容纳过滤介质(位于罩侧)，及过滤介质自己可以同样地在端侧被嵌入到端圆盘中。中间管在它的外壳表面上可以通过气流，从而使得穿过该过滤介质并因此被净化过的空气流入到中间管的内部中。这个可以例如通过中间管的有孔外壳表面来实现，或者通过下面方法来实现，即中间管形成为肋结构。流入保护装置通常由塑料形成。本发明过滤件的结构特别简单，并且仅具有数量较少的元件。
在过滤件的优选实施例中，流入保护装置在一端通过插塞连接装置固定在中间管上。插塞连接装置是容易制造的连接装置，它能够把流入保护装置足够稳定地安装在中间管上。例如速动钩或者夹紧连接装置可以被用作一种简单的插塞连接装置。在制造过滤件时，流入保护装置通过插塞连接装置(速动钩或者夹子)可以首先被保持在中间管上，但是在误差范围内相对于中间管保持可移动。首先通过把以这种方式相互连接起来的元件(流入保护装置和中间管或者过滤介质)嵌入(例如注塑包封)到端圆盘中，最后在这些元件的相对位置上把它们相互固定起来。作为备选方案，流入保护装置也可以通过其他连接方法、尤其是焊接连接固定在中间管上。
在过滤件的另一个优选实施例中，流入保护装置在另一端上固定在过滤件的另一个端圆盘上。因此，流入保护装置可以特别稳定地、机械地支撑在过滤件上。尤其地，通过这样地布置过滤件可以防止这种危险，以致通过流入的空气使流入保护装置处于振动中。这导致，在过滤件进行运行期间产生声学损害。
在上述实施例的改进中，流入保护装置通过插塞连接装置固定在另一个端圆盘上。插塞连接装置通常可以方便地且快速地制造出来，其中，该插塞连接装置尤其在没有借助工具的情况下可以被制造出来。
在另一个改进中，插塞连接装置包括反作用支架(Gegenhalter)，该反作用支架在一端被嵌入到该另一个端圆盘内。反作用支架在另一端可以从该另一个端圆盘伸出，并且在反作用支架伸出的那部分区域内可以例如设置用来容纳形成在流入保护装置上的销子的孔，从而实现插塞连接。
在上述实施例的另一个改进中，流入保护装置在另一端直接嵌入到该另一个端圆盘内，即一部分流入保护装置例如由端圆盘的材料来包围(注塑包封或者进行发泡包封)。通过这种嵌入，把这些各自元件相互固定地连接起来，这使得过滤元件具有更高的稳定性。
在一个实施例中，流入保护装置在背向过滤件的侧部上具有一个或者多个导向肋，尤其地，该一个或者多个导向肋在流入区域内进行流动引导。这些导向肋尤其位于这样的平面内，该平面基本上平行于过滤件的端圆盘，但是可以沿着过滤件的方向根据流入情况布置成扇形形状，从而实现过滤件的均匀流入。在这种情况下，扇形形状的孔可以朝向过滤件或者背向该过滤件。
易于理解的是，如有可能，流入保护装置在另一端可以不是固定在过滤件上，而是可以固定在壳体上。在这种情况下，流入保护装置具有用来固定在壳体上的自由端，在该自由端上可以设置例如止动件或者类似装置来进行固定。
优选地，过滤件的特征在于，该一个端圆盘或者该多个端圆盘由PUR形成。PUR(聚氨酯)在实践中证明适合作为密封过滤件或者类似装置的材料。
下面这样的过滤件也是优选的，即在该过滤件中流入保护装置至少在流入区域内形成气流不能通过。通过使气流不能通过流入保护装置，阻止未过滤空气穿过流入保护装置并且因此防止损坏沿着流动方向位于后面的过滤介质。此外，当撞击在气流不能通过的障碍物时，迫使该流动环绕着障碍物进行环流，因此在过滤件的流入区域内可以获得均匀的速度分布。易于理解的是，如有可能，流入保护装置在流入区域外部可以具有穿孔，从而对速度分布产生有利的影响。
下面这样的过虑件是优选的，即在该过滤件中，流入保护装置在过滤介质的整个长度上延伸。因此，在过滤介质的整个长度上获得流入保护装置的保护功能和功率提高功能。过滤介质的整个长度是这样的长度，即该长度主动地参加过滤过程(和例如相当于圆柱形过滤介质的整个高度)。如果流入保护装置在过滤件的整个长度上进行延伸，那么它通过它位于嵌入端部对面的端部可以固定在过滤件的端圆盘上，或者如有可能， 固定在进气系统的壳体上，并且可以使之更加稳定。
此外，下面这样的过滤件是优选的，即在该过滤件中，流入保护装置具有适合于过滤介质形状的几何形状。在这种情况下，流入保护装置典型地具有这样的曲率，该曲率基本上相当于位于下面的过滤介质的曲率。因此，在进气系统的流入区域内可以获得特别有效的流动转向。因此特别有效地避免了局部速度过高。
最后，下面这样的过滤件是优选的，即在该过滤件中，流入保护装置至少在部分区域内与过滤介质相隔开。典型地，流入保护装置在它粘接在过滤件或者壳体上的区域外部与过滤介质相隔开，因为通过使流入保护装置与过滤介质相隔开，未过滤空气也在该区域内可以直接到达流入保护装置和过滤介质之间，因此这个区域可以主动地承担参加未过滤空气的净化工作。它促进了流入保护装置的功率提高功能。在过滤介质和流入保护装置之间具有典型为mm范围内(例如5mm)的距离时，功率提高功能尤其好，且太大的距离不会损害流入保护装置的保护功能。
在一个备选实施例中，过滤件包括一个尤其用注塑方法来制造出来的端圆盘，该端圆盘尤其由热塑塑料来形成，其中流入保护装置与端圆盘焊接在一起，或者通过插塞连接装置与该端圆盘连接起来。
此外，这样的进气系统落入本发明的范围内，即该进气系统包括壳体，该壳体具有未过滤空气入口和纯净空气出口，其中过滤件布置在位于未过滤空气入口和纯净空气出口之间的该壳体内，该过滤件如上面所描述的那样形成。在有利的方式中，这种进气系统可以特别有效地进行运转，因为过滤件通过流入保护装置来保护，并且因此，过滤介质在产生最高速度的流入区域内不会被损坏。此外，流入保护装置通过均匀流入进气系统壳体内的过滤件提高了进气系统的功率。由振动的流入保护装置所导致的声学损害，同样可以得到避免，或者大大地被减小了。
优选的进气系统的特征在于，流入保护装置在另一端被支撑在进气系统的壳体上或者被固定在那里。与在一侧连接流体保护装置相比，通过把流入保护装置附加地固定在进气系统的壳体上，可获得更高的机械稳定性，它也有助于避免声学影响。易于理解的是，流入保护装置在另一端可以被固定在壳体和/或过滤件上。
最后，进气系统这样的另一个实施例是优选的，在该进气系统中，流入保护装置至少部分地在过滤件位于壳体区域内的流入区域上进行延伸，其中该过滤件布置在该壳体区域内。因此，可以使进气系统特别有效地运行。
从参照附图的本发明实施例的下面描述和权利要求中可以得出本发明的其他特征和优点，这些附图示出了本发明的细节。在本发明变形中，各个特征可以各自一个或者多个地在任何组合中来实现。
附图说明
在示意性附图中示出了一些实施例并且这些实施例在下面描述中进行说明。其中：
图1以透视图示出了具有本发明过滤件的进气系统；
图2以透视图示出了具有流入保护装置的本发明过滤件；
图3a示出了独有的、图2的流入保护装置；
图3b以详细视图示出了图3a的流入保护装置的断面；
图4a示出了通过过滤件的插塞连接装置的、示意性横截面的断面；
图4b示出了过滤件的另一个插塞连接装置；
图4c示出了另一个插塞连接装置的备选实施例；及
图5示出了具有导向肋的流入保护装置的实施例。
具体实施方式
图1示出了进气系统1，该进气系统1具有未过滤空气入口2和纯净空气出口3，其中在未过滤空气入口2和纯净空气出口3之间，把过滤件5a布置或者安装到壳体区域4内。
要净化的空气(未过滤空气)以它的方式流过进气系统1、首先流过未过滤空气入口2，该未过滤空气入口2通过一些穿孔7例如可以固定在机动车的车身上。然后，该空气通过适配器8流入到过滤件5a的流入区域9中，被输送到过滤件5a中，及在过滤之后通过纯净空气出口3从进气系统1中流出，及然后例如到达没有示出的内燃机中。
直接在把未过滤空气输送到过滤件5a之前，未过滤空气在流入区域9内碰上流入保护装置10a，该流入保护装置10a使流入的未过滤空气转向并且均匀地分布在壳体区域4中，在该壳体区域4内布置着过滤件5a，因此未过滤空气的速度分布均匀化，并且使局部过高的速度得到减小。因此，可以避免损坏过滤件5a，并且保证了过滤件5a的有效工作方式。
图2示出了具有流入保护装置10b的过滤件5b，该过滤件5b例如可以安装到图1的进气系统中。在安装好的情况下，过滤件5b基本上由箭头11的方向流入未过滤空气，因此未过滤空气首先碰上流入保护装置10b，然后偏转到过滤件5b的两个对置侧部中(参见箭头12)。
过滤件5b具有呈折子形状的环形过滤介质13，该过滤介质13围绕着在2中没有示出的圆柱形中间管，其中中间管用作过滤介质13的(罩侧)接受件和保护装置。
过滤件5b在它的上侧部(在附图中)还具有由PUR所形成的第一端圆盘14，把流入保护装置10b、中间管和过滤介质13在它的一端上被嵌入到该第一端圆盘内。在过滤件5b的下侧上(在附图中)形成另一个第二端圆盘15，该端圆盘由PUR形成，中间管和过滤介质13在它的另一端上被嵌入到该第二端圆盘中。但是，流入保护装置10b在过滤件5b的下端上不是被嵌入到该另一个端圆盘15中，而是具有另一插塞连接装置17a的两个销子16a。在把过滤件5b安装到图1的进气系统1中时，销子16a被插塞到位于进气系统1壳体6上的、没有示出的对接接受器中，因此流入保护装置10b在两侧上被固定。
第一端圆盘14形成为空气不能透过，并且密封地封闭位于壳体6内的过滤件5b上端(参见图1)。下部的第二端圆盘15相对于未过滤侧部同样密封地封闭过滤件5b的内室，但是具有在图2中不能看到的排出孔，纯净空气出口3通向该排出孔中。在过滤件5b进行运行期间，未过滤空气首先通过过滤介质13，然后进入到气体可通过的中间管中，该中间管在罩侧具有肋结构。这样生产出的纯净空气然后从中间管的内部通过下部端圆盘15的排出孔被输送到纯净空气出口3中。
在图3a中示出了不带过滤件5b其他元件的、图2的流入保护装置10b。流入保护装置10b在一端上具有带插塞连接装置止动钩19的网栅18。流入保护装置10b的网栅18或者止动钩19通过图3a没有示出的、形成在中间管上的止动接受器来制动，然后用PUR进行注塑包封，因此形成了第一端圆盘14，流入保护装置10b、中间管和过滤介质13被嵌入到该第一端圆盘14中。通过附加制动装置，极其可靠且稳定地把流入保护装置10b保持在过滤件5b上。
图3b以详细视图示出了图3a的网栅8，因此可以清楚地看到插塞连接装置19的止动钩。
在图4a中示意性地示出了通过位于中间管20的上端和流入保护装置10b之间的插塞连接19的横截面。通过把流入保护装置10b锁定在中间管20上，可以实现对中，该对中非强制性地精确固定流入保护装置10b相对于中间管20的位置。更确切地说，在具有较小间隙21的情况下，可以在随后用PUR来进行注塑包封(即嵌入)时补偿误差。
图4b示意性地示出了用来把流入保护装置10b固定在下部端圆盘15上的另一个插塞连接装置17b，在该插塞连接装置中，形成倒钩位于流入保护装置10b下端上的锁销16b。该另一个插塞连接装置17b的特点在于反作用支架22，该反作用支架22也如过滤介质13一样在一侧上被嵌入到第二端圆盘15中。反作用支架22的对置侧部从端圆盘15伸出，并且具有用来接受锁销16b的孔。如在图4b同样可以看到的一样，流入保护装置10b与过滤介质13相隔开，其中该相隔开的距离典型地位于mm范围内。
在图4c中示出了另一个插塞连接装置17c，在该插塞连接装置中，锁销16c没有倒钩，及可移动地支承在托架22内。在这种方式中，可以实现流入保护装置10c沿着纵向的误差补偿。
图5示出了具有未示出过滤介质5b的流入保护装置10b的实施例。在这个实施例中，流入保护装置10b在远离过滤件的侧部31上具有一个或者多个导向肋30，尤其地，该一个或者多个导向肋30把流体引导到流入区域中。导向肋30尤其位于这样的平面中，即该平面基本上平行于过滤件的端圆盘(14、15)(参见图2)，但是根据流入情况也可以沿着过滤件的方向布置成扇形形状，从而能够稳定地流入过滤件。在这种情况下，扇形结构中的孔可以朝向过滤件，或者背向该过滤件。

Claims (14)

1.一种进气系统(1)的过滤件(5a；5b)，尤其一种内燃机的吸气式空气过滤件，该过滤件包括：过滤介质(13)，它尤其地呈折子形状，以净化未过滤空气；及，中间管(20)，它支撑过滤介质(13)，其特征在于，它还具有：流入保护装置(10a；10b；10c)，它在过滤介质(13)的流入区域(9)内使流动转向；及端圆盘(14)，流入保护装置(10a；10b；10c)和优选地中间管(20)和过滤介质(13)在一端上被嵌入到该端圆盘中。
2.根据权利要求1所述的过滤件(5a、5b)，其特征在于，流入保护装置(10a；10b；10c)在一端通过插塞连接装置(19)固定在中间管(20)上。
3.根据权利要求1或者2所述的过滤件，其特征在于，流入保护装置(10a；10b；10c)在另一端固定在过滤件(5a；5b)的另一个端圆盘(15)上。
4.根据权利要求3所述的过滤件(5a、5b)，其特征在于，流入保护装置(10a；10b；10c)通过另一个插塞连接装置(17a；17b；17c)固定在该另一个端圆盘(15)上。
5.根据权利要求4所述的过滤件(5a、5b)，其特征在于，插塞连接装置(17b；17c)包括反作用支架(22)，该反作用支架在一端被嵌入到该另一个端圆盘(15)内。
6.根据权利要求3或者4所述的过滤件(5a、5b)，其特征在于，流入保护装置(10a；10b；10c)在另一端嵌入到该另一个端圆盘(15)内。
7.根据前述权利要求任一所述的过滤件(5a、5b)，其特征在于，该端圆盘(14、15)由PUR形成。
8.根据前述权利要求任一所述的过滤件(5a、5b)，其特征在于，流入保护装置(10a；10b；10c)尤其在流入区域(9)内形成气流不能通过。
9.根据前述权利要求任一所述的过滤件(5a、5b)，其特征在于，流入保护装置(10a；10b；10c)在过滤介质(13)的整个长度上延伸。
10.根据前述权利要求任一所述的过滤件(5a、5b)，其特征在于，流入保护装置(10a；10b；10c)具有适合于过滤介质(13)形状的几何形状。
11.根据前述权利要求任一所述的过滤件(5a、5b)，其特征在于，流入保护装置(10a；10b；10c)至少在部分区域内与过滤介质(13)相隔开。
12.一种进气系统(1)，它包括壳体(6)，该壳体具有未过滤空气入口(2)和纯净空气出口(3)，其中根据前面权利要求任一所述的过滤件(5a、5b)布置在位于未过滤空气入口(2)和纯净空气出口(3)之间的该壳体(6)内。
13.根据权利要求12所述的进气系统(1)，其特征在于，流入保护装置(10a；10b；10c)在另一端被支撑在进气系统(1)的壳体(6)上。
14.根据前述权利要求任一所述的进气系统(1)，其特征在于，流入保护装置(10a；10b；10c)至少部分地在过滤件(5a；5b)位于壳体(6)内的流入区域(9)上进行延伸。
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