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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftfiltervorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Lastkraftwagen, mit einem in einem Filtergehäuse aufgenommenen Filterelement, wobei das Filtergehäuse von einem Deckelelement verschließbar ist.
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Stand der Technik
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Die
DE 10 2005 025 192 A1 offenbart eine Filteranordnung mit einem Vorreiniger im Lufteinlass für einen Verbrennungsmotor. Die Filteranordnung weist einen Einlassschacht für die Zufuhr der zu reinigenden Verbrennungsluft zu einem Filterelement auf, welches in einem Filtergehäuse angeordnet ist. Die Einströmöffnung am Einlassschacht ist von einem Fangkorb mit gekrümmten Verstrebungen überspannt, der eine Zentrierfunktion für eine aufzusetzende Zufuhrleitung übernehmen kann. Über das Einlassgitter wird die zu reinigende Verbrennungsluft einem Vorabscheider zugeführt, wobei nach dem Durchströmen des Vorabscheiders die Luft ein Filterelement im Filtergehäuse durchströmt und anschließend axial abgeleitet wird. Am axialen Auslass des Filtergehäuses ist ein Dichtelement angeordnet, an welchem die Stirnseite des Filterelementes anliegt, um Leckageströme zwischen Roh- und Reinseite des Filterelementes zu vermeiden.
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Aus der
US 4 778 029 A ist eine Luftfiltervorrichtung mit geräuschunterdrückender Einlassleitung bekannt, welche an einer Motorhaube eines Kraftfahrzeugs montiert ist.
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Die
DE 10 2005 010 443 A1 offenbart ein Filterelement, welches umfangsseitig von einem Mantelelement umschlossen wird.
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Die
DE 20 2006 015 629 U1 zeigt eine Filteranordnung mit einem in eine Reinluftleitung eingeklebten Filterelement.
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Die
US 3 151 695 A offenbart eine Luftfiltervorrichtung für einen Lastkraftwagen, wobei ein Ansaugschacht mit einem Luftfiltergehäuse magnetisch verbunden ist.
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Aus der
DE 102 00 100 A1 ist ein Luftansaugsystem für Nutzfahrzeuge bekannt, wobei die Rohluftansaugleitung mittels einer Kopplungsvorrichtung mit dem Filtersystem trennbar verbunden ist.
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Aus der
JP 03-007 295 U ist ein Luftansaugsystem für einen Lastkraftwagen mit einem Kupplungsabschnitt zum Verbinden eines Rohlufteinlasses mit einer am Fahrerhaus befestigten Rohluftleitung bekannt.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine kompakt bauende Luftfiltervorrichtung zu schaffen, bei der die Gefahr von Fehlluftströmen reduziert ist.
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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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Die erfindungsgemäße Luftfiltervorrichtung kann im Ansaugtrakt von Kraftfahrzeugen, beispielsweise Lastkraftwagen eingesetzt werden, um die dem Verbrennungsmotor zuzuführende Verbrennungsluft einer Filtration zu unterziehen. Die Luftfiltervorrichtung kann Bestandteil einer Ansaugvorrichtung sein, die zum Beispiel einen Ansaugschacht umfasst, über den Umgebungsluft angesaugt und der Luftfiltervorrichtung zugeführt wird. Der Ansaugschacht ist über eine Zufuhrleitung mit der Luftfiltervorrichtung strömungsverbunden.
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Bei Lastkraftwagen können der Ansaugschacht am Fahrerhaus und die Luftfiltervorrichtung am Fahrzeugaufbau befestigt sein. Das Filterelement der Luftfiltervorrichtung befindet sich in einem Filtergehäuse, welches von einem Deckelelement verschließbar ist. An dem Deckelelement ist auf der dem Filterelement abgewandten Seite eine Zentriervorrichtung angeordnet, die dazu dient, die Zufuhrleitung zu zentrieren und anzuschließen, wobei die Zufuhrleitung in eine Einströmöffnung mündet, die in das Deckelelement eingebracht ist. Das Deckelelement ist fest und strömungsdicht mit dem Filterelement bzw. einem Filtermittel verbunden, das von der zu reinigenden Luft durchströmt wird. Das Deckelelement bildet ein Luftverteilelement, über das die herangeführte Luft dem Filterelement zugeführt wird. Das Filterelement bzw. -mittel und das Deckelelement bilden eine zusammenhängende Filtereinheit. Das Deckelelement ist stirnseitig am Filterelement befestigt, beispielsweise aufgeklebt.
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Wird das Fahrerhaus gekippt, löst sich die Verbindung zwischen der Zufuhrleitung und dem Deckelelement. Beim Zurückschwenken des Fahrerhauses wird über die Zentriervorrichtung am Deckelelement das Einfädeln und Zentrieren der Zufuhrleitung in die korrekte Position erleichtert, so dass der Anschluss der Zufuhrleitung an das Deckelelement sicher durchgeführt werden kann.
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Im Inneren des Filtergehäuses sitzt das Filterelement, das strömungsdicht mit dem Deckelelement verbunden ist. Auf diese Weise werden Leckageströme zwischen Roh- und Reinseite des Filterelementes verhindert. Des Weiteren ist vorgesehen, dass zwischen dem Filtergehäuse und dem Deckelelement ein umlaufendes Dichtungselement angeordnet ist, das zur Abdichtung des das Filterelement aufnehmenden Innenraums im Filtergehäuse, insbesondere der Reinseite gegenüber der Umgebung dient. Somit ist auch sichergestellt, dass keine Fehlluftströme zwischen der Umgebungsluft und der Reinseite des Filterelementes entstehen. Zugleich ist gewährleistet, dass das Filterelement von Kräften zwischen Filtergehäuse und Deckelelement entlastet ist. Auch die auf das Dichtungselement zwischen Filtergehäuse und Deckelelement wirkenden Kräfte tangieren nicht das Filterelement.
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Die strömungsdichte Verbindung zwischen dem Filterelement und dem Deckelelement kann, gemäß einer vorteilhaften Ausführung, dadurch erreicht werden, dass eine dichtende Schicht zwischen Filterelement und Deckelelement vorgesehen ist, die zum Beispiel als Dichtungselement ausgebildet sein kann. In Betracht kommt aber auch eine Ausführung als Verbindungsschicht, beispielsweise in Form einer umlaufenden Klebstoffraupe, wodurch der zusätzliche Vorteil erzielt wird, dass das Deckelelement mit dem Filterelement verbunden ist und eine zusammenhängende bauliche Einheit bildet. Beim Entnehmen des Filterelementes mitsamt Deckelelement bzw. dem Einsetzen in das Filtergehäuse ist hierdurch die Gefahr reduziert, dass versehentlich Schmutzteilchen zur Reinseite gelangen und mit dem Luftstrom in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine weitergeleitet werden. Insbesondere bei aufrechter Anordnung des Filterelementes, bei der das Deckelelement oben auf dem Filterelement sitzt und sich die Reinseite am Boden des Filtergehäuses befindet, kann beim Entfernen des Filterelementes Schmutz nach unten zum Boden des Filtergehäuses fallen und von dort im Strömungsweg weiter in Richtung Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine geführt werden. Durch die bauliche Einheit von Filterelement und Deckelelement wird diese Gefahr signifikant reduziert.
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Die Verbindungsschicht zwischen Filterelement und Deckelelement stellt eine zweckmäßige Ausführung dar, bei der die Dicht- mit der Verbindungsfunktion kombiniert wird. Gemäß alternativer Ausführung ist es aber auch möglich, dass die Verbindungsfunktion von der Dichtfunktion getrennt ausgeführt ist, beispielsweise dergestalt, dass zwischen Filterelementaußenseite und Deckelelementinnenseite ein umlaufender Dichtring angeordnet ist und die Verbindung zwischen Filterelement und Deckelelement auf andere Weise hergestellt wird, beispielsweise durch Verkleben, wobei die Klebeschicht beabstandet zum Dichtring angeordnet sein kann und nicht zwingenderweise eine Abdichtfunktion hat.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung ist das Dichtungselement am Deckelelement gehalten. An einer umlaufenden, dem Filtergehäuse zugewandten Stirnseite des Deckelelements kann eine Nut eingebracht sein, in die das Dichtungselement, das zweckmäßigerweise ein Dichtring ist, eingesetzt sein kann. Mit dem Aufsetzen des Deckelelements auf das Filtergehäuse entfaltet das Dichtungselement seine Dichtwirkung, so dass der Innenraum des Filtergehäuses hermetisch abgeschlossen ist. Grundsätzlich möglich ist aber auch eine Ausführung, bei der das Dichtungselement an einem umlaufenen Flansch bzw. einer Stirnseite des Filtergehäuses angeordnet ist und der Deckelelement mit einer zugeordneten Dichtkante bzw. -fläche auf dem Dichtungselement zur Anlage gelangt.
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Gemäß weiterer zweckmäßiger Ausführung ist eine Verbindungseinrichtung zur lösbaren Verbindung des Deckelelements mit dem Filtergehäuse vorgesehen. Insbesondere zum Erreichen einer ausreichend hohen Dichtkraft ist es vorteilhaft, dass das Deckelelement mit einer Spann- oder Klemmkraft am Filtergehäuse befestigt wird. Als Verbindungseinrichtung kommt beispielsweise ein Spannverschluss oder ein Schraubverschluss oder dergleichen in Betracht. Im Falle eines Spannverschlusses kann dieser einen Spannbügel aufweisen, welcher im geschlossenen Zustand das Dichtungselement übergreift.
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Die Zentriervorrichtung ist vorteilhafterweise unmittelbar an der Einströmöffnung am Deckelelement, über die die herangeführte Luft zum Filterelement bzw. -mittel weitergeleitet wird, angeordnet und kann die Einströmöffnung umgreifen. Erfindungsgemäß ist die Zentriervorrichtung als Fangkorb mit mehreren die Einströmöffnung übergreifenden Streben, beispielsweise kreuzweise angeordneten und verlaufenden Streben, ausgestaltet, wobei der Fangkorb sich nach oben hin, also mit zunehmender Entfernung vom Deckelelement verjüngt, um die Zentrierfunktion zu erreichen. Der Fangkorb überspannt die Einströmöffnung am Deckelelement, so dass mit dem Aufsetzen der Zufuhrleitung auf den Fangkorb auch die Sollposition der Zufuhrleitung am Fangkorb erreicht ist.
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Die Zufuhrleitung ist zweckmäßigerweise als ein Balg ausgeführt, der aufgrund seiner Struktur Längenausgleichsbewegungen ausführen kann, ohne dass die Verbindung mit der Einströmöffnung im Deckelelement gelöst wird. Auf diese Weise ist es möglich, bei einem Einsatz in Lastkraftwagen die Fahrerhausbewegungen gegenüber dem Fahrzeugaufbau zu kompensieren.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Ansaugvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Ansaugschacht, der über eine Zufuhrleitung mit einer Luftfiltervorrichtung verbunden ist,
- 2 die Ansaugvorrichtung mit der Zufuhrleitung getrennt von der Luftfiltervorrichtung, mit dem Filterelement einschließlich einem Deckelelement im teilweise aus dem Filtergehäuse herausgenommenen Zustand,
- 3 das Filterelement und der Deckelelement in perspektivischer Einzeldarstellung,
- 4 einen Schnitt längs durch das Filterelement im Filtergehäuse einschließlich Deckelelement.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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Die Ansaugvorrichtung 1, die in den 1 und 2 dargestellt ist, dient zum Einleiten von Verbrennungsluft in den Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Lastkraftwagen. Die Ansaugvorrichtung 1 umfasst einen Ansaugschacht 2 sowie eine Luftfiltereinrichtung 3, die mit dem Ansaugschacht 2 über eine als Balg ausgeführte Zufuhrleitung 4 strömungsverbunden ist. Der Ansaugschacht 2 kann bei einem Einsatz in einem Lastkraftwagen mit dem Fahrerhaus verbunden sein, wohingegen die Luftfiltervorrichtung 3 mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist. Aufgrund der Ausführung der Zufuhrleitung 4 als Balg können Bewegungen des Fahrerhauses gegenüber dem Aufbau von der Zufuhrleitung kompensiert werden. Der Ansaugschacht 2 der Ansaugvorrichtung 1 weist ein Schachtgehäuse mit einer Ansaugöffnung auf, in der eine Mehrzahl von Lamellen zur Grobfilterung der angesaugten Umgebungsluft angeordnet ist. Abströmseitig verbindet die Zufuhrleitung 4 den Ansaugschacht 2 mit einem Deckelelement 6, das auf einem Filtergehäuse 5 der Luftfiltervorrichtung 3 aufsitzt und den Innenraum im Filtergehäuse 5, in welchem ein Filterelement aufgenommen ist, verschließt. Das Deckelelement 6 ist über Spannverschlüsse mit Spannbügeln 7 lösbar mit dem Filtergehäuse 5 verbunden.
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In 2 ist die Zufuhrleitung 4 vom Deckelelement 6 gelöst. Das Deckelelement 6 ist fest mit dem Filterelement 9 verbunden, das in 2 im teilweise aus dem Filtergehäuse 5 herausgezogenen Zustand gezeigt ist. Auf der oben liegenden, dem Filterelement 9 abgewandten Seite befindet sich am Deckelelement 6 eine Zentriervorrichtung 8, die eine Einströmöffnung 10 am Deckelelement 6 umgreift. Die Zentriervorrichtung 8 besteht aus mehreren, kreuzweise verlaufenden und gebogenen Bügeln, die einteilig mit dem aus Kunststoff bestehenden Deckelelement 6 ausgebildet sind und einen Fangkorb bilden, welcher dazu dient, die Zufuhrleitung 4 zu zentrieren und in der richtigen Position auf dem Deckelelement 6 zu positionieren. Der Fangkorb 8 verjüngt sich, wie insbesondere 3 zu entnehmen, nach oben hin, also mit zunehmendem Abstand vom Deckelelement 6.
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Die Zufuhrleitung 4 liegt im montierten Zustand nur lose auf dem Deckelelement 6 auf, wobei gegebenenfalls auch eine Schließvorrichtung zur Befestigung am Deckelelement vorgesehen sein kann.
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Wie 3 in Verbindung mit 4 zu entnehmen, weist das Deckelelement 6 einen umlaufenden Rand 11 auf, welcher über die Seitenflächen des Filterelementes 9 übersteht. Die Stirnseite des Randes 11 bildet eine Auflagefläche, mit der das Deckelelement 6 auf einem Kontaktflansch 12 aufliegt, welcher einteilig mit dem Filtergehäuse 5 ausgebildet ist und die Stirnseite des Filtergehäuses bildet. In die Stirnseite des Randes 11 am Deckelelement 6 ist eine umlaufende Nut eingebracht, in die ein ringförmiges Dichtungselement 13 eingesetzt ist, welches im montierten Zustand (4) dichtend an dem Kontaktflansch 12 des Filtergehäuses 5 anliegt. Die Dichtkraft wird von dem Spannverschluss mit den Spannbügeln 7 erzeugt. Über das Dichtungselement 13 ist sichergestellt, dass der Innenraum des Filtergehäuses 5, insbesondere die Reinseite des Filterelements strömungsdicht von der Umgebung separiert ist.
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Das Deckelelement 6 und das Filterelement 9 bilden eine baulich zusammengehörende Einheit, indem das Filterelement 9 fest mit dem Deckelelement 6 verbunden ist. Dies erfolgt über eine umlaufende Verbindungs- bzw. Klebstoffschicht 14, über die das Filterelement 9 mit der Innenseite des Deckelelements 6 verklebt ist. Die Klebstoffschicht 14 läuft benachbart zur Stirnseite am Filterelement 9 um und erstreckt sich etwa bis zu dem übergreifenden Rand 11 des Deckelelements 6. Über die Verbindungs- bzw. Klebstoffschicht 14 ist außerdem die Roh- von der Reinseite des Filterelementes separiert, das axial von oben nach unten durchströmt wird. Die angesaugte Verbrennungsluft wird über die Zufuhrleitung 4 und die Einströmöffnung 10 im Deckelelement 6 zur Rohseite des Filterelementes 9 herangeführt, nach dem Durchströmen des Filterelementes 9 wird die gereinigte Luft über die Reinseite, die am Boden des Filtergehäuses 5 liegt, in Richtung Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine abgeleitet.
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Das Deckelelement 6 sitzt auf dem Gehäuse 5 auf, so dass kein zusätzlicher Gehäusedeckel erforderlich ist. Die Halterung des Filterelements 9 im Gehäuse 5 erfolgt über das Deckelelement 6.
