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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Filterelement, insbesondere zur Verwendung als Luftfilter einer Brennkraftmaschine, sowie ein Filtersystem zum Einbau eines solchen Filterelements.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 10 2007 017 091 A1 ist ein Ringfilterelement bekannt, bei dem eine Innenzarge, welche an einer Innenmantelfläche sowie an den axialen Stirnseiten eines Filterkörpers des Ringfilterelements angeordnet ist, im Bereich der axialen Stirnseiten des Filterkörpers mit Dichtmaterial umspritzt und in dieses eingebettet ist, nicht jedoch im Bereich der Innenmantelfläche des Filterkörpers. Die mit einer Axialdichtung versehene Endscheibe ist auf die Stirnseite des Filterkörpers beziehungsweise des Ringfilterelementes beschränkt. Im Bereich der Innenmantelfläche ist ein Auftrag von Dichtmaterial auf die Bereiche zwischen den Stegen der Innenzarge beschränkt. Ein Innendurchmesser der Endscheibe ist in allen Bereichen zumindest so groß wie ein Innendurchmesser der Innenzarge, wodurch die Innenzarge, welche insbesondere als Stützgitter ausgebildet ist, nach radial innen an keiner Stelle von Dichtmaterial der Endscheibe (Axialdichtung) überdeckt ist. Die Endscheibe ist dabei aus das Filtermaterial abdichtendem Material ausgebildet.
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In der
DE 10 2007 017 091 A1 weist die Innenzarge einen axial über den Filterkörper hinausstehenden Ring auf, welcher Teil einer innenzargenseitigen Radialstufe ist und welcher in eine ringförmige Dichtlippe der Endscheibe eingebettet ist. Der Ring versteift dabei die ringförmige Dichtlippe. Da das Dichtmaterial der Endscheibe/Axialdichtung den über den Filterkörper axial hinausstehenden Ring vollständig umschließt, kommt dieser nicht in Kontakt mit dem Filtergehäuse; die Stützstruktur ist über die Endscheibe/Axialdichtung fest mit dem Filterkörper des Ringfilterelementes verbunden.
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Üblicherweise werden die Filterelemente von Luftfiltern nach einer bestimmten Betriebszeit ausgetauscht. Je nach Staubanfall kann die Standzeit eines Luftfilters wenige Tage, etwa beim Einsatz in Baumaschinen, bis zu mehreren Monaten in weniger staubbelasteter Umgebung betragen.
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Insbesondere bei einem häufigen Austausch von Filterelementen ist die zuverlässige und prozesssichere Abdichtung des Filterelements in einem Gehäuse wichtig. Die Abdichtung soll temperaturbeständig und rütteltest ausgeführt sein. Auch an Anlagen oder Einrichtungen, die starken Schwingungen oder Erschütterungen ausgesetzt sind, muss die Abdichtung des Filterelements gewährleistet sein. Gleichzeitig soll aber das Filterelement selbst möglichst keine metallischen Elemente aufweisen, damit es problemlos thermisch entsorgt werden kann.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Filterelement mit einer zuverlässigen Abdichtung zwischen dem Bereich des ungefilterten und dem Bereich des gefilterten Mediums zu schaffen, das insbesondere bei mehrmaligem Austausch des Filterelements eine sichere Montierbarkeit gewährleistet.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filtersystem zur Aufnahme eines solchen austauschbaren Filterelements mit einer zuverlässigen Abdichtung und sicheren Montierbarkeit zu schaffen.
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Die vorgenannten Aufgaben werden nach einem Aspekt der Erfindung gelöst von einem Filterelement, bei dem wenigstens eine der Endscheiben eine um die Längsachse angeordnete Zentrierstruktur aufweist, welche beim Einbau in ein aufnehmendes Gehäuse mit einem in einem Deckel angeordneten Gegenelement zur Zentrierung und Abstützung zusammenwirkt, wobei die Zentrierstruktur eine radial innenliegende Wandfläche aufweist, welche zur radialen Abstützung dient und eine zumindest teilweise in axiale Richtung weisende Außenfläche aufweist, die zur axialen Abstützung dient.
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Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird ein Filterelement vorgeschlagen, das einen Filterkörper in konzentrischer Form mit einer Längsachse, eine erste an einer Stirnseite angeordnete Endscheibe und eine zweite an der gegenüberliegenden Stirnseite angeordnete Endscheibe umfasst. Dabei weist wenigstens eine der Endscheiben eine um die Längsachse angeordnete Zentrierstruktur auf, welche beim Einbau in ein aufnehmendes Gehäuse mit einem in einem Deckel angeordneten Gegenelement zur Zentrierung und Abstützung zusammenwirkt, wobei die Zentrierstruktur eine radial innenliegende Wandfläche aufweist, welche zur radialen Abstützung dient und eine zumindest teilweise in axiale Richtung weisende Außenfläche aufweist, die zur axialen Abstützung dient.
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Vorteilhaft ermöglicht die Zentrierstruktur eine radiale Ausrichtung des Filterelements beim Einbau in ein aufnehmendes Gehäuse. Die Verspannung und Abstützung einer radial innenliegenden Wandfläche mit einem Gegenelement, das im Deckel des Gehäuses angeordnet ist, erzeugt auf Grund der Geometrie eine radiale Kraftkomponente, welche eine Zentrierung und Verspannung des Filterelements bewirkt. Weiter wird beim Schließen des Deckels auf dem Gehäuse durch das Abstützen des Gegenelements im Deckel auf der Außenfläche der Zentrierstruktur eine axiale Kraft erzeugt, die wiederum zur axialen Verspannung des Filterelements im geschlossenen Gehäuse führt. Die radiale und axiale Verspannung erfolgt vorteilhaft durch ein und dieselbe Zentrierstruktur.
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Eine solche radiale und axiale Verspannung des Filterelements im Gehäuse ist gerade bei größeren und somit schwereren Filterelementen insbesondere für den Baumaschinen- oder Landmaschinenbereich von Vorteil und optimiert zudem den mehrmaligen Aus- und Einbau der Filterelemente beim Filterwechsel. Beim Einsatz eines solchen Filterelements im Baumaschinen- oder Landmaschinenbereich ist die Filterbelastung mit Staub und Schmutzpartikeln sehr hoch, so dass das Gewicht eines beladenen Filterelements um einige Kilogramm zunehmen kann. Das Filterelement wie auch das zugehörige Filtersystem muss entsprechend robust ausgelegt sein.
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Durch die erfindungsgemäße Gestaltung einer Zentrierstruktur und ihres Zusammenwirkens mit einem Gegenelement im Deckel eines Gehäuses ist es möglich, ein Filterelement mit einer zuverlässigen Abdichtung zwischen dem Bereich des ungefilterten und dem Bereich des gefilterten Mediums zu schaffen, das insbesondere bei mehrmaligem Austausch des Filterelements eine sichere Montierbarkeit gewährleistet.
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Zweckmäßigerweise kann die Zentrierstruktur so ausgebildet sein, dass sie beim Einbau in das Gehäuse unter Schließen des Deckels eine progressive radiale und/oder axiale Verspannungskraft ausbildet. Dadurch kann der Bewegungsspielraum des im Gehäuse eingebauten Filterelements bei einer Vibrationsbewegung, beispielsweise durch den Betrieb an einer Brennkraftmaschine, effektiv begrenzt werden, da die bei größerer Auslenkung aus der Ruhelage zunehmende Kraft der Zentrierstruktur eine starke Bedämpfung des Filtersystems zur Folge hat. Dieses Verhalten kann deshalb günstigerweise zu einem schwingungsstabilen Filtersystem führen.
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Vorteilhaft kann sich die Zentrierstruktur in ihrer Höhe, bezogen auf die Längsachse, radial nach außen verjüngen. Eine solche Formgebung der Zentrierstruktur begünstigt eine leichte Montage des Filterelements im Gehäuse, da durch die niedrigere Höhe der Zentrierstruktur ein aufgesetzter Deckel leichter über seinen Außenumfang mit dem Gehäuse verschlossen werden kann. Ein größerer Druck kann dabei auf Grund der größeren Höhe der Zentrierstruktur im längsachsennahen Bereich der Endscheibe über diesen Bereich ausgeübt werden.
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Zweckmäßigerweise kann die Zentrierstruktur weiter aus einzelnen Segmenten gebildet sein, die sich radial nach innen in ihrer Breite verjüngen. Einzelne Segmente begünstigen eine effektive Gestaltung des Gegenelements mit entsprechenden einzelnen Taschen in der inneren Deckelkontur. Da die Segmente zentral in Richtung der Längsachse zusammenlaufen, ist es besonders günstig, wenn die Breite der einzelnen Segmente über die Länge der Segmente in Richtung der Längsachse abnimmt, damit ein entsprechender Abstand zwischen den einzelnen Segmenten eingehalten werden kann. Steigt gleichzeitig die Höhe der Segmente radial nach innen an, so kann die Ausübung einer radialen Kraft durch Abstützung an einem Gegenelement im Deckel des Gehäuses besonders günstig zur radialen Verspannung und Verdrehsicherung beitragen.
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In einer weiteren Ausprägung dieser Merkmale können die Segmente vorteilhaft in ihrer Höhe und Breite gegenläufig progressive Formverläufe aufweisen, wodurch ein progressiver Kraftverlauf in radialer und axialer Richtung bei einer Auslenkung des Filterelements aus der Ruhelage bewirkt werden kann. Dies begünstigt eine leichte Vorzentrierung des Filterelements bei einem Einbau in das Gehäuse sowie eine gute Schwingungsdämpfung bei äußeren Vibrationsanregungen durch eine Brennkraftmaschine, insbesondere bei großen und schweren Filtersystemen.
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Vorteilhaft kann die zweite Endscheibe, ebenso wie die erste Endscheibe, aus einem Polyurethanschaum oder einem Elastomer bestehen. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, die Endscheibe aus mehreren Kunststoffkomponenten herzustellen, um so eine optimale Verformbarkeit über einen großen Temperaturbereich, wie er beim Einsatz in der Praxis auftreten kann, zu gewährleisten. So sind auch thermoplastische Kunststoffe nicht ausgeschlossen. Beide Endscheiben können mit dem Filterkörper verschweißt oder verklebt ausgeführt sein, um eine stabile Verbindung zu bewirken.
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Dabei kann die Zentrierstruktur mit der wenigstens einen Endscheibe einstückig ausgebildet sein, insbesondere gegossen oder gespritzt sein. Durch die Herstellung einer Endscheibe mit integrierter Zentrierstruktur ist eine besonders gute Anbindung zwischen Zentrierstruktur und Endscheibe gegeben, zudem ist die einstückige Herstellung sehr kostengünstig möglich.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Endscheibe an ihrem Außenumfang Abstandselemente zur radialen Abstützung an dem Gehäuse aufweisen. Auf diese Weise kann das Filterelement zum einen leichter in das Gehäuse eingeführt werden, da die eigentliche radiale Führung bei der Montage erst durch das Aufsetzen des Deckels über die Zentrierstruktur erfolgen kann. Zum anderen können die seitlichen Abstandselemente das Filterelement zusätzlich zu der Verspannung mit dem Gehäuse über den Deckel im Gehäuse fixieren. Gerade bei großen und schweren Filterelementen, wie sie beispielsweise bei Land- oder Baumaschinen eingesetzt werden, kann dies von Vorteil sein. Eine Überbestimmung der Lagerung durch die Abstandselemente kann nicht vorkommen, da sie zweckmäßigerweise aus dem gleichen weichelastischen Material der Endscheibe hergestellt sein können, insbesondere wenn sie mit der Endscheibe einstückig hergestellt werden.
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In einer günstigen Ausgestaltung kann der Filterkörper plissiert, ringförmig geschlossen ausgeführt sein und aus Papier, aus Papier mit Kunststofffasern verstärkt und/oder aus kunststoffbeschichtetem Papier bestehen. Der Einsatz dieser Werkstoffe als Filtermedium stellt eine sehr wirtschaftliche Möglichkeit dar, ein solches Filterelement zu realisieren. Gleichzeitig bietet die beschriebene Formgestaltung eine stabile Anordnung, sodass eine selbsttragende Bauweise des Filterkörpers und damit eine günstige Montageeigenschaft gegeben ist.
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Zweckmäßigerweise kann das Filterelement als Luftfilter, insbesondere als Luftfilter einer Brennkraftmaschine verwendet werden. Der sichere Betrieb von Brennkraftmaschinen beruht auch auf einer sicheren und günstigen Filterung der Ansaugluft für den Verbrennungsbetrieb. Das beschriebene Filterelement stellt dafür eine wirtschaftliche Möglichkeit dar.
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Vorteilhaft ist ebenso die Verwendung des Filterelements als Partikelfilter, insbesondere als Dieselpartikelfilter einer Brennkraftmaschine. Auch hier sind die sichere Montage und wirtschaftliche Austauschbarkeit des beschriebenen Filterelements von entscheidender Bedeutung.
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Die Erfindung betrifft nach einem weiteren Aspekt ein Filtersystem mit einem Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend ein Gehäuse, welches im Wesentlichen konzentrisch um eine Längsachse aufgebaut ist, einen das Gehäuse verschließenden Deckel, der ebenfalls konzentrisch um die Längsachse aufgebaut ist und auf seiner Innenseite ein Gegenelement aufweist, welches mit einer Zentrierstruktur der wenigstens einen Endscheibe beim Einbau in das Gehäuse zur Zentrierung und Abstützung zusammenwirkt, einen am Gehäuse und/oder Deckel angeordneten Einlass zum Zuführen des zu filternden Mediums, insbesondere Luft, wobei am Gehäuse konzentrisch zur Längsachse ein Auslass zur Ableitung des gefiltertem Mediums vorgesehen ist, wobei am Gehäuse im Bereich des Auslasses eine Dichtungskontur vorgesehen ist, die mit der radialen Dichtung der ersten Endscheibe des Filterelements korrespondiert, wobei das Filterelement auswechselbar in dem Gehäuse des Filtersystems angeordnet ist.
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Vorteilhaft begünstigt die Formgebung der Zentrierstruktur und des Gegenelements im Deckel des Gehäuses, dass zum einen durch einen großen seitlichen Winkel ein einfaches Finden der Taschen des Gegenelements möglich ist und weiter im montierten Zustand dadurch eine verdrehsichere Lage des Filterelements im Gehäuse, auch und gerade im Betrieb unter Vibrationen einer Brennkraftmaschine, erreicht wird.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil eines solchen Filtersystems liegt in der sicheren und stabilen Montage des Filterelements sowie einer sehr wirtschaftlichen Austauschbarkeit des Filterelements im Servicefall. Gerade bei niedrigen Standzeiten, wie sie im Land- und Baumaschineneinsatz auftreten können, ist die schnelle Austauschbarkeit von großer Bedeutung.
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Vorteilhaft kann im Bereich des Einlasses des Filtersystems ein Zyklonabscheider vorgesehen sein und am Gehäuse oder am Deckel ein Schmutzauslass vorgesehen sein. Dieser Zyklonabscheider besteht aus einer Leitgeometrie, die das zu filternde Medium in eine Rotation versetzt. Durch diese Rotation wird der Schmutz im Bereich der Gehäusewand aufkonzentriert und an einer geeigneten Stelle über einen Schmutzauslass ausgetragen. Durch die Vorabscheidung des größten Teils an Schmutz aus der zu filternden Luft kann die Standzeit des eigentlichen Filterelements entscheidend verlängert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann ein Sekundärelement im Inneren des Filterelements angeordnet sein. Das Sekundärelement, das aus einer tragenden Struktur bestehen kann, die mit einem durchlässigen Filtermedium, beispielsweise einem Vlies, verkleidet ist, hat die Aufgabe, bei einem Austausch des Filterelements den Auslass des Filtersystems weiterhin verschlossen zu halten, so dass kein Schmutz in diesen Bereich eindringen kann, während das Filterelement gereinigt oder erneuert wird. Das Sekundärelement ist in bevorzugter Ausgestaltung über eine Schraubverbindung mit dem Gehäuse verbunden und zum Gehäuse mit einer Dichtung versehen.
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Vorteilhaft kann der Deckel des Gehäuses ein Mitnahmewerkzeug aufweisen, welches mit einer Mitnahmekontur des Sekundärelements korrespondiert. Der servicebedingte Austausch von geschraubten Elementen eines Filtersystems wie Filterelemente und Sekundärelemente erfolgt üblicherweise durch Lösen und Festdrehen von Hand. Gerade bei großen Elementen wird es jedoch immer schwieriger, das erforderliche Anzugsmoment aufzubringen. Deshalb werden vermehrt separate Werkzeuge eingesetzt, um die Elemente zu lösen und wieder festzuziehen, da durch eine größere Hebelwirkung größere Momente aufgebracht werden können. Dieses Werkzeug kann nun im Deckel des Filtersystems integriert sein, sodass es jederzeit im Servicefall vor Ort verfügbar ist und nicht abhandenkommen kann. Beispielsweise kann der Deckel über eine Mitnahmekontur verfügen, die in ihrer Negativform in dem auszuwechselnden Element ebenfalls vorgesehen ist, sodass es genügt, den Deckel von dem Filtergehäuse zu lösen, beispielsweise umzudrehen, mit dem Mitnahmewerkzeug auf das zu lösende Element aufzusetzen und dieses über eine Rotationsbewegung des Deckels loszudrehen. In diesem Fall stellt der Deckel das Werkzeug dar, bzw. dient zur Handhabung des Werkzeugs beim Einsatz des Werkzeugs.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen beispielhaft:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Filtersystems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit tangentialem Einlass, zentrischem Auslass und bodenseitigem Schmutzauslass;
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2 eine perspektivische Ansicht eines Filtersystems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit radialem Einlass und zentrischem Auslass;
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3 einen Teillängsschnitt eines Filtersystems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Sicht auf das Zusammenwirken von Zentrierstruktur und Gegenelement;
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4 eine perspektivische Darstellung eines Filterelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Sicht auf eine zweite Endscheibe mit einer Zentrierstruktur;
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5 eine Innenansicht eines Deckels eines Gehäuses eines Filtersystems mit einem Gegenelement nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches mit einer Zentrierstruktur des Filterelements zusammenwirkt;
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6 eine teilgeschnittene Ansicht eines Filtersystems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, welche das Zusammenwirken von Zentrierstruktur und Gegenelement zeigt.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Filtersystems 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit tangentialem Einlass 102, zentrischem Auslass 104 an einer Gehäusestirnseite und bodenseitigem Schmutzauslass 106. Dargestellt ist eine Rundfilterbauform, die aus einem Gehäuse 108 besteht, das mit einem Deckel 110, beispielsweise mit Schraub- oder Bajonettverschluss, verschlossen wird.
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Bei einer Verwendung als Luftfiltersystem strömt staubbeladene Luft in den Einlass 102, der tangential zum innen eingebauten Luftfilterelement angeordnet ist, sodass die Luft im Innern des Gehäuses 108 durch einen Anströmschutz, der als Zyklonabscheider 36 arbeitet, am Filterelement in eine Rotationsbewegung versetzt wird. Filterelement und Anströmschutz, bzw. Zyklonabscheider 36, sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Durch den über die Rotationsbewegung der Luft bewirkten Zykloneffekt wirken Fliehkräfte auf die Staubpartikel der strömenden Luft, sodass diese sich teilweise an der Gehäusewand abscheiden und über den Schmutzauslass 106 aus dem Filtersystem 100 abströmen können. Dadurch wird das Filterelement weniger belastet, die Standzeit des Filterelements wird erhöht. Die gereinigte Luft kann über den zentrischen Auslass 104 aus dem Gehäuse 108 abgeführt werden.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Filtersystems 100 nach einem Ausführungsbeispiel mit deckelseitigem Einlass 102 und zentrischem Auslass 104. Dargestellt ist ebenfalls eine Rundfilterbauform, die aus einem Gehäuse 108 besteht, das mit einem Deckel 110 verschlossen ist. Der Einlass, über den staubbeladene Luft in das Gehäuse gelangen kann, ist in dem Fall zentral über dem innen angebrachten Filterelement angeordnet. Der Auslass 104, über den die gereinigte Luft abströmen kann, ist ebenfalls wie in 1 zentrisch angeordnet.
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Derartige Filtersysteme wie in 1 und 2 dargestellt werden üblicherweise im Baumaschinen und Landmaschinenbereich eingesetzt. Sie zeichnen sich durch große Robustheit aus und weisen wegen der hohen Filterlast kurze Standzeiten auf. Ein Filtersystem 100 mit beladenem Filterelement muss dabei einen Gewichtszuwachs von 10 kg oder mehr tolerieren.
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In 3 ist ein Teillängsschnitt eines Filtersystems 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Sicht auf das Zusammenwirken von Zentrierstruktur 20 und Gegenelement 24 dargestellt. Man erkennt die an der Stirnseite 17 der Endscheibe 18 angebrachte Zentrierstruktur 20, welche als Segment 22 ausgeführt ist und beim Einbau in ein Gehäuse und Aufsetzen eines Deckels 110 in ein Gegenelement 24 im Deckel 110 eintaucht und durch diese radiale Führung des Filterelements 10 ein Vorzentrieren bewirkt. Beim weiteren Schließen des Deckels 110 wird die Zentrierstruktur 20 durch das Gegenelement 24 zusammengepresst und bewirkt dadurch eine radiale und axiale Verspannung des Filterelements 10 durch Pressung in seinen Gehäusesitz an der ersten Endscheibe 16. Die an der Stirnseite 15 des Filterelements 10 angebrachte Endscheibe 16 ist in der Zeichnung nicht zu sehen. Gleichzeitig findet so auch eine Verdrehsicherung des Filterelements 10 bei Vibrationen durch den Einsatz an beispielsweise einer Brennkraftmaschine statt. Die zweite Endscheibe 18 schließt den Filterkörper 12 an der Stirnseite 17 ab. Im Inneren 50 des Filterelements 10 ist ein Sekundärelement 28 angeordnet, welches aber in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
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4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Filterelements 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Sicht auf eine zweite Endscheibe 18 mit einer Zentrierstruktur 20, die als Segment 22 dargestellt ist und eine radial innenliegende Wandfläche 20a aufweist, welche zur radialen Abstützung dient und eine zumindest teilweise in axiale Richtung weisende Außenfläche 20b aufweist, die zur axialen Abstützung dient.
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Dabei ist die Zentrierstruktur 20 so ausgebildet, dass sie beim Einbau in das Gehäuse 108 unter Schließen des Deckels 110 eine progressive radiale und/oder axiale Verspannungskraft ausbildet. Die Zentrierstruktur 20 verjüngt sich in ihrer Höhe 22a, bezogen auf die Längsachse L, radial nach außen. Dabei ist die Zentrierstruktur 20 aus einzelnen Segmenten 22 gebildet, die sich radial nach innen in ihrer Breite 22b verjüngen. Die Segmente 22 weisen in ihrer Höhe 22a und Breite 22b gegenläufig progressive Formverläufe auf, wodurch eine progressiv verlaufende Verspannungskraft begünstigt wird.
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Die radial innenliegende Wandfläche 20a ist parallel zur Längsachse angeordnet und kann sich im eingebauten Zustand an der Wand einer entsprechenden Innenstruktur eines Deckels (nicht dargestellt) abstützen. Die in axiale Richtung weisende Außenfläche 20b steigt vom Rand nach radial innen an und weist an ihrer höchsten Erhebung kurz vor der Kante zur innenliegende Wandfläche 20a einen abgeflachten Bereich 20c auf und kann sich an einer entsprechenden Struktur des Deckels definiert anlegen.
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Dadurch kann die Zentrierstruktur 20 mit unterschiedlichen Bereichen der Zentrierstruktur 20 gleichzeitig eine radiale Zentrierung und Abstützung (durch die innere Wandfläche 20a) und eine axiale Abstützung des Filterelements 10 (durch die Außenfläche 20b) bewirken.
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Zweckmäßigerweise ist die Zentrierstruktur 20 mit der Endscheibe 18 einstückig hergestellt, was beispielsweise in einem Spritzgussprozess erfolgen kann. Die Endscheibe 18 ist direkt auf den Filterkörper 12, der plissiert, ringförmig geschlossen ausgeführt ist und aus Papier, aus Papier mit Kunststofffasern verstärkt und/oder aus kunststoffbeschichtetem Papier bestehen kann, aufgesetzt und mit diesem beispielsweise verschweißt oder verklebt. Die Endscheibe 18 weist weiter an ihrem Außenumfang Abstandselemente 30 zur radialen Abstützung an dem Gehäuse 108 auf.
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Das Filterelement 10 kann als Luftfilter, insbesondere als Luftfilter einer Brennkraftmaschine, eingesetzt werden. Prinzipiell ist jedoch auch eine Verwendung als Dieselpartikelfilter in ähnlicher Bauform denkbar.
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5 zeigt eine Innenansicht eines Deckels 110 eines Gehäuses eines Filtersystems mit einem Gegenelement 24 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches mit einer Zentrierstruktur des Filterelements zusammenwirken kann. Das Gegenelement 24 besteht bei dem gezeigten Beispiel aus taschenartigen Vertiefungen in der Deckelschale, in welche die Segmente einer Zentrierstruktur eintauchen und sich dadurch radial zentrieren und verspannen können.
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Der Deckel 110 weist weiter in seinem Zentrum ein Mitnahmewerkzeug 118 in Form einer Vertiefung auf, welches mit einer Mitnahmekontur eines Sekundärelements korrespondiert. Durch Lösen des Deckels 110 und umgedrehtes Aufsetzen auf diese Mitnahmekontur kann über ein Drehen des Deckels dieses Sekundärelement losgeschraubt werden. Der Vorteil ist, dass dieses Mitnahmewerkzeug 118 immer vor Ort verfügbar ist und außerdem über die passende Kontur für das in dem Filtersystem eingesetzte Sekundärelement verfügt.
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In 6 ist eine teilgeschnittene Ansicht eines Filtersystems 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zu sehen, welche das Zusammenwirken von Zentrierstruktur 20 und Gegenelement 24 zeigt. Es ist ein Segment 22 einer Zentrierstruktur 20 gezeigt, welches in eine Tasche eines Gegenelements 24 im Deckel 110 eintaucht. In der Zeichnung ist eine Durchdringung des Deckels 110 mit dem Segment 22 zu sehen, die in Wirklichkeit so nicht stattfindet, da das Segment 22, da es aus weichelastischem Werkstoff hergestellt ist, sich beim Schließen des Deckels 110 umlegt und zusammenpressen lässt. Weiter ist die innenseitige Wandfläche 20a zu erkennen, die sich in radialer Richtung an dem Gegenelement abstützen kann und damit eine radiale Zentrierung und Abstützung bewirkt, sowie die Außenfläche 20b, die im Zusammenwirken mit dem Gegenelement 24 eine axiale Abstützung und Verspannung des Filterelements 10 bewirkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007017091 A1 [0002, 0003]
