DE102013015143B4

DE102013015143B4 - Filter für Fluid, Filterelement und Filtergehäuse eines Filters

Info

Publication number: DE102013015143B4
Application number: DE102013015143.0A
Authority: DE
Inventors: Irmgard Thalmann; Mario Rieger; Vit Wognar; Pascal Neef
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2033-09-14
Also published as: BR102014020700B1; BR102014020700A2; DE102013015143A1

Abstract

Filter (10) für Fluid, mit einem offenbaren Filtergehäuse (12), das wenigstens einen Einlass (20) und wenigstens einen Auslass (30) für das Fluid aufweist, und mit einem Filterelement (24), das austauschbar in dem Filtergehäuse (12) so angeordnet ist, dass es den wenigstens einen Einlass (20) von dem wenigstens einen Auslass (30) trennt, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (12) wenigstens eine öffenbare Austragöffnung (34) aufweist, die im betriebsbereiten Zustand des Filters (10) mit wenigstens einem Verschlusselement (64) verschlossen ist, welches an dem Filterelement (24) angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Filter für Fluid, insbesondere Öl, Kraftstoff, Wasser, Luft oder Harnstofflösung, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem öffenbaren Filtergehäuse, das wenigstens einen Einlass und wenigstens einen Auslass für das Fluid aufweist, und mit einem Filterelement, das austauschbar in dem Filtergehäuse so angeordnet ist, dass es den wenigstens einen Einlass von dem wenigstens einen Auslass trennt.
Ferner betrifft die Erfindung ein Filterelement eines Filters für Fluid, insbesondere Öl, Kraftstoff, Wasser, Luft oder Harnstofflösung, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines erfindungsgemäßen Filters, das austauschbar in einem Filtergehäuse so angeordnet werden kann, dass es wenigstens einen Einlass des Filtergehäuses für Fluid von wenigstens einem Auslass trennt.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Filtergehäuse eines Filters für Fluid, insbesondere Öl, Kraftstoff, Wasser, Luft oder Harnstofflösung, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines erfindungsgemäßen Filters, das öffenbar ist, das wenigstens einen Einlass und wenigstens einen Auslass für das Fluid aufweist und in dem ein Filterelement austauschbar so angeordnet werden kann, dass es den wenigstens einen Einlass von dem wenigstens einen Auslass trennt.
Stand der Technik
Ein vom Markt her bekannter Luftfilter einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs umfasst ein Filtergehäuse mit einem Filtertopf, der mit einem Filterdeckel verschließbar ist. Das Filtergehäuse verfügt über einen Einlass für zu filtrierende Luft und einen Auslass für filtrierte Luft. In dem Filtergehäuse ist ein austauschbares Rundfilterelement so angeordnet, dass es den Einlass von dem Auslass trennt. Ein derartiger Filter ist beispielsweise aus der EP 1191994 B1 bekannt.
Aus der DE 198 49 089 A1 ist ein Luftfilter mit einem mehrteiligen Gehäuse bekannt.
Die DE 10 2010 023 650 A1 offenbart einen für Flüssigkeiten geeigneten Filter.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filter, ein Filterelement und ein Filtergehäuse der eingangs genannten Art zu gestalten, bei dem eine Wartung des Filters, insbesondere ein Austausch des Filterelements und/oder eine Reinigung des Filtergehäuses, vereinfacht und/oder verbessert werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Filtergehäuse wenigstens eine öffenbare Austragöffnung aufweist, die im betriebsbereiten Zustand des Filters mit wenigstens einem Verschlusselement verschlossen ist, welches an dem Filterelement befestigt ist.
Erfindungsgemäß wird die wenigstens eine Austragöffnung mittels des wenigstens einen Verschlusselements verschlossen, das an dem Filterelement befestigt ist. Auf diese Weise ist kein separates Verschlusselement erforderlich. Die wenigstens eine Austragöffnung wird automatisch beim Einbau des korrekten Filterelements mit dem wenigstens einen Verschlusselement verschlossen. Beim Ausbau des Filterelements wird die wenigstens eine Austragöffnung automatisch freigegeben.
Bei der wenigstens einen Austragöffnung kann es sich vorteilhafterweise um eine Schmutzaustragöffnung handeln. Durch die Schmutzaustragöffnung kann bei entferntem Filterelement im Filtergehäuse etwa vorhandener Schmutz ausgetragen werden.
Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Austragöffnung in einem in einer betriebsüblichen Orientierung des Filters unteren Bereich des Filtergehäuses angeordnet sein. Auf diese Weise kann zumindest Schmutz, welcher sich am Boden des Filtergehäuses absetzen kann, durch die Austragöffnung entfernt werden.
Das Filtergehäuse kann vorteilhafterweise an seiner Oberseite geöffnet werden. Das offene Filtergehäuse kann mit einer Reinigungsflüssigkeit, insbesondere mit einem Wasserstrahl, gereinigt werden. Der Schmutz kann mit der Reinigungsflüssigkeit durch die Schmutzaustragöffnung aus dem Filtergehäuse heraus gelangen. So kann auch Schmutz entfernt werden, der von oben insbesondere mit einer Hand oder einem Werkzeug nicht erreicht werden kann.
Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Austragöffnung mit dem wenigstens einen Verschlusselement dicht verschlossen werden. So kann während des Betriebes des Filters keine Umgebungsluft, insbesondere Falschluft, von außen in den Filter gelangen.
Es kann auch mehr als eine Austragöffnung und/oder mehr als ein Verschlusselement, auch an unterschiedlichen Stellen, insbesondere Abschnitten des Filtergehäuses und des Filterelements, vorgesehen sein. Auf diese Weise kann ein Austrag insbesondere von Schmutz verbessert werden.
Das Filtergehäuse kann vorteilhafterweise einen Gehäusetopf aufweisen, in dem das Filterelement platziert werden kann. Der Gehäusetopf kann mit einem Gehäusedeckel verschlossen werden. Vorteilhafterweise kann eine Einbauöffnung für das Filterelement des Gehäusetopfs in betriebsbereiter Orientierung des Filtergehäuses räumlich oben sein. Auf diese Weise kann das Filterelement von oben in den Gehäusetopf eingebaut werden. Der Gehäusedeckel kann vorteilhafterweise mittels einer Dreh- und/oder Steckbewegung an dem Gehäusetopf angeordnet werden. Vorteilhafterweise kann eine Rastverbindung, eine Schraubverbindung, eine bajonettartige Verbindung oder eine andersartige insbesondere dreh-/steckbare Verbindung vorgesehen sein.
Vorteilhafterweise kann sich der wenigstens eine Einlass im Gehäusetopf befinden. Der wenigstens eine Einlass kann vorteilhafterweise in einer Umfangswand des Filtergehäuses, insbesondere des Gehäusetopfs, angeordnet sein. Der wenigstens eine Auslass kann sich vorteilhafterweise im Gehäusedeckel befinden.
Alternativ kann sich der wenigstens eine Auslass im Gehäusetopf und/oder der wenigstens eine Einlass im Gehäusedeckel befinden.
Vorteilhafterweise kann sich die wenigstens eine Austragöffnung in einem Boden des Gehäusetopfs befinden.
Vorteilhafterweise kann das Filterelement axial zu einer Filterachse in das Filtergehäuse, insbesondere den Gehäusetopf, eingebaut werden.
Bei dem Filter kann es sich um einen Filter einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs oder einer andersartigen Brennkraftmaschine, insbesondere eines Industriemotors, handeln. Es kann sich auch um einen von der Brennkraftmaschine unabhängigen Filter des Kraftfahrzeugs, insbesondere einen Innenraumfilter oder Filter einer Klimaanlage, handeln.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Filterelement wenigstens ein Positionierelement und das Filtergehäuse kann wenigstens ein zu dem wenigstens einen Positionierelement passendes Positioniergegenelement aufweisen zum Positionieren des Filterelements in dem Filtergehäuse in einer vorgegebenen Lage.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Verschlusselement die wenigstens eine Austragöffnung in der vorgegebenen Lage des Filterelements verschließen.
Das wenigstens eine Positionierelement und das wenigstens eine Positioniergegenelement können zum Positionieren des Filterelements im Filtergehäuse dienen. So kann ein korrekter Einbau des Filterelements in das Filtergehäuse vereinfacht werden. Außerdem kann so die Gefahr verringert werden, dass das Filterelement in einer falschen Position im Filtergehäuse angeordnet werden kann. Durch Zusammenspiel des wenigstens einen Positionierelements mit dem wenigstens einen Positioniergegenelement kann vorteilhafterweise das Filterelement beim Einbau in das Filtergehäuse so geführt werden, dass das wenigstens eine Verschlusselement automatisch in der richtigen Position an oder in der wenigstens einen Austragöffnung positioniert werden kann.
Eine lagegenaue und reproduzierbare Montage des Filterelements im Filter hat insbesondere bei Luftfiltern von Brennkraftmaschinen, bei denen ein Luftmassenstrom bestimmt werden soll, den Vorteil, dass die Messgenauigkeit für den Luftmassenstrom verbessert werden kann. Insbesondere bei der Verwendung eines Heißfilm-Luftmassenmessers (HFM) kann so die Messgenauigkeit verbessert werden. Dies wirkt sich positiv auf den Kraftstoffverbrauch und/oder die Abgaswerte der Brennkraftmaschine aus.
Das Positionierelement und/oder das Positioniergegenelement können eine konische Form haben. Auf diese Weise kann eine gegenseitige Führung des Positionierelements und des Positioniergegenelement vereinfacht und verbessert werden. Das Filterelement kann so einfacher und genauer positioniert werden. Das wenigstens eine Positioniergegenelement kann vorteilhafterweise ein Dom sein und das wenigstens eine Positionierelement eine entsprechende Domaufnahme oder umgekehrt.
Das wenigstens eine Positioniergegenelement kann sich vorteilhafterweise auf einer der Einbauöffnung gegenüberliegenden Seite des Filtergehäuses befinden. Es kann sich vorteilhafterweise am Boden eines Gehäusetopfs befinden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können das wenigstens eine Positionierelement und das wenigstens eine Verschlusselement im Bereich einer gemeinsamen Stirnseite des Filterelements angeordnet sein. Auf diese Weise kann der Einbau und die Positionierung des Filterelements vereinfacht werden. Insbesondere ein Einbau axial zu einer Filterachse kann so vereinfacht werden. Ferner kann ein Platzbedarf in radialer Richtung bezüglich der Filterachse so verringert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Filterelement ein Hohlfilterelement sein. Ein Hohlfilterelement zeichnet sich dadurch aus, dass es einen Elementinnenraum, also einen Hohlraum, aufweist. Das Hohlfilterelement kann vorteilhafterweise ein umfangsmäßig geschlossenes, den Elementinnenraum umgebendes Filtermedium aufweisen. Das Filtermedium kann vorteilhafterweise zickzackförmig gefaltet sein. Es kann sich auch um ein ungefaltetes Filtermedium handeln. Das Filtermedium kann insbesondere ein Filtervlies oder Filterpapier aufweisen. Bei dem Hohlfilterelement kann es sich um ein Rundfilterelement mit einer runden Grundfläche handeln. Ein durch das Filtermedium realisierter Filterbalg kann eine im Wesentlichen kreiszylindrische Form haben. Es kann sich auch um ein sogenanntes ovales Rundfilterelement, ein konisches Rundfilterelement oder ein konisch-ovales Rundfilterelement handeln. Das Hohlfilterelement kann auch einen eckigen Querschnitt aufweisen.
Vorteilhafterweise kann das Hohlfilterelement koaxial zu einer Filterachse des Filters sein. Vorteilhafterweise kann das Hohlfilterelement axial zur Filterachse in das offene Filtergehäuse eingebaut werden.
Vorteilhafterweise kann das Hohlfilterelement an wenigstens einer Stirnseite einen Endkörper, insbesondere eine Endscheibe, aufweisen. Das wenigstens eine Verschlusselement kann vorteilhafterweise im Bereich einer Stirnseite, insbesondere an der Stirnseite, des Hohlfilterelements angeordnet sein. Insbesondere kann das wenigstens eine Verschlusselement an einer Endscheibe, vorzugsweise einer geschlossenen Endscheibe, angeordnet, insbesondere angeformt, sein. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Positionierelement im Bereich einer Stirnseite, insbesondere an der Stirnseite, des Hohlfilterelements angeordnet sein. Das wenigstens eine Positionierelement und das wenigstens eine Verschlusselement können vorteilhafterweise in einem benachbarten Bereich, insbesondere an der gleichen Stirnseite angeordnet sein.
Vorteilhafterweise kann das Hohlfilterelement an seiner dem wenigstens einen Verschlusselement abgewandten Stirnseite einen Anschlussendkörper aufweisen. Der Anschlussendkörper kann vorteilhafterweise eine Verbindungsöffnung aufweisen, über die der Elementinnenraum des Hohlfilterelements mit einem Auslass oder einem Einlass des Filtergehäuses verbunden werden kann. An dem Anschlussendkörper kann eine Dichtung angeordnet sein, welche gegen das Filtergehäuse abdichten kann.
Vorteilhafterweise kann das Hohlfilterelement an seiner der Austragöffnung zugewandten Stirnseite einen Verschlussendkörper aufweisen. Mit dem Verschlussendkörper kann der Elementinnenraum des Hohlfilterelements auf dieser Stirnseite verschlossen sein. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Verschlusselement an dem Verschlussendkörper angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Verschlusselement exzentrisch zur Filterachse an dem Anschlussendkörper angeordnet sein. Auf diese Weise kann eine etwaige Symmetrie des Hohlfilterelements gestört werden. Die korrekte Einbaulage kann so genauer definiert werden.
Das wenigstens eine Positionierelement kann vorteilhafterweise an dem Verschlussendkörper angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Positionierelement exzentrisch zur Filterachse an dem Verschlussendkörper angeordnet sein. Auf diese Weise kann eine etwaige Symmetrie des Hohlfilterelements gestört werden. Die korrekte Einbaulage kann so genauer definiert werden.
Das Filterelement kann ferner einen Stützkörper aufweisen. Der Stützkörper kann vorteilhafterweise im Elementinnenraum des Hohlfilterelements angeordnet sein. Der Stützkörper kann sich vorteilhafterweise zwischen den Endkörpern des Hohlfilterelements erstrecken.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Verschlusselement eine elastische Dichtung aufweisen. Die elastische Dichtung kann sich einfach an entsprechende Dichtflächen oder Dichtbereiche im Bereich der Austragöffnung anpassen. So kann eine Dichtwirkung verbessert werden. Außerdem kann mittels einer elastischen Dichtung eine etwaige Lagetoleranz des Filterelements im Filtergehäuse ausgeglichen werden. Vorteilhaft liegt die Dichtung mit einer umfangsmäßig außenliegenden Fläche an der Austragöffnung an, sodass die Dichtung bezüglich einer orthogonal zu der Austragöffnung verlaufenden Achse nach radial außen dichtet. Die Dichtung kann vorteilhafterweise aus einem Kunststoff, insbesondere Polyurethan (PUR), sein. Polyurethan kann einfach an das Filterelement mittelbar oder unmittelbar angebracht, insbesondere angeschäumt oder angespritzt, werden. Vorteilhafterweise kann die Dichtung an einem entsprechenden Endkörper des Hohlfilterelements angeordnet sein. Das wenigstens eine Verschlusselement kann vorteilhafterweise aus der elastischen Dichtung wenigstens mitgebildet werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Verschlusselement wenigstens teilweise in die wenigstens eine Austragöffnung eingreifen. Das wenigstens eine Verschlusselement kann so das Filterelement quer zur Filterachse des Filters, insbesondere radial, abstützen. Ferner können so Lagetoleranzen und/oder betriebsbedingte axiale Lageänderungen zwischen dem Filterelement im Filtergehäuse ausgeglichen werden. Betriebsbedingte axiale Lageänderungen können insbesondere durch Vibrationen beim Betrieb des Filters hervorgerufen werden. Insgesamt kann so die Dichtwirkung beim Verschluss der wenigstens einen Austragöffnung weiter verbessert werden. Ferner kann das wenigstens eine Verschlusselement die wenigstens eine Austragöffnung in radialer Richtung bezüglich einer Einsteckrichtung des wenigstens einen Verschlusselements in die wenigstens eine Austragöffnung abdichten, wodurch die Dichtwirkung weiter verbessert wird. Durch das Eingreifen des Verschlusselements in die Austragöffnung kann die Lagegenauigkeit des Filterelements im Filtergehäuse verbessert werden.
Die Paarung des wenigstens einen Positionierelements mit dem wenigstens einen Positioniergegenelement kann eine Genauigkeit der Positionierung des Verschlusselements in der Austragöffnung verbessern. Das wenigstens eine Positionierelement und das wenigstens eine Positioniergegenelement können als Einführhilfe und/oder Positionierhilfe dienen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Verschlusselement wenigstens einen Hohlraum aufweisen. Auf diese Weise kann eine etwaige Flexibilität des wenigstens einen Verschlusselements verbessert werden. Vorteilhafterweise kann gegebenenfalls die elastische Dichtung des wenigstens einen Verschlusselements den wenigstens einen Hohlraum aufweisen. So kann die Anpassungsfähigkeit und Dichtwirkung der Dichtung weiter verbessert werden. Der Hohlraum kann vorteilhafterweise nach außen offen sein. Auf diese Weise kann ein durch Verpressen des Verschlusselements, insbesondere der Dichtung, eventuell auftretender Druck im Hohlraum ausgeglichen werden.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Verschlusselement wenigstens ein Stabilisierungselement aufweisen. Das wenigstens eine Stabilisierungselement kann vorteilhafterweise ein formstabiles Teil, insbesondere ein Kunststoffteil, sein. Mit dem wenigstens einen Stabilisierungselement kann die Form des Verschlusselements vorgegeben und/oder stabilisiert werden. Auf diese Weise kann auch erkannt werden, falls versucht wird, das Filterelement in einer falschen Lage oder ein falsches Filterelement im Filtergehäuse einzubauen. Dies kann insbesondere an einer Erhöhung des erforderlichen Kraftaufwands erkannt werden. Zu der Erhöhung des erforderlichen Kraftaufwands bei einem fehlerhaften Einbau des Filterelements kann die Stabilität des wenigstens einen Stabilisierungselements beitragen. Ein falsches Filterelement kann daran erkannt werden, dass das wenigstens eine Verschlusselement in Form und/oder Lage nicht zu der wenigstens einen Austragöffnung passt. In diesem Fall kann das wenigstens eine Verschlusselement, insbesondere das wenigstens eine Stabilisierungselement, den Einbau des Filterelements und/oder das anschließende Verschließen des Filtergehäuses behindern oder blockieren.
Gegebenenfalls kann die elastische Dichtung einfach mit dem wenigstens einen Stabilisierungselement verbunden sein. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Stabilisierungselement in das Dichtungsmaterial, insbesondere PUR, eingebettet, insbesondere eingeschäumt, oder von diesem umgeben, insbesondere umschäumt, sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Stabilisierungselement die Form der Dichtung zumindest mit bilden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die wenigstens eine Austragöffnung und/oder das wenigstens eine Verschlusselement eine längliche Form aufweisen. Vorteilhafterweise können die wenigstens eine Austragöffnung und das wenigstens eine Verschlusselement jeweils eine längliche Form aufweisen. Auf diese Weise kann ein Durchlass der Austragöffnung vergrößert werden. So kann ein größerer Mengenstrom insbesondere an Schmutz durch die Austragöffnung entweichen. Dies hat auch bei der Reinigung des Filtergehäuses mit einer Reinigungsflüssigkeit, insbesondere Wasser, den Vorteil, dass die Reinigungsflüssigkeit mit dem mitgetragenen Schmutz schneller und/oder besser abfließen kann. Außerdem kann so die Lagepositionierung des Filterelements im Filtergehäuse besser und/oder genauer vorgegeben, insbesondere definiert, werden.
Die wenigstens eine Austragöffnung und/oder das wenigstens eine Verschlusselement können vorteilhafterweise eine gebogene Form haben. So kann der Platzbedarf optimiert werden. Die Genauigkeit der Lagevorgabe des Filterelements im Filtergehäuse mittels der wenigstens einen Austragöffnung und des wenigstens einen Verschlusselements kann so weiter verbessert werden. Vorteilhafterweise können die wenigstens eine Austragöffnung und/oder das wenigstens eine Verschlusselement einen etwa nierenförmigen, bohnenförmigen oder bananenförmigen Querschnitt haben. Vorteilhafterweise können Längsseiten der wenigstens einen Austragöffnung und/oder des wenigstens einen Verschlusselements sich jeweils entlang eines entsprechenden Kreises um die Filterachse erstrecken. Vorzugsweise erstreckt sich die wenigstens eine Austragöffnung und/oder das wenigstens eine Verschlusselement über einen Umfangswinkel von 45° bis 120°, insbesondere ca. 60°.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die wenigstens eine Austragöffnung von außerhalb des Filtergehäuses einsichtig sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Verschlusselement bei eingebautem Filterelement von außerhalb des Filtergehäuses einfach erkannt werden. So kann einfach kontrolliert werden, ob ein korrektes Filterelement im Filtergehäuse eingebaut ist und dieses auch korrekt montiert ist. Falls das wenigstens eine Verschlusselement von außen in der wenigstens einen Austragöffnung nicht erkannt wird, ist dies ein Hinweis darauf, dass kein oder ein falsches Filterelement eingebaut ist oder das Filterelement fehlerhaft montiert ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können das wenigstens eine Positionierelement und das wenigstens eine Positioniergegenelement eine bezüglich einer Filterachse asymmetrische Form und/oder Positionierung aufweisen. Asymmetrien bezüglich der Form und/oder der Positionierung reduzieren die Anzahl der möglichen Einbaulagen des Filterelements im Filtergehäuse. Auf diese Weise kann das Filterelement einfacher in der korrekten Orientierung bezüglich der Filterachse angeordnet werden. Vorteilhafterweise können das wenigstens eine Positionierelement und das wenigstens eine Positioniergegenelement in ihrer Form und/oder Positionierung so realisiert sein, dass sie nur eine einzige, eindeutige Einbaulage des Filterelements im Filtergehäuse zulassen.
Vorteilhafterweise kann das Filterelement axial zur Filterachse in das Filtergehäuse eingebaut werden. Vorteilhafterweise kann das Filterelement beim Einbau in das Filtergehäuse, insbesondere zum exakten Positionieren, um die Filterachse gedreht werden.
Vorteilhafterweise kann das Positioniergegenelement exzentrisch zur Filterachse angeordnet sein. So kann einfach eine Asymmetrie in Bezug auf Drehungen des Filterelements um die Filterachse realisiert werden. Zusätzlich oder alternativ kann das wenigstens eine Positioniergegenelement in seinem Aufbau unsymmetrisch sein. So kann die Asymmetrie weiter vergrößert werden.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Positioniergegenelement einen exzentrischen und/oder unsymmetrischen Dom aufweisen. Der Dom kann sich vorteilhafterweise schräg oder parallel zur Filterachse erstrecken. Er kann sich vorteilhafterweise in einen Innenraum des Filtergehäuses erstrecken. Auf diese Weise kann der Platzbedarf an der Außenseite des Filtergehäuses verringert werden. Das wenigstens eine Positionierelement kann entsprechend eine dem wenigstens einen insbesondere domartigen Positioniergegenelement entsprechende Aufnahme aufweisen. Die Aufnahme, insbesondere Domaufnahme, kann sich vorteilhafterweise in einen Elementinnenraum des Hohlfilterelements erstrecken. Auf diese Weise kann ein Raumbedarf des Filterelements axial zu einer Filterachse verringert werden. Alternativ kann der Dom auch am Filterelement angeordnet und die entsprechende Aufnahme am Filtergehäuse angeordnet sein.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Positionierelement einstückig an dem Filterelement, insbesondere einem Endkörper, oder an einem Gehäuseboden angeordnet sein. Das wenigstens eine Positioniergegenelement kann vorteilhafterweise einstückig an dem Gehäuseboden oder an dem Filterelement, insbesondere einem Endkörper, angeordnet sein.
Die Aufgabe wird ferner mit dem erfindungsgemäßen Filterelement dadurch gelöst, dass an dem Filterelement wenigstens ein Verschlusselement angeordnet ist zum Verschließen wenigstens einer Austragöffnung des Filtergehäuses.
Die oben in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Filter und dessen vorteilhaften Ausführungsformen aufgezeigten Vorteile und Merkmale gelten für das erfindungsgemäße Filterelement entsprechend und umgekehrt.
Vorteilhafterweise kann das Filterelement wenigstens ein Positionierelement aufweisen, welches zu wenigstens einem Positioniergegenelement des Filtergehäuses passt, zum Positionieren des Filterelements in dem Filtergehäuse in einer vorgegebenen Lage. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Verschlusselement die wenigstens eine Austragöffnung in der vorgegebenen Lage des Filterelements verschließen.
Die Aufgabe wird außerdem mit dem erfindungsgemäßen Filtergehäuse dadurch gelöst, dass das Filtergehäuse wenigstens eine offenbare Austragöffnung aufweist, die im betriebsbereiten Zustand des Filters mit wenigstens einem Verschlusselement verschlossen ist, welches an dem Filterelement angeordnet ist.
Die oben in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Filter und dem erfindungsgemäßen Filterelement und deren vorteilhaften Ausführungsformen aufgezeigten Vorteile und Merkmale gelten für das erfindungsgemäße Filtergehäuse entsprechend und umgekehrt.
Vorteilhafterweise kann das Filtergehäuse wenigstens ein Positioniergegenelement aufweisen, welches zu wenigstens einem Positionierelement des Filterelements passt, zum Positionieren des Filterelements in dem Filtergehäuse in einer vorgegebenen Lage. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Verschlusselement die wenigstens eine Austragöffnung in der vorgegebenen Lage des Filterelements verschließen.
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 einen Längsschnitt eines Luftfilters einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs in offenem Zustand;
2 der Luftfilter aus der 1 in geschlossenem Zustand;
3 einen Detailschnitt eines Gehäusetopfs des Luftfilters aus den 1 und 2;
4 eine Detailansicht eines Filterelements des Luftfilters aus den 1 und 2;
5 eine Seitenansicht des geschlossenen Luftfilters aus der 2;
6 eine Unteransicht des geschlossenen Luftfilters aus den 2 und 5;
7 und 8 unterschiedliche Ansichten des geschlossenen Luftfilters aus den 2, 5 und 6 von schräg unten.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In den 1 und 2 ist ein Luftfilter 10 einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs in einem Längsschnitt gezeigt. 1 zeigt dabei den offenen Luftfilter 10. In den 5 bis 8 ist der geschlossene Luftfilter 10 in unterschiedlichen Perspektiven dargestellt. Der Luftfilter 10 ist in einem ansonsten nicht gezeigten Ansaugtrakt für Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine angeordnet.
Der Luftfilter 10 umfasst ein Filtergehäuse 12 aus Kunststoff mit einem Filtertopf 14, in den 1 und 2 unten. Der Filtertopf 14 ist aus einem Bodenteil 16 und einem Mittelteil 18 zusammengesetzt. Eine Umfangswand des Mittelteils 18 verfügt über einen Einlass 20 für zu filtrierende Verbrennungsluft. Auf seiner dem Bodenteil 16 abgewandten Oberseite weist das Mittelteil 18 eine Einbauöffnung 22 für ein austauschbares Filterelement 24 auf.
In betriebsbereitem Zustand, dargestellt in den 2 und 5 bis 8, ist die Einbauöffnung 22 mit einem Gehäusedeckel 26 verschlossen. Der Gehäusedeckel 26 ist mittels einer Verriegelungseinrichtung 28 an dem Mittelteil 18 des Filtertopfs 14 fixiert. Der Gehäusedeckel 26 weist einen Auslass 30 mit einer zu einer Filterachse 32 koaxialen Öffnung für die filtrierte Verbrennungsluft auf.
Wenn bei der Beschreibung der Erfindung von ”radial”, ”axial”, ”koaxial” oder ”umfangsmäßig” die Rede ist, so bezieht sich dies, sofern nicht anders beschrieben, auf die Filterachse 32.
Im betriebsbereiten Zustand des Luftfilters 10 ist das Filterelement 24 koaxial in dem Filtergehäuse 12 so angeordnet, dass es den Einlass 20 von dem Auslass 30 trennt.
Eine Detailansicht des Filtertopfs 14 ist in der 3 gezeigt. An einer räumlich unteren Stelle weist das Bodenteil 16 eine Austragöffnung 34 auf. Bei entferntem Filterelement 24 ist die Austragöffnung 34 zur Umgebung hin offen. Zu Reinigungszwecken kann der offene Filtertopf 14 mit Wasser ausgespült werden, um in dem Filtertopf 14 etwa enthaltenen Schmutz zu entfernen. Das Wasser und der Schmutz können den Filtertopf 14 durch die Austragöffnung 34 verlassen. Die Austragöffnung 34 ist exzentrisch zur Filterachse 32 angeordnet. Sie hat eine längliche, gebogene Erstreckung entlang eines gedachten Kreises um die Filterachse 32. Im Querschnitt ist die Austragöffnung 34 etwa nierenförmig.
Ferner weist das Bodenteil 16 zwei ringförmige, koaxiale Positionierstege 36 auf, welche sich jeweils in axialer Richtung in einen Gehäuseinnenraum 38 des Filtergehäuses 12 erstrecken. Die Positionierstege 36 sind einstückig mit dem Bodenteil 16 verbunden. Die Positionierstege 36 begrenzen eine ringförmige, koaxiale Positionieraufnahme 40.
Die Positionierstege 36 und die Positionieraufnahme 40 sind auf einer Umfangsseite durch die Austragöffnung 34 unterbrochen. Die radial innere Umfangsseite der Austragöffnung 34 befindet sich in einer Verlängerung des radial inneren Positionierstegs 36. Die radial äußere Seite der Austragöffnung 34 befindet sich radial außerhalb der Verlängerung des radial äußeren Positionierstegs 36. Die Austragöffnung 34 erstreckt sich umfangsmäßig etwa über 1/3 bis 1/8, insbesondere etwa 1/6, des Umfangs eines gedachten koaxialen Kreises, welcher durch die radiale Mitte der Austragöffnung 34 verläuft.
An der Außenseite des Bodenteils 16 ist die Austragöffnung 34 von einer Ringwand 35 umgeben, welche einstückig mit dem Bodenteil 16 verbunden ist. An der Innenseite ist keine die Austragöffnung 34 umgebende Wandung vorgesehen; vielmehr ist die Austragöffnung 34 als Ausnehmung im flächigen Bodenteil 16 ausgestaltet.
Neben der Austragöffnung 34 befindet sich außerdem ein hier nicht weiter interessierendes Staubaustragventil 42.
Radial innerhalb der Positionierstege 36 ist ein Positionierdom 44 angeordnet. Der Positionierdom 44 ist einstückig aus dem Bodenteil 16 geformt. Außen an dem Bodenteil 16 befindet sich eine Negativform des Positionierdoms 44. Der Positionierdom 44 ist exzentrisch zur Filterachse 32 angeordnet und erstreckt sich von dem Bodenteil 16 von axial unten nach axial oben in den Gehäuseinnenraum 38. Der Positionierdom 44 hat insgesamt etwa die Form eines schiefen Kegelstumpfes. Er verjüngt sich zu seinem freien Ende hin. Der Positionierdom 44 hat einen länglichen Querschnitt. Seine Querseite erstreckt sich dabei etwa radial zur Filterachse 32. Seine Längsseite verläuft etwa quer zu den Längsseiten der Austragöffnung 34.
Bei dem Filterelement 24 handelt es sich um ein sogenanntes Rundfilterelement mit einem runden Querschnitt. Das Filterelement 24 ist also ein Hohlfilterelement. Das Filterelement 24 ist in einer Detailansicht in der 4 gezeigt. Das Filterelement 24 umfasst ein zu einem kreiszylindrischen Filterbalg 48 zickzackförmig gefaltetes, umfangsmäßig geschlossenes Filtermedium 46. Bei dem Filtermedium 46 kann es sich um Filterpapier oder ein Filtervlies oder um ein anderes zur Filtrierung von Verbrennungsluft geeignetes Medium handeln.
Auf seiner dem Gehäusedeckel 26 zugewandten Stirnseite ist der Filterbalg 48 dicht mit einer Anschlussendscheibe 50 verbunden. Die Anschlussendscheibe 50 weist eine zur Filterachse 32 koaxiale Durchlassöffnung 52 auf. Über die Durchlassöffnung 52 ist bei korrekt eingebautem Filterelement 24 ein Elementinnenraum 54 des Filterbalgs 48 mit dem Auslass 30 verbunden.
An der dem Filterbalg 48 abgewandten Außenseite der Anschlussendscheibe 50 ist ferner eine ringförmige, koaxiale Dichtung 56 aus Polyurethan (PUR) befestigt. Die Dichtung 56 greift bei montiertem Gehäusedeckel 26 in eine ringförmige, koaxiale Dichtungsnut 58 an der Innenseite des Gehäusedeckels 26 ein.
Auf der dem Bodenteil 16 zugewandten anderen Stirnseite ist der Filterbalg 48 dicht mit einer Bodenendscheibe 60 verbunden. Die Bodenendscheibe 60 ist durchgängig geschlossen. Sie verschließt den Elementinnenraum 54 an der unteren Stirnseite des Filterelements 24.
Im Elementinnenraum 54 ist ferner ein skelettartiges Stützrohr 62 koaxial angeordnet. Das Stützrohr 62 erstreckt sich zwischen der Anschlussendscheibe 50 und der Bodenendscheibe 60. An dem Stützrohr 62 stützen sich radial innere Falten des Filterbalgs 48 ab. Das Stützrohr 62 ist an beiden Stirnseiten offen. Seine Umfangsseite ist luftdurchlässig.
An der axial äußeren Seite der Bodenendscheibe 60 ist ein Dichtungselement 64 aus elastischem PUR an die Bodenendscheibe 60 angeschäumt. Das Dichtungselement 64 erstreckt sich axial und umfangsmäßig. Das Dichtungselement 64 ist im Querschnitt etwa nierenförmig. Seine äußere Dimension bezüglich seines Umfangs entspricht etwa der Dimension der Austragöffnung 34. Die Abstände der umfangsmäßigen Seiten des Dichtungselements 64 von der Filterachse 32 und seine bezüglich der Filterachse 32 umfangsmäßige Ausdehnung entsprechen etwa denen der Austragöffnung 34. Bei korrekt positioniertem Filterelement 34 ragt das Dichtungselement 64 spielfrei in die Austragöffnung 34 und verschließt diese dicht. Entsprechend der Austragöffnung 34 erstreckt sich das Dichtungselement umfangsmäßig etwa über 1/3 bis 1/8, insbesondere etwa 1/6, des Umfangs eines gedachten koaxialen Kreises, welcher durch die radiale Mitte des Dichtungselements 64 verläuft.
Das Dichtungselement 64 weist einen Hohlraum 66 auf, welcher auf der der Bodenendscheibe 60 zugewandten Seite des Dichtungselements 64 über seine gesamte umfangsmäßige Erstreckung offen ist. Der Hohlraum 66 erstreckt sich über die längliche Ausdehnung des Dichtungselements 64. Insgesamt weist also das Dichtungselement 64 die Form eines bezüglich seiner zur Filterachse 32 parallelen Achse umfangsmäßig geschlossenen, nierenförmig verlaufenden Stegs auf. Mit anderen Worten entspricht die Außenkontur des Dichtungselements 64 im Wesentlichen zwei Kreisbögen koaxialer Kreisabschnitte mit gleichem Mittelpunktswinkel und unterschiedlichen Radien, welche durch zwei Halbkreise mit einem dritten Radius miteinander verbunden sind, sodass eine umfangsmäßig geschlossene Form gebildet ist. Der dritte Radius der beiden Halbkreise beträgt beispielsweise zwischen 10 und 30 mm, insbesondere ca. 18 mm. Der Abstand der beiden Kreisbögen beträgt vorzugsweise zwischen 20 und 60 mm, insbesondere ca. 40 mm. Vorteilhaft erstreckt sich das Dichtungselement 64 in axialer Richtung über eine Höhe von etwa 15 bis 40 mm, insbesondere ca. 25 mm.
In einem Bereich innerhalb des Filterbalgs 48 ist eine Domaufnahme 68 für den Positionierdom 44 einstückig in die Bodenendscheibe 60 geformt. Die Domaufnahme 68 erstreckt sich exzentrisch zur Filterachse 32 in den Elementinnenraum 54. Bei korrekt montiertem Filterelement 24 entsprechen die Position und die Dimension der Domaufnahme 68 relativ zur Filterachse 32 der Position und der Dimension des Positionierdoms 44. Die Domaufnahme 68 ist also im Wesentlichen komplementär zum Positionierdom 44. Bei korrekt montiertem Filterelement 24 greift der Positionierdom 44 nahezu spielfrei in die Domaufnahme 68 ein.
Ferner sind an der Außenseite der Bodenendscheibe 60 vier Positionierstegabschnitte 70, deren Längsmittelachsen entlang eines gedachten Kreises um die Filterachse 32 verlaufen. Der Radius des gedachten Kreises entspricht etwa dem Radius eines Mittelkreises der Positionieraufnahme 40 des Bodenteils 16. Entlang des gedachten Kreises erstreckt sich auch ein radial innerer Stegabschnitt des Dichtungselements 64. Die Positionierstegabschnitte 70 sind jeweils einstückig mit der Bodenendscheibe 60 verbunden. Sie erstrecken sich jeweils etwa axial zur Filterachse 32. Bei korrekt montiertem Filterelement 24 befinden sich die Positionierstegabschnitte 70 in der Positionieraufnahme 40. Die axiale Ausdehnung der Positionierstegabschnitte 70 ist geringer als die axiale Ausdehnung des Dichtungselements 64.
Zum Einbau wird das Filterelement 24 mit der Bodenendscheibe 60 voran axial in die Einbauöffnung 22 des offenen Filtertopfs 14 gesteckt. Sobald die Bodenendscheibe 60 eine Oberseite des Positionierdoms 44 erreicht und das Filterelement 24 sich nicht in der korrekten Drehposition bezüglich der Filterachse 32 befindet, verhindert der Positionierdom 44, dass das Filterelement 24 tiefer eingesteckt werden kann. Das Filterelement 24 muss dann um die Filterachse 32 so gedreht werden, dass der Positionierdom 44 mit der Domaufnahme 68 überein stimmt und in diese eingleiten kann. Die Domaufnahme 68 wird dann auf dem Positionierdom 44 so geführt, dass automatisch das Dichtungselement 64 in die Austragöffnung 34 und die Positionierstegabschnitte 70 in die Positionieraufnahme 40 geführt werden. Die konische Form des Positionierdoms 44 und der Domaufnahme 68 führen das Filterelement 24 in die korrekte Einbauposition.
Schließlich wird der Gehäusedeckel 26 mit einer axialen Bewegung auf dem Filtertopf 14 montiert, mit der Verriegelungseinrichtung 28 verriegelt und so die Einbauöffnung 22 verschlossen. Dabei werden die Dichtung 56 und das Dichtungselement 64 in axialer Richtung verpresst. Das Dichtungselement 64 drückt ferner radial zu seiner Achse gegen die Ränder der Austragöffnung 34 und dichtet so radial ab. Der Luftfilter 10 ist so betriebsbereit.
Beim Betrieb der Brennkraftmaschine strömt die zu filtrierende Luft durch den Einlass 20 in einen das Filterelement 24 umgebenden Raum. Von dort aus gelangt die Luft von radial außen nach radial innen in den Elementinnenraum 54 des Filterelements 24. Die gefilterte Luft verlässt den Elementinnenraum 54 durch den Auslass 30.

Claims

Filter (10) für Fluid, mit einem offenbaren Filtergehäuse (12), das wenigstens einen Einlass (20) und wenigstens einen Auslass (30) für das Fluid aufweist, und mit einem Filterelement (24), das austauschbar in dem Filtergehäuse (12) so angeordnet ist, dass es den wenigstens einen Einlass (20) von dem wenigstens einen Auslass (30) trennt, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (12) wenigstens eine öffenbare Austragöffnung (34) aufweist, die im betriebsbereiten Zustand des Filters (10) mit wenigstens einem Verschlusselement (64) verschlossen ist, welches an dem Filterelement (24) angeordnet ist.
Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (24) wenigstens ein Positionierelement (68) und das Filtergehäuse (12) wenigstens ein zu dem wenigstens einen Positionierelement (68) passendes Positioniergegenelement (44) aufweist zum Positionieren des Filterelements (24) in dem Filtergehäuse (12) in einer vorgegebenen Lage.
Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Positionierelement (68) und das wenigstens eine Verschlusselement (64) im Bereich einer gemeinsamen Stirnseite des Filterelements (24) angeordnet sind.
Filter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (24) ein Hohlfilterelement ist.
Filter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verschlusselement (64) eine elastische Dichtung aufweist.
Filter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verschlusselement (64) wenigstens teilweise in die Austragöffnung (34) eingreift.
Filter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verschlusselement (64) wenigstens einen Hohlraum (66) aufweist.
Filter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Austragöffnung (34) und/oder das wenigstens eine Verschlusselement (64) eine längliche Form aufweisen.
Filter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Austragöffnung (34) und/oder das wenigstens eine Verschlusselement (64) eine gebogene Form aufweisen und sich entlang eines Kreisbogens erstrecken.
Filter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Austragöffnung (34) von außerhalb des Filtergehäuses (12) einsichtig ist.
Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Positionierelement (68) und das wenigstens eine Positioniergegenelement (44) eine bezüglich einer Filterachse (32) asymmetrische Form und/oder Lage aufweisen.
Filterelement (24) eines Filters (10) für Fluid nach einem der vorigen Ansprüche, das austauschbar in einem Filtergehäuse (12) so angeordnet werden kann, dass es wenigstens einen Einlass (20) des Filtergehäuses (12) für Fluid von wenigstens einem Auslass (30) trennt, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Filterelement (24) wenigstens ein Verschlusselement (64) angeordnet ist zum Verschließen wenigstens einer Austragöffnung (34) des Filtergehäuses (12).
Filtergehäuse (12) eines Filters (10) für Fluid nach einem der Ansprüche 1 bis 11, das öffenbar ist, das wenigstens einen Einlass (20) und wenigstens einen Auslass (30) für das Fluid aufweist und in dem ein Filterelement (24) austauschbar so angeordnet werden kann, dass es den wenigstens einen Einlass (20) von dem wenigstens einen Auslass (30) trennt, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (12) wenigstens eine öffenbare Austragöffnung (34) aufweist, die im betriebsbereiten Zustand des Filters (10) mit wenigstens einem Verschlusselement (64) verschlossen ist, welches an dem Filterelement (24) angeordnet ist.