CN105142753B - 空气过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于特别是机动车的内燃机的新鲜空气设备的空气过滤装置(1)的过滤元件(5)，过滤元件具有由过滤材料构成的过滤体(7)，由密封材料构成的密封框架(14)，密封框架具有配属于过滤体(7)的过滤区段(16)，过滤区段在边缘侧闭合式围绕地对过滤体(7)围边。如下得出经改进的变体，即，承载框架(15)设置成用于固定功能部件(6)，承载框架(15)具有功能部件开口(18)并且闭合式围绕地对该功能部件开口(18)围边，密封框架(14)具有配属于承载框架(15)的功能区段(17)，功能区段在边缘侧闭合式环绕地对承载框架(15)围边。

Description

空气过滤装置

技术领域

本发明涉及一种用于特别是机动车的内燃机的新鲜空气设备的空气过滤装置的过滤元件。此外，本发明还涉及这种过滤元件与功能部件的组合体。此外，本发明还涉及一种用于特别是机动车的内燃机的新鲜空气设备的空气过滤装置，该机动车配备有这种过滤元件或配备有这样的组合体。最后，本发明还涉及一种制造这种组合体的模块系统。

背景技术

由EP 0 534 079 A2公知一种用于内燃机的新鲜空气设备的空气过滤装置，空气过滤装置在壳体内包含过滤元件，过滤元件具有由过滤材料构成的过滤体和由密封材料构成的密封框架。密封框架具有配属于过滤体的过滤区段，并且在边缘侧闭合式环绕地对过滤体围边。此外，公知的过滤元件还具有能被空气穿流的、形式为格栅的功能部件，功能部件被密封框架的功能区段在边缘侧闭合式环绕地围边。在公知的过滤元件中，过滤体和功能部件都固定地与密封框架连接，特别是在边缘侧嵌入密封框架中。

需求在于，这种过滤元件可以在配置不同的空气过滤装置中使用。例如在不同的过滤装置的情况下，在所属的壳体上可以对空气入口和/或空气出口进行不同地定向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，为本文开头所述类型的过滤元件指出一条简化了与空气过滤装置的不同的设计方案匹配的途径。

根据本发明，这个技术问题通过用于内燃机的新鲜空气设备的空气过滤装置的过滤元件、根据本发明的组合体、用于内燃机的新鲜空气设备的空气过滤装置以及用于制造根据本发明的组合体的模块系统来解决。

根据本发明的用于内燃机的新鲜空气设备的空气过滤装置的过滤元件具有

-由过滤材料构成的过滤体，

-由密封材料构成的密封框架，所述密封框架具有配属于所述过滤体的过滤区段，所述过滤区段在边缘侧闭合式围绕地对所述过滤体围边，

其中，

-承载框架设置成用于固定功能部件，

-所述承载框架具有功能部件开口并且闭合式围绕地对所述功能部件开口围边，

-所述密封框架具有配属于所述承载框架的功能区段，所述功能区段在边缘侧闭合式环绕地对所述承载框架围边，

其中，在所述承载框架上构造有锁定件，所述锁定件与和所述锁定件互补的、构造在所述功能部件上的配合锁定件共同作用用来将所述功能部件固定在所述承载框架上。

本发明的另一主题是由上述过滤元件和功能部件形成的组合体，所述功能部件被固定在所述过滤元件的承载框架上。

根据本发明的用于内燃机的新鲜空气设备的空气过滤装置具有：

-用于容纳上述组合体的壳体，

-其中，过滤体在壳体中将未净化空间与净化空间分开，

-其中，干净空气路径从净化空间穿过功能部件引导至所述壳体的功能腔并且/或者引导至所述壳体的干净空气出口，

-其中，所述功能部件设计成用于使沿着所述干净空气路径的干净空气流从净化空间向功能腔变向并且/或者向干净空气出口变向。

根据本发明的用于制造上述组合体的模块系统，所述模块系统具有过滤元件并且具有至少两个不同的功能部件，所述功能部件能够选择性地固定在所述过滤元件的承载框架上并且所述功能部件通过不同的几何形状和/或功能彼此区分。

本发明基于如下一般思路，即，过滤元件配备有承载框架，承载框架被设计成其上固定有功能部件。现在，承载框架其本身被密封框架的功能区段在边缘侧闭合式环绕地围边。承载框架自身闭合式环绕地对功能部件开口围边。在公知的过滤元件中，功能部件自身被集成在密封框架中，而在根据本发明的过滤元件中实现的是，将承载框架集成在密封框架中，由此能够在承载框架上安装不同的功能部件。以该方式根据需求可以给过滤元件配备合适的功能部件，这简化了过滤元件对不同的应用情况的适配。在此，相应的功能部件是关于承载框架独立的构件。

此外，根据优选的实施形式可以设置的是，功能部件开口是完全敞开的。因此整个功能部件开口供插入功能部件使用，这是因为在功能部件开口的敞开的横截面中不存在任何干扰轮廓，并且功能部件开口的圆周侧的限界仅通过承载框架实现。

此外可以设置的是，承载框架仅形成闭合式围绕功能部件开口的围边，并且仅设置成用于固定相应的关于承载框架是单独的构件的功能部件。尤其地，承载框架不具有格栅结构。因此为相应的功能部件提供了在分别有待实现的功能性方面的最大的灵活度。

根据有利的实施形式，密封框架可以具有框架区段，框架区段共同配属于过滤区段和功能区段，并且框架区段沿着过滤体并且沿着承载框架延伸。通过该结构形式，过滤区段和功能区段经由共同的框架区段直接相邻地布置，从而使过滤体和承载框架也直接相邻地布置在过滤元件上，由此使过滤元件具有紧凑的结构形式。

适宜地，密封框架在密封平面内延伸。因此过滤区段和功能区段以及必要时存在的框架区段在该密封平面内延伸。由此，过滤元件可以被设计得较为扁平。

密封框架优选一体式地制成。尤其地，密封框架可以发泡成形到过滤体上和承载框架上。由此可以在密封框架一方面与过滤体且另一方面与承载框架之间实现尤其紧密且固定的连接。尤其地，承载框架可以在边缘侧嵌入密封框架的功能区段中。可选地，承载框架可以在嵌入密封材料中的边缘区域内具有缺口并且/或者具有侧凹轮廓，由此得到了承载框架在密封框架内的形状配合(formschlüssig)的锚固。

适宜地，承载框架的嵌入密封材料中的边缘区段沿着圆周方向被实施成完全环绕。

在另一实施形式中，可以在承载框架上构造出锁定件，锁定件与同之互补的配合锁定件共同作用用来将功能部件固定在承载框架上，于是，配合锁定件被构造在功能部件上。锁定件与配合锁定件共同作用用来构成锁定部。这种锁定部可以被设计成能松开的锁定部或设计成不能松开的锁定部。

过滤体例如可以设计成片式过滤元件，它的过滤材料被打褶。由此，过滤体可以设计得较为扁平，这结合密封框架的平坦的设计方案导致用于过滤元件的极为紧凑的结构形式。

根据本发明的组合体包括前面所说明类型的过滤元件以及功能部件，功能部件被固定在过滤元件的承载框架上。功能部件设计成能被空气穿流。它被插入到功能部件开口中，并且可以或多或少地填满该功能部件开口。

根据有利的实施形式，功能部件可以具有与承载框架互补地成形的功能部件框架，其中，承载框架在装配的状态下与功能部件框架在边缘侧闭合式环绕地处于接触状态。由此，功能部件完全填满承载框架的功能部件开口。

在另一实施形式中，功能部件在功能部件开口中形成了至少一个能穿流的区域和至少一个不能穿流的区域。通过该配置，可以借助功能部件来确定功能部件开口的能穿流的横截面的大小。因此视功能部件的不同，可以或大或小地限定功能部件开口的能穿流的横截面。

在另一有利的实施形式中，功能部件可以具有至少一个用于流动转向的导引叶片。在该情况下，功能部件用作于在其被穿流时实现阻力低的流动变向。因此，功能部件可以被应用于，使穿流过功能部件的空气朝所属的空气过滤装置的壳体的空气出口的方向变向。

根据另一实施形式，功能部件可以具有承载壁，在承载壁上在两个彼此背对的侧上分别布置着至少一个导引叶片。在这种结构形式中，承载壁自身也具有导流功能。同时，这种承载壁在导引叶片的数量和布置方面简化了变体形成。承载壁可以配置成平坦的或拱曲的。优选的是拱曲的配置，在该配置中，承载壁具有经改进的导流功能。

根据特别有利的改进方案，至少一个这样的导引叶片可以具有配合锁定元件，配合锁定元件与构造在承载框架上的锁定件共同作用用来将功能部件固定在承载框架上。锁定件和与之互补的配合锁定件例如可以由锁定凸鼻形成，锁定凸鼻与和之匹配的锁定轮廓共同作用，以便形成期望的锁定部。在此适宜地，将锁定凸鼻构造在导引叶片上，而与之匹配的锁定轮廓则设置在承载框架上。例如，承载框架可以具有闭合式环绕功能部件开口的内边缘，内边缘用作锁定轮廓。

根据本发明的被设置成用于内燃机的新鲜空气设备的空气过滤装置具有用于容纳根据前述类型的组合体的壳体。在此，过滤体在壳体中将未净化空间与净化空间分开。干净空气路径在壳体从净化空间穿过功能部件引导至壳体的功能腔或引导至壳体的干净空气出口。在此，功能部件设计成用于使沿着干净空气路径的干净空气流从净化空间向功能腔或向干净空气出口变向。以该方式在减小流动阻力方面改善了壳体的穿流。

通常，在新鲜空气设备中布置有用于空气量测量或用于测量空气体积流量的传感器。通常这种传感器被设计成热膜测量仪。通常，这种传感器在新鲜空气设备中位于空气过滤装置的下游。但在特别有利的实施形式中，可以将这种传感器布置在壳体的功能腔中。因此，所述的传感器被布置在壳体内或壳体上并且被集成在空气过滤装置中。以该方式可以较为简单地维持针对传感器的布置的严密的位置公差。

在本发明的替选的设计方案中，功能部件也可以布置在未净化侧。在这种设计方案中，功能部件用作于均匀迎流并且之后用于均匀地加载过滤元件。根据另外的设计方案，过滤元件可以在未净化气体区域和干净气体区域内分别具有功能部件。

根据另一有利的实施形式，功能部件的之前提到的分隔壁伸入净化空间中，也就是必要时凸出超过密封平面。

根据本发明的用于制造前述类型的组合体的模块系统包括过滤元件和至少两个不同的功能部件，功能部件能够选择性地固定在过滤元件的承载框架上，并且功能部件可以通过不同的几何形状和/或功能而彼此区分。例如，不同的功能部件可以限定出在功能部件开口中的不同的能被穿流的横截面，并且/或者实现不同的变向角度，并且/或者具有不同的叶片数量。

本发明的另外的重要的特征和优点由附图和借助附图的所属的附图说明得出。

应理解，前面提到的并且接下来还将阐释的特征不仅能以分别提供的组合体使用，而且也能以其它的组合体使用或被单独地使用，而不脱离本发明的范围。

附图说明

本发明的优选的实施例在附图中示出并且在接下来的描述中加以详细阐释，其中，相同的附图标记涉及到相同的或类似的或功能相同的部件。

其中分别示意性地：

图1示出在壳体打开的情况下空气过滤装置的等距视图；

图2示出由过滤元件和功能部件构成的组合体的等距视图；

图3示出在功能部件的区域中的图1的空气过滤装置的放大的细节图；

图4示出功能部件的等距视图；

图5示出在功能部件的区域中的组合体的等距视图；

图6示出在功能部件的区域中的组合体的纵剖面；

图7示出组合体的俯视图；

图8示出如图7中那样的俯视图，不过是在另一实施形式的情况下；

图9示出如在图7和图8中那样的俯视图，不过是在另外的实施形式的情况下。

具体实施方式

根据图1，设置用于应用在可以优选布置在机动车内的内燃机的新鲜空气设备中的空气过滤装置1包括壳体2，壳体例如可以以壳板构造方式来实施，并且与此相应地可以具有下壳板3和未示出的上壳板。由过滤元件5和功能部件6形成的组合体4插入壳体2中。在壳体2中，过滤元件5的过滤体7将在图1中处在过滤体7下方的未净化空间8与在图1中处在过滤体7上方的净化空间9分开。在壳体2中，干净空气路径10从净化空间9穿过功能部件6引导至壳体2的功能腔11，功能腔在图1中和未净化空间8一样处在下壳板3中，但布置在未净化空间8右边。功能腔11引导至干净空气出口12，而未净化空间8则与未净化空气入口13流体连接。在图1的示例中，干净空气出口12和未净化空气入口13分别构造在下壳板3上。

至少在图1至图4所示的实施形式中，功能部件6设计成用于对干净空气流进行变向，干净空气流沿着干净空气路径10并且与此相应地从净化空间9变向到功能腔11中或朝干净空气出口12的方向变向。在干净空气出口12的下游，例如可以布置有用于空气质量测量或用于空气体积流量测量的传感器。同样可以想到的是，这种传感器布置在功能腔11中。

根据图2至图9，过滤元件5包括由过滤材料制成的过滤体7、密封框架14和承载框架15。密封框架14由密封材料构成并且具有过滤区段16以及功能区段17。过滤区段16形成了在边缘侧闭合式环绕的用于过滤体7的围边。反之，功能区段17则形成了闭合式围绕的用于承载框架15的围边。在壳体2中，密封框架14还用作于将下壳板3相对上壳板进行密封，从而使壳体内部空间相对壳体2的周围环境气密地封闭。此外，密封框架14在壳体2中将未净化空间8相对净化空间9密封。

承载框架15形成了闭合式环绕的用于功能部件开口18的围边并且用作于将功能部件6固定在过滤元件5上。在此，功能部件开口18完全是敞开的或露出的，并且提供其整个开口横截面用于安装相应的功能部件6。据此，功能部件开口18在优选的情况下仅受到其通过承载框架15的限界的限制。承载框架15也优选不具有相对两个所述功能的附加功能，由此，承载框架一方面形成了功能部件开口18的围边，而另一方面用作于固定相应的功能部件6。

过滤体7优选由打褶的、轨条状的过滤材料制成。密封框架14优选由经发泡的密封材料制成。承载框架15优选由塑料注塑成形。原则上，承载框架15也可以是金属构件，优选是板材成形件。

在此，密封框架14具有框架区段19，框架区段共同配属于过滤区段16和功能区段17。与此相应地，该框架区段19沿着过滤体7并且沿着承载框架15延伸。在此处示出的示例中，框架区段19设计成笔直的接片。

适宜地，密封框架14以其过滤区段16、其功能区段17和框架区段19一体式地发泡成形到过滤体7上和承载框架15上。适宜地，密封框架14发泡成形到承载框架15上如下这样地实现，即，承载框架15的能在图6中看到的外边缘20嵌入在密封框架14的密封材料中。适宜地，外边缘20闭合式环绕地配置，从而承载框架15气密地被功能区段17围边。承载框架15可以在其外边缘20的区域中具有未示出的缺口和/或侧凹轮廓，它们能够实现外边缘20形状配合的嵌入到密封框架14中。

在承载框架15上优选构造有锁定件21，锁定件与配合锁定件22共同作用来形成锁定部23。配合锁定件22设计成与承载框架15的锁定件21互补，并且处在功能部件6上。锁定部23在此由锁定钩和与之匹配的锁定轮廓形成。在此处示出的示例中，承载框架15的锁定件21限定出这种锁定轮廓，而功能部件6的配合锁定件22实施为锁定钩。

密封框架14在密封平面24中延伸。过滤区段16和功能区段17并排处在该密封平面24中并且同样在密封平面24中延伸。因此，过滤体7优选设计成具有打褶的过滤材料的片式过滤元件。在图5至图7中，在过滤体7的在已装入的状态下朝向未净化空间8的迎流侧上布置有前过滤体25，前过滤体例如可以粘接或焊接到过滤体7上。

在模块系统中，现在可以储存这种相同的过滤元件5和多个不同的功能部件6，其中，不同的功能部件6分别被如下这样匹配，即，它们可以分别固定在相应的过滤元件5的承载框架15上。因此，承载框架15限定出机械的接口，该接口能够实现的是，使不同的功能部件6机械地与各过滤元件5连接起来。

在图5至图7所示的实施形式中，功能部件6可以具有与承载框架15互补地成形的功能支架承载框架26，功能支架承载框架在已装配的状态下在边缘侧闭合式围绕地与承载框架15接触。由此可以特别简单地实现了功能部件6在承载框架15上的预先确定的定位。同时在功能部件6与承载框架15之间可以达到充分的密封。

在图5至图7中没有完全地示出功能支架6。尤其地，功能支架6在此仅在其功能支架承载框架26的区域中被示出，配合锁定件22成形在该功能支架承载框架上。当然，功能支架6可以具有另外的部件，于是适宜地，另外的部件被功能支架框架26围边并且尤其可以构造在功能支架框架上。例如，功能支架6可以具有在此未示出的格栅结构，格栅结构填满了被功能支架承载框架26围边的开口，并且格栅结构可以一体地成形在功能支架框架26上。

根据图8和图9，相应的功能部件6可以在功能部件开口18内部构造出至少一个能被穿流的区域27和至少一个不能被穿流的区域28。在图8和图9中，在此反映出不同的示例，它们示出了如何能够通过使用不同的功能部件6来借助相应的功能部件实现不同大小的能被穿流的区域27或不同大小的不能被穿流的区域28。

如尤其在图1至图4和图8及图9中可知，功能部件6可以具有至少一个导引叶片29。优选地，功能部件6具有多个导引叶片29。导引叶片29用作于流动变向并且可以与此相应地拱曲实施。

至少在图1至图4所示的实施形式中，功能部件6具有承载壁30，在承载壁上在彼此背对的侧上分别布置有至少一个导引叶片29。在所示的示例中，在承载壁30的彼此背对的侧上分别存在有多个导引叶片29。值得注意的是，承载壁30也可以具有导流功能和流动变向功能。如由图1和图2可知，承载壁30以如下方式凸出超过密封平面24，即，承载壁伸入直到净化空间29中。在该区域中，承载壁可以适宜地拱曲。以该方式可以改善从净化空间9到功能腔11的流动变向。

在图1至图3所示的实施形式中，配合锁定元件22，也就是尤其是锁定钩，成形在导引叶片29上。尤其地，每个导引叶片都具有优选形式为锁定凸鼻或锁定钩的形式的这种配合锁定元件22。在已装入的状态下，这些配合锁定元件22与承载框架15的相应的锁定元件21锁定在一起。在图1至图3的实施形式中，锁定框架15的相应的锁定元件21由承载框架15的环绕的内壁31形成。与之不同的是，在图5至图7所示的实施形式中，相应的锁定件21由在内壁31上环绕的，优选垂直地凸出的凸缘32形成。

在图1至图3所示的实施形式中，内边缘31在单个锁定钩22与相应的导引叶片29的凸肩37之间张紧。反之，在图5至图7所示的实施形式中，凸缘32在锁定钩22与功能部件框架26之间张紧。

由图3可知，功能部件6的承载壁30在组合体4的装入状态下用作于，此外还将功能部件6支撑和定位在壳体2上，在此是在下壳板3上。为此，例如可以实现卯榫引导结构33，卯榫引导结构能够在承载壁30与壳体2或下壳板3之间实现形状配合的嵌接。

根据图4，承载壁30的朝向下壳板3的外轮廓34可以设计成用于支撑在下壳板3上。为此例如可以在外轮廓34上成形出凸形的接触轮廓35，该凸形的接触轮廓能够实现与下壳板3的点状的、尤其是预紧的接触。此外，在图4中还示出了抓持元件36，其简化了对功能部件6的操作。

Claims (18)

1.一种用于内燃机的新鲜空气设备的空气过滤装置(1)的过滤元件，所述过滤元件具有

-由过滤材料构成的过滤体(7)，

-由密封材料构成的密封框架(14)，所述密封框架具有配属于所述过滤体(7)的过滤区段(16)，所述过滤区段在边缘侧闭合式围绕地对所述过滤体(7)围边，

其特征在于，

-承载框架(15)设置成用于固定功能部件(6)，

-所述承载框架(15)具有功能部件开口(18)并且闭合式围绕地对所述功能部件开口围边，

-所述密封框架(14)具有配属于所述承载框架(15)的功能区段(17)，所述功能区段在边缘侧闭合式环绕地对所述承载框架(15)围边，

其中，在所述承载框架(15)上构造有锁定件(21)，所述锁定件与和所述锁定件互补的、构造在所述功能部件(6)上的配合锁定元件(22)共同作用用来将所述功能部件(6)固定在所述承载框架(15)上。

2.根据权利要求1所述的过滤元件，

其特征在于，

所述功能部件开口(18)是完全敞开的。

3.根据权利要求1或2所述的过滤元件，

其特征在于，

承载框架(15)仅形成闭合式围绕所述功能部件开口(18)的围边，并且设置成用于固定相应的所述功能部件(6)，所述功能部件关于所述承载框架(15)是单独的构件。

4.根据权利要求1或2所述的过滤元件，

其特征在于，

所述密封框架(14)具有框架区段(19)，所述框架区段共同配属于所述过滤区段(16)和所述功能区段(17)，并且沿着所述过滤体(7)以及沿着所述承载框架(15)延伸。

5.根据权利要求1或2所述的过滤元件，

其特征在于，

所述密封框架(14)发泡成形到所述过滤体(7)上和所述承载框架(15)上。

6.根据权利要求1或2所述的过滤元件，

其特征在于，

所述承载框架(15)嵌入到所述密封框架(14)的密封材料中。

7.根据权利要求1或2所述的过滤元件，

其特征在于，

所述密封框架(14)在密封平面(24)内延伸，所述过滤区段(16)和所述功能区段(17)并排地布置在所述密封平面内。

8.根据权利要求1或2所述的过滤元件，

其特征在于，

所述过滤体(7)设计成片式过滤元件，所述片式过滤元件的过滤材料被打褶。

9.根据权利要求1或2所述的过滤元件，

其特征在于，

所述内燃机是机动车的内燃机。

10.一种由根据权利要求1至9中任一项所述的过滤元件(5)和 功能部件(6)形成的组合体，所述功能部件被固定在所述过滤元件(5)的承载框架(15)上。

11.根据权利要求10所述的组合体，

其特征在于，

所述功能部件(6)具有与承载框架(15)互补地成形的功能部件框架(26)，其中，所述承载框架(15)在已装配的状态下与所述功能部件框架(26)在边缘侧闭合式环绕地接触。

12.根据权利要求10或11所述的组合体，

其特征在于，

所述功能部件(6)在功能部件开口(18)中构造有至少一个能被穿流的区域(27)和至少一个不能被穿流的区域(28)。

13.根据权利要求10或11所述的组合体，

其特征在于，

所述功能部件(6)具有至少一个用于流动换向的导引叶片(29)。

14.根据权利要求10或11所述的组合体，

其特征在于，

所述功能部件(6)具有承载壁(30)，在所述承载壁的两个彼此背离的侧上分别布置有至少一个导引叶片(29)。

15.根据权利要求13所述的组合体，

其特征在于，

至少一个这样的导引叶片(29)具有配合锁定元件(22)，所述配合锁定元件与构造在承载框架(15)上的锁定件(21)共同作用用来将所述功能部件(6)固定在所述承载框架(15)上。

16.一种用于内燃机的新鲜空气设备的空气过滤装置，所述空气 过滤装置具有：

-用于容纳根据权利要求10至15中任一项所述的组合体(4)的壳体(2)，

-其中，过滤体(7)在壳体(2)中将未净化空间(8)与净化空间(9)分开，

-其中，干净空气路径(10)从净化空间(9)穿过功能部件(6)引导至所述壳体(2)的功能腔(11)并且/或者引导至所述壳体(2)的干净空气出口(12)，

-其中，所述功能部件(6)设计成用于使沿着所述干净空气路径(10)的干净空气流从净化空间(9)向功能腔(11)变向并且/或者向干净空气出口(12)变向。

17.根据权利要求16所述的空气过滤装置，

其特征在于，

所述内燃机是机动车的内燃机。

18.一种用于制造根据权利要求10至15中任一项所述的组合体的模块系统，所述模块系统具有过滤元件(5)并且具有至少两个不同的功能部件(6)，所述功能部件能够选择性地固定在所述过滤元件(5)的承载框架(15)上并且所述功能部件通过不同的几何形状和/或功能彼此区分。