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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Filterelement für eine Filtervorrichtung für Fluid, welches austauschbar in ein Filtergehäuse zwischen wenigstens einem Einlass und wenigstens einem Auslass für das Fluid angeordnet werden kann, wobei das Filterelement aufweist
- - wenigstens ein Filtermedium und
- - wenigstens eine Dichtung, welche bezüglich einer Achse des Filterelements umfangsmäßig an einem stirnseitigen Rand des Filterelements angeordnet ist,
- - wobei die wenigstens eine Dichtung wenigstens eine bezüglich der Achse wenigstens teilumfänglich verlaufende Dichtungsfläche aufweist, die wenigstens zum Teil axial gerichtet ist und die radial innen von wenigstens einem wenigstens teilumfänglich verlaufenden radial inneren Dichtungssteg und/oder radial außen von wenigstens einem wenigstens teilumfänglich verlaufenden radial äußeren Dichtungssteg begrenzt ist.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Filtergehäuse einer Filtervorrichtung für Fluid mit wenigstens einem Einlass für zu filtrierendes Fluid und wenigstens einem Auslass für filtriertes Fluid,
- - wobei in dem Filtergehäuse wenigstens ein Filterelement austauschbar so angeordnet ist oder werden kann, dass es den wenigstens einen Einlass von dem wenigstens einen Auslass trennt,
- - wobei das Filtergehäuse wenigstens ein erstes Gehäuseteil und wenigstens ein zweites Gehäuseteil aufweist, welche zum Öffnen des Filtergehäuses wenigstens teilweise voneinander trennbar sind,
- - wobei das wenigstens eine erste Gehäuseteil wenigstens einen bezüglich einer gedachten Achse des Filtergehäuses umfangsmäßig verlaufenden Andrücksteg mit wenigstens einer wenigstens abschnittsweise zur Achse parallel gerichteten Dichtfläche zur Anlage wenigstens einer Dichtung wenigstens eines Filterelements aufweist und das wenigstens eine zweite Gehäuseteil wenigstens einen dem wenigstens einen Andrücksteg axial gegenüberliegenden Andrückabschnitt zum Andrücken der wenigstens einen Dichtung gegen die wenigstens eine Dichtfläche aufweist.
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Außerdem betrifft die Erfindung eine Filtervorrichtung für Fluid, mit einem Filtergehäuse, in dem wenigstens ein Filterelement austauschbar angeordnet ist.
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Stand der Technik
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Aus der
WO 2013139901 A2 ist ein Filtereinsatzteil für eine Filtereinrichtung bekannt, welche vorzugsweise zur Gasfiltration, zum Beispiel zur Filtration der Ansaugluft für eine Brennkraftmaschine eingesetzt wird. Das Filtereinsatzteil umfasst ein Filterelement sowie ein am Filterelement angeordnetes, vorzugsweise umlaufendes Dichtungsteil. Das Filtereinsatzteil wird in ein Filtergehäuse der Filtereinrichtung eingesetzt, wobei das Dichtungsteil die Roh- von der Reinseite des Filterelementes separiert und im montierten Zustand an einer Wandung des Filtergehäuses dichtend anliegt. Es ist beispielsweise möglich, dass ein Dichtabschnitt des Dichtungsteils in einem Aufnahmekanal des Gehäuses aufgenommen ist und von einem weiteren Gehäuseteil, beispielsweise einem Deckel, mit einer Kraft beaufschlagt wird. Die Beaufschlagungsrichtung ist hierbei entweder parallel zur Durchströmungsrichtung des Filterelementes, also axial, oder quer zur Durchströmungsrichtung, also radial.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement, ein Filtergehäuse und eine Filtervorrichtung der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen die wenigstens eine Dichtung platzsparend realisiert ist und sicher und stabil gehalten werden kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird bei dem Filterelement erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in wenigstens einem Umfangsabschnitt der wenigstens einen Dichtung, in dem radial innen kein Abschnitt eines radial inneren Dichtungsstegs angeordnet ist, radial außen wenigstens ein Abschnitt wenigstens eines radial äußeren Dichtungsstegs angeordnet ist
und/oder
in wenigstens einem Umfangsabschnitt der wenigstens einen Dichtung, in dem radial außen kein Abschnitt eines radial äußeren Dichtungsstegs angeordnet ist, radial innen wenigstens ein Abschnitt wenigstens eines radial inneren Dichtungsstegs angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß sind also zwischen den radial äußeren Dichtungsstegen und/oder zwischen den radial inneren Dichtungsstegen jeweils Lücken realisiert. Wenigstens ein Teil der radial äußeren Lücken werden dabei radial gegenüberliegend auf der radial inneren Seite wenigstens teilweise mit entsprechenden Abschnitten von radial inneren Dichtungsstegen abgedeckt. Entsprechend wenigstens ein Teil der radial inneren Lücken radial gegenüberliegend auf der radial äußeren Seite wenigstens teilweise mit entsprechenden Abschnitten von radial äußeren Dichtungsstegen abgedeckt. Auf diese Weise kann die wenigstens eine Dichtung wenigstens auf einer Seite, entweder radial innen oder radial außen, von einem entsprechenden Dichtungssteg gestützt werden.
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Die Dichtungsstege können an entsprechenden gehäuseseitigen Andrückstegen anliegen. So kann die wenigstens eine Dichtung entsprechend radial innen oder radial außen abgestützt werden.
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Die wenigstens eine Dichtung ist aufgrund ihrer wenigstens abschnittsweise axial gerichteten Dichtungsfläche in axialer Richtung dichtend wirkend.
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Durch die Unterbrechung der Dichtungsstege aufgrund der Lücken wird erreicht, dass Toleranzen der Dichtung, insbesondere bei Temperaturänderungen oder bei der Montage, besser ausgeglichen werden können. So können entsprechende Dehnungen und Stauchungen an der Außenhaut der wenigstens einen Dichtung, welche zu Rissen führen können, vermieden werden.
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Die wenigstens eine Dichtung weist wenigstens eine bezüglich der Achse wenigstens teilumfänglich verlaufende Dichtungsfläche auf. Bei einer bevorzugten Variante kann die wenigstens eine Dichtungsfläche vollumfänglich umlaufend ausgebildet sein.
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Vorteilhafterweise können das wenigstens eine erste Gehäuseteil und das wenigstens eine zweite Gehäuseteil bezüglich der Achse in axialer Richtung miteinander verbunden und entsprechend getrennt werden. Auf diese Weise können die Gehäuseteile mit einer geraden Bewegung verbunden werden. In diesem Fall können die Achse des Filterelements (Elementachse) und eine Verbindungsachse zwischen den beiden Gehäuseteilen parallel oder axial verlaufen.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Filterelement bezüglich der Achse in axialer Richtung in wenigstens eines der Gehäuseteile, insbesondere das wenigstens eine erste Gehäuseteil, bevorzugt einen Gehäusetopf, eingesteckt und entsprechend entfernt werden. Das Filtergehäuse kann anschließend mit dem zweiten Gehäuseteil, insbesondere einer Gehäusehaube, verschlossen werden. In diesem Fall können die Elementachse und eine Einbauachse des Filterelements in das Filtergehäuse paralleler axial verlaufen.
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Vorteilhafterweise können das wenigstens eine erste Gehäuseteil und das wenigstens eine zweite Gehäuseteil jeweils wenigstens einen Durchlass für Fluid, insbesondere einen Einlass beziehungsweise einen Auslass, aufweisen. Das wenigstens eine Filterelement kann zwischen den beiden Gehäuseteilen so angeordnet werden, dass der wenigstens eine Einlass von dem wenigstens einen Auslass getrennt ist.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Dichtung geschäumt, insbesondere an und/oder auf das Filtermedium geschäumt, sein. Vorteilhafterweise kann die Dichtung freischäumendes Material, insbesondere Polyurethan (PUR), aufweisen oder daraus bestehen. Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Dichtung wenigstens teilweise elastisch sein. Auf diese Weise können insbesondere betriebsbedingte Einflüsse, insbesondere Temperaturen und/oder Vibrationen, besser kompensiert werden.
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Vorteilhafterweise kann das Filterelement einen bezüglich der Achse des Filterelements in axialer Richtung betrachtet eckigen, insbesondere quadratischen, rechteckigen, oder runden, ovalen oder andersartigen Umfang aufweisen.
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Vorteilhafterweise kann es sich bei dem Filterelement um ein sogenanntes Flachfilterelement handeln. Ein Flachfilterelement unterscheidet sich von einem sogenannten Rundfilterelement dadurch, dass bei dem Flachfilterelement das Filtermedium keinen Elementinnenraum umgibt. Dabei kann auch ein Filterelement mit Faltenhöhen, welche im Verhältnis zur sonstigen Ausdehnung relativ groß sind, also mit sogenannten „tiefen Falten“, als „Flachfilterelement“ bezeichnet werden.
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Vorteilhafterweise können das Filterelement und die Filtervorrichtung zur Reinigung von Luft, Gas, Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstoffwasserlösung oder dergleichen verwendet werden. Das Filterelement und die Filtervorrichtung können in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Die Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen. Vielmehr kann sie auch bei andersartigen Fluidsystemen, insbesondere Gassystemen, Luftsystemen, Reinluftsystemen, Hydrauliksystemen, Kühlsystemen, Fluidsystemen mit Harnstoffwasserlösung, Kompressorluft-Systemen oder dergleichen, von Kraftfahrzeugen oder anderen Maschinen, insbesondere Landmaschinen, Baumaschinen oder Kompressoren, verwendet werden. Das Filterelement und die Filtervorrichtung können auch außerhalb der Kraftfahrzeugtechnik, insbesondere bei Industriemotoren, eingesetzt werden.
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Vorteilhafterweise kann die Filtervorrichtung ein Luftfilter sein. Der Luftfilter kann vorteilhafterweise Teil eines Luftansaugtrakts einer Brennkraftmaschine sein. Er kann zur Reinigung von Verbrennungsluft dienen, welche der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Bei dem Luftfilter kann es sich auch um einen Innenraumfilter handeln.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Dichtung wenigstens einen Eckabschnitt aufweisen. Auf diese Weise kann die Form der wenigstens eine Dichtung an eine entsprechende eckige Form des Filterelements und/oder des Filtergehäuses angepasst sein.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Dichtung in Richtung der Achse betrachtet eine eckige, insbesondere rechteckige oder quadratische, Form aufweisen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann sich wenigstens ein radial äußerer Dichtungssteg bezüglich der Achse umfangsmäßig über einen Scheitel wenigstens eines Eckabschnitts erstrecken und/oder wenigstens ein radial innerer Dichtungssteg kann sich über einen Scheitel wenigstens eines Eckabschnitts erstrecken.
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Mit einem radial äußeren Dichtungssteg, welcher sich über einen Scheitel wenigstens eines Eckabschnitts erstrecken kann, kann eine mechanische Stabilität der Dichtung insbesondere im Bereich erhöht werden. Ferner kann so das Filterelement einfacher in dem Filtergehäuse zentriert werden.
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Durch Verwendung eines radial inneren Dichtungssteg, welcher sich über einen Scheitel erstreckt, kann das Filterelement an den Ecken einfacher gefasst und einfacher in dem Filtergehäuse angeordnet und aus diesem entnommen werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann sich wenigstens ein radial äußerer Dichtungssteg bezüglich der Achse umfangsmäßig zwischen zwei benachbarten Eckabschnitten erstrecken und/oder wenigstens ein radial innerer Dichtungssteg kann sich bezüglich der Achse umfangsmäßig zwischen zwei benachbarten Eckabschnitten erstrecken. Auf diese Weise kann in Bereichen der wenigstens einen Dichtung zwischen den Eckabschnitten eine mechanische Stabilisierung mithilfe der Dichtungsstege erfolgen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann sich bezüglich der Achse umfangsmäßig über jeweilige Scheitel benachbarter Eckabschnitte jeweils ein radial äußerer Dichtungssteg erstrecken und wenigstens ein radial innerer Dichtungssteg kann sich zwischen den benachbarten Eckabschnitten erstrecken, und/oder bezüglich der Achse umfangsmäßig über jeweilige Scheitel benachbarter Eckabschnitte kann sich jeweils ein radial innerer Dichtungssteg erstrecken und wenigstens ein radial äußerer Dichtungssteg kann sich zwischen den benachbarten Eckabschnitten erstrecken. Auf diese Weise kann entlang des umfänglichen Verlaufs der Dichtung eine gleichmäßigere Abstützung durch Dichtungsstege erfolgen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die jeweils zugewandten Enden wenigstens eines radial inneren Dichtungsstegs und wenigstens eines benachbarten radial äußeren Dichtungsstegs senkrecht zu einer gedachten Umfangslinie der wenigstens einen Dichtung betrachtet fluchten, überlappen oder eine Lücke bilden. Mit zueinander fluchtenden Enden kann ein in Projektion betrachtet nahtloser Übergang zwischen den Dichtungsstegen erreicht werden. Mit überlappenden Enden kann dort sowohl radial innen als auch radial außen eine Abstützung mithilfe der jeweiligen Dichtungsstege erfolgen. Mit Lücken zwischen den Enden können insbesondere durch Temperaturänderungen bewirkte mechanische Dehnungen und Stauchungen besser kompensiert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die Dichtungsstege eine bezüglich Rotationen um die Achse unsymmetrische Anordnung bilden. Auf diese Weise kann mithilfe der Dichtungsstege eine entsprechende Einbauorientierung des Filterelements in dem Filtergehäuse vorgegeben werden. Es gibt keine zwei Einbauorientierung bezüglich der Rotation um die Achse, in denen die Anordnung der Dichtungsstege gleich ist. Durch Zusammenwirkung mit entsprechenden Lücken und Vorsprüngen aufseiten des Gehäuses kann so verhindert werden, dass das Filterelement in falscher Orientierung oder ein nicht passendes Filterelement eingebaut wird. Auf diese Weise kann die Betriebssicherheit der Filtervorrichtung insgesamt verbessert werden.
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Vorteilhafterweise können die Dichtungsstege eine bezüglich wenigstens einer gedachten Ebene mit der Achse unsymmetrische Anordnung bilden. Auf diese Weise kann durch entsprechende Anordnung der Dichtungsstege eine Einbauorientierung des Filterelements in dem Filtergehäuse vorgegeben werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Dichtung einen in Richtung der Achse betrachtet rechteckigen Verlauf aufweisen. Auf diese Weise kann die Dichtung in Verbindung mit einem entsprechenden rechteckigen Filterelement verwendet werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens zwei Dichtungsstege, welche auf bezüglich der Achse radial gegenüberliegenden Seiten der wenigstens einen Dichtung angeordnet sind, unterschiedliche umfangsmäßige Ausdehnungen aufweisen. Auf diese Weise kann eine bezüglich Rotationen um die Achse unsymmetrische Anordnung realisiert werden. Ferner kann so auch eine bezüglich einer gedachten Ebene mit der Achse unsymmetrische Anordnung realisiert werden.
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Ferner wird die Aufgabe bei dem Filtergehäuse erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bezüglich der Achse radial innerhalb des wenigstens einen Andrückstegs wenigstens ein Vorsprung angeordnet ist und/oder radial außerhalb des wenigstens einen Andrückstegs wenigstens ein Vorsprung angeordnet ist, wobei wenigstens ein Vorsprung bei montiertem Filterelement in eine bezüglich der Achse umfangsmäßige Lücke zwischen benachbarten Dichtungsstegen der wenigstens einen Dichtung des Filterelements eingreifen kann.
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Erfindungsgemäß kann mithilfe wenigstens eines Vorsprungs eine entsprechende Abstützung der wenigstens einen Dichtung des Filterelements im Bereich einer Lücke zwischen Dichtungsstegen erfolgen. Ferner kann wenigstens ein Vorsprung als Zentrier- und/oder Orientierungshilfe verwendet werden, mit der die Zentrierung und/oder Orientierung des Filterelements in dem Filtergehäuse einfacher und genauer vorgegeben werden kann. Auf diese Weise kann eine Montage des Filterelements im Filtergehäuse vereinfacht werden. Ferner kann eine Falschmontage des Filterelements oder eine Montage eines nicht geeigneten Filterelements verhindert werden. Die Betriebssicherheit der Filtervorrichtung kann so insgesamt erhöht werden.
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Vorteilhafterweise kann sich wenigstens ein Vorsprung bezüglich der Achse radial, axial und/oder umfangsmäßig erstrecken. Auf diese Weise kann die Ausdehnung des wenigsten einen Vorsprungs an die Ausdehnung der entsprechenden Lücke auf Seiten der Dichtung angepasst werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann mit wenigstens einem Vorsprung eine bezüglich Rotationen um die Achse unsymmetrische Anordnung realisiert werden. Auf diese Weise kann einfach eine Orientierungshilfe zum Einbau des Filterelements in das Filtergehäuse realisiert werden.
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Vorteilhafterweise kann die unsymmetrische Anordnung durch eine Form, eine Größe und/oder eine Position wenigstens eines Vorsprungs realisiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die unsymmetrische Anordnung durch mehrere Vorsprünge realisiert werden.
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Vorteilhafterweise kann mit wenigstens einem Vorsprung eine bezüglich wenigstens einer gedachten Ebene mit der Achse unsymmetrische Anordnung realisiert werden. Auf diese Weise kann eine Einbauorientierung des Filterelements in dem Filtergehäuse vorgegeben werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Andrücksteg eine in Richtung der Achse betrachtet rechteckigen Verlauf aufweisen. Auf diese Weise kann der Andrücksteg in Verbindung mit einem entsprechenden rechteckigen Filtergehäuse verwendet werden.
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Vorteilhafterweise können wenigstens zwei Vorsprünge, welche auf bezüglich der Achse radial gegenüberliegenden Seiten des wenigstens einen Andrückstegs angeordnet sind, unterschiedliche umfangsmäßige Ausdehnungen aufweisen. Auf diese Weise kann eine bezüglich Rotationen um die Achse unsymmetrische Anordnung realisiert werden. Ferner kann so eine bezüglich einer gedachten Ebene mit der Achse unsymmetrische Anordnung realisiert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Andrücksteg wenigstens einen Eckabschnitt aufweisen, wobei sich wenigstens ein Andrücksteg bezüglich der Achse umfangsmäßig um einen Scheitel wenigstens eines Eckabschnitts erstrecken kann und/oder sich wenigstens ein Andrücksteg bezüglich der Achse umfangsmäßig zwischen zwei benachbarten Eckabschnitten erstrecken kann. Auf diese Weise kann der wenigstens eine Andrücksteg an ein in axialer Richtung betrachtet eckiges Filtergehäuse mit einem entsprechenden eckigen Filterelement, insbesondere einem Flachfilterelement, angepasst werden.
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Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei der Filtervorrichtung dadurch gelöst, dass in dem Filtergehäuse wenigstens ein erfindungsgemäßes Filterelement angeordnet ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Filtergehäuse erfindungsgemäß sein.
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Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Filterelement, dem erfindungsgemäßen Filtergehäuse und der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch:
- 1 eine Seitenansicht eines Gehäusetopfs einer Filtervorrichtung für Fluid gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, in dem ein Filterelement angeordnet ist;
- 2 eine Unteransicht des Filterelements der Filtervorrichtung aus 1;
- 3 einen ersten Längsschnitt der Filtervorrichtung aus der 1 entlang der dortigen Schnittlinie III - III;
- 4 einen zweiten Längsschnitt der Filtervorrichtung aus 1 entlang der dortigen Schnittlinie IV - IV;
- 5 eine Seitenansicht einer Filtervorrichtung gemäß einem zweitem Ausführungsbeispiel, welches zu dem ersten Ausführungsbeispiel aus 1 bis 4 ähnlich ist;
- 6 eine Unteransicht des Filterelements der Filtervorrichtung aus 5;
- 7 eine Seitenansicht einer Filtervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, welches zu den Ausführungsbeispielen aus 1 bis 6 ähnlich ist;
- 8 eine Unteransicht des Filterelements der Filtervorrichtung aus 7;
- 9 eine isometrische Ansicht des Filtertopfs der Filtervorrichtung aus 7;
- 10 eine Unteransicht eines Filterelements einer Filtervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In 1 bis 4 ist eine Filtervorrichtung 10 für Fluid in unterschiedlichen Perspektiven, Schnitten und Detailansichten gezeigt. Die Filtervorrichtung 10 kann beispielsweise als Luftfilter zur Reinigung von Verbrennungsluft in einem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Alternativ kann es sich bei der Filtervorrichtung um eine Filtervorrichtung 10 zur Reinigung eines anderen flüssigen oder gasförmigen Fluids, insbesondere Motoröl, Kraftstoff, Harnstoffwasserlösung, Kompressorluft oder dergleichen, handeln.
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Die Filtervorrichtung 10 umfasst ein Filtergehäuse 12 mit einem Einlass 14 für zu reinigendes Fluid und einem in den Figuren der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht gezeigten Auslass für gereinigtes Fluid. In dem Filtergehäuse 12 ist ein Filterelement 16 austauschbar so angeordnet, dass es den Einlass 14 von dem Auslass trennt. Das Filtergehäuse 12 hat in einer Draufsicht axial zu einer Achse 18 betrachtet beispielhaft einen etwa rechteckigen Umfang.
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Die Achse 18 fällt in dem Ausführungsbeispiel zusammen mit einer Gehäuseachse des Filtergehäuses 12, einer Einbau-/Ausbauachse des Filterelements 16 in einen Gehäusetopf 20 des Filtergehäuses 12, einer Verbindungsachse einer der besseren Übersichtlichkeit wegen in den Figuren nicht gezeigten Gehäusehaube des Filtergehäuses 12 mit dem Gehäusetopf 20 und einer Elementachse des Filterelements 16. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind im Folgenden die Elementachse, die Gehäuseachse, die Verbindungsachse und die Einbau-/Ausbauachse mit dem gleichen Bezugszeichen 18 versehen und werden kurz als „Achse 18“ bezeichnet. Es versteht sich, dass bei ausgebautem Filterelement 16, je nach Kontext, die Gehäuseachse, die Elementachse und/oder die Einbau-/Ausbauachse gemeint ist. Wenn im Folgenden von „radial“, „koaxial“, „axial“, „tangential“, „umfangsmäßig“, „konzentrisch“, „exzentrisch“ oder dergleichen die Rede ist, so bezieht sich dies, sofern nicht anders erwähnt, auf die Achse 18.
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Das Filtergehäuse 12 umfasst den Gehäusetopf 20, in 1, 3 und 4 unten, welcher mit der Gehäusehaube oben verschlossen ist. Die Gehäusehaube ist trennbar mit dem Gehäusetopf 20 verbunden. Die Gehäusehaube ist beispielhaft mit einem freien Rand auf die offene Seite des Gehäusetopfs 20 in axialer Richtung aufgesteckt. Im Bereich ihrer jeweiligen offenen Seiten ist zwischen dem Gehäusetopf 20 und der Gehäusehaube ist eine umfangsmäßig verlaufende Dichtung 22 des Filterelements 16 eingeordnet.
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Der Einlass 14 führt beispielhaft durch eine Seitenwand des Gehäusetopfs 20. Der Auslass befindet sich beispielhaft in einer entsprechenden Seitenwand der nicht gezeigten Gehäusehaube. Der Einlass 14 und der Auslass können auch an anderen Stellen des Gehäusetopfs 20 und der Gehäusehaube angeordnet sein. Bei einer Umkehrung der Strömungsrichtung des Fluids in der Filtervorrichtung 10 können auch der Einlass 14 als Auslass und der Auslass als Einlass dienen.
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Im Bereich seiner der Gehäusehaube zugewandten offenen Seite weist der Gehäusetopf 20 einen querschnittserweiterten Bereich auf, welcher einen Aufnahmeraum 24 für das Filterelement 16 bildet. Der umfangsmäßige Rand des Gehäusetopfs 20 an seiner offenen Seite bildet einen Andrücksteg 26 für die Dichtung 22. Der Andrücksteg 26 erstreckt sich umfangsmäßig und parallel zur Achse 18, also axial. Die axiale Stirnseite des Andrückstegs 26 bildet eine Dichtfläche 28. Die Dichtfläche 28 erstreckt sich umfangsmäßig und ist zumindest in ihrem radialen Zentrum parallel zur Achse 18 gerichtet.
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Die Gehäusehaube weist auf ihrer offenen Seite axial stirnseitig einen umfangsmäßigen Andrückabschnitt auf. Der Andrückabschnitt befindet sich im montierten Zustand der Filtervorrichtung 10 axial gegenüber der Dichtfläche 28 des Andrückstegs 26. Der Andrückabschnitt dient zum Andrücken der Dichtung 22 gegen die Dichtfläche 28.
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Das Filterelement 16 mit Dichtung 22 wird im Folgenden näher erläutert. Bei der Dichtung 22 handelt es sich beispielhaft um eine Polyurethan-Dichtung, welche an einen stirnseitigen Rand eines gefalteten Filtermediums 30 angeschäumt ist. Insgesamt ist die Dichtung 22 einstückig aufgebaut.
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Das Filtermedium 30 ist beispielhaft zickzackförmig gefaltet. Es besteht beispielhaft aus einem Filterpapier. Das gefaltete Filtermedium 30 hat insgesamt eine etwa quaderförmige Gestalt. Das Filterelement 16 kann beispielhaft als ein sogenanntes „Flachfilterelement“ ausgelegt sein. In 2 ist der besseren Übersichtlichkeit wegen lediglich ein Teil des gefalteten Filtermediums 30 angedeutet. Das Filtermedium 30 und die Dichtung 22 sind in axialer Richtung betrachtet jeweils rechteckig. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel bildet eine Stirnseite des Filterelements 16 mit der Dichtung 22 eine Reinseite des Filterelements 16. Die axial gegenüberliegende Stirnseite bildet eine Rohseite. Bei umgekehrter Durchströmrichtung kann sich die Dichtung 22 alternativ auch auf der Rohseite des Filterelements 16 befinden.
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Die Dichtung 22 überragt den stirnseitigen Rand des gefalteten Filtermediums 30 sowohl in axialer Richtung als auch von radial innen nach radial außen betrachtet.
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Die Dichtung 22 verfügt über einen umfangsmäßigen Befestigungsbereich, mit dem sie am Randbereich des Filtermediums 30 befestigt ist. Der Befestigungsbereich umfasst, wie beispielsweise in 3 und 4 gezeigt ist, einen umfangsmäßig radialen Befestigungsabschnitt und einen umfangsmäßigen axialen Befestigungsabschnitt. Der radiale Befestigungsabschnitt erstreckt sich umfangsmäßig und im Wesentlichen quer zur Achse 18 von radial innen nach radial außen. Der axiale Befestigungsabschnitt erstreckt sich umfangsmäßig und im Wesentlichen parallel, also axial zur Achse 18. Der Befestigungsbereich umgreift mit dem radialen Befestigungsabschnitt und dem axialen Befestigungsabschnitt den Rand des gefalteten Filtermediums 30.
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An den Befestigungsbereich schließt sich radial außen ein umfangsmäßiger Dichtungsbereich 32 an. In Eckabschnitten 34 der in axialer Richtung betrachtet rechteckigen Dichtung 22 ist jeweils ein radial innerer Dichtungssteg 36 angeordnet. Die insgesamt vier radial inneren Dichtungsstege 36 erstrecken sich in axialer Verlängerung des axialen Befestigungsabschnitts auf der dem Gehäusetopf 20 axial zugewandten Seite. Die radial inneren Dichtungsstege 36 begrenzen in den Eckabschnitten 34 auf der radial inneren Seite eine umfangsmäßig zusammenhängende Dichtungsfläche 38 der Dichtung 22. Die Dichtungsfläche 38 ist dem Gehäusetopf 20 zugewandt. Die Dichtungsfläche 38 ist parallel zur Achse 18 gerichtet. Beispielhaft sind die radial inneren Dichtungsstege 36 in axialer Richtung betrachtet etwa L-förmig. Die radial inneren Dichtungsstege 36 erstrecken sich jeweils über die entsprechenden Scheitel der Eckabschnitte 34 der Dichtung 22.
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Zwischen benachbarten radial inneren Dichtungsstegen 36 befindet sich jeweils eine radial innere Lücke 40. Die radial inneren Lücken 40 erstrecken sich jeweils an den Längsseiten beziehungsweise Querseiten der Dichtung 22.
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Zwischen benachbarten Eckabschnitten 34 erstreckt sich jeweils ein gerader radial äußerer Dichtungssteg 42. Die radial äußeren Dichtungsstege 42 begrenzen jeweils die Dichtungsfläche 38 radial außen. Die Dichtungsstege 42 erstrecken sich jeweils in Umfangsrichtung und axialer Richtung. Zwischen benachbarten radial äußeren Dichtungsstegen 42 befindet sich jeweils eine radial äußere Lücke 40.
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Die radial äußeren Dichtungsstege 42 befinden sich jeweils gegenüber einer radial inneren Lücke 40. In jedem Umfangsabschnitt der Dichtung 22, in dem radial innen kein Abschnitt eines radial inneren Dichtungsstegs 36 angeordnet ist, ist also radial außen ein Abschnitt eines radial äußeren Dichtungsstegs 42 angeordnet.
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Die radial inneren Dichtungsstege 36 befinden sich jeweils gegenüber einer radial äußeren Lücke 40. in jedem Umfangsabschnitt der Dichtung 22, in dem radial außen kein Abschnitt eines radial äußeren Dichtungsstegs 42 angeordnet ist, ist also radial innen ein Abschnitt eines radial inneren Dichtungssteg 36 angeordnet.
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Senkrecht zum Umfangsverlauf der Dichtung 22 betrachtet fluchten die jeweils zugewandten Enden 44 der jeweils benachbarten radial inneren Dichtungsstege 36 und radial äußeren Dichtungsstege 42. Alternativ können sich die entsprechenden Enden 44 in diese Richtung betrachtet auch überlappen oder eine Lücke bilden.
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Bei dem in 1 bis 4 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel bilden die Dichtungsstege 36 und 42 eine bezüglich der Achse 18 symmetrische Anordnung.
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Bei montiertem Filterelement 16 befindet sich das Filtermedium 30 in dem Aufnahmeraum 24. Die Dichtung 22 liegt auf dem Andrücksteg 26 auf, derart, dass die Dichtfläche 28 in axialer Richtung dichtend an der Dichtungsfläche 38 umfangsmäßig zusammenhängend anliegt. Mit Hilfe der Dichtungsstege 36 und 42 wird die Dichtungsfläche 38 auf dem Andrücksteg 26 zentriert und gehalten. Der umfangsmäßige Andrückabschnitt der Gehäusehaube drückt in axialer Richtung gegen die Rückseite des Dichtbereichs 32 der Dichtung 22, so dass die Dichtwirkung zwischen der Dichtfläche 28 des Andrückstegs 26 und der Dichtungsfläche 38 der Dichtung 22 verbessert wird.
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In 5 und 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Filtervorrichtung 10 gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus 1 bis 4 ähnlich sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel sind beim zweiten Ausführungsbeispiel die radial äußeren Dichtungsstege 142 im Bereich der Eckabschnitte 34 der Dichtung 22 angeordnet und umgreifen jeweils die dortigen Scheitel. Die radial inneren Dichtungsstege 136 sind hingegen zwischen den Eckabschnitten 34 angeordnet und befinden sich so auf der der Achse 18 radial zugewandten Seite der Dichtungsfläche 38.
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In 7 bis 9 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer Filtervorrichtung 10 gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des zweiten Ausführungsbeispiels aus 5 und 6 ähnlich sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zu dem zweiten Ausführungsbeispiel bilden beim dritten Ausführungsbeispiel die radial inneren Dichtungsstege 236 und die radial äußeren Dichtungsstege 242 bezüglich Rotationen um die Achse 18 eine insgesamt unsymmetrische Anordnung. Dies unsymmetrische Anordnung wird insbesondere dadurch erreicht, dass die radial äußeren Lücken 240 und die jeweiligen radial inneren Dichtungsstege 236 an den gegenüberliegenden Querseiten der Dichtung 22 unterschiedlich lang sind. Die beiden querseitigen radial inneren Dichtungsstege 236, welche auf bezüglich der Achse 18 radial gegenüberliegenden Seiten der Dichtung 22 angeordnet sind, haben also unterschiedliche umfangsmäßige Ausdehnungen. Ferner bilden die Dichtungsstege 236 und 242 eine bezüglich einer gedachten Längsebene 243a und einer gedachten Querebene 243b, welche senkrecht zueinander verlaufen und deren Schnittlinie in der Achse 18 liegt, jeweils eine unsymmetrische Anordnung.
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Ferner weist der Gehäusetopf 20, wie in 7 und 9 gezeigt, beispielhaft insgesamt vier Vorsprünge 246 auf. Die Vorsprünge 246 erstrecken sich an der bezüglich der Achse 18 radial äußeren Seite des Andrückstegs 26 nach radial außen, in axialer Richtung und umfangsmäßig. Die Vorsprünge 246 erstrecken sich jeweils zwischen den Eckbereichen 248 des Andrückstegs 26. Die umfangsmäßige Ausdehnung der Vorsprünge 246 und deren umfangsmäßige Anordnungen entsprechen der Anordnung der radial äußeren Lücken 240 aufseiten der Dichtung 22. Aufgrund der bezüglich Rotationen um die Achse 18 unsymmetrischen Anordnung und Ausdehnung der querseitigen radial äußeren Lücken 240 und der querseitigen Vorsprünge 246 kann das Filterelement 16 ausschließlich in der Orientierung in den Gehäusetopf 20 angeordnet werden, in der die Vorsprünge 246 in die entsprechenden Lücken 240 eingreifen können. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass das Filterelement 16 nicht falsch montiert wird. In der Unteransicht des Filterelements 16 in 8 sind zur Veranschaulichung der Andrücksteg 26 und die Vorsprünge 246 gestrichelt angedeutet.
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In 10 ist ein viertes Ausführungsbeispiel einer Filtervorrichtung 10 gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des dritten Ausführungsbeispiels aus 7 bis 9 ähnlich sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zum dritten Ausführungsbeispiel ist beim vierten Ausführungsbeispiel auf Seiten des Gehäusetopfs 20 beispielhaft ein weiterer Vorsprung 346 vorgesehen. Der Vorsprung 346 erstreckt sich an der bezüglich der Achse 18 radial inneren Seite des Andrückstegs 26 nach radial innen, in axialer Richtung und umfangsmäßig. Der Vorsprung 346 ragt in die radial innere Lücke in einem Eckabschnitte 34. Die Ausdehnung des Vorsprungs 346 nach radial innen ist so groß, dass er in den Bereich des Filtermediums 30 hineinragt. Zur Aufnahme des Vorsprungs 346 ist daher eine entsprechende Aussparung im Filtermedium 30 bzw. einem Filterbalg, wenn es sich um ein gefaltetes Filtermedium handelt, vorgesehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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