DE102014007411A1

DE102014007411A1 - Filterelement, Filtergehäuse eines Luftfilters und Luftfilter

Info

Publication number: DE102014007411A1
Application number: DE102014007411.0A
Authority: DE
Inventors: Nadine Sorger; Michael Heim
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2014-12-24
Also published as: WO2014202450A1; CN105283660B; BR112015030872A2; CN105283660A; BR112015030223B1; WO2014202358A1; DE102014006853A1; BR112015031362B1; DE102014006852A1; WO2014202357A1; DE102014006852B4; DE102014006853B4; BR112015030223A2; BR112015030872B1; DE102014006850A1; DE102014006850B4; BR112015031362A2; WO2014202359A1

Abstract

Es werden ein Filterelement (18) und ein Filtergehäuse eines Luftfilters und ein Luftfilter, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzkraftwagens, beschrieben. Das Filterelement (18) weist wenigstens ein Filtermedium (46) zur Filtrierung von Luft auf, das einen Elementinnenraum bezüglich einer Elementachse wenigstens teilweise umgibt. Das Filterelement (18) kann in dem offenbaren Filtergehäuse, das wenigstens einen Einlass für zu reinigende Luft und wenigstens einen Auslass (22) für gereinigte Luft aufweist, austauschbar so angeordnet werden, dass es den wenigstens einen Einlass von dem wenigstens einen Auslass (22) trennt. Das Filterelement (18) weist an einer dem Elementinnenraum abgewandten Außenseite an wenigstens einer bezüglich der Elementachse axialen Stirnseite wenigstens ein elementseitiges Abstützelement (58) auf. Das Abstützelement (58) umfasst wenigstens einen Elementstützabschnitt (60, 62), der zumindest im Einbauzustand des Filterelements (18) in dem Filtergehäuse auf seiner dem Elementinnenraum axial abgewandten Stirnseite einen von einer ebenen Fläche abweichenden Flächenverlauf aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Filterelement eines Luftfilters, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzkraftwagens, mit wenigstens einem Filtermedium zur Filtrierung von Luft, das einen Elementinnenraum bezüglich einer Elementachse wenigstens teilweise umgibt und das in einem öffenbaren Filtergehäuse, das wenigstens einen Einlass für zu reinigende Luft und wenigstens einen Auslass für gereinigte Luft aufweist, austauschbar so angeordnet werden kann, dass es den wenigstens einen Einlass von dem wenigstens einen Auslass trennt.
Ferner betrifft die Erfindung ein Filtergehäuse eines Luftfilters, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzkraftwagens, das öffenbar ist, das wenigstens einen Einlass für zu reinigende Luft und wenigstens einen Auslass für gereinigte Luft aufweist und in dem wenigstens ein Filterelement, insbesondere ein erfindungsgemäßes Filterelement, mit wenigstens einem Filtermedium zur Filtrierung von Luft, das einen Elementinnenraum bezüglich einer Elementachse wenigstens teilweise umgibt, austauschbar so angeordnet werden kann, dass es den wenigstens einen Einlass von dem wenigstens einen Auslass trennt.
Außerdem betrifft die Erfindung einen Luftfilter, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzkraftwagens, mit einem öffenbaren Filtergehäuse, das wenigstens einen Einlass für zu reinigende Luft und wenigstens einen Auslass für gereinigte Luft aufweist und in dem wenigstens ein Filterelement mit wenigstens einem Filtermedium zur Filtrierung von Luft, das einen Elementinnenraum bezüglich einer Elementachse wenigstens teilweise umgibt, austauschbar so angeordnet ist, dass es den wenigstens einen Einlass von dem wenigstens einen Auslass trennt.
Stand der Technik
Ein vom Markt her bekannter Luftfilter eines Luftansaugtrakts einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs weist ein aus einem Gehäusetopf und einem Gehäusedeckel zusammengesetztes Filtergehäuse auf. Der Gehäusedeckel ist zum Öffnen des Filtergehäuses von dem Gehäusetopf abnehmbar. Das Filtergehäuse weist einen Einlass für zu reinigende Luft und einen Auslass für gereinigte Luft auf. In dem Filtergehäuse ist ein Rundfilterelement so angeordnet, dass es den Einlass von dem Auslass trennt. Das Rundfilterelement weist ein Filtermedium zur Filtrierung der Luft auf, welches einen Elementinnenraum bezüglich einer Elementachse umfangsmäßig geschlossen umgibt. Das Filterelement ist austauschbar in dem Filtergehäuse angeordnet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement, ein Filtergehäuse eines Luftfilters und einen Luftfilter der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen eine Positionierung und/oder ein Halten des Filterelements in dem Filtergehäuse verbessert, insbesondere vereinfacht, werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird bei dem Filterelement erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Filterelement an einer dem Elementinnenraum abgewandten Außenseite an wenigstens einer bezüglich der Elementachse axialen Stirnseite wenigstens ein elementseitiges Abstützelement aufweist, das wenigstens einen Elementstützabschnitt umfasst, der zumindest im Einbauzustand des Filterelements in dem Filtergehäuse auf seiner dem Elementinnenraum axial abgewandten Stirnseite einen von einer ebenen Fläche abweichenden Flächenverlauf aufweist.
Erfindungsgemäß weist die Stirnseite des wenigstens einen Elementstützabschnitts einen unebenen Flächenverlauf auf. Mit der unebenen Stirnseite kann sich der wenigstens einen Elementstützabschnitt wenigstens abschnittsweise wenigstens axial bezüglich der Elementachse gegen eine entsprechende Fläche einer axialen Stirnseite wenigstens eines entsprechenden Gehäusestützabschnitts des Filtergehäuses abstützen. Der unebene Flächenverlauf erlaubt eine vielseitigere Abstützung als ein ebener Flächenverlauf.
Das Filterelement kann wegen der Anordnung des wenigstens einen Abstützelements an der stirnseitigen Außenseite insgesamt axial aufgebaut sein. So kann es platzsparend im Filtergehäuse angeordnet werden
Das Filterelement kann vorteilhafterweise in axialer Richtung zwischen zwei gegenüberliegenden Gehäusestützabschnitten des Filtergehäuses eingeklemmt und gehalten werden.
Vorteilhafterweise kann die axiale Stirnseite des wenigstens einen Gehäusestützabschnitts einen von einer ebenen Fläche abweichenden Flächenverlauf aufweisen.
Vorteilhafterweise können die eigentümlichen Flächenverläufe an den Stirnseiten des wenigstens einen Gehäusestützabschnitts und des wenigstens einen Elementstützabschnitts aneinander angepaßt sein.
Die entsprechende Stirnseite des wenigstens einen Gehäusestützabschnitts kann vorteilhafterweise einen zu der Stirnseite des wenigstens einen Elementstützabschnitts passenden, insbesondere komplementären, Flächenverlauf aufweisen. Auf diese Weise können der wenigstens eine Elementstützabschnitt und der wenigstens eine Gehäusestützabschnitt formschlüssig ineinandergreifen. Sie können so bezüglich der Elementachse in axialer Richtung und/oder radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung kraftübertragend besser zusammenwirken.
Der wenigstens eine Elementstützabschnitt und der wenigstens eine Gehäusestützabschnitt können sich vorteilhafterweise verzahnen. So kann der Kraftschluss weiter verbessert werden.
Die Flächen an den Stirnseiten des wenigstens einen Elementstützabschnitts und des wenigstens einen Gehäusestützabschnitts können zumindest abschnittsweise möglichst spielfrei aneinander liegen. So kann die Abstützung bezüglich unterschiedlicher Raumrichtungen weiter verbessert werden. Auf eine zusätzliche bezüglich der Elementachse/Gehäuseachse radiale und/oder umfangsmäßige Abstützung an den Umfangsseiten des Filterelements kann so gegebenenfalls verzichtet werden. Falls eine zusätzliche radiale Abstützung des Filterelements vorhanden ist, ist eine radiale Abstützung mittels dem wenigstens einen Gehäusestützabschnitt und dem wenigstens einen Elementstützabschnitt nicht erforderlich. Es genügt dort eine axiale Abstützung insbesondere an einer Spitze des Gehäusestützabschnitts/Elementstützabschnitts.
Vorteilhafterweise kann sich der wenigstens eine Gehäusestützabschnitt axial bezüglich einer Gehäuseachse des Filtergehäuses erstrecken.
Bei korrekt eingebautem Filterelement kann die Gehäuseachse vorteilhafterweise parallel, axial oder koaxial zu der Elementachse verlaufen. Auf diese Weise kann der Luftfilter insgesamt koaxial aufgebaut sein. So kann der Platzbedarf des Luftfilters weiter verringert werden.
Die Elementachse und/oder die Gehäuseachse kann vorteilhafterweise axial zu einer Montagerichtung des Filterelements relativ zum Filtergehäuse, insbesondere relativ zu einem Gehäuseteil mit dem wenigstens einen Gehäusestützabschnitt, verlaufen. So kann das Filterelement einfach in axialer Richtung in das Filtergehäuse gesteckt werden. Insbesondere kann das Filterelement in axialer Richtung in ein entsprechendes Gehäuseteil, insbesondere einen Gehäusetopf, gesteckt werden. Vorteilhafterweise kann eines der Gehäuseteile, insbesondere der Gehäusedeckel, in axialer Richtung auf das Filterelement und das andere Gehäuseteil gesteckt werden.
Vorteilhafterweise kann sich das wenigstens eine Abstützelement zusätzlich in bezüglich der Elementachse radialer Richtung und/oder Umfangsrichtung im Filtergehäuse abstützen. Auf diese Weise kann das Filterelement bezüglich weiterer Raumrichtungen besser positioniert und/oder gehalten werden.
Vorteilhafterweise können das wenigstens eine Abstützelement und der wenigstens eine Gehäusestützabschnitt keine Dichtfunktion haben. Auf diese Weise können die Abstützfunktion und die etwaige Dichtfunktion voneinander getrennt und jeweils optimiert werden. Eine entsprechende Dichtfunktion kann wenigstens einer anderen, von dem wenigstens einen Abstützelement und dem wenigstens einen Gehäusestützabschnitt getrennten Bauteilpaarung zugeordnet und für sich optimiert sein.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Abstützelement wenigstens teilweise elastisch sein. Auf diese Weise können mit dem wenigstens einen Abstützelement einfach etwaige Einbautoleranzen des Filterelements im Filtergehäuse ausgeglichen werden. Ferner kann das wenigstens eine Abstützelement zusätzlich als Schwingungsdämpfer, insbesondere beim Betrieb des Luftfilters, dienen.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Abstützelement aus elastischem Material, insbesondere Kunststoff, insbesondere Polyurethan (PUR), sein oder derartiges Material aufweisen. Polyurethan kann einfach direkt oder indirekt mittels einem entsprechenden Verbindungskörper, insbesondere einem Endkörper oder einer Endscheibe, mit dem wenigstens einen Filtermedium verbunden werden. Das wenigstens eine Abstützelement kann vorteilhafterweise an oder auf das Filtermedium oder den Verbindungskörper geschäumt sein.
Zusätzlich oder alternativ kann das wenigstens eine Abstützelement starres Material, insbesondere Kunststoff, wenigstens aufweisen oder aus diesem bestehen.
Vorteilhafterweise können mehrere gleiche oder unterschiedliche Abstützelemente an einer der Stirnseiten des Filterelements angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Abstützung weiter verbessert werden. So kann eine Verkippung des Filterelements bezüglich der Elementachse verhindert werden.
Vorteilhafterweise kann der Elementinnenraum an der Stirnseite des Filterelements, an der sich das wenigstens eine Abstützelement befindet, geschlossen sein. Auf diese Weise kann eine Strömung von Luft aus dem Elementinnenraum oder in den Elementinnenraum dort verhindert werden. So kann erreicht werden, dass die Luft das Filtermedium durchströmen muss. Die Luft kann durch das Filtermedium von radial außen nach radial innen in den Elementinnenraum oder in umgekehrter Richtung aus diesem heraus gelangen. Die Luft kann durch eine entsprechende Durchströmöffnung auf der dem wenigstens einen Abstützelement axial gegenüberliegenden Stirnseite des Filterelements in den Elementinnenraum oder aus diesem heraus strömen.
Bei dem Filterelement kann es sich vorteilhafterweise um ein Hohlfilterelement, insbesondere ein Rundfilterelement mit einem runden Querschnitt, ein ovales Rundfilterelement mit einem ovalen Querschnitt, ein flach-ovales Rundfilterelement mit einem abgeflachten ovalen Querschnitt, ein konisches Rundfilterelement, bei dem sich der runde Querschnitt in axialer Richtung zu Hauptachse verjüngt, ein konisch-ovales Rundfilterelement, bei dem sich der ovale Querschnitt in axialer Richtung zumindest in Richtung einer Querachse verjüngt, ein konisches flach-ovales Rundfilterelement, bei dem sich der flach-ovale Querschnitt in axialer Richtung zumindest in Richtung einer Querachse verjüngt, oder ein Hohlfilterelement mit einem andersartigen, insbesondere einem eckigen, Querschnitt und/oder einem andersartigen axialen Querschnittsverlauf in Richtung der Hauptachse, handeln.
Das Filtermedium kann vorteilhafterweise bezüglich der Elementachse umfangsmäßig geschlossen oder offen sein. Das Filtermedium kann insbesondere sternförmig, bevorzugt zickzackförmig oder wellenförmig, gefaltet oder gebogen sein. Das Filtermedium kann auch ungefaltet oder ungebogen sein.
Bei dem Filtermedium kann es sich um Filterpapier, Filtervlies oder ein andersartiges zur Filtrierung von Luft geeignetes Filtermedium handeln. Das Filtermedium kann einlagig oder mehrlagig sein.
Das Filterelement kann vorteilhafterweise einen Stützkörper, insbesondere ein Stützrohr, aufweisen. Mit dem Stützkörper kann die Stabilität des Filterelements, insbesondere des Filtermediums, erhöht werden. Der Stützkörper kann sich vorteilhafterweise im Elementinnenraum befinden. Es kann auch ein Stützkörper vorgesehen sein, welcher das Filtermedium radial außen umgibt. Eine Umfangswand des Stützkörpers kann vorteilhafterweise für Luft durchlässig sein. Die Umfangswand kann vorteilhafterweise skelettartig oder gitterartig sein. Der Stützkörper kann vorteilhafterweise aus Kunststoff sein. Das Filtermedium kann sich vorteilhafterweise an dem Stützkörper abstützen.
Der Luftfilter kann vorteilhafterweise Teil eines Luftansaugtrakts einer Brennkraftmaschine sein. Er kann zur Reinigung von Verbrennungsluft dienen, welche der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Die Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf einen Luftfilter eines Luftansaugtrakts einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzkraftwagens. Vielmehr kann sie auch bei andersartigen Luftsystemen von Kraftfahrzeugen verwendet werden. Bei dem Luftfilter kann es sich auch um einen Innenraumfilter handeln. Der Luftfilter kann auch außerhalb der Kraftfahrzeugtechnik, insbesondere bei Industriemotoren, eingesetzt werden.
Vorteilhafterweise kann der Luftfilter Teil eines Luftansaugsystems eines Nutzkraftwagens, insbesondere eines Lastkraftwagens, eines Busses, einer Baumaschine oder einer landwirtschaftlichen Maschine, sein.
Das Luftansaugsystem kann sich vorteilhafterweise an einer vertikalen Wand, insbesondere einer Rückseite, eines Führerhauses eines Nutzkraftwagens befinden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann der wenigstens eine Elementstützabschnitt wenigstens einen elementseitigen Formschlussabschnitt zur formschlüssigen Verbindung mit wenigstens einem entsprechenden gehäuseseitigen Formschlussabschnitt aufweisen oder wenigstens mit bilden.
Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine elementseitige Formschlussabschnitt wenigstens eines Flächenabschnitt, insbesondere Zacken, Wellen und/oder Stufen, umfassen, der mit wenigstens einer Richtungskomponente axial und/oder wenigstens einer Richtungskomponente parallel und/oder wenigstens einer Richtungskomponente umfangsmäßig zur Elementachse kraftübertragend wirken kann.
Der wenigstens eine elementseitige Formschlussabschnitt und der wenigstens eine gehäuseseitige Formschlussabschnitt können vorteilhafterweise formschlüssig ineinandergreifen, insbesondere miteinander verzahnen.
Die zusammenwirkenden Formschlussabschnitte können entsprechende Erhöhungen und Vertiefungen aufweisen, die formschlüssig ineinandergreifen können.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine elementseitige Abstützelement wenigstens einen bezüglich der Elementachse umfangsmäßig verlaufenden Elementstützabschnitt aufweisen.
Der wenigstens eine Elementstützabschnitt kann vorteilhafterweise eine zylindrische oder konische Form haben. Eine derartige Form kann eine optimale Kraftübertragung von dem wenigstens einen Elementstützabschnitt auf den wenigstens einen Gehäusestützabschnitt radial zu einer Hauptachse des wenigstens einen Elementstützabschnitts ermöglichen.
Der wenigstens eine Elementstützabschnitt kann vorteilhafterweise einen ovalen, flach-ovalen, runden oder eckigen Querschnitt aufweisen.
Der wenigstens eine Elementstützabschnitt kann bezüglich der Elementachse umfangsmäßig geschlossen sein. Er kann auch Unterbrechungen aufweisen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die dem Elementinnenraum abgewandte Stirnseite des wenigstens einen, insbesondere umfangsmäßig verlaufenden, Elementstützabschnitts einen alternierenden, insbesondere wellenartigen und/oder stufenartigen und/oder zackenartigen, Flächenverlauf aufweisen.
Auf diese Weise kann eine stabile und präzise formschlüssige Verbindung zwischen dem wenigstens einen Elementstützabschnitt und dem wenigstens einen Gehäusestützabschnitt realisiert werden. Die Flanken, Wellen und/oder Stufen des wenigstens einen Elementstützabschnitts und des wenigstens einen Gehäusestützabschnitts können ineinander greifen, insbesondere miteinander verzahnen. So kann eine Abstützung in axialer, radialer und Umfangsrichtung verbessert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine elementseitige Abstützelement wenigstens einen bezüglich der Elementachse zentralen, insbesondere bezüglich der Elementachse koaxialen oder exzentrischen, Elementstützabschnitt, insbesondere mit wenigstens einer Vertiefung und/oder wenigstens einer Erhöhung, aufweisen.
Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Elementstützabschnitt an der Stirnseite wenigstens abschnittsweise pyramidal, kreuzförmig, kegelförmig, zylindrisch, tonnenförmig und/oder (halb)kugelförmig und/oder in anderer Art uneben gestaltet sein.
Vorteilhafterweise kann sich der wenigstens eine Elementstützabschnitt in Form einer Erhöhung axial zur Elementachse von dem Elementinnenraum weg betrachtet verjüngen. Alternativ kann sich der wenigstens eine Elementstützabschnitt in Form einer Vertiefung zu dem Elementinnenraum hin betrachtet verjüngen. In beiden Fällen kann so das Zusammenbringen mit wenigstens einem entsprechenden Gehäusestützabschnitt vereinfacht werden. Vorteilhafterweise kann die Spitze einer pyramidalen, konischen oder dergleichen Vertiefung zum Elementinnenraum zeigen. Alternativ kann die Spitze einer pyramidalen, konischen oder dergleichen Erhöhung vom Elementinnenraum weg zeigen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der wenigstens eine Elementstützabschnitt, insbesondere der stirnseitige Flächenverlauf, getrennt von dem Filtergehäuse realisiert, insbesondere vorgefertigt, sein.
Vorteilhafterweise kann alternativ oder zusätzlich der wenigstens eine Gehäusestützabschnitt, insbesondere der stirnseitige Flächenverlauf, getrennt von dem Filterelement realisiert, insbesondere vorgefertigt, sein. Auf diese Weise kann der wenigstens eine Elementstützabschnitt und/oder der wenigstens eine Gehäusestützabschnitt, insbesondere der jeweilige stirnseitige Flächenverlauf, auch in nicht eingebauten Zustand des Filterelements, als auch bei getrenntem Filterelement und Filtergehäuse vor dem Einbau oder nach dem Ausbau, bestehen.
Die Form des wenigstens einen Elementstützabschnitts und/oder des wenigstens einen Gehäusestützabschnitts kann vorgegeben sein. Die Form des wenigstens einen Elementstützabschnitts und/oder des wenigstens einen Gehäusestützabschnitts kann also nicht erst beim oder durch das Zusammenbringen des wenigstens einen Elementstützabschnitts mit dem entsprechenden wenigstens einen Gehäusestützabschnitt entstehen. Auf diese Weise kann ein Kraftaufwand beim Zusammenbringen des wenigstens einen Elementstützabschnitts und des wenigstens einen Gehäusestützabschnitts verringert werden. Ferner können so der wenigstens eine Elementstützabschnitt und der wenigstens eine Gehäusestützabschnitt als Positionierhilfe zur Positionierung des Filterelements im Filtergehäuse dienen.
Der wenigstens eine Elementstützabschnitt kann bei der Herstellung des wenigstens einen Abstützelements realisiert sein. Entsprechend kann der wenigstens eine Gehäusestützabschnitt bei der Herstellung des Gehäuses oder Gehäuseteils, insbesondere des Gehäusedeckels, realisiert sein. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Abstützelement und/oder das Gehäuse jeweils aus Kunststoff geformt, insbesondere gespritzt oder gegossen, sein.
Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Elementstützabschnitt mittels wenigstens einem entsprechenden Gehäusestützabschnitt geformt sein oder umgekehrt. Der wenigstens eine Elementstützabschnitt und/oder der wenigstens eine Gehäusestützabschnitt kann aus einem formbaren und/oder weichen, insbesondere elastischen Material sein. Beim Einbau des Filterelements in das Filtergehäuse kann der Flächenverlauf der entsprechenden Stirnseite des Gehäusestützabschnitts in das formbare Material des wenigstens einen Elementstützabschnitts eingedrückt oder eingegraben werden und so den elementseitigen Flächenverlauf formen. Entsprechend kann der Flächenverlauf der Stirnseite des Elementstützabschnitts in das gegebenenfalls formbare Material des wenigstens einen Gehäusestützabschnitts eingedrückt oder eingegraben werden und so den gehäuseseitigen Flächenverlauf formen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann ein elementseitiges Abstützelement zentral, insbesondere koaxial, bezüglich der Elementachse an der Stirnseite des Filterelements angeordnet sein. Das Filterelement kann so zentral abgestützt werden. Auf diese Weise kann mit nur einem Abstützelement und nur einem entsprechenden Gehäusestützabschnitt eine gleichmäßige Abstützung des Filterelements am/im Filtergehäuse erfolgen. So kann die Abstützung mit einem geringen Platzbedarf der hierzu benötigten Bauteile im Filtergehäuse realisiert werden.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine elementseitige Abstützelement koaxial zur Elementachse sein. Alternativ kann das wenigstens eine elementseitige Abstützelement zur Elementachse verschoben, insbesondere exzentrisch, im Bereich des Zentrums der Stirnseite des Filterelements angeordnet sein.
Vorteilhafterweise kann zusätzlich oder alternativ wenigstens ein gleiches oder andersartiges Abstützelement am Filterelement mit wenigstens einem entsprechenden Gehäusestützabschnitt am Gehäuse vorgesehen sein.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine zusätzliche oder alternative Abstützelement bezüglich der Elementachse umfangsmäßig an der Stirnseite, an der sich das wenigstens eine zentrale Abstützelement befindet, angeordnet sein.
Das wenigstens eine zusätzliche oder alternative Abstützelement kann vorteilhafterweise in einem Randbereich der Stirnseite angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine zusätzliche oder alternative Abstützelement das Filterelement bezüglich der Elementachse in axialer, radialer und/oder Umfangsrichtung gegen die entsprechenden zusätzlichen Gehäusestützabschnitte abstützen.
Bei dem wenigstens einen zusätzlichen oder alternativen Abstützelement kann es sich vorteilhafterweise um wenigstens einen Steg handeln. Das wenigstens eine zusätzliche oder alternative Abstützelement kann vorteilhafterweise elastisch sein. So kann es außerdem zu einem Toleranzausgleich und/oder zu einer Schwingungsdämpfung beitragen. Das wenigstens eine zusätzlich oder alternativ Abstützelement kann auch starr sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein elementseitiges Abstützelement an einem Endkörper, insbesondere einer Endscheibe, des Filterelements angeordnet sein.
Vorteilhafterweise kann der Endkörper, insbesondere die Endscheibe, mit dem wenigstens einen Abstützelement einem Einlassraumabschnitt des Filtergehäuses für zu reinigende Luft zugewandt sein. Der Einlassraumabschnitt kann vorteilhafterweise mit dem wenigstens einen Einlass verbunden sein. Das wenigstens eine Abstützelement kann sich auf der Rohluftseite des Filtermediums befinden.
Mit dem wenigstens einen Endkörper kann das Filtermedium stabilisiert werden. Ferner kann mit dem wenigstens einen Endkörper das Filtermedium an der Stirnseite abgedichtet werden.
Der wenigstens eine Endkörper kann vorteilhafterweise aus Kunststoff sein oder Kunststoff aufweisen. Er kann vorteilhafterweise mit der Stirnseite des Filtermediums verklebt, verschweißt oder in anderer Weise insbesondere dicht verbunden sein. Das Material, aus dem der Endkörper besteht, kann vorteilhafterweise auch auf die Stirnseite des Filtermediums aufgeschäumt oder eingeschäumt sein.
Das wenigstens eine Abstützelement kann vorteilhafterweise fest mit dem wenigstens einen Endkörper verbunden sein. Das wenigstens eine Abstützelement kann einstückig mit dem wenigstens einen Endkörper verbunden sein.
Das wenigstens eine Abstützelement und der wenigstens eine Endkörper können vorteilhafterweise einstückig, insbesondere aus Kunststoff geformt, oder als Zweikomponentenbauteil realisiert sein.
Alternativ kann das wenigstens eine Abstützelement als separates Bauteil mit dem Endkörper insbesondere verklebt, verschweißt, aufgeschäumt oder in anderer Weise fest verbunden sein. Das wenigstens eine Abstützelement kann zusätzlich oder alternativ mittels einer insbesondere mechanischen Verbindung, insbesondere einer Rastverbindung, einer Schnappverbindung oder in anderer Weise mit dem Endkörper verbunden sein. Das wenigstens eine Abstützelement kann lösbar oder unlösbar mit dem Endkörper verbunden sein.
Vorteilhafterweise kann auf der dem wenigstens einen Abstützelement gegenüberliegenden Stirnseite des Filtermediums zwischen dem Filterelement und dem Filtergehäuse eine Dichtung angeordnet sein. Mit der Dichtung kann das Filterelement in axialer und/oder radialer Richtung gegen das Filtergehäuse abgedichtet werden.
Die Dichtung kann darüber hinaus Abstützfunktion aufweisen. Vorteilhafterweise kann sich das Filtermedium mittels der Dichtung in axialer und/oder radialer Richtung gegen das Filtergehäuse abstützen. Die Dichtung kann als Gegenlager für das wenigstens eine Abstützelement in axialer Richtung dienen. Das Filterelement kann so zwischen der Dichtung und dem wenigstens einen Abstützelement eingespannt sein.
Vorteilhafterweise kann die Dichtung aus einem elastischen Material, insbesondere Polyurethan, insbesondere einem Polyurethanschaum, sein oder ein derartiges Material aufweisen.
Vorteilhafterweise kann die Dichtung mit dem Filterelement verbunden sein, insbesondere zu diesem gehören. Vorteilhafterweise kann die Dichtung mit einem Endkörper, insbesondere einer Endscheibe, des Filterelements verbunden sein. Die Dichtung kann vorteilhafterweise einstückig mit dem Endkörper realisiert sein.
Die Dichtung kann vorteilhafterweise mit einer entsprechenden gehäuseseitigen Dichtfläche zusammenwirken. Die gehäuseseitige Dichtfläche kann vorteilhafterweise in einem Gehäusetopf des Filtergehäuses angeordnet sein.
Die technische Aufgabe wird ferner bei dem Filtergehäuse dadurch gelöst, dass aufseiten des Filtergehäuses wenigstens ein Gehäusestützabschnitt angeordnet ist, der zumindest im Einbauzustand des wenigstens einen Filterelements in dem Filtergehäuse an wenigstens einer bezüglich einer Gehäuseachse, welche bei zusammengebautem Luftfilter parallel oder axial zur Elementachse verläuft, axial dem Filterelement zugewandten Stirnseite einen von einer ebenen Fläche abweichenden Flächenverlauf aufweist.
Die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Filterelement und dessen vorteilhaften Ausführungsformen aufgezeigten Vorteile und Merkmale gelten für das erfindungsgemäße Filtergehäuse und dessen vorteilhafte Ausführungsformen entsprechend.
Vorteilhafterweise kann sich der wenigstens eine Gehäusestützabschnitt bezüglich der Gehäuseachse in axialer Richtung erstrecken.
Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Gehäusestützabschnitt zylindrisch oder konisch sein. Er kann koaxial zur Gehäuseachse sein.
Der wenigstens eine Gehäusestützabschnitt kann an seiner dem Filterelement zugewandten Stirnseite wenigstens eine Nut aufweisen. Eine die Nut umgebene Außenkante kann den eigentümlichen, von einer ebenen Fläche abweichenden Flächenverlauf aufweisen. Eine von der Nut umgebene Innenkante kann den gleichen oder ähnlichen Flächenverlauf aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der wenigstens eine Elementstützabschnitt entsprechend wenigstens eine Nut aufweisen.
Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Gehäusestützabschnitt/Elementstützabschnitt in seinem Zentrum, gegebenenfalls von der Innenkante umgeben, eine Innenfläche aufweisen. Die Innenfläche kann gegenüber den eigentümlichen Flächenverläufen der etwaigen Außenkante und/oder der etwaigen Innenkante bezüglich der Gehäuseachse/Elementachse axial zurück versetzt und/oder vorstehend sein.
Das Filterelement kann an seiner axialen Stirnseite wenigstens einen Elementstützabschnitt aufweisen, welcher eine Negativkontur des wenigstens einen Gehäusestützabschnitts aufweist. Die beiden Konturen können ineinandergreifen. Sie können eine zumindest axiale Abstützung realisieren.
Vorteilhafterweise kann zusätzlich oder alternativ der wenigstens eine Gehäusestützabschnitt eine axial zur Gehäuseachse spitz zulaufende Stirnseite aufweisen, welche den eigentümlichen Flächenverlauf bilden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann der eigentümliche Flächenverlauf an dem wenigstens einen Gehäusestützabschnitt als Negativ, also als Vertiefung, realisiert sein.
Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Gehäusestützabschnitt einen kegelförmigen oder pyramidenförmigen Vorsprung aufweisen. Der kegelförmige oder pyramidenförmige Gehäusestützabschnitt kann vorteilhafterweise in eine entsprechendes kegelförmige oder pyramidenförmige Mulde oder Vertiefung des entsprechenden Elementstützabschnitts des Filterelements eingreifen. Umgekehrt kann der Elementstützabschnitt den kegelförmigen oder pyramidenförmigen Vorsprung und der Gehäusestützabschnitt die entsprechende Mulde oder Vertiefung aufweisen.
Anstelle von kegelförmigen oder pyramidenförmigen Vertiefungen und/oder Mulden können auch Elementstützabschnitte/Gehäusestützabschnitte mit kreuzartigen Abschnitten ähnlich wie bei Philips-Schrauben oder Pozidriv-Schrauben realisiert sein.
Vorteilhafterweise können unterschiedliche, insbesondere die oben erläuterten eigentümlichen Flächenverläufe an den Stirnseiten des wenigstens einen Gehäusestützabschnitts und/oder des wenigstens einen Elementstützabschnitts miteinander kombiniert werden. Insbesondere kann die Innenkante der Nut des wenigstens einen Gehäusestützabschnitts/Elementstützabschnitts in die Innenfläche übergehen. Eine Abstützung kann sowohl an der Abstützkontur der Nut als auch an der Innenfläche erfolgen.
Vorteilhafterweise kann das Filtergehäuse aus wenigstens zwei Gehäuseteilen zusammengesetzt sein. Die beiden Gehäuseteile können zum Öffnen des Filtergehäuses vorteilhafterweise voneinander vollständig oder teilweise getrennt werden. Eines der Gehäuseteile kann insbesondere ein Gehäusetopf sein. In dem Gehäusetopf kann das wenigstens eine Filterelement insbesondere größtenteils untergebracht sein. Der Gehäusetopf kann vorteilhafterweise koaxial zu der Gehäuseachse sein. Er kann vorteilhafterweise eine zu der Gehäuseachse koaxiale Einbauöffnung für das wenigstens eine Filterelement haben. Das wenigstens eine Filterelement kann so einfach in axialer Richtung bezüglich der Gehäuseachse durch die Einbauöffnung in den Gehäusetopf eingebaut werden. Ein anderes Gehäuseteil kann vorteilhafterweise ein Gehäusedeckel sein. Mit dem Gehäusedeckel kann die Einbauöffnung des Gehäusetopfs und damit das Filtergehäuse geschlossen werden. Der wenigstens eine Einlass und der wenigstens eine Auslass können sich in dem selben oder unterschiedlichen Gehäuseteilen befinden. Vorteilhafterweise kann ein insbesondere kleinerer Teil des wenigstens einen Filterelements in den Gehäusedeckel ragen.
Der wenigstens eine Gehäusestützabschnitt kann sich vorteilhafterweise an einem der Gehäuseteile befinden. Vorteilhafterweise kann sich der wenigstens eine Gehäusestützabschnitt an dem Gehäusedeckel befinden. So kann die Positionierung des wenigstens einen Filterelements und/oder der Zusammenbau des wenigstens einen elementseitigen Abstützelements mit dem wenigstens einen Gehäusestützabschnitt vereinfacht werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Gehäusestützabschnitt bezüglich der Gehäuseachse zentral, insbesondere axial oder koaxial, zur Gehäuseachse, angeordnet sein. Dieser Gehäusestützabschnitt kann gegebenenfalls mit einem entsprechenden zentral angeordneten elementseitigen Abstützelement einfach zusammenwirken.
Vorteilhafterweise kann sich das Filterelement an der dem wenigstens einen Abstützelement gegenüberliegenden Stirnseite an dem anderen Gehäuseteil, insbesondere dem Gehäusetopf, abstützen.
Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Gehäusestützabschnitt eine Art Pfeiler oder Dom sein, diesen umfassen oder Teil von diesem sein. Der wenigstens eine Gehäusestützabschnitt kann sich an dem freien Ende des Pfeilers oder Doms befinden. Mit dem anderen Ende kann der Pfeiler oder Dom mit dem Filtergehäuse, insbesondere dem Gehäusedeckel, verbunden sein. Er kann insbesondere einstückig mit dem Filtergehäuse verbunden sein. Vorteilhafterweise kann der Pfeiler oder Dom hohl sein. Auf diese Weise kann Material und Gewicht eingespart werden. Ferner kann ein hohler Pfeiler oder Dom einfach insbesondere nach einem Formverfahren insbesondere aus Kunststoff realisiert und/oder entformt werden.
Der Pfeiler oder Dom kann sich vorteilhafterweise durch einen Raumabschnitt des Filtergehäuses erstrecken. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Filterelement in einem durch den Pfeiler oder Dom überbrückten Abstand zu einer entsprechenden Gehäusewand des Filtergehäuses, insbesondere des Gehäusedeckels, abgestützt werden. Vorteilhafterweise kann der Raumabschnitt beim Betrieb des Luftfilters von Luft durchströmt werden. Je nach Strömungsrichtung der Luft im Filtergehäuse kann es sich bei dem Raumabschnitt um einen Einlassraumabschnitt oder einen Auslassraumabschnitt handeln.
Vorteilhafterweise können mehrere Gegenstützabschnitte aufseiten des Filtergehäuses angeordnet sein. Die Gegenstützabschnitte können vorteilhafterweise entsprechenden Abstützelementen aufseiten des wenigstens einen Filterelements zugeordnet sein.
Die technische Aufgabe wird außerdem bei dem erfindungsgemäßen Luftfilter dadurch gelöst, dass er wenigstens ein erfindungsgemäßes Filterelement und/oder ein erfindungsgemäßes Filtergehäuse aufweist.
Die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Filterelement und dem erfindungsgemäßen Filtergehäuse und deren jeweiligen vorteilhaften Ausführungsformen aufgezeigten Vorteile und Merkmale gelten für den erfindungsgemäßen Luftfilter und dessen vorteilhafte Ausführungsformen entsprechend.
Vorteilhafterweise können das wenigstens eine Abstützelement und der wenigstens eine Gegenstützabschnitt auf einer Rohluftseite des wenigstens einen Filterelements angeordnet sein.
Vorteilhafterweise kann zwischen dem wenigstens einen Filterelement im Bereich der Stirnseite mit dem wenigstens einen Abstützelement und einer das wenigstens eine Filterelement radial außen umgebenden Innenwand des Filtergehäuses ein Spalt realisiert sein. Durch den Spalt kann Luft in den das Filtermedium radial außen umgebenden Raum hinein oder aus diesem heraus gelangen. So kann ein Luftstrom axial zur Elementachse aus einem Einlassraumabschnitt des Filtergehäuses zur Anströmseite des Filtermediums strömen. Je nach Strömungsrichtung kann sich die Anströmseite des Filtermediums im Elementinnenraum oder an der radial äußeren Umfangsseite des wenigstens einen Filterelements befinden. Entsprechend kann der Luftstrom axial zur Elementachse von der Abströmseite des Filtermediums in einen entsprechenden Auslassraumabschnitt des Filtergehäuses strömen. Durch den axialen Luftstrom kann ein verbessertes Packmaß des Filtergehäuses und somit ein geringer Platzbedarf realisiert werden. Ferner kann bei einer axialen Luftströmung zur Anströmseite hin und/oder von der Abströmseite weg ein Druckunterschied zwischen Anströmseite und Abströmseite verringert werden. So kann insbesondere ein geringerer Druckunterschied realisiert werden als bei einem vergleichbaren Luftfilter, bei dem der Luftstrom tangential der Anströmseite des wenigstens einen Filterelements zugeleitet oder von der Abströmseite abgeleitet wird.
Vorteilhafterweise können ein einlassseitiger Einlassraumabschnitt, ein Elementraumabschnitt, in dem das wenigstens eine Filterelement angeordnet ist, und ein auslassseitiger Auslassraumabschnitt des Filtergehäuses linear und entlang des Strömungswegs der Luft durch den Luftfilter hintereinander angeordnet sein. Auf diese Weise kann einfach ein axiales Anströmen der Luft zur Anströmseite des Filtermediums realisiert werden. Ferner kann so ein axiales Abströmen der gefilterten Luft von der Reinluftseite des wenigstens einen Filterelements erreicht werden. Etwaige Druckunterschiede zwischen der Reinluftseite und der Rohluftseite können so verringert werden.
Vorteilhafterweise kann eine Hauptströmungsrichtung der Luft vom Einlassraumabschnitt durch den Elementraumabschnitt in den Auslassraumabschnitt im Wesentlichen axial zur Elementachse sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. 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 ersten längsseitigen Schnitt einen Luftfilters einer Brennkraftmaschine eines Nutzkraftwagens mit einem austauschbaren flach-ovalen Rundfilterelement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 einen zweiten längsseitigen Schnitt des Luftfilters aus der 1 entlang einer Schnittebene senkrecht zur Schnittebene aus der 1;
3 das Rundfilterelement im längsseitigen Schnitt aus der 1;
4 das Rundfilterelement im längsseitigen Schnitt aus der 2;
5 eine isometrische Darstellung des Rundfilterelements aus den 1 bis 4;
6 eine isometrische Darstellung des offenen Gehäusetopfs des Luftfilters aus den 1 und 2 mit dem Rundfilterelement;
7 eine isometrische Darstellung eines Gehäusedeckels des Luftfilters aus den 1 und 2;
8 bis 14 isometrische Darstellungen von alternativen Ausführungsbeispielen von Rundfilterelementen, welche zu dem Rundfilterelement gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus den 1 bis 6 ähnlich sind.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In der 1 ist ein Luftfilter 10 einer Brennkraftmaschine eines Nutzkraftwagens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem ersten längsseitigen Schnitt gezeigt. Der Luftfilter 10 ist in einem ansonsten nicht gezeigten Luftansaugtrakt der Brennkraftmaschine angeordnet. Er dient zur Reinigung von Verbrennungsluft, welche der Brennkraftmaschine zur Verbrennung zugeführt wird.
Der Luftfilter 10 umfasst ein öffenbares Filtergehäuse 12. Das Filtergehäuse 12 ist flach-oval. Das Filtergehäuse 12 ist gegenüber einem ovalen Filtergehäuse mit einem etwa elliptischen Querschnitt in Richtung seiner kurzen Querachse abgeflacht. In der 1 ist der Schnitt entlang einer langen Querachse des Filtergehäuses 12 gezeigt. 2 zeigt den Luftfilter 10 in einem zweiten längsseitigen Schnitt entlang einer kurzen Querachse des Filtergehäuses 12.
Das Filtergehäuse 12 verfügt über einen Gehäusetopf 14, in den 1 und 2 links. Der Gehäusetopf 14 hat eine Einbauöffnung 16, in den 1 und 2 rechts, zum Einbau eines Filterelements 18. Der offene Gehäusetopf 14 mit dem Filterelement 18 ist in der 6 gezeigt. Beim funktionsbereiten Luftfilter 10 ist die Einbauöffnung 16 mit einem Gehäusedeckel 20, in den 1 und 2 rechts, verschlossen. Der Gehäusedeckel 20 alleine ist in der 7 gezeigt.
Der Gehäusetopf 14 weist einen Auslass 22 für filtrierte Luft auf, der aus einem Auslassraumabschnitt 24 des Gehäusetopfs 14 heraus führt. Der Auslass 22 ist außerhalb des Filtergehäuses 12 über nicht gezeigte Luftleitungen mit der Brennkraftmaschine verbunden.
Der Gehäusedeckel 20 verfügt über einen Einlass 26 für zu filtrierende Luft, welcher in einen Einlassraumabschnitt 28 des Gehäusedeckels 20 mündet und außerhalb des Filtergehäuses 12 mit der Umgebung verbunden ist.
Das Filterelement 18 ist in einem Elementraumabschnitt 30 des Gehäusetopfs 14 so angeordnet, dass es den Einlass 26 von dem Auslass 22 trennt. Der Elementraumabschnitt 30 befindet sich in linearer Anordnung zwischen dem Einlassraumabschnitt 28 und dem Auslassraumabschnitt 24.
Der Einlassraumabschnitt 28, der Elementraumabschnitt 30 und der Auslassraumabschnitt 24 sind axial zu einer Achse 32 hintereinander angeordnet. Die Achse 32 fällt in dem Ausführungsbeispiel mit einer Gehäuseachse des Filtergehäuses 12 und einer Elementachse des eingebauten Filterelements 18 zusammen. In dem Ausführungsbeispiel fällt die Achse 32 ferner mit einer Einbaurichtung zusammen, in der das Filterelement 18 in den Gehäusetopf 14 eingesteckt und aus diesem entfernt werden kann. Die Achse 32 fällt in dem Ausführungsbeispiel außerdem mit einer Montagerichtung zusammen, in der der Gehäusedeckel 20 auf den Gehäusedeckel 14 montiert wird. Die Einbauöffnung 16 umgibt die Achse 32 umfangsmäßig.
Wenn im Folgenden von „axial”, „radial”, „umfangsmäßig” oder „koaxial” die Rede ist, so bezieht sich dies, wenn nicht anders beschrieben, auf die Achse 32.
Axial zwischen dem Elementraumabschnitt 30 und dem Auslassraumabschnitt 24 weist der Gehäusetopf 14 eine umfangsmäßig geschlossene Dichtfläche 34 auf. Die Dichtfläche 34 erstreckt sich in radialer Richtung. Die Dichtfläche 34 ist dem Gehäusedeckel 20 zugewandt. An der Dichtfläche 34 liegt eine Dichtung 36 des Filterelements 18 umfangsmäßig geschlossen dicht an.
Der radial innere Querschnitt des Elementraumabschnitts 30 ist größer als ein radial äußerer Querschnitt der Dichtfläche 34.
Zwischen einer radial äußeren Umfangsseite des Filterelements 18 und der radial inneren Umfangsseite des Elementraumabschnitts 30 ist ein Anströmringraum 38 realisiert. Der Anströmringraum 38 ist mittels der Dichtung 36 von dem Auslassraumabschnitt 24 getrennt.
Auf der dem Gehäusedeckel 20 zugewandten Seite ist der Anströmringraum 38 über einen umfangsmäßigen Spalt 40 mit dem Einlassraumabschnitt 28 verbunden. Der Einlassraumabschnitt 28 und der Anströmringraum 38 befinden sich auf der Rohluftseite des Filterelements 18.
In dem Gehäusedeckel 20 ist ein Stützpfeiler 42 angeordnet. Der Stützpfeiler 42 ist einstückig mit dem Gehäusedeckel 20 verbunden. Der Stützpfeiler 42 ist koaxial zur Achse 32, also koaxial zur Gehäuseachse. Er ist bezüglich der Gehäuseachse zentral angeordnet. Der Stützpfeiler 42 erstreckt durch den Einlassraumabschnitt 28 von einer dem Filterelement 18 zugewandten Innenseite des Gehäusedeckels 20 bis zur einlassseitigen Stirnseite des Filterelements 18. Der Stützpfeiler 42 befindet sich auf der Rohluftseite des Filtermediums 46.
An dem freien Ende des Stützpfeilers 42, das dem Filterelement 18 zugewandt ist, ist ein zu einer Hauptachse des Stützpfeilers 42, also zur Achse 32 und zur Gehäuseachse, umfangsmäßig verlaufender koaxialer radial äußerer Gehäusestützabschnitt 44 angeordnet. Der radial äußere Gehäusestützabschnitt 44 hat in der axialen Draufsicht die Form einer ovalen umfangsmäßig geschlossenen Bahn. Die lange Querachse des Ovals liegt in der Zeichenebene der 1, die kurze Querachse steht senkrecht auf der dortigen Zeichenebene. Eine dem Filterelement 18 zugewandte Stirnseite des radial äußeren Gehäusestützabschnitts 44 weist einen von einer ebenen Fläche abweichenden von der Seite betrachtet wellenartigen Flächenverlauf auf.
Radial innerhalb des radial äußeren Gehäusestützabschnitts 44 weist das freie Ende des Stützpfeilers 42 stirnseitig einen zentralen pyramidenförmigen radial inneren Gehäusestützabschnitt 45 auf. Die Spitze der geraden Pyramide befindet sich auf der Achse 32 und zeigt zum Filterelement 18. Die Höhenachse der Pyramide verläuft koaxial zur Achse 32. Die Pyramide hat eine rechteckige Grundfläche. Die lange Seite der Grundfläche verläuft parallel zur langen Querachse des radial äußeren Gehäusestützabschnitts 44. Die vier Seitenflächen der Pyramide bilden die dem Filterelement 18 zugewandte Stirnseite des radial inneren Gehäusestützabschnitts 45. Die Stirnseite des radial inneren Gehäusestützabschnitts 45 hat also einen von einer ebenen Fläche abweichenden Flächenverlauf.
Das Filterelement 18 ist in den 3 bis 5 in unterschiedlichen Detailansichten gezeigt. Bei dem Filterelement 18 handelt es sich um ein konisches flach-ovales Rundfilterelement. Das Filterelement 18 ist koaxial zu der Elementachse, in eingebautem Zustand also koaxial zur Gehäuseachse, also zur Achse 32. Das Filterelement 18 hat einen flach-ovalen Querschnitt. Die lange Querachse des Ovals liegt in der Zeichenebene der 1, die kurze Querachse steht senkrecht auf der Zeichenebene. In Richtung der kurzen Querachse ist das Filterelement 18 zusätzlich abgeflacht, daher die Bezeichnung „flach-oval”. Im Unterschied dazu bezeichnet ”oval” einen etwa elliptischen Querschnitt. Eine radial äußere Umfangsseite und eine radial innere Umfangsseite des Filterelements 18 haben jeweils einen konischen Verlauf. Der Außenquerschnitt und der Innenquerschnitt des Filterelements 18 verjüngen sich von seiner dem Auslassraumabschnitt 24 zugewandten, auslassseitigen Stirnseite zu der einlassseitigen Stirnseite hin.
Das Filterelement 18 umfasst ein zickzackförmig gefaltetes, bezüglich der Elementachse umfangsmäßig geschlossenes Filtermedium 46. Die radial inneren Faltkanten und die radial äußeren Faltkanten bilden jeweils die entsprechende Umfangsseite des Filterelements 18. Bei dem Filtermedium 46 handelt es sich um ein Filtervlies, welches zur Filtrierung von Luft geeignet ist. Zusätzlich oder alternativ kann ein andersartiges zur Filtrierung geeignetes Filtermedium, beispielsweise Filterpapier, vorgesehen sein. Das Filtermedium 46 kann einlagig oder mehrlagig sein.
An seiner auslassseitigen Stirnseite ist das Filtermedium 46 mit einer koaxialen auslassseitigen Endscheibe 48 verbunden. Die auslassseitige Endscheibe 48 ist aus Kunststoff. Sie ist mit der Stirnseite des Filtermediums 46 dicht verklebt. Sie kann auch in anderer Weise mit dem Filtermedium 46 verbunden sein. Beispielsweise kann sie auch verschweißt, aufgeschäumt oder angeschäumt sein. Die radial äußere Umfangsseite der auslassseitigen Endscheibe 48 liegt mit minimalem Spiel an der radial inneren Umfangsseite des Gehäusetopfs 14 dort an.
Die auslassseitige Endscheibe 48 verfügt über eine zentrale Ausströmöffnung 50. Die Ausströmöffnung 50 erstreckt sich über den gesamten radial inneren Querschnitt des Filtermediums 46. Über die Ausströmöffnung 50 ist ein Elementinnenraum 52 des Filterelements 18, welcher von dem Filtermedium 46 umgeben ist, mit dem Auslassraumabschnitt 24 verbunden.
An der dem Filtermedium 46 axial gegenüberliegenden Außenseite der auslassseitigen Endscheibe 48 ist die Dichtung 36 angeordnet. Die Dichtung 36 ist aus elastischem Polyurethanschaum. Sie ist beispielhaft einstückig an die auslassseitige Endscheibe 48 angeschäumt. Die Dichtung 36 kann statt aus Polyurethanschaum aus einem andersartigen, bevorzugt elastischen, Material, beispielsweise einem Kunststoff sein. Sie kann statt angeschäumt auch in anderer Weise mit der auslassseitigen Endscheibe 48 verbunden sein. Die auslassseitige Endscheibe und die Dichtung können auch als Zweikomponentenbauteil realisiert sein.
Die Dichtung 36 ist koaxial zur Elementachse und umgibt umfangsmäßig die Ausströmöffnung 50. Sie erstreckt sich in axialer Richtung. Sie stützt sich in axialer Richtung an der Dichtfläche 34 des Gehäusetopfs 14 ab.
An der einlassseitigen Stirnseite ist das Filtermedium 46 dicht mit einer einlassseitigen Endscheibe 54 verbunden. Die einlassseitige Endscheibe 54 verschließt den Elementinnenraum 52 zum Einlassraumabschnitt 28 hin. Die einlassseitige Endscheibe 54 ist in ähnlicher Weise wie die auslassseitige Endscheibe 48 dicht mit dem Filtermedium 46 verbunden. Sie kann auch in anderer Weise mit dem Filtermedium 46 verbunden sein.
Zwischen der einlassseitigen Endscheibe 54 und der auslassseitigen Endscheibe 48 erstreckt sich im Elementinnenraum 52 ein koaxiales Stützrohr 56. Das Stützrohr 56 ist aus Kunststoff. Es ist gitterartig aufgebaut. Seine Umfangsseite ist für Luft durchlässig. Das Stützrohr 56 hat eine dem Filtermedium 46 entsprechende konische flach-ovale Form. Die radial innere Umfangsseite des Filtermediums 46 kann sich an der radial äußeren Umfangsseite des Stützrohrs 56 abstützen.
Auf der dem Elementinnenraum 52 abgewandten axialen Außenseite der einlassseitigen Endscheibe 54 ist ein elementseitiges Abstützelement 58 angeordnet. Das Abstützelement 58 befindet sich auf der Rohluftseite des Filtermediums 46. Das Abstützelement 58 ist fest mit der einlassseitigen Endscheibe 54 verbunden. Das Abstützelement 58 ist aus einem elastischen Material. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Abstützelement 58 einstückig mit der einlassseitigen Endscheibe 54 aus Polyurethan geschäumt.
Das Abstützelement 58 hat radial außen die Form eines Zylinders, dessen Hauptachse sich in dem gezeigten Ausführungsbeispiel koaxial zur Elementachse erstreckt. Das Abstützelement 58 hat einen etwa ovalen Querschnitt. Seine kurze Querachse liegt in der 1 in der Zeichenebene, seine lange Querachse steht senkrecht auf der Zeichenebene. Die Orientierung des Abstützelements 58 bezüglich der Achse 32, also der Gehäuseachse, entspricht bei eingebautem Luftfilter 10 also der Orientierung der Gehäusestützabschnitte 44 und 45.
Radial außen weist das Abstützelement 58 einen radial äußeren koaxialen Elementstützabschnitt 60 auf. Eine dem Elementinnenraum 52 abgewandten Stirnseite des radial äußeren Elementstützabschnitts 60 hat in axialer Draufsicht die Form einer ovalen Bahn. Die Stirnseite des radial äußeren Elementstützabschnitts 60 hat von der Seite betrachtet einen von einer ebenen Fläche abweichenden wellenförmigen Flächenverlauf. Die Stirnseite des radial äußeren Elementstützabschnitts 60 ist komplementär zur Stirnseite des radial äußeren Gehäusestützabschnitts 44. Die Abmessungen des radial äußeren Elementstützabschnitts 60 entsprechen etwa den Abmessungen des radial äußeren Gehäusestützabschnitts 44.
Radial innerhalb des radial äußeren Elementstützabschnitts 60 weist das Abstützelement 58 zentral einen radial inneren Elementstützabschnitt 62 auf. Der radial innere Elementstützabschnitt 62 ist umfangsmäßig geschlossen von dem radial äußeren Elementstützabschnitt 60 umgeben. Der radial innere Elementstützabschnitt hat die Form einer pyramidenförmigen Vertiefung. Die Spitze der geraden Pyramide befindet sich auf der Achse 32 und zeigt zum Elementinnenraum 52. Die Höhenachse der Pyramide verläuft koaxial zur Achse 32. Die Pyramide hat eine rechteckige Grundfläche. Die lange Seite der Grundfläche verläuft parallel zur langen Querachse des radial äußeren Elementstützabschnitts 60. Die vier Seitenflächen der Pyramide bilden die dem Elementinnenraum 52 abgewandte Stirnseite des radial inneren Elementstützabschnitts 62. Die Stirnseite des radial inneren Elementstützabschnitts 62 hat somit einen von einer ebenen Fläche abweichenden Flächenverlauf. Sie ist komplementär zur Stirnseite des radial inneren Gehäusestützabschnitts 45.
Bei korrekt eingebautem Filterelement 18 liegt, wie in den 1 und 2 gezeigt, die Stirnseite des radial inneren Gehäusestützabschnitts 45 flächig und spielfrei an der Stirnseite des radial inneren Elementstützabschnitts 62 an. Die Stirnseite des radial äußeren Gehäusestützabschnitts 44 liegt flächig und spielfrei an der Stirnseite des radial äußeren Elementstützabschnitts 60 an. Die Gehäusestützabschnitte 44 und 45 greifen dabei formschlüssig in die jeweiligen Elementstützabschnitte 60 und 62 ein und umgekehrt. Die Elementstützabschnitte 60 und 62 und die Gehäusestützabschnitte 44 und 45 bilden jeweilige elementseitige beziehungsweise gehäuseseitige Formschlussabschnitte zur formschlüssigen Verbindung des Abstützelements 58, also des Filterelements 18, mit dem Stützpfeiler 42, also dem Filtergehäuse 12.
Mit dem Abstützelement 48 wird das Filterelement 18 über den Stützpfeiler 42 gegen den Gehäusedeckel 20 abgestützt. Die Abstützung erfolgt axial, radial, also quer zur Elementachse und zur Gehäuseachse, und umfangsmäßig. Durch Zusammenwirken des Abstützelements 48 mit dem Stützpfeiler 42 wird das Filterelement 18 einlassseitig, also rohluftseitig, axial, radial und umfangsmäßig gehalten und positioniert. So kann das Filterelement 18 auf der dem Einlassraumabschnitt 28 zugewandten Seite im Filtergehäuse 12 gehalten werden, ohne dass der Spalt 40 durch die benötigten Haltebauteile verdeckt wird.
Ferner sind an den radial äußeren Rändern der einlassseitigen Endscheibe 54 im Bereich der kurzen Querseiten jeweils zwei Abstützstege 68 angeordnet. Die Abstützstege 68 überragen jeweils die einlassseitige Endscheibe 54 sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung. Die Abstützstege 68 stützen sich jeweils an entsprechenden Stützstellen an der Innenseite des Gehäusedeckels 20 in radialer Richtung ab.
An den radialen äußeren Rändern der einlassseitigen Endscheibe 54 mittig an den langen Querseiten ist jeweils ein Führungselement 70 angeordnet, mit denen das Filterelement 18 beim Zusammenbau des Luftfilters 10 in hier nicht weiter interessierender Weise am Gehäusedeckel 20 geführt und positioniert wird.
Beim Betrieb des Luftfilters 10 strömt die zu filtrierende Luft durch den Einlass 26, angedeutet in der 2 durch einen Pfeil 64, in den Einlassraumabschnitt 28. Von dort aus gelangt die Luft im Wesentlichen in axialer Richtung durch den Spalt 40 in den Anströmringraum 38 auf der Anströmseite des Filtermediums 46. Die Luft durchströmt das Filtermedium 46 von radial außen nach radial innen und wird gereinigt. Die gereinigte Luft durchströmt die Umfangsseite des Stützrohrs 56 und gelangt in den Elementinnenraum 52. Die gereinigte Luft verlässt den Elementinnenraum 52 mit einer axialen Hauptströmungsrichtung und gelangt in den Auslassraumabschnitt 24. Von dort aus verlässt die filtrierte Luft das Filtergehäuse 12 durch den Auslass 22, angedeutet in der 1 durch einen Pfeil 66.
Zu Wartungszwecken, beispielsweise zur Reinigung oder zum Austausch des Filterelements 18, kann das Filtergehäuse 12 geöffnet werden. Hierzu wird der Gehäusedeckel 20 in axialer Richtung von dem Gehäusedeckel 14 entfernt. Dabei wird automatisch das Abstützelement 58 von dem Stützpfeiler 42 getrennt. Das Filterelement 18 wird in axialer Richtung aus dem Elementraumabschnitt 30 des Gehäusetopfs 14 gezogen. Es kann durch ein neues Filterelement 18 ersetzt werden oder nach der Reinigung wieder eingebaut werden.
Zum Einbau wird das Filterelement 18 mit der auslassseitigen Endscheibe 48 voran in axialer Richtung in den Gehäusetopf 14 so weit eingesteckt, bis die Dichtung 36 an der Dichtfläche 34 anliegt. Anschließend wird der Gehäusedeckel 20 mit seiner offenen Seite voran in axialer Richtung auf die Einbauöffnung 16 des Gehäusetopfs 14 gesetzt. Das Abstützelement 58 wird dabei mit dem Stützpfeiler 42 in Beziehung gebracht.
In den 8 bis 14 sind alternative Ausführungsbeispiele des Filterelements 18 gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus den 1 bis 7 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die alternativen Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von dem ersten Ausführungsbeispiel durch die Ausgestaltung des elementseitigen Abstützelements 58.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel aus der 8 hat die Stirnseite des radial äußeren Elementstützabschnitts 60 einen zickzackförmigen Flächenverlauf. Der radial innere Elementstützabschnitt 62 ist als ebene Fläche ausgestaltet.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel aus der 9 hat die Stirnseite des radial äußeren Elementstützabschnitts 60 einen stufenförmigen Flächenverlauf. Der radial innere Elementstützabschnitt 62 ist als ebene Fläche ausgestaltet.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel aus der 10 hat die Stirnseite des radial äußeren Elementstützabschnitts 60 einen wulstartigen Flächenverlauf. Der radial innere Elementstützabschnitt 62 ist wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel als pyramidenförmige Vertiefung ausgestaltet.
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel aus der 11 hat die Stirnseite des radial äußeren Elementstützabschnitts 60 einen wulstartigen Flächenverlauf. Der radial innere Elementstützabschnitt 62 ist als Vertiefung ähnlich dem Verlauf der Mantelfläche eines halben Kreiszylinders mit abgerundeten Stirnrändern ausgestaltet.
Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel aus der 12 verläuft die Stirnseite des radial äußeren Elementstützabschnitts 60 als bezüglich der Elementachse schräge Flanke und geht allmählich in den radial inneren Elementstützabschnitt 62 über. Der radial innere Elementstützabschnitt 62 ist als Erhöhung ausgestaltet. Die Stirnseite des radial inneren Elementstützabschnitts 62 hat einen Flächenverlauf ähnlich einer Mantelfläche eines halben Kreiszylinders mit abgerundeten Stirnrändern.
Bei dem siebten Ausführungsbeispiel aus der 13 hat das Abstützelement 58 einen runden Querschnitt. Die Stirnseite des radial äußeren Elementstützabschnitts 60 hat einen wulstartigen Verlauf. Der radial innere Elementstützabschnitt 62 ist als Vertiefung ausgestaltet. Die Stirnseite des radial inneren Elementstützabschnitts 62 hat einen Flächenverlauf ähnlich einer Mantelfläche eines Kugelabschnitts.
Bei dem achten Ausführungsbeispiel aus der 14 hat das Abstützelement 58 einen runden Querschnitt. Die Stirnseite des radial äußeren Elementstützabschnitts 60 ist als bezüglich der Elementachse schräge Flanke ausgestaltet und geht allmählich in die Stirnseite des radial inneren Elementstützabschnitts 62 über. Der radial innere Elementstützabschnitt 62 ist als Erhöhung ausgestaltet. Die Stirnseite des radial inneren Elementstützabschnitts 62 hat einen Flächenverlauf ähnlich einer Mantelfläche eines Kugelabschnitts.

Claims

Filterelement (18) eines Luftfilters (10), insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzkraftwagens, mit wenigstens einem Filtermedium (46) zur Filtrierung von Luft, das einen Elementinnenraum (52) bezüglich einer Elementachse (32) wenigstens teilweise umgibt und das in einem offenbaren Filtergehäuse (12), das wenigstens einen Einlass (26) für zu reinigende Luft und wenigstens einen Auslass (22) für gereinigte Luft aufweist, austauschbar so angeordnet werden kann, dass es den wenigstens einen Einlass (26) von dem wenigstens einen Auslass (22) trennt, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (18) an einer dem Elementinnenraum (52) abgewandten Außenseite an wenigstens einer bezüglich der Elementachse (32) axialen Stirnseite wenigstens ein elementseitiges Abstützelement (58) aufweist, das wenigstens einen Elementstützabschnitt (60, 62) umfasst, der zumindest im Einbauzustand des Filterelements (18) in dem Filtergehäuse (12) auf seiner dem Elementinnenraum (52) axial abgewandten Stirnseite einen von einer ebenen Fläche abweichenden Flächenverlauf aufweist.
Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Elementstützabschnitt (60, 62) wenigstens einen elementseitigen Formschlussabschnitt zur formschlüssigen Verbindung mit wenigstens einem entsprechenden gehäuseseitigen Formschlussabschnitt aufweist oder wenigstens mit bildet.
Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elementseitige Abstützelement (58) wenigstens einen bezüglich der Elementachse (32) umfangsmäßig verlaufenden Elementstützabschnitt (60) aufweist.
Filterelement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Elementinnenraum (52) abgewandte Stirnseite des wenigstens einen, insbesondere umfangsmäßig verlaufenden, Elementstützabschnitts (60) einen alternierenden, insbesondere wellenartigen und/oder stufenartigen und/oder zackenartigen, Flächenverlauf aufweist.
Filterelement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elementseitige Abstützelement (58) wenigstens einen bezüglich der Elementachse (32) zentralen, insbesondere bezüglich der Elementachse (32) koaxialen oder exzentrischen, Elementstützabschnitt (62), insbesondere mit wenigstens einer Vertiefung und/oder wenigstens einer Erhöhung, aufweist, wobei die wenigstens eine Vertiefung und/oder wenigstens eine Erhöhung um die Elementachse (32) herum angeordnet sein kann, insbesondere mit dieser als Mittelachse.
Filterelement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Elementstützabschnitt (60, 62), insbesondere der stirnseitige Flächenverlauf, getrennt von dem Filtergehäuse realisiert, insbesondere vorgefertigt, ist.
Filterelement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein elementseitiges Abstützelement (58) zentral, insbesondere koaxial, bezüglich der Elementachse (32) an der Stirnseite des Filterelements (18) angeordnet ist.
Filterelement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein elementseitiges Abstützelement (58) an einem Endkörper, insbesondere einer Endscheibe (54), des Filterelements (18) angeordnet ist.
Filtergehäuse (12) eines Luftfilters (10), insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzkraftwagens, das öffenbar ist, das wenigstens einen Einlass (26) für zu reinigende Luft und wenigstens einen Auslass (22) für gereinigte Luft aufweist und in dem wenigstens ein Filterelement (18), insbesondere nach einem der vorigen Ansprüche, mit wenigstens einem Filtermedium (46) zur Filtrierung von Luft, das einen Elementinnenraum (52) bezüglich einer Elementachse (32) wenigstens teilweise umgibt, austauschbar so angeordnet werden kann, dass es den wenigstens einen Einlass (26) von dem wenigstens einen Auslass (22) trennt, dadurch gekennzeichnet, dass aufseiten des Filtergehäuses (12) wenigstens ein Gehäusestützabschnitt (42) angeordnet ist, der zumindest im Einbauzustand des wenigstens einen Filterelements (18) in dem Filtergehäuse (12) an wenigstens einer bezüglich einer Gehäuseachse, welche bei zusammengebautem Luftfilter (10) parallel oder axial zur Elementachse (32) verläuft, axial dem Filterelement (18) zugewandten Stirnseite einen von einer ebenen Fläche abweichenden Flächenverlauf aufweist.
Luftfilter (10), insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzkraftwagens, mit einem öffenbaren Filtergehäuse (12), das wenigstens einen Einlass (26) für zu reinigende Luft und wenigstens einen Auslass (22) für gereinigte Luft aufweist und in dem wenigstens ein Filterelement (18) mit wenigstens einem Filtermedium (46) zur Filtrierung von Luft, das einen Elementinnenraum (52) bezüglich einer Elementachse (32) wenigstens teilweise umgibt, austauschbar so angeordnet ist, dass es den wenigstens einen Einlass (26) von dem wenigstens einen Auslass (22) trennt, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfilter (10) wenigstens ein erfindungsgemäßes Filterelement (18) und/oder ein erfindungsgemäßes Filtergehäuse (12) aufweist.