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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftfiltervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Formeinheit zum Herstellen derselben. Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Luftfiltervorrichtung (bzw. Luftreinigervorrichtung) für ein Fahrzeug (z.B. ein Kraftfahrzeug) und eine Formeinheit (z.B. Formwerkzeugeinheit) zum Herstellen derselben und insbesondere eine Luftfiltervorrichtung für ein Fahrzeug und eine Formeinheit zum Herstellen derselben, in der die Luftdichtheit (z.B. Luftundurchlässigkeit) und Festigkeit eines Gehäuses des Luftfilters erhöht ist, um Geräuschemissionen zu verringern, während das Fahrzeug gefahren wird, wodurch die Vibroakustik(noise vibration harshness, NVH)-Eigenschaft verbessert wird.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Eine wie eingangs beschriebene Luftfiltervorrichtung ist z.B. aus der
KR 10 1 318 188 B1 bekannt. Weitere Gestaltungen von Luftfiltervorrichtungen sind z.B. in der
KR 10 2013 0 061 599 A , in der
JP 2004 -
60600 A , und in der
JP 2007 -
113 569 A offenbart.
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Die
US 5 287 970 A offenbart eine Formeinheit, die Formeinheit aufweisend: eine untere Form, eine deckelförmige, obere Form, die mit einem oberen Abschnitt der unteren Form gekoppelt ist, und eine Schiebeform, wobei eine Form der Schiebeform zu einer Außenfläche eines Seitenabschnittes des Körpers korrespondiert.
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Normalerweise saugt ein Ansaugsystem eines Fahrzeugs eine Außenluft an, die zur Verbrennung verwendet wird. Wenn Verunreinigungen (z.B. Fremdstoffe) in einen Verbrennungsmotor eingeleitet werden, kann der Verbrennungsmotor beschädigt werden aufgrund der abnormalen Verbrennung oder aufgrund von Problemen im Verbrennungsmotor, die problematisch sind. Somit ist das Ansaugsystem so eingerichtet, dass die Ansaug-Außenluft durch einen Luftfilter passiert und ein Filterelement Verunreinigungen aus der Luft filtert.
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Das Filterelement ist im Inneren des Luftfilters vorgesehen. Das Filterelement ist ein Verbrauchsteil, das ersetzt werden muss, nachdem eine bestimmte Zeitperiode vergangen ist. Gemäß einem Luftfilter der bezogenen Technik hat der Luftfilter eine Form einer Schublade, die eine Austauschabdeckung (z.B. eine Abdeckung für ein Austauschen) an der Frontseite hat, sodass das Filterelement leicht im Luftfilter aufgenommen oder aus diesem entnommen werden kann ohne die Notwendigkeit, die Austauschabdeckung von einem Körper abzunehmen.
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In diesem Luftfilter für ein Fahrzeug sind die Abdeckung und der Körper durch Schwingungsschweißen mittels Ultraschallwellen miteinander gekoppelt. Im Allgemeinen ist das Ultraschallschweißen eine Technik, bei der elektrische Energie von einer Energiequelle eines Schweißgeräts in Reaktion auf (z.B. in Abhängigkeit von) eine zugeführte elektrische Energie erzeugt wird, die elektrische Energie mittels eines Vibrators (z.B. eines Ultraschallgenerators) und eines Boosters in eine mechanische Schwingungsenergie umgewandelt wird und dann die Schwingungsenergie mittels eines Werkzeugtrichters (z.B. einer Sonotrode) auf zu bearbeitende Werkstücke übertragen wird. Wenn die Vibrationsenergie durch den Werkzeugtrichter auf die Werkstücke übertragen wird, erzeugt die starke Schwingung eine Reibungswärme, sodass ein Schweißen und Verbinden (bzw. Bonden, z.B. Anhaften) an den Verbindungsflächen der Werkstücke auftritt. Dieses Ultraschallschweißen ist weit verbreitet zum Schweißen von Kunststoff oder Metall, zum Nahtschweißen von Stoffen (z.B. Textilien) oder Filmen (z.B. Folien), zum Schweißen von Kabelklemmen (z.B. Anschlüssen) oder dergleichen.
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In der bezogenen Technik ist allerdings eine Schweißfläche, an der die Abdeckung und der Körper geschweißt werden/sind, an einer oberen Seite positioniert und ist somit im Inneren einer Aufnahme positioniert, in der das Filterelement aufgenommen wird oder aus der es entnommen wird. Nach dem Schweißprozess der Abdeckung und des Körpers ist es schwierig, die Dimensionsstabilität gegen Verformung sicherzustellen. Wenn die Schweißfläche an einer unteren Position ausgebildet wird, um dieses Problem zu beseitigen, wird kein ausreichender Raum sichergestellt, und dadurch wird keine Abdichtungsstruktur ausgebildet, was problematisch ist.
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Außerdem führt eine Flanschstruktur, die ausgebildet wird, um beim Zusammenschweißen der Abdeckung und des Körpers die Abdeckung und den Körper zu fixieren, zu einer Gießbedingung (z.B. Spritzgießbedingung), bei der eine festigkeitserhöhende Verstärkungsrippe nur in einer Richtung, d.h. eine vertikale Richtung, ausgebildet werden kann.
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Die Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören.
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Erläuterung der Erfindung
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, eine Luftfiltervorrichtung für ein Fahrzeug und eine Formeinheit zum Herstellen derselben bereitzustellen, bei der eine integrale Verstärkungsstruktur hinzugefügt ist, um die Festigkeit einer Abdeckung und eines Körpers zu erhöhen, (bei der) eine zuverlässige Abdichtungsstruktur durch Sicherstellen eines ausreichenden Raumes hergestellt ist, wobei Schweißflächen an einer unteren Position angepasst sind, und Verstärkungsrippen zum Erhöhen der Festigkeit des Luftfilters zusätzlich vorgesehen sind. Es ist folglich möglich, die Festigkeit des Luftfilters zu erhöhen und somit die Vibroakustik(NVH)-Eigenschaft des Luftfilters zu verbessern.
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In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Luftfiltervorrichtung für ein Fahrzeug vorgesehen. Die Luftfiltervorrichtung weist einen Körper auf, der im Inneren einen (z.B. ersten) Aufnahmeraum definiert. Der Körper hat einen Einlassanschluss (z.B. Ansauganschluss), durch welchen Luft eingelassen (z.B. angesaugt) wird, einen Stützabschnitt, welcher an einem oberen Abschnitt angeordnet ist und zur Seite gebogen ist, und plattenförmige Verstärkungselemente, welche über dem Aufnahmeraum angeordnet sind, wobei ein jedes der Verstärkungselemente eine vorbestimmte Dicke hat. Die Luftfiltervorrichtung weist auch eine Abdeckung auf, die mit dem oberen Abschnitt des Körpers gekoppelt ist. Die Abdeckung definiert im Inneren einen (z.B. zweiten) Aufnahmeraum und hat auf einer Seite einen Auslassanschluss, durch welchen Luft ausgelassen wird, und einen Kopplungsabschnitt, welcher an einer unteren Seite angeordnet ist und zur Seite gebogen ist. Der Aufnahmeteil weist eine Öffnung auf, welche an der Vorderseite des Körpers und an der Vorderseite der Abdeckung vorgesehen ist, und als ein Eingang (bzw. Zugang) dient, durch welchen ein Filterelement aufgenommen und entnommen wird. Die Luftfiltervorrichtung weist auch einen plattenförmigen Deckel auf, der mit einem vorderen Abschnitt des Aufnahmeteils gekoppelt ist, um den Aufnahmeteil zu öffnen oder zu schließen.
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Der Stützabschnitt des Körpers hat an einem unteren Abschnitt eine Befestigungsvertiefung. Die Befestigungsvertiefung hat eine Mehrzahl von gebogenen Abschnitten, sodass eine Schweiß-Spannvorrichtung zum Schwingungsschweißen in der Befestigungsvertiefung befestigt werden kann.
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Z.B. kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Körper gitterförmige Rippen aufweisen, die von Seitenflächen nach außen hervorstehen, wobei die Rippen mit vorbestimmten Abständen zueinander im Abstand angeordnet sind.
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Z.B. kann sich der Stützabschnitt des Körpers mit einer vorbestimmten Länge in seitlicher Richtung erstrecken, kann sich nach unten erstrecken und kann sich dann in seitlicher Richtung erstrecken.
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Z.B. kann sich der Kopplungsabschnitt der Abdeckung mit einer vorbestimmten Länge in seitlicher Richtung erstrecken, kann sich nach unten erstrecken und kann sich dann in seitlicher Richtung erstrecken.
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Z.B. kann der Stützabschnitt des Körpers einen gebogenen Abschnitt haben, der zu einem gebogenen Abschnitt des Kopplungsabschnittes der Abdeckung korrespondiert, sodass der Stützabschnitt des Körpers und der Kopplungsabschnitt der Abdeckung miteinander formschlüssig in Eingriff sind und dann aneinander geschweißt sind (bzw. werden) durch (bzw. in Reaktion auf) Schwingungen, die mittels Ultraschallwellen erzeugt werden.
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Z.B. kann das Filterelement in einem oberen Abschnitt des Stützabschnittes des Körpers eingesetzt sein und mit diesem gekoppelt (z.B. verbunden) sein.
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Z.B. kann die Luftfiltervorrichtung ferner ein Antriebselement (bzw. Antriebsteil) aufweisen, das zwischen dem Stützabschnitt des Körpers und einem oberen Abschnitt des Filterelements angeordnet ist.
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Z.B. kann das Antriebselement eine Mehrzahl von Nockenschäften, auf denen jeweils wenigstens ein Nocken ausgebildet ist, und Kegelräder aufweisen, die die Nockenschäfte miteinander verbinden. Die Betätigung des Antriebselements ermöglicht, dass das Filterelement aufgenommen oder entnommen wird.
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Z.B. kann ein jedes der Verstärkungselemente ein Verstärkungsloch haben, das in einer Oben-Unten-Richtung eine vorbestimmte Tiefe aufweist.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Formeinheit (z.B. eine Formwerkzeugeinheit) zum Herstellen eines Gehäuses (z.B. eines Körpers oder einer Abdeckung) der Luftfiltervorrichtung, wie oben erläutert, bereitgestellt. Die Formeinheit weist eine rechteckige, kastenförmige, untere Form, die eine erste Befestigungsvertiefung hat, welche an einer Innenseitenfläche nach außen (hin) vertieft (z.B. ausgespart) ist, wobei die erste Befestigungsvertiefung eine vorbestimmte Breite und Länge aufweist. Die Formeinheit weist auch eine decketförmige obere Form auf, die mit einem oberen Abschnitt der unteren Form gekoppelt ist (bzw. koppelbar ist), wobei die obere Form eine zweite Befestigungsvertiefung hat, welche nach innen vertieft ist und sich von der ersten Befestigungsvertiefung nach oben erstreckt. Die Formeinheit weist auch eine Schiebeform (bzw. verschiebliche Form) auf, die durch die erste Befestigungsvertiefung und die zweite Befestigungsvertiefung befestigt (z.B. eingebaut oder installiert) ist (bzw. wird), wobei die Form der Schiebeform zu jener einer Außenfläche eines Seitenabschnittes des Körpers korrespondiert. Die Schiebeform hat an einer Innenfläche ausgebildete Gittemuten. Die Gitternuten sind mit vorbestimmten Abständen zueinander im Abstand angeordnet.
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Gemäß der Luftfiltervorrichtung für ein Fahrzeug und der Formeinheit zum Herstellen derselben, die wie oben erläutert eingerichtet sind, ist es anders als in der bezogenen Technik, bei der nur die Vertikalrippen ausgebildet werden können, möglich, mittels der Schiebeformen, die zur unteren und zur oberen Form hinzugefügt werden, die Horizontalrippen vorteilhaft auszubilden. Es ist folglich möglich, den Körper des Luftfilters mit gitterförmigen Rippen auszustatten, die die Festigkeit des Luftfilters erhöhen und die Vibroakustik(NVH)-Eigenschaft verbessern. Außerdem werden gleichzeitig mit der Ausbildung des Körpers die Verstärkungselemente zusätzlich im Inneren des Stützabschnittes gegossen, wodurch die Festigkeit des Luftfilters vorteilhaft erhöht wird.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, ersichtlich sind oder darin ausführlicher dargelegt werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Luftfilter für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht, die den Körper des in 1 veranschaulichten Luftfilters zeigt.
- 3 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie A-A in 1 genommen ist.
- 4 ist eine Ansicht, die eine Formeinheit zum Herstellen eines Luftfilters für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 5 ist eine Detailansicht der in 4 veranschaulichten Schiebeform (z.B. des Schiebeformwerkzeugs).
- 6 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Antriebselement (bzw. Antriebselemente) und ein Filterelement eines Luftfilters für ein Fahrzeug gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Es sollte verstanden werden, dass die beigefügten Zeichnungen nicht zwangsläufig im Maßstab sind und eine einigermaßen vereinfachte Darstellung von verschiedenen Merkmalen präsentieren, welche veranschaulichend für die Grundprinzipien der Erfindung sind. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich, zum Beispiel, spezifischer Dimensionen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, werden zum Teil durch die besondere beabsichtigte Anwendung und Einsatzumgebung bestimmt werden.
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In den Figuren beziehen sich in den verschiedenen Figuren der Zeichnung hindurch die Bezugszeichen auf gleiche oder gleichwertige Bauteile der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Es wird nun im Detail Bezug genommen auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en), von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und unten beschrieben sind. Während die Erfindung(en) im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschrieben wird/werden, versteht sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist beabsichtigt, dass die Erfindung(en) nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen deckt/decken, die in den Sinn und Schutzbereich der Erfindung(en) fallen, wie in den angehängten Patentansprüchen definiert.
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Luftfilter für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Körper 100 des in 1 veranschaulichten Luftfilters zeigt, und 3 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie A-A in 1 genommen ist. 4 ist eine Ansicht, die eine Formeinheit 200, 400 und 600 zum Herstellen eines Luftfilters für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, 5 ist eine Detailansicht der in 4 veranschaulichten Schiebeform 600, 6 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Antriebselement 900 und ein Filterelement 800 eines Luftfilters für ein Fahrzeug gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Der Luftfilter für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist den Körper 100, eine Abdeckung 300, einen Aufnahmeteil 500 und einen Deckel 700 auf. Der Körper 100 hat einen darin (z.B. im Inneren) definierten Aufnahmeraum. Der Körper 100 hat einen Einlassanschluss 110, durch den Luft eingelassen werden kann, einen Stützteil 130, der am oberen Abschnitt angeordnet ist und zur Seite gebogen (z.B. abgewinkelt) ist, sowie Verstärkungselemente 150, die über dem Aufnahmeraum (z.B. oberhalb des Aufnahmeraumes) angeordnet sind und die Form einer Platte haben, welche eine vorgegebene Stärke (bzw. Dicke) hat. Die Abdeckung 300 ist mit dem oberen Abschnitt des Körpers gekoppelt (z.B. verbunden). Die Abdeckung 300 hat einen darin (z.B. im Inneren) definierten Aufnahmeraum, einen Auslassanschluss 310 auf einer Seite, durch den Luft abgelassen werden kann, und einen Kopplungsabschnitt 330, der an der unteren Seite angeordnet ist und zur Seite gebogen (z.B. abgewinkelt) ist. Der Aufnahmeteil 500 ist eine Öffnung, die an der Vorderseite des Körpers 100 und der Abdeckung 300 vorgesehen ist, und dient als ein Eingang (bzw. Zugang), durch den das Filterelement 800 aufgenommen oder entnommen wird. Der Deckel 700 hat die Form einer Platte und ist mit dem vorderen Abschnitt des Aufnahmeteils 500 gekoppelt, um den Aufnahmeteil 500 zu öffnen oder zu schließen.
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Den Luftstrom im Luftfilter gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform beschreibend, wird die von der Außenseite eines Fahrzeugs angesaugte Luft durch den Einlassanschluss 110 des Körpers 100 in den Luftfilter eingeleitet. Verunreinigungen werden durch das Filterelement 800 aus der Ansaugluft gefiltert und dann wird die gefilterte Luft durch den Auslassanschluss 310 der Abdeckung 300 einem Verbrennungsmotor zugeführt. Der Luftfilter für ein Fahrzeug hat einen geschlossenen (z.B. gekapselten) Raum, der durch den Körper 100 und die Abdeckung 300 definiert wird, und das Filterelement 800 ist im Inneren des geschlossenen Raumes mit dem oberen Abschnitt des Stützabschnittes 130 des Körpers 100 gekoppelt. Beim Austausch des Filterelements 800 wird der vordere Deckel 700 geöffnet und geschlossen, sodass das Filterelement 800 entnommen wird und durch den Aufnahmeteil 500 aufgenommen wird.
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Das Filterelement 800 wird durch den Aufnahmeteil 500 im Luftfilter untergebracht und aufgenommen, welcher an einer Seite ausgebildet werden (bzw. sein) kann, an der der Stützabschnitt 130 des Körpers 100 und der Kopplungsabschnitt 330 der Abdeckung aneinander angrenzen. Somit hat der Aufnahmeteil 500 die Form, die zu jener des Filterelements 800 korrespondiert. Das Filterelement 800 wurde gemäß dieser Ausführungsform als ein Trockenfilter erläutert, der ein Filterpapier oder ein Kunstharz verwendet, aber kann in einigen Fällen als ein Nassfilter realisiert werden. Diese Konfiguration kann in Abhängigkeit von der Konstruktion oder der Umgebung verändert werden.
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Das Filterelement 800 kann ein Filterpapier 810, das Verunreinigungen filtert, und ein Randelement (z.B. ein Einfassungselement) 830 aufweisen, das den Außenumfang des Filterpapiers 810 umgibt. Das Filterpapier 810 ist mit einer Mehrzahl von Schichten (z.B. mehrlagig) geschichtet (z.B. gestapelt oder gefaltet), um (so) eine ausreichende Filterfläche aufzuweisen. Das Randelement 830 ist als ein Rahmen eingerichtet, der eine Form hat, die zum Aufnahmeraum im Inneren des Luftfilters korrespondiert. Das Randelement 830 hat an der oberen Seite einen Flansch, der zur Seite nach außen hervorsteht. Der Flansch wird mittels des Körpers 100 erfasst (z.B. eingeklemmt), sodass das Randelement 830 fest abgestützt wird.
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Der Körper 100 hat (z.B. teilweise oder abschnittsweise) gitterförmige Rippen 160 und 170, die von Seitenflächen nach außen hervorstehen und mit vorgegebenen Abständen zueinander im Abstand (angeordnet) sind. In der bezogenen Technik sind die Rippen aufgrund der Gießeigenschaften des Körpers in der Vertikalrichtung, d.h. die Richtung, in der eine Formeinheit entfernt wird, angeordnet und somit ist eine Festigkeit unzuverlässig. Allerdings erschweren die Eigenschaften der konventionellen Formeinheit es, eine separate Verstärkungsstruktur anzuwenden, die die Festigkeit erhöhen kann. Insbesondere wenn eine linke Fläche breit ist, ist die Festigkeit des Mittelabschnitts schwach, wodurch ein Risiko der Beschädigung aufgrund von Vibrationen oder Stößen des Fahrzeugs erhöht wird. Dagegen wird gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform die Formeinheit 200, 400 und 600 separat vorgesehen und nicht nur die Vertikalrippen 160, sondern auch die Horizontalrippen 170 werden mittels der Formeinheit 200, 400 und 600 durch Spritzgießen ausgebildet. Folglich kann die Festigkeit des Körpers 100 erhöht werden, um größer zu sein als jene des konventionellen Luftfilter-Körpers. Es ist schwierig, die konventionelle Formeinheit für diese Konfiguration anzupassen. Daher wird der Körper mittels der separaten Formeinheit 200, 400 und 600 gegossen, wodurch die Verschiebung des Luftfilters eingeschränkt wird, und die separaten Verstärkungsstrukturen wie z.B. die Horizontalrippen 170 und die Verstärkungselemente 150 können angewendet werden. Die Formeinheit 200, 400 und 600 für den Luftfilter für ein Fahrzeug wird im Einzelnen später erläutert.
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Der Stützabschnitt 130 des Körpers 100 erstreckt sich in seitlicher Richtung mit einer vorgegebenen Länge nach außen, erstreckt sich nach unten und erstreckt sich dann in seitlicher Richtung nach außen. Somit sind der Stützabschnitt 130 des Körpers 100 und der Kopplungsabschnitt 330 der Abdeckung 300 so eingerichtet, dass sie zueinander korrespondieren, sodass sie eng aneinander angrenzen und fester miteinander formschlüssig in Eingriff kommen (bzw. sind). Nachdem der Körper 100 und die Abdeckung 300 miteinander verbunden sind, können sie in Reaktion auf (z.B. durch) seitliche Schwingungen, die durch Ultraschallwellen angeregt werden, aneinander geschweißt werden. Dann sind der Körper 100 und die Abdeckung 300 fest (miteinander) verbunden (z.B. angehaftet), wodurch die Luftdichtheit des Luftfilters erhöht wird. In einer beispielhaften Ausführungsform können der Stützabschnitt 130 und der Kopplungsabschnitt 330 zusätzlich mit einem Eingriffsvorsprung 331 bzw. einer Eingriffsvertiefung 131 ausgestattet sein, um eine doppelte Befestigungsstruktur zu realisieren und die Luftdichtheit zu erhöhen. Außerdem können Verlängerungsstücke (z.B. Ansätze) 133 und 333, die sich nach oben bzw. nach unten erstrecken, an distalen Enden des Stützabschnittes 130 und des Kopplungsabschnittes 330 vorgesehen sein.
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Der Stützabschnitt 130 des Körpers 100 hat am unteren Abschnitt eine Befestigungsvertiefung (z.B. Befestigungsnut) 190. Die Befestigungsvertiefung 190 wird durch den Abschnitt des Körpers 100 definiert, der sich von der oberen Seite des Körpers 100 mit einer vorgegebenen Länge zur Seite erstreckt, nach unten gebogen ist und sich dann erneut zur Seite erstreckt. Wenn der Körper 100 und die Abdeckung 300 durch Schweißen, z.B. mittels Ultraschallwellen, miteinander gekoppelt werden, wird eine Schweiß-Spannvorrichtung in der Befestigungsvertiefung 190 befestigt. Somit ist dies vorteilhaft, da keine separate Spannvorrichtung beim Schweißen des Körpers 100 und der Abdeckung 300 verwendet wird. Der Körper 100 und die Abdeckung 300 werden mittels des Stützabschnittes 130 und der Befestigungsvertiefung 190 fester abgestützt.
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Der Körper 100 hat Verstärkungselemente 150, die durch Gießen (z.B. Spritzgießen) integral mit dem Körper 100 ausgebildet sind. Ein jedes der Verstärkungselemente 150 hat einen „n“förmigen Querschnitt. Die Verstärkungselemente 150 erhöhen die Festigkeit der Befestigung zwischen dem Körper 100 und der Abdeckung 300. Außerdem hat ein jedes der Verstärkungselemente 150 eine Mehrzahl von Verstärkungslöchern 151, die in Oben-Unten-Richtung eine vorgegebene Tiefe haben. Die Verstärkungslöcher 151 können auch im Stützabschnitt 130 (oder dergleichen) des Körpers 100 ausgebildet werden.
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Außerdem ist das Randelement 830 des Filterelements 800 (z.B. teilweise) im Raum zwischen dem Stützabschnitt 130 des Körpers 100 und dem Kopplungsabschnitt 330 der Abdeckung 300 gekoppelt. Ein Klemmelement (z.B. Einspannungselement) 180 ist zwischen dem oberen Abschnitt des Randelements 830 und dem Stützabschnitt 130 vorgesehen, um das Filterelement 800 fester abzustützen. Eine zuverlässige Abdichtung kann (dadurch) zwischen dem Körper 100 und der Abdeckung 300 bereitgestellt werden.
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6 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die das Antriebselement (bzw. die Antriebselemente) 900 und das Filterelement 800 des Luftfilters für ein Fahrzeug gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Figur zeigt das Antriebselement 900, das im Inneren des Luftfilters aufgenommen ist, und das Filterelement 800, das mit dem oberen Abschnitt des Antriebselements 900 gekoppelt ist. Das Antriebselement 900 wird als zwischen dem in 1 gezeigten Stützabschnitt 130 des Luftfilter-Körpers 100 und dem oberen Abschnitt des Filterelements 800 hinzugefügt gezeigt und erläutert. Das Antriebselement 900 des Körpers 100 weist eine Mehrzahl von Nockenschäften 930, auf denen jeweils wenigstens ein Nocken 910 vorgesehen ist, und Kegelräder 950 auf, die die Nockenschäfte 930 miteinander verbinden. Somit ermöglicht die Betätigung des Antriebselements 900, dass das Filterelement 800 aufgenommen und entnommen wird.
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Im Einzelnen drehen sich die Nockenschäfte 930 des Antriebselements 900 in Reaktion auf die mit dem Antriebselement 900 verbundenen Griffe 970, die von einem Benutzer gedreht werden, und die Nocken 910 drehen sich in Reaktion auf die Drehung der Nockenschäfte 930, sodass sich das Filterelement 800 in der Oben-Unten-Richtung nach oben oder nach unten bewegt und das Filterelement aufgenommen oder entnommen wird. Die Nockenschäfte 930 sind abgesehen von der Seite des Aufnahmeteils 500 jeweils an drei Seiten des Körpers 100 und der Abdeckung 300 vorgesehen. Die Kegelräder 950 sind an bestimmten Enden der Nockenschäfte 930 ausgebildet, an denen die Nockenschäfte 930 aneinander grenzen, sodass sich alle Nockenschäfte 930 im Eingriffszustand gemeinsam drehen in Reaktion auf die Griffe 970, die gedreht werden. Die Mehrzahl der Nocken 910 ist in Längsrichtung auf den Nockenschäften 930 vorgesehen. Ein jeder von den Nocken 910 hat einen größeren Durchmesser als der Achs-Durchmesser der Nockenschäfte 930 und ist so eingerichtet, dass ein Abschnitt von jedem der Nocken nach außen hervorsteht und verlängert ist. Wenn ein Benutzer die Griffe 970, die an bestimmten Enden der Nockenschäfte 930 vorgesehen sind, greift und dreht, werden die hervorstehenden Abschnitte der Nocken 910 am Stützabschnitt 130 des Körpers 100 gestützt, wodurch das Filterelement 800 nach oben bewegt wird.
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Wie in 6 gezeigt, kann ein jeder der Nocken 910 so eingerichtet sein, dass der hervorstehende Abschnitt einen rechten Winkel zwischen zwei Flächen, d.h. zwischen der oberen Flächen und der Seitenfläche in der Zeichnung, hat und eine runde Fläche am unteren Abschnitt hat. Diese Konfiguration ermöglicht, dass die Nocken 910 sich nur in eine Richtung drehen. Die Nocken 910 können sich an den hervorstehenden Abschnitten, die einen rechten Winkel definieren, nicht drehen, da die hervorstehenden Abschnitte an dem Stützabschnitt 130 anliegen, sondern können sich nur entlang der runden Flächen drehen.
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Außerdem kann ein jeder der Nocken 910 Drehbeschränkungsvorsprünge 911 haben, die von der anderen Seite hervorstehen. Mit den Drehbeschränkungsvorsprüngen 911 kann der Benutzer nur durch Anwenden einer vorgegebenen Anpresskraft das Filterelement 800 durch Drehen der Nockenschäfte 930 nach oben bewegen. Die Drehbeschränkungsvorsprünge 911 dienen dazu, um zu verhindern, dass die Nockenschäfte 930 unbeabsichtigt gedreht werden in Reaktion auf Vibrationen oder Stößen, die während des Fahrens des Fahrzeugs auftreten.
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Somit werden - wie in 6 gezeigt - das Filterelement 800 und das Antriebselement 900, das mit dem unteren Abschnitt des Flansches davon (z.B. des Filterselements) gekoppelt ist, anfänglich durch den im Körper 100 und der Abdeckung 300 ausgebildeten Aufnahmeteil 500 aufgenommen im Zustand, in dem die Nocken 910 so gedreht sind, dass die hervorstehenden und verlängerten Abschnitte der Nocken 910 in Horizontalrichtung ausgerichtet sind. Wenn das Filterelement 800 vollständig untergebracht ist, werden die Griffe 970 gedreht, um die Nockenschäfte 930 zu drehen, sodass die hervorstehenden und verlängerten Abschnitte der Nocken 910 nach unten ausgerichtet sind. Somit bewirkt diese Konfiguration, dass die hervorstehenden Abschnitte der Nocken 910 an dem Stützabschnitt 130 des Körpers 100 gestützt werden, wodurch das Filterelement 800 nach oben bewegt wird und eng an dem oberen Abschnitt des Aufnahmeteils 500 anstößt.
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Gemäß dieser Konfiguration werden die Nockenschäfte 930 gedreht, wenn die Nockenschäfte 930 mit den Griffen 970 gedreht werden. Das Nockenschaft(930)-Paar kann gleichzeitig gedreht werden, oder in einigen Fällen können beide (Nockenschäfte) vom Nockenschaft(930)-Paar gedreht werden, wenn ein (z.B. einziger) Griff 970, der mit dem Nockenschaft(930)-Paar verbunden ist, gedreht wird.
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Auf diese Weise wird das Filterelement 800 in engen Kontakt mit dem Körper 100 und der Abdeckung 300 des Luftfilters gebracht in Reaktion auf das getriebene Antriebselement 900. Sodann wird das Filterelement 800 nicht durch den Druck der Luftströmung, die im Luftfilter zirkuliert, geschüttelt und erzeugt somit keine Vibrationsgeräusche. Da außerdem das Filterelement 800 in engen Kontakt mit dem Körper 100 und der Abdeckung 300 ist, ist es möglich, ein Entweichen der Luft zu verhindern, wodurch ein Entweichungsgeräusch verhindert wird. Weiterhin wird das Filterelement 800 leicht und einfach in engen Kontakt mit dem Körper 100 und der Abdeckung 300 gebracht in Reaktion auf die einfache Betätigung, die das Antriebselement 900 dreht, wodurch Lücken verhindert werden, welche andererseits Geräusche erzeugen würden.
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Gemäß dem Luftfilter für ein Fahrzeug werden die Horizontalrippen 170 an den Seitenflächen des Körpers hinzugefügt, und die an der Innenfläche des Körpers 100 hinzugefügten Verstärkungselemente 150 erhöhen die Festigkeit des Luftfilters. Diese Konfiguration verhindert entsprechend Geräusche oder Vibrationen, die ansonsten in Reaktion auf die Pulsion erzeugt werden würden, welche durch während des Fahrens im Inneren des Luftfilters auftretende Vibrationen oder Stöße verursacht wird, wodurch die Vibroakustik(NVH)-Eigenschaft des Fahrzeugs verbessert wird.
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Da außerdem die Schweißstellen, an denen der Körper 100 und die Abdeckung 300 miteinander durch Schweißen gekoppelt werden, an niedrigeren Positionen als jene in der bezogenen Technik ausgebildet werden können, kann ein ausreichender Aufnahmeraum im Inneren des Luftfilters erhalten werden. Es ist vorteilhaft, dass der Gesamtumfang des Körpers 100 und der Abdeckung 300 geschweißt werden kann. Da insbesondere das Filterelement 800 so eingerichtet ist, dass es mittels der Nockenschäfte 930 aufgenommen und entnommen werden kann, kann ein ausreichender Raum erhalten werden, selbst wenn das Antriebselement 900 angeordnet wird, wodurch eine zuverlässige Abdichtung bereitgestellt wird. Diese Konfiguration kann ein Grundniveau an Festigkeit beim Schwingungsschweißen erzielen, und es ist vorteilhafterweise möglich, die Qualität des Schweißens zu verbessern und die Dimensionskompatibilität zu erhöhen, indem die Verschiebung beim Schweißen mittels der Befestigungsvertiefung 190 eingeschränkt wird. Folglich ist es möglich, eine zuverlässige Abdichtung im Luftfilter für ein Fahrzeug bereitzustellen und dadurch die Luftdichtheit und die Befestigungsfestigkeit zu erhöhen, wodurch das Gewicht und der Preis verringert werden.
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Die 4 und 5 zeigen separat die Formeinheit (z.B. die Formwerkzeugeinheit) 200, 400 und 600, die zum Gießen (z.B. Spritzgießen) des Luftfilters für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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Die Formeinheit 200, 400 und 600 zum Herstellen des Luftfilters für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine untere Form (z.B. ein unteres Formwerkzeug) 200, eine obere Form (z.B. ein oberes Formwerkzeug) 400 und Schiebeformen (z.B. verschiebliche Formwerkzeuge) 600 auf. Die untere Form 200 hat die Form eines rechteckigen Kastens und hat erste Befestigungsvertiefungen (z.B. Befestigungsnuten) 210, die von Innenseitenflächen nach außen vertieft (z.B. ausgespart) sind, wobei die ersten Befestigungsvertiefungen 210 eine vorgegebene Breite und Länge haben. Die obere Form 400 hat die Form eines Deckels (bzw. Abdeckung) und ist mit dem oberen Abschnitt der unteren Form 200 gekoppelt. Die obere Form 400 hat zweite Befestigungsvertiefungen 410, die nach innen vertieft (z.B. ausgespart) sind und sich von den ersten Befestigungsvertiefungen 210 (aus) nach oben erstrecken. Die Schiebeformen 600 sind jeweils auf einer Seite durch die erste Befestigungsvertiefung 210 und die zweite Befestigungsvertiefung 410 sowie auf der anderen Seite durch die erste Befestigungsvertiefung 210 und die zweite Befestigungsvertiefung 410 befestigt. Die Formen der Schiebeformen korrespondieren zu jenen (Formen) der Außenflächen des Seitenabschnitts des Körpers 100. Eine jede der Schiebeformen 600 hat Gittemuten 610, die in der Innenfläche ausgebildet sind, wobei die Gittemuten 610 mit vorgegebenen Abständen zueinander im Abstand (angeordnet) sind.
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Wie in 5 gezeigt, sind die Schiebeformen 600, die zusätzlich zur oberen Form 400 und unteren Form 200 vorgesehen werden, in den Seitenabschnitten sowohl der oberen Form 400 als auch der unteren Form 200 befestigt. Eine jede der Schiebeformen 600 hat eine vorgegebene Dicke und eine vorgegebene Breite und erstreckt sich mit einer vorgegebenen Länge in der Oben-Unten-Richtung. Die Gittemuten 610, die die gitterförmige Form haben, erstrecken sich an den Innenflächen der Schiebeformen 600 in der Oben-Unten-Richtung und in der Horizontalrichtung. Diese Gittemuten 610 ermöglichen, dass anders als in der bezogenen Technik nicht nur die Vertikalrippen 160, sondern auch die Horizontalrippen 170 an den Seitenflächen des Körpers 100 ausgebildet werden, wodurch die Festigkeit des Körpers 100 erhöht wird. Die Schiebeformen 600 sind korrespondierend zu den in der oberen Form 400 ausgebildeten, zweiten Befestigungsvertiefungen 410 und den in der unteren Form 200 ausgebildeten, ersten Befestigungsvertiefungen 210 ausgebildet und sind in der Oben-Unten-Richtung in die Befestigungsvertiefungen 410 und 210 eingesetzt und darin (z.B. formschlüssig) befestigt.
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Bei der Herstellung des Luftfilters für ein Fahrzeug werden der Körper 100 und die Abdeckung 300 jeweils durch Gießen in der Formeinheit 200, 400 und 600 hergestellt und werden dann durch Schweißen miteinander gekoppelt, wobei seitliche Schwingungen mittels Ultraschallwellen oder dergleichen eingesetzt werden. Die Herstellung des Körpers 100 im Einzelnen erläutemd, werden die Außenabschnitte der Verstärkungselemente 150 mittels der oberen Form 400 ausgebildet, und die Innenabschnitte der Verstärkungselemente 150 werden mittels der unteren Form 200 ausgebildet. Außerdem werden die mittleren Abschnitte mittels der Schiebeformen 600 ausgebildet, die mit der oberen und der unteren Form 400 und 200 gekoppelt sind. Entsprechend werden die Formeinheiten 200, 400 und 600 von dem Körper 100 in einer Reihenfolge entfernt, bei der die obere Form 400 und die untere Form 200 (z.B. zunächst) entfernt werden und dann die Schiebeformen 600 entfernt werden. Danach werden der Körper 100 und die Abdeckung 300, die jeder für sich gegossen werden, miteinander gekoppelt und dann werden die Schweiß-Spannvorrichtungen an den im Stützabschnitt 130 des Körpers 100 ausgebildeten Befestigungsvertiefungen 190 befestigt. Dann werden der Körper 100 und die Abdeckung 300 zum Schweißen in der seitlichen Richtung vibriert.
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Die Formeinheit für den Luftfilter für ein Fahrzeug, wie oben dargelegt, kann mittels der Schiebeformen, die der oberen und der unteren Form hinzugefügt werden, vorteilhaft die Horizontalrippen ausbilden, anders als die bezogene Technik, bei der nur die Vertikalrippen ausgebildet werden können. Es ist folglich möglich, den Körper des Luftfilters mit gitterförmigen Rippen auszustatten, die die Festigkeit des Luftfilters erhöhen und die Vibroakustik(NVH)-Eigenschaft verbessem. Außerdem werden die Verstärkungselemente gleichzeitig mit der Ausbildung des Körpers zusätzlich im Inneren des Stützabschnittes gegossen, wodurch die Festigkeit des Luftfilters vorteilhafterweise erhöht wird.
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Zur Einfachheit in der Beschreibung und genauen Definition in den angehängten Ansprüchen werden die Begriffe „oberer“, „unterer“, „innerer“ und „äußerer“ verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die Positionen solcher Merkmale, wie sie in den Figuren gezeigt sind, zu beschreiben.
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Die vorhergehenden Beschreibungen der spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sollen nicht als erschöpfend oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form einschränkend verstanden werden, und es sind offensichtlich viele Modifikationen und Variationen möglich angesichts der obigen Lehre. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erläutem und dadurch dem Fachmann die Herstellung und den Gebrauch der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie von deren zahlreichen Alternativen und Modifikationen zu ermöglichen. Es ist beabsichtigt, dass der Schutzumfang der Erfindung durch die angeführten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
