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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung, welche insbesondere als Luftfilter für Verbrennungsluft in Kraftfahrzeugen geeignet ist.
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Stand der Technik
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Insbesondere im Automobilbereich ist es notwendig, Verbrennungsluft, welche dem Motor zugeführt wird, von Verunreinigungen zu befreien. In weiteren Anwendungen wird beispielsweise Innenraumluft durch geeignete Filtereinrichtungen getrieben, um Reinluft in der Fahrgastzelle bereitzustellen.
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Beim Filtern wird in der Regel Rohluft bzw. Rohfluid durch ein Filtermedium geströmt. Das Filtermedium liegt in der Art von Filterelementen vor, die austauschbar sind und damit Verbrauchsartikel darstellen. Es sind beispielsweise schlauchförmige Filtermedien bekannt, bei denen Rohluft in den Innenraum des Filterschlauches geblasen wird und Reinluft außerhalb des Filterschlauches abgegriffen werden kann. Derartige als Schlauchfilter bekannte Filterelemente haben zum Anschluss an ein Luftleitsystem ein Anschlussstück. Wünschenswert sind meist eine einfache Handhabung beim Austausch des Filterelementes sowie eine möglichst fluiddichte Kopplung mit dem Gehäuse oder mit Trägerteilen des jeweiligen Fahrzeugs.
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Aus der
DE 10 20 8017 416 A1 ist beispielsweise ein Schlauchfilter bekannt, bei dem ein den Schlauch abschließendes Endstück aus thermoplastischem Kunststoffmaterial hergestellt ist, welches an das Filterschlauchmaterial angespritzt wird. Mit Hilfe des Anschlussstücks sind dann mehrere Filterelemente an eine Trägerplatte angekoppelt.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, alternative oder verbesserte Filtereinrichtungen bereitzustellen.
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Demgemäß wird eine Filtereinrichtung vorgeschlagen mit einem schlauchförmigen Filtermedium, an das eine Kopplungseinrichtung insbesondere fluiddicht und nicht lösbar verbunden ist. Die Filtereinrichtung umfasst ferner ein Trägerbauteil, welches ein Anschlussstück zum fluiddichten Koppeln mit der Kopplungseinrichtung mit Hilfe einer Bajonetteinrichtung umfasst.
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Es hat sich herausgestellt, dass Bajonetteinrichtungen zuverlässig einen fluiddichten Anschluss ermöglichen und andererseits relativ einfach herstellbar sind. Bei der vorgeschlagenen Filtereinrichtung kann eine Bajonettkopplung beispielsweise zwischen der Kopplungseinrichtung und dem Anschlussstück erfolgen. Denkbar ist jedoch auch eine Bajonettkopplung zwischen dem Anschlussstück des Trägerbauteils und einem weiteren Kopplungsstück beispielsweise an einem Gehäuse für die Filtereinrichtung.
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Das schlauchförmige Filtermedium kann ferner Faltungen umfassen und aus geeigneten Vliesmaterialien hergestellt sein. Dabei ist die Kopplungseinrichtung vorzugsweise fluiddicht, beispielsweise mit dem schlauchförmigen Medium, verschweißt, verklebt oder anderweitig nicht lösbar verbunden.
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In Ausführungsformen der Filtereinrichtung umfasst die Kopplungseinrichtung einen radial abstehenden Rand. Der Rand kann beispielsweise eine Art Flansch bilden. Es ist dann möglich, dass der abstehende Rand der Kopplungseinrichtung zwischen zwei Dichtflächen von einem Trägerbauteil einerseits und einem Gehäuseteil andererseits, die mit Hilfe eines Bajonettverschlusses gekoppelt sind, festgehalten wird.
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In Ausführungsformen hat die Kopplungseinrichtung am schlauchförmigen Filtermedium einen Teil einer Bajonetteinrichtung. Insofern bilden in Ausführungsformen der Filtereinrichtung die Kopplungseinrichtung und das Anschlussstück die Bajonetteinrichtung aus. Das Anschlussstück kann auch Teil des Gehäuses sein.
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In Ausführungsformen ist die Kopplungseinrichtung zumindest teilweise aus einem flexiblen Material, wie beispielsweise TPE, gefertigt. Das flexible Material ist derart dehn- oder stauchbar, dass ein zuverlässiger Dichtschluss erfolgt, wenn die Kopplungseinrichtung insbesondere axial verspannt ist.
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In Ausführungsformen der Filtereinrichtung bilden das Anschlussstück und ein das schlauchförmige Filtermedium zumindest teilweise umschließendes Gehäuseteil die Bajonetteinrichtung. Mit Hilfe der Bajonetteinrichtung wird dann die Kopplungseinrichtung, welche am schlauchförmigen Filtermedium fest ist, gehalten.
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In Ausführungsformen der Filtereinrichtung ist der radial abstehende Rand zwischen einer Dichtfläche des Anschlussstücks und einer Dichtfläche des Gehäuseteils axial verspannt. Dadurch wird eine axiale Dichtung erzielt. Die Verspannung kann beispielsweise mit Hilfe einer Bajonettkopplung erfolgen.
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In Ausführungsformen haben die Kopplungseinrichtung und das Gehäuseteil radial abstehende Abschnitte, welche mit Hilfe einer Schelleneinrichtung, die die abstehenden Abschnitte axial und/oder radial verspannt, fixiert sind. Alternativ oder zusätzlich können das Anschlussstück und das Gehäuseteil radial abstehende Abschnitte umfassen, welche mit der Schelleneinrichtung fixiert sind.
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Die Schelleneinrichtung kann mehrteilig ausgeführt sein und selbst eine Bajonetteinrichtung umfassen.
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In Ausführungsformen hat die Schelleneinrichtung mindestens zwei Schellenteile, welche miteinander mit Hilfe eines Klemmschlusses, von Rastmitteln oder einer Bajonettkopplung um die abstehenden Abschnitte verspannt sind.
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In Ausführungsformen der Filtereinrichtung umfasst das Gehäuseteil einen Hülsenabschnitt. Ferner kann das Anschlussstück oder die Kopplungseinrichtung einen Stutzen umfassen, welcher in den Hülsenabschnitt einführbar ist.
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Insofern lassen sich mit Hilfe der Filtereinrichtung eine zuverlässige fluiddichte Kopplung zwischen einem Filterelement, welches im Wesentlichen das schlauchförmige Filtermedium und die Kopplungseinrichtung umfasst, an Anschlussleitungen oder in oder an Gehäuseteilen bewerkstelligen. Mit Hilfe des Bajonettverschlusses lässt sich aufwandsgünstig fluiddicht eine Kopplung erzielen.
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Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen dabei:
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1–3: Schnittansichten einer Ausführungsform eines Filterelements und einer Filtereinrichtung;
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4: ein Schnitt in perspektivischer Ansicht der Ausführungsform eines Filterelements gemäß 3;
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5: eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Filterelements;
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6: eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Kopplungseinrichtung in einem Filterelement gemäß 5;
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7: eine Schnittansicht der Ausführungsform einer Kopplungseinrichtung gemäß 6;
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8, 9: Schnittansichten einer Ausführungsform einer Filtereinrichtung mit einem Filterelement gemäß 5; und
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10: ein Schnitt in perspektivischer Ansicht der Ausführungsform einer Filtereinrichtung gemäß 9.
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In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In den Figuren sind Ausführungsformen eines Filterelements sowie einer Filteranordnung bzw. einer Filtereinrichtung mit einem Gehäuse und einem entsprechenden Filterelement dargestellt.
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1 bis 3 zeigen Schnittansichten einer ersten Ausführungsform eines Filterelementes und einer Filtereinrichtung.
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In 1 ist in einer Längsschnittdarstellung ein Filterelement 2 angedeutet. Das Filterelement 2 hat ein schlauchförmiges Filtermedium 3, das beispielsweise in der Art eines Strumpfes oder auch mit geeigneten Faltungen versehen ist, um die Filteroberfläche möglichst groß zu halten. 1 zeigt dabei einen Ausschnitt. Das Filtermedium 3 kann auch weiter nach rechts reichen und einen geschlossenen Strumpf ausbilden.
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In der Orientierung der 1 auf der linken Seite ist ein Rand des schlauchförmigen Filtermediums 3 an eine Kopplungseinrichtung 4 fest verbunden. Im Bereich 17 sind das Material des Filterelementes 3 und das Material der Kopplungseinrichtung 4 beispielsweise miteinander verklebt oder verschweißt. Die Kopplungseinrichtung 4 hat in der Ausführungsform, wie sie in der 1 dargestellt ist, einen zylindrischen Abschnitt 6 und einen davon abstehenden Abschnitt 7. Der abstehende Abschnitt 7 bildet eine Art Flansch aus. 1 zeigt ferner eine Längsachse 5 angedeutet.
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Die Kopplungseinrichtung 4, die auch als Kopplungs- oder Endscheibe bezeichnet werden kann, hat eine Öffnung 8, durch die beispielsweise Rohfluid, wie Rohluft, in den Innenraum des Filterschlauches 3 eindringt. Gereinigtes Fluid tritt dann nach außen im Wesentlichen radial durch das Filtermedium 3 aus und kann beispielsweise im Kraftfahrzeug dem Motor zur Verbrennung zugeführt werden. Das Filterelement 2 muss gemäß der jeweiligen Einbausituation mit Hilfe der Kopplungseinrichtung 4 in den Luftkreislauf eingekoppelt werden.
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In 2 ist eine Filtereinrichtung 1 mit einem entsprechenden Filterelement 2 dargestellt. 3 zeigt eine Querschnittsansicht senkrecht zur Längsachse 5, und 4 eine perspektivische Schnittansicht der Filtereinrichtung. Die Filtereinrichtung umfasst dabei das Filterelement 2, wobei mit Hilfe einer Bajonettkopplung zwischen zwei Aufnahmegehäuse- oder Trägerbauteilen der abstehende Flanschabschnitt 7 im Gehäuse gehalten wird. Ein Gehäuse, welches aus zwei Teilen 11A und 11B besteht, in denen das Filterelement bzw. insbesondere das schlauchförmige Medium 2, eingesetzt ist.
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Zwischen dem Filtermedium 2 und der Außenwand des Gehäuses 11A und 11B ist der Reinluftbereich der Filtereinrichtung 1. Das Gehäuseteil 11A hat einen radial nach außen abstehenden Rand in der Art eines Flansches 15. Dieser Flansch 15 ist mit Hilfe einer Bajonettkopplung mit einem ebenfalls radial nach außen abstehenden Rand oder Flansch 14 eines Trägerbauteils 10 gekoppelt. Das Trägerbauteil 10 ist mit einem Anschlussstutzen 12 versehen, der Gewindeelemente 16 umfasst und beispielsweise in einem Fahrzeug festgeschraubt werden kann. Insofern bildet das Anschlussstück 9 des Trägerbauteils 10 bzw. der flanschförmige Rand 14 zusammen mit dem flanschförmigen Rand 15 des Gehäuseteils 11A eine Bajonetteinrichtung 13 aus. Zwischen den beiden flanschförmigen abstehenden Rändern 14, 15 wird der Flanschabschnitt 7 der Kopplungseinrichtung 4 des Filterelements 2 gehalten. Mit Hilfe der Bajonettkopplung bzw. der ausgebildeten Bajonetteinrichtung 13 sind die Flanschabschnitte 7, 14, 15 axial miteinander verpresst. Dabei wird axial im Wesentlichen entlang der Längsachse 5 verstanden.
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Denkbar ist ferner, dass der Flansch 7 der Kopplungseinrichtung 4 selbst zusammen mit dem abstehenden Rand 14 des Trägerbauteils 10 und/oder mit dem abstehenden Rand 15 des Gehäuseteils 11A eine Bajonettkopplung eingeht und somit eine Bajonetteinrichtung bildet. Grundsätzlich genügt es, dass zwei von den drei Elementen, der Flanschabschnitt 7 der Kopplungseinrichtung 4, der Flansch des Anschlussstücks 9 des Trägerbauteils 10 und der Flansch 15 des Gehäuseteils 11A, in der Art eines Bajonettverschlusses miteinander koppeln.
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5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Filterelementes in einer Längsschnittansicht. In den 6 und 7 ist die dort eingesetzte Ausführungsform einer Kopplungseinrichtung perspektivisch und im Schnitt dargestellt. 8 zeigt dabei eine Sicht entlang der Längsachse auf die Einströmöffnung des Filterelementes.
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Die Ausführungsform, wie sie in 5 bis 8 dargestellt ist, hat wiederum ein schlauchförmiges Filtermedium 3, welches in einem Klebe- oder Ankopplungsbereich 17 an eine Kopplungseinrichtung 4 verbunden ist. Die Kopplungseinrichtung 4 ist, wie man im Längsschnitt der 5 und der perspektivischen Darstellung der 6 erkennt, eine Art Hülse mit einem abstehenden Flanschabschnitt 7. Die Kopplungseinrichtung 4 hat dabei rohfluidseitig einen Anschlussstutzen 12 und zum Filtermedium 3 hin eine Hülse oder einen Stutzen 19. Durch diese zylinderförmige Hülse als Kopplungseinrichtung 4 kann Rohfluid in den Innenraum des Filtermediums 3 strömen.
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Das Filterelement 22 ist mit einer halben Bajonetteinrichtung ausgestattet, die am Flanschabschnitt 7 angeordnet ist. Anhand der 6 und 7 erkennt man, dass der Flanschabschnitt 7 mit Bajonettöffnungen 18 und Führungen ausgestattet ist, so dass mit einem entsprechenden Gegenstück eine Bajonettkopplung erfolgen kann. Die rohseitige Hülse bzw. der Anschlussstutzen 12 ist ferner mit Gewindeelementen 16 ausgestattet. In der Draufsicht der 8 sieht man die Öffnungen der Bajonettführung 18, in die beispielsweise Pins oder Auskragungen von entsprechenden Bajonettgegenstücken eingreifen können. Beim Bajonettverschluss ergibt sich eine Verbindung über eine Steckdrehbewegung. Die Bajonettführungen 18 am Flansch 7 der Kopplungseinrichtung 4 laufen nicht um den vollständigen Umfang des Flansches 7, sondern haben eine geeignete Länge. Bei der Ausführungsform, wie sie in den 5 bis 8 dargestellt ist, sind zwei Querschlitze bzw. Öffnungen 18 und entsprechende Bajonettführungen vorgesehen.
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In den 9 und 10 ist die Ausführungsform für eine Filtereinrichtung 20 mit dem Filterelement 22, wie es in den 5 bis 8 angedeutet ist, dargestellt. Die 9 zeigt dabei einen Längsschnitt, und die 10 eine perspektivische Schnittansicht. Bei der Ausführungsform der Filtereinrichtung 20 ist nun ein Gehäuseteil 11 vorgesehen, welches den Filterschlauch 3 im Wesentlichen umschließt. Das Gehäuseteil 11 hat im Wesentlichen zylindrische Form, wobei über einen Kopplungsabschnitt 25 weitere Gehäuseteile oder Trägerelemente angefügt werden können. Beispielsweise kann die Filtereinrichtung 20 zwischen zwei Rohrteile eingesetzt werden, so dass in der Orientierung der 9 von links durch die Einströmöffnung 8 Rohluft eintritt und Reinluft nach rechts aus dem Zwischenraum zwischen dem Filtermedium 3 und der Gehäusewand 11 austreten kann. Das Gehäuseteil 11 hat dabei einen Hülsenabschnitt 27, von dem radial ein flanschförmiger Abschnitt 23 absteht.
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Ferner hat die Kopplungseinrichtung 4 des Filterelements 22 an dem Flanschabschnitt 7 einen radial abstehenden Abschnitt oder Steg 21. Insbesondere eine axiale Verbindung der Kopplungseinrichtung 4 mit dem Gehäuseteil 11 erfolgt über eine Schelleneinrichtung 24. Es ist eine um die beiden abstehenden Randabschnitte 21, 23 umlaufende Schelle 24 vorgesehen, welche, wie in 10 dargestellt ist, zweiteilig ausgeführt ist. Die beiden Teile 24A, 24B der Schelle 24 sind über einen Rastmechanismus 26 miteinander verbunden. Dadurch erfolgt einerseits eine axiale Verspannung entlang der Längsachse 5 mit Hilfe der Schelle 24, und andererseits eine radiale Verspannung des Gehäuseteils 11 mit der Kopplungseinrichtung 4.
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Insbesondere der Stutzen 19 der Kopplungseinrichtung 4 und der Hülsenabschnitt 27 sind aneinandergeschmiegt. Der Hülsenabschnitt 27 hat dabei einen relativ festen Hülsenabschnitt 28 und einen nach innen umgeschlagenen Dichtabschnitt 29. Beispielsweise ist der Dichtabschnitt 29 aus einem flexibleren oder weicheren Material gefertigt als der Rest des Gehäuses 11 und insbesondere der Hülse 27. Dadurch ergibt sich ein radialer Dichtschluss zwischen dem Stutzen 19 und der Hülse 28. Die in den 9 und 10 schematisch angedeutete Schelle 24 kann selbst mit Hilfe eines Bajonettverschlusses die radiale und axiale Verspannung des Gehäuseteils 11 mit dem Filterelement 22 bzw. der Kopplungseinrichtung 4 bereitstellen.
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Insgesamt ergibt sich eine zuverlässige Kopplung von Filterelement an Gehäuseteil, welche einfach handhabbar auch gelöst werden kann. Dies ist beispielsweise durch den ausgebildeten Bajonettverschluss möglich.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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