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Die Erfindung bezieht sich auf eine Filteranordnung, insbesondere eine Luftfilteranordnung, mit einem Gehäuse, welches zwei im Wesentlichen beidseits einer Gehäusemittelebene erstreckte große Stirnwände sowie eine zur Gehäusemittelebene im Wesentlichen orthogonale, die Stirnwände verbindende Umfangswand und einen Rohraumeingang sowie einen Reinraumausgang aufweist, und mit einem zwischen dem Rohraumeingang und dem Reinraumausgang wirksamen Filtereinsatz, welcher zwei im montierten Zustand des Filtereinsatzes den Seitenwänden benachbarte Bodenscheiben und eine deren Randzonen verbindende, zur Gehäusemittelebene im Wesentlichen orthogonale Filterwand aufweist, die von einer dicht an den Rohraumeingang oder den Reinraumausgang anschließbaren Öffnung durchsetzt wird.
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Derartige Luftfilteranordnungen werden serienmäßig für große Dieselmotoren von Lastkraftwagen eingesetzt. Dabei kann das Gehäuse eine kofferähnliche Gestalt aufweisen, wobei vorteilhaft ist, dass eine Anpassung an vorhandene Freiräume an LKWs prinzipiell leicht möglich ist, weil die Größe der Stirnwände sowie deren Abstand voneinander an die jeweiligen Gegebenheiten angepasst werden können.
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In der Regel ist die die Filterwand durchsetzende Öffnung des Filtereinsatzes dicht mit dem Reinraumausgang verbunden, so dass der Innenraum des Filtereinsatzes den Reinraum bildet. Der Abstandsraum außerhalb des Filtereinsatzes im gegenüber dem Volumen des Filtereinsatzes vergrößerten Gehäuse bildet dann den Rohraum.
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Grundsätzlich ist auch eine umgekehrte Ausgestaltung denkbar, bei der der Innenraum des Filtereinsatzes den Rohraum und der den Filtereinsatz umgebende Innenbereich des Gehäuses den Reinraum bildet.
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Bei allen Kraftfahrzeugen und/oder allen Motoren ist eine geringe Geräuschentwicklung äußerst erwünscht. Im Falle von Verbrennungsmotoren gilt dies insbesondere auch für die Lufteinlassseite. Bei Filteranordnungen der eingangs angegebenen Art besteht grundsätzlich das Problem, dass die vergleichsweise großen Stirnwände des Gehäuses zu Schwingungen angeregt werden können.
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Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, bei einer Filteranordnung der eingangs angegebenen Art eine Bauart zu schaffen, mit der Geräusche und insbesondere Resonanzschwingungen weitestgehend ausgeschaltet werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Stirnwände des Gehäuses mit den Bodenscheiben des Filtereinsatzes formschlüssig gekoppelt sind, insbesondere durch an den Seitenwänden bzw. den Bodenscheiben angeordnete oder angeformte Profilteile.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Stirnwände des Gehäuses und die Bodenscheiben des Filtereinsatzes jeweils zu einem doppelwandigen Verbund zu kombinieren, so dass sich jeweils eine Stirnwand des Gehäuses und die benachbarte Bodenscheibe des Filtereinsatzes gegenseitig versteifen. Dabei ist vorteilhaft, dass bei eventuellen gemeinsamen Biegeverformungen des doppelwandigen Verbundes von Gehäusestirnwand und Bodenscheibe des Filtereinsatzes reibungsbehaftete Scherbewegungen zwischen der jeweiligen Stirnwand und Bodenscheibe auftreten, so dass eine wirksame Schwingungsdämpfung erfolgt.
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Im Übrigen wird mit der Erfindung auch der Vorteil geboten, dass die miteinander zusammenwirkenden Profilteile die Zusatzfunktionen einer Führung beim Austausch des Filtereinsatzes übernehmen können, so dass der jeweils verschmutzte Filtereinsatz optimal aus dem Gehäuse herausbewegt und der jeweils neue Filtereinsatz exakt in die Sollposition gebracht werden können.
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Im diesem Zusammenhang kann zweckmäßig vorgesehen sein, dass das Gehäuse bezüglich einer zur Gehäusemittelebene orthogonalen Trennebene teilbar ist und dass die Achse des mit der Öffnung des Filtereinsatzes dicht verbindbaren Rohraumeinganges oder Reinraumausganges senkrecht zur Trennebene ausgerichtet ist. Damit lässt sich der Filtereinsatz unter Ausführung einer weitestgehenden geradlinigen translatorischen Bewegung aus dem Gehäuse entnehmen bzw. in das Gehäuse einsetzen.
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Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Bodenscheiben des Filtereinsatzes innerhalb des von der Filterwand umschlossenen Raumes miteinander durch säulenartige Vorsprünge oder dergleichen, die nach Art von Steckverbindungen ausgebildet sein können, miteinander steif, insbesondere druck- und zugfest, verbunden sind.
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Im Übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche und die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert wird.
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Schutz wird nicht nur für angegebene oder dargestellte Merkmalskombinationen, sondern auch für prinzipiell beliebige Kombinationen der angegebenen oder dargestellten Einzelmerkmale beansprucht.
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In der Zeichnung zeigt
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1 ein Schnittbild einer erfindungsgemäßen Luftfilteranordnung, wobei die Schnittebene in eine Gehäusemittelebene fällt,
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2 eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Luftfilteranordnung,
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3 eine perspektivische Darstellung des Filtereinsatzes,
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4 eine geschnittene perspektivische Darstellung des Filtereinsatzes, wobei die Schnittebene mit einer Trennebene des Filtergehäuses übereinstimmt,
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5 ein Schnittbild von Gehäuse und Filtereinsatz, wobei die Schnittebene mit der Trennebene des Gehäuses übereinstimmt,
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6 verschiedene Ausführungsformen des Filtereinsatzes.
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Gemäß den 1 und 2 besitzt die erfindungsgemäße Luftfilteranordnung ein Gehäuse 1 mit vergleichsweise großen Stirnflächen 2 und 2', die miteinander durch eine vergleichsweise schmale Umfangswand 3 verbunden sind. An der Umfangswand 3 sind ein Rohraumeingang 4 und ein Reinraumausgang 5 angeordnet, wobei Eingang 4 und Ausgang 5 durch einen im Gehäuse 1 angeordneten Filtereinsatz 6 getrennt werden.
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Der Filtereinsatz 6 besitzt gemäß 3 stirnseitige Bodenscheiben 7 und 7', die an ihren Randzonen durch eine nahezu umlaufende Filterwand 8 miteinander verbunden sind. Diese Filterwand 8 wird an einer Längsseite 19 der Bodenscheiben 7 und 7' von einer Öffnung 9 durchsetzt, welche in einer mit der Filterwand 8 und den Bodenscheiben 7, 7' dicht verbundenen Seitenscheibe 20 angeordnet ist. Im montierten Zustand des Filtereinsatzes 6 ist die Seitenscheibe 20 dicht mit dem Reinraumausgang 5 des Gehäuses 1 verbunden. Beim Betrieb strömt also ungereinigte Luft durch den Rohraumeingang 4 in das Gehäuse 1 ein, durchströmt sodann die Filterwand 8 und gelangt damit in den den Reinraum bildenden Innenraum 18 des Filtereinsatzes 6, wobei Verschmutzungen von der Filterwand 8 zurückgehalten werden. Dementsprechend tritt dann gereinigte Luft aus dem Reinraumausgang 5 aus.
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Das Gehäuse 1 ist an einer zu den Stirnflächen 2 und 2' bzw. zu einer Gehäusemittelebene zwischen den Stirnflächen 2 und 2' im Wesentlichen orthogonalen Trennebene 10 teilbar, wobei ein in 2 oberer Gehäuseteil 1' mit dem in 2 unteren Gehäuseteil 1'' über kniehebelartige Spannhebel 11 fest verbindbar ist.
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Wenn das Gehäuse 1 geöffnet wird, das heißt wenn der obere Gehäuseteil 1' nach Öffnen der Spannhebel 11 vom unteren Gehäuseteil 1'' entfernt worden ist, lässt sich der Filtereinsatz 6 nach Art einer Schublade aus dem unteren Gehäuseteil 1'' herausziehen bzw. in den unteren Gehäuseteil einschieben, wobei eine Dichtung 12 am Innenrand der Öffnung 9 des Filtereinsatzes 6 dichtend auf den Außenumfang eines den Reinraumausgang 5 bildenden Rohrstutzens 13 im Innenraum des unteren Gehäuseteiles 1'' geschoben bzw. von diesem Rohrstutzen 13 getrennt wird.
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Im montierten Zustand des Filtereinsatzes 6 haben dessen Bodenscheiben 7 und 7' eine zu den Innenseiten der Stirnflächen 2 und 2' des Gehäuses 1 benachbarte im wesentlichen parallele Lage.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Bodenscheiben 7 und 7' des Filtereinsatzes 6 mit den Innenseiten der Stirnflächen 2 und 2' des Gehäuses 1 formschlüssig verbunden sind. Hierzu dienen auf den Außenseiten der Bodenscheiben 7 und 7' bzw. auf den Innenseiten der Stirnflächen 2 und 2' angeordnete, ineinander greifende Winkelprofile 14 und 15, welche so ausgerichtet sind, dass sie auch als Schiebeführungen beim Einschieben des Filtereinsatzes 6 in das Gehäuse 1 bzw. beim Herausziehen des Filtereinsatzes 6 aus dem Gehäuse 1 dienen.
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Wie insbesondere der 5 entnommen werden kann, sind die Winkelprofile 14 auf den voneinander abgewandten Außenseite der Bodenscheiben 7 und 7' entgegengesetzt ausgebildet, das heißt der freie Rand des in 5 oberen Winkelprofils 14 weist nach rechts, während der freie Rand des in 5 unteren Winkelprofils 14 nach links gerichtet ist. Entsprechend umgekehrt sind die freien Ränder der gehäuseseitigen Winkelprofile 15 ausgerichtet. Die am Filtereinsatz 6 angeordneten Winkelprofile 14 durchsetzen im montierten Zustand des Filtereinsatzes 6 die Trennebene 10 des Gehäuses, so dass sie sowohl mit gehäuseseitigen Winkelprofilen 15 am unteren Gehäuseteil 1'' als auch am oberen Gehäuseteil 1' zusammenwirken.
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Die Bodenscheiben 7 und 7' verfügen über einen Randbereich 21 und einen Mittenbereich 22. Im Randbereich 21 sind die Bodenscheiben 7, 7' eben ausgeführt. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Bodenscheiben 7, 7' zur dichtenden Verbindung mit der Filterwand 8 plastifiziert werden. Somit kann ein gleichmäßiger Wärmeeintrag ohne Störkonturen erfolgen. Der Mittenbereich 22 kann zur Versteifung der Bodenscheibe 7, 7' verrippt ausgeführt sein. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Winkelprofile 14 in dem Mittenbereich 22 angeordnet sind. Somit ist die Bodenscheibe 7, 7' in diesem Bereich, in welchem die Bodenscheibe 7, 7' aufgrund der Größe die geringste Eigensteifigkeit aufweist, mit dem Gehäuse 1 verbindbar. Bei dem dargestellten Filtereinsatz 6 verfügt jede Bodenscheibe 7, 7' über ein mittig angeordnetes Winkelprofil 14. Bei anderen Ausführungen können auch zwei oder mehr Winkelprofile 14 je Bodenscheibe vorgesehen sein. Diese können zueinander fluchtend, in Reihe oder versetzt zueinander angeordnet sein. Hierbei ist jedem Winkelprofil 14 ein Gegenwinkelprofil 15 am Gehäuse 6 zugeordnet. Alternativ können jedoch auch mehrere Winkelprofile 14 vorgesehen sein, wobei nur eine Teilmenge der Winkelprofile 14 mit einem Winkelprofil 15 des Gehäuses 6 korrespondiert.
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Bei der dargestellten Ausführung, insbesondere gemäß 3, ist ein Winkelprofil 14 vorgesehen, welches mit dem unteren Gehäuseteil 1'' und mit dem oberen Gehäuseteil 1' korrespondiert. Somit werden die Gehäuseteile 1', 1'' durch den Filtereinsatz 6 zusätzlich zu anderen geometrischen Ausgestaltungen, zueinander zentriert.
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Gemäß anderen, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen können alternativ zu den Winkelprofilen 14 auch andere, insbesondere punktuelle Führungselemente, wie z. B. Pilzköpfe vorgesehen sein, welche in punktuelle oder durchgehende Führungsaufnahmen in dem Gehäuse 6 aufgenommen werden können.
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Im Ergebnis wirken damit die Stirnflächen 2 und 2' des Gehäuses 1 sowie die Bodenscheiben 7 und 7' des Filtereinsatzes 6 unter gegenseitiger Versteifung miteinander unter Bildung eines doppelwandigen Verbundes zusammen.
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Dieser Effekt wird noch dadurch verstärkt, dass zwischen den Bodenscheiben 7 und 7' innerhalb des von der Filterwand 8 umschlossenen Raumes säulenartige Verbindungskörper 16 vorgesehen sind. Dabei kann jeweils eine Hälfte eines Verbindungskörpers 16 an der einen Bodenscheibe 7 und die andere Hälfte des jeweiligen Verbindungskörpers 16 an der anderen Bodenscheibe 7' angeformt sein und mit der jeweils anderen Hälfte eine unlösbare Steckverbindung bilden, derart, dass die Bodenscheiben 7 und 7' über die Verbindungskörper 16 auf Zug und Druck belastbar verbunden sind. Bei anderen Ausgestaltungen kann der Verbindungskörper auch vollständig an einer Bodenscheibe 7 oder 7' angeordnet sein und sich an der gegenüberliegend angeordneten Bodenscheibe 7' bzw. 7 abstützen. Hierzu ist vorzugsweise an dieser gegenüberliegenden Bodenscheibe eine Aufnahme angeordnet, in welche der Verbindungskörper 16 eingreift.
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Die Ränder 17 (vgl. 3) an den von der Öffnung 9 abgewandten Seiten der Bodenscheiben 7 und 7' können gegebenenfalls mit Anschlagflächen, welche an den Innenseiten der Stirnflächen 2 und 2' am oberen Gehäuseteil 1' angeordnet sind, zusammenwirken. Die Anschlagflächen können z. B. als Stufen oder sonstige geometrische Verengungen des Innenraumes des Gehäuses 1 ausgebildet sein. Somit wird der Filtereinsatz 6 automatisch in seine Sollendlage gedrängt wird, wenn der obere Gehäuseteil 1' am unteren Gehäuseteil 1'' angesetzt und die Spannhebel 11 geschlossen werden.
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Im Übrigen können in den Stirnflächen 2 und 2' des Gehäuses 1 Sicken oder dergleichen angeordnet sein (nicht dargestellt), derart, dass auf der Innenseite der genannten Stirnflächen Vorsprünge gebildet werden, die mit Vertiefungen auf den Bodenscheiben 7 und 7' des Filtereinsatzes 6 rastartig zusammenwirken. Damit kann eine besonders feste Halterung des Filtereinsatzes 6 im Gehäuse 1 gewährleistet werden.
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Grundsätzlich können das Gehäuse 1 und der Filtereinsatz 6 unterschiedliche, aneinander angepasste Formen haben. Im Wesentlichen muss nur gewährleistet sein, dass im montierten Zustand der Filteranordnung zwischen der Innenseite der Umfangswand 3 des Gehäuses und der Filterwand 8 des Filtereinsatzes 6 ein Abstandsraum verbleibt, über den möglichst alle Zonen der Filterwand 8 mit dem Rohraumeingang 4 kommunizieren.
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Die 6 zeigt schematisiert unterschiedliche Formen des Filtereinsatzes 6, wobei dann das Gehäuse 1 entsprechend angepasst ausgeformt wird. Im Übrigen zeigt die 6 beispielhaft, dass die Filterwand 8, zur Vergrößerung der Filterfläche, im Wesentlichen aus einem plissierten Streifen aus Filtermaterial, insbesondere aus zellulosehaltigem Filterpapier oder einem polymeren Filtervlies, bestehen kann, welcher über die mit dem Filtermaterialstreifen dicht verbundene Seitenscheibe 20 ringförmig geschlossen ist. Hierbei sind beliebige Außengeometrien des Filtereinsatzes 6, wie z. B. rund, oval, polygon, nierenförmig, realisierbar, wobei durch das Filtermaterial und die Bodenscheiben ein Innenvolumen gebildet wird. Das Innenvolumen steht somit für den Durchtritt von zu reinigender Luft zur Verfügung. In der Darstellung der 6 haben die durch das plissierte Filtermaterial verbundenen Randzonen der Bodenscheiben 7 und 7' beispielhaft U-Form bzw. C-Form oder G-Form (bei Betrachtung von links nach rechts).
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Um das Einschieben des Filtereinsatzes 6 in den unteren Gehäuseteil 1'' bzw. das Aufschieben des oberen Gehäuseteiles 1' auf den in den unteren Gehäuseteil 1'' eingeschobenen Filtereinsatz 6 zu erleichtern, können an den Längsenden der Profile 14 des Filtereinsatzes und/oder an den der Trennebene 10 benachbarten Längsenden der gehäuseseitigen Profile 15 Einführschrägen angeordnet sein.
