DE102018003414A1 - Filter device, in particular air filter, and method for maintaining a filter device and its use - Google Patents
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Abstract
Eine Filtereinrichtung mit einem Filterelement weist ein Filtergehäuse mit einer Vertiefung in der Außenwand auf, in die ein Funktionselement eingesetzt ist, welches mit einem Strömungsstutzen verbunden ist, und wobei in das Filterelement eine korrespondierende Vertiefung eingebracht ist sowie eine Verwendung einer derartigen Filtereinrichtung und ein Verfahren zu deren Wartung.A filter device with a filter element has a filter housing with a recess in the outer wall, in which a functional element is connected, which is connected to a flow nozzle, and wherein in the filter element a corresponding recess is introduced and a use of such a filter device and a method to their maintenance.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtereinrichtung mit einem Filterelement, beispielsweise einen Luftfilter im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Wartung einer Filtereinrichtung nach Anspruch 13 sowie deren Verwendung gemäß Anspruch 12.The invention relates to a filter device with a filter element, for example an air filter in the intake tract of an internal combustion engine, according to the preamble of
Stand der TechnikState of the art
In der
Die
Die
Die
Die
Die US 2013 / 0291500 A1 ist auf eine Reduktion von unerwünschten Hochfrequenzgeräuschen eines Kompressors und von Motoreinlassventilen eines Zwangsluftansaugsystems gerichtet und offenbart hierzu einen in einen Reinluftstutzen integrierten Resonator.US 2013/0291500 A1 is directed to a reduction of unwanted high-frequency noise of a compressor and of engine intake valves of a forced air intake system and discloses a resonator integrated into a clean air connection.
Die
Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen und in platzsparender Weise eine Filtereinrichtung mit einer Zusatzfunktion zu versehen, wobei insbesondere für die Zusatzfunktion zusätzlich effizient ein Teilstrom des gefilterten oder zu filternden Fluids der Filtereinrichtung verwendet werden kann und wobei zusätzlich die Verwendung eines vorbestimmten Filterelements leicht erkennbar sichergestellt werden kann.The invention has for its object to provide a filter device with an additional function with simple constructive measures and in a space-saving manner, in particular for the additional function additionally a partial flow of the filtered or filtered fluid of the filter device can be used and wherein additionally the use of a predetermined Filter element easily recognizable can be ensured.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This object is achieved with the features of
Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung wird vorzugsweise zur Gasfiltration eingesetzt, insbesondere zur Luftfiltration, beispielsweise zur Filtration der Verbrennungsluft, die einer Brennkraftmaschine in einem Fahrzeug zugeführt wird. Grundsätzlich kommt aber auch eine Anwendung zur Flüssigkeitsfiltration in Betracht.The filter device according to the invention is preferably used for gas filtration, in particular for air filtration, for example for filtration of the combustion air, which is supplied to an internal combustion engine in a vehicle. In principle, however, is also an application for liquid filtration into consideration.
Die Filtereinrichtung weist ein Filtergehäuse zur Aufnahme des Filterelementes auf, wobei in die Außenwand des Filtergehäuses eine Vertiefung eingebracht und in die Vertiefung ein Funktionselement eingesetzt ist. Die Vertiefung ist als Rücksprung in der Außenwand des Filtergehäuses ausgebildet, wobei die Außenwand des Filtergehäuses im Bereich der Vertiefung durchgehend ausgeführt ist. Das Funktionselement kann eine gleich große oder kleinere Erstreckung wie die Vertiefung aufweisen und vollständig in der Vertiefung aufgenommen sein, so dass das Funktionselement innerhalb der Außenkontur des Filtergehäuses liegt. Es ist aber auch möglich, dass das in die Vertiefung eingesetzte Funktionselement teilweise über die Außenkontur des Filtergehäuses hinausragt.The filter device has a filter housing for receiving the filter element, wherein in the outer wall of the filter housing a recess introduced and in the recess a functional element is inserted. The recess is formed as a recess in the outer wall of the filter housing, wherein the outer wall of the filter housing is designed to be continuous in the region of the recess. The functional element may have an equally large or smaller extent as the depression and be accommodated completely in the depression, so that the functional element lies within the outer contour of the filter housing. But it is also possible that the functional element inserted into the recess protrudes partially beyond the outer contour of the filter housing.
Das Funktionselement ist benachbart zu einem Strömungsstutzen im Filtergehäuse angeordnet und mit dem Strömungsstutzen strömungsverbunden. Die Funktion des Funktionselementes hängt von der Strömungsverbindung mit dem Strömungsstutzen ab, der das Fluid führt, das in der Filtereinrichtung der Filtration unterzogen wird. Bei dem Strömungsstutzen handelt es sich vorzugsweise um den Abströmstutzen zum Ableiten des gereinigten Fluids. Gegebenenfalls handelt es sich bei dem Strömungsstutzen um den Einströmstutzen zum Einführen des ungereinigten Fluids in das Filtergehäuse. Der Strömungsstutzen ist Teil des Filtergehäuses und dient zum Anschließen an eine Leitung, durch die das Fluid geführt wird.The functional element is arranged adjacent to a flow nozzle in the filter housing and connected in fluid communication with the flow nozzle. The function of the functional element depends on the flow connection with the flow nozzle, which carries the fluid which is subjected to the filtration in the filter device. The flow connection is preferably the discharge connection for discharging the purified fluid. Optionally, the flow port is the inflow port for introducing the unpurified fluid into the filter housing. The flow nozzle is part of the filter housing and serves to connect to a conduit through which the fluid is passed.
Aufgrund der Strömungsverbindung zwischen dem Funktionselement und dem Strömungsstutzen wird zumindest ein Teil des durch den Strömungsstutzen geführten Fluids auch dem Funktionselement zugeführt und kann dort der zusätzlichen Funktion unterzogen bzw. für die Funktion herangezogen werden. Bei dem Funktionselement handelt es sich beispielsweise um einen Resonator, mit dem definierte Schallfrequenzen eliminiert werden können, die insbesondere über die an den Strömungsstutzen angeschlossene Leitung in die Filtereinrichtung übertragen werden oder innerhalb der Filtereinrichtung entstehen. Im Resonator können störende Frequenzen durch Erzeugen phasenverschobener Resonanzfrequenzen eliminiert werden.Due to the flow connection between the functional element and the flow connection, at least part of the fluid guided through the flow connection is also supplied to the functional element and can there be subjected to the additional function or used for the function. The functional element is, for example, a resonator with which defined sound frequencies can be eliminated, which in particular are transmitted to the filter device via the line connected to the flow connection or are formed inside the filter device. In the resonator disturbing frequencies can be eliminated by generating phase-shifted resonance frequencies.
Es kommen auch weitere Funktionen des Funktionselementes in Betracht. So ist es beispielsweise möglich, dass das Funktionselement einen Aktivkohlefilter aufweist, um Kohlenwasserstoffe im Fluid zu binden. Insbesondere bei einer Anordnung der Filtereinrichtung im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine für die Filtration der herangeführten Verbrennungsluft können sich derartige Kohlenwasserstoffe von der Brennkraftmaschine kommend bis in den Luftfilter hinein ausbreiten, wobei über den Aktivkohlefilter im Funktionselement die Kohlenwasserstoffe gebunden werden.There are also other functions of the functional element into consideration. For example, it is possible for the functional element to have an activated carbon filter in order to bind hydrocarbons in the fluid. In particular, in an arrangement of the filter device in the intake tract of an internal combustion engine for the filtration of the brought combustion air, such hydrocarbons from the internal combustion engine coming into the air filter can propagate, being bound via the activated carbon filter in the functional element, the hydrocarbons.
Gemäß noch einer weiteren Ausführung weist das Funktionselement einen Heißluftmassenmesser auf, mit dem der Luftmassenstrom durch die Filtereinrichtung gemessen werden kann.According to yet another embodiment, the functional element on a hot air mass meter, with which the air mass flow can be measured by the filter device.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung besteht das Filtergehäuse aus mindestens zwei Gehäuseteilen, wobei die Vertiefung in mindestens zwei Gehäuseteile eingebracht ist. Es kann beispielsweise zweckmäßig sein, genau zwei Gehäuseteile vorzusehen, insbesondere zwei zumindest annähernd gleich große Gehäusehälften, über die sich die Vertiefung erstreckt. In einer weiteren Ausführung besteht das Filtergehäuse aus einem Filtergrundgehäuse und einem aufsetzbaren Gehäusedeckel. Es sind Ausführungen möglich, bei denen sich die Vertiefung nur in einem Gehäuseteil erstreckt, beispielsweise in einem Filtergrundgehäuse. Sofern sich die Vertiefung über zwei oder mehr Gehäuseteile erstreckt, sind sowohl Ausführungen möglich, bei denen sich die Vertiefung über die gesamte Höhe des Filtergehäuses mit sämtlichen Gehäuseteilen erstreckt, als auch Ausführungen, bei denen sich die Vertiefung nur über eine Teilhöhe, bezogen auf die Gesamthöhe des Filtergehäuses, erstreckt.According to an advantageous embodiment, the filter housing consists of at least two housing parts, wherein the recess is introduced into at least two housing parts. It may, for example, be expedient to provide exactly two housing parts, in particular two housing halves of at least approximately the same size, over which the depression extends. In a further embodiment, the filter housing consists of a filter base housing and an attachable housing cover. Embodiments are possible in which the recess extends only in a housing part, for example in a filter base housing. If the recess extends over two or more housing parts, both embodiments are possible in which the recess extends over the entire height of the filter housing with all housing parts, as well Designs in which the recess extends only over a partial height, relative to the total height of the filter housing.
Des Weiteren sind Ausführungen möglich, bei denen ein Teil des Gehäuses des Funktionselementes von der Außenwand des Filtergehäuses gebildet ist. In dieser Ausführung setzt sich das Gehäuse des Funktionselementes zum Teil aus der Außenwand des Filtergehäuses und zu einem weiteren Teil aus einem eigenen Funktionselementgehäuse zusammen, das beispielsweise als Gehäuseschale ausgebildet ist und die Außenwand des Filtergehäuses im Bereich der Vertiefung ergänzt.Furthermore, embodiments are possible in which a part of the housing of the functional element is formed by the outer wall of the filter housing. In this embodiment, the housing of the functional element is composed in part of the outer wall of the filter housing and another part of its own functional element housing, which is designed for example as a housing shell and complements the outer wall of the filter housing in the depression.
In einer alternativen Ausführung bildet das Funktionselement eine separate Baueinheit, die unabhängig von der Filtereinrichtung ausgebildet ist, jedoch mit der Filtereinrichtung verbunden und mit dem Strömungsstutzen strömungsverbunden ist.In an alternative embodiment, the functional element forms a separate structural unit, which is formed independently of the filter device, but connected to the filter device and fluidly connected to the flow port.
Die Befestigung des Funktionselementes an das Filtergehäuse der Filtereinrichtung kann ausschließlich über die Strömungsverbindung mit dem Strömungsstutzen erfolgen. Es ist aber auch möglich, dass eine zusätzliche Befestigung zwischen dem Funktionselement und dem Filtergehäuse vorhanden ist.The attachment of the functional element to the filter housing of the filter device can be done exclusively via the flow connection with the flow pipe. But it is also possible that an additional attachment between the functional element and the filter housing is present.
In einer alternativen Ausführung weist das Funktionselement zusätzlich zu seiner Strömungsverbindung mit dem Strömungsstutzen eine Befestigung außerhalb der Filtereinrichtung auf, beispielsweise im Fall der Filtereinrichtung als Luftfilter für eine Brennkraftmaschine im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine.In an alternative embodiment, the functional element in addition to its flow connection with the flow pipe attachment outside of the filter device, for example in the case of the filter device as an air filter for an internal combustion engine in the intake system of the internal combustion engine.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung befinden sich die Vertiefung und das darin aufgenommene Funktionselement an der gleichen Seite des Filtergehäuses. Es ist insbesondere vorteilhaft, dass sich die Vertiefung und das Funktionselement unmittelbar unterhalb des Strömungsstutzens befinden, mit dem das Funktionselement strömungsverbunden ist. Der Strömungsstutzen kann gegebenenfalls sich weiter über die Außenkontur des Filtergehäuses hinaus erstrecken als das Funktionselement.According to a further advantageous embodiment, the recess and the functional element received therein are located on the same side of the filter housing. It is particularly advantageous that the recess and the functional element are located directly below the flow nozzle with which the functional element is flow-connected. If necessary, the flow connection piece can extend further beyond the outer contour of the filter housing than the functional element.
Gemäß noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist am Filterelement ein umlaufendes Dichtungselement angeordnet, das die Roh- von der Reinseite strömungsdicht separiert, wobei das Dichtungselement dem Verlauf der Vertiefung folgt. Das Dichtungselement erstreckt sich insbesondere entlang der Außenkontur des Filterelementes, das vorzugsweise ebenfalls eine Vertiefung aufweist, welche im eingebauten Zustand des Filterelementes mit der Vertiefung in der Außenwand des Filtergehäuses fluchtet. Gegebenenfalls wird das Dichtungselement zwischen die Gehäuseteile des Filtergehäuses eingeklemmt, wodurch das Dichtungselement mit einer die Strömungsdichtigkeit unterstützenden Klemmkraft beaufschlagt wird.According to yet another expedient embodiment, a circumferential sealing element is arranged on the filter element, which separates the raw fluid-tight from the clean side, wherein the sealing element follows the course of the depression. The sealing element extends in particular along the outer contour of the filter element, which preferably also has a recess, which is aligned in the installed state of the filter element with the recess in the outer wall of the filter housing. Optionally, the sealing element is clamped between the housing parts of the filter housing, whereby the sealing element is acted upon by a clamping force supporting the flow-tightness.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Wartung einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung, umfassend die Schritte des Öffnens eines Filtergehäuses zur Aufnahme eines Filterelements mit einer Vertiefung in der Außenwand des Filtergehäuses, wobei die Vertiefung ein eingesetztes Funktionselement aufweist und wobei das Funktionselement benachbart zu einem Strömungsstutzen im Filtergehäuse angeordnet ist und mit dem Strömungsstutzen strömungsverbunden ist, und Einlegens des Filterelements, insbesondere zur Gasfiltration, beispielsweise Luftfilter im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine, insbesondere des Austauschens des Filterelements, wobei das Filterelement eine zur Vertiefung des Filtergehäuses korrespondierende Vertiefung und eine Dichtung aufweist, welche dem Verlauf der Vertiefung folgt, und wobei das Filterelement zwischen einer Roh- und einer Reinseite separierend zu dem Strömungsstutzen angeordnet wird. Hierdurch wird auf konstruktiv einfache Weise der Austausch des Filterelements in einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung ermöglicht, wobei sichergestellt wird, dass zum einen ein für die Filtereinrichtung passendes Filterelement einfach sichtbar feststellbar beim Wechsel verwendet wird, wodurch das gewünschte Filtrationsprofil während der Lebensdauer der Filtereinrichtung aufrechterhalten wird, und zum anderen zudem die Zusatzfunktion innerhalb der Filtereinrichtung korrekt strömungsverbunden bleibt.The invention further relates to a method for maintaining a filter device according to the invention, comprising the steps of opening a filter housing for receiving a filter element having a recess in the outer wall of the filter housing, wherein the recess has an inserted functional element and wherein the functional element is arranged adjacent to a flow nozzle in the filter housing is and is fluidly connected to the flow pipe, and inserting the filter element, in particular for gas filtration, for example, air filter in the intake of an internal combustion engine, in particular the replacement of the filter element, wherein the filter element has a depression of the filter housing corresponding recess and a seal, which the course of the recess follows, and wherein the filter element between a raw and a clean side is arranged separating to the flow pipe. In this way, the replacement of the filter element in a filter device according to the invention is made possible in a structurally simple manner, wherein it is ensured that on the one hand a filter element suitable for the filter device is used in a visibly detectable manner when changing, whereby the desired filtration profile is maintained during the lifetime of the filter device, and on the other hand, the additional function within the filter device remains correctly connected to the flow.
Figurenlistelist of figures
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 in perspektivischer Ansicht eine Filtereinrichtung, die als Luftfilter im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine einsetzbar ist; -
2 die Filtereinrichtung in Explosionsdarstellung; -
3 die Filtereinrichtung in einer Ansicht von vorne; -
4 eine Draufsicht auf die Filtereinrichtung; -
5 einen Längsschnitt durch die Filtereinrichtung; und -
6 eine Seitenansicht der Filtereinrichtung.
-
1 in perspective view a filter device which can be used as an air filter in the intake tract of an internal combustion engine; -
2 the filter device in exploded view; -
3 the filter device in a view from the front; -
4 a plan view of the filter device; -
5 a longitudinal section through the filter device; and -
6 a side view of the filter device.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.
Ausführungsform(en) der Erfindung Embodiment (s) of the invention
Bei der in den
Der Filtermediumkörper
Die zu reinigende Luft wird über einen Einströmstutzen
Am oberen Gehäuseteil
In die Außenwand des Filtergehäuses
Der Resonator
Die Vertiefung
Auch der Filtermediumkörper
Der Resonator
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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