-
Technisches Gebiet
-
Die
Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung insbesondere einen Luftfilter
für Brennkraftmaschinen.
-
Stand der Technik
-
Die
EP 1 509 311 B1 bezieht
sich auf einen Luftfilter mit gewickeltem Filtermedium. Der Luftfilter gemäß
EP 1 509 311 B1 umfasst
ein Gehäuse mit einem Eintrittsende und einem diesem gegenüberliegenden
Austrittsende und einer sich zwischen dem Eintrittsende und Austrittsende
erstreckenden Seitenwand. Die Seitenwand umfasst eine Zugangsöffnung
als Zugang zu einem Innenraum des Gehäuses. Die Zugangsöffnung
wiederum ist zwischen dem Eintrittsende und dem Austrittsende angeordnet.
Der Luftfilter umfasst ferner ein Filterelement mit einem Dichtungselement,
das operativ in das Gehäuse eingebaut ist. Das Dichtungselement
trennt die Reinluft von der Rohluftseite. Das Gehäuse ist
so konstruiert und angeordnet, dass es das Filterelement durch die Zugangsöffnung
in der Seitenwand aufnehmen kann. Es ist ein Wartungsdeckel vorgesehen,
der lösbar zwischen dem Eintrittsende und dem Austrittsende auf
der Zugangsöffnung befestigt ist.
-
Das
Filterelement besitzt eine erste Strömungsfläche
und eine gegenüberliegende zweite Strömungsfläche.
Das Filterelement umfasst mehrere Faltenkammern, wobei jede der
Faltenkammern benachbart zu der ersten Strömungsfläche
einen stromaufwärts liegenden Teil und benachbart zu der zweiten
Strömungsfläche einen stromabwärts liegenden
Strömungsteil aufweist.
-
Das
Filterelement ist so angeordnet, dass Luft durch das Eintrittsende
des Gehäuses durch die erste Strömungsfläche
und die zweite Strömungsfläche strömt
und durch das Austrittsende des Gehäuses austritt. Das
Filterelement umfasst eine Endscheibe um eine Peripherie der ersten
Strömungsfläche. Ein Teil des Rahmens ragt in
die Peripherie der ersten Strömungsfläche. Der
Wartungsdeckel umfasst eine Schulter, die sich in Richtung auf den
Innenraum des Gehäuses erstreckt und das Filterelement
trägt, wenn das Filterelement in dem Gehäuse installiert
ist. Die Schulter des Wartungsdeckels ist mit dem Rahmen in Eingriff
und liegt an der ersten Strömungsfläche an, um
das Filterelement zu halten.
-
Aufgabe der Erfindung
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Handhabung eines
Filterelementes zu verwirklichen und dieses möglichst einfach
in seine Betriebsstellung innerhalb des Filtergehäuses
einer Filtereinrichtung zu überführen, insbesondere
sehr einfach eine Abdichtung des Filterelementes zu schaffen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
-
Die
Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen
des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens.
-
Erfindungsgemäß wird
vorgeschlagen, einen Wartungsdeckel zum Verschließen eines
Gehäuseschachtes eines Filtergehäuses einer Filtereinrichtung
so auszubilden, dass beim Schließen des Wartungsdeckels
das zuvor in den Gehäuseschacht des Filtergehäuses
eingeführte Filterelement lagerichtig positioniert wird
und durch das Schließen des Wartungsdeckels eine Dichtkraft
erzeugt wird, mit welcher das im Gehäuseschacht lagerichtig
vormontierte Filterelement an eine Seitenfläche des Gehäuseschachtes
im Filtergehäuse angestellt wird.
-
Bei
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Filtereinrichtung
handelt es sich in vorteilhafter Weise um eine solche, die mehrere
Komponenten umfasst, so zum Beispiel eine Vorfilterstufe in Gestalt
eines Zyklonvorabscheiders, das bereits erwähnte Hauptfilterelement
sowie ein diesem in axialer Richtung, d. h. in der Strömungsrichtung
des zu filtrierenden Fluides, nachgeschaltetes Sekundär-
oder Sicherheitsfilterelement. Der dem Hauptfilterelement bzw. dem Gehäuseschacht
des Filtergehäuses vorgeschaltete Zyklonvorabscheider umfasst
eine Austragsöffnung, über welche grobe Partikel
aus dem zu filtrierenden Fluid ausgeschieden werden. Der Zyklonvorabscheider
kann in vorteilhafter Weise über eine Schraubverbindung,
die sich von der Stirnseite des Zyklonvorabscheiders entlang der
Seitenwände des Gehäuseschachtes erstreckt, mit
dem Filter gehäuse verbunden werden. Dadurch ist eine dichtende
Verbindung entlang einer Stoßfuge zwischen dem Zyklonvorabscheider
und dem Gehäuseschacht des Filtergehäuses gegeben,
so dass keine Fremdluft angesaugt werden kann, die nicht den Zyklonvorabscheider passiert.
Weiterhin stellt die Schraubverbindung eine Möglichkeit
zur Wartung des Zyklonvorabscheiders dar.
-
Das
dem auswechselbar im Gehäuseschacht angeordneten Filterelement
nachgeschaltete Sekundärfilterelement, kann an rippenförmigen bzw.
domförmig ausgebildeten Vorsprüngen innerhalb
eines trichterförmigen verlaufenden Schachtes an der Abströmseite
des Filtergehäuses fixiert werden, ohne dass es weiterer
Fixierelemente bedarf. In vorteilhafter Weise kann das dem Hauptfilterelement nachgeschaltete
Sekundärfilterelement werkzeuglos ausgewechselt werden,
insbesondere durch eine einfache, einhändige Bedienung.
-
Bei
dem im Gehäuseschacht des Filtergehäuses auswechselbar
aufgenommenen Hauptfilterelement handelt es sich bevorzugt um einen
Mehrfachbalgfilter, insbesondere um einen Doppelbalgfilter. Dieser
umfasst einen ersten radial innen liegenden zylindrisch oder konisch
in Bezug auf seinen Außendurchmesser ausgestalteten Filterbalg,
der unter Ausbildung eines ggf. konisch oder zylindrisch verlaufenden
Strömungsraumes von einem weiteren zweiten radial außen
liegenden Filterbalg umschlossen ist. Beide Filterbälge
des Mehrfachfilterbalges werden in vorteilhafter Weise stirnkantenverleimt ausgeführt.
Die einzelnen Filterfalten erstrecken sich bevorzugt in axialer
Richtung, d. h. parallel zum Strömungspfad des das Filtergehäuse
durchströmenden, zu reinigenden Fluides.
-
Wie
bereits erwähnt, befindet sich in vorteilhafter Weise am
Gehäuseschacht, der im Filtergehäuse ausgebildet
ist, der Wartungsdeckel. Dieser ist an Scharnieren derart gelagert,
dass der Wartungsdeckel an einem Griff ergriffen werden kann und
um die, dem Griff gegenüberliegenden Scharniere geschwenkt
werden kann. Aufgrund der Dimensionierung der Durchmesser der Scharniere
kann der Wartungsdeckel in seiner geöffneten Position arretiert werden,
einfach zum Schließen aus dieser ausgelenkt werden und
durch eine Verrastung, insbesondere einer am Zyklonvorabscheider
ausgebildeten Verrastung, fixiert werden. Dazu taucht das Griffstück des
Wartungsdeckels in eine Griffmulde an der Oberseite des bevorzugt
im Kunststoffspritzguss gefertigten Zyklonvorabscheider ein und
verrastet dort. Durch ein einfaches Andrücken des Griffstückes, welches
im Wesentlichen senkrecht zum Wartungsdeckel orientiert ist, kann
die Verrastung innerhalb einer Vertiefung an der Stirnseite des
Zyklonvorabscheiders aufgehoben werden und der Wartungsdeckel insbesondere
im Einhandbetrieb geöffnet werden.
-
Nach Öffnen
des Wartungsdeckels lässt sich das im Gehäuseschacht
des Filtergehäuses montierte Hauptfilterelement einfach
entnehmen. Dazu ist das Hauptfilterelement mit einer Grifflasche
ausgebildet, so dass eine Einhandbedienung möglich ist.
Die Dichtung des Hauptfilterelementes wird in axialer Richtung gelöst,
so dass das Hauptfilterelement nach oben entnommen werden kann.
Aufgrund der Ausgestaltung der Scharniere bleibt der Wartungsdeckel nach
dessen Öffnen in seiner geöffneten Position, so dass
der evtl. nur eine Hand zur Verfügung habende Bediener
das Hauptfilterelement an der Grifflasche oder am Griffstück
ergreifen kann, während er sich mit der anderen Hand an
einem Griff z. Bsp. oberhalb des Motorraumes eines Ackerschleppers
oder einer Baumaschinen festhält.
-
Mit
der Entnahme eines benutzten Hauptfilterelementes kann ein neues
Hauptfilterelement einfach in den Gehäuseschacht eingeschoben
werden. Das Hauptfilterelement kann auch abgereinigt werden und
nach dem Reinigen erneut eingebaut und somit mehrfach verwendet
werden. Dazu können die beiden einander gegenüberliegenden
Seitenflächen des das Hauptfilterelement aufnehmenden Gehäuseschachtes
jeweils rampenförmige Vorsprünge umfassen. Die
rampenförmigen Vorsprünge, die bevorzugt mit einer
Verstärkungsrippenstruktur an den Seitenflächen
des Gehäuseschachtes angespritzt sind, stellen ein lagerichtiges
Einführen des Hauptfilterelementes in den Gehäuseschacht
des Filtergehäuses sicher. Darüber hinaus wird
ein falsches Einschieben des Filterelementes dadurch verhindert,
dass durch den Gehäuseschacht die Schraubführungen
verlaufen, die ein weiteres Sicherungsdetail hinsichtlich einer
lagerich tigen Montage des Hauptfilterelementes im Gehäuseschacht
des Filtergehäuses darstellen.
-
Sobald
das Hauptfilterelement mit seinem oberen umlaufend ausgebildeten
Rand entlang der Rampen in den Gehäuseschacht eingeschoben
ist, kann der Wartungsdeckel verschlossen werden. Dazu wird der
offen stehende Wartungsdeckel am Griffstück ergriffen und
um die Scharniere geschwenkt. An der Innenseite umfasst der Wartungsdeckel
in vorteilhafter Weise mindestens ein, bevorzugt zwei voneinander
beabstandete Schultern. Beim Schließen des Wartungsdeckels
ergreifen diese Schultern den umlaufenden Bund an der Oberseite
des Hauptfilterelementes, welches durch die in Seitenflächen
des Gehäuseschachtes angespritzten rampenförmigen
Stege bereits vorpositioniert ist. Beim Schließen des Wartungsdeckels
wird bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Filtereinrichtung die
Dichtkraft erzeugt, da durch die an der Innenseite des Wartungsdeckels
angespritzten, bevorzugt zwei Schultern ein umlaufender Bund am
Hauptfilterelement untergriffen wird und gegen eine komplementäre
Dichtfläche an der Innenseite des Filtergehäuses auf
der Seite, die zum Sekundärfilterelement weist, abgedichtet
wird. Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Filtereinrichtung wird die Dichtkraft beim Schließen des
Wartungsdeckels erzeugt. Die Dichtkraft, die bevorzugt in axialer
Richtung wirkt, wird im geschlossenen Zustand des Wartungsdeckels
aufrechterhalten und nur beim Öffnen des Wartungsdeckels
aufgehoben. Die Dichtkraft wird in vorteilhafter Weise in der bereits
erwähnten Verrastung zwischen dem Griffstück des
Wartungsdeckels und einer Vertiefungsmulde, die z. Bsp. am Zyklonvorabscheider ausgebildet
sein kann, während des geschlossenen Zustandes des Wartungsdeckels
aufrechterhalten.
-
In
vorteilhafter Ausbildung des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens
ist der Wartungsdeckel im Kunststoffspritzguss gefertigt, wobei
das Griffstück vorstehend an einer Vorderseite des Wartungsdeckels,
mindestens einem Scharnier gegenüber liegend, angespritzt
ist. Das Griffstück ist vorteilhafter Weise so ausgestaltet,
dass eine Einhandbedienung möglich ist. Dazu kann das Griffstück
eine Öffnung umfassen; es kann jedoch auch ohne Öffnung
ausgestaltet sein. Im Griffstück ist in vorteilhafter Weise
eine eine muldenförmige Vertiefung bildende Kontur eingebracht,
die mit einem Gegenstück der Verrastung – ausgebildet
in der Vertiefungsmulde – zusammenwirkt und die Verrastung
des Wartungsdeckels im geschlossenen Zustand und damit die Aufrechterhaltung
der Dichtkraft in Bezug auf das Hauptfilterelement im Gehäuseschacht
des Filtergehäuses durch Anliegen der Schultern an einem
umlaufenden Bund des Hauptfilterelementes im geschlossen Zustand
des Wartungsdeckels sicherstellt. Das Griffstück kann alternativ
auch mehrteilig ausgeführt sein.
-
In
einer vorteilhaften Weiterbildung des der Erfindung zugrunde liegenden
Gedankens wird das Sekundärfilterelement, welches dem bevorzugt
als Mehrfachbalgfilterelement ausgestalteten Hauptfilterelement
nachgeschal tet ist, in einer trichterförmigen Vertiefung
des Filtergehäuses auswechselbar aufgenommen. Dazu können
in der trichterförmig verlaufenden Vertiefung im Filtergehäuse
mehrere domförmige Erhebungen ausgebildet sein. Zwischen diese
z. Bsp. an der Unterseite und der Oberseite der trichterförmig
konfigurierten Öffnungen ausgebildeten domförmigen
Erhebungen wird das Sekundärfilterelement eingeschoben,
was auch einhändig geschehen kann. Es bedarf keiner weiteren
Fixierungen des dem Hauptfilterelement nachgeschalteten im trichterförmigen
Bereich des Filtergehäuses auf der Abströmseite
zu positionierenden Sekundärfilterelementes.
-
In
vorteilhafter Weise ist das Hauptfilterelement als Mehrfachbalgfilter
insbesondere als Doppelbalgfilter beschaffen, bei dem die axialen
Stirnseiten an der Anströmseite jeweils durch eine Abdeckung
verschlossen sind. Während z. Bsp. der radial außen
liegende Filterbalg zylindrisch oder konisch ausgebildet sein kann,
kann der innen liegende Filterbalg eine Konizität aufweisen,
so dass zwischen dem Innendurchmesser des radial außen
liegenden Filterbalges und dem konisch verlaufenden Außendurchmesser
des radial innen liegenden Filterbalges ein konisch verlaufender
Strömungsraum entsteht. Dieser Strömungsraum,
der die besagte Konizität aufweist, ist von einem Stützgerüst
ausgefüllt, welches eine rippenförmige Struktur
umfasst, die sich sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung
erstreckt. Durch das Stützgerüst ist insbesondere
bei anderen Baugrößen der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Filtereinrich tung sichergestellt, dass die Konfiguration der Geometrie
des Strömungsraumes des Hauptfilterelementes auch nach
längerem Betrieb aufrecht erhalten bleibt und die Abströmung
gewährleistet ist. Der radial innen liegende Filterbalg begrenzt
einen Innenraum, der seinerseits durch eine Abdeckscheibe verschlossen
ist. Aufgrund der gewählten Positionierung der Abdeckscheiben
bzw. der Abdeckscheibe auf der Abströmseite bzw. des Abdeckringes
auf der Anströmseite ist gewährleistet, dass das
den Zyklonvorabscheider passiert habende, zu filtrierende Fluid
in den Innenraum des Hauptfilterelements einströmt, der
an der Abströmseite durch die Abdeckscheibe verschlossen
ist. Dadurch wird dem zu filtrierenden Fluid eine radiale Umlenkung
aufgeprägt, so dass der erste radial innen liegende Filterbalg
in radialer Richtung durchströmt wird. Gereinigtes Fluid
tritt demnach in den konisch verlaufenden Strömungsraum
ein. Da auch die axiale Stirnseite des radial außen liegenden
Filterbalges durch den Abdeckring verschlossen ist, erfolgt eine Durchströmung
des radial außen liegenden Filterbalges von der Außenseite
her. Das zu reinigende Fluid tritt von der Außenmantelfläche
des radial außen liegenden Filterbalges in radialer Richtung,
diesen durchströmend, in den Strömungsraum ein.
Der Strömungsraum, der eine konische Konfiguration aufweist,
umfasst eine Abströmöffnung von der aus das gereinigte
Fluid dem Sekundärfilterelement zuströmt.
-
Bei
dem Hauptfilterelement handelt es sich insbesondere um den bereits
erwähnten Mehrfachbalgfilter, bevorzugt einen Doppelbalgfilter.
Dessen anströmseitig liegende Abdeckung kann aus einem Kunststoffmaterial
gefertigt sein, z. Bsp. als PUR-Ring und kreisrund oder oval ausgeführt
sein. In diesem können die axialen Stirnseiten des innen
liegenden, Konizität aufweisenden Filterbalges und die des
außen liegenden zylindrisch ausgebildeten Filterbalges
eingeschäumt sein. Abströmseitig befindet sich
am Hauptfilterelement, ausgebildet am umlaufenden Rand, einerseits
das Griffstück und andererseits eine schwertförmige
Struktur zur Stabilisierung einer Dichtung. Der umlaufende Rand
sowie die schwertförmige Kontur, die bevorzugt mit Durchbrüchen
versehen ist, werden aus einem härteren Kunststoffmaterial
gespritzt und dienen der Stabilisierung der Dichtung, die ebenfalls
aus PUR geschäumt sein kann. In vorteilhafter Weise ist
die schwertförmige Struktur der Umrandung mit Durchbrüchen
versehen, so dass das Kunststoffmaterial wie z. Bsp. PUR, aus dem
die Dichtung bevorzugt aufgeschäumt wird, zuverlässig
am Schwert fixiert und stabilisiert ist. Dies erhöht die
Lebensdauer und die Dichtwirkung der umlaufend an der Umrandung
aufgeschäumten Dichtung. Anstelle des erwähnten
Kunststoffmaterials PUR können auch andere leicht verarbeitbare,
eine hohe Dichtkraft erzeugende und elastische Eigenschaften aufweisende
Kunststoffe an die schwertförmige Struktur angespritzt
werden. In einer alternativ möglichen Ausführungsvariante
können an den an den Seitenflä chen des Gehäuseschachtes
des Filtergehäuses angespritzten Rampen, die von Verstärkungsrippen
unterbrochen sind, auch Schultern vorgesehen sein, in welche Blattfedern
einrasten. Die Blattfedern werden wiederum an der Unterseite der umlaufenden
Umspritzung des Hauptfilterelementes angebracht. Wird das Hauptfilterelement
im Gehäuseschacht in Einhandbedienung eingeführt,
so erfährt der Bediener haptisch, dass bei Erreichen der ersten
Rastposition ein korrekter Einführvorgang erfolgt ist und
bei Ausübung einer größeren Einschubkraft
und Überwindung einer zweiten Federkraft bei Erreichen
des zweiten Schulterns auf haptischem Wege eine korrekte Positionierung
des Hauptfilterelementes.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung für
Mannkraftmaschine werden anhand der Figuren der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigen:
-
1 eine
perspektivische Darstellung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Filtereinrichtung mit Zyklonvorabscheider, Filtergehäuse
und geschlossen dargestelltem Wartungsdeckel mit Griffstück,
-
2 den
Wartungsdeckel, mit dem die in 1 dargestellte
Filtereinrichtung verschlossen wird, mit angespritztem Griffstück
und Vertiefung sowie Scharnieren auf der dem Griffstück
abgewandten Seite,
-
3 einen
Schnitt durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Filtereinrichtung gemäß 1 mit Zyklonvorabscheider,
einem als Doppelbalgfilter ausgebildeten Mehrfachbalgfilter und
einem diesem nachgeschalteten Sekundärfilterelement bei
geschlossenem Wartungsdeckel,
-
4 eine
Detaildarstellung des Wartungsdeckel in geschlossenem Zustand bei
Verschließen des Gehäuseschachtes des Filtergehäuses,
-
5 das
Filtergehäuse der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Filtereinrichtung in offenem Zustand ohne Wartungsdeckel mit in
Einbaurichtung zu verbauendem Hauptfilterelement, mit in einer Kunststoffscheibe
integriertem Griffstück,
-
6 die
Erzeugung der Dichtkraft zwischen dem Filtergehäuse und
dem Hauptfilterelement beim Schließen des Wartungsdeckels,
-
7, 8, 9 Einzelheiten
des umlaufenden Bundes an der Oberseite des Hauptfilterelementes
mit daran angespritztem Griffstück,
-
10 ein
an einem Filterelement vorgesehenes Abreißsiegel,
-
11 eine
an einer Stirnseite eines Filterbalges umlaufende PUR-Dichtung,
-
12 eine
vereinfachte Darstellung der Faltengeometrie und
-
13 blattfederartige Filterelementverrastung
in Filtergehäuse: a) Gehäuse- und Elementseitige
Struktur; b) zweistufige Verrastungsmöglichkeit; c) und
d) mögliche Lage der Verrastung am Gehäuse und
Filterelement.
-
Ausführungsform(en) der Erfindung
-
Gleiche
Teile sind in den nachstehenden Figuren mit identischen Bezugszeichen
bezeichnet
-
Der
Darstellung gemäß 1 ist eine
erfindungsgemäß vorgeschlagene Filtereinrichtung
in perspektivischer Ansicht zu entnehmen.
-
Eine
Filtereinrichtung 10 gemäß der perspektivischen
Darstellung in 1 wird insbesondere als Luftfilterelement
für off-highway-Anwendungen, wie Ackerschleppern, Mähdreschern,
landwirtschaftlichen Maschinen, Baumaschinen eingesetzt. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Filtereinrichtung 10 wird in verschiedenen Baugrößen
gefertigt, je nach zu filtrierenden Fluidvolumenstrom.
-
Eine
in 1 dargestellte erfindungsgemäß vorgeschlagene
Filtereinrichtung 10 umfasst ein Filtergehäuse 12.
Die Filtereinrichtung 10 wird von einer Anströmseite 14 von
zu reinigendem Fluid angeströmt, welches die Filtereinrichtung
an der Abströmseite 16 wieder verlässt.
Das Filtergehäuse 12 umfasst einen Wartungsdeckel 18,
der einen Gehäuseschacht des Filtergehäuses 12 verschließt.
Der Wartungsdeckel 18 ist verschwenkbar an zwei nebeneinander
liegenden Scharnieren 20 aufgenommen, die bevorzugt als
Kunststoffscharniere ausgebildet sind und einen variablen Durchmesser
aufweisen, so dass der Wartungsdeckel in geöffnetem Zu stand
arretiert werden kann und eine einhändige Auswechslung
eines Hauptfilterelementes der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Filtereinrichtung 10 auch unter erschwerten Bedingungen
gewährleistet ist.
-
Der
Wartungsdeckel 18 umfasst an der dem mindestens einen Scharnier 20 gegenüberliegenden Seite
ein Griffstück 22. Das Griffstück 22 ist
in der Darstellung gemäß 1 mit einer Öffnung 30 versehen,
könnte jedoch auch durchgehend ausgestaltet sein, d. h.
eine durchgängig verlaufende Grifffläche ohne
Ausbildung einer Öffnung 30 aufweisen.
-
Aus
der Darstellung gemäß 1 geht hervor,
dass der Wartungsdeckel 18 in seiner geschlossenen Position
dargestellt ist und mit seinem Griffstück 22 in
einer Verrastung 24 verrastet ist. Die Verrastung 24 erfolgt
zwischen dem Griffstück 22 und einem dem Filtergehäuse
vorgeschalteten Zyklonvorabscheider 26.
-
Wie
aus der perspektivischen Darstellung gemäß 1 überdies
hervorgeht, ist der Zyklonvorabscheider 26 mit dem Filtergehäuse 12 über
eine Schraubenführung 86, d. h. über
eine Verschraubung verbunden. Dadurch ist eine Stoßfuge 28 zwischen dem
Zyklonvorabscheider 26 und dem Filtergehäuse 12 dichtend
verschlossen, so dass keine Fremdluftansaugung, die den Zyklonvorabscheider 26 umgangen
hat, angesaugt werden kann.
-
Der
Wartungsdeckel 18 verfügt über einen Überstand 32,
der, wie in 1 dargestellt, das Filtergehäuse 12 bzw.
den in diesem ausgebildeten Gehäuseschacht dichtend überdeckt.
-
Sowohl
der in 1 dargestellte, auf der Anströmseite 14 liegende
Zyklonvorabscheider 26, als auch das Filtergehäuse 12 sowie
der Wartungsdeckel 18 werden als Kunststoffspritzgussbauteile
gefertigt. Dies erlaubt einerseits eine kostengünstige Fertigung
in Serie und andererseits auch die Ausbildung von Verstärkungsverrippungen
an den Scharnieren bzw. dem Griffstück 22 und
der darin ausgebildeten Öffnung 30 in einem Arbeitsgang.
Zur Montage wird der Zyklonvorabscheider 26 lediglich an
dem seitlich am Filtergehäuse 12 verlaufenden
Schraubführungen 86 verschraubt, so dass sich
eine dichtende Verbindung zwischen dem Filtergehäuse 12 und den
diesen an der Anströmseite 14 vorgeschalteten Zyklonvorabscheider
ergibt. Sind die Komponenten Filtergehäuse 12 und
Zyklonvorabscheider 26 durch die Schraubführungen 86 gefügt,
so kann der Wartungsdeckel 18 in einfacher Weise in die
Scharniere 20 eingeschoben werden und bei einer leichten
Auslenkbewegung des Griffstücks 22 geöffnet
werden.
-
Der
Darstellung gemäß 2 ist eine
perspektivische Wiedergabe des Wartungsdeckels gemäß Darstellung
in 1 zu entnehmen.
-
Der
Wartungsdeckel 18 umfasst neben dem Überstand 32 einen
umlaufenden Bund 34 und an der dem mindestens einem Scharnier 20 gegenüberliegenden
Seite das Griffstück 22. Das Griffstück 22 umfasst
gemäß der Ausführungsform des Wartungsdeckels 18 in 2 eine Öffnung 30.
Es ist selbstverständlich auch möglich, das Griffstück 22 ohne
die besagte in 2 dargestellte Öffnung 30 zu
fertigen. An der Oberseite des Wartungsdeckels 18 verlaufen zwischen
den Längskanten des Wartungsdeckels 18 Verstärkungsrippen
vom Griffstück 22 zu den hier zwei nebeneinander
liegend, voneinander beabstandeten Scharnieren 20. Da der
Wartungsdeckel 18 ebenfalls ein Kunststoffspritzgussbauteil
ist, lassen sich die Verstärkungsrippen, das Griffstück 22,
der Überstanddom 30, der umlaufende Bund 34 sowie die
Scharniere 20 in einem Arbeitsgang problemlos herstellen,
ohne dass Feinarbeiten erforderlich wären.
-
3 zeigt
einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Filtereinrichtung gemäß der perspektivischen Darstellung
in 1.
-
Aus
der Darstellung gemäß 1 geht hervor,
dass die Filtereinrichtung 10 auf der Anströmseite 14 den
Zyklonvorabscheider 26 umfasst und dass im Filtergehäuse 12 der
Filtereinrichtung 10 an der Abströmseite 16 ein
Sekundärfilterelement 38 aufgenommen ist. Stromab
des Zyklonvorabscheiders 26 befindet sich innerhalb des
Filtergehäuses 12 das bevorzugt als Doppelbalg
ausgebildete Hauptfilterelement 36 in seiner im Filtergehäuse 12 arretierten
Position. Eine Öffnung im Filtergehäuse 12 ist
durch den geschlossenen Wartungsdeckel 18 verschlossen. Der
geschlossene Wartungsdeckel 18 umfasst eine Verrippung 52,
die sich im Wesentlichen in Längsrichtung vom Griffstück 22 zu
dem mindestens einen Scharnier 20 erstreckt. Durch die
Verrippung 52 wird der Wartungsdeckel 18 mechanisch
versteift.
-
Das
Griffstück 22 ist in der Darstellung gemäß 3 in
einer Verrastung 24 aufgenommen, die im Zyklonvorabscheider 26 ausgebildet
ist. Im Zyklonvorabscheider 26 ist gemäß der
Schnittdarstellung in 3 eine Vertiefung 54 ausgebildet.
In diese Vertiefung taucht im geschlossenen Zustand des Wartungsdeckels 18 dessen
Griffstück 22 ein. Die Verrastung 24 wird
durch die Vertiefung 54 in Zusammenwirkung mit einer Rastmulde 56 am
Griffstück 22 hergestellt.
-
Wie 3 zeigt,
ist das Hauptfilterelement 36 bevorzugt als Doppelbalgfilterelement
ausgebildet mit einem innen liegenden ersten Filterbalg 40,
der eine Konizität aufweist sowie einem außen
liegenden zweiten Filterbalg 42, der im Wesentlichen zylindrisch
ausgebildet ist. Zwischen dem zweiten Filterbalg 42 und
dem ersten Filterbalg 40 ist ein Stützgerüst 50 vorgesehen.
Das Stützgerüst 50 hält die
Geometrie eines Strömungsraumes aufrecht, der abströmseitig
dem Sekundärfilterelement 38 zuweist. Das Stützgerüst 50 ist
bevorzugt durch eine Kunststoffkonstruktion ausgebildet, die in
axiale und Umfangrichtung aufweisende Rippen umfasst.
-
Anströmseitig
sind der erste Filterbalg 40 und der zweite Filterbalg 42 durch
den Abdeckring 46 verschlossen, während der Innenraum 44 durch
die Abdeckscheibe 48 in axialer Richtung abgeschlossen
ist, so dass die Filterbälge 40 bzw. 42 des
Hauptfilterelementes 36 im Wesentlichen in radialer Richtung
geströmt werden und das gereinigte Fluid durch den ko nisch
sich abströmseitig öffnenden Raum abströmt,
in dem das ebenfalls eine Konzität aufweisende Stützgerüst 50 aufgenommen
ist.
-
Bevorzugt
sind der Abdeckring 46 bzw. die Abdeckscheibe 48 des
Hauptfilterelementes 36 in die axialen Stirnseiten der
Filterbälge 40 bzw. 42 eingeschäumt.
Dies bietet fertigungstechnische Vorteile.
-
4 ist
die Verrastung des Wartungsdeckels 18 am Zyklonvorabscheider 26 der
erfindungsgemäß vorgeschlagenen Filtereinrichtung
in vergrößerter perspektivischer Darstellung zu
entnehmen.
-
4 zeigt,
dass der Wartungsdeckel 18 mit seiner in Längsrichtung
verlaufenden Verrippung 52 am Zyklonvorabscheider 26 verrastet
ist. Die Stoßfuge 28 zwischen dem Filtergehäuse 12 und
dem Zyklonvorabscheider 26 ist dadurch abgedichtet, dass der
Zyklonvorabscheider 26 über die in 1 dargestellten,
mit Bezugzeichen 86 bezeichneten Schraubenführungen
mit dem Filtergehäuse verschraubt ist und demzufolge die
Stoßfuge 28 aufgrund der durch die Schraubverbindung
erzeugten Vorspannkraft abgedichtet ist. Dies vermeidet, dass über
die Stoßfuge 28 ungereinigtes, d. h. den Zyklonvorabscheider 26 nicht
passiert habendes, partikelbeladenes Fluid zum Hauptfilterelement 36 gelangt.
-
Wie
der Darstellung gemäß 4 weiter
zu entnehmen ist, ist die Rastmulde 56, die am Griffstück 22 mit Öffnungen 30 ausgebildet
ist, an einem Gegenstück 58 innerhalb der Vertiefung 54 des
Zyklonvorabscheiders 26 verrastet, so dass sich die durch
Bezugszeichen 24 angedeutete Verrastung ergibt. In diesem
Zustand wird der Wartungsdeckel 18 dauerhaft in seiner
geschlossenen Position gehalten. Das Griffstück 22,
an dem die Öffnung 30 ausgebildet ist, ragt in
die Vertiefung 54 des Zyklonvorabscheider 26 soweit
hinein, dass das Gegenstück 58 des Zyklonvorabscheiders 26 in
die Rastmulde 56 des Griffstücks 22 eingreifen
kann. Zur Aufhebung der durch Bezugzeichen 24 kenntlich
gemachten Verrastung wird das Griffstück 22 innerhalb
der Vertiefung 54 des Zyklonvorabscheiders 26 seitlich
ausgelenkt. So wird die Verrastung 24 zwischen dem Gegenstück 58 des Zyklonvorabscheiders 26 und
der Griffmulde 56 des Griffstücks 22 aufgehoben
und ein Öffnen des Wartungsdeckels 18, der am
Filtergehäuse in dem mindestens einen Scharnier 20 drehbar
gelagert ist, einhändig problemlos möglich.
-
5 zeigt
eine Vormontage des bevorzugt als Doppelbalgfilter ausgebildeten
Hauptelementes im Gehäuseschacht des Filtergehäuses
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Filtereinrichtung.
-
Wie
sich der perspektivischen Darstellung gemäß 5 entnehmen
lässt, wird das Hauptfilterelement 36 in Verbauungsrichtung 60 in
den Gehäuseschacht 68 des Filtergehäuses 12 eingeführt.
Der Darstellung gemäß 5 ist zu
entnehmen, dass das Hauptfilterelement 36 einerseits anströmseitig den
Abdeckring 46 aufweist, der die axialen Stirnseiten der
beiden im Hauptfilterelement 36 verbauten Filterbälge 40, 42 überdeckt. Abströmseitig
weist das Hauptfilterelement 36 den Umlaufrand 72 auf,
an dem eine Grifflasche 62 angespritzt ist. Der Abdeckring 46 umschließt
eine Öffnung, über welche das den Zyklonvorabscheider 26 passiert
habende Fluid in den Innenraum 44 des Hauptfilterelementes 36 einströmt.
-
Der
perspektivischen Darstellung gemäß 5 ist
zu entnehmen, dass an den am Gehäuseschacht 68 angrenzenden
Seitenwänden des Filtergehäuses 12 die
Einführstege 64 ausgebildet sind, die ggf. durch
Verstärkungsrippen 70 steifer ausgelegt werden
können.
-
Das
einhändig an der Grifflasche 62 ergriffene Hauptfilterelement 36 wird
entlang der Einführstege 64 in den Gehäuseschacht 68 des
Filtergehäuses 12 der Filtereinrichtung 10 eingeführt.
Je weiter der Umlaufrand 72 an der Oberseite des Hauptfilterelementes 36 entlang
der Einführstege 64 in Einführrichtung
verschoben wird, desto weiter wird der Umlaufrand 72, an
dem die Dichtung 76 ausgebildet ist, an die dem Sekundärfilterelement 68 zuweisende
Anstellfläche 66 des Filtergehäuses 12 angestellt.
Die Geometrie der Einführstege 64 verhindert eine
Fehlmontage des Hauptfilterelementes 36, da bei einer Verdrehung
des Hauptfilterelementes 36 um 180°, im Vergleich
zur Darstellung gemäß 5, dessen
Einschieben in den Gehäuseschacht 68 durch die über die
Seitenwände des Gehäuseschachtes 68 seitlich hervorstehenden
Einführstege 64 nicht möglich ist.
-
5 zeigt,
dass an den seitlichen Begrenzungsflächen des Gehäuseschachtes 68 des
Filtergehäuses 12 unterhalb der Einführstege 64 die
im Wesentlichen in horizontaler Richtung verlaufenden Schraubenführungen 86 ausgeführt
sind.
-
Aus
der Darstellung gemäß 5 geht des weiteren
hervor, dass das Sekundärfilterelement 38, welches
in einer trichterförmigen Verengung des Filtergehäuses 12 aufgenommen
ist, ebenfalls in Einhandbedienung ausgewechselt werden kann, solange
in den Gehäuseschacht 68 des Filtergehäuses 12 noch
kein Hauptfilterelement 36 eingeschoben ist.
-
Das
Sekundärfilterelement 38 kann einfach in angespritzte
Dome im trichterförmigen Bereich des Filtergehäuses 12 auf
der Abströmseite 16 eingeschoben werden und ohne
weitere Maßnahmen dort befestigt werden. Die Dome dienen
als definierter Endanschlag für das Sekundärfilterelement 38.
-
Aufgrund
des Übermaßes der stromförmigen Einspritzungen
in den trichterförmigen Bereich des Filtergehäuses 12 auf
dessen Abströmseite 16 wird das Sekundärfilterelement 38 dort
fixiert.
-
6 zeigt
die Anstellung des in den Gehäuseschacht des Filtergehäuses 12 vormontierten Hauptfilterelementes 36 beim
Schließen des Wartungsdeckels 18.
-
Aus
der Darstellung gemäß 6 lässt
sich entnehmen, dass das Hauptfilterelement 36 entlang der
Einführstege 64 an den Seitenflächen
des Gehäuseschachtes 68 vollständig in
diesen eingeführt ist. Dabei kann der Wartungsdeckel 18 entweder
in eine offen stehende Position verschwenkt sein oder er kann aus
den an diesem angespritzten Scharnieren 20, deren Pendant
am Filtergehäuse 12 angespritzt ist, auch entfernt
sein. Das Hauptfilterelement 36 wird an der Grifflasche 62 ergriffen,
die am Umlaufrand 72 angespritzt ist, und im Gehäuseschacht 68 des
Filtergehäuses 12 der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Filtereinrichtung 10 eingeschoben.
-
Nach
dem in 6 dargestellten vollständigen Einschieben
des Hauptfilterelementes 36 in den Gehäuseschacht 68 des
Filtergehäuses 12 ist das Hauptfilterelement 36 im
Gehäuseschacht 68 vorpositioniert. Nun wird der
offen stehende Wartungsdeckel 18 um seine Scharniere 20 in
Schließrichtung nach unten gedrückt, so dass eine
Verrastung 24 zwischen der Rastmulde 56 des Griffstücks 22 und
dessen Gegenstück 58 und dem Zyklonvorabscheider 26 der
erfindungsgemäß vorgeschlagenen Filtereinrichtung 10 entsteht.
Während des Schließens des Wartungsdeckels 18,
d. h. während der einhändig erfolgenden Schließbewegung
des Wartungsdeckels 18, ergreifen an diesem im Bereich
des umlaufenden Bundes 34 angespritzte Schultern 74 den
Umlaufrand 72 des Hauptfilterelementes 36. Aufgrund
der rampenförmigen Struktur der Einführstege 64 ist
das Hauptfilterelement 36 bei dessen Einführung
in den Gehäuseschacht 68 bereits sehr nah an die
Anstellfläche 66 des Gehäuseschachtes 68 des
Filtergehäuses 12 angestellt. Beim Schließen
des Wartungsdeckels 18 er folgt eine Anstellung des Umlaufrandes 72 durch
die diesen untergreifende Schultern 74 des Wartungsdeckels 18,
so dass die auf der Oberseite des Umlaufrandes 72 angeordnete
Dichtung 76, vergleiche Darstellung gemäß der 7–9,
an die korrespondierende Anstellfläche 66 des
Gehäuseschachtes 68 des Filtergehäuses 12 dichtend
angestellt wird. Dadurch wird die Dichtkraft, welche die Dichtung 76 an
die Anstellfläche 66 des Filtergehäuses 12 anstellt,
beim Schließen des Wartungsdeckels 18 durch dessen
Schultern 74 erzeugt. Die Abdichtung erfolgt in radialer
Richtung, wobei zum Aufrechterhalten der Dichtposition eine in axialer
Richtung wirkende Kraft erforderlich ist.
-
Eine
fehlerhafte Vormontage des Hauptfilterelementes 36 wird
einerseits durch die Konfiguration der Einführstege 64 an
den Seitenflächen des Gehäuseschachtes 68 erreicht
und andererseits dadurch, dass horizontal in den Seitenflächen
des Gehäuseschachtes 68 unterhalb der Einführstege 64 die
Schraubenführungen 86 verlaufen. Die Schraubenführungen 86 dienen
der Aufnahme von Schrauben, mit denen der Zyklonvorabscheider 26 unter Ausbildung
einer dichten Stoßfuge 28 mit dem Filtergehäuse 12 der
erfindungsgemäß vorgeschlagenen Filtereinrichtung 10 bevorzugt
verschraubt wird. Durch die bei der Verschraubung entstehende axiale Vorspannkraft
wird die Stoßfuge 28 zwischen dem Zyklonvorabscheider 26 und
dem Filtergehäuse 12 erreicht.
-
Die 7, 8 und 9 zeigen
Ausführungsvarianten des Umlaufrandes des auswechselbar
gestalteten Hauptfilterelementes 36.
-
Aus
Darstellung gemäß 7 geht hervor, dass
der Umlaufrand 72 des Hauptfilterelementes 36 gemäß der
Darstellungen in den 5 und 6 aus einem
Kunststoffmaterial 84 gespritzt ist. Beim Spritzgießen
des Umlaufrandes 72 wird dieser so gestaltet, dass mit
dem Spritzen des Umlaufrandes 72 aus einem Kunststoffmaterial 84,
dem die Grifflasche 62 direkt mitangespritzt ist und bei
Herstellung des Umlaufrandes 72 gleichzeitig ein Kunststoffstabilisierungsschwert 78 angespritzt
wird. Dieses kann durch Stege voneinander getrennte Durchbrüche 80 aufweisen.
Diese Durchbrüche 80 dienen dazu, vergleiche auch
Darstellung gemäß 9, dass
die Dichtung 76, die aus einem elastische Eigenschaften
aufweisendem Material wie z. Bsp. PUR angespritzt wird, in die Durchbrüche 80 eines
Stabilisierungsschwertes 78 des Umlaufrandes 72 verfließt,
demzufolge eine formschlüssige und stoffflüssige
Verbindung der Dichtung 76 mit dem Stabilisierungsschwert 78 aufgrund
des Verfließens des PUR-Materials in die Durchbrüche 80 erreicht
wird. Dies bedeutet, dass eine auf diesem Wege hergestellte Dichtung 76 eine
große Anzahl von Lastspielen schadenfrei übersteht,
da eine mechanisch stabile Verbindung zwischen der Dichtung 76 beim
Schließen des Wartungsdeckels 18 an die Anstellfläche 66 des
Gehäuseschachtes 68 und dem Umlaufrand 72 erreicht werden
kann.
-
Aus
der Darstellung gemäß 8 geht hervor,
dass das Hauptfilterelement 36 der Abdeckring 46,
vergleiche Darstellung gemäß 5,
angespritzt ist, in welchem die beiden in 8 nicht
dargestellten Filterbälge 40 bzw. 42 mit
ihren axialen Stirnseiten eingeschäumt sind. Der Darstellung
gemäß 8 ist überdies entnehmbar,
dass im Bereich des Umlaufrandes 72 der Innenraum 44 durch
die Abdeckscheibe 48 verschlossen ist. An der Unterseite
oder der Oberseite des Umlaufrandes 72 ist – wie
in perspektivischen Darstellung gemäß 8 dargestellt – die Grifflasche 62 angespritzt,
welche eine Einhandbedienung, d. h. eine einhändig erfolgende
Auswechslung des Hauptfilterelementes 36 bei geöffnetem Wartungsdeckel 18 aus
dem Gehäuseschacht 68 des Filtergehäuses 12 der
erfindungsgemäß vorgeschlagenen Filtereinrichtung 10,
ermöglicht.
-
Der
Darstellung gemäß 9 ist eine
perspektivische Draufsicht auf den Umlaufrand 72 zu entnehmen.
Der Umlaufrand 72, der sich an der Oberseite des Hauptfilterelementes 36 befindet,
wird aus einem Schwertmaterial 84 gefertigt, welches wesentlich
stabiler ist als das Material, aus welchem die Dichtung 76 anschließend
gespritzt wird. Das Material, aus dem die Dichtung 76 gespritzt
ist, ist ein Kunststoffmaterial, welches wesentlich bessere Elastizitätseigenschaften
aufweist und demzufolge auch bei Herstellung der Dichtung 76 die
Durchbrüche 80 im Stabilisierungsschwert 78 am
Umlaufrand 72 durchfließt und demzufolge eine
stoff- und formflüssige Verbindung zwischen dem Dichtungsmaterial 76 und
dem Material, aus dem das Stabilisierungsschwert 78 bzw.
der Umlaufrand 72 spritzgegossen werden, erzeugt.
-
In
der Darstellung gemäß 8 ist die
Dichtung 76 dargestellt, die sich um das Stabilisierungsschwert 78 erstreckt
und die aus einem Material wie z. Bsp. PUR-Material 82,
einem leicht aufschäumenden Kunststoff gefertigt werden
kann.
-
10 zeigt
ein an einem Filterelement vorgesehenes Abreißsiegel, welches
sich in der perspektivischen Darstellung gemäß 10 an
einer Innenseite 92 eines Filterbalges 40 bzw. 42 befindet. Das
Abreißsiegel 90 ist von einem Kunststoffrahmen 88 umschlossen;
eine Außenseite des Filterbalges 40 bzw. 42 ist
durch Bezugszeichen 94 bezeichnet.
-
11 zeigt
eine Dichtung 76 an einem Filterbalg 40 bzw. 42,
welche wiederum eine Abdeckung umschließt. Die Dichtung 76,
die bevorzugt als umlaufende Dichtung ausgebildet ist, wird aus
einem Material wie z. Bsp. PUR geschäumt.
-
Der
Darstellung gemäß 12 ist
eine vereinfachte Wiedergabe einer Faltengeometrie eines Filterbalges
zu entnehmen. Die Faltengeometrie 96, hier ausgebildet
als eine Sternfaltung 104, wird in Durchströmrichtung 102 von
Rohluft 98, die ungefiltert ist, durchströmt.
Mit Bezugszeichen 100 ist die gefilterte Reinluft bezeichnet,
welche aus dem Filtermaterial wieder austritt, in dem die ausgefilterten
Partikel verbleiben. Die in 12 schematisch
wiedergegebene Faltengeometrie 96, bei der es sich um eine Sternfaltung 104 handelt,
ist durch eine ausgeprägte Zickzackkontur aus Bergen und
Tälern gekennzeichnet, die oval oder kreisrund an einem
Filterbalg 40 bzw. 42 ausgebildet ist.
-
13 zeigt ein Filterelement, das über
eine Blattfeder im Gehäuse axial auf einen Dichtsitz gepresst
wird. Um die Wartung des Elementes zu erleichtern, kann die Pressung
in zwei Stufen (I und II) erzeugt werden. Diese zwei Stufen sind
durch unterschiedlich hohe „Höcker” in
der Feder realisiert. Bis zur ersten Stufe liegt das Filterelement
frei in seiner Führung. Schiebt man das Element über
die erste Stufe wird der untere Teil der Dichtung auf den Dichtsitz
gepresst. Drückt man das Element weiter in den Dichtsitz
hinein, wird durch eine entsprechend ausgeführte Rampe
auf der Filterelementendscheibe die zweite Stufe erreicht und auch
der obere Teil der Dichtung auf den Dichtsitz gepresst. Die Endposition wird
durch einen in der Endscheibe befindlichen Hinterschnitt definiert.
Dieser Hinterschnitt hält das Element in seiner Endposition
in vertikaler Richtung und liefert demjenigen, der das Element wartet,
eine haptische Rückmeldung.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1509311
B1 [0002, 0002]