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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Filtereinrichtung entsprechend dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus
dem Dokument
WO 01/91884
A1 ist eine zur Filtration der Ansaugluft einer Verbrennungskraftmaschine
bestimmte Filtereinrichtung bestehend aus einem Gehäuse
und einem diese auf einer Seite schließenden Gehäusedeckel
bekannt. Das Gehäuse ist an seinem einen Ende mit einem Rohlufteinlassstutzen
und an seinem anderen dem gegenüberliegenden Ende mit einem
Reinluftauslassstutzen ausgerüstet, wobei innerhalb desselben ein
global ringzylinderartiger, zum radialen Durchströmen eingerichteter
Filtereinsatz austauschbar aufgenommen ist. Der Filtereinsatz ist
an seinen beiden einander axial gegenüberliegenden Enden
durch Endscheiben gekennzeichnet, deren eine, dem Rohlufteinlassstutzen
zugekehrte Endscheibe mit einem zentral angeordneten Führungsansatz
versehen ist, der in einen gehäusefesten Führungszylinder
axial mit Hinblick auf einen axialen Toleranzausgleich verschiebbar
aufgenommen ist, wohingegen an der dem Reinluftauslassstutzen zugekehrten
Endscheibe ein Dichtring angeformt ist, der zur dichtenden Anlage
an dem Reinluftauslassstutzen bestimmt ist. An letztgenannter Endscheibe
ist eine, in einer gehäusefesten Stützwand radial
abgestützte Auskragung angeformt, wobei mittels eines an
dem Deckel angeformten Spannkeiles, der in der Schließstellung
in den Zwischenraum zwischen einander zugekehrten Seiten der Stützwand
und der Auskragung eingreift, eine den Dichtring gegen die genannte
Dichtfläche pressende Axialkraft darstellbar ist.
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Mit
dieser bekannten Filtereinrichtung soll unter anderem auch unter
beengten Einbauverhältnissen ein Ein- und Ausbau des Filtereinsatzes
erreichbar sein. Dies erfordert allerdings nach Maßgabe
der absoluten Längenabmessungen des Filtereinsatzes sowie
der Einschieblänge des Führungsansatzes innerhalb
des Aufnah mezylinders eine axial orientierte Verschiebemöglichkeit
des Filtereinsatzes, eine Handhabungsbewegung, welche in Einzelfällen
auch mit Hinblick auf vorhandene Sichtverhältnisse relativ
unbequem ausfallen kann.
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Es
ist vor diesem Hintergrund die Aufgabe der Erfindung, eine Filtereinrichtung
der eingangs bezeichneten Gattung dahingehend auszugestalten, dass
bei Darstellung einer zuverlässigen Dichtungswirkung einfache
Ein- und Ausbaumöglichkeiten des Filtereinsatzes eröffnet
sind. Gelöst ist diese Aufgabe bei einem einer solchen
Filtereinrichtung durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des
Anspruchs 1.
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Erfindungswesentlich
ist hiernach, dass das Unterteil des Gehäuses an seinem
einen, der genannten Dichtung zugekehrten Ende, der vorderseitigen
Auflagerung, mit einer zum Einsetzen des einen Endes des Filtereinsatzes
bestimmten Aufnahme versehen ist, in welcher dieser um eine sich
quer zu seiner Längsachse verlaufende Achse schwenkbar aufgenommen
ist, durch welche Kräfte parallel zu der genannten Längsachse
auf das Gehäuse übertragbar sind, wobei ferner
an dem anderen Ende, der rückseitigen Auflagerung Mittel
vorgesehen sind, welche dazu bestimmt und eingerichtet sind, die Schwenkbewegung
des Oberteils in Richtung auf den Schließzustand des Gehäuses
hin zu unterstützen bzw. um Mittel, die ihrerseits durch
die Schwenkbewegung in Richtung auf den Schließzustand
hin betätigt werden. Bei diesen Mitteln kann es sich erfindungsgemäß auch
um solche handeln, welche die Darstellung des Schließzustands
zwischen Oberteil und Unterteil zu ermöglichen oder diesen
sichern.
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Die
Merkmale der Ansprüche 2 und 3 sind auf unterschiedliche
Möglichkeiten einer Konzeption der genannten Mittel gerichtet.
Es kann hiernach um Verrastungsmittel handeln, die zwischen dem
Filtereinsatz und dem Unterteil wirksam sind und den Schließzustand
bewirken, wobei diese Mittel durch den Schwenkvorgang betätigt
werden. Es kann sich auch Mittel handeln, die zwischen dem Oberteil
und dem Filtereinsatz wirksam sind und die dazu bestimmt sind, während
des Schließzustands Sicherungsfunktionen zu übernehmen,
beispielsweise den Filtereinsatz in der Ein satzposition innerhalb
des Gehäuses zu fixieren, und die durch den Schwenkvorgang
aktiviert werden.
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Das
Unterteil ist entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 4 mit dem
Oberteil verschraubbar. Dies ist eine vorteilhafte, bevorzugte Verbindungstechnik,
wobei jedoch andere Techniken wie z. B. ein Klipsen oder Verrasten
gleichermaßen in Betracht gezogen werden.
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Entsprechend
den Merkmalen des Anspruchs 5 ist mit der Schwenkbewegung das Aufbringen
der Dichtkraft verknüpft ist, mit der die Dichtung gegen
die gehäusefeste Dichtfläche gepresst wird. Dies
vereinfacht die Montage bzw. die Inbetriebnahme der Filtereinrichtung.
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Die
Merkmale der Ansprüche 6 und 7 sind auf eine beispielhafte
Ausgestaltung der jeweils vorder- und rückseitigen Auflagerung
innerhalb des Unterteils des Gehäuses gerichtet. Die vorderseitige Auflagerung
besteht hiernach aus einem zylindrischen, vorzugsweise zentral angeordneten
Stützelement, wohingegen die rückseitige Auflagerung
durch zwei seitliche Auflager gekennzeichnet ist. Das Stützelement
wirkt mit einer an dem Filtereinsatz vorgesehenen Lagerschale zusammen,
während die Auflager an gehäusefeste Verrastungsmittel
angepasst sind.
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Die
Merkmale der Ansprüche 8 und 9 sind auf eine mögliche
Ausgestaltung der Verrastungsmittel sowie der rückseitigen
Auflagerung gerichtet. Wesentlich ist hierbei das die Verrastungsmittel
durch symmetrisch bezüglich einer Längsmittelsebene
verlaufende Führungskanten gekennzeichnet sind, deren Konturen
sich ausgehend von einer Oberseite des Unterteils in Richtung auf
einen Grund des Unterteils hin einander annähern und sich
in Ebenen senkrecht zu den Wandungen des Unterteils erstrecken, an
denen sie befestigt sind. Diese Konturen können einen gekrümmten
oder geradlinigen Verlauf aufweisen, wobei die auf ihnen gleitende
Lagerplatte stets in Richtung auf einen Schlitz hin geführt
wird. Dieser Schlitz ist zur Aufnahme der Lagerplatte bestimmt und
definiert die Verrastungsposition.
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Die
Merkmale des Anspruchs 10 sind auf eine konstruktiv mögliche
Art der Darstellung einer durch das Oberteil im Schließzustand
des Gehäuses ausübbaren Sicherungs-funktion gerichtet.
Der Filtereinsatz wird hiernach durch das Oberteil in seiner Montageposition
gehalten. Gleichzeitig wird auf diesem Wege die Dichtkraft zwischen
der genannten Dichtung und der gehäusefesten Dichtfläche
gesichert.
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Der
Verrastungszustand ist entsprechend den Merkmalen des Anspruchs
11 unter vorübergehender elastischer Verformung der Wandungen
des Unterteils herstellbar bzw. aufhebbar. Diese Verformung wird
beim Einsetzen des Filtereinsatzes infolge der Gleitbewegung der
Lagerplatten auf den genannten Führungskanten der Auflager
bewirkt.
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Im
zusammengesetzten Zustand von Ober- und Unterteil ergibt sich infolge
der Merkmale des Anspruchs 12 eine gestaltliche Stabilisierung der Wandungen
des Gehäuses. Dies ist beispielsweise durch ein teilweises
Ineinanderstecken der einander zugekehrten Berandungen des Oberteils
und des Unterteils erreichbar.
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Gemäß den
Merkmalen des Anspruchs 13 ist die Herbeiführung des Schließzustands
zwischen dem Oberteil und dem Unterteil mit der Herstellung des
Verrastungszustands der genannten Verrastungsmittel verknüpft.
Dies kann beispielsweise mit einem Anziehen der Schrauben verbunden
sein, mit welchen die Befestigung des Oberteils auf dem Unterteil
gesichert ist. Über das Oberteil sind Sicherungsfunktionen
darstellbar, die die Aufrechterhaltung einer konstanten Dichtkraft
und eine stabile Position des Filtereinsatzes innerhalb des Gehäuses betreffen
und zusätzlich Funktionen, die mit der Verrastung der Einbauposition
des Filtereinsatzes in Verbindung stehen.
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Die
Merkmale der Ansprüche 14 bis 17 sind auf eine mögliche
Ausgestaltung der vorderseitigen Auflagerung gerichtet. Wesentlich
ist an dieser Stelle die Darstellung einer zumindest ideellen Achse,
um die der Filtereinsatz schwenkbar ist, und zwar unter Aufnahme
der Kräfte, die sich aus einer mit zunehmendem Schwenkwinkel
zunehmenden Pressung der Dichtung ergeben. Das System aus Lagerschale, Stützschale
und Laschen weist auf jeden Fall einen hinsichtlich der genannten
Längsmittelebene symmetrischen Aufbau auf und ist konstruktiv
besonders einfach darstellbar.
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Die
Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert
werden. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische oberseitige Ansicht einer erfindungsgemäßen
Filtereinrichtung;
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2 eine
perspektivische unterseitige Ansicht einer erfindungsgemäßen
Filtereinrichtung,
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3 eine
Explosionsdarstellung der Filtereinrichtung gemäß den 1 und 2;
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4 eine
perspektivische oberseitige Teildarstellung des hinteren Teils des
Gehäuseunterteils der Filtereinrichtung gemäß den 1 und 2;
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5 eine
perspektivische oberseitige Teilldarstellung des vorderen Teils
des Gehäuseunterteils der Filtereinrichtung gemäß den 1 und 2;
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6 eine
Querschnittsdarstellung der Filtereinrichtung entsprechend einer
Schnittebene VI-VI der 1;
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7 eine
Längsschnittdarstellung des Gehäuseunterteils
der Filtereinrichtung während des Einsetzens bzw. des Entnehmens
eines Filtereinsatzes;
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8 eine
Längsschnittdarstellung der Filtereinrichtung entsprechend
einer Schnittebene VIII-VIII der 1.
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Die
in den 1 bis 3 dargestellte Filtereinrichtung
besteht aus einem Gehäuse 1, welches in zeichnerisch
nicht dargestellter Weise zur Befestigung im Motorraum eines Kraftfahrzeugs
eingerichtet ist. Die Einrichtung ist zum Filtern der Ansaugluft einer
Hubkolbenmaschine, z. B. einer Verbrennungskraftmaschine bestimmt
und es ist das Gehäuse 1 dementsprechend mit einem
Anschluss 2 für Rohluft und einem Anschluss 3 für
gefilterte Reinluft versehen. Eine Anwendung dieser Filtereinrichtung
bei Kompressoren kommt gleichermaßen in Betracht.
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Das
Gehäuse 1 besteht aus einem Unterteil 4 und
einem mit diesem in lösbarer Verbindung stehenden Oberteil 5 und
ist in einer im Folgenden noch zu erläuternden Weise zur
Aufnahme eines ringzylinderartigen Filtereinsatzes 6 bestimmt,
der mit der Maßgabe innerhalb des Gehäuses 1 gehalten
ist, dass seine Filterschicht von Rohluft, die in Richtung des Pfeiles 7 eintritt,
radial durchströmt wird, so dass Reinluft das Gehäuse 1 in
Richtung des Pfeiles 8 verlässt.
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Zur
Befestigung des Oberteils 5 an dem Unterteil sind Schrauben 9, 10 vorgesehen,
die in Durchgangsbohrungen 11, 12 des Oberteils 5 aufgenommen
sind, und mit korrespondierenden Gewindebohrungen 13, 14 des
Unterteils 4 im Eingriff stehen.
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Wie
insbesondere anhand der 7 und 8 erkennbar
ist, ist die Stirnwand 15 des Unterteils 4, welche
dem Reinluftaustrag zugekehrt ist, durch ein zylindrisches Stützelement 16 gekennzeichnet,
welches teilweise aus dem Unterteil 4 herausragt und sich
teilweise innerhalb desselben erstreckt. Es ist, wie der Zeichnungsfigur 5 entnehmbar ist,
durch einen mittigen, sich senkrecht zu dessen Achse erstreckenden
zylindrischen Ansatz 17 gekennzeichnet, dessen Zweckbestimmung
im Folgenden noch erläutert werden wird.
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Der
Filtereinsatz 6 weist an seinen beiden stirnseitigen Enden
jeweils Ringplatten 18, 19 auf, wobei an der dem
Reinluftauslass zugekehrten Ringplatte 18 eine Lagerschale 20 angeformt
ist, die sich koaxial zu dem Filtereinsatz 6 erstreckt
und zur Auflagerung auf dem Stützelement 16 bestimmt
ist. In einem mittigen Bereich der Lagerschale 20 ist eine zum
Umgreifen des Ansatzes 17 bestimmte U-förmige
Ausnehmung 20' eingeformt, so die Lagerschale 20 in
einer zentrierten Position auf dem Stützelement 16 positioniert
ist.
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Mit 21 sind
Stifte beiderseits des Ansatzes 17 bezeichnet, die mit
dem Stützelement 16 in fester Verbindung stehen
und in der Montageposition des Filtereinsatzes 6 Bohrungen 22 der
Lagerschale 20 beiderseits des Ansatzes 17 durchdringen.
Auf die Bedeutung dieser Stifte 21 wird im Folgenden noch eingegangen
werden.
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Mit 23 sind
Laschen bezeichnet, die an der Stirnwand 15, sich in den
Innenraum des Unterteils 4 hineinerstreckend angeordnet
und zur oberseitigen Auflage auf der Lagerschale 20 bestimmt
sind,
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Das
System aus Stützelement 16 und Lagerschale 20 bildet
eine vorderseitige Auflagerung des Filtereinsatzes 6.
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An
der dem Rohlufteinlass zugekehrten Ringplatte 19 sind seitlich
Auflager 24 angebracht, die zur Auflagerung auf Stützkanten 25 bestimmt sind,
die durch Einformungen 26 (6) der einander
gegenüberliegenden Wandungen 27, 28 des
Unterteils 4 dargestellt sind. Ein jedes der Auflager 24 besteht
aus einem unmittelbar an der Ringplatte 19 befestigten
Ausleger 29, an dem ein T-förmiger Lagerkörper 30 befestigt
ist, dessen eines freies Ende eine auf der Stützkante 25 aufliegende
Lagerplatte 31 bildet.
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Mit 32 sind
zwei zueinander parallele, an der Innenseite der Wandungen 27, 28 angeordnete, senkrechte,
zueinander parallele Führungsplatten bezeichnet, deren
Umfang nach Art eines Viertelkreissegmentes ausgebildet ist und
die entlang ihrer unteren geraden Begrenzungskanten über
eine sich senkrecht zu den Wandungen 27, 28 erstreckende Querplatte
miteinander in Verbindung stehen, hierbei mit der Stützkante 25 einen
Schlitz 25' bildend, der zur Aufnahme des freien Endes
der Lagerplatte 31 bestimmt und eingerichtet ist. Die somit
in das Unterteil 4 hineinragenden, kreissegmentförmigen Randabschnitte
der Führungsplatten 32 bilden Führungskanten 33,
die symmetrisch bezüglich einer Längsmittelebene 34 (6)
des Gehäuses 1 verlaufen und deren Bestimmungszweck
im Folgenden noch erläutert werden wird.
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Das
System der beiden Auflager 24 bildet eine rückseitige
Auflagerung des Filtereinsatzes 6.
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Mit 35 ist
ein Dichtring bezeichnet, der an der Ringplatte 18 angeformt
und im Einbauzustand des Filtereinsatzes 6 zur dichtenden
Anlage an der zugekehrten Stirnseite 36 des Stützelements 16 bestimmt ist.
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Mit 19' ist
ein an der Ringplatte 19 in einer oberen Mittenlage angeformter,
zum Zusammenwirken mit einer in das Oberteil 5 eingeformten
domartigen Einsenkung 37 bestimmter Randsabschnitt bezeichnet, über
den im Schließzustand des Gehäuses 1 durch
das Oberteil 5 Druck auf den Filtereinsatz 6 ausübbar
ist, so dass Letzterer in einer definierten Position innerhalb des
Gehäuses 1 gehalten ist. Dies bedeutet unter anderem,
dass die genannten freien Enden der Lagerplatten 31 in
den ihnen zugeordneten Schlitzen 25' korrekt aufgenommen
sind.
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Man
erkennt anhand der 8, dass innerhalb des Gehäuses 1 ein
den Filtereinsatz 6 umgebender Raum 40 gebildet
ist, in den in Richtung des Pfeiles 7 Rohluft eingeführt
wird, welche die Filterschicht 41 des Filtereinsatzes 6 radial
durchströmt und über deren Innenraum 42 als
Reinluft in Richtung des Pfeiles 8 ausgetragen wird.
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Zum
Einsetzen eines Filtereinsatzes 6 in das Unterteil 4 eines
solchen Gehäuses 1 wird der Filtereinsatz zunächst,
wie in 7 gezeigt, mit der Maßgabe in das Unterteil 4 eingesetzt,
dass die Lagerschale 20 auf dem Stützelement 16 aufliegt,
und zwar derart, dass die beiden Stifte 21 in die Bohrungen 22 der
Lagerschale eingesetzt sind und dass die Lagerschale von den Laschen 23 übergriffen
wird. Diese Einführbewegung wird durch den Ansatz 17 des
Stützelements in Verbindung mit der U-förmigen
Ausnehmung 20' der Lagerschale 20 erleichtert.
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Ausgehend
von der in 7 gezeigten Stellung, in der
sich die Achse 38 des Filtereinsatzes 6 unter
einem Winkel zu der Achse 39 des Stützelements 16 erstreckt,
wird der Filtereinsatz durch Schwenkung in seine endgültige,
in 8 dargestellte Einbaulage überführt,
wobei die den Wandungen 27, 28 des Unterteils 4 zugekehr ten
freien Enden der Lagerplatten 31 auf den Führungskanten 33 der
Führungsplatten 32 gleiten, hierbei während
der weiteren Schwenkbewegung diese Wandungen in auswärtiger Richtung
elastisch verformen, bis die genannten Enden der Lagerplatten 31 schließlich
unter Entspannung des Verformungszustands der Wandungen in den beiden
einander gegenüberliegenden Schlitzen 25' einrasten.
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Anschließend
wird das Oberteil 5 mit dem Unterteil 7 verschraubt,
wobei infolge einer Umfassung des Randbereichs des Unterteils 4 dieses
mechanisch stabilisiert wird, so dass der Eingriffzustand im Bereich
der Schlitze 25' gesichert ist. Eine weitere Sicherung
dieses Zustands ist dadurch gegeben, dass der Bodenbereich 43 der
Einsenkung 37 auf dem Randabschnitt 19' der Ringplatte 19 aufliegt
und die Einbauposition des Filtereinsatzes an dieser Stelle fixiert.
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Infolge
der genannten Schwenkbewegung des Filtereinsatzes 6 in
Verbindung mit der insbesondere axial wirksamen Fixierung der Ringplatte 18 mittels
der Stifte 21, der Bemessung des Dichtringes 35 im
Verhältnis zu dem Spalt zwischen der Ringplatte 18 und
der eine Dichtfläche darstellenden Stirnseite 36 des
Stützelements 16 ist eine konstruktiv vorgebbare
Dichtkraft darstellbar, mit welcher der Dichtring 35 gegen
die Stirnseite 36 gepresst wird. Die Stifte 21 des
Stützelements 16 in Verbindung mit den Bohrungen 22 der
Lagerschale 20 erfüllen während dieser Schwenkbewegung
eine scharnierähnliche Funktion, wobei aus der Dichtkraft
resultierende Reaktionskräfte auf das Gehäuse 1 übertragen
werden. Eine im Zeitablauf gleichförmige Dichtkraft ist
somit durch den Schließzustand des Gehäuses 1 gesichert.
Der Filtereinsatz 6 ist somit innerhalb des Gehäuses 1 über
die beiden Auflager 24 im Bereich der Ringplatte 19 sowie
die Lagerschale 20 im Bereich der Ringplatte 18 gelagert.
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Zur
Entnahme eines Filtereinsatzes 6 aus dem Gehäuse
wird zunächst das Oberteil des Gehäuses 1 entfernt,
so dass anschließend durch elastische Verformung der Wandungen 27, 28 der
Eingriff der Lagerplatten 31 mit den Schlitzen 25' gelöst
und der Filtereinsatz 6 mittels einer umgekehrten Schwenkbewegung
dem Gehäuse 1 entnehmbar ist.
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Man
erkennt, dass die erfindungsgemäße Filtereinrichtung
ein einfaches Einsetzen in ein und Entnehmen eines Filtereinsatzes 6 aus
einem Gehäuse 1 erlaubt, ohne dass komplizierte
Handhabungsbewegungen anfallen, so dass eine Eignung dieser Filtereinrichtung
auch für eingeengte Einbauverhältnisse gegeben
ist.
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Anschluss
- 3
- Anschluss
- 4
- Unterteil
- 5
- Oberteil
- 6
- Filtereinsatz
- 7
- Pfeil
- 8
- Pfeil
- 9
- Schraube
- 10
- Schraube
- 11
- Durchgangsbohrung
- 12
- Durchgangsbohrung
- 13
- Gewindebohrung
- 14
- Gewindebohrung
- 15
- Stirnwand
- 16
- Stützelement
- 17'
- Ansatz
- 18
- Ringplatte
- 19
- Ringplatte
- 19'
- Randabschnitt
- 20
- Lagerschale
- 20'
- Ausnehmung
- 21
- Stift
- 22
- Bohrung
- 23
- Lasche
- 24
- Auflager
- 25
- Stützkante
- 25'
- Schlitz
- 26
- Einformung
- 27
- Wandung
- 28
- Wandung
- 29
- Ausleger
- 30
- Lagerkörper
- 31
- Lagerplatte
- 32
- Führungsplatte
- 33
- Führungskante
- 34
- Längsmittelebene
- 35
- Dichtring
- 36
- Stirnseite
- 37
- Einsenkung
- 38
- Achse
- 39
- Achse
- 40
- Raum
- 41
- Filterschicht
- 42
- Innenraum
- 43
- Bodenbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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