DE102012005731A1

DE102012005731A1 - Luftfilter und Filterelement eines Luftfilters

Info

Publication number: DE102012005731A1
Application number: DE102012005731.8A
Authority: DE
Inventors: Daniel Schmid; Eric Thebault; Günter Görg; Timo Dirnberger; Ralf Dietz
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2014-02-27
Anticipated expiration: 2032-03-24
Also published as: DE102012005731B4; WO2013139947A3; US9586165B2; US20150013294A1; US9359979B2; WO2013139947A2; US20160279553A1

Abstract

Es wird ein Luftfilter (10), insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs mit einem Filtergehäuse (14) und einem Filterelement (12) beschrieben. Der Luftfilter (10) umfasst eine Abstützeinrichtung, mittels derer das in das Filtergehäuse (4) eingeschobene Filterelement (12) wenigstens in einem in Einschubrichtung (116) von der Dichtung (28) beabstandeten Abstützbereich zumindest quer zur Einschubrichtung (116) im Filtergehäuse (14) eingespannt ist, wobei sich die Querverspannung unter Zusammenwirken des Filterelementes (12) mit Innenseiten des Filtergehäuses (14) und durch die Einschubbewegung des Filterelementes (12) ergibt. Des Weiteren wird ein Filterelement eines solchen Luftfilters beschrieben.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Luftfilter, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Filtergehäuse, welches einen Innenraum aufweist, und mit einem Filterelement, welches entlang einer Einschubrichtung in eine Einbauposition in den Innenraum des Filtergehäuses eingeschoben ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Filterelement für einen solchen Luftfilter.
Stand der Technik
Vom Markt her sind Filterelemente, insbesondere Flachfilterelemente für Luftfilter bekannt, welche austauschbar in ein Filtergehäuse eingeschoben werden können. Im Bereich einer Anströmfläche bzw. -seite des Flachfilterelements, welche die Rohluftseite bildet, oder einer Abströmfläche bzw. -seite, welche die Reinluftseite bildet, weist das Flachfilterelement einen Dichtungsabschnitt auf für eine Dichtung zur Abdichtung des Flachfilterelements gegen das Filtergehäuse. Die Dichtung ist an dem Dichtungsabschnitt befestigt und wird gemeinsam mit dem Flachfilterelement in das Filtergehäuse eingeschoben. Das Flachfilterelement wird so in dem Filtergehäuse angeordnet, dass es einen Einlass des Filtergehäuses von einem Auslass für die Luft trennt. Das Filtergehäuse weist eine Montageöffnung auf, durch die das Flachfilterelement in das Filtergehäuse eingeschoben werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftfilter der eingangs genannten Art bzw. ein Filterelement eines solchen Luftfilters zu gestalten, mit dem eine einfache, stabile und zuverlässige Montage des Filterelements im Filtergehäuse möglich ist.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Abstützeinrichtung vorgesehen ist, mittels derer das eingeschobene Filterelement wenigstens in einem in Einschubrichtung von der Dichtung beabstandeten Abstützbereich zumindest quer zur Einschubrichtung im Filtergehäuse eingespannt ist. Die Querverspannung ergibt sich in einfacher Weise unter Zusammenwirken von Innenseiten des Filtergehäuses und des Filterelementes durch die Einschubbewegung des Filterelementes.
Insbesondere handelt es sich bei der Erfindung um ein Filterelement, dessen Filtermedium offen, also nicht zu einer geschlossenen Umfangswand geformt ist, welche einen Innenraum umgibt. Bei einem gefalteten Filtermedium bedeutet das, dass Stirnfalten ebenso wie Stirnkanten nicht miteinander verbunden sind.
Im Speziellen handelt es sich um ein Flachfilterelement. Flachfilterelemente können eben sein, aber auch Biegungen in unterschiedliche Richtungen aufweisen. Im Unterschied zu einem Flachfilterelement ist bei einem Rundfilterelement das Filtermedium geschlossen, das heißt seine Stirnseiten, bei einem gefalteten Filterelement seine Stirnfalten, sind miteinander verbunden.
Im Falle eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weist das Filtergehäuse eine Montageöffnung auf, durch die das Filterelement mit dem von der umlaufenden Dichtung fernen Ende voran in den Innenraum eingeschoben ist, wobei die Montageöffnung von der gehäuseseitigen Dichtungsfläche umgeben ist. Es ergibt sich eine besonders funktionssichere Abdichtung zwischen Filterelement und Filtergehäuse, die bei der Montage möglichst geringen Belastungen ausgesetzt ist.
Eine robuste Querverspannung des Filterelementes ergibt sich, indem bei einer bevorzugten Erfindungsvariante an wenigstens einer Innenseite des Filtergehäuses wenigstens ein Vorsprung angeordnet ist, mittels dessen das Filterelement in dem wenigstens einen Abstützbereich quer zur Einschubrichtung eingespannt ist.
Dieser Vorteil ergibt sich in noch größerem Maße, wenn wenigstens zwei Vorsprünge auf quer zur Einschubrichtung gegenüberliegenden Innenseiten des Filtergehäuses angeordnet sind, zwischen denen das Filterelement in dem wenigstens einen Abstützbereich quer zur Einschubrichtung eingespannt ist.
Eine besonders störungsfreie Montage des Filterelementes ergibt sich bei einer Erfindungsvariante, bei welcher der Vorsprung bzw. die Vorsprünge eine in Einschubrichtung vorangestellte Anlaufschräge aufweist bzw. aufweisen. Einem Verkanten des Filterelementes bei der Einschubbewegung wird auf diese Weise entgegengewirkt.
Fertigungstechnisch und aus Stabilitätsgründen ist eine Erfindungsvariante bevorzugt, bei welcher der Vorsprung bzw. die Vorsprünge in Form von einer Einbuchtung des Filtergehäuses ausgebildet ist bzw. sind.
Im Falle eines bevorzugten Ausführungsbeispiels ist der Querschnitt des Innenraums des Filtergehäuses im Abstützbereich in zumindest zwei quer zueinander verlaufenden Richtungen verjüngt. Eine besondere stabile Abstützung, Halterung bzw. Fixierung des Filterelementes ergibt sich. Dabei ergibt sich eine einfache und robuste Bauform, wenn die Querschnittsverjüngung mittels eines bzw. mehreren Vorsprüngen bewerkstelligt wird.
Durch eine angenehme und störungsfreie Montage des Filterelementes zeichnet sich eine bevorzugte Variante aus, bei welcher an wenigstens einer Innenseite des Filtergehäuses wenigstens ein Führungssteg zum Führen des Filterelementes bei der Einschubbewegung angeordnet ist. Vorzugsweise erstreckt sich der Führungssteg in Einschubrichtung des Filterelements und dessen dem Filterelement zugewandte Oberseite vor dem wenigstens einen Vorsprung in Einschubrichtung zunächst von der entsprechenden Innenseite weg in den Innenraum hinein. Durch den Führungssteg wird das Filterelement von der betreffenden Innenseite abgehoben und dadurch zum Einführen in die durch den Vorsprung gebildete Querschnittsverjüngung vorpositioniert.
Um beim Einführen des Filterelementes in die Querschnittsverjüngung ein unerwünschtes Verkanten bzw. Anpressen an den Führungssteg zu verhindern, senkt sich der Führungssteg vorzugsweise vor dem wenigstens einen Vorsprung zu der Innenseite hin ab. Das Filterelement überschreitet somit den am weitesten in den Innenraum ragenden Abschnitt des Führungssteges, bevor es an dem Vorsprung oder Vorsprüngen quer zur Einschubrichtung eingespannt wird.
Eine besonders stabile Halterung bzw. Abstützung des Filterelementes ergibt sich, indem der zumindest eine Abstützbereich im Bereich der von der umlaufenden Dichtung fernen Ab- bzw. Anströmfläche angeordnet ist. Dies ist insbesondere bei besonders langen Filterelementen von Bedeutung, d. h. bei Filterelementen, bei welchen der Abstand zwischen An- und Anströmfläche um eine Mehrfaches größer ist als die Erstreckung (Dicke) des Filterelementes in zumindest einer Querrichtung.
Einer unerwünschten Geräuschentwicklung und Beschädigungen beim Betrieb des Luftfilters, z. B. durch Vibrationen des Luftfilters, wird im Falle einer besonders bevorzugten Erfindungsvariante entgegengewirkt, bei welcher sich die Querverspannung des Filterelementes im zumindest einen Abstützbereich durch eine elastische Verformung des Filterelementes bzw. wenigstens eines Abstützelementabschnitts an dem Filterelement quer zur Einschubrichtung ergibt.
Zum Zwecke einer weiteren Stabilitätserhöhung der Filterelement-Abstützung ergibt sich im Falle einer bevorzugten Variante der Erfindung mittels der Abstützeinrichtung eine Querverspannung des Filterelementes in einem weiteren Abstützbereich, welcher in Einschubrichtung zwischen dem ersten Abstützbereich und der umlaufenden Dichtung angeordnet ist.
Die technische Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Filterelement eines vorstehend und nachfolgenden beschriebenen Luftfilters, welches derart ausbildet ist, dass das Filterelement wenigstens in einem in Einschubrichtung von der umlaufenden Dichtung beabstandeten Abstützbereich zumindest quer zur Einschubrichtung im Filtergehäuse einspannbar ist, wobei sich die Querverspannung unter Zusammenwirken von Innenseiten des Filtergehäuses und des Filterelementes durch die Einschubbewegung des Filterelementes ergeben kann.
Im Falle eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung weist das Filterelement in dem wenigstens einen Abstützbereich als Teil der Abstützeinrichtung wenigstens einen Abstützelementabschnitt auf. Eine einfache Bauform ergibt sich, indem der wenigstens eine Abstützelementabschnitt gegenüber zumindest einer Umfangsseite des Filterelementes quer zur Einschubrichtung absteht. Vorzugsweise ist er relativ zu dem Filtermedium des Filterelementes wenigstens quer zu der Einschubrichtung elastisch bewegbar und/oder verformbar. Zur besonders stabilen Abstützung ist der wenigstens eine Abstützelementabschnitt im Bereich der von der umlaufenden Dichtung fernen Ab- bzw. Anströmfläche angeordnet.
Vorzugsweise ist also wenigstens ein Abstützelementabschnitt vorgesehen, welcher zusätzlich zu der Dichtung das Filterelement gegen eine Innenseite des Filtergehäuses abstützen kann. Auf diese Weise kann das Filterelement an wenigstens zwei Stellen, nämlich am Ort der Dichtung und am Ort des wenigstens einen Abstützelementabschnitts, abgestützt und im Innenraum des Filtergehäuses gehalten werden. Der wenigstens eine Abstützelementabschnitt überragt das Filtermedium in wenigstens einer Richtung. Er ist so zwischen dem Filtermedium und der Innenseite des Filtergehäuses angeordnet und hält das Filtermedium in einem Abstand zu dem Filtergehäuse.
Es können auch mehr als ein Abstützelementabschnitt vorgesehen sein, sodass das Filtermedium an mehreren Stellen gegen die Innenseite des Filtergehäuses abgestützt werden kann. Auf diese Weise kann die Positionierung des Filterelements im Filtergehäuse weiter verbessert werden. Der wenigstens eine Abstützelementabschnitt kann so ausgestaltet sein, dass er bauteilbedingte und/oder montagebedingte Toleranzen zwischen dem Filterelement und dem Filtergehäuse ausgleichen kann. Zusätzlich oder alternativ kann der wenigstens eine Abstützelementabschnitt so ausgestaltet sein, dass er das Filterelement beim Einschieben in das Filtergehäuse entlang einer gehäuseseitigen Führungsbahn, insbesondere einer Führungsnut oder einer Führungsschiene, führen kann. Er kann so zusätzlich als Führungselement wirken.
Zusätzlich oder alternativ kann der Abstützelementabschnitt so ausgestaltet sein, dass er eine Dämpfung insbesondere von Vibrationen zwischen dem Filtergehäuse und dem Filtermedium bewirken kann. Auf diese Weise kann das Filtergehäuse von dem Filterelement schwingungstechnisch entkoppelt werden. Die mechanische Belastung auf das Filtermedium kann so reduziert werden. Eine Störanfälligkeit kann so verringert werden. Auf diese Weise können auch die Standzeiten des Filterelements verlängert werden. Am Filterelement kann eine Dichtung angeordnet sein. Die Dichtung kann vorteilhafterweise aus Polyurethanschaum an den Dichtungsabschnitt angeschäumt sein. Alternativ kann die Dichtung als Formteil, insbesondere aus Gummi, vorgefertigt und an den Dichtungsabschnitt montiert, insbesondere aufgesteckt oder eingesteckt, werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Dichtung auch am Filtergehäuse montiert, vorzugsweise befestigt, sein. In diesem Fall es nicht erforderlich, dass das Filterelement selbst eine eigene Dichtung aufweist. Es kann auch mehr als ein Abstützelementabschnitt vorgesehen sein. Wenigstens zwei der Abstützelementabschnitte können an einem gemeinsamen Abstützelement angeordnet sein. Zwischen den Abstützelementabschnitten können Abstützlücken vorgesehen sein, sodass keine durchgängige Abstützung an der Innenseite erfolgt. Dies unterscheidet die Abstützwirkung der erfindungsgemäßen Abstützelementabschnitte von der Abstützwirkung einer Dichtung, welche durchgängig ist. Auf diese Weise kann der Einbau des Filterelements vereinfacht werden. Insgesamt ist es nicht erforderlich, dass der wenigstens eine Abstützelementabschnitts eine Dichtfunktion erfüllt. Der wenigstens eine Abstützelementabschnitt kann bezüglich seiner Wirkung zur Abstützung und/oder Positionierung und/oder Dämpfung und/oder Haltung optimiert sein. Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Abstützelementabschnitt aus einem Kunststoff sein. Er kann so einfach gefertigt werden. Der wenigstens eine Abstützelementabschnitt kann so mit einem geringen Gewicht ausgestattet sein. Aus Kunststoff können auch komplexe Formen realisiert werden. Das Filterelement kann vorteilhafterweise austauschbar im Filtergehäuse angeordnet werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform können sich wenigstens zwei Abstützelementabschnitte wenigstens in entgegengesetzte Richtungen gegen entsprechende Abstützbereiche an Innenseiten des Filtergehäuses abstützen. Auf diese Weise kann das Filtermedium in entgegengesetzten Richtungen abgestützt werden und so stabil gehalten werden. Das Filtermedium kann so zwischen den Abstützbereichen des Filtergehäuses eingeklemmt werden. Vorteilhafterweise können die wenigstens zwei Abstützelementabschnitte gegenüberliegende Umfangsseiten des Filtermediums überragen. Die wenigstens zwei Abstützelementabschnitte können auch dieselbe Umfangsseite des Filtermediums überragen. Die Abstützrichtung kann dann parallel zu der Umfangsseite verlaufen, wobei die Abstützrichtungen der beiden Abstützelementabschnitte entgegengesetzt sein können. Insbesondere können sich die Abstützelementabschnitte auf gegenüberliegenden Seiten eines einzigen Abstützelements befinden, welches an der Umfangsseite des Filtermediums angeordnet sein kann. Wenigstens einer der Abstützelementabschnitte kann auch so realisiert sein, dass er zusätzlich zu Kraftkomponenten in entgegengesetzten Richtungen auch Kraftkomponenten quer zu diesen Richtungen aufnehmen kann.
Vorteilhafterweise kann zwischen den wenigstens zwei Abstützelementabschnitten eine Abstützlücke bestehen. In der Abstützlücke erfolgt keine Abstützung des Filterelements gegen die Innenseite des Filtergehäuses. Auf diese Weise kann die Größe der Abstützelementabschnitte verringert werden. So kann der Raumbedarf der Abstützelementabschnitte reduziert werden. Ferner kann so der Materialbedarf für die Abstützelementabschnitte verkleinert werden. Außerdem kann die Formfreiheit des Filtergehäuses, insbesondere der Innenseiten des Filtergehäuses, und/oder der Abstützelementabschnitte vergrößert werden. Es ist nicht erforderlich, dass die Formen der Innenseite des Filtergehäuses und die Formen der Abstützelementabschnitte durchgängig aneinander angepasst sind. Die Abstützelementabschnitte können so an der Umfangsseite des Filterelements angeordnet sein, dass sie eine optimale abstützende Wirkung entfalten können. Ferner kann bei voneinander getrennten Abstützelementabschnitten ein Einschubvorgang des Filterelements in das Filtergehäuse vereinfacht werden. Ein Kraftaufwand beim Einschieben des Filterelements kann verringert werden. Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Führungsnut oder Führungsschiene an der Innenseite des Filtergehäuses angeordnet sein, mit der der wenigstens eine Abstützelementabschnitt beim Einschieben des Filterelements geführt werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der wenigstens eine Abstützelementabschnitt an einem Trägerelement befestigt sein und das Trägerelement kann wenigstens an einer Seite des Filtermediums befestigt sein. Vorteilhafterweise kann das Trägerelement eine Trägerplatte sein, mit der eine flächige Verbindung zu dem Filtermedium möglich ist. Auf diese Weise kann die Kraftübertragung zwischen der Trägerplatte und dem Filtermedium verbessert werden. Das Trägerelement und der wenigstens eine Abstützelementabschnitt können so einfach vorgefertigt werden. Sie können als gemeinsames Bauteil mit dem Filtermedium verbunden werden. Das Trägerelement und der wenigstens eine Abstützelementabschnitt können als Modulbauteil realisiert sein. Das Trägerelement und der wenigstens eine Abstützelementabschnitt können vorteilhafterweise als Zweikomponentenbauteil realisiert sein. Vorteilhafterweise kann das Trägerelement aus einem harten, stabilen Material sein. Auf diese Weise kann eine Kraftübertragung zwischen dem wenigstens einen Abstützelementabschnitt und dem Filtermedium verbessert werden. Ferner kann das Filtermedium mit einem stabilen Trägerelement versteift werden. Verformungen des Filtermediums insbesondere durch Vibrationen können so verringert werden. Dies wirkt sich insbesondere bei einem gefalteten Filtermedium günstig auf die Formstabilität des Filterelements aus. Vorteilhafterweise können wenigstens zwei Abstützelementabschnitte an einem gemeinsamen Trägerelement befestigt sein. Auf diese Weise kann das Trägerelement eine Kraftverbindung zwischen den wenigstens zwei Abstützelementabschnitten bilden. Im Fall, dass sich die beiden Abstützelemente in entgegengesetzte Richtungen gegen das Filtergehäuse abstützen, kann so eine Krafteinwirkung auf das Filtermedium infolge des Abstützens gegen das Filtergehäuse vermieden werden. Das Trägerelement kann unmittelbar an dem Filtermedium befestigt sein. Alternativ kann das Trägerelement auch mittelbar, insbesondere über ein Verbindungselement, vorzugsweise ein Seitenband oder ein Rahmen, mit dem Filtermedium verbunden sein. Das Trägerelement kann mittels einer Klebeverbindung, einer Schweißverbindung oder einer mechanischen, insbesondere einer Klipsverbindung, einer Klemmverbindung, einer Rastverbindung, einer Steckverbindung oder einer Schraubverbindung, mit dem Filtermedium verbunden sein. Das Trägerelement kann so ausgestaltet sein, dass es die Seite des Filtermediums zusätzlich abdichten kann. Das Trägerelement kann aber auch frei von einer Dichtfunktion sein. Auf diese Weise kann das Trägerelement bezüglich seiner mechanischen Eigenschaften, insbesondere seiner Tragefunktion und Stabilisierungsfunktion, optimiert sein. Vorteilhafterweise kann sich das Trägerelement über die gesamte Seite des Filtermediums erstrecken. Auf diese Weise kann die Stabilität des Filterelements verbessert werden. Alternativ kann das Trägerelement auch nur einen Teil der Seite des Filtermediums abdecken. Auf diese Weise kann Material und Gewicht gespart werden. Das Trägerelement kann vorteilhafterweise aus einem Kunststoff sein. Es kann so einfach gefertigt werden und komplex geformt werden. Durch den Einsatz von Kunststoff kann das Gewicht des Trägerelements verringert werden. Das Trägerelement kann auch die Form eines Rahmens haben, welcher das Filtermedium wenigstens teilweise einfassen kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der wenigstens eine Abstützelementabschnitt, gegebenenfalls das Trägerelement, über ein Seitenband an wenigstens einer Seite des Filtermediums befestigt sein. Mit dem Seitenband kann eine Toleranz zwischen dem wenigstens einen Abstützelementabschnitt beziehungsweise dem Trägerelement und dem Filtermedium einfach ausgeglichen werden. Mit dem Seitenband können Unebenheiten des Filtermediums, insbesondere bei einem gefalteten Filtermedium, einfach ausgeglichen werden. Das Seitenband kann vorteilhafterweise flexibel sein. Das Seitenband kann zusätzlich als Dämpfungselement zwischen dem Filtermedium und dem wenigstens einen Abstützelementabschnitt beziehungsweise dem Trägerelement wirken. Auf diese Weise kann eine Übertragung von Vibrationen von dem Filtergehäuse auf das Filtermedium weiter verringert werden. Das Seitenband kann einfach abgelängt, insbesondere abgeschnitten, werden, um es an die Abmessungen des Filtermediums anzupassen. Das Seitenband kann die Seite des Filtermediums wenigstens an einem Rand überragen. Es kann einfach an dem wenigstens einen Rand der Seite des Filtermediums umgeknickt oder umgebogen werden. Das Seitenband kann nahe an den Dichtungsabschnitt für die Dichtung herangeführt und/oder in diesen hineingeführt werden. Es kann den Dichtungsabschnitt und somit auch die Dichtung überlappen. Durch die Verwendung des Seitenbandes zur Befestigung des Trägerelements können die Dichtfunktion und die Haltefunktion voneinander getrennt sein. Das Seitenband kann bezüglich der Dichtfunktion zur Abdichtung der Seitenfläche des Filtermediums optimiert sein. Der wenigstens eine Abstützelementabschnitt, gegebenenfalls mit dem Trägerelement, kann bezüglich der Haltefunktion optimiert sein. Das Seitenband kann bezüglich der Dichtfunktion optimiert sein. Es kann mit einer bezüglich seiner flächigen Ausdehnung verhältnismäßig geringen Dicke realisiert werden und so platzsparend zwischen dem Filtermedium und dem wenigstens einen Abstützelementabschnitt beziehungsweise dem Trägerelement angeordnet werden.
Vorteilhafterweise kann das Seitenband ein Vlies aufweisen. Bevorzugt kann das Seitenband aus einem Vlies sein. Ein Vlies kann eine große Reißfestigkeit mit einer hohen Flexibilität kombinieren. Ein Vlies kann auch dehnbar sein. Ein Vlies kann darüber hinaus dicht für das mit dem Filterelement zu filtrierende Fluid sein, so dass mit ihm die Seite des Filtermediums effektiv abgedichtet werden kann. Ein Vlies kann darüber hinaus einfach in seiner Form angepasst, insbesondere geschnitten, werden, um es an die Abmessungen der Seite des Filtermediums anzupassen.
Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Abstützelementabschnitt relativ zu dem Filtermedium wenigstens quer zu einer Einschubrichtung des Filterelements in das Filtergehäuse elastisch bewegbar und/oder verformbar sein. Durch die Elastizität kann die Dämpffunktion verbessert werden. Ferner kann so einfach ein Toleranzausgleich zwischen dem Filterelement und dem Filtergehäuse realisiert werden. Der wenigstens eine Abstützelementabschnitt kann beim Einschieben des Filterelements in das Filtergehäuse elastisch nachgeben, so dass das Filterelement auch Engstellen und/oder Vorsprünge im Filtergehäuse passieren kann. In der korrekten Einbauposition des Filterelements kann der wenigstens eine Abstützelementabschnitt das Filterelement elastisch unter einer mechanischen Spannung gegen die Innenseite des Filtergehäuses abstützen. Der wenigstens eine Abstützelementabschnitt kann aus einem elastischen Material sein. Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Abstützelementabschnitt aus einer weichen Komponente, insbesondere einem gummiartigen Kunststoff, sein. Alternativ oder zusätzlich kann der wenigstens eine Abstützelementabschnitt über ein Verbindungsmittel mittelbar, insbesondere mittels einem Trägerelement und/oder einem Seitenband, oder unmittelbar elastisch mit dem Filtermedium verbunden sein. Das Verbindungsmittel kann ein Federelement aufweisen. Das Verbindungsmittel kann aber auch in andersartiger Weise elastisch veränderbar und/oder verformbar sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Filtermedium an einer Seite mit der Dichtung zur Abdichtung des Filterelements gegen das Filtergehäuse verbunden sein und der wenigstens eine Abstützelementabschnitt kann an einer der Dichtung abgewandten Seite des Filtermediums angeordnet sein. Auf diese Weise kann das Filterelement in der korrekten Einbauposition an voneinander entfernten Stellen im Filtergehäuse abgestützt und gehalten werden. Auf diese Weise kann eine Hebelwirkung auf die Dichtung durch das Gewicht des Filtermediums verringert werden. Dies ist dann von Vorteil, wenn das Filterelement in der Betriebsposition horizontal angeordnet ist und über die Dichtung in horizontaler Richtung betrachtet an einer Seite am Filtergehäuse befestigt ist. Das Filterelement kann dann in horizontaler Richtung betrachtet auf der der Dichtung gegenüberliegenden Seite zusätzlich im Gehäuse abgestützt werden. Vorteilhafterweise kann bei der horizontalen Anordnung des Filterelements der wenigstens eine Abstützelementabschnitt nach räumlich unten gegen das Filtergehäuse abstützen.
Vorteilhafterweise kann das Filtermedium zickzackförmig gefaltet sein. Mit einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium kann ein großes Verhältnis zwischen effektiver Filterfläche und benötigtem Bauraum realisiert werden.
Im Falle einer bevorzugten Variante des Luftfilters verfügt das Filtergehäuse also über ein mechanisches Gegenlager in Form eines Vorsprungs, an dem sich in der korrekten Einbauposition des Filterelements der wenigstens eine Abstützelementabschnitt abstützen kann. Der Vorsprung ermöglicht daher eine Verbesserung der Abstützwirkung. Auf diese Weise kann eine Dämpfungswirkung des Abstützelementabschnitts weiter verbessert werden. Ferner kann mit dem Vorsprung ein verbesserter Angriffspunkt für eine Kraftübertragung auf den Abstützelementabschnitt realisiert werden. Vorteilhafterweise kann in einem Bereich des Filtergehäuses in Einschubrichtung des Filterelements vor dem wenigstens einen Vorsprung ein gehäuseseitiges Führungsmittel, insbesondere eine Führungsnut oder eine Führungsschiene, realisiert sein, entlang dem der wenigstens eine Abstützelementabschnitt beim Einschieben geführt werden kann. Beim Erreichen des Vorsprungs kann eine Haltekraft zwischen dem Vorsprung und dem Abstützelementabschnitt realisiert werden, welche zum Halten, insbesondere Einklemmen, des Filterelements im Filtergehäuse in der korrekten Einbauposition beiträgt. Die mechanische Spannung kann dabei aus einer elastischen Verformung und/oder Verschiebung des wenigstens einen Abstützelementabschnitts herrühren. Vorteilhafterweise kann die Montageöffnung für das Filterelement eine Einlassöffnung für die zu reinigende Luft wenigstens mit bilden. Alternativ kann die Montageöffnung eine Auslassöffnung für die gereinigte Luft wenigstens mit bilden. Auf eine separate Montageöffnung kann so verzichtet werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens zwei Vorsprünge auf gegenüberliegenden Seiten des Innenraums angeordnet sein, zwischen denen sich zwei entsprechende Abstützelementabschnitte wenigstens in entgegengesetzte Richtungen abstützen können. So kann das Filterelement auf gegenüberliegenden Seiten zwischen den Vorsprüngen eingespannt werden. Das Filterelement kann so mittels den Abstützelementabschnitten und den gegenüberliegenden Vorsprüngen optimal zwischen den Innenseiten im Innenraum des Filtergehäuses gehalten und abgestützt werden. Das Filterelement kann so auf den beiden gegenüberliegenden Seiten jeweils in einem Abstand zu den Innenseiten des Filtergehäuses positioniert und gehalten werden.
Vorteilhafterweise kann an wenigstens einer Innenseite des Filtergehäuses wenigstens ein Führungssteg angeordnet sein, welcher sich in Einschubrichtung des Filterelements erstrecken kann und dessen dem Filterelement zugewandte Oberseite in Einschubrichtung zunächst von der entsprechenden Innenseite weg verlaufen kann und nach einer Biegung vor dem wenigstens einen Vorsprung zu der Innenseite hin verlaufen kann. Vorteilhafterweise kann das Filtermedium beim Einschieben an dem Führungssteg anliegen. Entlang der gebogenen Oberseite des Führungsstegs kann das Filterelement beim Einschieben in das Filtergehäuse auf einer gebogenen Bahn bewegt werden. So kann die Positionierung des wenigstens einen Abstützelementabschnitts an dem entsprechenden Vorsprung vereinfacht werden. Der wenigstens eine Führungssteg kann sich bei horizontaler Einschubrichtung vorteilhafterweise räumlich unten befinden. Auf diese Weise kann das Filterelement beim Einschieben auf dem Führungssteg aufliegen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert wird. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
1 eine isometrische Darstellung eines Luftfilters einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem Luftfiltergehäuse, in dem ein Flachfilterelement angeordnet ist;
2 den Luftfilter aus der 1, wobei ein Gehäuseoberteil des Luftfiltergehäuses entfernt ist;
3 den offenen Luftfilter aus der 2 aus einer anderen Perspektive;
4 einen vertikalen Längsschnitt des Luftfilters aus den 1 bis 3;
5 einen horizontalen Längsschnitt des Luftfilters aus den 1 bis 4 durch eine Schnittebene senkrecht zu der Schnittebene des vertikalen Längsschnitts aus der 4;
6 einen ersten vertikalen Querschnitt des Luftfilters aus den 1 bis 5;
7 einen zweiten vertikalen Querschnitt des Luftfilters aus den 1 bis 6 in einer Schnittebene, die parallel zu der Schnittebene des Querschnitts aus der 7 verläuft;
8 einen dritten vertikalen Querschnitt des Luftfilters aus den 1 bis 7 in einer Schnittebene, die parallel zu den Schnittebenen der vertikalen Querschnitte aus den 6 und 7 verläuft;
9 eine isometrische Darstellung des Flachfilterelements mit einem Gehäusedeckel des Luftfiltergehäuses des Luftfilters aus den 1 bis 8;
10 eine isometrische Darstellung des Flachfilterelements des Luftfilters aus den 1 bis 9 ohne Gehäusedeckel;
11 eine Draufsicht des Flachfilterelements des Luftfilters aus den 1 bis 10;
12 eine längsseitige Seitenansicht des Flachfilterelements des Luftfilters aus den 1 bis 11.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In den 1 bis 8 ist ein Luftfilter 10 einer ansonsten nicht gezeigten Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem austauschbaren Flachfilterelement 12 in unterschiedlichen Perspektiven und Schnitten gezeigt. Das Flachfilterelement 12 ist in den 9 bis 12 jeweils im Detail in unterschiedlichen Perspektiven gezeigt.
Der Luftfilter 10 ist in einem ansonsten nicht gezeigten Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine angeordnet. Er dient zur Reinigung von Ansaugluft. Der Luftfilter 10 umfasst ein Filtergehäuse 14, welches aus einem Gehäuseunterteil 16 und einem Gehäuseoberteil 18 sowie einem Gehäusedeckel 20 zusammengesetzt ist. Das Gehäuseunterteil 16, das Gehäuseoberteil 18 und der Gehäusedeckel 20 sind jeweils aus einem festen Kunststoff. In dem in den 1 bis 8 gezeigten normalen Einbauzustand des Luftfilters 10, in dem das Flachfilterelement 12 horizontal angeordnet ist, befindet sich das Gehäuseunterteil 16 räumlich unten und das Gehäuseteil 18 oben. Die Bezeichnungen ”horizontal” und ”vertikal” beziehen sich auf den Filter 10 in seinem normalen Einbauzustand im Raum. Bei entsprechendem Drehen und/oder Kippen des Filters 10 verändern sich die Orientierungen ”horizontal” und ”vertikal” entsprechend.
Das Gehäuseunterteil 16 weist eine etwa quaderförmige Wanne auf, welche an einer geschlossenen Stirnseite abgeschrägt ist und an einer gegenüberliegenden Stirnseite eine Montageöffnung 22 aufweist. Die Montageöffnung 22 ist in den 4 und 5 gezeigt. Die Montageöffnung 22 ist von einem Montagerahmen 24 umgeben, welcher Teil des Gehäuseunterteils 16 ist. Der Montagerahmen 24 ist umfangsseitig geschlossen. Ein freier Rand des Montagerahmens 24 bildet eine gehäuseseitige Dichtungsfläche in Form eines Dichtungsrands 26, an dem bei eingebautem Flachfilterelement 12 eine etwa umfangsmäßig rechteckig geschlossene Dichtung 28 anliegt. Die Dichtung 28 hat ein etwa U-förmiges Profil. Der Dichtungsrand 26 und die Dichtung 28 sind unter anderem in den 4 und 5 gezeigt. Die Montageöffnung 22 hat einen etwa rechteckigen Querschnitt.
An der radial äußeren Umfangsseite des Montagerahmens 24 ist an dessen Ecken jeweils eine Gewindebuchse 30 einstückig angeformt. Die Gewindebuchsen 30 dienen der Aufnahme von Schrauben 32, mit denen der Gehäusedeckel 20 lösbar mit dem Gehäuseunterteil 16 verbunden ist.
An seiner dem Gehäuseoberteil 18 abgewandten Unterseite sind außen am Gehäuseunterteil 16 insgesamt vier Befestigungswinkel 34 einstückig befestigt. Die Befestigungswinkel 34 dienen der Befestigung des Luftfilters 10 beispielsweise an einem Rahmen der Brennkraftmaschine.
Ein Innenraum 36 des Filtergehäuses 14 ist unterteilt in einen Elementraumabschnitt 38 und einen Umlenkraumabschnitt 40. In dem Elementraumabschnitt 38 ist ein Filtermedium 42 des Flachfilterelements 12 angeordnet. Der Elementraumabschnitt 38 grenzt direkt an die Montageöffnung 22 an. In dem Umlenkraumabschnitt 40 befinden sich zwei gebogene Umlenkwände 44, die einstückig an einem Boden 45 des Gehäuseunterteils 16 befestigt sind. Die Umlenkwände 44 erstrecken sich senkrecht zu dem Boden 45 des Gehäuseunterteils 16. Die Umlenkwände 44 dienen der Umlenkung eines Luftstroms von der Abströmseite des Filtermediums 42, welche dessen Reinluftseite 46 bildet, um nahezu 90 Grad in Richtung zu einer Seitenwand 48 des Gehäuseunterteils 16.
Ein umlaufender Rand 50 auf der dem Gehäuseoberteil 18 zugewandten freien Seite des Gehäuseunterteils 16 ist nach radial außen gebogen. Auf der Seite der Seitenwand 48 im Bereich des Elementraumabschnitts 38 verläuft der Rand 50 vom Montagerahmen 24 aus betrachtet schräg auf den Boden 45 des Gehäuseunterteils 16 zu. Im Bereich des Übergangs des Elementraumabschnitts 38 zu dem Umlenkraumabschnitt 40 weist der Rand 50 eine abgeschrägte Stufe zum Boden 45 des Gehäuseunterteils 16 hin auf. Eine Höhe der Seitenwand 48 nimmt hier also deutlich ab. Der Rand 50 verläuft etwa auf gleichbleibender Höhe um den Umlenkraumabschnitt 40 herum und entlang einer der Seitenwand 48 gegenüberliegenden Seitenwand 52 bis nahezu zum Montagerahmen 24. Im Bereich des Montagerahmens 24 weist der Rand 50 eine abgeschrägte Stufe vom Boden 45 weg auf und geht in einen dem Boden 45 abgewandten oberen Randabschnitt des Montagerahmens 24 über.
Im Bereich des Montagerahmens 24 sind die Seitenwände 48 und 52 jeweils zum Elementraumabschnitt 38 hin eingebuchtet, so dass sich dort jeweils als Teil einer Abstützeinrichtung ein vorderer seitlicher Vorsprung 54 in den Innenraum 36 ergibt. Die vorderen seitlichen Vorsprünge 54 erstrecken sich jeweils über die gesamte Ausdehnung der Seitenwände 48 und 52 vom Boden 45 des Gehäuseunterteils 16 zum Rand 50. Der Rand 50 ist von den Einbuchtungen ausgelassen. Die vorderen seitlichen Vorsprünge 54 erstrecken sich in der normalen Einbaulage des Luftfilters 10 in vertikaler Richtung. Die vorderen seitlichen Vorsprünge 54 liegen sich gegenüber.
Innerhalb des Elementraumabschnitts 38 im Bereich des Übergangs in den Umlenkraumabschnitt 40 sind die Seitenwände 48 und 52 zum Innenraum 36 hin zu zwei entsprechenden hinteren seitlichen Vorsprüngen 56 eingebuchtet. Die beiden hinteren Vorsprünge 56 liegen sich ebenfalls gegenüber.
Der Boden 45 des Gehäuseunterteils 16 ist im Bereich des Montagerahmens 24 nach innen zum Innenraum 36 hin eingebuchtet, sodass sich dort ein vorderer unterer Vorsprung 58 ergibt. Der vordere untere Vorsprung 58 geht an seinen Enden jeweils in einen der vorderen seitlichen Vorsprünge 54 über.
Der dem Boden 45 abgewandte obere Randabschnitt des Montagerahmens 24 weist einen vorderen oberen Vorsprung 60 in Form einer Einbuchtung nach innen auf. Der vordere obere Vorsprung 60 ist gegenüber dem vorderen unteren Vorsprung 58 angeordnet.
Neben den hinteren seitlichen Vorsprüngen 56 ist der Boden 45 des Gehäuseunterteils 16 zum Innenraum 36 hin jeweils zu einem hinteren unteren Vorsprung 62 eingebuchtet.
Im Boden 45 des Gehäuseunterteils 16 sind des Weiteren zwei Führungsstege 64 eingeformt. Die Führungsstege 64 erheben sich in den Innenraum 36. Sie erstrecken sich im Elementraumabschnitt 38 zueinander parallel vom Montagerahmen 24 bis zum Umlenkraumabschnitt 40. Dem Gehäuseoberteil 18 zugewandte Oberseiten 66 der Führungsstege 64 befinden sich auf gleicher Hohe. Von dem Montagerahmen 24 aus in einer Einbaurichtung 116 des Flachfilterelements 12 in das Filtergehäuse 14 betrachtet steigen im normalen Einbauzustand des Luftfilters 10 die Oberseiten 66 zunächst vom Boden 45 weg zum Gehäuseoberteil 18 hin an. Vor den hinteren seitlichen Vorsprüngen 56 und den hinteren unteren Vorsprüngen 62 fallen die Oberseiten 66 im Anschluss an eine Biegung zum Boden 45 hin ab. Die Führungsstege 64 sind in den 6 und 7 gezeigt. Die Führungsstege 64 dienen als Führungsrampen für das Flachfilterelement 12 beim Einschieben in das Filtergehäuse 14.
Der Boden 45 des Gehäuseunterteils 16 ist zur Stabilisierung mit Profilen 65 ausgestattet, welche sich vom Montagerahmen 24 zueinander parallel und parallel zu den Führungsstegen 64 durch den Innenraum 36 erstrecken.
Das Gehäuseoberteil 18 ist im Bereich des Elementraumabschnitts 38 niedriger als das Gehäuseunterteil 16. Auf der Seite der Seitenwand 48 ist die vertikale Ausdehnung des Gehäuseoberteils 18 deutlich geringer als die der Seitenwand 48. Auf der Seite der Seitenwand 52 ist die vertikale Ausdehnung der dortigen Seitenwand 69 des Gehäuseoberteils 18 etwa so groß wie die vertikale Ausdehnung der Seitenwand 52.
Ein Rand 68 des Gehäuseoberteils 18 liegt umfangsmäßig geschlossen an dem Rand 50 des Gehäuseunterteils 16 an. Der Rand 68 des Gehäuseoberteils 18 ist dicht mit dem Rand 50 des Gehäuseunterteils 16 verschweißt.
Die Seitenwand 69 des Gehäuseoberteils 18 weist einen in der 7 gezeigten hinteren seitlichen Vorsprung 70 in den Innenraum 36 auf, der bei zusammengebautem Filtergehäuse 14 mit dem hinteren seitlichen Vorsprung 56 der Seitenwand 52 des Gehäuseunterteils 16 fluchtet.
Eine Deckwand 72 des Gehäuseoberteils 18, welche dem Boden 45 des Gehäuseunterteils 16 gegenüberliegt, steigt von der Seitenwand 69 zur gegenüberliegenden Seite hin an. Der Elementraumabschnitt 48 weitet sich von den Seitenwänden 52 und 69 zur Seitenwand 48 hin in vertikaler Richtung auf. Am Ende des Elementraumabschnitts 38 auf Höhe der hinteren unteren Vorsprünge 62 des Gehäuseunterteils 16 ist die Deckwand 72 zu hinteren oberen Vorsprüngen 74 in den Innenraum 36 eingebuchtet. Die hinteren oberen Vorsprünge 74 befinden sich in der normalen Einbaulage des Luftfilters 10 in horizontaler Richtung betrachtet auf gegenüberliegenden Seiten neben dem Rand 68. Die hinteren oberen Vorsprünge 74 liegen in vertikaler Richtung betrachtet jeweils einem der hinteren unteren Vorsprünge 62 des Gehäuseunterteils 16 gegenüber.
Im Bereich des Umlenkraumabschnitts 40 geht die Deckwand 72 in einen Auslassflanschabschnitt 76 über. Der Auslassflanschabschnitt 76 bildet eine kuppelartige Erweiterung für den Umlenkraumabschnitt 40. Die Umlenkwände 44 erstrecken sich bis zu der dem Boden 45 des Gehäuseunterteils 16 zugewandten Innenseite des Anschlussflanschabschnitts 76. Auf seiner der Seitenwand 48 des Gehäuseunterteils 16 zugewandten Seite weist der Auslassflanschabschnitt 76 einen Anschlussflansch 80 mit einer Auslassöffnung 78 für gereinigte Luft auf.
Bei dem Gehäusedeckel 20 handelt es sich um einen Rahmen, dessen Umfangswand mehrfach abgestuft ist. Der Gehäusedeckel 20 ist auf seiner dem Montagerahmen 24 zugewandten Seite und auf der gegenüberliegenden Seite offen. Der Gehäusedeckel 20 bildet einen Einlass 84 für zu reinigende Luft des Luftfilters 10 mit. Die Öffnungen und der Innenraum des Gehäusedeckels 20 und die Montageöffnung 22 bilden eine Einlassöffnung des Einlasses 84. Ein dem Montagerahmen 24 zugewandter Dichtungsrand 82 des Gehäusedeckels 20 passt auf den dortigen Dichtungsrand 26 des Montagerahmens 24. Der Dichtungsrand 82 des Gehäusedeckels 20 weist an der radial inneren Umfangsseite eine Stufe nach außen auf, in der bei montiertem Luftfilter 10 die Dichtung 28 angeordnet ist. Ein Innenquerschnitt des Gehäusedeckels 20 verjüngt sich vom Dichtungsrand 82 zu seinem dem Dichtungsrand 82 abgewandten freien Rand.
Das Flachfilterelement 12 wird im Folgenden unter Zuhilfenahme der 10 bis 12 erläutert. Das Flachfilterelement 12 umfasst einen Filterbalg 86 aus zickzackförmig gefaltetem Filtermedium 42. Eine gedachte Umhüllende des Filterbalgs 86 ist etwa quaderförmig. Der Filterbalg 86 hat eine Anströmfläche bzw. Rohluftseite 90, in der 9 und 10 links im Hintergrund und in den 11 und 12 links, eine Abströmfläche bzw. Reinluftseite 46, in den 9 und 10 rechts im Vordergrund und in den 11 und 12 rechts, zwei Stirnseiten 92, in den 9, 10 und 12 oben und unten, und zwei Stirnkanten 94, in den 9 und 10 im Vordergrund links beziehungsweise im Hintergrund rechts und in der 11 oben und unten. Der Filterbalg 86 ist an seinen Stirnfalten 96 und seinen Stirnkanten 94 offen, das heißt weder die Stirnfalten 96 noch die Stirnkanten 94 sind miteinander verbunden. Man kann den Filterbalg 86 daher als ”flach” bezeichnen. Die Stirnfalten 96 sind die beiden äußeren Falten an den Stirnseiten 92 des Filterbalgs 86. Sie verlaufen parallel zu Faltkanten 98, entlang denen das Filtermedium 42 gefaltet ist. Die Stirnkanten 94 haben jeweils den zickzackförmigen Verlauf von Falten 104 des Filterbalges 86.
Eine Durchströmrichtung 100 der zu filtrierenden Luft durch das Flachfilterelement 12 von der Rohluftseite 90 zur Reinluftseite 46 ist in den 2 bis 8 jeweils durch einen Pfeil angedeutet. Die Faltkanten 98 verlaufen senkrecht zur Durchströmrichtung 100. Ferner stehen die Faltkanten 98 senkrecht auf den Stirnkanten 94 und damit auf den durch die Stirnkanten 94 jeweils aufgespannten Ebenen. Die durch die Stirnkanten 94 jeweils aufgespannten Ebenen verlaufen parallel zueinander und zur Durchströmrichtung 100. Sie stehen senkrecht auf den Stirnseiten 92. Im normalen Einbauzustand des Filters 10 verlaufen die Faltkanten 98, die Durchströmrichtung 100 und die Stirnseiten 92 horizontal, die durch die Stirnkanten 94 jeweils aufgespannten Ebenen verlaufen vertikal. Die Dichtung 28 befindet sich in einer vertikalen Orientierung.
Auf der Rohluftseite 90 ist der Filterbalg 86 in der rechteckigen Dichtung 28 rahmenartig eingefasst. Die Dichtung 28 überragt den Filterbalg 86 an dessen Stirnseiten 92 und Stirnkanten 94. Die Dichtung 28 ist aus Polyurethanschaum an den Filterbalg 86 dicht angeschäumt. Die Öffnung des U-förmigen-Profils der Dichtung 28 zeigt zur Reinluftseite 46.
Auf der Reinluftseite 46 des Filtermediums 72 erstrecken sich jeweils senkrecht zu den Faltkanten 98 insgesamt sechs Stützleimraupen 102. Die Stützleimraupen 102 verbinden jeweils benachbarte Falten 104 und stabilisieren so den Filterbalg 86.
Auf die Stirnkanten 94 ist jeweils ein rechteckiges Seitenband 106 aus einem Vlies aufgeklebt. Die Seitenbänder 106 sind flexibel. Die Seitenbänder 106 verschließen die Seiten des Filterbalgs 86 an den Stirnkanten 96 dicht. Die Seitenbänder 106 überragen den Filterbalg 86 an den Stirnseiten 92 und an den Faltkanten 98. Auf der Rohluftseite 90 werden die Seitenbänder 106 von der Dichtung 28 umfasst. Ein Abschnitt des Filterbalgs 86 mit den Seitenbändern 106, der durch die Dichtung 28 umfasst wird, bildet einen Dichtungsabschnitt 108 des Flachfilterelements 12.
Jeweils auf der dem Filtermedium 42 abgewandten Außenseite der Seitenbänder 106 ist eine rechteckige Trägerplatte 110 mit zwei länglichen Abstützelementen 112 aufgeklebt. Die Seitenbänder 106 dienen dabei als flexibler Toleranzausgleich zwischen den Trägerplatten 110 und dem Filterbalg 86. Die Trägerplatten 110 sind aus einem harten Kunststoff. Die Trägerplatten 110 werden an allen Seiten durch das jeweilige Seitenband 106 überragt. Die Abstützelemente 112 befinden sich jeweils in der Nähe des der Rohluftseite 90 zugewandten Randes und des der Reinluftseite 46 zugewandten Randes der Trägerplatte 110 auf der dem jeweiligen Seitenband 106 abgewandten Außenseite. Die Abstützelemente 112 sind aus einem weichen, elastischen Kunststoff. Die Trägerplatten 110 sind mit den Abstützelementen 112 als Zweikomponentenbauteile realisiert.
Die Abstützelemente 112 erstrecken sich parallel zu den mit den Stirnkanten 94 aufgespannten gedachten Ebenen und senkrecht zu einer Einbaurichtung 116 des Flachfilterelements 12, im normalen Einbauzustand des Filters 10 vertikal. Die Einbaurichtung 116 verläuft im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Durchströmrichtung 100 des Flachfilterelements 12. Die Abstützelemente 112 überragen die Trägerplatten 110 jeweils in Richtung der Faltkanten 98 nach außen. Ferner überragen Abstützelementabschnitte 114 der Abstützelemente 112 die Trägerplatten 110 jeweils beidseitig an den Stirnseiten 92 des Filterbalgs 86. Die Abstützelementabschnitte 114 eines Abstützelements 112 sind senkrecht zur Einbaurichtung 116 betrachtet gegenüberliegend angeordnet. Ebenso liegt jedem Abstützelementabschnitt 114 eines der Abstützelemente 112 auf einer Stirnkantenseite einem Abstützelementabschnitt 114 eines Abstützelements 112 auf der gegenüberliegenden Stirnkantenseite gegenüber. Längsachsen der Abstützelemente 112 auf gegenüberliegenden Stirnkantenseiten befinden sich jeweils in einer gedachten Ebene senkrecht zur Einbaurichtung 116. Jeder Abstützelementabschnitt 114 weist drei Stützstege 117 auf, welche sich auf der dem Filtermedium 42 gegenüberliegenden Seite in Richtung der Faltkanten 98 nach außen erheben. Die Bereiche der Abstützelemente 112 zwischen den Stützstegen 117 der beiden Abstützelementabschnitte 114 wirken als Abstützlücken 119, in denen bei eingebautem Flachfilterelement 12 keine Abstützung gegen das Filtergehäuse 14 erfolgt.
In Einbaurichtung 116 betrachtet entspricht ein Abstand zwischen den Abstützelementabschnitten 114 beziehungsweise den Abstützelementen 112 auf derselben Stirnkantenseite des Filterbalgs 86 einem Abstand zwischen den vorderen seitlichen Vorsprüngen 54 und den hinteren seitlichen Vorsprüngen 56 und 70, dem vorderen unteren Vorsprung 58 und den hinteren unteren Vorsprüngen 62 und dem vorderen oberen Vorsprung 60 und den hinteren oberen Vorsprüngen 74. In der korrekten Endeinbauposition des Flachfilterelements 12 im Filtergehäuse 14 stützt sich an jedem der Vorsprünge 54, 56, 58, 60, 62, 70 und 74 einer der Abstützelementabschnitte 114 ab.
Zum Einbau des Flachfilterelements 12 in das Filtergehäuse 14 wird der Filterbalg 86 mit der montierten Dichtung 28 voran in den Dichtungsrand 82 des Gehäusedeckels 20 gesteckt. Das Flachfilterelement 12 mit dem montierten Gehäusedeckel 20 ist in der 9 gezeigt. Anschließend wird das Flachfilterelement 12 mit der Reinluftseite 46 voran in Einbaurichtung 116 durch die Montageöffnung 22 des Montagerahmens 24 des Gehäuseunterteils 16 in den Innenraum 36 gesteckt. Die dem Gehäuseunterteil 16 zugewandte untere Stirnseite 92 des Filterbalges 86 liegt dabei auf den Oberseiten 66 der Führungsstege 64 auf und wird durch diese beim weiteren Einschieben entlang eines gekrümmten Weges in dem Elementraumabschnitt 38 zunächst nach oben gekippt und dann nach unten gekippt. Dabei unterstützen die Führungsstege 64 die Positionierung der reinluftseitigen Abstützelementabschnitte 114 an den jeweiligen hinteren Vorsprüngen 56, 62, 70 und 74.
Beim Einschieben des Flachfilterelements 12 geben die elastischen Abstützelementabschnitte 114 nach und passen sich den Konturen der Innenseiten des Filtergehäuses 14 an. In der korrekten Einbauposition des Flachfilterelements 12, welche in den 1 bis 8 gezeigt ist, liegen die Abstützelementabschnitte 114 an den entsprechenden Vorsprüngen 56, 58, 60, 62, 70 und 74 unter elastischer mechanischer Spannung an. Dabei werden jeweils gegenüberliegende Abstützelementabschnitte 114 der rohluftseitigen Abstützelemente 112 zwischen dem vorderen oberen Vorsprung 60 und dem vorderen unteren Vorsprung 58 eingeklemmt. Jeweils gegenüberliegende Abstützelementabschnitte 114 der reinluftseitigen Abstützelemente 112 werden jeweils zwischen dem jeweiligen hinteren unteren Vorsprung 62 und dem entsprechenden hinteren oberen Vorsprung 74 eingeklemmt. Die dabei auftretenden Kräfte zwischen den Abstützelementabschnitten 114 werden durch die steifen Trägerplatten 110 übertragen. Außerdem werden die beiden vorderen Abstützelemente 112, insbesondere die Abstützstege 117, zwischen den beiden vorderen seitlichen Vorsprüngen 54 eingeklemmt. Die beiden hinteren Abstützelemente 112, insbesondere die Abstützstege 117, werden zwischen den beiden hinteren seitlichen Vorsprüngen 56 beziehungsweise 70 eingeklemmt.
In der korrekten Einbauposition liegt der Dichtungsrand 82 des Gehäusedeckels 20 unter Zwischenlage der Dichtung 28 dicht an dem Dichtungsrand 26 des Montagerahmens 24 an.
Zur Fixierung des Flachfilterelements 12 werden die Schrauben 82 durch entsprechende Buchsen 118 des Gehäusedeckels 20 gesteckt und in die Gewindebuchsen 30 des Montagerahmens 24 eingeschraubt.
Mit den elastischen Abstützelementabschnitten 114 wird ein Toleranzausgleich beim Einbau des Flachfilterelements 12 in das Filtergehäuse 14 erreicht. Beim Betrieb des Luftfilters 10 wirken die elastischen Abstützelementabschnitte 114 ferner als Dämpfungselemente und schützen so den Filterbalg 86 vor Vibrationen. Durch das Einklemmen der Abstützelementabschnitte 114 zwischen den jeweils gegenüberliegenden Vorsprüngen 54, 56, 58, 60, 62, 70 und 74 wird das Flachfilterelement 12 im Elementraumabschnitt 38 des Innenraums 36 gehalten. Mit den reinluftseitigen unteren Abstützelementabschnitten 114 wird das Flachfilterelement 12 an den hinteren unteren Vorsprüngen 62 abgestützt. Auf diese Weise wird eine mechanische Belastung auf die Dichtung 28 durch eine Hebelwirkung aufgrund des Gewichts des Filterbalgs 86 verhindert.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel weisen die Abstützelemente 112 und die Abstützelementabschnitte 114 keine Dichtfunktion auf. Mit den Abstützelementabschnitten 114 wird an voneinander getrennten Stellen jeweils eine Abstützung des Flachfilterelements 112 an der Innenseite des Filtergehäuses 114 erreicht.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel eines Luftfilters 10, eines Flachfilterelements 12 und eines Filtergehäuses 14 sind unter anderem folgende Modifikationen möglich:
Die Erfindung ist auch nicht beschränkt auf Flachfilterelemente von Luftfiltern von Brennkraftmaschinen. Sie kann auch bei andersartigen Flachfilterelementen für Fluide von Brennkraftmaschinen, beispielsweise Öl, Kraftstoff oder Wasser, verwendet werden. Ebenso kann sie auch außerhalb des Bereichs von Brennkraftmaschinen, beispielsweise in der Gebäudetechnik oder der Wasseraufbereitung, eingesetzt werden. Sie kann auch außerhalb der Kraftfahrzeugtechnik bei andersartigen Brennkraftmaschinen, beispielsweise bei Industriemotoren, verwendet werden.
Der Luftfilter 10 kann auch in anderer Weise im Raum angeordnet sein, bei der sich die Orientierung der Bauteile zueinander nicht ändert.
Das Filtergehäuse 14 kann auch aus mehr oder weniger als drei Gehäuseteilen bestehen. Das Gehäuseunterteil 16 und das Gehäuseoberteil 18 können auch als einstückiges Gehäuseteil realisiert sein.
Die Faltung des Filterbalges 86 kann auch andersartig ausgestaltet sein. Die Faltkanten 98 können statt horizontal auch vertikal oder schräg verlaufen.
Anstelle des zickzackförmig gefalteten Filtermediums 42 kann auch ein andersartiges Filtermedium vorgesehen sein. Beispielsweise kann auch ein massives quaderförmiges Filtermedium, beispielsweise ein schaumstoffartiger Block, eingesetzt werden. Statt des rechtwinkligen Filterbalgs 86 kann auch ein Filterbalg eingesetzt werden, dessen Seiten schräg zueinander verlaufen. Es kann auch ein Filterbalg vorgesehen sein, bei dem wenigstens eine der Seiten nicht eben ist sondern wenigstens eine Biegung aufweist.
Anstelle der Dichtung 28 aus Polyurethanschaum kann auch eine andersartige Dichtung, beispielsweise eine Formdichtung, beispielsweise aus Gummi, dicht mit dem Faltenfilterbalg 86 verbunden sein.
Die Dichtung 28 kann statt mit dem Filterbalg 86 fest verbunden zu sein, auch lösbar auf diesen aufsteckbar sein. Die Dichtung 28 kann auch auf der Gehäuseseite angeordnet sein. Sie kann beispielsweise fest mit dem Filtergehäuse 14 verbunden sein. Sie kann auch fest mit dem Gehäusedeckel 20 oder dem Gehäuseunterteil 16 verbunden sein.
Die Dichtung 28 kann statt eines U-förmigen Profils auch ein andersartiges Profil haben.
Der Rand 68 des Gehäuseoberteils 18 kann statt mittels Schweißen auch mittels einer andersartigen Verbindung, beispielsweise einer Klebeverbindung, einer Rastverbindung, einer Klemmverbindung oder einer andersartigen Schraubverbindung, dicht mit dem Rand 50 des Gehäuseunterteils 16 verbunden sein.
Es können auch weniger oder mehr als zwei Abstützelemente 112 auf einer Stirnkantenseite des Filterbalges 86 angeordnet sein.
Anstelle der elastisch verformbaren Abstützelemente 112 können auch andersartige, beispielweise auch starre, Abstützelemente 112 und Abstützelementabschnitte 114 vorgesehen sein, welche beispielsweise mittels einer elastischen Verbindung mit dem Filterbalg 86 relativ zu diesem elastisch bewegt werden können.
Die Abstützelementabschnitte 114 können auch so ausgestaltet sein, dass sie lediglich die Stirnkantenseiten oder lediglich die Stirnseiten 92 des Filterbalges 86 überragen. Es können auch Abstützelementabschnitte 114 vorgesehen sein, welche den Filterbalg 86 an den Faltkanten 98 überragen.
Die Abstützelemente 112 und die Trägerplatte 110 können statt als Zweikomponentenbauteil auch in anderer Weise miteinander verbunden sein. Beispielsweise können sie miteinander verklebt, verschweißt, verklipst oder mittels einer andersartigen Klemmverbindung miteinander verbunden sein.
Die Abstützelementabschnitte 114 eines Abstützelements 112 können auch schräg gegenüberliegend angeordnet sein. In diesem Fall sind auch die entsprechenden sich gegenüberliegenden oberen und unteren Vorsprünge 58 und 60 beziehungsweise 74 und 62 schräg zueinander angeordnet.
Die Abstützelementabschnitte 114 können auch statt jeweils paarweise zusammenhängend an einem Abstützelement 112 getrennt voneinander an separaten Abstützelementen 112 angeordnet sein.
Die Trägerplatten 110 können auch direkt auf den Faltkanten 98 befestigt sein. In diesem Fall kann auf die Seitenbänder 106 verzichtet werden.
Die Trägerplatten 110 können statt aus einem harten Kunststoff auch aus einem andersartigen, vorzugsweise harten Material sein.
Anstelle der jeweils durchgängigen Trägerplatten 110 können auch auf der Stirnkantenseite des Filterbalgs 86 zwei oder mehr voneinander getrennte Trägerplatten 110 angeordnet sein. Jedes der Abstützelemente 112 kann dann auf einer eigenen Trägerplatte angeordnet sein.
Die Abstützelemente 112 können statt auf der Trägerplatte 110 auch auf dem jeweiligen Seitenband 106 befestigt sein. Auf die Trägerplatten 110 kann dann auch verzichtet werden.
Es können auch mehr oder weniger als sechs Stützleimraupen 102 vorgesehen sein. Die Stützleimraupen 102 können sich statt auf der Reinluftseite 46 auch auf der Rohluftseite 90 befinden. Es können auch sowohl auf der Reinluftseite 46 als auf der Rohluftseite 90 Stützleimraupen vorgesehen sein. Auf die Stützleimraupen kann unter Umständen auch verzichtet werden.

Claims

Luftfilter (10), insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Filtergehäuse (14), welches einen Innenraum (36) aufweist, und mit einem Filterelement (12), welches entlang einer Einschubrichtung (116), die vorzugsweise parallel zur Durchströmungsrichtung (100) des Filterelementes (12) verläuft, in eine Einbauposition in den Innenraum (36) des Filtergehäuse (14) eingeschoben ist, wobei das Filterelement (12) eine Anströmfläche (90) und eine Abströmfläche (46), die in Einschubrichtung (116) aufeinander folgen, sowie ein sich zwischen der An- und Abströmfläche (90, 46) erstreckendes Filtermedium (42) aufweist, und wobei das Filterelement (12) im Bereich der An- oder Abströmfläche (90, 46) eine umlaufende Dichtung (28) aufweist, welche in der Einbauposition des Filterelementes (12) mit einer gehäuseseitigen Dichtungsfläche (26) zusammenwirkt, um einen Einlass (84) von dem wenigstens einen Auslass (78) des Luftfilters (10) zu trennen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abstützeinrichtung vorgesehen ist, mittels derer das eingeschobene Filterelement (12) wenigstens in einem in Einschubrichtung (116) von der Dichtung (28) beabstandeten Abstützbereich zumindest quer zur Einschubrichtung (116) im Filtergehäuse (14) eingespannt ist, wobei sich die Querverspannung unter Zusammenwirken des Filterelementes (12) und von Innenseiten des Filtergehäuses (14) durch die Einschubbewegung des Filterelementes (12) ergibt.
Luftfilter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (14) eine Montageöffnung (22) aufweist, durch die das Filterelement (12) mit dem von der umlaufenden Dichtung (28) fernen Ende voran in den Innenraum (36) eingeschoben ist, wobei die Montageöffnung (22) von der gehäuseseitigen Dichtungsfläche (26) umgeben ist.
Luftfilter (10) nach einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Innenseite des Filtergehäuses (14) wenigstens ein Vorsprung (54, 56, 58, 60, 62, 70, 74) angeordnet ist, mittels dessen das Filterelement (12) in dem wenigstens einen Abstützbereich quer zur Einschubrichtung (116) eingespannt ist.
Luftfilter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Vorsprünge (54, 56, 58, 60, 62, 70, 74) auf quer zur Einschubrichtung (116) gegenüberliegenden Innenseiten des Filtergehäuses (14) angeordnet sind, zwischen denen das Filterelement in dem wenigstens einen Abstützbereich quer zur Einschubrichtung eingespannt ist.
Luftfilter (10) nach einem der Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung bzw. die Vorsprünge (54, 56, 58, 60, 62, 70, 74) eine in Einschubrichtung (116) vorangestellte Anlaufschräge aufweist bzw. aufweisen.
Luftfilter (10) nach einem der Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung bzw. die Vorsprünge (54, 56, 58, 60, 62, 70, 74) in Form einer Einbuchtung des Filtergehäuses (14) ausgebildet ist bzw. sind.
Luftfilter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Innenraums (36) des Filtergehäuses (14) im Abstützbereich in zumindest zwei quer zueinander verlaufenden Richtungen verjüngt ist, insbesondere mittels eines bzw. mehreren Vorsprüngen (54, 56, 58, 60, 62, 70, 74) gemäß den Ansprüchen 3 bis 6.
Luftfilter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Innenseite (45) des Filtergehäuses (14) wenigstens ein Führungssteg (64) zum Führen des Filterelementes (12) bei der Einschubbewegung angeordnet ist, welcher sich vorzugsweise in Einschubrichtung (116) des Filterelements (12) erstreckt und dessen dem Filterelement (12) zugewandte Oberseite (66) vor dem wenigstens einen Vorsprung (56, 62, 70, 74) in Einschubrichtung (116) zunächst von der entsprechenden Innenseite (45) weg in den Innenraum hinein verläuft und insbesondere vor dem wenigstens einen Vorsprung (56, 62, 70, 74) zu der Innenseite (45) hin zurück verläuft.
Luftfilter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Abstützbereich im Bereich der von der umlaufenden Dichtung (28) fernen Ab- bzw. Anströmfläche (90, 46) angeordnet ist.
Luftfilter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querverspannung des Filterelementes (12) im zumindest einen Abstützbereich durch eine elastische Verformung des Filterelementes (12) bzw. wenigstens eines Abstützelementabschnitts (112, 114, 117) an dem Filterelement (12) quer zur Einschubrichtung (116) ergibt.
Luftfilter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich mittels der Abstützeinrichtung eine Querverspannung des Filterelementes (12) in einem weiteren Abstützbereich ergibt, welcher in Einschubrichtung (116) zwischen dem ersten Abstützbereich und der umlaufenden Dichtung (28) angeordnet ist.
Filterelement (12) eines Luftfilters (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei das Filterelement (12) eine Anströmfläche (90) und eine Abströmfläche (46), die in Durchströmungsrichtung (100) des Filterelementes (12) aufeinander folgen, sowie ein sich zwischen der An- und Abströmfläche (90, 46) erstreckendes Filtermedium (42) aufweist, und wobei das Filterelement (12) im Bereich der An- oder Abströmfläche (90, 46) eine umlaufende Dichtung (28) aufweist, und wobei das Filterelement (12) zum Einschieben entlang einer parallel zur Durchströmungsrichtung (100) verlaufenden Einschubrichtung (116) in eine Einbauposition in einen Innenraum (36) eines Filtergehäuse (14) des Luftfilters (10) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (12) derart ausbildet ist, dass das Filterelement (12) wenigstens in einem in Einschubrichtung (116) von der umlaufenden Dichtung (28) beabstandeten Abstützbereich zumindest quer zur Einschubrichtung (116) im Filtergehäuse (14) einspannbar ist, wobei sich die Querverspannung unter Zusammenwirken von Innenseiten des Filtergehäuses (14) und des Filterelementes (12) durch die Einschubbewegung des Filterelementes (12) ergeben kann.
Filterelement (12) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (12) in dem wenigstens einen Abstützbereich wenigstens einen Abstützelementabschnitt (112, 114, 117) aufweist, der insbesondere gegenüber zumindest einer Umfangsseite des Filterelementes (12) quer zur Einschubrichtung (116) absteht und/oder der insbesondere relativ zu dem Filtermedium (42) wenigstens quer zu der Einschubrichtung (116) elastisch bewegbar und/oder verformbar ist.
Filterelement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Abstützelementabschnitt (112, 114, 117) im Bereich der von der umlaufenden Dichtung (28) fernen Ab- bzw. Anströmfläche (99, 46) angeordnet ist.