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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtereinrichtung, insbesondere einen Luftfilter für eine Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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In der
EP 1 364 695 A1 wird ein Luftfilter für eine Brennkraftmaschine beschrieben, der in einem Filtergehäuse ein gewickeltes Filterelement aufweist, welches axial von der zu filtrierenden Luft durchströmt wird. Das Filterelement ist in einen Aufnahmeraum im Filtergehäuse eingesetzt, der nach oben geöffnet und von einem Deckelelement zu verschließen ist. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass das Deckelelement außerhalb des axialen Strömungswegs durch das Filterelement liegt.
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Das Deckelelement weist zwei seitliche Schwerter auf, die sich von einem Deckelgrundkörper, welcher im eingesetzten Zustand die Aufnahmeöffnung überdeckt, nach unten erstrecken und zwischen der Außenseite des Filterelementes und der Innenwand des Filtergehäuses anliegen. Zum Öffnen muss das Deckelelement angehoben und die Reibung zwischen den Schwertern und dem Filterelement bzw. der Gehäuseinnenwand überwunden werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine Filtereinrichtung so auszubilden, dass ein Deckelelement am Filtergehäuse im geschlossenen Zustand sicher gehalten ist und das Öffnen des Deckelelementes sicher und ohne die Gefahr von Verletzungen durchgeführt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Bei der Filtereinrichtung handelt es sich vorzugsweise um einen Luftfilter, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, wobei grundsätzlich auch anderweitige Verwendungen bzw. Einsatzzwecke in Betracht kommen, beispielsweise als Flüssigkeitsfilter. Die Filtereinrichtung weist ein Filterelement auf, das von dem zu reinigenden Fluid durchströmt wird und in einem Aufnahmeraum eines Filtergehäuses austauschbar aufgenommen ist. Der Aufnahmeraum im Filtergehäuse ist von einem Deckelelement zu verschließen, das als separates, unabhängig vom Filtergehäuse ausgebildetes Bauteil ausgeführt ist und in Schließposition vorzugsweise reibschlüssig am Filtergehäuse gehalten ist. Zum Öffnen muss das Deckelelement gegen den Reibschluss aus seiner Position am Filtergehäuse entfernt werden. Vorteilhafterweise ist das Deckelelement ausschließlich über Reibschluss am Filtergehäuse gehalten.
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Grundsätzlich kommt aber alternativ oder zusätzlich zu dem Reibschluss in der geschlossenen Deckelposition auch eine sonstige Sicherung des Deckelelementes am Filtergehäuse in Betracht, beispielsweise über Schließelemente oder über Formschluss.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass ein Reibabschnitt des Deckelelementes in einer Zwischenposition zwischen geschlossener und geöffneter Deckellage in Reibkontakt mit einem Reibglied steht. Zumindest in der Zwischenposition, in der das Deckelelement noch am Filtergehäuse angeordnet ist, jedoch bereits aus der geschlossenen Position angehoben ist, besteht ein Reibkontakt über den Reibabschnitt des Deckelelementes und dem Reibglied, das am Filtergehäuse und/oder einem mit dem Filtergehäuse verbundenen Bauteil angeordnet ist. In der geschlossenen Position des Deckelelementes besteht dagegen kein oder nur ein verringerter Reibkontakt zwischen dem Reibabschnitt am Deckelelement und dem Reibglied.
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Mit dieser Ausführung werden verschiedene Vorteile erzielt. Zum einen ist über den Reibkontakt zusätzliche Sicherheit gegen ein versehentliches Lösen des Deckelelementes gegeben. Des Weiteren besteht während des Löse- bzw. Öffnungsvorganges des Deckelelementes zumindest phasenweise ein Reibkontakt. Sobald die Anfangsreibung zwischen Deckel und Filterelement überwunden ist, kann die Reibung beispielsweise auf Null oder auf einen kleinen Wert abfallen, bevor das Reibglied den Reibabschnitt des Deckelelements erreicht. Hierdurch ist die Gefahr reduziert, dass der Benutzer beim Entfernen des Deckelelementes bei beengten Raumverhältnissen, beispielsweise unter der Motorhaube bzw. im Motorbereich eines Fahrzeuges, sich die Hände anschlägt und verletzt. Anstelle eines schlagartigen Abfallens der Reibkräfte während des Lösens des Deckels wird nunmehr ein kontinuierliches Reduzieren der Reibung erreicht. Dementsprechend werden die Lösekräfte für das Abnehmen des Deckelelementes geringer.
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Soweit das Deckelelement auch im geschlossenen Zustand mit Reibschluss gehalten ist, kompensiert die Reibung zwischen dem Reibabschnitt am Deckelelement und dem Reibglied zumindest teilweise die während des Öffnungsvorganges sich reduzierende Reibkraft, welche auf das Deckelelement im geschlossenen Zustand wirkt. Da andererseits im geschlossenen Zustand kein Reibkontakt zwischen dem Reibabschnitt des Deckelelementes und dem Reibglied besteht, ist die Reibung bei geschlossenem Deckel nicht weiter erhöht, so dass das Lösen des Deckels ohne erhöhten Kraftaufwand möglich ist. Erst nachdem das Deckelelement geringfügig angehoben worden ist, kommt der Reibkontakt zwischen dem Reibabschnitt am Deckelelement und dem Reibglied zustande, was wie vorbeschrieben dem plötzlichen Abfallen der Reibkräfte entgegenwirkt. Die bei dem Kontakt zwischen Reibabschnitt und Reibglied entstehenden Kräfte sind zweckmäßigerweise jedoch geringer als die Reibkraft im geschlossenen Zustand des Deckelelements.
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Auch für den Fall, dass das Deckelelement im geschlossenen Zustand formschlüssig oder über Sicherungselemente am Filtergehäuse arretiert ist, wird über die erfindungsgemäße Ausführung ein Sicherheitsgewinn erzielt. Nach dem Lösen des Formschlusses bzw. der Sicherungselemente gelangt mit dem Abnehmen des Deckelelementes der Reibabschnitt in Kontakt mit dem Reibglied, so dass eine Reibkraft entsteht und die Kraft zum Entfernen des Deckelelementes bis zu einem Maximum zunimmt. Dies steht einem schlagartigen Entfernen des Deckelelementes entgegen, was zu Verletzungen führen kann.
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Grundsätzlich kommen verschiedene Ausführungen für die Anordnung bzw. Positionierung des Reibgliedes an Filtereinrichtungen in Betracht. Möglich ist es beispielsweise, das Reibglied an der Außenseite des Filterelementes anzuordnen und/oder an der Innenwand des Filtergehäuses. Ein Teil des Deckelelementes ragt im geschlossenen Zustand in das Filtergehäuse ein und befindet sich zwischen Filterelementaußenseite und Gehäusewandinnenseite. Dementsprechend kann das Reibglied an einer der Seiten oder an beiden Seiten angeordnet sein.
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Der Reibabschnitt des Deckelelementes kann gegebenenfalls einen erhöhten Reibungskoeffizienten aufweisen, um die Reibkräfte zu erhöhen, sobald der Reibabschnitt in Kontakt mit dem Reibelement gelangt. Grundsätzlich möglich ist aber auch eine glattwandige Ausführung des Reibabschnittes. Des Weiteren ist es möglich, dass das Reibglied nicht am Filtergehäuse oder am Filterelement, sondern an dem Deckelelement angeordnet ist und der zugeordnete Reibabschnitt an der Filtergehäuseinnenwand bzw. der Außenseite des Filterelementes. Es handelt sich hierbei lediglich um eine Umkehrung der Anordnungen von Reibabschnitt und Reibglied.
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Der Reibabschnitt befindet sich vorzugsweise an einem Deckelschwert, das sich winklig zu einem Deckelgrundkörper des Deckelelementes erstreckt und vorzugsweise einteilig mit dem Deckelgrundkörper ausgebildet ist, der bei geschlossenem Deckelelement die Öffnung im Filtergehäuse überdeckt, über die das Filterelement in den Aufnahmeraum im Filtergehäuse einsetzbar bzw. aus diesem zu entnehmen ist. Vorteilhafterweise besitzt das Deckelelement zwei parallel zueinander angeordnete, beabstandete Deckelschwerter, die das Filterelement umgreifen und an gegenüberliegenden Außenseiten des Filterelementes anliegen. Jedes Deckelschwert ist vorzugsweise mit einem Reibabschnitt versehen, dem jeweils ein Reibglied am Filtergehäuse bzw. dem Filterelement zugeordnet ist. Die Deckelschwerter können elastisch am Deckelgrundkörper gehalten sein und in geschlossener Deckelposition bzw. einer Zwischenposition zwischen geschlossener und geöffneter Deckelposition nach außen aufgebogen sein, wobei aufgrund der Elastizität über die beiden Deckelschwerter eine das zwischenliegende Filterelement festklemmende Kraft erzeugt wird, zu der die Reib- bzw. Lösekraft zum Entfernen des Deckelelementes orthogonal steht. Insbesondere in der Ausführung mit dem Reibglied an der Außenseite des Filterelementes wird hierdurch in der Zwischenposition die gewünschte Reibkraft erzeugt.
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Gemäß weiterer zweckmäßiger Ausführung ist an dem Deckelelement eine zum Reibabschnitt benachbarte Vertiefung angeordnet, welche dazu dient, in der geschlossenen Deckelposition das Reibglied aufzunehmen. Über die Vertiefung ist gewährleistet, dass bei geschlossener Deckelposition das Reibelement und der Reibabschnitt benachbart zueinander liegen und zwischen dem den Reibabschnitt aufnehmenden Teil des Deckelelementes und dem Reibglied keine oder nur eine geringe Reibkraft erzeugt wird. Erst während des Entfernens des Deckelelementes gelangt der Reibabschnitt in Kontakt mit dem Reibglied und wird in gewünschter Weise eine Reibkraft erzeugt.
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Der Übergang zwischen der Vertiefung und dem Reibabschnitt erfolgt vorteilhafterweise rampenförmig, so dass beim Entfernen des Deckelelementes ein kontinuierlicher Anstieg der Reibkraft, welche auf den Kontakt des Reibgliedes zum Deckelelement zurückzuführen ist, gewährleistet ist. Mit dem Erreichen des Reibabschnittes erreicht die Reibkraft ein Maximum. Im weiteren Verlauf, also in Richtung zu der Stirnseite des den Reibabschnitt aufnehmenden Teils des Deckelelementes, kann gegebenenfalls der Reibabschnitt vorzugsweise ebenfalls rampenförmig abfallen, so dass nach dem Erreichen des Reibmaximums eine kontinuierliche Abnahme der Reibkraft bis zum vollständigen Lösen des Deckelelementes gegeben ist. Vorteilhaft ist aber auch eine Ausführung mit paralleler Ausrichtung des Reibabschnitts.
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Das Reibglied an der Außenseite des Filterelementes bzw. der Innenseite des Filtergehäuses kann unterschiedlich ausgebildet sein. In Betracht kommt ein Reibglied aus Gummi oder TPE oder unterschiedlicher geometrischer Ausführung, beispielsweise in Form einer geradlinigen Reibschnur, die sich insbesondere quer zur Löserichtung des Deckelelementes erstreckt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Luftfilters mit einem Filtergehäuse, auf das ein Deckelelement aufgesetzt ist,
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2 ein Luftfilter mit abgenommenem Deckelelement,
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3 eine Teilansicht bei geschlossenem Deckelelement, wobei ein Reibglied an der Außenseite des Filterelementes in einer Vertiefung eines Deckelschwertes des Deckelelementes liegt,
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4 der Luftfilter mit dem Deckelelement in einer geringfügig angehobenen Zwischenposition, in der das Reibglied in Kontakt mit einem rampenförmigen Abschnitt am Deckelschwert gelangt,
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5 das Deckelelement in perspektivischer Ansicht,
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6 das Filterelement in perspektivischer Darstellung,
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7 ein Detail des Filterelementes mit dem Reibelement,
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8 das Reibelement in vergrößerter Darstellung.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsformen) der Erfindung
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Wie den 1 und 2 zu entnehmen, weist die als Luftfilter für eine Brennkraftmaschine ausgeführte Filtereinrichtung 1 ein Filtergehäuse 2 zur Aufnahme eines Filterelementes 5 (2) auf, das in einen Aufnahmeraum im Filtergehäuse 2 austauschbar eingesetzt werden kann. Das Filtergehäuse weist eine oben liegende Öffnung auf, über die das Filterelement 5 eingesetzt bzw. entnommen werden kann und die von einem Deckelelement 3 verschließbar ist, welches in 1 im geschlossenen Zustand und in 2 im geöffneten Zustand dargestellt ist. Der Luftfilter wird wie mit den Pfeilen 6 und 7 dargestellt axial durchströmt, wobei an der Anströmseite ein Zyklonvorabscheider 4 dem Filterelement vorgeschaltet ist.
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Das Deckelelement 3 besitzt einen Deckelgrundkörper 8 sowie zwei einteilig mit dem Deckelgrundkörper ausgebildete und sich winklig zu diesem erstreckende Deckelschwerter 9, die zueinander parallel und auf Abstand liegend angeordnet sind. Die Deckelschwerter 9 besitzen eine Biegeelastizität und ragen bei geschlossenem Deckelelement in den Zwischenraum zwischen der Außenseite des Filterelementes 5 und der Innenwand des Filtergehäuses 2 ein. Bei geschlossenem Deckel 3 sind die Deckelschwerter 9 mit Reibkraft am Filterelement 5 bzw. der Innenwand des Filtergehäuses 2 gehalten. Als zusätzliche Sicherung dienen Sicherungs- bzw. Verschlusselemente 10, die am Deckelgrundkörper 8 angeordnet sind und über die das Deckelelement 3 mit dem Filtergehäuse 2 verbunden wird.
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3 zeigt den Luftfilter 1 mit geschlossenem Deckelelement 3, 4 den Luftfilter mit dem Deckelelement in teilweise angehobener Zwischenposition. An gegenüberliegenden Außenseiten des Filterelementes 5 ist jeweils ein Reibglied 11 angeordnet, das in der Zwischenposition gemäß 4 in Kontakt mit einem rampenförmigen Anstieg an der Innenseite jedes Deckelschwertes 9 steht, wobei der rampenförmige Anstieg zu einem Reibabschnitt 12 führt, der bezogen auf die sonstige Abschnitte am Deckelschwert 9 maximal nach innen weist. Im weiteren Verlauf fällt der Reibabschnitt 12 in Richtung der freien Stirnseite des Deckelschwertes 9 geradlinig ab, so dass die Reibabschnitte 12 an den beiden Deckelschwertern 9 parallel zueinander stehen.
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Bei geschlossenem Deckelelement 3 (3) liegt das Reibglied 11 an einem Bereich des Deckelschwertes 9 an, welcher weniger weit nach innen ragt. Dadurch ist gewährleistet, dass bei geschlossenem Deckelelement zwischen dem Reibglied 11 und dem Deckelschwert 9 keine oder nur eine geringe Reibkraft wirkt, so dass das Deckelelement 3 nach dem Lösen der Verschlusselemente 10 und dem Überwinden einer Anfangsreibung aus seinem Sitz im Filtergehäuse angehoben werden kann. Während der Anhebe- bzw. Öffnungsbewegung des Deckelelementes 3 gelangt das Reibglied 11 zunächst in Kontakt mit dem rampenförmigen Anstieg an der Innenseite des Deckelschwertes und kommt schließlich in Berührung mit dem Reibabschnitt 12, der den am weitesten nach innen einragenden Abschnitt darstellt. In dieser Position ist die Reibkraft zwischen Deckelschwert 9 und Reibglied 11 am höchsten. Diese Reibkraft kompensiert zumindest teilweise den Abbau der Anfangsreibung, welche überwunden werden muss, um das Deckelelement aus seinem Sitz im Filtergehäuse anzuheben.
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Die Deckelschwerter 9 sind elastisch federnd am Deckelgrundkörper 8 angeordnet und werden beim Einsetzen in das Filtergehäuse aufgebogen, so dass aufgrund der Elastizität eine radial nach innen wirkende Kraft ausgeübt wird, mit der die Deckelschwerter 9 an dem Reibglied 11 anliegen. Bei geschlossenem Deckelelement ist die Kraft gering bzw. gleich null, sie steigt jedoch mit dem Erreichen des rampenförmigen Anstieges an und erreicht im Bereich des Reibabschnittes 12 ein Maximum.
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5 kann der Aufbau der Innenfläche der Deckelschwerter 9 im Detail entnommen werden. In Richtung der freien Stirnseite der Deckelschwerter 9 gesehen beginnt an der Innenfläche zunächst der rampenförmige Anstieg 13, der sich bis zu dem am weitesten nach innen einragenden Reibabschnitt 12 erstreckt. Im weiteren Verlauf fällt der Reibabschnitt 12 in Richtung der freien Stirnseite des Deckelschwertes 9 im Abschnitt 14 geradlinig ab, so dass die Reibabschnitte 12 an den beiden Deckelschwertern 9 parallel zueinander stehen. Unmittelbar vor dem rampenförmigen Anstieg 13, auf der dem Deckelgrundkörper 8 zugewandten Seite, liegt eine bezogen auf den rampenförmigen Anstieg und den Reibabschnitt 12 ausgebildete Vertiefung 15 an der Innenseite, an der das Reibglied 11 bei geschlossenem Deckelelement (3) reibungsfrei anliegt.
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In den 6 bis 8 ist das Reibglied im Detail dargestellt, das an einem Rahmen 16 angeordnet ist, welcher benachbart zu einer Stirnseite des Filterelementes 5 angeordnet ist und das Filterelement 5 umschließt. Das Reibelement 11, welches beispielsweise aus Gummi oder TPE besteht, ist geradlinig ausgeführt und bildet eine Reibschnur, die sich in Achsrichtung – die Durchströmrichtung – des Filterelementes 5 erstreckt. Bezogen auf die Entnahmerichtung des Deckelelementes verläuft das Reibglied 11 in Querrichtung, so dass das Reibglied 11 über seine Länge gesehen in Kontakt mit der Rampe 13 sowie dem Reibabschnitt 12 bzw. 14 gelangt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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