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Die
Erfindung betrifft ein Filterelement für einen Luftfilter einer Brennkraftmaschine
der in den im Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 7 angegebenen Art.
Darüber
hinaus betrifft die Erfindung einen derartigen Luftfilter für eine Brennkraftmaschine.
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Aus
der Serienfertigung von Brennkraftmaschinen sind Filterelemente
bekannt, welche an einem im Wesentlichen zweiteiligen Luftsammelgehäuse für Rohluft
anordnenbar sind und eine in ihrer Grundkontur etwa zylinderförmige Filterpatrone
umfassen, welche aus einem Filtervlies oder dergleichen Filtermedium
besteht. An einer der beiden Stirnseiten der Filterpatrone wird
dabei üblicherweise
ein von der Filterpatrone separates Deckelteil unter Vermittlung
eines Dichtungsschaumteils angeordnet. Zur Abdichtung der Verbindung
muss dabei üblicherweise
das Deckelteil mit der Filterpatrone vorgespannt werden, was relativ
aufwendig ist. Das besagte Dichtungsschaumteil ist zudem äußerst kostenintensiv
und darüber
hinaus schwer recycelbar.
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An
dem Deckelteil kann ein separates Messrohr einer Luftmasseneinrichtung
für einen
Reinluftstrom festgelegt werden. Hierzu ist dem Deckelteil üblicherweise
ein entsprechender Flansch zugeordnet, an welchem das Messrohr – unter
Vermittlung eines Dichtungsrings – angeschraubt ist. Fest in
das Messrohr integriert ist dabei eine Luftmassenmesseinrichtung,
mittels welcher der Reinluftstrom ermittelt werden kann. Es ist
ersichtlich, dass diese Verbindung des Messrohrs mit dem Deckelteil
relativ kostenintensiv ist.
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Soll
nun das Filterelement gemäß dem Stand der
Technik ausgewechselt werden, so wird das Messrohr bzw. die daran
festgelegte Luftmassenmesseinrichtung vom korrespondierenden Flansch des
filterpatronenseitigen Deckelteils entfernt. Im Anschluss daran
kann die Filterpatrone, welche ihre Lebensdauer erreicht hat, durch
eine neue ausgetauscht werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Filterelement sowie
einen Luftfilter der eingangs genannten Art zu schaffen, welche
kostengünstiger
herstellbar sind.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Filterelement sowie einen Luftfilter mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 7
und 10 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen
der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Um
ein Filterelement zu schaffen, welches kostengünstiger herstellbar ist, ist
es gemäß Anspruch
1 vorgesehen, dass der Reinluftkanal, und insbesondere das Messrohr
der Luftmassenmesseinrichtung als dem Deckelteil zugeordnetes Wechselteil
der Filterpatrone ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist es demzufolge
im Unterschied zum bislang bekannten Stand der Technik, bei welchem
lediglich die Filterpatrone gewechselt worden ist, ist es vorliegend
nunmehr möglich,
zusätzlich
zu der Filterpatrone auch das Deckelteil und das Messrohr der Luftmassenmesseinrichtung
mit auszutauschen. Da nunmehr das Messrohr dem Deckelteil zugeordnet ist,
kann beispielsweise auf die bislang erforderliche Ringdichtung und
die Verbindungsmittel zwischen dem Messrohr und dem Deckelteil der
Filterpatrone verzichtet werden. Da gerade diese Bauteile sehr kostenintensiv
sind, ergeben sich hierdurch die gewünschten, aufgabengemäß geforderten
Herstellungsvorteile.
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Der
Reinluftkanal bzw. das Messrohr der Luftmassenmesseinrichtung ist
dabei bevorzugt einstückig
mit dem korrespondierenden Deckelteil an der Stirnseite der Filterpatrone
ausgebildet. Gleichfalls wäre
es unter Umständen
jedoch auch denkbar, das Messrohr und das Deckelteil separat auszubilden
und beispielsweise über
eine einfache, aber dennoch zumindest annähernd bzw. relativ dichte Verbindung
zusammenzufügen.
Eine derartige Verbindung könnte
beispielsweise eine Rastverbindung umfassen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft
gezeigt, wenn der Reinluftkanal bzw. das Messrohr der Luftmassenmesseinrichtung
und das Deckelteil aus einem Kunststoff hergestellt sind. Insbesondere
bei der einstückigen
Ausgestaltung des Reinluftkanals bzw. des Messrohrs und des korrespondierenden
Deckelteils kann somit ein einfaches Wechselteil geschaffen werden,
welches beispielsweise gemeinsam mit der Filterpatrone ausgetauscht
und entsorgt werden kann.
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Als
weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Messrohr eine Einstecköffnung zur
wechselbaren Befestigung der Luftmassenmesseinrichtung aufweist.
Auf diese Weise kann die Luftmassenmesseinrichtung auf einfache
am Messrohr festgelegt bzw. abgenommen werden, falls die Filterpatrone
ausgetauscht werden soll.
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Um
eine besonders einfache Festlegung der Luftmassenmesseinrichtung
im Bereich der Einstecköffnung
zu erzielen, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zudem
vorgesehen, dass an dem Messrohr eine Gewindeaufnahme vorgesehen
ist, in welche eine Schraube zur lösbaren Festlegung der Luftmassenmesseinrichtung
einschraubbar ist. Es ist klar, dass anstelle der Gewindeaufnahme
auch andere Aufnahmen oder dergleichen, beispielsweise ein Gewindebolzen,
vorgesehen sein könnten,
welche eine einfache Festlegung der Luftmassenmesseinrichtung am
Messrohr ermöglichen.
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In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform
ist an beiden Stirnseiten der Filterpatrone jeweils ein Deckelteil
fest angeordnet, wobei die Deckelteile an jeweils korrespondierenden
Gehäusewänden des
Luftsammelgehäuses
anordnenbar sind. Hierdurch kann die Filterpatrone in besonders
vorteilhafter Weise zusätzlich
zur Aussteifung des Luftsammelgehäuses herangezogen werden.
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Um
ein Filterelement zu schaffen, welches kostengünstiger herstellbar ist, ist
es gemäß Anspruch
7 vorgesehen, dass das Deckelteil fest mit der Filterpatrone – beispielsweise über eine
Klebverbindung – verbunden
ist. Im Unterschied zum bisherigen Stand der Technik, bei welchem
an der Stirnseiten der Filterpatrone ein von dieser separates Deckelteil unter
Vermittlung eines Dichtungsschaumteils angeordnet wird, ist es somit
vorliegend vorgesehen, das Deckelteil unmittelbar mit der Filterpatrone
zu verbinden. Somit ist eine bislang übliche Abdichtung der Verbindung
des Deckelteils mit der Filterpatrone durch eine entsprechende Verspannung
nicht mehr erforderlich, was die Herstellung und insbesondere die
Montage deutlich vereinfacht. Zudem kann somit auf das besagte Dichtungsschaumteil
zwischen dem Deckelteil und der Filterpatrone, welches äußerst kostenintensiv
und darüber
hinaus schwer recycelbar ist, verzichtet werden.
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Ein
weiterer Vorteil der Befestigung des Deckelteils an der Filterpatrone
ist es, dass die Folterpatrone somit auf einfache Weise über das
Deckelelement an dem Luftsammelgehäuse festgelegt werden kann.
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Die
vorstehend im Zusammenhang mit den Filterelementen beschriebenen
Vorteile gelten in ebensolcher Weise für den Luftfilter gemäß Patentanspruch
10.
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Dieser
zeichnet sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung insbesondere
dadurch aus, dass das Deckelteils an einer umlaufenden Schlitzaufnahme
einer korrespondierenden Gehäusewand
des Luftsammelgehäuses
festgelegt ist. Durch die mit dem Deckelteil zusammenwirkende Schlitzaufnahme ist
somit eine einfache Möglichkeit
zur Halterung der Filterpatrone innerhalb des Luftsammelgehäuses geschaffen.
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Im
Bereich der Schlitzaufnahme ist dabei in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung vorzugsweise eine Labyrinthdichtung vorgesehen, so
dass der der Filterpatrone vorgeschaltete Rohluftbereich zumindest
innerhalb bestimmter Grenzen bzw. annähernd luftdicht gestaltet werden
kann.
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Schließlich hat
es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Luftmassenmesseinrichtung
ein Dichtungselement umfasst, mittels welchem diese im Wesentlichen
dicht an der korrespondierenden Einstecköffnung des Messrohrs positionierbar
ist. Somit ergibt sich insgesamt eine Abdichtung zwischen der Luftmassenmesseinrichtung
und dem Messrohr, welche auch nach dem Austausch der Filterpatrone
mit dem Deckelteil und dem Messrohr wieder verwendbar ist.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine
schematische Perspektivansicht auf einen Luftfilter für eine Brennkraftmaschine
mit einem zweiteiligen Luftsammelgehäuse, an bzw. innerhalb welchem
zwei Filterelemente angeordnet sind, wobei jedes Filterelement ein
Deckelteil an einer Stirnseite der jeweiligen Filterpatrone umfasst,
an welcher ein korrespondierendes Messrohr einer Luftmassenmesseinrichtung
unter Vermittlung einer Ringdichtung anschraubbar ist;
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2 eine
schematische und ausschnittsweise Perspektivansicht auf ein an bzw.
innerhalb des zweiteiligen Luftsammelgehäuses angeordnetes Filterelement
gemäß der Erfindung,
wobei das Messrohr der Luftmassenmesseinrichtung als Wechselteil ausgebildet
ist, welches gemeinsam mit dem an der korrespondierenden Stirnseite
der Filterpatrone angeordneten Deckelteil sowie gemeinsam mit der
Filterpatrone austauschbar ist, und wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel
das Messrohr und das Deckelteil als einstückiges Kunststoffteil gestaltet
sind; und in
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3 eine
schematische und ausschnittsweise, leicht perspektivische Draufsicht
auf das an bzw. innerhalb einer Unterschale des Luftsammelgehäuses angeordnete
Filterelement gemäß 2, wobei
ein weiteres Deckelteil auf der dem Messrohr abgewandten Stirnseite
der Filterpatrone erkennbar ist, und wobei die beiden Deckelteile
an jeweils korrespondierenden Gehäusewänden der Unterschalte bzw.
des Luftsammelgehäuses
angeordnet bzw. abgestützt
sind.
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1 zeigt
in einer schematischen Perspektivansicht einen Luftfilter für eine Brennkraftmaschine eines
Personenkraftwagens, welcher ein im Wesentlichen aus einer Oberschale 10 und
einer Unterschale 12 bestehendes Luftsammelgehäuse 14 umfasst. Die
Oberschale 10 und die Unterschale 12 sind vorliegend
der Übersichtlichkeit
halber in nicht verbundenem Zustand dargestellt. Die Verbindung
der Oberschale 10 und der Unterschale 12 erfolgt über eine
Mehrzahl von dicht dargestellten Schraubverbindungen, welcher jeweilige
Flansche der Ober- bzw. Unterschale 10, 12 miteinander
verbinden. Im Bereich der Unterschale 12 sind dabei zwei
Lufteinlässe
erkennbar, über
welche Rohluft in das Luftsammelgehäuse 14 gelangen kann.
Der gesamte durch das Luftsammelgehäuse 14 begrenzte Innenraum
ist dabei als Rohluftbereich des Luftfilters gestaltet.
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Die über die
Lufteinlässe 20 in
das Luftsammelgehäuse 14 gelangende
Rohluft ist vorliegend mittels von zwei Filterelementen 22 zu
reinigen. Jedes Filterelement 22 umfasst eine Filterpatrone 24, welche
im Wesentlichen zylinderförmig
gestaltet ist und vorliegend aus einem entsprechend gefalteten Filtervlies
oder dergleichen Filtermedium besteht.
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An
der Stirnseite der jeweiligen Filterpatrone 14 ist ein
Deckelteil 26 angeordnet, welches einen gegenüber der
Filterpatrone 24 vergrößerten Querschnitt
aufweist. Das Deckelteil 26 ist vorliegend über eine
Fügverbindung,
insbesondere eine Klebverbindung, fest mit der Filterpatrone 24 verbunden.
Dabei durchragt die jeweilige Filterpatrone 24 das Luftsammelgehäuse 14 im
Bereich einer Öffnung 28,
welche durch jeweilige halbkreisförmige Öffnungen innerhalb der Oberschale 10 bzw.
der Unterschale 12 gebildet ist. Mittels des im Querschnitt
vergrößerten Deckelteils 26 ist
die Filterpatrone 24 dabei an bzw. großteils innerhalb des Luftsammelgehäuses 14 anordnenbar.
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Bei
den in 1 ausgebildeten Filterelementen 22 ist
es vorgesehen, dass das jeweilige stirnseitige Deckelteil 26 einen
Flansch 30 umfasst, an welchem ein Reinluftkanal in Form
eines Messrohrs 32 einer Luftmassenmesseinrichtung 34 über nicht
weiter dargestellte Schraubverbindungen lösbar festlegbar ist. Zwischen
dem Flansch 30 des jeweiligen Deckelteils 26 und
dem zugeordneten Messrohr 32 ist dabei eine Ringdichtung 36 vorgesehen.
Bei Luftfiltern, welchen keine Luftmassenmesseinrichtung 34 zugeordnet
ist, ist das Messrohr 32 lediglich als Reinluftkanal gestaltet.
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Die
in das Luftsammelgehäuse 14 gelangende
Rohluft wird demnach in die Filterpatronen 24 eingesaugt,
welche beispielsweise vorliegend in einem zentralen Bereich hohl
gestaltet sind. Die so gewonnene Reinluft gelangt durch das mit
einer zentralen Öffnung 36 versehene
Deckelteil 26 in das Messrohr 32, und von dort
aus zu einem nicht erkennbaren Ansaugkrümmer der Brennkraftmaschine.
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Anhand
der 2 und 3 soll nun im Folgenden ein
Filterelement 38 sowie ein Luftfilter insgesamt nach einer
weiteren Ausführungsform
erläutert werden.
Die zur Ausgestaltungsform gemäß 1 identischen
Bauteile, welche insbesondere das Luftsammelgehäuse 14 betreffen,
sind dabei in ihrer jeweiligen Bezugszeichnung unverändert fortgeführt.
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In 2 ist
in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht eines der beiden Filterelemente 38 dargestellt,
welche in das Luftsammelgehäuse 14 eingesetzt
sind. Dieses Filterelement 38 ist in 3 in
einer schematischen und leicht perspektivischen Draufsicht erkennbar
und vorliegend – bei
weggelassener Oberschale 10 – in die Unterschale 12 des Luftsammelgehäuses 14 eingesetzt.
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Insbesondere
aus 3 ist erkennbar, dass an beiden Stirnseiten der
korrespondierenden Filterpatrone 24 jeweils ein Deckelteil 40, 42 vorgesehen ist,
wobei insbesondere das einem Messrohr 44 zugeordnete Deckelteil 40 – wie analog
in 1 bereits erläutert – im Querschnitt
wiederum größer gestaltet ist,
als die korrespondierende Filterpatrone 24. Die Filterpatrone 24 selbst
ist analog zu denjenigen gemäß 1 ausgebildet.
Das auf der dem Deckelteil 40 abgewandten Stirnseite der
Filterpatrone 24 angeordnete weitere Deckelteil 42 ist
hingegen vorliegend im Wesentlichen an den Querschnitt der Filterpatrone 24 angepasst.
Beide Deckelteile 40, 42 sind wiederum fest mit
der Filterpatrone 24 verbunden.
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Aus 2 ist
erkennbar, dass das Deckelteil 40 und das Messrohr 44 – im Unterschied
zur Gestaltung gemäß 1 – einteilig
ausgebildet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bestehen das
Deckelteil 40 und das Messrohr 44 – wie auch
in 1 – aus
einem einfach herstellbaren Kunststoff. Bei einem Wechsel der Filterpatrone 24 werden
somit sowohl das Deckelteil 40 wie auch das Messrohr 44 mit ausgetauscht.
Mit anderen Worten ist somit das Messrohr 44 als Wechselteil
gestaltet, welches gemeinsam mit den Deckelteilen 40, 42 mit
der Filterpatrone 24 ausgetauscht wird, falls diese ihre
Lebensdauer erreicht hat.
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Damit
das Messrohr 44 und das Deckelteil 40 gemeinsam
mit der Filterpatrone 24 entfernt werden können, muss
eine korrespondierende Luftmassenmesseinrichtung 46 entsprechend
abgenommen bzw. entfernt werden können. Insbesondere aus 2 ist
erkennbar, dass hierzu innerhalb des Messrohrs 44 eine
Einstecköffnung 48 ausgespart
ist, welche in ihrer Form an den Querschnitt der Luftmassenmesseinrichtung 46 angepasst
ist. Des Weiteren umfasst das Messrohr 44 eine in 3 erkennbare,
angeformte Gewindeaufnahme 50, so dass die Luftmassenmesseinrichtung 46 über eine
Schraube 52 lösbar
in ihrer eingesteckten Stellung positioniert werden kann. Somit
muss einfach die Schraube 52 gelöst und die Luftmassenmesseinrichtung 46 aus der
Einstiegöffnung 48 herausgezogen
werden, wenn das Filterelement 38 gewechselt werden soll.
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Es
ist klar, dass das Deckelteil 40 in einem zentralen Bereich
wiederum eine vorzugsweise an den Durchmesser des Messrohrs 44 angepasste Öffnung aufweist,
so dass der im Bereich der Filterpatrone 24 gereinigte
Reinluftstrom entsprechen in Richtung des Ansaugtrakts der Brennkraftmaschine
gelangen kann.
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Aus
den 2 und 3 ist als weiterer Grundgedanke
der vorliegenden Ausführungsformen erkennbar,
dass nämlich
das Deckelteil 40 in eine Schlitzaufnahme 54 des
Luftsammelgehäuses 14 einsteckbar
ist, welche umlaufend ausgebildet ist. Dies wird insbesondere dadurch
ermöglicht,
dass das Deckelteil 40 fest mit der Filterpatrone 24 verbunden
ist. Hierdurch kann die Filterpatrone 24 über das Deckelelement 24 am
Luftsammelgehäuse 14 festgelegt
werden. Darüber
hinaus ist insbesondere aus 3 erkennbar,
dass im Bereich der Schlitzaufnahme 54 eine Labyrinthdichtung 56 eingeformt
ist, so dass der Rohluftbereich innerhalb des Luftsammelgehäuses 14 in
gewissen Grenzen abgedichtet ist. Zwischen der Oberschale 10 und
der Unterschale 12 des Luftsammelgehäuses 14 ist zudem
eine Dichtung 58 vorgesehen.
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Insgesamt
ist insbesondere aus 3 erkennbar, dass die Filterpatrone 24 in
ihrer Länge
an die Breite des Luftsammelgehäuses 14 angepasst ist.
Demzufolge liegt das weitere Deckelteil 42 an der korrespondierenden
Gehäusewand
des Luftsammelgehäuses 14 an.
Hierdurch wird über
das jeweilige Filterelement 38 eine zusätzliche Aussteifung des Luftsammelgehäuses 14 erreicht.
Das weitere Deckelteil 42 kann sich dabei in einer einfachen
Ausführungsform
lediglich an der korrespondierenden Gehäusewand des Luftsammelgehäuses 14 abstützen. Gleichfalls
wäre es
auch denkbar, dass die korrespondierende Gehäusewand eine entsprechende
Aufnahme besitzt, um eine beispielsweise formschlüssige Anordnung
des weiteren Deckelteils 42 – analog zur Anordnung des
Deckelteils 40 – zu
schaffen.
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Schließlich ist
insbesondere aus 3 erkennbar, dass die Luftmassenmesseinrichtung 46 ein Dichtungselement 60 umfasst,
mittels welchem die Luftmassenmesseinrichtung 46 im Wesentlichen dicht
an der korrespondierenden Einstecköffnung 48 des Messrohrs 44 positionierbar
ist. Beim Herausziehen der Luftmassenmesseinrichtung 46 verbleibt
dieses Dichtungselement 60 an der Luftmassenmesseinrichtung 46 und
kann somit auch nach dem Austausch das Filterelement 38 wieder
verwendet werden.
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Insgesamt
ist aus den Figuren somit erkennbar, dass in den Filterelementen 22, 38 vorliegen zwei
Grundgedanken enthalten sind, welche auch separat voneinander zum
Einsatz kommen können. Der
eine Grundgedanke betrifft die Ausgestaltung des Filterelements 38 mit
dem als Wechselteil ausgebildeten, dem Deckelteil 40 der
Filterpatrone 24 zugeordneten Reinluftkanal bzw.
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Messrohr 44.
Der andere Grundgedanke betrifft die Ausgestaltung des Filterelements 22, 38 mit dem
fest mit der Filterpatrone 24 verbunden Deckelteil 26, 40.