CN109843411A - 尤其是用于气体过滤的圆形过滤元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种圆形过滤元件，其具有带有过滤介质体的空气过滤器，过滤介质体具有纵向延伸的横截形状，其中与过滤介质体的径向外置的外壁相邻地，并且与过滤介质体的端侧相邻地布置有密封承载件，密封承载件是密封元件的承载件，并且密封承载件在其周部的大部分上与过滤介质体的外壁具有恒定的径向间距，然而具有至少一个径向向内指向的凹部，所述凹部与过滤介质体的外壁具有减小的径向间距，其中密封承载件（14）中的至少一个凹部（31）位于过滤介质体（6）的纵向侧上。

Description

尤其是用于气体过滤的圆形过滤元件

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的尤其是用于气体过滤的圆形过滤元件。

背景技术

在WO 2012/110605 A1中描述了一种空气过滤元件，其具有纵向延伸的过滤介质体，过滤介质体径向地被待清洁的空气流过。过滤介质体的端侧分别被端盘流动密封地密封。过滤介质体构造为折叠过滤器，并且为了稳定化在其外侧具有由塑料材料构成的加强肋。过滤元件被径向地从内向外流过。

此外，由WO 2013 104791已知了一种过滤元件和过滤系统，其中过滤元件是矩形的扁平过滤元件，扁平过滤元件在其短侧相应具有两个布置在棱角区域中的凸耳，凸耳平行于长侧的延伸范围地、远离短侧地延伸。密封轮廓在此相应跟随凸耳的轮廓。此外，凸耳构造为使其没有在长侧的假想的延长部上延伸超过棱角。

发明内容

本发明的任务在于，利用简单设计的措施以如下方式构造一种具有纵向延伸的过滤介质体的圆形过滤元件，使在紧凑的尺寸中确保高的过滤效果。

该任务根据本发明利用权利要求1的特征解决。从属权利要求说明了适宜的改进方案。

根据本发明的圆形过滤元件优选用于气体过滤，例如用于尤其是在车辆的内燃机的进气道中对空气进行过滤。过滤元件具有环形闭合的过滤介质体，过滤介质体的壁体被待清洁的流体沿径向方向流过。过滤介质体包围内置的流体空间，该流动空间由过滤介质体的内壁限界。

有利地，待清洁的流体轴向地导入内置的流动空间中，从而过滤介质体的内壁形成初始侧。流体相对于过滤介质体的纵轴线径向从内向外穿过过滤介质体的壁体；过滤介质体的外侧相应形成纯净侧，通过纯净侧，已清洁的流体从过滤介质体的壁体排出。在备选的实施方案中，也可以径向地从外向内流过过滤介质体。

过滤介质体的轴向的端侧被端盘流动密封地遮盖。端盘具有与内置的流动空间连通的用于流体的轴向的流动引导的中心开口，对置的端盘相反地关闭地构造，并且轴向向外密封地封闭内置的流动空间。

适宜地，设有中心开口的端盘在其径向的内侧倒圆地构造，由此，初始空气流入过滤介质体中的内部空间中变得容易。在端盘的径向内侧的倒圆半径有利地大于在径向外侧的倒圆半径。在径向内侧的半径必要时很大地实施，使得半径在端侧上的开始还位于过滤介质体的轮廓内部。

圆形过滤元件和过滤介质体纵向延伸地构造，并且具有椭圆形或椭圆化的横截面形状。在椭圆化的横截面形状中，具有平行的纵向侧和半圆形的窄侧的横截面形状也是可能的。此外也考虑到凹形的或凸形的纵向侧，其具有径向向内指向的拱曲部或径向向外指向的拱曲部。优选地，过滤介质体的内壁和外壁相互同中心地延伸，从而过滤介质体具有恒定的径向厚度。

圆形过滤元件具有密封元件、尤其是环绕的密封圈，其布置在与端盘分离地构造的密封承载件上，并且与端盘相邻地、尤其是与初始空气侧的端盘相邻地布置，通过端盘，未清洁的流体导入内置的流动空间内。密封元件轴向地和径向地与相邻的、最近的端盘间隔开。通过密封元件流动密封地分离初始侧与纯净侧。基于密封承载件与端盘的分离的实施方案，端盘没有承受保持和密封力，保持和密封力通过密封元件和密封承载件在圆形过滤元件的装入情况下吸收。端盘因此保持不受保持和密封力的影响。基于密封元件和密封承载件相对于相邻的端盘的轴向和径向的间距，密封承载件和密封元件也与过滤介质体的纯净侧或外侧间隔开，从而流体可以顺利地从密封承载件和密封元件通过过滤介质体的纯净侧排出。密封承载件流体密封地构造，并且有利地流体密封地连接最近的端盘和密封元件。

密封承载件与相邻的、最近的端盘的端侧轴向地间隔开。轴向间距相对于过滤元件的整个轴向高度例如是轴向高度的最大30%、优选轴向高度的最大20%、或者轴向高度的最大10%。

密封承载件在其周部的大部分上与过滤介质体的外壁具有恒定的径向间距。相应地，密封承载件的外侧径向地凸出超过过滤介质体的外壁。密封承载件设有至少一个径向向内指向的凹部，其中断密封承载件与过滤介质体的外壁之间的恒定的径向间距，其中密封承载件在径向向内指向的凹部的区域中与过滤介质体的外壁具有减小的径向间距。密封承载件与过滤介质体的外壁之间的间距必要时可以减小为0，从而密封承载件在径向的凹部的区域中接触过滤介质体的外壁。但也考虑到大于0的间距，从而没有提供密封承载件在过滤介质体的外壁上的接触。

该实施方案具有如下优点，用于容纳过滤元件的过滤壳体在径向向内指向的凹部的区域中同样可以实施有减小的径向延伸范围。在凹部的区域中例如可以引导壳体侧的凸顶（Dom）、例如用于容纳螺钉的螺钉凸顶，通过螺钉，壳体盖可以与过滤基本壳体连接。过滤元件中的凹部相应能够实现过滤壳体构件在该区段中的减小的径向延伸范围。

径向向内指向的凹部的另外的优点是确定过滤元件在过滤壳体中的明确的装入位置的可能性。尤其是在仅一个凹部或者在周部上非对称分布的凹部的情况下，过滤元件可以仅在刚好一个限定的装入位置中安装到过滤壳体中。

有利地，用于容纳密封元件的容纳槽引入密封承载件中。容纳槽优选位于密封承载件的背对最近的、相邻的端盘的侧面上。容纳槽也跟随密封承载件的轮廓，并且在径向向内指向的凹部的区域中与过滤介质体的外壁具有减小的径向间距。尤其容纳槽的径向内置的、侧向的限界壁，有利地还有容纳槽的径向外置的限界壁跟随密封承载件的轮廓，并且相对于其他的区段与过滤介质体的外壁具有减小的径向间距。容纳槽尤其是在其整个长度上，即也在与过滤介质体的外壁的减小的径向间距的区域中具有恒定的槽宽度。

根据另外的适宜的实施方案，密封承载件中的至少一个凹部位于过滤介质体的纵向侧中的一个纵向侧上。必要时，在过滤介质体的两个纵向侧上分别可以设置凹部。在此不仅考虑到凹部的对称的、尤其是相对过滤元件的纵轴线对称地布置的定位，而且也考虑到非对称的布置。

根据另外的适宜的实施方案，仅密封壁设有被限界的径向的凹部，而过滤介质体然没有设有被限界的径向的凹部。相应地，过滤介质体的外壁在密封承载件的径向的凹部的区域中没有构造径向的收缩部。

根据优选的实施方案，密封承载件布置在支撑格栅上，支撑格栅（在从内向外流过时，如优选的那样）布置在过滤介质体的纯净侧。支撑格栅尤其是位于过滤介质体的外壁。考虑到支撑格栅和密封承载件的单件式的实施方案，它们优选构造为塑料构件。密封和保持力以及支撑力相应通过密封承载件和支撑格栅吸收，而使过滤介质体和端盘摆脱这些力。

根据另外的有利的实施方案，密封承载件构造为环绕的承载壁，其与过滤介质体的外置的周侧面间隔开地延伸。承载壁尤其是平行于过滤介质体的外置的周侧面地延伸，除了至少一个径向向内指向的凹部。

密封承载件有利地在装入位置中支撑在壳体构件上，例如过滤基本壳体中的内置的凸肩上，过滤基本壳体容纳过滤元件并且壳体盖可以放置到过滤基本壳体上。有利地，支撑格栅的至少一个端侧、必要时两个端侧嵌入端盘中。端盘优选由比支撑格栅和密封承载件更软的材料构成。

过滤介质体优选构造为具有许多过滤褶皱的折叠过滤器。过滤褶皱优选沿径向方向或近似沿径向方向延伸，并且因此沿流过方向延伸，并且同时轴向地在过滤介质体的两个端侧之间延伸。折叠过滤器环形闭合地构造。

尤其是刚好一个构造为圆形过滤器的过滤介质体布置在过滤元件中。

根据另外的有利的实施方案，圆形过滤元件具有沿轴向变小的横截面形状，从而圆形过滤元件在第一端盘的区域中的外周部与圆形过滤元件在对置的第二端盘的区域中的外周部相比是不一样大的。在两个端盘的区域中，圆形过滤元件相应具有椭圆形的或椭圆化的横截面形状。

在圆形过滤元件的变小的横截面形状中，端盘可以在具有更小的外周部的端侧上闭合地构造，并且轴向地封闭内置的流动空间，相反地，对置的端盘在更大的外周部上具有用于将流体导入到内置的流动空间中的流动开口。

如下实施方案也是可能的是，在这些实施方案中，端盘在具有更大的外周部的端侧上闭合地构造，并且轴向地封闭内置的流动空间，并且对置的端盘在更小的外周部上具有用于将流体导入到内置的流动空间中的流动开口。

在端面上、尤其是在密封承载件的上侧，可以必要时有利地与端面轴向间隔开地成形有凸起部。这些凸起部具有公差补偿的功能并且可以补偿密封承载件与用于放置壳体盖的和/或放置到过滤基本壳体中的凸肩上的平坦的面的偏差。凸起部例如棒形地构造，并且平行于密封承载件的侧壁；棒形的凸起部例如沿径向方向延伸。在装入位置中，凸起部挤压到壳体构件的材料中，并且由此补偿公差偏差。

根据另外的适宜的实施方案，其优选涉及具有沿轴向变小的横截面形状的圆形过滤元件，更小的端盘具有径向凸出的支撑凸块。有利地，支撑凸块与对置的端盘或对置的密封件的内轮廓或外轮廓相比沿径向方向没有更远地凸出。然而也可以设置稍微的凸出，以便实现特别强的压紧。密封承载件和/或密封元件的内轮廓有利地沿径向方向基本上沿更大的端盘的外周部延伸。

支撑凸块优选位于纵向侧，并且尤其是布置在端盘上，优选布置在更小的端盘上，尤其是与端盘单件式地构造并且成形在其上。但也可能的是，附加地在窄侧，一个或多个凸块布置在端盘上。凸块沿径向方向凸出超过端盘，并且在装入状态下将圆形过滤元件支撑在容纳用的过滤壳体上。

本发明的另外的方面涉及一种过滤装置，其具有之前描述的圆形过滤元件和用于容纳圆形过滤元件的过滤壳体。壳体盖尤其是也属于过滤壳体，壳体盖可以放置到过滤基本壳体上，以便封闭过滤基本壳体内的容纳空间，过滤元件安装到过滤基本壳体内。在过滤基本壳体上和/或在壳体盖上可以布置与凹部相对应的径向的收缩部。在壳体侧的收缩部的区域中例如存在用于容纳螺钉的螺钉凸顶，通过螺钉，壳体盖与过滤基本壳体旋接。

根据另外的有利的实施方案，在壳体盖的内侧布置有优选剑形的流动引导肋，其支持、尤其是即使在非对称的或非平行的流动情况下也支持将流体流导入内置的流动空间内并且支持在过滤流体时过滤元件的均匀的颗粒负载。未清洁的流体优选从外部径向朝过滤介质体的方向引导，并且而后撞击到壳体盖的内侧上的流动引导肋上，流动引导肋影响撞击的流体流，例如分为两部分地引导，和/或轴向地沿过滤介质体中的内置的流动空间的方向引导。

考虑到流动引导肋的不同的实施方案。流动引导肋要么是直线形的，并且在一个平面内构造，或者根据备选的实施方案弯曲地实施。流动引导肋可以在直线形的实施方案中沿过滤元件的轴向延伸，从而流动引导肋的壁侧平行于过滤元件的纵轴线地延伸。

流动引导肋可以伸入流动开口中，流动开口引入圆形过滤元件的端盘中，通过端盘，未清洁的流体导入过滤介质体中的内置的流动空间中。

根据另外的适宜的实施方案，侧向的、沿径向方向指向的流入开口引入壳体盖中，未清洁的流体通过流入开口径向流入。流动引导肋可以与流入开口相邻地布置在壳体盖中。流动引导肋可以以如下方式定位，使流动引导肋的端侧面对壳体盖中的流入开口。通过壳体盖径向引领的流体流动撞击到流动引导肋上，并且得到朝过滤介质体中的内置的流动空间的方向的偏转。流动引导肋和流入开口可以至少近似平行地取向。

有利地，用于待引领的流体的侧向的流入开口也引入过滤壳体的过滤基本壳体中，其中过滤基本壳体中的流入开口和壳体盖中的侧向的流入开口在安装状态下相互重叠，并且形成用于引领的流体的贯通的流动路径。

根据另外的适宜的实施方案，侧向的、优选沿径向方向指向的流出开口引入过滤基本壳体中，已清洁的流体通过流出开口流出。可能适宜的是，流出开口至少近似平行于流入开口地以及平行于流动引导肋地取向。

根据另外的适宜的实施方案，过滤元件在装入状态下轴向稍微凸出超过过滤基本壳体的端侧，由此，例如为了维护目的从过滤基本壳体取出过滤元件变得容易。具有密封元件的密封承载件与过滤元件的凸出的端侧相隔很小的轴向间距，并且提供过滤元件的外置的区段与过滤元件的内置的容纳在过滤基本壳体内的区段之间的流动密封的分离。

附图说明

另外的优点和适宜的实施方案从另外的权利要求、附图描述和附图中得到。其中：

图1以分解图示出了用于气体过滤的过滤装置，其具有过滤基本壳体、过滤元件和壳体盖；

图2以放大的单个图示出了过滤元件，其具有与端盘相邻的环绕的密封承载件，其中径向向内指向的凹部引入到密封承载件中；

图3示出了从下方看过滤元件的视图，过滤元件具有两个布置在对置的纵向侧的凹部；

图4示出了纵向穿过过滤元件的截面图；并且

图5示出了从上方看具有装入的过滤元件的过滤基本壳体的视图。

在所有附图中，相同的构件设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了过滤装置1，其优选用于气体过滤、尤其是用于在内燃机的进气道中的空气过滤。过滤装置1包括由过滤基本壳体3和壳体盖4组成的过滤壳体2和过滤元件5，过滤元件可以安装到过滤基本壳体3中。壳体盖4封闭过滤基本壳体内的用于容纳过滤元件5的容纳空间。

如从图1和2看到的那样，过滤元件5装备有过滤介质体6，在过滤介质体上发生对待清洁的流体的过滤。过滤元件5构造为圆形过滤元件，相应地，过滤介质体6也构造为圆形元件，圆形元件包围内置的流动空间7，待清洁的流体导入流动空间中。流体相对于过滤元件5和过滤装置1（图1）的纵轴线8轴向地导入流动空间7内。随后，流体径向从内向外流过过滤介质体6的壁体。相应地，过滤介质体6的内壁形成初始侧，并且外壁形成纯净侧。

过滤元件5和过滤介质体6具有明显椭圆化的、纵向延伸的形状，其具有两个平行延伸的纵向侧和半圆形的窄侧。此外，过滤元件5相对于其高度具有锥形的基本形状，其中过滤元件5的轴向对置的端侧不一样大地构造，并且具有不一样大的外周部。过滤介质体6的轴向端侧被各一个端盘9、10流动密封地遮盖，其中端盘9在过滤元件5的更大的端侧敞开地构造，并且具有流动开口11，通过流动开口，初始流体可以流入内置的流动空间7内。相反地，如从图3看到的那样，对置的端盘10关闭地构造，从而内置的流动空间7在该侧也被轴向封闭。

在关闭地构造的端盘10上成形有凸块12，其径向向外延伸，并且在纵向侧与窄侧相邻地定位。与端盘10单件式地构造的凸块12将过滤元件5在安装状态下支撑在过滤基本壳体3上。与对置的更大的端盘9相比，凸块12没有沿径向方向更远地凸出。

在过滤介质体6的外壁上存在支撑格栅13，其尤其是由塑料制成并且相对端盘9和10单独地构造。支撑格栅13将过滤介质体沿径向方向支撑在其外壁上。基于过滤介质体6从内向外的径向流过，在过滤介质体中形成向外指向的压力，该压力被支撑格栅13吸收。这确保的是，过滤介质体6不会由于流过过滤介质体的流体的压力变形。

与端盘9相邻地存在密封承载件14，用于导入初始流体的流动开口11引入端盘中，密封承载件是密封元件15的承载件。密封承载件14构造为环绕的承载壁，其位于与纵轴线8正交的平面内，并且优选与支撑格栅13单件式地实施。密封承载件14与位于上方的端盘9以很小的轴向间距布置并且与位于下方的端盘10以明显更大的轴向间距布置。密封承载件14的外周部具有比过滤介质体6的外壁更大的径向延伸范围。

密封元件15构造为密封圈，其优选在背对相邻的端盘9的侧面上安装到承载壁14的端侧中的容纳槽中。密封元件15背对最近的端盘9，并且面对对置的端盘10，并且在安装状态中位于容纳用的过滤基本壳体3的内壁上的环绕的凸肩16上（图1）。凸肩16与过滤基本壳体3的上方的端部棱边在轴向上间隔开。

如从图3看到的那样，在密封承载件14的背对端盘9的下侧存在环绕的容纳槽30，其用于容纳密封元件。在组装好的状态下，在容纳槽30内的密封元件位于容纳用的过滤基本壳体3的内壁上的凸肩16上，并且分离初始侧和纯净侧。容纳槽30在其长度上具有恒定的槽宽度。

如在图1至5中示出的那样，径向向内指向的凹部31引入密封承载件14中，凹部相对于密封承载件14的另外的区段具有减小的径向延伸范围。根据图3和5，在过滤元件5的两个对置的纵向侧布置有这种径向的凹部31。两个径向的凹部31相对于过滤元件的纵轴线8镜像对称地定位。

凹部31以如下方式实施，使与过滤介质体6的外壁的径向间距减小，其中该间距必要时可以减小为零，从而密封承载件14接触过滤介质体6的外壁。过滤介质体6不具有这种径向的凹部或收缩部，而是在密封承载件14的凹部31的区域中是平整壁的，并且构造为没有径向的窄部。凹部31以如下方式形成，使容纳用于密封元件的容纳槽30的密封承载件14的径向凸出超过过滤介质体6的外壁的部分在其径向凸出中减小。用于限界容纳槽30的内部的和外部的限界壁在径向的凹部的区域中同中心延伸地构造，从而槽宽度也在径向的凹部31的区域中保持恒定。

如从图1结合图5看到的那样，径向的凹部31能够实现的是，在过滤基本壳体3上的螺钉凸顶32在凹部31的区域中具有比其他的螺钉凸顶33更小的径向间距，其中螺钉凸顶32、33用于容纳壳体盖4上的螺钉34（图1）。螺钉34同样布置在成形在壳体盖4上的凸顶中；具有配属于过滤基本壳体3上的螺钉凸顶32的螺钉34的凸顶和螺钉凸顶32一样可以以更小的径向间距布置。

侧向的流入开口19（图1、5）引入壳体盖4中，通过流入开口，初始流体可以径向地流入过滤装置中。壳体盖4中的流入开口19与另外的流入开口20相对应，另外的流入开口引入过滤基本壳体3中。在壳体盖4已放置的情况下，流入开口19和20相互重叠，从而形成用于初始流体的贯通的流动路径。

在过滤基本壳体3上存在侧向的、径向的流出开口21，用以导出已清洁的流体。一方面流入开口19和20以及另一方面流出开口21的流动纵轴线至少近似平行地延伸。

如从图3看到的那样，在下方的端盘10上，在轴向背对内置的流动空间7的一侧，居中地成形有环形的支撑件24，利用该支撑件，过滤元件5可以放置到壳体侧的支撑凸顶上。支撑凸顶位于过滤基本壳体3的底部上。环形的支撑件24具有纵向延伸的横截面形状。

如从图4和5看到的那样，在过滤元件5的底部区域中，与下方的端盘10相邻地存在成形体22，成形体尤其是与支撑格栅13单件式地构造。成形体22轴向地伸入过滤介质体6中的内置的流动空间7内，并且提供实施为折叠过滤器的过滤介质体6的稳定化。成形体22朝其敞开的端侧楔形地变小，并且在中间区域中具有下降的凸顶，其伸入下方的端盘10中。成形体22的径向外置的区段也伸入端盘10中，由此实现成形体22与下方的端盘10之间的固定连接。成形体22至少基本上直线地构造，并且沿过滤介质体6的纵向方向延伸。成形体22的径向外置的区段与支撑格栅13连接，从而支撑力和保持力由成形体22吸收，并且使下方的端盘10去负荷。

Claims (9)

1.一种尤其是用于气体过滤的例如用于空气过滤器的圆形过滤元件，其具有过滤介质体（6），所述过滤介质体的壁体能够被待清洁的流体相对于过滤介质体（6）的纵轴线（8）沿径向方向流过，其中过滤介质体（6）具有纵向延伸的横截面形状，其特征在于，与过滤介质体（6）的径向外置的外壁相邻地，并且与过滤介质体（6）的端侧相邻地布置有密封承载件（14），所述密封承载件是密封元件（15）的承载件，并且密封承载件在其周部的大部分上与过滤介质体（6）的外壁具有恒定的径向间距，然而具有至少一个径向向内指向的凹部（31），所述凹部与过滤介质体（6）的外壁具有减小的径向间距，其中密封承载件（14）中的至少一个凹部（31）位于过滤介质体（6）的纵向侧上。

2.根据权利要求1所述的圆形过滤元件，其特征在于，用于容纳密封元件（15）的容纳槽（30）引入密封承载件（14）中，其中容纳槽（30）在径向向内指向的凹部（31）的区域中与过滤介质体（6）的外壁具有减小的径向间距。

3.根据权利要求2所述的圆形过滤元件，其特征在于，密封承载件（14）中的凹部（31）分别位于过滤介质体（6）的两个纵向侧上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的圆形过滤元件，其特征在于，过滤介质体（6）的外壁在密封承载件（14）的凹部（31）的区域中没有构造径向的收缩部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的圆形过滤元件，其特征在于，过滤介质体（6）的横截面从一个端侧朝对置的端侧变小。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的圆形过滤元件，其特征在于，在过滤介质体（6）的侧壁上、尤其是在过滤介质体（6）的外壁上布置有支撑架。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的圆形过滤元件，其特征在于，过滤介质体（6）构造为折叠过滤器，折叠过滤器的过滤褶皱至少近似沿流过方向延伸。

8.一种过滤装置，其具有根据权利要求1至7中任一项所述的圆形过滤元件和用于容纳圆形过滤元件的过滤壳体（2）。

9.根据权利要求8所述的过滤装置，其特征在于，过滤基本壳体（3）与过滤壳体（2）的能放置的壳体盖（4）之间的连接元件引导通过过滤介质体（6）中的径向向内指向的凹部（31）。