DE102016004317B4 - Filter element and filter assembly - Google Patents
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Abstract
Filterelement (11), insbesondere Sekundärfilterelement, welches in einem Hauptfilterelement (3) aufnehmbar ist, mit einem Eingriffsabschnitt (18), der dazu eingerichtet ist, in einen korrespondierenden Gegeneingriffsabschnitt (28) eines Filtergehäuses (2) einzugreifen, um das Filterelement (11) formschlüssig mit dem Filtergehäuse (2) zu verbinden, wobei das Filterelement (11) einen ovalen Querschnitt (33) aufweist, mit einer Längenausdehnung des Querschnitts (33) in Richtung einer Hauptsymmetrieachse, die größer ist als eine Längenausdehnung des Querschnitts (33) in Richtung einer zur Hauptsymmetrieachse senkrechten Nebensymmetrieachse, das Filterelement (11) ferner umfassend einen Anschlussabschnitt (16) zum Anschließen des Filterelements (11) an einen Fluidauslass (25) des Filtergehäuses (2), wobei der Anschlussabschnitt (16) einen kreisrunden Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisrunde Querschnitt einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als die Längenausdehnung des Querschnitts (33) in Richtung der Hauptsymmetrieachse (34) und größer ist als die Längenausdehnung des Querschnitts (33) in Richtung der Nebensymmetrieachse (36).Filter element (11), in particular secondary filter element, which can be accommodated in a main filter element (3), with an engagement section (18) which is designed to engage in a corresponding counter-engagement section (28) of a filter housing (2) in order to move the filter element (11) to be positively connected to the filter housing (2), the filter element (11) having an oval cross-section (33) with a longitudinal extension of the cross-section (33) in the direction of a main axis of symmetry which is greater than a longitudinal extension of the cross-section (33) in direction a secondary axis of symmetry perpendicular to the main axis of symmetry, the filter element (11) further comprising a connection section (16) for connecting the filter element (11) to a fluid outlet (25) of the filter housing (2), wherein the connection section (16) has a circular cross-section, characterized That the circular cross-section has a diameter that is smaller than the Längenausdeh tion of the cross section (33) in the direction of the main axis of symmetry (34) and is greater than the length of the cross section (33) in the direction of the secondary axis of symmetry (36).
Description
Technisches Gebiettechnical field
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement und eine Filteranordnung mit einem derartigen Filterelement.The present invention relates to a filter element and a filter arrangement with such a filter element.
Stand der TechnikState of the art
Eine Filterelementanordnung, beispielsweise zum Filtern von Luft oder von flüssigen Betriebsmitteln eines Fahrzeugs, kann ein Hauptfilterelement und ein in dem Hauptfilterelement aufgenommenes Sekundärfilterelement aufweisen. Das Sekundärfilterelement dient im Wesentlichen dazu, bei einem Austausch des Hauptfilterelements eine Verunreinigung einer Reinseite der Filterelementanordnung mit zu filterndem Rohfluid zu verhindern.A filter element arrangement, for example for filtering air or liquid operating media of a vehicle, can have a main filter element and a secondary filter element accommodated in the main filter element. The secondary filter element essentially serves to prevent contamination of a clean side of the filter element arrangement with raw fluid to be filtered when the main filter element is replaced.
In US 2014/ 0 102 966 A1 ist eine Filteranordnung mit einem Filterelement und einem Stützrohr beschrieben, die jeweils einen ovalen Querschnitt aufweisen.US 2014/0 102 966 A1 describes a filter arrangement with a filter element and a support tube, each of which has an oval cross section.
Aus US 2015 / 0 027 092 A1 ist ein Filterelement mit einem hohlzylindrischen inneren Stützrohr bekannt, welches als Gitter ausgebildet ist und ein Gewinde zum Verbinden mit einem Filtergehäuse aufweist.US 2015/0 027 092 A1 discloses a filter element with a hollow-cylindrical inner support tube, which is designed as a grid and has a thread for connecting to a filter housing.
In
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Filterelement zur Verfügung zu stellen.It is therefore the object of the present invention to provide an improved filter element.
Demgemäß wird ein Filterelement, insbesondere ein Sekundärfilterelement, welches in einem Hauptfilterelement aufnehmbar ist, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Das Filterelement umfasst einen Eingriffsabschnitt, der dazu eingerichtet ist, in einen korrespondierenden Gegeneingriffsabschnitt eines Filtergehäuses des Filterelements einzugreifen, um das Filterelement formschlüssig mit dem Filtergehäuse zu verbinden, wobei das Filterelement einen ovalen Querschnitt aufweist.Accordingly, a filter element, in particular a secondary filter element, which can be accommodated in a main filter element, with the features of
Das Filterelement ist insbesondere dazu eingerichtet, Fluide, wie beispielsweise Luft oder andere Gase, Flüssigkeiten, insbesondere flüssige Betriebsmittel eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wie Öl, Wasser, Diesel, Benzin, Kerosin oder Harnstofflösung zu filtern. Insbesondere ist das Filterelement ein Luftfilterelement. Das Filterelement ist insbesondere dazu geeignet, Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine, insbesondere für eine landwirtschaftliche Maschine, einen Lastkraftwagen oder eine Baumaschine, zu filtern. Insofern ist das Filterelement in Ausführungsformen ein Luftfilterelement für Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug. Das Filterelement kann Anwendung in Kraftfahrzeugen, Wasserfahrzeugen, Schienenfahrzeugen, landwirtschaftlichen Fahrzeugen, Baumaschinen, Luftfahrzeugen oder dergleichen finden. Ferner kann das Filterelement bei immobilen Anwendungen, wie beispielsweise in der Gebäudetechnik, eingesetzt werden.The filter element is designed in particular to filter fluids, such as air or other gases, liquids, in particular liquid operating materials of a vehicle, in particular a motor vehicle, such as oil, water, diesel, gasoline, kerosene or urea solution. In particular, the filter element is an air filter element. The filter element is suitable in particular for filtering the combustion air of an internal combustion engine, in particular for an agricultural machine, a truck or a construction machine. In this respect, the filter element in embodiments is an air filter element for combustion air of an internal combustion engine in a motor vehicle. The filter element can be used in motor vehicles, watercraft, rail vehicles, agricultural vehicles, construction machinery, aircraft or the like. Furthermore, the filter element can be used in immobile applications, such as in building technology.
Das Filterelement kann auch als zweites Filterelement, Sekundärelement, Nebenelement oder Nebenfilterelement bezeichnet werden. Das Hauptfilterelement kann auch als erstes Filterelement, Primärfilterelement, Primärelement oder Hauptelement bezeichnet werden. Vorzugsweise ist das Filterelement innerhalb des Hauptfilterelements anordenbar. Insbesondere ist das Filterelement in einem Einbau- oder Betriebszustand innerhalb eines von einem Filtermedium des Hauptfilterelements umschlossenen Volumens angeordnet. Vorzugsweise ist ein Filtermedium des Filterelements in dem Einbau- oder Betriebszustand gegenüber einer Abströmseite des Filtermediums des Hauptfilterelements angeordnet. Im Vergleich zu extern angeordneten Sekundärfilterelementen werden dadurch eine vergrößerte Filterfläche und damit ein geringere Druckverlust beim Durchströmen erreicht.The filter element can also be referred to as a second filter element, secondary element, secondary element or secondary filter element. The main filter element can also be referred to as a first filter element, primary filter element, primary element or main element. The filter element can preferably be arranged within the main filter element. In particular, the filter element is arranged in an installed or operating state within a volume enclosed by a filter medium of the main filter element. A filter medium of the filter element is preferably arranged opposite a downstream side of the filter medium of the main filter element in the installed or operating state. Compared to externally arranged secondary filter elements, this results in a larger filter surface and thus a lower pressure loss during flow.
Als ovaler Querschnitt - insbesondere quer zur Längsachse des Filterelements - wird ein Querschnitt verstanden, der eine von einem Kreis abweichende Umfangslinie hat und insbesondere rundlich konvex ist. Die Umfanglinie hat dabei vorzugsweise eine Krümmung ohne Vorzeichenwechsel. Denkbar ist z.B. eine Ellipse oder Stadionform.An oval cross section—in particular transverse to the longitudinal axis of the filter element—is understood to mean a cross section which has a peripheral line that deviates from a circle and is in particular roundishly convex. In this case, the peripheral line preferably has a curvature without a change in sign. An ellipse or stadium shape is conceivable, for example.
Unter oval kann vorliegend auch ein rechteckiger Querschnitt mit verrundeten Ecken, ein elliptischer Querschnitt oder ein aus mehreren Kreisbögen gebildeter Querschnitt verstanden werden. Der Querschnitt ist vorzugsweise geschlossen und umfasst eine Hauptsymmetrieachse und eine senkrecht zu der Hauptsymmetrieachse positionierte Nebensymmetrieachse. Der Querschnitt ist z.B. symmetrisch aufgebaut. D.h., der Querschnitt ist sowohl zu der Hauptsymmetrieachse als auch zu der Nebensymmetrieachse symmetrisch. Eine Längenausdehnung des Querschnitts in Richtung der Hauptsymmetrieachse ist vorzugsweise größer als eine Längenausdehnung des Querschnitts in Richtung der Nebensymmetrieachse.In the present case, oval can also be understood to mean a rectangular cross section with rounded corners, an elliptical cross section or a cross section formed from a plurality of circular arcs. The cross-section is preferably closed and comprises a major axis of symmetry and a minor axis of symmetry positioned perpendicular to the major axis of symmetry. The cross section is eg built symmetrically. That is, the cross-section is symmetrical both to the main axis of symmetry and to the secondary axis of symmetry. A length extension of the cross section in the direction of the main axis of symmetry is preferably greater than a length extension of the cross section in the direction of the secondary axis of symmetry.
Dadurch, dass das Sekundärfilterelement formschlüssig mit dem Filtergehäuse verbunden ist, wird bei einem Austausch des auf das Sekundärfilterelement aufgesteckten Hauptfilterelements ein unerwünschtes Herausziehen des Sekundärfilterelements aus dem Filtergehäuse verhindert. Sekundärfilterelemente mit ovalem Querschnitt sind üblicherweise ohne eine formschlüssige Verbindung in dem korrespondierenden Filtergehäuse aufgenommen. Dadurch, dass das Sekundärfilterelement einen ovalen Querschnitt aufweist und formschlüssig mit dem Filtergehäuse verbindbar ist, ist auch bei derartigen Sekundärfilterelementen ein sicherer Halt in dem Filtergehäuse gewährleistet. Durch die ovale Geometrie des Filterelements kann im Vergleich zu einem Filterelement mit kreisrundem Querschnitt bei vergrößerter Filterfläche ein geringerer Druckverlust erreicht werden.The fact that the secondary filter element is positively connected to the filter housing prevents the secondary filter element from being undesirably pulled out of the filter housing when the main filter element that is attached to the secondary filter element is replaced. Secondary filter elements with an oval cross section are usually accommodated in the corresponding filter housing without a positive connection. Due to the fact that the secondary filter element has an oval cross section and can be connected to the filter housing in a form-fitting manner, a secure hold in the filter housing is also ensured with such secondary filter elements. Due to the oval geometry of the filter element, a lower pressure loss can be achieved in comparison to a filter element with a circular cross-section with an enlarged filter area.
In Ausführungsformen ist das Filterelement mit Hilfe einer Drehbewegung formschlüssig mit dem Filtergehäuse verbindbar. Ein Winkel der Drehbewegung beträgt vorzugsweise 45° bis 360°, d.h., eine Achtel bis ganze Umdrehung. Weiter bevorzugt beträgt der Winkel der Drehbewegung 90° bis 180°, d.h., eine Viertel bis halbe Umdrehung.In embodiments, the filter element can be positively connected to the filter housing with the aid of a rotary movement. An angle of rotation is preferably 45° to 360°, i.e., 1/8 to 1 turn. More preferably, the angle of rotation is 90° to 180°, i.e. a quarter to half a turn.
Erfindungsgemäß umfasst das Filterelement ferner einen Anschlussabschnitt zum Anschließen des Filterelements an einen Fluidauslass des Filtergehäuses, wobei der Anschlussabschnitt einen kreisrunden Querschnitt aufweist. Der Anschlussabschnitt ist vorzugsweise rohrförmig. Der Eingriffsabschnitt ist vorzugsweise an dem Anschlussabschnitt vorgesehen. Der Eingriffsabschnitt kann beispielsweise ein eingängiges oder mehrgängiges Gewinde sein. Der Eingriffsabschnitt kann auch Teil eines Bajonettverschlusses sein. Ein Bajonettverschluss ist eine schnell herstellbare und lösbare mechanische Verbindung zweier zylindrischer Teile in ihrer Längsachse. Die Teile, in diesem Fall der Anschlussabschnitt und ein Fluidauslass des Filtergehäuses, werden durch Ineinanderstecken und entgegengesetztes Drehen verbunden und so auch wieder getrennt.According to the invention, the filter element also includes a connection section for connecting the filter element to a fluid outlet of the filter housing, the connection section having a circular cross section. The connection section is preferably tubular. The engaging portion is preferably provided on the terminal portion. The engagement section can be, for example, a single or multiple thread. The engagement section can also be part of a bayonet lock. A bayonet lock is a mechanical connection between two cylindrical parts that can be quickly established and released along their longitudinal axis. The parts, in this case the connection section and a fluid outlet of the filter housing, are connected by plugging them into one another and turning them in opposite directions and are also separated again in this way.
In Ausführungsformen umfasst das Filterelement ferner einen Übergangsabschnitt, der einen Übergang zwischen dem ovalen Querschnitt des Filterelements und dem kreisrunden Querschnitt des Anschlussabschnitts bildet. Vorzugsweise ist eine Querschnittsfläche des Querschnitts des Anschlussabschnitts gleich groß oder größer als eine Querschnittsfläche des Querschnitts des Sekundärfilterelements.In embodiments, the filter element also includes a transition section, which forms a transition between the oval cross section of the filter element and the circular cross section of the connection section. A cross-sectional area of the cross section of the connection section is preferably equal to or larger than a cross-sectional area of the cross section of the secondary filter element.
In Ausführungsformen umfasst das Filterelement ferner eine außenseitig und/oder innenseitig an einem Filtermedium des Filterelements vorgesehene Stützstruktur. Die Stützstruktur ist vorzugsweise gitterförmig und fluiddurchlässig. Die Stützstruktur kann in einem Spritzgussverfahren an das Filtermedium angespritzt sein. Die Stützstruktur kann materialeinstückig mit dem Anschlussabschnitt und dem Übergangsabschnitt ausgebildet sein. Hierdurch ist eine sehr einfache und kostengünstige Herstellbarkeit des Sekundärfilterelements gewährleistet. Die Stützstruktur verhindert einen direkten Kontakt des Hauptfilterelements mit dem Filtermedium des Sekundärfilterelements. Hierdurch wird Faserabrieb und das Entstehen von Löchern in dem Filtermedium des Sekundärfilterelements verhindert. Das Filtermedium ist vorzugsweise ein Vliesmaterial. Insbesondere ist das Filtermedium glatt, d.h. ungefaltet. Ein Filtermedium des Hauptfilterelements ist dagegen vorzugsweise gefaltet.In embodiments, the filter element further comprises a support structure provided on the outside and/or inside of a filter medium of the filter element. The support structure is preferably latticed and fluid permeable. The support structure can be molded onto the filter medium in an injection molding process. The support structure can be formed in one material with the connection section and the transition section. This ensures that the secondary filter element can be manufactured very simply and inexpensively. The support structure prevents direct contact of the main filter element with the filter medium of the secondary filter element. This prevents fiber abrasion and the formation of holes in the filter medium of the secondary filter element. The filter medium is preferably a non-woven material. In particular, the filter medium is smooth, i.e. unpleated. In contrast, a filter medium of the main filter element is preferably pleated.
In Ausführungsformen umfasst das Filterelement ferner ein Dichtelement, insbesondere einen O-Ring, zum radialen Abdichten des Filterelements gegenüber dem Filtergehäuse. Das Dichtelement ist vorzugsweise aus einem elastisch verformbaren Material, beispielsweise aus einem Gummiwerkstoff oder einem thermoplastischen Elastomer, gefertigt. Das Dichtelement wird zwischen dem Anschlussabschnitt des Sekundärfilterelements und dem Fluidauslass des Filtergehäuses radial verpresst.In embodiments, the filter element also includes a sealing element, in particular an O-ring, for radial sealing of the filter element with respect to the filter housing. The sealing element is preferably made of an elastically deformable material, for example a rubber material or a thermoplastic elastomer. The sealing element is pressed radially between the connection section of the secondary filter element and the fluid outlet of the filter housing.
Ferner wird eine Filteranordnung, insbesondere eine Luftfilteranordnung, mit einem Filtergehäuse und einem derartigen Filterelement vorgeschlagen, wobei das Filterelement formschlüssig mit dem Filtergehäuse verbunden ist. Das Filtergehäuse kann einen abnehmbaren Wartungsdeckel aufweisen, durch den das Sekundärfilterelement und/oder das Hauptfilterelement austauschbar sind. Der Wartungsdeckel kann mit Hilfe von Schnellverschlüssen fest mit einem Aufnahmeabschnitt des Filtergehäuses verbunden werden.Furthermore, a filter arrangement, in particular an air filter arrangement, is proposed with a filter housing and such a filter element, the filter element being positively connected to the filter housing. The filter housing can have a removable maintenance cover through which the secondary filter element and/or the main filter element can be exchanged. The maintenance cover can be firmly connected to a receiving section of the filter housing with the aid of quick-release fasteners.
In Ausführungsformen ist der Eingriffsabschnitt ein Außengewinde und der Gegeneingriffsabschnitt ein Innengewinde oder der Eingriffsabschnitt und der Gegeneingriffsabschnitt bilden einen Bajonettverschluss. Vorzugsweise ist an dem Anschlussabschnitt des Sekundärfilterelements das Außengewinde und innenseitig an dem Fluidauslass des Filtergehäuses das Innengewinde vorgesehen. Die Gewinde können eingängig oder mehrgängig sein. Hierdurch ist ein schneller Austausch des Sekundärfilterelements möglich.In embodiments, the engagement section is an external thread and the counter-engagement section is an internal thread or the engagement section and the counter-engagement section form a bayonet lock. The external thread is preferably provided on the connection section of the secondary filter element and the internal thread is provided on the inside at the fluid outlet of the filter housing. The threads can be single or multiple. This enables the secondary filter element to be replaced more quickly.
In Ausführungsformen weist das Filterelement ein erstes Positionierelement und das Filtergehäuse ein zweites Positionierelement auf, wobei das erste Positionierelement in einer Endposition des Filterelements an dem zweiten Positionierelement anliegt und wobei in der Endposition eine Hauptsymmetrieachse des ovalen Querschnitts des Filterelements parallel zu einer Hauptsymmetrieachse eines ovalen Querschnitts des Filtergehäuses positioniert ist. Die ovalen Querschnitte sind insbesondere jeweils symmetrisch, d.h., sie umfassen jeweils eine Hauptsymmetrieachse und eine Nebensymmetrieachse, wobei die Nebensymmetrieachse jeweils kürzer als die ihr zugeordnete Hauptsymmetrieachse ist. Die Hauptsymmetrieachsen sind vorzugsweise senkrecht zu den Nebensymmetrieachsen positioniert. Mit Hilfe der Positionierelemente ist das Sekundärfilterelement vorzugsweise dann, wenn sich die Positionierelemente berühren, in einer Endposition oder Betriebsposition in dem Filtergehäuse positioniert. In der Endposition ist der ovale Querschnitt des Sekundärfilterelements insbesondere so in dem ovalen Querschnitt des Filtergehäuses positioniert, dass eine Außenkontur des ovalen Querschnitts des Sekundärfilterelements von einer Außenkontur des ovalen Querschnitts des Filtergehäuses umlaufend konstant beabstandet ist. Ferner sind insbesondere sowohl die Hauptsymmetrieachsen als auch die Nebensymmetrieachsen in der Endposition deckungsgleich oder zumindest parallel. Mit Hilfe der Positionierelemente ist somit eine einfache und reproduzierbare Positionierung des Sekundärfilterelements in dem Filtergehäuse gewährleistet. D.h., eine Winkelposition des Sekundärfilterelements in dem Filtergehäuse ist mit Hilfe der Positionierelemente in der Endposition festgelegt. Eine Fehlmontage des Sekundärfilterelements ist daher ausgeschlossen.In embodiments, the filter element has a first positioning element and the filter housing has a second positioning element, with the first positioning element bearing against the second positioning element in an end position of the filter element and with a main axis of symmetry of the oval cross section of the filter element being parallel to a main axis of symmetry of an oval cross section of the filter element in the end position Filter housing is positioned. The oval cross sections are in particular each symmetrical, ie they each comprise a main axis of symmetry and a secondary axis of symmetry, the secondary axis of symmetry being shorter than the main axis of symmetry assigned to it. The major axes of symmetry are preferably positioned perpendicular to the minor axes of symmetry. With the aid of the positioning elements, the secondary filter element is preferably positioned in an end position or operating position in the filter housing when the positioning elements touch. In the end position, the oval cross-section of the secondary filter element is positioned in the oval cross-section of the filter housing in particular such that an outer contour of the oval cross-section of the secondary filter element is at a constant distance from an outer contour of the oval cross-section of the filter housing. Furthermore, in particular both the main axes of symmetry and the secondary axes of symmetry are congruent or at least parallel in the end position. A simple and reproducible positioning of the secondary filter element in the filter housing is thus ensured with the aid of the positioning elements. That is, an angular position of the secondary filter element in the filter housing is fixed in the end position with the aid of the positioning elements. Incorrect installation of the secondary filter element is therefore impossible.
In Ausführungsformen umfasst die Filteranordnung ferner ein Hauptfilterelement, das in dem Filtergehäuse aufgenommen ist, wobei das Filterelement innerhalb des Hauptfilterelements angeordnet ist. Insbesondere ist das Hauptfilterelement lösbar auf das Filterelement aufgesteckt ist. Vorzugsweise wird das Hauptfilterelement in kürzeren Intervallen ausgetauscht als das Sekundärfilterelement. Durch die formschlüssige Verbindung des Sekundärfilterelements mit dem Filtergehäuse wird jedoch ein versehentliches Herausziehen des Sekundärfilterelements bei dem Austausch des Hauptfilterelements zuverlässig verhindert.In embodiments, the filter assembly further includes a main filter element received within the filter housing, the filter element being disposed within the main filter element. In particular, the main filter element is detachably attached to the filter element. Preferably, the main filter element is replaced at shorter intervals than the secondary filter element. However, the positive connection of the secondary filter element to the filter housing reliably prevents the secondary filter element from being pulled out accidentally when the main filter element is replaced.
Weitere mögliche Implementierungen des Filterelements und/oder der Filteranordnung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bzgl. der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Verfahrensschritte. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform des Filterelements und/oder der Filteranordnung hinzufügen.Further possible implementations of the filter element and/or the filter arrangement also include combinations of features or method steps described above or below with regard to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. The person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the filter element and/or the filter arrangement.
Weitere Ausgestaltungen des Filterelements und/oder der Filteranordnung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele des Filterelements und/oder der Filteranordnung. Im Weiteren werden das Filterelements und/oder die Filteranordnung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.Further configurations of the filter element and/or the filter arrangement are the subject of the subclaims and the exemplary embodiments of the filter element and/or the filter arrangement described below. The filter element and/or the filter arrangement are explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the enclosed figures.
Figurenlistecharacter list
Es zeigt dabei:
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1 eine schematische perspektivische Teilschnittansicht einer Ausführungsform einer Filteranordnung; -
2 eine weitere schematische perspektivische Teilschnittansicht der Filteranordnung gemäß1 ; -
3 eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines ersten Filterelements und eines zweiten Filterelements für dieFilteranordnung gemäß 1 ; -
4 eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines zweiten Filterelements für dieFilteranordnung gemäß 1 ; -
5 eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines zweiten Filterelements für dieFilteranordnung gemäß 1 ; -
6 eine schematische Schnittansicht der Filteranordnung gemäß1 ; -
7 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Filteranordnung gemäß1 ; -
8 ein vergrößertes Detail der Schnittansichten gemäß6 und 7 ; -
9 ein vergrößertes Detail der perspektivischen Ansichten gemäß4 und 5 ; -
10 ein vergrößertes Detail der perspektivischen Ansicht gemäß1 ; und -
11 eine weitere schematische Schnittansicht der Filteranordnung gem.1 .
-
1 a schematic perspective partial sectional view of an embodiment of a filter assembly; -
2 a further schematic perspective partial sectional view of the filter arrangement according to FIG1 ; -
3 a schematic perspective view of an embodiment of a first filter element and a second filter element for the filter arrangement according to FIG1 ; -
4 a schematic perspective view of an embodiment of a second filter element for the filter arrangement according to FIG1 ; -
5 a schematic perspective view of a further embodiment of a second filter element for the filter arrangement according to FIG1 ; -
6 a schematic sectional view of the filter arrangement according to FIG1 ; -
7 a schematic sectional view of a further embodiment of a filter arrangement according to FIG1 ; -
8th an enlarged detail of the sectional views according to FIG6 and7 ; -
9 an enlarged detail of the perspective views according to FIG4 and5 ; -
10 an enlarged detail according to theperspective view 1 ; and -
11 a further schematic sectional view of the filter assembly gem.1 .
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen worden.In the figures, elements that are the same or have the same function have been provided with the same reference symbols unless otherwise stated.
Ausführungsform(en) der Erfindungembodiment(s) of the invention
Die Filteranordnung 1 umfasst ein Filtergehäuse 2 und ein in dem Filtergehäuse 2 angeordnetes erstes Filterelement 3. Das Filtergehäuse 2 kann auch als Gehäuse, Aufnahme oder Filteraufnahme bezeichnet werden. Das erste Filterelement 3 ist auch in den
Das erste Filterelement 3, das auch als Primärfilterelement, Primärelement, Hauptfilterelement oder Hauptelement bezeichnet werden kann, umfasst ein Filtermedium 4, das ein Stützrohr oder Mittelrohr 5 umgibt. Beispielsweise kann das Filtermedium 4 auf das Mittelrohr 5 aufgewickelt sein. Das Mittelrohr 5 ist vorzugsweise gitterförmig und damit fluiddurchlässig. Das Filtermedium 4 ist vorzugsweise gefaltet. Das Filtermedium 4 ist beispielsweise ein Filtergewebe, Filtergelege oder ein Filtervlies. Insbesondere kann das Filtermedium 4 in einem Spinnvlies- oder Meltblown-Verfahren hergestellt sein. Weiter kann das Filtermedium 4 verfilzt oder vernadelt sein. Das Filtermedium 4 kann Naturfasern, wie Cellulose oder Baumwolle, oder Kunstfasern, beispielsweise aus Polyester, Polyvinylsulfit oder Polytetrafluorethylen, aufweisen. Die Fasern können bei der Verarbeitung in, schräg und/oder quer zur Maschinenrichtung orientiert sein.The
Das erste Filterelement 3 weist eine erste Endscheibe 6 und eine zweite Endscheibe 7 auf. Die Endscheiben 6, 7 sind vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigt. Beispielsweise können die Endscheiben 6, 7 als kostengünstige Kunststoffspritzgussbauteile ausgebildet sein. Die Endscheiben 6, 7 können beispielsweise aus einem Polyurethanmaterial gefertigt sein. Die Endscheiben 6, 7 können an das Filtermedium 4 angegossen sein. Das Filtermedium 4 ist zwischen den Endscheiben 6, 7 angeordnet. Auf einer dem Filtermedium 4 abgewandten Vorderseite 8 der ersten Endscheibe 6 ist eine Dichteinrichtung 9 zum Abdichten des ersten Filterelements 3 gegenüber dem Filtergehäuse 2 vorgesehen. Die Dichteinrichtung 9 ist dazu eingerichtet, das erste Filterelement 3, insbesondere radial und/oder axial, gegenüber dem Filtergehäuse 2 abzudichten.The
Das Filtermedium 4 kann mit den Endscheiben 6, 7 verschmolzen, verklebt oder verschweißt sein. Die zweite Endscheibe 7 ist plattenförmig und fluidundurchlässig. In der ersten Endscheibe 6 ist eine Aufnahmeöffnung 10 vorgesehen. Zu reinigendes Fluid L strömt im Betrieb der Filteranordnung 1 von einer Rohseite RO des ersten Filterelements 3 durch das Filtermedium 4 hindurch als gefiltertes Fluid L in einen von dem Mittelrohr 5 umgebenen Hohlraum auf eine Reinseite RL des ersten Filterelements 3.The
Das erste Filterelement 3 weist in einer Längsrichtung LR desselben einen ovalen Querschnitt auf. Der Querschnitt kann sich ausgehend von der ersten Endscheibe 6 in Richtung der zweiten Endscheibe 7 verringern, so dass das erste Filterelement 3 konisch zuläuft. Bevorzugt jedoch weist das erste Filterelement 3 einen ovalen oder elliptischen Querschnitt auf. D.h., das erste Filterelement 3 ist zylinderförmig mit einer ovalen Basisfläche. Unter oval kann vorliegend ein rechteckiger Querschnitt mit verrundeten Ecken, ein elliptischer Querschnitt oder ein aus mehreren Kreisbögen gebildeter Querschnitt verstanden werden. Der Querschnitt ist symmetrisch aufgebaut.The
In dem ersten Filterelement 3 kann ein zweites Filterelement 11 aufgenommen sein. Das zweite Filterelement 11 kann als Sekundärfilterelement, Sekundärelement, Nebenfilterelement oder Nebenelement bezeichnet werden. Das erste Filterelement 3 und das zweite Filterelement 11 sind so angeordnet, dass im Betrieb der Filteranordnung 1 zuerst das erste Filterelement 3 und dann das zweite Filterelement 11 von dem zu reinigenden Fluid L durchströmt wird. Vorzugsweise ist das zweite Filterelement 11 in der Aufnahmeöffnung 10 aufgenommen. Das zweite Filterelement 11 weist vorzugsweise ebenfalls einen ovalen Querschnitt auf. Das erste Filterelement 3 kann das zweite Filterelement 11 umfassen. Das zweite Filterelement 11 weist ein Filtermedium 12 sowie eine erste Endscheibe 13 auf. Die erste Endscheibe 13 kann aus einem elastisch verformbaren Kunststoffmaterial, beispielsweise aus einem aufgeschäumten Polyurethanwerkstoff, gefertigt sein. Das Filtermedium 12 kann ein Filtervlies sein. Das zweite Filterelement 11 weist auch eine zweite Endscheibe oder einen Übergangsabschnitt 14 auf. A
Das Filtermedium 12 ist zwischen der ersten Endscheibe 13 und dem Übergangsabschnitt 14 positioniert. Das Filtermedium 12 kann innenseitig von einem Stützrohr gestützt sein. Das Filtermedium 12 ist vorzugsweise glatt, d.h. ungefaltet.The
Das zweite Filterelement 11 kann, wie in
Das zweite Filterelement 11 umfasst einen rohrförmigen Anschlussabschnitt 16. Der Anschlussabschnitt 16 weist einen kreisrunden Querschnitt auf. Der Anschlussabschnitt 16 ist vorzugsweise materialeinstückig mit dem Übergangsabschnitt 14 und der Stützstruktur 15 ausgebildet, wobei der Übergangsabschnitt 14 zwischen der Stützstruktur 15 und dem Anschlussabschnitt 16 angeordnet ist. Der Übergangsabschnitt 14 bildet einen Übergang zwischen dem ovalen Querschnitt eines Innenraums 17 des zweiten Filterelements 11 und dem kreisrunden Querschnitt des Anschlussabschnitts 16, wobei eine Querschnittsfläche des Innenraums 17 vorzugsweise gleich groß ist wie eine Querschnittsfläche des Anschlussabschnitts 16.The
An dem Anschlussabschnitt 16 ist ein Eingriffsabschnitt 18 vorgesehen. Der Eingriffsabschnitt 18 kann auch als Eingriffsgeometrie, Eingriffskontur, Verbindungsgeometrie oder Verbindungskontur bezeichnet werden. Der Eingriffsabschnitt 18 ist, wie in
Das Filtergehäuse 2 umfasst einen Aufnahmeabschnitt 21 zum Aufnehmen des ersten Filterelements 3 und des zweiten Filterelements 11. Der Aufnahmeabschnitt 21 ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigt. Alternativ kann der Aufnahmeabschnitt 21 aus Blech, insbesondere aus Stahlblech, gefertigt sein. Beispielsweise kann der Aufnahmeabschnitt 21 als kostengünstiges Kunststoffspritzgussbauteil ausgebildet sein. Weiterhin weist das Filtergehäuse 2 einen von dem Aufnahmeabschnitt 21 abnehmbaren Wartungsdeckel 22 auf. Über den Wartungsdeckel 22 können das erste Filterelement 3 und das zweite Filterelement 11 aus dem Aufnahmeabschnitt 21 entnommen werden. Der Wartungsdeckel 22 kann mit Hilfe von Schnellverschlüssen 23 mit dem Aufnahmeabschnitt 21 verbunden sein. Zwischen dem Wartungsdeckel 22 und dem Aufnahmeabschnitt 21 kann eine Dichteinrichtung vorgesehen sein.The
Das Filtergehäuse 2 bzw. der Aufnahmeabschnitt 21 weist einen Fluideinlass 24 zum Einlass des zu filternden Fluids L in das Filtergehäuse 2 und einen Fluidauslass 25 zum Auslass des mit Hilfe der Filterelemente 3, 11 gefilterten Fluids L aus dem Filtergehäuse 2 auf. Der Fluideinlass 24 und der Fluidauslass 25 sind vorzugsweise rohrförmig ausgebildet und können einen kreisrunden Querschnitt aufweisen. Das zu filternde Fluid L tritt in einer Einströmrichtung E in den Fluideinlass 24 ein. Das Fluid L tritt in einer Ausströmrichtung A vorzugsweise parallel zur Längsrichtung LR des ersten Filterelements 3 aus dem Fluidauslass 25 aus. Die Einströmrichtung E ist senkrecht zur Ausströmrichtung A orientiert. In dem Filtergehäuse 2 und insbesondere in dem Aufnahmeabschnitt 21 ist ein Eingriffsbereich 26 vorgesehen, in den die Dichteinrichtung 9 des ersten Filterelements 3 eingreift. Der Eingriffsbereich 26 kann den Fluidauslass 25 vollständig umlaufen.The
An dem Wartungsdeckel 22 kann eine Partikelaustragsöffnung 27 vorgesehen sein. Die Partikelaustragsöffnung 27 ist vorzugsweise rohrförmig. Über die Partikelaustragsöffnung 27 können aus dem Fluid L vorabgeschiedene Partikel aus dem Filtergehäuse 2 abgeführt werden. Die Partikelaustragsöffnung 27 kann ein Ventil aufweisen.A
Das Filtergehäuse 2 umfasst einen zu dem Eingriffsabschnitt 18 des zweiten Filterelements 11 korrespondierenden Gegeneingriffsabschnitt 28. Der Gegeneingriffsabschnitt 28 ist vorzugsweise innenseitig an dem Fluidauslass 25 vorgesehen. Der Eingriffsabschnitt 18 ist dazu eingerichtet, formschlüssig in den Gegeneingriffabschnitt 28 einzugreifen, so dass das zweite Filterelement 11 formschlüssig mit dem Filtergehäuse 2 und insbesondere mit dem Aufnahmeabschnitt 21 verbindbar ist. Der Gegeneingriffsabschnitt 28 kann auch als Gegeneingriffsgeometrie, Gegeneingriffskontur, Verbindungsgeometrie oder Verbindungskontur bezeichnet werden. Der Gegeneingriffsabschnitt 28 ist ein an dem Fluidauslass 25 innenseitig vorgesehenes Innengewinde. Alternativ kann der Gegeneingriffsabschnitt 28 auch ein Teil eines Bajonettverschlusses sein. D.h., es ist zwischen dem zweiten Filterelement 11 und dem Filtergehäuse 2 eine Drehkopplung vorgesehen. Insbesondere kann der Gegeneingriffsabschnitt 28 ein eingängiges oder auch mehrgängiges Gewinde sein.The
In einem in das Filtergehäuse 2 eingeschraubten Zustand des zweiten Filterelements 11 ist das Dichtelement 19 zwischen einem den Anschlussabschnitt 16 vollständig umlaufenden Absatz 29 und dem Gegeneingriffsabschnitt 28 positioniert. Das Dichtelement 19 ist dann zwischen dem Anschlussabschnitt 16 und dem Fluidauslass 25 radial verpresst. D.h., das Dichtelement 19 dichtet das zweite Filterelement 11 radial gegenüber dem Filtergehäuse 2 ab.When the
An dem zweiten Filterelement 11 und insbesondere an dem Absatz 29 ist, wie in
Das Filtergehäuse 2 weist, wie in
Die Querschnitte 32, 33 sind stark vereinfacht als Ellipsen dargestellt. Die ovalen Querschnitte 32, 33 sind jeweils symmetrisch, d.h. sie umfassen jeweils eine Hauptsymmetrieachse 34, 35 und eine Nebensymmetrieachse 36, 37, wobei die Nebensymmetrieachse 36, 37 jeweils kürzer als die ihr zugeordnete Hauptsymmetrieachse 34, 35 ist. Die Hauptsymmetrieachsen 34, 35 sind senkrecht zu den Nebensymmetrieachsen 36, 37 angeordnet. Mit Hilfe der Positionierelemente 30, 31 ist das zweite Filterelement 11 dann, wenn sich die Positionierelemente 30, 31 berühren, in einer Endposition oder Betriebsposition in dem Filtergehäuse 2 positioniert. In der Endposition ist der ovale Querschnitt 33 des zweiten Filterelements 11 so in dem ovalen Querschnitt 32 des Filtergehäuses 2 positioniert, dass eine Außenkontur 38 des ovalen Querschnitts 33 des zweiten Filterelements 11 von einer Außenkontur 39 des ovalen Querschnitts 32 des Filtergehäuses 2 umlaufend konstant beabstandet ist. Ferner sind sowohl die Hauptsymmetrieachsen 34, 35 als auch die Nebensymmetrieachsen 36, 37 in der Endposition deckungsgleich oder zumindest parallel.The
Dadurch, dass das zweite Filterelement 11 formschlüssig mit dem Filtergehäuse 2 verbunden ist, ist gewährleistet, dass das zweite Filterelement 11 bei einem Abziehen des ersten Filterelements 3 von demselben nicht aus dem Fluidauslass 25 herausgezogen wird. Eine Verunreinigung der Reinseite RE mit zu filterndem Fluid L wird hierdurch verhindert. Aufgrund der Stützstruktur 15 wird ferner beim Austauschen des ersten Filterelements 3 eine Beschädigung des zweiten Filterelements 11 und insbesondere des Filtermediums 12 ausgeschlossen. Mit Hilfe der Positionierelemente 30, 31 ist eine einfache und reproduzierbare Positionierung des zweiten Filterelements 11 in dem Filtergehäuse 2 gewährleistet. D.h., eine Winkelposition des zweiten Filterelements 11 in dem Filtergehäuse 2 ist mit Hilfe der Positionierelemente 30, 31 in der Endposition festgelegt.The fact that the
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Filteranordnungfilter arrangement
- 22
- Filtergehäusefilter housing
- 33
- Filterelementfilter element
- 44
- Filtermediumfilter medium
- 55
- Mittelrohrcenter pipe
- 66
- Endscheibeend plate
- 77
- Endscheibeend plate
- 88th
- Vorderseitefront
- 99
- Dichteinrichtungsealing device
- 1010
- Aufnahmeöffnungintake opening
- 1111
- Filterelementfilter element
- 1212
- Filtermediumfilter medium
- 1313
- Endscheibeend plate
- 1414
- Übergangsabschnitttransition section
- 1515
- Stützstruktursupport structure
- 1616
- Anschlussabschnittconnector section
- 1717
- Innenrauminner space
- 1818
- Eingriffsabschnittengagement section
- 1919
- Dichtelementsealing element
- 2020
- Fluidausströmöffnungfluid outflow opening
- 2121
- Aufnahmeabschnittrecording section
- 2222
- Wartungsdeckelmaintenance cover
- 2323
- Schnellverschlussquick release
- 2424
- Fluideinlassfluid inlet
- 2525
- Fluidauslassfluid outlet
- 2626
- Eingriffsbereichintervention area
- 2727
- Partikelaustrittsöffnungparticle exit opening
- 2828
- Gegeneingriffsabschnittcounter engagement section
- 2929
- AbsatzUnit volume
- 3030
- Positionierelementpositioning element
- 3131
- Positionierelementpositioning element
- 3232
- Querschnittcross-section
- 3333
- Querschnittcross-section
- 3434
- Hauptsymmetrieachsemain axis of symmetry
- 3535
- Hauptsymmetrieachsemain axis of symmetry
- 3636
- Nebensymmetrieachseminor axis of symmetry
- 3737
- Nebensymmetrieachseminor axis of symmetry
- 3838
- Außenkonturouter contour
- 3939
- Außenkontur outer contour
- AA
- Ausströmrichtungoutflow direction
- EE
- Einströmrichtunginflow direction
- LL
- FluidFluid
- LRLR
- Längsrichtunglongitudinal direction
- RLRL
- Reinseiteclean side
- RORO
- Rohseiteraw side
Claims (9)
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DE102016004317.2A DE102016004317B4 (en) | 2016-04-12 | 2016-04-12 | Filter element and filter assembly |
Publications (2)
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DE102016004317.2A Active DE102016004317B4 (en) | 2016-04-12 | 2016-04-12 | Filter element and filter assembly |
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R020 | Patent grant now final |