CN109069975A - 特别是用于气体过滤的环形过滤器元件和过滤器装置 - Google Patents

Abstract

一种环形过滤器元件，该环形过滤器元件具有过滤器介质主体和在过滤器介质主体的内侧上的中心管，该环形过滤器元件具有支撑项圈，该支撑项圈支撑密封元件，并且连接到中心管。支撑项圈与中心管是一体的。支撑项圈的端部面形成支撑表面，并且径向横向面形成用于壳体部件的密封表面。

Description

特别是用于气体过滤的环形过滤器元件和过滤器装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的环形过滤器元件，特别是用于气体过滤，例如用于空气过滤器。此外，本发明涉及一种具有此类过滤器元件的过滤器装置。

背景技术

DE 10 2007 017 091 A1公开了一种用于内燃机的空气过滤器的环形过滤器元件，该环形过滤器元件包括环形过滤器介质主体，该环形过滤器介质主体由空气在径向方向上从外部流动通过到内部，并且在其轴向端部面处由端部盘覆盖。过滤器介质主体中的内部由中心管衬里，该中心管包括在轴向方向上和在周向方向上的支柱，并且助于过滤器元件的稳定。在端部面处，中心管包括支撑项圈，该支撑项圈抵靠端部盘放置，并且在向外方向上径向延伸。支撑项圈在轴向方向上突出超过端部盘，并且由密封材料包围。在支撑项圈的轴向端部面处，支撑支柱在周向方向上延伸，并且吸收轴向密封力，并且将其通过径向偏移的支柱引入中心管，该轴向密封力由附接的盖部施加。

发明内容

本发明具有的目的是配置一种环形封闭的过滤器元件和具有此类过滤器元件的过滤器装置，该过滤器元件具有简单的建构措施，使得在过滤器元件的端部面的区域中，原始侧与清洁侧之间的密封紧密性在长操作期间内得到确保。

根据本发明，该目的由具有权利要求1的特征的过滤器元件得到解决。该目的还由根据权利要求12所述的过滤器装置得到解决。从属权利要求提供有利的进一步扩展。

根据本发明的过滤器元件实施成环形封闭的，并且由待清洁流体径向地流过通过。过滤器元件的基本截面可实施成圆形或椭圆形，可选地以细长椭圆形的形式或以由直的或凸状弯曲的部段连接的两个半圆形的形式。环形过滤器元件包围内部，该内部由中心管衬里，该中心管形成支撑框架，并且位于限定内部的过滤器元件的过滤器介质主体的壁侧处。中心管具有流动开口，用于待清洁流体流从中通过，并且特别是包括轴向支柱以及周向支柱，流动开口形成在轴向支柱和周向支柱之间。通过过滤器介质主体（过滤发生在该过滤器介质主体处）的流动优选地在径向方向上从外部到内部实现，使得内部形成清洁侧。

环形过滤器元件优选用于气体过滤，特别是作为用于特别是机动车辆或商用车辆的内燃机的空气过滤器。然而，液体过滤的使用也是可想到的。

支撑项圈连接到中心管，并且至少部分地由密封元件覆盖。支撑项圈位于中心管的轴向端部面处，并且有利地轴向突出超过过滤器介质主体的端部面。支撑项圈一方面用于吸收在操作中作用在过滤器元件上的轴向力，另一方面用于在过滤器元件的端部面的区域中将原始侧从清洁侧流动密封地分离。

在根据本发明的环形过滤器元件中，用于壳体部件（过滤器元件放置在其上）的支撑表面和用于密封的密封表面在支撑项圈处相对于彼此以一定间隔布置。支撑表面由支撑项圈的端部面形成，该支撑项圈轴向突出超过过滤器介质主体。壳体部件抵靠该端部面放置；由壳体部件施加的轴向力通过支撑项圈引入过滤器元件的中心管，使得过滤器介质主体（包括过滤器介质主体处的端部盘）免受轴向支撑力。

密封表面由支撑项圈的径向向内或向外地面向的侧面形成。优选地，形成密封表面的侧面径向向内地面向。在支撑项圈的该径向侧面处，还存在有密封元件的密封材料，并且壳体部件的另一部段抵靠其放置。轴向力不在支撑项圈的密封表面处传递；轴向力的传递仅通过或基本上通过支撑项圈的端部面处的支撑表面实现。以这种方式，得到了过滤器元件和壳体部件（例如用于清洁流体的出口插口）之间的轴向支撑作用和径向密封作用的去耦合。由于密封表面完全或至少基本上免受轴向支撑力，因此密封表面仅经受最小的磨损，使得密封紧密性在延长的操作时间内得到确保。

原则上密封元件仅布置在支撑项圈的形成用于壳体部件的密封表面的侧面处就足够了，密封作用将抵靠该壳体部件提供。可为有利的是，支撑项圈的端部面处的支撑表面或是没有密封元件的密封材料，或是由密封材料覆盖，该密封材料具有与密封表面处相比减小的厚度或壁厚度。支撑项圈的端部面处的支撑表面处的密封材料的减小的壁厚度导致壳体部件和支撑项圈之间的更精确的轴向力传递。

根据进一步有利的实施例，支撑项圈通过注射成型嵌入密封元件的密封材料中，或密封材料发泡到支撑项圈上。以这种方式，密封元件的密封材料和支撑项圈之间的固定连接得到确保。密封材料优选地同时形成端部盘，该端部盘密封过滤器介质主体的端部面。

根据进一步有利的实施例，在两个侧面处，即在支撑项圈的径向向内和径向向外地面向的侧面处，提供密封元件的密封材料。有利地，支撑项圈至少在其轴向突出部段中由密封元件的材料完全包围。

根据进一步有利的实施例，支撑项圈包括具有网格开口的网格结构，该网格开口用于接收密封材料。当应用密封元件时，密封材料可流动并且穿透进入网格结构的网格开口，使得密封元件和支撑项圈之间可产生固定连接。此外，网格结构导致支撑项圈的稳定性的改进，使得支撑项圈能够吸收轴向支撑力而没有变形或没有实质变形。

根据进一步有利的实施例，支撑项圈包括在过滤器介质主体处与端部盘相邻的周向延伸的支撑支柱，该支撑支柱与支撑项圈的端部面轴向对齐。该周向延伸的支撑支柱（其抵靠过滤器介质主体放置或紧邻过滤器介质主体）以显著的方式改进支撑项圈的稳定性。

根据进一步有利的实施例，支撑项圈包括径向部段和轴向部段。径向部段连接到中心管，特别是在定位在径向内部的边缘处，其中，轴向部段布置在径向部段的定位在径向外部的边缘处。径向部段和轴向部段一起形成环形肩部，该环形肩部有利地至少在其外部侧处由密封材料完全覆盖。可为有利的是，与支撑项圈的端部面轴向对齐的支撑支柱位于径向部段和轴向部段之间的过渡处。

根据进一步有利的实施例，支撑项圈的轴向部段以及径向部段中的每个提供有网格结构。在可选实施例中，这些部段中的仅一个包括网格结构，而另一部段包括周向支柱和径向支柱或轴向支柱，但是其相对于彼此处于更大的间隔。

作为支撑项圈（该支撑项圈作为具有径向部段和轴向部段的周向延伸的肩部）的实施例的可选例，也可为有利的是在支撑项圈处仅提供轴向部段，该轴向部段形成中心管的轴向延伸部。

根据本发明，支撑项圈与中心管一起形成为一体。中心管和支撑项圈特别是形成为注射成型的塑料部件。在一个可选实施例中，支撑项圈和中心管形成单独的部件，然而这些部件连接到彼此从而确保支撑项圈在中心管处的固定定位和从支撑项圈到中心管的轴向支撑力的传递。

根据又一有利的实施例，密封元件或密封元件的一部分紧靠过滤器介质主体的端部面放置，并且形成端部盘。可选地，可提供单独实施的端部盘，该端部盘在端部面处覆盖过滤器介质主体。密封元件而后有利地紧靠端部盘放置。在这种情况下，一方面，可想到的是其中支撑项圈也在其面向端部盘的一侧处由密封材料包围的实施例，以及其中超出支撑项圈的附加密封材料紧靠端部盘放置的实施例。

根据进一步有利的实施例，支撑项圈的定位在径向内部的侧面形成密封表面，壳体部件的一部段紧密密封地抵靠该密封表面放置。然而，也可能的是，可选地或附加地，支撑项圈的定位在径向外部的侧面形成密封表面。

用于附接过滤器元件的过滤器壳体的壳体部件例如配置作为连接插口，用于接收过滤器元件的壳体罐可附接到该连接插口。在壳体部件处，例如在面向过滤器元件的一侧上，存在有具有两个同心侧壁的接收槽，该同心侧壁径向地限定接收槽，其中至少一个侧壁紧密密封地抵靠支撑项圈的密封表面放置。

为了将轴向支撑力从壳体部件传递到过滤器元件，可为有利的是在壳体部件处布置轴向插口，该轴向插口面向过滤器元件并且在安装状态下抵靠支撑项圈的端部面放置，并且在那里被轴向地支撑。在具有接收槽的壳体部件的实施例中，轴向插口在接收槽内。

轴向插口有利地包括在壳体部件处的与密封壁相比减小的轴向延伸范围，该密封壁抵靠支撑项圈的密封表面放置。在接收槽在壳体部件处的情况下，密封壁由径向限定接收槽的壳体部件的侧壁形成。

附图说明

进一步的优点和有利的实施例可从附加的权利要求、附图说明和附图获得。在附图中显示：

图1环形过滤器元件的透视图，该环形过滤器元件包括在过滤器介质主体的内侧处的中心管，该中心管与轴向突出的支撑项圈一起形成为一体；

图2具有图1的过滤器元件的过滤器装置，该过滤器元件在插入状态下在具有连接插口的接收过滤器壳体中；

图3相应于图2的图示，但是在安装状态下，其中，过滤器元件处的支撑项圈抵靠连接插口放置。

在附图中，相同的部件提供有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示出了过滤器元件1，该过滤器元件1可用于气体过滤，例如用于内燃机的空气过滤器。过滤器元件1成环形地配置，并且在该实施例中包括非常细长的椭圆形截面，其具有在向外方向上形成的直的或仅具有最小曲率的纵向侧。过滤器元件1包括环形过滤器介质主体2，其中发生待清洁流体的过滤。过滤器介质主体2由流体在径向方向上从外部流动通过到内部，使得过滤器介质主体2中的内部形成清洁侧，净化流体从该清洁侧轴向地排出。内部3由中心管4衬里，该中心管4形成支撑网格，并且抵靠过滤器介质主体2的内侧放置，并且优选地实施为注射成型的塑料部件。至少在一个端部面处，优选地在两个相对定位的端部面处，过滤器介质主体2由端部盘5覆盖，该端部盘5是流动密封地实施的。

支撑项圈6与中心管4一起配置为一体，并且轴向突出超过过滤器介质主体2的端部面，其中，轴向方向与过滤器元件1的纵向轴线9重合。支撑项圈6包括径向部段7和轴向部段8，该径向部段7和该轴向部段8一起形成为一体。径向部段7在面向内部3的定位在径向内部侧处连接到中心管4。轴向部段8在径向部段7的定位在径向外部侧处延伸。因此，轴向部段8径向位于中心管4一定距离处。然而，在径向方向上，轴向部段仍位于过滤器介质主体2和端部盘5的外半径内。

支撑项圈6的径向部段7以及轴向部段8提供有网格结构，该网格结构包括多个切口。径向和轴向部段7、8中的这些切口用于接收位于支撑项圈6上的密封元件11的密封材料。密封元件11注射成型或发泡到支撑项圈6上；密封材料例如是PU泡沫。由于密封材料穿透径向部段7和轴向部段8中的网格结构的切口，因此密封元件11和支撑项圈6之间的固定的不可拆卸连接得到确保。支撑项圈6有利地由密封元件11的密封材料在向外方向上完全包围。密封材料覆盖过滤器介质主体2的端部面，并且形成端部盘5。支撑项圈6嵌入端部盘5中。

在图2和3中示出了特别是用于气体过滤的过滤器装置14，该过滤器装置14具有在过滤器壳体中的过滤器元件1，该过滤器壳体包括用于接收过滤器元件1的过滤器基部壳体12和能连接到过滤器基部壳体12的壳体部件13。壳体部件13形成例如用于清洁流体的出口插口。过滤器元件1可放置在出口插口上。过滤器基部壳体可实施成在端部区域中封闭（未示出），并且背向出口插口，或可连接到盖部，使得形成封闭的过滤器壳体。为清楚起见，在图2中，过滤器装置14的部件部分地以分解图示示出，同时，图3显示了安装位置。

在支撑项圈6处的密封元件11抵靠过滤器介质主体2的顶端部面放置，并且径向向内和向外地跨过过滤器介质主体的端部区域接合。轴向部段8的顶端部面形成用于出口插口13的轴向支撑表面。在顶端部面的区域中布置有密封元件11的仅最小厚度的密封材料，在支撑项圈6的轴向部段8的径向外侧处同样如此。与此不同，在支撑项圈6的轴向部段8的定位在径向内部的侧面处，布置有具有显著更大壁厚度的密封材料。轴向部段8的此侧面形成用于出口插口13的径向密封表面。

在出口插口13处提供有接收槽15，该接收槽15在径向方向上由侧壁16和17限定，该侧壁16和17径向以一定间隔延伸，并且彼此同心。在接收槽15的定位在内部的底部处，轴向插口18一体地形成，该轴向插口18在径向方向上位于接收槽15的中心处。轴向插口18的轴向延伸范围显著小于限定接收槽的侧壁16和17的轴向延伸范围。在根据图3的安装状态下，轴向插口18抵靠支撑项圈6的轴向部段8的端部面放置，并且在支撑项圈上施加轴向力，该轴向力从轴向部段8通过径向部段7引入中心管4。由于在轴向部段8的轴向端部面处仅布置有很少的密封材料，因此轴向力从出口插口13到支撑项圈6的精确的力传递得到确保。

出口插口13的接收槽15的定位在内部的侧壁16在组装状态下抵靠支撑项圈6的定位在径向内部的密封表面放置，其中布置有具有更大壁厚度的密封材料。由于轴向插口18和侧壁16（特别是侧壁16与密封表面19接触的内侧处的部分）之间的在轴向方向上以及径向方向上的间隔，因此轴向支撑作用和径向密封作用的去耦合得到确保。

Claims (14)

1.环形过滤器元件，特别是用于气体过滤，例如用于空气过滤器，具有过滤器介质主体（2），所述过滤器介质主体（2）在径向方向上能由待清洁的流体流动通过，并且在所述过滤器介质主体（2）的内侧处具有中心管（4），其中，支撑项圈（6）连接到所述中心管（4），并且是密封元件（11）的载体，并且所述支撑项圈（6）的端部面形成用于壳体部件（13）的轴向支撑表面，其特征在于，作为所述密封元件（11）的载体的所述支撑项圈（6）的径向侧面形成用于所述壳体部件（13）的密封表面（19），所述密封表面（19）从所述轴向支撑表面间隔开，并且其中，所述支撑项圈（6）与所述中心管（4）一起形成为一体。

2.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，所述支撑项圈（6）包括具有网格开口的网格结构，所述网格开口用于接收所述密封元件（11）的密封材料。

3.根据权利要求1或2所述的过滤器元件，其特征在于，所述支撑项圈（6）包括与所述过滤器介质主体（2）的端部面相邻的周向延伸的支撑支柱（10），所述支撑支柱（10）与所述过滤器介质主体（2）的所述端部面轴向对齐。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器元件，其特征在于，所述支撑项圈（6）包括径向部段（7）和轴向部段（8），其中，所述径向部段（7）连接到所述中心管（4）。

5.根据权利要求4所述的过滤器元件，其特征在于，所述径向部段（7）以及所述轴向部段（8）包括具有网格开口的网格结构。

6.根据权利要求3和4或5所述的过滤器元件，其特征在于，与所述端部面轴向对齐的所述支撑支柱（10）布置在所述支撑项圈（6）的径向部段（7）和轴向部段（8）之间的过渡处。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的过滤器元件，其特征在于，在所述支撑项圈（6）处的所述密封元件（11）以部段地抵靠所述过滤器介质主体（2）的所述端部面放置。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的过滤器元件，其特征在于，至少所述支撑项圈（6）的所述轴向部段（8）由所述密封元件（11）的密封材料完全包围。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的过滤器元件，其特征在于，在所述支撑项圈（6）的所述端部面处所述密封元件（11）具有的厚度小于所述侧面处的厚度。

10.根据权利要求1至19中任一项所述的过滤器元件，其特征在于，所述壳体部件（13）紧密密封地抵靠所述支撑项圈（6）的定位在径向内部的侧面放置。

11.过滤器装置，特别是气体过滤器，例如空气过滤器，具有根据权利要求1至10中任一项所述的过滤器元件（1），并且具有用于接收所述过滤器元件（1）的过滤器壳体，其中，所述过滤器元件（1）可插入所述过滤器壳体，使得所述过滤器元件（1）利用所述支撑项圈（6）的所述端部面支撑在壳体部件（13）处。

12.根据权利要求11所述的过滤器装置，其特征在于，面向所述过滤器元件（1）的轴向插口（18）布置在所述壳体部件（13）处，并且支撑在所述支撑项圈（6）的所述端部面处。

13.根据权利要求11或12所述的过滤器装置，其特征在于，具有径向限定侧壁（16、17）的接收槽（15）布置在所述壳体部件（13）处，并且所述接收槽（15）跨过所述支撑项圈（6）接合。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的过滤器装置，其特征在于，所述壳体部件（13）的侧壁（16、17）径向地紧密密封地抵靠所述支撑项圈（6）的侧面放置，并且所述壳体部件（13）的所述侧壁（16、17）的所述端部面轴向定位在相对于支撑项圈（6）的一定间隔处。