CN106604769A - 气体过滤的过滤装置和气体过滤的过滤装置的过滤器元件 - Google Patents

Abstract

用于气体过滤的过滤装置在过滤器壳体中具有板式过滤器元件，所述过滤器壳体能够由壳体盖子封闭。过滤器元件设置有形成清洁侧气体收集腔室的空腔，在气体收集腔室中，贯穿螺栓被引导通过密封孔眼，所述密封孔眼连接到在过滤器元件的清洁侧上的密封元件，从而将盖子元件连接到过滤器壳体。

Description

气体过滤的过滤装置和气体过滤的过滤装置的过滤器元件

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于气体过滤的过滤装置，具体是空气过滤器。此外，本发明涉及用于此种过滤装置的过滤器元件。

背景技术

EP1144083B1公开了用于内燃发动机的空气过滤器，其在过滤器壳体中包括板式过滤器元件，所述板式过滤器元件正交于过滤器平面由将被净化的空气流动通过。流入部和流出部由在过滤器壳体中的横向孔窝（socket）实现，所述横向孔窝分别布置在原始侧和清洁侧上，相对于过滤器元件轴向移位。为了固定在过滤器壳体中，过滤器元件包括中心凹部，与过滤器壳体一起形成为一件式的支撑套管突出到所述中心凹部中。支撑套管接收张紧螺栓，通过所述张紧螺栓，壳体盖子可以被拧到过滤器壳体上。为了不漏流体的封闭，在过滤器元件的原始侧的水平处，密封环布置在支撑套管的端面上，并且当张紧螺栓拧入时，所述密封环被壳体盖子的内部侧上的突出部轴向加载。

发明内容

本发明具有用简单的结构措施构造用于气体过滤的显示出高效率的过滤装置的目的。

所述目的根据本发明由具有权利要求1的特征的过滤装置和具有权利要求13的特征的过滤器元件解决。从属权利要求提供便利的进一步实施例。

根据本发明的过滤装置或者根据本发明的过滤器元件用于气体过滤，例如作为空气过滤器，将被提供到车辆的内燃发动机的燃烧空气通过所述空气过滤器净化。例如用于过滤提供到乘客隔间或客舱的呼吸空气的用途也是可能的。

过滤装置包括平坦的板式过滤器元件，所述板式过滤器元件正交于其过滤器平面由将被净化的气体流动通过；过滤器元件的一侧相应地形成原始侧，将被净化的气体流入其中，净化的气体通过相对侧清洁侧流出。过滤器元件此外设置有盖子元件，其可通过张紧螺栓紧固到过滤器壳体，其中张紧螺栓通过过滤器元件中的切口。

过滤器元件中的切口形成清洁侧气体收集腔室，气体在其过滤之后从过滤器元件的清洁侧被引导到所述清洁侧气体收集腔室中。气体收集腔室用于收集净化的气体并用于平静流体，用于避免或减少湍流和漩涡以及用于产生层流流体，净化的气体通过所述层流流体从收集腔室排放。排放部优选地由流出孔窝实现，所述流出孔窝设置在过滤器壳体上并与气体收集腔室连通。

密封元件布置在过滤器元件的清洁侧上，在安装状态中，所述密封元件以不漏流体的方法将清洁侧从原始侧分离。张紧螺栓通过气体收集腔室并将盖子元件连接到过滤器壳体。为了避免在原始侧和清洁侧之间的泄漏流在张紧螺栓的区域中发生，在气体收集腔室中的张紧螺栓通过密封眼，所述密封眼连接到在过滤器元件的清洁侧上的密封元件。密封元件至少部分地形成气体收集腔室的框架，所述气体收集腔室作为切口引入到过滤器元件中。

所述实施例具有通过气体收集腔室产生流动平静作用的优点；此外，由于将气体收集腔室整体形成到过滤器元件中，产生紧凑的实施例。在此上下文中，气体收集腔室有利地整体形成到过滤器元件中，从而沿着过滤器元件的外部轮廓的包络线（envelope）也围绕气体收集腔室。气体收集腔室有利地在边缘处敞开并至少在两侧由过滤器元件界定，其中净化的气体的排放部优选地通过敞开侧实现。还可以想到的是，在边缘处被围绕的气体收集腔室整体形成到过滤器元件中并完全被过滤器元件的材料围绕。

由于张紧螺栓通过气体收集腔室，不需要用于盖子元件和过滤器壳体之间连接的额外安装空间。这也有利于紧凑的实施例。同时，通过张紧螺栓被引导通过的密封眼，实现原始侧和清洁侧之间的不漏流体的分离，从而接收净化的气体的气体收集腔室在张紧螺栓的区域中不会产生到原始侧的不期望流体连接。密封眼连接到密封元件，必要时可以与密封元件一起在共同的加工步骤中产生。必要时，密封眼可以与密封元件一起实施为一件式的，其中在原理上也可以想到作为单独部件的构造，然而所述密封眼连接到密封元件。

密封元件有利地沿着过滤器元件的外部轮廓延伸。密封眼优选地位于密封元件的紧邻处。必要时，密封眼可以与密封支架连接，所述密封支架尤其沿着过滤器元件的包络线或外部轮廓跨越气体收集腔室，并连接到密封元件，其中一件式实施例以及作为单独部件的实施例是可以想到的。在安装状态中，桥接气体收集腔室的密封支架抵靠在与气体收集腔室连通的流出孔窝的外部壁表面上，在过滤装置的气体收集腔室中接收的净化的气体通过所述流出孔窝接收。在此上下文中，流出孔窝可以与过滤器元件对齐，从而流出孔窝的纵向轴线平行于过滤器平面延伸并优选地朝着过滤器元件定向。

根据又一便利实施例，过滤器壳体设置有突出到气体收集腔室中的支撑套管，且密封眼支撑在所述支撑套管上。支撑套管用于与盖子元件或张紧螺栓连接，所述张紧螺栓可以拧入支撑套管中。环形肩部可以在支撑套管上形成，密封眼坐置在所述环形肩部上，其中环形肩部有利地围绕接收部分，所述接收部分布置在支撑套管的端面上并用于拧入张紧螺栓。张紧螺栓优选地被引导通过在盖子元件的底部侧上的连接部分并通过其螺纹突出到在过滤器壳体的支撑套管上的接收部分中。

盖子元件可以是过滤器壳体的壳体盖子。用于限制在过滤器元件的清洁侧的清洁腔室的盖子元件的实施例也是可能的，其中盖子元件通过张紧螺栓用足够高的力推动到密封元件或过滤器元件的清洁侧上的密封眼上，从而实现不漏流体的封闭。

例如，过滤器元件以U形实施，其中气体收集腔室布置在U形的两条横向腿部和过滤器元件的连接所述腿部的中心部分之间并由这些部分界定。具有两个相对布置的气体收集腔室的H形实施例也是可能的，所述两个相对布置的气体收集腔室由过滤器元件的横向腿部界定并由过滤器元件的中心部分分离。在两个实施例中，气体收集腔室位于过滤器元件的外部轮廓内部，其中每个气体收集腔室有利地具有与其相关联的用于排放净化的气体的流出孔窝。

过滤器元件优选地包括矩形外部轮廓；气体收集腔室也可以实施为矩形。此外，用于过滤器元件以及用于气体收集腔室的不同几何形状然而也是可能的，例如，三角形的气体收集腔室。

根据又一便利实施例，气体收集腔室的基本形状对应于过滤器元件的切口。过滤器元件尤其在边缘处被切割，其中切口形成气体收集腔室。例如，在进行过滤的过滤器元件的块形过滤器介质本体的情况下，邻接边缘的区域可以例如以矩形形状、三角形形状或半圆形被切割并形成气体收集腔室。气体收集腔室因而直接邻接切割的过滤器介质本体的边缘区域。跨越气体收集腔室的密封支架可以被设计为部分圆形的形状。

根据又一便利实施例，过滤器元件由至少两个单独的过滤器组成，所述至少两个单独的过滤器例如设计为具有锯齿形折叠的过滤器介质的过滤器波纹管。每个单独的过滤器实施为平坦的；邻接的单独的过滤器互相平行地定位。单独的过滤器关于其厚度、长度和/或宽度可以互相不同或者必要时也可以实施为相同的。将形成过滤器元件的所有单独的过滤器的清洁侧定位在共同的平面中是便利的。

一个或更多个过滤器波纹管可以具有过滤器折叠部的正交于过滤器元件的边缘侧的取向，在边缘处敞开的气体收集腔室位于所述边缘侧。然而，也可以想到实施例，其中过滤器波纹管的过滤器折叠部平行于设置有在边缘处敞开的气体收集腔室的过滤器元件的边缘侧。此外，在多个过滤器波纹管中的每个形成单独的过滤器的情况下，提供所有过滤器波纹管的过滤器折叠部的相同取向或折叠过滤器的不同取向两者是可能的。

根据又一便利实施例，周向延伸的塑料框架例如通过注射模制布置在过滤器元件上，尤其布置在过滤器元件的过滤器介质本体上。塑料框架与过滤器介质本体固定地连接并可以是周向延伸的密封元件的支撑件。塑料框架位于过滤器介质本体的边缘侧或外部侧上并因此跟随过滤器介质本体的外部轮廓。

附图说明

进一步优势和便利实施例可以从附加权利要求、附图说明和附图中获得。其示出为：

图1是实施为空气过滤器的过滤装置，包括界定清洁侧气体收集腔室的以U形的板式过滤器元件，净化的气体可以通过所述清洁侧气体收集腔室提供到流出孔窝，用于从过滤器壳体排放；

图2是根据图1的过滤装置，在过滤器元件上带有附接的盖子元件；

图3是盖子元件从下部的视图；

图4是通过过滤器元件的边缘区域的截面；

图5是在透视图中的过滤器元件；

图6是根据图5的截面线VI-VI通过过滤器元件的截面；

图7是在透视图中，过滤器元件插入到过滤器壳体中；

图8是在实施例变体中，过滤器元件在气体收集腔室中带有密封眼，其中密封眼连接到在过滤器元件上的周向延伸的密封元件；

图9是在密封眼区域中通过过滤器元件的截面，用于将过滤器壳体连接到盖子元件的张紧螺栓延伸通过所述密封眼；

图10、11是在实施例变体中，在框架上的密封支架的视图，所述框架可以被放置在过滤器波纹管上，其中密封支架包括单独的塑料部件部分，密封泡沫将通过注射模制连接到所述单独的塑料部件部分；

图12是在实施例变体中，两个密封支架在过滤器波纹管的相对的两侧上，其中密封支架与在过滤器波纹管上的框架元件形成为一件式的并设置有密封材料；

图13是与图12相似的实施例，但是具有密封支架的不同几何形状；

图14是在实施例变体中，过滤器元件在过滤器元件的边缘区域具有部分圆形的气体收集腔室，在气体收集腔室处具有环形密封元件，密封眼在其上整体地形成。

在附图中，相同的部件设置有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中，示出用于气体过滤的过滤装置1，其可用作过滤将被提供到车辆的内燃发动机的燃烧空气的空气过滤器。过滤装置1在过滤器壳体2中包括实施为平坦或板形的U形过滤器元件3，其中在图1中，过滤器元件3在底部的一侧是原始侧，在顶部的一侧是清洁侧。流入部根据箭头4通过过滤器壳体2的入口5实现，其中过滤器元件3的原始侧由过滤器壳体2的支撑肋6从入口5分离。支撑肋6具有用于在过滤器元件3的顶部侧或清洁侧上的周向延伸的密封元件7的支撑功能。密封元件7沿着过滤器元件3的顶部侧上的U形外部轮廓延伸。支撑肋6允许原始空气在过滤器元件3的底部处流入到原始侧；必要时，除了支撑功能，所述支撑肋也可以具有流动引导功能。

在过滤器元件3的U形区域中，形成用于将被净化的气体的气体收集腔室8，所述将被净化的气体从过滤器元件3顶部处的清洁侧流动到气体收集腔室8中。气体收集腔室8定位在过滤器元件3的矩形外部轮廓或包络线内，并由过滤器元件3在三个侧面上界定。气体收集腔室8在边缘侧处敞开；在其敞开侧的区域中有壳体相关联的流出孔窝9，在气体收集腔室中收集的净化的气体通过所述壳体相关联的流出孔窝根据箭头10从过滤器壳体排放。箭头10同时标记流出孔窝9的纵向轴线。流出孔窝9在其朝着气体收集腔室8的一侧包括郁金香形或喇叭形的加宽部分，其保证了来自气体收集腔室8的气体的改进排放。

除了收集在过滤器元件3的顶部侧处离开的净化的气体之外，气体收集腔室还具有流动平静功能。由此，根据箭头10通过流出孔窝9的净化的气体的层流流出被加强。

在过滤器元件3的顶部侧或清洁侧上，密封支架11与在过滤器元件3上沿着外部轮廓延伸的密封元件7一起形成为一件式的，并桥接气体收集腔室8及抵靠在流出孔窝9的壁表面上。

在图2中，过滤装置1示出为具有放置在过滤器元件3上的塑料盖子元件12。在图3中，盖子元件12在从下部的视图中示出，从其中可以得出，周向密封框架13在盖子元件12上整体地形成，在安装位置，所述周向密封框架抵靠在周向延伸的密封元件7（图1）上并在向外的方向在过滤器元件3的顶部处在清洁侧上界定清洁空间。在盖子元件12的内部侧上，如此外在图3中可以看出，也整体地形成支撑框架14，其对应于气体收集腔室8的矩形轮廓并设置有开口15，通过所述开口，净化的气体可以在气体收集腔室8的方向从过滤器元件的清洁侧向内流动。

图4示出了通过具有周向延伸的密封元件7的过滤器元件3的边缘区域的截面图，所述周向延伸的密封元件作用为在径向方向上密封并由支撑肋6或者由支撑肋6支撑的横向梁支撑在由塑料材料组成的过滤器壳体2上。密封唇缘7a在支撑肋6或横向梁和过滤器元件3之间。又一折叠过去的密封唇缘7b设置在支撑肋6或横向梁的外部侧上。密封唇缘7b以及密封元件7的顶部部分由盖子元件12跨越接合。

在图5和6中，过滤器元件3在单独的视图中示出。U形过滤器元件3由实施为过滤器波纹管16、17、18的三个单独分开实施的单独的过滤器组成，每个包括折叠的过滤器介质并形成为平坦的或板形。在所有过滤器波纹管16、17和18顶部处的清洁侧定位在共同的平面中，而在底部处的原始侧由于过滤器波纹管的高度不同，定位在不同的水平。两个定位在外侧的过滤器波纹管16和18形成U形的腿部；中心的定位在中间的过滤器波纹管17连接两个定位在外侧定位在外侧的过滤器波纹管16和18。过滤器波纹管16、17和18在三个不同侧上界定矩形气体收集腔室。此外，过滤器元件3作为一个整体具有矩形形状，其中气体收集腔室8位于过滤器元件3的矩形形状的包络线或外部轮廓中并在边缘处敞开。第一定位在外侧的过滤器波纹管16相比于另外两个具有相同高度的过滤器波纹管17和18具有降低的高度。气体收集腔室8的长度沿着横向腿部16和18的纵向延伸部来看，大约对应于过滤器元件3的总长度的一半。

在其敞开侧，气体收集腔室8在过滤器元件的外部轮廓的区域中被密封支架11跨越，所述密封支架在安装状态（图7）中抵靠在流出孔窝9的外部壁表面上。在根据图5到7的实施例中，密封支架11与在过滤器元件3的清洁侧上的密封元件7一起形成为一件式的。密封元件7和密封支架11浇注在过滤器元件3上。

在未变形状态（图5、6）中，密封支架11定位在与周向延伸的密封元件7相同的平面中，并在向外的方向凸出地弯曲，从而密封支架11的实际长度大于将被桥接的气体收集腔室8的宽度。如图7中所示，这使得在向上的方向将密封支架11折叠90°和将其三维地变形是可能的，从而密封支架在过滤器壳体2中抵靠流出孔窝9的外部壁。

两个邻接的过滤器波纹管16、17或17、18由密封条19或20结合在一起。对于其余的，过滤器波纹管16、17、18互相紧密地抵靠。此外，周向延伸的密封元件7将过滤器波纹管16到18保持在一起。

在横向方向（即横向于沿着形成腿部的定位在外侧的过滤器波纹管16和18的纵向延伸部）的延伸部，对于过滤器波纹管可以是不同的尺寸。在实施例中，第一向外定位的过滤器波纹管16比在横向方向的尺寸大约相同的另外两个过滤器波纹管17和18具有更小的横向延伸部。

在图8和9中，示出了实施例变体，其中过滤器元件3与图5中的构造大体上相同。然而此外，密封眼21在周向延伸的密封元件7上整体地形成并用于接收张紧螺栓，在密封眼21的区域中，通过所述张紧螺栓，盖子元件12将通过螺纹连接被连接到过滤器壳体2。密封眼21在气体收集腔室8中位于朝着中心过滤器波纹管7的一侧上并且优选地与密封元件7一起实施为一件式的。张紧螺栓22从上部插入到盖子元件12中的凹部中并拧入过滤器壳体2的支撑套管23中，所述支撑套管从布置在底部处的过滤器壳体2向上突出并位于气体收集腔室8的角落区域中。密封眼21围绕支撑套管23接合并支撑在支撑套管23的环形肩部24上。密封眼21的顶端面由盖子元件中的凹部轴向加载，张紧螺栓22的头部也抵靠在所述盖子元件中的凹部上。通过将张紧螺栓22拧入支撑套管23中，压力被轴向施加到密封眼21上，从而顶部处的清洁腔室与定位在底部处的原始侧不漏流体地分离。

在图10和11中，示出了用于生产周向延伸的密封元件7的实施例变体。与前述实施例相比，密封元件7不是浇注在过滤器元件上，而是根据图10和11，将形成框架的塑料材料的支撑件25与过滤器元件或过滤器波纹管连接，特别是粘合地连接。框架25随后可以设置有密封材料，例如经过计量的PUR泡沫。

抵靠在流出孔窝上的密封支架11实施为单独的部件并类似于密封元件7那样由塑料材料的支撑件组成，所述支撑件是U形的并在其两个端面各自包括连接凸片26，用于与框架25连接。在将密封支架11连接到框架25（图11）之后，框架25和密封支架11的塑料支撑件可以在共同的步骤中设置有密封材料。

密封支架11包括三维变形的形状并且特别与流出孔窝的外部轮廓匹配。

在根据图12的实施例中，密封支架11与密封元件7一起形成为一件式的。如在根据图10和11的实施例中，密封元件7由塑料材料的框架25组成，所述框架与过滤器元件3（例如，粘合地）连接。密封支架11的塑料支撑件与框架25一起实施为一件式的并是三维变形的，且根据图12的左半部分，所述塑料支撑件相对于框架25的平面在向上的方向是成角度的，且根据图12的右半部分，所述塑料支撑件在向下的方向是成角度的。框架25与密封支架11的塑料支撑件在共同的步骤中设置有例如可以通过注射模制应用的密封材料。

在根据图13的实施例中，如在图11中的，密封元件7设置有框架25，密封支架11的塑料支撑件与之一起形成为一件式的。框架25和密封支架的塑料支撑件一起可以设置有密封材料。在密封支架11中，与图12相比，额外的支杆11a可以整体形成，其在U形密封支架11之间中心地延伸并提高稳定性。额外的支杆11a也可以支撑其他的功能性塑料部分。支杆11a也可以设置有密封材料。

在图14中，示出具有实施为折叠过滤器的过滤器波纹管16的过滤器元件3的又一实施例。过滤器波纹管16在边缘区域被切割，其中切口在图14中形成具有部分圆形基本形状的气体收集腔室8。

密封元件7在过滤器波纹管16的外部轮廓上周向延伸并且也在形成气体收集腔室8的切口的区域中跟随所述轮廓。在气体收集腔室8的区域中，密封元件具有环形形状，其中突出经过过滤器元件的边缘侧的环区域形成密封支架11，在过滤器元件的安装状态中，所述密封支架抵靠在流出孔窝的壁表面上。必要时，塑料框架通过注射模制被应用在过滤器波纹管16上，所述塑料支架是密封元件7的支撑件并且还可以是密封支架11的部件。

在环形密封元件的定位在内侧的区域中，密封眼21整体地形成，根据图8和9的实施例，所述密封眼用于接收张紧螺栓，在密封眼的区域中，通过所述张紧螺栓，盖子元件将通过螺纹连接被连接到过滤器壳体。

Claims (17)

1.一种用于气体过滤的过滤装置，具体是空气过滤器，包括：板式过滤器元件（3），所述板式过滤器元件被接收在过滤器壳体（2）中，且正交于其过滤器平面能够由将被净化的气体流动通过，所述过滤装置包括：盖子元件（12），所述盖子元件由穿入过滤器元件（3）的张紧螺栓（22）连接到过滤器壳体（2），其特征在于：形成清洁侧气体收集腔室（8）的切口被引入到过滤器元件（3）中，且在于：在气体收集腔室（8）中的张紧螺栓（22）被引导通过连接到密封元件（7）的密封眼（21），所述密封元件布置在过滤器元件（3）的清洁侧上并至少部分地形成气体收集腔室（8）的框架。

2.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于：密封元件（7）沿着过滤器元件（3）的外部轮廓延伸。

3.如权利要求1或2所述的过滤装置，其特征在于：密封眼（21）连接到跨越气体收集腔室（8）的密封支架（11）并连接到在过滤器元件（3）的清洁侧上的密封元件（7）。

4.如权利要求3所述的过滤装置，其特征在于：密封支架（11）实施为部分圆形。

5.如权利要求1到3中的任一项所述的过滤装置，其特征在于：密封眼（21）支撑在过滤器壳体（2）的支撑套管（23）上，所述支撑套管突出到气体收集腔室（8）中。

6.如权利要求4所述的过滤装置，其特征在于：环形肩部（24）在支撑套管（23）上形成，密封眼（21）坐置在所述环形肩部上。

7.如权利要求4或5所述的过滤装置，其特征在于：张紧螺栓（22）能够拧入支撑套管（23）中。

8.如权利要求5和6所述的过滤装置，其特征在于：支撑套管（23）包括用于拧入张紧螺栓（22）的端面接收部分，其中，环形肩部（24）围绕支撑套管（23）的接收部分接合。

9.如权利要求1到7中的任一项所述的过滤装置，其特征在于：气体收集腔室（8）至少在两个侧面上由过滤器元件（3）界定。

10.如权利要求1到8中的任一项所述的过滤装置，其特征在于：过滤器元件（3）实施为U形，气体收集腔室（8）布置在过滤器元件（3）的横向腿部之间。

11.如权利要求1到9中的任一项所述的过滤装置，其特征在于：气体收集腔室（8）实施为在边缘处敞开。

12.如权利要求1到10中的任一项所述的过滤装置，其特征在于：气体收集腔室（8）包括圆形、椭圆形、矩形或三角形的基本形状。

13.如权利要求1到11中的任一项所述的过滤装置，其特征在于：过滤器元件（3）包括具有过滤器折叠部的一个或更多个过滤器波纹管（16、17、18）。

14.如权利要求12所述的过滤装置，其特征在于：至少一个过滤器波纹管（16、17、18）的过滤器折叠部正交于过滤器元件的边缘侧延伸，在边缘处敞开的气体收集腔室（8）位于所述边缘侧处。

15.如权利要求12所述的过滤装置，其特征在于：至少一个过滤器波纹管（16、17、18）的过滤器折叠部平行于过滤器元件的边缘侧延伸，在边缘处敞开的气体收集腔室（8）位于所述边缘侧处。

16.如权利要求1到14中的任一项所述的过滤装置，其特征在于：周向延伸的塑料框架例如通过注射模制布置在过滤器元件（3）上。

17.一种用于根据前述权利要求中的任一项所述的过滤装置的板式过滤器元件（3）。