DE102015016447B4 - Partikelfilter mit einstückig ausgeführter Filterelementschnittstelle - Google Patents

Partikelfilter mit einstückig ausgeführter Filterelementschnittstelle Download PDF

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    • B01D2271/022Axial sealings

Abstract

Partikelfilter (10) für ein gasförmiges Fluid, insbesondere Luftpartikelfilter für ein Kraftfahrzeug, umfassend:-ein Filtergehäuse (12) mit einem Einlass (14) für das zu filternde Fluid und mit einen Auslass (16) für das gefilterte Fluid, wobei das Filtergehäuse (12) durch mehrere Spritzguss-Gehäuseteile (20, 22) gebildet ist, die miteinander verbunden sind;-ein Filterelement (26) mit einem Partikelfiltermedium (50) und mit einem am Partikelfiltermedium (50) befestigten Tragrahmen (52), mit einer daran befestigten Dichtungseinrichtung (56);-ein vom Filtergehäuse (12) gebildetes Einschubfach (46) mit einer Tragrahmenführung (58) für das Filterelement (26), mittels derer das Filterelement (26) über eine Einschuböffnung (44) des Filtergehäuses (12) in das Einschubfach (46) einschiebbar ist, so dass die Dichtungseinrichtung (56) des Filterelements (26) an einer Gehäusedichtfläche (60) umlaufend und in einer zur Hauptströmungsachse (28) des Fluids axialen Richtung dichtend anliegt und wobei die Tragrahmenführung (58) und die Gehäusedichtfläche (60) durch dasselbe Spritzguss-Gehäuseteil (20, 22) einstückig miteinander ausgebildet sind.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft einen Partikelfilter, insbesondere einen Luftpartikelfilter für ein Kraftfahrzeug, mit einem Filtergehäuse mit einem Einlass für das zu filternde Fluid und mit einem Auslass für das gefilterte Fluid, wobei das Filtergehäuse durch mehrere Spritzguss-Gehäuseteile gebildet ist. Der Partikelfilter weist ein Filterelement auf, das über eine Einschuböffnung in ein Einschubfach des Filtergehäuses eingeschoben werden kann.
  • Stand der Technik
  • In der Praxis werden Partikelfilter zum Herausfiltern von in gasförmigen Fluiden, beispielsweise Luft, enthaltenen partikulären Verunreinigungen eingesetzt. Die Partikelfilter weisen ein Filtergehäuse mit einem Einlass für das zu filternde Fluid und mit einem Auslass für das gefilterte Fluid auf, das aus fertigungstechnischen Gründen in der Regel aus mehreren Spritzguss-Gehäuseteilen gebildet ist. Das Filtergehäuse weist nach einer Bauart eine Einschuböffnung für ein Filterelement auf, um dieses in einem Einschubfach im Inneren des Filtergehäuses zu positionieren. Das im Einschubfach angeordnete Filterelement kann dadurch im Filterbetrieb von dem zu filternden Fluid entlang einer Hauptströmungsachse, vorzugsweise von unten nach oben, durchströmt werden. Eine Dichtungsreinrichtung des Filterelements ermöglicht den erforderlichen Dichtsitz des Filterelements im Filtergehäuse, so dass im Filterbetrieb einer unerwünschten Leck- oder Bypassströmung des zu filternden gasförmigen Fluids um das Filterelement herum entgegengewirkt wird. Ein derartiger Partikelfilter ist beispielsweise aus der US 6,780,217 B1 bekannt geworden. Bei dem bekannten Partikelfilter wird das Filterelement zunächst aufwändig in einer Gehäuseschublade angeordnet und nachfolgend mitsamt der Gehäuseschublade Betriebsstellung im Einschubfach des Filtergehäuses eingeschoben und das Filtergehäuse wird mittels einer Gehäuseklappe verschlossen. Der bekannte Partikelfilter ist in der Herstellung teuer und es bedarf einer voluminösen Dichtungseinrichtung, um trotz der Fertigungstoleranzen des Filtergehäuses und der darin im Gleitspiel geführten Gehäuseschublade eine ausreichende Abdichtung des Filterelements gegenüber dem Filtergehäuse zu ermöglichen. Bei einer fehlerhaften Montage des Filterelements in der Gehäuseschublade kann es beim Einschieben der Gehäuseschublade zudem zu Scherverletzungen der Dichtungseinrichtung kommen.
  • US 2011 / 0 232 242 A1 zeigt ein Luftfilterelement mit einer im Wesentlichen planaren Konfiguration, das mindestens zwei gefaltete Filtermedien umfasst, wobei die gefalteten Filtermedien nebeneinander angeordnet und durch ein Verbindungselement, das einander zugewandte Längskanten der Filtermedien verbindet, dauerhaft aneinander befestigt sind.
  • Aus US 2015/0 040 527 A1 ist eine Luftreinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, wobei die Luftreinigungsvorrichtung eine Filtervorrichtung aufweist, welche Fremdsubstanzen aus der Luft entfernt, ein Gehäuse mit einem Aufnahmeraum, welcher die Filtervorrichtung aufnimmt, und einem Eingang, welcher Zugang zu der Filtervorrichtung zum Austausch der Filtervorrichtung bereitstellt. Eine Verbindungseinheit bewirkt, dass die Filtervorrichtung das Gehäuse eng kontaktiert.
  • DE 10 2014007 413 A1 beschreibt ein Flachfilterelement, ein Filtergehäuse eines Filters und ein Filter für ein Fluid, wobei das Flachfilterelement mittels einer Schiebe-/Schwenkbewegung in eine Betriebsposition in einem Filtergehäuse und aus dieser herausgebracht werden kann.
  • US 2015/0 007 530 A1 offenbart einen Luftfilter für ein Fahrzeug, der einen Körperabschnitt umfasst, der einen Lufteinlass aufweist, der an einer Seite des Körperabschnitts ausgebildet ist, um Luft anzusaugen; einen Abdeckungsabschnitt, der mit einem oberen Abschnitt des Körperabschnitts gekoppelt ist und einen Luftauslass aufweist, der an einer Seite des Abdeckungsabschnitts ausgebildet ist.
  • Aus US 6 217 627 B1 ist ein nockenbetätigter Luftreiniger in Schubladenbauweise bekannt, der ein Gehäuse umfasst mit einer ersten Schale, die an einer zweiten Schale befestigt ist und einen Filter, der in der zweiten Schale angeordnet ist und eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist.
  • Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, einen eingangs genannten Partikelfilter für ein gasförmiges Fluid anzugeben, die einfacher und kostengünstiger herzustellen sind und die zugleich bei vereinfachter Handhabung einen verlässlichen Dichtsitz des Filterelements im Filtergehäuse ermöglichen.
  • Die den Partikelfilter betreffende Aufgabe wird durch einen Partikelfilter mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der Beschreibung angegeben.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der erfindungsgemäße Partikelfilter zeichnet sich im Wesentlichen dadurch aus, dass die Gehäusedichtfläche und die Tragrahmenführung, die das Führen und Halten sowie auch die dichtende Anlage des in dem Einschubfach des Filtergehäuses positionierten Filterelements an der Gehäusedichtfläche ermöglicht, durch ein und dasselbe Spritzguss-Gehäuseteil einstückig miteinander ausgebildet sind. Dadurch kann die für den Dichtsitz des im Einschubfach angeordneten Filterelements wesentliche Maßhaltigkeit des Filtergehäuses im Halte- und Dichtbereich, mithin im Bereich der gehäuseseitigen Filterelementschnittstelle, mit besonders geringeren Toleranzen realisiert werden. Fügetoleranzen des mehrteiligen Filtergehäuses im Bereich der Dichtstelle werden dadurch vollständig eliminiert. Der Partikelfilter kann aus den vorgenannten Gründen insgesamt einfacher und kostengünstiger gefertigt werden. Dadurch, dass das Filterelement einen integralen Tragrahmen aufweist, durch den das Filtermedium dauerhaft befestigt ist, kann das Filterelement direkt in die Einschuböffnung des Filtergehäuses eingeschoben und im Einschubfach des Filtergehäuses positioniert werden. Ein separates Schubladenelement erübrigt sich dadurch vollständig. Insgesamt wird die Handhabung des Partikelfilters dadurch weiter vereinfacht. Die am Tragrahmen des Filterelements befestige Dichtungseinrichtung muss zudem nur noch geringere Toleranzen des Filtergehäuses ausgleichen können und kann dadurch mit einer nur geringen Aufbauhöhe bzw. mit einem insgesamt geringen Materialeinsatz realisiert werden. Abgesehen von Kostenvorteilen kann dadurch auch das Risiko einer Beschädigung der Dichtungseinrichtung beim Einschieben des Filterelements in das Filtergehäuse verringert werden.
  • Die Tragrahmenführung kann erfindungsgemäß insbesondere Gehäusenuten mit einander zuweisenden Nutflanken aufweisen. Der Tragrahmen des Filterelements kann zwischen den Nutflanken der Gehäusenuten einerseits mit einfachen Mitteln längsverschieblich geführt und mit seiner Dichtungsreinrichtung innerhalb des Einschubfachs des Filtergehäuses präzise an der Gehäusedichtfläche zur Anlage gebracht werden. Die Gehäusenuten sind dem jeweiligen Spritzguss-Gehäuseteil des Filtergehäuses dabei jeweils angeformt, um eine einfache und kostengünstige Herstellung des Partikelfilters zu ermöglichen.
  • Erfindungsgemäß kann eine erste der beiden Nutflanken unmittelbar durch die Gehäusedichtfläche des Filtergehäuses bzw. des Spritzguss-Gehäuseteils gebildet sein. Dadurch ergibt sich ein konstruktiv besonders einfacher Aufbau des Partikelfilters. Darüber hinaus wird bei dieser Bauart ein für Filtrationszwecke, d.h. das Filtermedium, zur Verfügung stehender freier Gehäusequerschnitt nicht übermäßig eingeengt.
  • Die erste Nutflanke der Gehäusenuten ist der jeweils andern Nutflanke der Gehäusenuten in Richtung der Hauptströmungsachse vorteilhaft fluidisch nachgeschaltet angeordnet. Dadurch kann sowohl im Saug- als auch im Überdruckbetrieb des Filters sichergestellt werden, dass das Filterelement - druckproportional zu einem am Filterelement angreifenden Differenzdruck - an die erste Nutflanke bzw. die umlaufende Dichtfläche der Gehäusenut gepresst wird. Durch dieses dynamische Dichtverhalten der Dichtungseinrichtung wird während des Filterbetriebs ein nochmals zuverlässigeres Dichtvermögen der Dichtungseinrichtung erreicht.
  • Die zweite bzw. andere der beiden Nutflanke der Gehäusenuten kann erfindungsgemäß durch mehrere Gehäusevorsprünge gebildet sein, die in Umfangsrichtung des Filtergehäuses voneinander beabstandet angeordnet sind. In diesem Falle ist die zweite Nutflanke der Gehäusenuten somit jeweils unterbrochen ausgeführt. Dies ist für eine gleichmäßige Anlage des Tragrahmens bzw. der Dichtungseinrichtung an der Gehäusedichtfläche unschädlich, sofern der Tragrahmen ausreichend biege- und torsionssteif ausgeführt ist. Durch die genannten Gehäusevorsprünge kann darüber hinaus eine dem Bedarf entsprechende Aussteifung des Filtergehäuses ohne einen vergrößerten Materialeinsatz realisiert werden.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die untere Nutflanke der Gehäusenut der Tragrahmenführung und/oder die Unterseite der Tragrahmenführung des Filterelements gestuft ausgeführt sein. Dadurch kann das Einschieben des Filterelements in das Einschubfach des Filtergehäuses vereinfacht werden. Darüber hinaus kann das Filterelements dadurch vor Erreichen seiner vorgesehenen Einschubposition im Einschubfach des Filtergehäuses mit einem aus der Einschubbewegung des Filterelements abgeleiteten Axialhub in Richtung auf und gegen die Gehäusedichtfläche bewegt werden. Dies ist unabhängig von der Ausgestaltung der Dichtungseinrichtung des Filterelements für eine zuverlässige (insbesondere umlaufende) Anlage der Dichtungseinrichtung des Filterelements an der Gehäusedichtfläche von Vorteil.
  • Die Gehäusenuten sind vorzugsweise an zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden sowie an einer der Einschuböffnung des Filtergehäuses gegenüberliegend angeordneten Rückwand des Filtergehäuses angeordnet bzw. ausgebildet. Die beiden seitlichen Gehäusenuten können dabei vorteilhaft über die weitere Gehäusenut miteinander verbunden sein. Dadurch kann eine nochmals weiter verbesserte Anlage der Dichtungseinrichtung an der/gegen die erste Nutflanke der Gehäusenuten bzw. der Gehäusedichtfläche erreicht werden.
  • Die Spritzguss-Gehäuseteile des Filtergehäuses sind vorzugsweise entlang eines Fügestoßes miteinander verbunden, der der Tragrahmenführung bzw. den Gehäusenuten des Filtergehäuses in Richtung der Hauptströmungsachse des Fluids vorzugsweise fluidisch vorgeschaltet angeordnet ist. In diesem Fall bildet somit eines der Spritzguss-Gehäuseteile den Einlass und ein jeweils anderes der Spritzgussteile den Auslass für das gasförmige Fluid aus. Dadurch kann ein unerwünschter Eintrag von verunreinigtem Fluid, etwa aus der Umgebungsatmosphäre, auf die im Filterbetrieb fluidisch betrachtet in Hauptströmungsrichtung des Fluids hinter dem Filterelement angeordnete Reinseite des Partikelfilters, vermieden werden.
  • Zur Lagesicherung des im Einschubfach positionierten Filterelements ist dieses vorzugsweise am Filtergehäuse arretierbar, insbesondere mit diesem verrastbar.
  • Es versteht sich, dass das Filterelement in ihrem in die Einschubfach eingeschobenen Position das Gehäuse nach außen hin möglichst dicht abschließt, um bei einem Filterbetrieb mit Überdruck einen unerwünschten Fluid- Verluststrom über die Einschuböffnung zu vermeiden. Im Saugbetrieb des Partikelfilters kann das Gehäuseinnere rohseitig, d.h. in einem dem Filtermedium fluidisch vorgeschalteten Bereich, ohne Weiteres mit der Einschuböffnung fluidisch verbunden sein.
  • Aufgrund der geringen Toleranzen des Filtergehäuses im Bereich der Filterelement-schnittstelle kann die Dichtungseinrichtung aus einem beliebigen Dichtungsmaterial, beispielsweise aus PUR, einem kostengünstigem Vlies oder einem anderen Textil gebildet sein. Die Dichtungseinrichtung und der Tragrahmen können miteinander verklebt sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Dichtungseinrichtung im Material des Tragrahmens zumindest abschnittsweise eingebettet gehalten angeordnet sein.
  • Das Filterelement ist besonders einfach und kostengünstig zu fertigen. Bei Einsatz einer als Vlies/Textil ausgebildeten Dichtungseinrichtung kann diese eine eigenständige Filterwirkung im Falle einer nicht vollständigen Dichtwirkung gegenüber einem Leck- oder Bypassstrom des zu filternden gasförmigen Fluids bezüglich des Filterelements bieten.
  • Figurenliste
  • Es zeigen:
    • 1 einen Partikelfilter zum Herausfiltern von partikulären Verunreinigungen aus einem gasförmigen Fluid mit einem Filtergehäuse und mit einem in das Filtergehäuse eingeschobenen Filterelement, in einer perspektivischen Ansicht;
    • 2 das Filtergehäuse des Partikelfilters aus 1, in einer freigestellten perspektivischen Ansicht;
    • 3 den Partikelfilter aus 1, in einer Seitenansicht;
    • 4 das Filterelement des Partikelfilters aus 1, in einer perspektivischen Ansicht;
    • 5 den Partikelfilter aus 1 in einer Schnittdarstellung entlang der in 3 mit A-A bezeichneten Schnittebene; und
    • 6 eine Detaildarstellung des in 5 mit B bezeichneten Ausschnittsbereichs des Partikelfilters.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • 1 zeigt einen Partikelfilter 10 zum Herausfiltern von partikulären Verunreinigungen aus einem gasförmigen Fluid. Der Partikelfilter 10 kann insbsondere als Luftfilter für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor eingesetzt werden. Der Partikelfilter 10 weist ein Filtergehäuse 12 mit einem Einlass 14 für das zu filternde Fluid und mit einem Auslass 16 für das gefilterte Fluid auf. Der Einlass 14 und der Auslass 16 können jeweils durch einen Gehäusestutzen 18 gebildet sein, an den entsprechende Fluidleitungen anschließbar sind. Das Filtergehäuse 12 ist mehrteilig ausgeführt und umfasst ein im Filterbetrieb nach unten weisend anzuordnendes erstes Spritzguss-Gehäuseteil 20 und ein im Filterbetrieb nach oben weisend anzuordnendes zweites Spritzguss-Gehäuseteil 22. Die beiden Gehäuseteile 20, 22 sind entlang eines Fügebereiches 24 miteinander verbunden. Die Gehäuseteile 20, 22 können je nach Bedarf miteinander verklebt, verschweißt, verrastet und/oder miteinander verschraubt sein. Das Filtergehäuse 12 weist ein Einschubfach für ein (Partikel-)Filterelement 26 auf. Im Filterbetrieb wird das im Einschubfach angeordnete Filterelement 26 vom Fluid in Richtung einer mit 28 bezeichneten Hauptströmungsachse des Fluids von unten nach oben durchströmt. Die Hauptströmungsachse 28 fällt mit der Vertikalachse 30 des Filtergehäuses 12 zusammen.
  • Das Filtergehäuse 12, hier das obere Spritzguss-Gehäuseteil 22, weist an seinen beiden Seitenwänden 32 sowie seiner Rückwand 34 sickenartige Vertiefungen 36 auf, die in das Gehäuseinnere, d.h. in das Einschubfach, als Gehäusevorsprünge hineinragen. Das Filterelement 26 weist eine Stirnwand 38 aus einem biegesteifen Material, beispielsweise einem Thermoplasten, auf. Die Stirnwand 38 ist mit einen Griff 40 versehen, um das Filterelement 26 aus dem Filtergehäuse 12 händisch herausziehen zu können. Von der Stirnwand 38 stehen beiderseitig Rastelemente 42 seitlich weg, über die das Filterelement 26 in seiner in das Einschubfach eingeschobenen Betriebsstellung am Filtergehäuse 12 verrastet gehalten ist.
  • In 2 ist das Filtergehäuse 12 ohne das Filterelement 26 gezeigt. Die Einschuböffnung 44 mit dem dahinterliegend angeordneten Einschubfach 46 des Filtergehäuses 12 für das Filterelement 26 ist gut zu erkennen.
  • 3 zeigt den Partikelfilter 10 aus 1 in einer Seitenansicht. Die zylindrisch ausgeführten Gehäusestutzen 18 sind am Filtergehäuse 12 mit ihren Zentralachsen 48 zueinander parallel verlaufend ausgerichtet angeordnet.
  • In 4 ist das Filterelement 26 des Partikelfilters aus 1 in einer freigestellten Ansicht gezeigt. Das Filterelement 26 weist ein Filtermedium 50 auf, das je nach Einsatzbedingung aus einem Zellulosematerial oder auch aus einem anderen geeigneten Material bestehen kann. Am Filtermedium 50 ist ein umlaufender Tragrahmen 52 festgeklebt. Alternativ kann das Filtermedium 50 auch im Material des Tragrahmens 52 eingebettet gehalten angeordnet sein. Der Tragrahmen 52 ist einstückig ausgeführt und besteht aus einem (zähen) Kunststoff. Der Tragrahmen weist ein L-förmiges Querschnittsprofil auf. Dadurch ist der Tragrahmen insgesamt biege- und verwindungssteil. Der Tragrahmen überdeckt das Filtermedium randseitig und übergreift das Filtermedium 50 seitlich. Das Filtermedium 50 ist in Richtung der Längsachse 54 des Filterelements 26 mehrfach gefaltet, wie dies in 4 abschnittsweise graphisch verdeutlicht ist. Das Filtermedium 50 liegt somit im Wesentlichen als ein ziehharmonikaartiger Faltenbalg vor. Auf dem Tragrahmen 52 ist eine Dichtungseinrichtung 56 befestigt. Die Dichtungseinrichtung 56 kann beispielsweise durch ein Vlies gebildet sein. Anstelle des Vlieses kann auch ein anderes Textil bzw. ein anderes geeignetes Dichtungsmaterial, beispielsweise ein PU-Schaum, eingesetzt werden. Die Dichtungseinrichtung 56 ist am Tragrahmen 52 festgeklebt oder im Material des Tragrahmens 52 (abschnittsweise) eingebettet gehalten angeordnet. Die Dichtungseinrichtung 56 überdeckt den Tragrahmen 52 an seiner Oberseite vollständig und kann über den Tragrahmen 52 seitlich überstehen.
  • In 5 ist der Partikelfilter 10 in einem Schnitt entlang der in 3 mit A-A bezeichneten Schnittebene gezeigt. Das Filtergehäuse 10 weist eine dem Einschubfach 46 (vgl. auch 2) zugeordnete Tragrahmenführung 58 für das Filterelement 26 auf. Das Filterelement 26 ist mittels der Tragrahmenführung 58 über die in 2 gezeigte Einschuböffnung 44 des Filtergehäuses 12 in das Einschubfach 46 einschiebbar, so dass die Dichtungseinrichtung 56 des Filterelements 26 an einer mit 60 bezeichneten Gehäusedichtfläche umlaufend und in einer zur Hauptströmungsachse 28 des Fluids axialen Richtung dichtend anliegt. Es versteht sich, dass bei Verwendung eines Vlieses als Dichtungseinrichtung in der Praxis fluidisch betrachtet keine vollständige Dichtfunktion erreicht werden kann. Dennoch wird auch in diesem Fall durch die umlaufende axiale Anlage des Vlieses ein für viele Anwendungsbereiche ausreichendes Dichtungsvermögen der Dichtungseinrichtung 56 erreicht. Aufgrund des dem Vlies innewohnenen Filtrationsvermögens gegenüber partikulären Verunreinigungen in dem zu filternden Fluid können in einem möglicherweise auftretenden (geringen) Bypassstrom des Fluids durch das Vlies hinduch darin enthaltene partikuläre Verunreinigungen zuverlässig aus dem Fluid herausgefiltert werden.
  • Die Tragrahmenführung 58 weist an den einander gegenüberliegenden Seitenwänden 32 des Filtergehäuses 12 sowie auch an der Rückwand Gehäusenuten 62 auf, in die der Tragrahmen des in das Einschubfach 46 eingschobenen Filterelements 26 beiderseitig eingreift.
  • 6 zeigt den 5 mit „B“ bezeichneten Detailauschnitt des Partikelfilters in einer vergrößerten Darstellung. Die Gehäusenuten 62 weisen einander zuweisende erste und zweite Nutflanken 64, 66 zum Führen und Halten des Tragrahmens 52 des Filterelements 26 auf. Der Tragrahmen 52 ist gemeinsam mit der Dichtungseinrichtung 56, d.h. dem Vlies, zwischen den beiden einander zuweisenden Nutflanken 64, 66 verschiebbar gehalten angeordnet.
  • Die in 6 obere erste Nutflanke 64 ist durch die umlaufende Gehäusedichtfläche 60 des oberen Spritzguss-Gehäuseteils 22 gebildet. An dieser Gehäusedichtfläche 60 liegt der Tragrahmen 52 über die Dichtungsreinrichtung 54 in axialer Richtung dichtend an. Die Dichtungseinrichtung 56 ist somit eine Axialdichtung. Die in 6 untere zweite Nutflanke 66 ist durch die sickenartigen Vertiefungen 36 gebildet, die als Gehäusevorsprünge 68 in das Einschubfach 46 hineinragen und die in Umfangsrichtung des Filtergehäuses 12 voneinander beabstandet angeordnet sind. Die untere Nutflanke 66 ist somit unterbrochen ausgeführt und weist voneinander beabstandet angeordnete Flankenabschnitte 69 auf. Die obere Nutflanke 64 ist der unteren Nutflanke 66 in Richtung der Hauptströmungsachse 28 fluidisch nachgeschaltet angeordnet. Dadurch wird das Filterelement mit seiner Dichtungseinrichtung im Saug- wie auch im Druckbetrieb des Partikelfilters 10 druckproportional zu einem Differenzdruck über das Filterelement an die Gehäusedichtfläche gepresst. Die Dichtungseinrichtung wird dadurch entsprechend komrimiert, so dass sich die Dichtfunktion der Dichtungseinrichtung 56 dynamisch an die jeweiligen Betriebsbedingungen anpasst.
  • Die Tragrahmenführung 58 und die Gehäusedichtfläche 60 sind durch dasselbe Spritzguss-Gehäuseteil 22 einstückig miteinander ausgebildet. Dadurch ist das lichte Kammermaß 70, d.h. hier die für das Dichtvermögen der Dichtungseinrichtung 56 maßgebliche lichte axiale Weite der Gehäusenuten 62, allein durch das obere Spritzguss-Gehäuseteil 22 bestimmt. Fertigungstoleranzen des axialen Kammermaßes 70 sind damit im Wesentlichen allein von dem beim Spritzgießen dieses Gehäuseteils 22 eingesetzten Spritzguss-Werkzeug abhängig. Das lichte axiale Kammermaß 70 ist vorliegend in Umfangsrichtung des Filtergehäuses 12 konstant. Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann das lichte axiale Kammermaß auch variabel sein und sich insbesondere keilförmig in Richtung der Rückwand 34 des Filtergehäuses 12 verringern. Dadurch, dass der Fügestoss 24 der beiden Gehäuseteile 20, 22 außerhalb der gehäuseseitigen Filterelement-Schnittstelle, d.h. rohluftseitig, angeordnet ist, haben Fertigungstoleranzen des anderen Gehäuseteils 20 bzw. der Fügespalt selbst keinen Einfluss auf die Maßhaltigkeit der reinseitig angeordneten Filterelement-Schnittstelle.
  • Das L-förmige Querschnittsprofil des Tragrahmens 52 ist gut zu erkennen. Der Tragrahmen 52 kann mittels einer Klebeverbindung 72 seitlich umlaufend am Filtermedium 50 befestigt sein. Alternativ kann der Tragrahmen 52 auch am Filtermedium 50 angespritzt oder mit diesem verschweißt sein. Dadurch ist das Filtermedium 50 fluiddicht mit dem Tragrahmen verbunden. Die Dichtungseinrichtung 56 ist an der Oberseite 74 des Tragrahmens 52 festgeklebt. Alternativ kann die Dichtungseinrichtung am Tragrahmen angespritzt oder mit dem Tragrahmen verschweißt sein. Eine Abdichtung des Filterelements 26 gegenüber dem Filtergehäuse 12 erfolgt einerseits über den auf der unteren Nutflanke 66 aufsitzenden Tragrahmen 52, andererseits durch die dichtende Anlage des an der die oberen ersten Nutflanke 64 anliegenden Dichtungseinrichtung 56.
  • 7 zeigt einen weiteren Partikelfilter 10, der sich von dem vorstehend im Zusammenhang mit den 1 bis 6 erläuterten Partikelfilter im Wesentlichen darin unterscheidet, dass die von den Gehäusevorsprüngen 68 gebildete untere zweite Nutflanke 66 der seitlichen Gehäusenuten 62 der Tragrahmenführung 58 Führungsrampen 74 für den Tragrahmen 52 des Filterelements 26 aufweist, durch die das Einschieben des Filterelements 26 in das Filtergehäuse 12 erleichtert wird. Die Führungsrampen 74 sind dabei jeweils an einem der Einschuböffnung zuweisenden Ende der Gehäusevorsprünge 68 angeordnet. Der Tragrahmen 52 des Filterelements 26 weist eine insgesamt plan, d.h. stufenfrei, ausgeführte Unterseite 76 auf.
  • Die Führungsrampen 74 der unteren Nutflanke 66 der Tragrahmenführung 58 können gemäß dem in 8 gezeigten Partikelfilter 10 in Einschubrichtung des Filterelements 26 auch jeweils weiter in Richtung auf die Rückwand des Filtergehäuses 12 versetzt angeordnet sein. Die Flankenabschnitte 69 der unteren Nutflanke 66 sind dadurch jeweils gestuft ausgeführt.
  • Der Partikelfilter 10 gemäß 9 unterscheidet sich von dem Partikelfilter gemäß 7 im Wesentlichen darin, dass die von den Gehäusevorsprüngen 68 gebildeten Flankenabschnitte 69 der untere Nutflanke 66 beider Gehäuseseiten in Richtung der Hauptströmungsachse 28 des Fluids relativ zueinander axial versetzt angeordnet sind. Wie aus 9 hervorgeht, sind die Flankenabschnitte 69 der unteren Gehäusenut 66 mit zunehmendem Abstand von der Einschuböffnung 44 axial weiter in Richtung des Auslasses 16 des Filtergeäuse 12 versetzt angeordnet. Der Tragrahmen 52 weist eine zur unteren Nutflanke 66 korrespondierend gestuft ausgeführte Unterseite 76 auf. Bei dieser Ausführungsform kann das Filterelement 26 mit seinem Tragrahmen 52 nochmals einfacher und mit einer insgesamt verringerten Reibwirkung an der Gehäusedichtfläche 60 in die Tragrahmenführung 58 eingefädelt und in das Filtergehäuse 12 eingeschoben werden. Des Filterelement 26 ist an den axial versetzt angeordneten Flankenabschnitten 69 der unteren Nutflanke 66 derart geführt, dass das Filterelement 26 erst kurz vor dem Erreichen seiner vorgesehenen Einschubposition innerhalb des Filtergehäuses 12 relativ zum Filtergehäuse 12 einen Axialhub 78 in Richtung auf und gegen die Gehäusedichtfläche 60 des Filtergehäuses 12 ausführt.
  • Der Axialhub 78 kann dabei durch eine gestufte Ausbildung sowohl der Unterseite 76 des Tragrahmens 52 als auch der Flankenabschnitte 69 der unteren zweiten Gehäusenut vergrößert werden, wie dies bei dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel gezeigt ist.

Claims (10)

  1. Partikelfilter (10) für ein gasförmiges Fluid, insbesondere Luftpartikelfilter für ein Kraftfahrzeug, umfassend: -ein Filtergehäuse (12) mit einem Einlass (14) für das zu filternde Fluid und mit einen Auslass (16) für das gefilterte Fluid, wobei das Filtergehäuse (12) durch mehrere Spritzguss-Gehäuseteile (20, 22) gebildet ist, die miteinander verbunden sind; -ein Filterelement (26) mit einem Partikelfiltermedium (50) und mit einem am Partikelfiltermedium (50) befestigten Tragrahmen (52), mit einer daran befestigten Dichtungseinrichtung (56); -ein vom Filtergehäuse (12) gebildetes Einschubfach (46) mit einer Tragrahmenführung (58) für das Filterelement (26), mittels derer das Filterelement (26) über eine Einschuböffnung (44) des Filtergehäuses (12) in das Einschubfach (46) einschiebbar ist, so dass die Dichtungseinrichtung (56) des Filterelements (26) an einer Gehäusedichtfläche (60) umlaufend und in einer zur Hauptströmungsachse (28) des Fluids axialen Richtung dichtend anliegt und wobei die Tragrahmenführung (58) und die Gehäusedichtfläche (60) durch dasselbe Spritzguss-Gehäuseteil (20, 22) einstückig miteinander ausgebildet sind.
  2. Partikelfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragrahmenführung (58) Gehäusenuten (62) mit einander zuweisenden Nutflanken (64, 66) zum Führen und Halten des Tragrahmens (52) aufweist.
  3. Partikelfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste der beiden Nutflanken (64, 66) durch die Gehäusedichtfläche (60) des Filtergehäuses (12) gebildet ist.
  4. Partikelfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Nutflanke (64) der jeweils anderen Nutflanke (66) in Richtung der Hauptströmungsachse (28) des Fluids fluidisch nachgeschaltet angeordnet ist.
  5. Partikelfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils andere der beiden Nutflanken (64, 66) durch mehrere Gehäusevorsprünge (68) gebildet ist, die in Umfangsrichtung des Filtergehäuses (12) voneinander beabstandet angeordnet sind.
  6. Partikelfilter nach einem der vorergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils andere Nutflanke (64, 66) und/oder eine Unterseite (76) des Tragrahmens (52) gestuft ausgeführt ist/sind.
  7. Partikelfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gehäusenuten (62) an zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden (32) sowie an einer der Einschuböffnung gegenüberliegend angeordneten Rückwand (43) des Filtergehäuses (12) angeordnet sind.
  8. Partikelfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzguss-Gehäuseteile (20, 22) des Filtergehäuses (12) entlang eines Fügebereichs (24) miteinander verbunden sind, der den Gehäusenuten (62) des Filtergehäuses in Richtung der Hauptströmungsachse des Fluids vorzugsweise fluidisch vorgeschaltet angeordnet ist.
  9. Partikelfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (26) in seiner Betriebsposition im Einschubfach (46) des Filtergehäuses (12) am Filtergehäuse (12) arretierbar, insbesondere mit diesem verrastbar, ist.
  10. Partikelfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungseinrichtung (56) des Filterelements (26) ein Vlies oder ein anderes Textil umfasst, wobei das Vlies/das Textil und der Tragrahmen (52) miteinander verklebt oder das Vlies/das Textil im Material des Tragrahmens (52) zumindest abschnittsweise eingebettet gehalten angeordnet ist.
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