-
Die Erfindung betrifft Filtereinrichtung, insbesondere ein Luftfilter, für eine Frischluftanlage einer Brennkraftmaschine oder für einen Fahrgastinnenraum eines Kraftfahrzeugs.
-
Filtereinrichtungen, insbesondere zur Reinigung von Frischluft, kommen in Frischluftanlagen für Brennkraftmaschinen zum Einsatz, um die den Brennkammern der Brennkraftmaschine zuzuführende Frischluft von Schmutzpartikeln zu reinigen. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Reinigung der dem Fahrgastinnenraum zugeführten Frischluft bzw. Umluft. Eine solche Filtereinrichtung umfasst typischerweise ein Filterelement mit einem Filtermedium aus Filtermaterial, welches in einem Filtergehäuse angeordnet und dort von der zu reinigenden Frischluft durchströmt wird. Beim Durchtritt durch das Filtermedium werden die in der Frischluft enthaltenen Schmutzpartikel separiert.
-
Die bestimmungsgemäße Verwendung des Filterelements führt zu einem fortschreitenden Verschleiß des Filtermediums. Insbesondere kann das Filtermedium verschleißbedingt verstopfen bzw. aufgrund der Filterbeladung den Durchströmungswiderstand erhöhen. Daher ist es erforderlich, das Filterelement rechtzeitig auszutauschen. Filterelemente werden daher austauschbar im Gehäuseinnenraum angeordnet. Hierfür wird das Filterelement typischerweise lösbar am Filtergehäuse befestigt. Hierfür in Betracht kommen beispielsweise Rast-, Clip- oder Schraub-verbindungen. Diese Verbindungsarten erweisen sich jedoch als konstruktiv relativ aufwändig und somit teuer. Außerdem kann die richtige Positionierung des Filterelementes an schwer zugänglichen Stellen nicht zuverlässig gewährleistet werden.
-
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei der lösbaren Befestigung eines Filterelements am Filtergehäuse einer Filtereinrichtung neue Wege aufzuzeigen. Insbesondere soll ein lösbarer Befestigungsmechanismus geschaffen werden, der sich gegenüber o.g. herkömmlichen Befestigungsmechanismen durch reduzierte Herstellungskosten auszeichnet. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Filterelement montagefreundlich auszugestalten.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Filtereinrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
-
Grundgedanke der Erfindung ist demnach, ein Filterelement einer Filtereinrichtung mit magnetischen Mitteln lösbar am Filtergehäuse der Filtereinrichtung zu befestigen. Eine solche magnetische Befestigung erfordert lediglich die Bereitstellung von dauerhaft magnetisiertem Material - sogenannten Dauer- oder Permanentmagneten aus Magnetwerkstoffen - am Filterelement und am Filtergehäuse. Alternativ kann auch ein Elektromagnet am Filterelement bzw. am Filtergehäuse zum Einsatz kommen. Ein solcher Elektromagnet kann eine elektrisch bestrombare Erregerspule umfassen oder sein.
-
Denkbar ist es dabei, nur am Filtergehäuse oder am Filterelement einen solchen Dauer- und/oder Elektromagneten bereitzustellen und am jeweiligen Gegenstück einen Magnetwerkstoff vorzusehen, der vor dem erstmaligen Verwendung als Befestigungsmittel noch nicht magnetisiert ist, sondern durch Wechselwirkung mit dem Elektro- oder Dauermagneten von diesem magnetisiert wird. Das Magnetisieren der am Filtergehäuse bzw. Filterelement angeordneten Magneten kann hierbei reversibel oder irreversibel erfolgen.
-
Als geeignete Magnetwerkstoffe hierfür kommen insbesondere ferromagnetische Materialien wie beispielsweise Eisen, Nickel oder Kobalt in Betracht. Bei entsprechender Auslegung lässt sich auf diese Weise das Filterelement zuverlässig lösbar am Filtergehäuse befestigen. Geeignete Magnetwerkstoffe mit den gewünschten magnetischen Eigenschaften sind kommerziell kostengünstig verfügbar, so dass sich eine Filtereinrichtung mit reduzierten Herstellungskosten verwirklichen lässt.
-
Eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung für eine Frischluftanlage, insbesondere einer Brennkraftmaschine oder eines Fahrgastinnenraums, umfasst ein Filtergehäuse, welches einen Gehäuseinnenraum zumindest teilweise umgibt. Im Gehäuseinnenraum der Filtereinrichtung ist austauschbar ein Filterelement angeordnet, welches ein Filtermedium aus Filtermaterial umfasst. Das Filterelement bzw. das Filtermedium, unterteilt den Gehäuseinnenraum in eine Rohseite und in eine Reinseite. Erfindungsgemäß ist das Filterelement magnetisch, also mittels magnetischer Wechselwirkung, lösbar am Filtergehäuse befestigt. Auf diese Weise kann es für den Betrieb der Filtereinrichtung stabil am Filtergehäuse fixiert und von diesem gelöst werden, falls dies, insbesondere zu Austausch zwecken, erforderlich sein sollte.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist am Filtergehäuse und am Filterelement jeweils ortsfest zumindest ein magnetisches Element - im Folgenden als „Magnetelement“ bezeichnet - angeordnet, welches ein magnetisches Feld erzeugt. Bevorzugt ist wenigstens eines der am Filterelement bzw. am Filtergehäuse vorgesehenen Magnetelemente ein Dauermagnet, besonders bevorzugt sind dies beide Magnetelemente. Wird nur am Filtergehäuse oder am Filterelement ein Dauermagnet vorgesehen, so muss für das jeweils andere Magnetelement ein dauerhaft magnetisierbares Material gewählt werden. Besonders geeignet als sog. Magnetwerkstoff sind ferromagnetische Materialien wie Eisen, Nickel oder Kobalt. Beide Elemente bzw. Bauteile sind zum Zwecke der Fixierung des Filterelements am Filtergehäuse magnetisch, also mittels magnetischer Wechselwirkung, aneinander gehalten. Die Bereitstellung von magnetischen Elementen bzw. Dauermagneten sowohl am Filtergehäuse als auch am Filterelement führt zu einer besonders starken magnetischen Wechselwirkung zwischen den Magnetelementen bzw. Dauermagneten und somit zu einer besonders stabilen Befestigung des Filterelements am Filtergehäuse.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Filterelement eine sich entlang einer axialen Richtung erstreckende Stützstruktur - dem Fachmann auch als „Zarge“ bekannt - auf. Auf dieser Stützstruktur ist umfangsseitig das Filtermedium aus Filtermaterial angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ist das am Filterelement vorgesehene wenigstens eine Magnetelement in die Stützstruktur eingebettet sowie, alternativ oder zusätzlich, von dieser umgeben. Die Einbettung des Magnetelements in die Stützstruktur erfordert nur wenig zusätzlichen Bauraum.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst das Filtergehäuse zur Ausbildung des am Filtergehäuse vorgesehenen wenigstens einen Magnetelements wenigstens einen Gehäuseabschnitt oder/und wenigstens eine Gehäusewandung aus einem magnetischen Material bzw. aus einem Magnetwerkstoff. Vorliegend werden unter dem Begriff „magnetisches Material“ jedwede Materialien verstanden, die, insbesondere dauerhaft, magnetisierbar oder magnetisiert sind und somit in einem magnetisierten Zustand dauerhaft ein magnetisches Feld erzeugen, welches zur Erzeugung einer magnetischen Kraft mit dem magnetischen Feld des jeweiligen Gegenstücks wechselwirken kann. Besonders zweckmäßig sind dies ferromagnetische Materialien bzw. ferromagnetische Magnetwerkstoffe. Die Bereitstellung eines separaten Bauteils zur Ausbildung des jeweiligen Magnetelements am Filtergehäuse kann bei dieser Variante entfallen, woraus sich Kostenvorteile bei der Herstellung der Filtereinrichtung ergeben.
-
Bevorzugt ist das am Filterelement vorgesehene wenigstens eine Magnetelement durch eine axiale Endscheibe des Filterelements gebildet, welche das Filterelement axial begrenzt. Hierzu kann diese Endscheibe zumindest bereichsweise aus einem magnetischen Material gebildet sein. Denkbar ist, dass die Endscheibe auch vollständig aus einem solchen magnetischen Material gebildet ist. Die Bereitstellung eines separaten Magnetelements am Filterelement kann bei dieser Variante entfallen, woraus sich Kostenvorteile bei der Herstellung der Filtereinrichtung ergeben. Weiterhin reduziert sich der für das Filterelement erforderliche Bedarf an Bauraum.
-
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist am Filterelement ein Dichtungskörper vorgesehen, welcher die Rohseite gegen die Reinseite abdichtet. Bei einer speziellen Ausführungsform wird das am Filterelement vorgesehene Magnetelement vom Dichtungskörper umgeben. Hierbei werden Teilbereiche des Dichtungskörpers zwischen dem Magnetelement und dem gegenüber angeordneten Magneten komprimiert, wodurch eine zuverlässige Abdichtung gebildet wird. Alternativ dazu kann das Magnetelement auf einer Oberfläche des Dichtungskörpers angeordnet sein. Bei dieser Ausführungsform wird nicht nur das Filterelement stabil magnetisch am Filtergehäuse befestigt, sondern mittels des Dichtkörpers auch eine besonders gute Dichtwirkung erzielt. Gemäß einer weiteren Alternative ist das Magnetelement im Abstand zu dem Dichtungskörper angeordnet. Hierbei korrespondiert das Magnetelement mit dem gegenüber-liegenden Magneten, ohne dass Teile des Dichtungskörpers an der zwischen den magnetischen Teilen verpresst werden.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind der Dichtungskörper und das Filterelement zweiteilig ausgebildet. Bei dieser Weiterbildung ist der Dichtungskörper magnetisch, also durch magnetische Wechselwirkung, mit einem am Filterelement vorgesehenen magnetischen Material, am Filterelement fixiert. Auf diese Weise wird das Filterelement über zweifache magnetische Wechselwirkung mittels des Dichtungskörpers am Filtergehäuse fixiert.
-
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das Filtermedium als Faltenbalg mit mehreren Falten ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform ist an einem Rand des Faltenbalgs - im Folgenden als „Balg-Rand“ bezeichnet - das am Filterelement vorgesehene Magnetelement angeordnet. Ein solches, balgartig ausgebildetes Filterelement erzielt eine besonders hohe Dichtwirkung bei nur geringem Druckabfall in der zu filternden Luft.
-
Zweckmäßig sind die Falten des Faltenbalgs entlang einer Erstreckungsrichtung nebeneinander angeordnet und gehen entlang dieser Erstreckungsrichtung ineinander über. Zweckmäßig sind die Falten integral aneinander ausgeformt. Bevorzugt erstreckt sich die Erstreckungsrichtung orthogonal zu einer axialen Richtung des Filterelements, wenn dieses die geometrische Formgebung eines Zylinders besitzt. Bei dieser Variante ist der Balg-Rand des Faltenbalgs durch die beiden den Faltenbalg entlang der Erstreckungsrichtung begrenzenden Falten gebildet.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist an den beiden den Balg-Rand bildenden Falten jeweils wenigstens ein Magnetelement angeordnet. Die Anordnung der Magnetelemente am Balg-Rand des Faltenbalgs erlaubt eine stabile, gleichwohl lösbare Befestigung des Filterelements am Filtergehäuse, ohne dass damit eine unerwünschte Reduzierung der Filterwirkung des Filterelements einherginge.
-
Zweckmäßig stehen die beiden den Balg-Rand bildenden Falten nach außen von einem Halterahmen ab, der zumindest die verbleibenden Falten des Faltenbalgs einfasst. Die „verbleibenden Falten“ sind diejenigen Falten, die nicht den Balg-Rand ausbilden und folglich entlang der Erstreckungsrichtung zwischen den beiden den Balg-Rand ausbildenden Falten angeordnet sind. Als Material für den Halterahmen kommt ein geeigneter Kunststoff in Betracht. Besagter Halterahmen bewirkt eine Aussteifung des Filterelements, was die stabile Befestigung des Faltenbalgs, also des Filterelements am Filtergehäuse unterstützt.
-
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform bilden das am Filterelement vorgesehene Magnetelement und das am Filtergehäuse vorgesehene Magnetelement eine Positionierhilfe aus. Mittels einer solchen Positionierhilfe kann das im Gehäuseinnenraum angeordnete Filterelement relativ zum Filtergehäuse positioniert werden. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Filterelement nach dem Einsetzen in den Gehäuseinnenraum die gewünschte Soll-Position einnimmt und nicht oder nur innerhalb einer zugelassenen Toleranz von dieser abweicht. Fehlfunktionen wie beispielsweise eine verminderte Dichtwirkung der im Gehäuseinnenraum verbauten Dichtungskörper und damit verbundene Leckagen können auf diese Weise ausgeschlossen werden.
-
Zweckmäßig umfasst die Positionierhilfe wenigstens ein vom Filtergehäuse abstehendes und hakenartig ausgebildetes Positionierelement. Dieses Positionierelement greift in eine komplementär zum Positionierelement ausgebildete, am Filterelement vorgesehene Ausnehmung ein. In einer dazu alternativen Variante kann das hakenartige Positionierelement am Filterelement und die dazu komplementäre Ausnehmung am Filtergehäuse vorgesehen sein. Beide Varianten erlauben eine besonders zuverlässige Befestigung des Filterelements am Filtergehäuse. Denkbar ist es auch, zwei oder mehr Positionierelemente bzw. Ausnehmungen vorzusehen. Bei beiden Varianten sind die beiden Magnetelemente am Positionierelement und in der Ausnehmung angeordnet. Das am Positionierelement angeordnete Magnetelement ist besonders zweckmäßig an einem vom Filtergehäuse abgewandten Endabschnitt des hakenartigen Positionierelements angeordnet.
-
Besonders bevorzugt sind das wenigstens eine Positionierelement und die zugeordnete Ausnehmung an einer stirnseitigen Gehäusewandung des Filtergehäuses bzw. an einer axialen Endscheibe des Filterelements angeordnet. Dies erlaubt es, das Filterelement im Zuge eines axialen Einschiebens des Filterelements in den Gehäuseinnenraum in diesem wie gewünscht zu positionieren. Besonders bevorzugt sind an besagter Gehäusewandung bzw. axialen Endscheibe entlang der Umfangsrichtung wenigstens zwei Positionierelemente bzw. Ausnehmungen angeordnet. Die Verwendung von zwei oder mehr Positionierelementen erlaubt eine besonders stabile mechanische Befestigung des Filterelements am Filtergehäuse. Die stirnseitige Anordnung des Positionierelements mit der zugeordneten Ausnehmung erlaubt es, zunächst das Filterelement axial in den Gehäuseinnenraum einzuschieben und anschließend axial am Filtergehäuse zu befestigen.
-
Zweckmäßig ist das Filtergehäuse topfartig ausgebildet und umfasst einen offen ausgebildeten und einen Topfboden aufweisenden Gehäusetopf sowie einen Gehäusedeckel zum Verschließen des Gehäusetops. Typischerweise begrenzt der den Gehäusetopf verschließende Gehäusedeckel den Gehäusetopf axial, das heißt der Gehäusedeckel ist an einem axialen Ende des Gehäusetopfs angeordnet. In diesem Fall bietet es sich an, die wenigstens zwei Positionierelemente an einer axialen Endscheibe des Filterelements vorzusehen, die dem Topfboden des Gehäusetopfs zugewandt ist und somit dem Gehäusedeckel gegenüberliegt. In einer Weiterbildung können auch an beiden axialen Endscheiben des Filterelements Positionierelemente vorgesehen werden. In diesem Fall sind entsprechende Ausnehmungen sowohl am Topfboden als auch am Gehäusedeckel vorzusehen.
-
Besonders bevorzugt sind das wenigstens eine Positionierelement und die zugehörige Ausnehmung derart aufeinander abgestimmt, dass das Positionierelement durch eine Relativbewegung von Filterelement und Filtergehäuse relativ zueinander entlang der Umfangsrichtung in die Ausnehmung eingesteckt werden kann. Eine solche Drehbewegung ähnelt dem Wirkprinzip eines Bajonettverschlusses und ist doch einen Werker auf einfache und komfortable Weise durchführbar.
-
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das Filterelement mittels eines mechanischen Verschlusssystems lösbar am Filtergehäuse befestigt. Bei dieser Ausführungsform ist das Filterelement mittels des Verschlusssystems verstellbar zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Entriegelungsstellung. In der Verriegelungsstellung ist das Filterelement am Filtergehäuse fixiert. In der Entriegelungsstellung kann das Filterelement vom Filtergehäuse entfernt werden. Bei dieser Ausführungsform ist das Filterelement magnetisch, also mittels magnetischer Wechselwirkung, gegen ein selbsttätiges Verstellen des Filterelements aus der Verriegelungsstellung gesichert.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind das am Filtergehäuse vorgesehene Magnetelement und das am Filterelement vorgesehene Magnetelement derart ausgebildet und aufeinander abgestimmt, dass sie das Filterelement magnetisch, also mittels magnetischer Wechselwirkung, in der Verriegelungsstellung halten. Ein unerwünschtes Verstellen in die Entriegelungsstellung und ein damit verbundenes unerwünschtes Lösen des Filterelements vom Filtergehäuse kann auf diese Weise verhindert werden. Eine Beschädigung von Filtergehäuse und Filterelements durch ein vom Filtergehäuse gelöstes Filterelement wird auf diese Weise vermieden.
-
Zweckmäßig kann das mechanische Verschlusssystem als Bajonettverschluss ausgebildet sein. Ein solcher Bajonettverschluss ermöglicht es dem Werker auf einfache Weise, das im Gehäuseinnenraum angeordnete Filterelement vom Filtergehäuse zu lösen und - beispielsweise wenn sich die Filterwirkung des Filtermediums erschöpft hat - gegen ein Ersatzteil auszutauschen.
-
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
-
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
-
Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung,
- 2 bis 9 Varianten des Beispiels der 1.
-
1 illustriert ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung 1 in einer Schnittdarstellung. Die Filtereinrichtung 1 umfasst ein Filtergehäuse 2, welches einen Gehäuseinnenraum 3 begrenzt. Im Gehäuseinnenraum 3 ist austauschbar ein Filterelement 4 angeordnet und unterteilt den Gehäuseinnenraum 3 in eine Rohseite 10a und in eine Reinseite 10b. Im Beispiel der 1 sind in einer stirnseitigen Gehäusewandung 9 des Filtergehäuses 2 ein Lufteinlass 12a zum Einleiten der zu filternden Rohluft L in die Rohseite 10a sowie ein Luftauslass 12b zum Ausleiten der gefilterten Reinluft L' aus der Reinseite 10b angeordnet.
-
Das Filterelement 4 umfasst eine sich entlang einer axialen Richtung A erstreckende Stützstruktur 5, auf welcher umfangsseitig ein ringförmiges Filtermedium 6 aus Filtermaterial, beispielsweise ein Vlies oder Papier angeordnet ist. Die Stützstruktur 5 kann durch eine Zarge gebildet sein. Die axiale Richtung A erstreckt sich entlang einer Mittellängsachse M des ringförmigen bzw. hohlzylindrischen Filtermediums 6. Eine radiale Richtung R erstreckt sich senkrecht von der Mittellängsachse M weg, eine Umfangsrichtung U läuft um die Mittellängsachse M um. Die axiale Richtung A, die radiale Richtung R und die Umfangsrichtung U erstrecken sich jeweils orthogonal zueinander. Das Filterelement 4 umfasst außerdem eine ringförmige erste Endscheibe 7a mit einer Durchgangsöffnung 8, welche den Luftauslass 12b bildet, und eine kreisförmige zweite Endscheibe 7b, die beiden Endscheiben 7a, 7b liegen einander entlang der axialen Richtung A gegenüber und begrenzen das Filterelement 4 entlang der axialen Richtung A.
-
Im Beispiel der 1 ist das im Gehäuseinnenraum 3 austauschbar angeordnete Filterelement 4 lösbar am Filtergehäuse 2 befestigt und hierzu magnetisch am Filterelement 4 gehalten bzw. fixiert. Hierzu sind am Filtergehäuse 2 ortsfest Magnetelemente 11a aus einem magnetischen Material angeordnet. Im Beispiel der 1 sind die Magnetelemente 11a an der stirnseitigen Gehäusewandung 9 des Filtergehäuses 2 angeordnet. Entsprechend sind am Filterelement 4 jeweils ortsfest Magnetelemente 11b aus einem magnetischen Material angeordnet. Im Beispiel der 1 sind exemplarisch zwei Magnetelemente 11a und zwei Magnetelemente 11b dargestellt. Es versteht sich, dass in Varianten des Beispiels auch jeweils eine andere Anzahl an Magnetelementen 11a, 11b vorgesehen sein kann. Alternativ kann auch ein durchgängig umlaufender magnetischer Ring eingesetzt werden.
-
Zwischen der ersten Endscheibe 7a des Filterelements 4 und der stirnseitigen Gehäusewandung 9 des Filtergehäuses 2 ist ein Dichtungskörper 13 vorgesehen, der die Rohseite 10a gegen die Reinseite 10b abdichtet. Im Beispiel der 1 besitzt der Dichtungskörper 13 eine ringförmige Geometrie und ist an der ersten Endscheibe 7a befestigt. Bei den Magnetelementen 11a, 11b kann es sich sowohl um Permanentmagnete als auch um Elektromagnete handeln. In letzterem Fall können die Elektromagnete elektrisch bestrombare Erregerspulen umfassen oder sein. Als magnetisches Material für die magnetischen Magnetelemente 11a, 11b kommt beispielsweise ein ferromagnetisches Material wie etwa Eisen, Nickel oder Kobalt in Betracht. Es versteht sich, dass für die am Filtergehäuse 2 vorgesehenen Magnetelemente 11a dasselbe oder, alternativ dazu, ein anderes magnetisches Material verwendet werden kann als für die am Filterelement 4 vorgesehenen Magnetelemente 11b.
-
Jedem am Filtergehäuse 2 vorgesehenen Magnetelement 11a ist ein am Filterelement 4 vorgesehenes Magnetelement 11b zugeordnet. Hierbei kann jedem Magnetelement 11a ein gesondertes Magnetelement 11b zugeordnet sein. Alternativ können aber auch einem der Magnetelemente 11a, 11b mehrere gegenüberliegend angeordnete Magnetelemente 11b, 11a zugeordnet sein. Die am Filtergehäuse 2 angeordneten Magnetelemente 11a und die diesen Magnetelementen 11a zugeordneten, am Filterelement 4 angeordneten Magnetelemente 11b werden mittels magnetischer Wechselwirkung aneinandergehalten. Auf diese Weise wird das Filterelement 4 magnetisch am Filtergehäuse 2 gehalten und lösbar an diesem fixiert.
-
Die 2 illustriert eine Variante des Beispiels der 1. Im Beispiel der 2 ist das am Filterelement 4 vorgesehene Magnetelement 11b vom Dichtungskörper 13 umgeben, also in diesen eingebettet. Da der Dichtungskörper 13 fest mit den anderen Bauteilen des Filterelements 4 verbunden ist, wird durch magnetische Wechselwirkung des in den Dichtungskörper 13 eingebetteten Magnetelements 11b mit dem - in analoger Weise zum Beispiel der 1 - am Filtergehäuse 2 bzw. an dessen Gehäusewandung 9 vorgesehenen Magnetelement 11a das Filterelement 4 lösbar am Gehäuse befestigt. Gleichzeitig wird vom Dichtungskörper 13 die gewünschte Dichtwirkung zwischen der Rohseite 10a und der Reinseite 10b erzielt. Hierbei wird der gesamte Dichtungskörper 13, zumindest jedoch Teilbereiche des Dichtungskörpers 13, zwischen den Magnetelemente 11a, 11b durch deren Anziehungskraft verpresst.
-
Die 3 zeigt eine Variante des Beispiels der 2. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede zwischen dem Beispiel der 3 und jenem der 2 eingegangen. Im Beispiel der 3 ist das Magnetelement 11b nicht in den Dichtungskörper 13 eingebettet, also von diesem umgeben, sondern außen am Dichtungskörper 13 angebracht. Dabei ist das Magnetelement 11b auf einer der stirnseitigen Gehäusewandung 9 zugewandten Oberfläche des Dichtungskörpers 13 angeordnet und fest - beispielsweise mittels einer Klebeverbindung - an der Gehäusewandung 9 angebracht. Somit können sich bei am Filtergehäuse 2 gehaltenen Filterelement 4 das am Filtergehäuse 2 vorgesehene Magnetelement 11a und das am Filterelement 4 vorgesehene Magnetelement 11b berühren. Dies führt zu einer maximalen magnetischen Kraft zwischen den Magnetelementen 11a, 11b. Der Dichtungskörper 12 verfügt im entspannten Zustand über einen axialen Überstand über das Magnetelement 11b. Hierbei ist die Höhe des Überstandes größer als die axiale Höhe beider Magnetelemente 11a, 11b zusammen.
-
Bei einer alternativen Ausgestaltung kann die Gehäusewandung 9 einen Absatz aufweisen, an dem sich der Dichtungskörper 12 umlaufend anlegt. Hierbei ist dann die Höhe des Dichtungskörpers 12 an diesen Absatz anzupassen, so dass eine ausreichende Verpressung des Dichtungskörpers 12 an dem Absatz erfolgt.
-
Die 4 zeigt eine Variante des Beispiels der 1. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede zwischen dem Beispiel der 4 und jenem der 1 eingegangen. Im Beispiel der 4 ist das am Filterelement 4 vorgesehene Magnetelement 11b nicht in der axialen Endscheibe 7a angeordnet, sondern axial endseitig in die Stützstruktur 5 integriert, so dass es wenigstens teilweise - zweckmäßig wie in 4 dargestellt vollständig - vom Material der Stützstruktur umgeben ist.
-
Die 5 zeigt eine weitere Variante des Beispiels der 1 bei welcher die Filtereinrichtung 1 keine Stützstruktur 5 besitzt. Eine solche Stützstruktur 5 kann jedoch optional auch bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen sein. Im Beispiel der 5 ist das filterelementseitige Magnetelement 11b durch die erste axiale Endscheibe 7a gebildet, welche hierzu - zumindest abschnittsweise - aus einem magnetischen Material besteht oder ein solches magnetisches Material umfasst. Durch magnetische Wechselwirkung der ersten Endscheibe 7a mit dem am Filtergehäuse 2 vorgesehenen Magnetelement 11a wird das Filterelement 4 am Filtergehäuse 2 fixiert. Hierzu kann die erste axiale Endscheibe 7a wie in 5 dargestellt flächig am Filtergehäuse 2 anliegen. Besonders zweckmäßig kann das Magnetelement 11a in einer an der stirnseitigen Gehäusewandung 9 des Filtergehäuses 2 vorgesehenen Ausnehmung 15 aufgenommen sein, die komplementär zum Magnetelement 11a ausgebildet ist. Vorangehende Erläuterungen zur ersten axialen Endscheibe 7a können auch auf die zweite axiale Endscheibe 7b übertragen werden. In einer Variante können sowohl die erste als auch zweite axiale Endscheibe 7a, 7b mit besagten Eigenschaften versehen werden.
-
Die 6 zeigt eine Weiterbildung der Beispiele der 2 und 5. Auch im Beispiel der 6 ist das am Filterelement 4 vorgesehene Magnetelement 11b - in analoger Weise zum Beispiel der 2 - vom Dichtungskörper 13 umgeben, also in diesen eingebettet. Im Beispiel der 6 sind der Dichtungskörper 13 mit dem Magnetelement 11b und das Filterelement 4 zweiteilig ausgebildet. Im Beispiel der 6 besteht die erste axiale Endscheiben 7a - in analoger Weise zum Beispiel der 5 - zumindest abschnittsweise - aus einem magnetischen Material oder umfasst ein solches magnetisches Material. Auf diese Weise wird der Dichtungskörper 13 mit dem Magnetelement 11b am Filterelement 4 fixiert. Gleichzeitig wird der Dichtungskörper 13 mit dem Magnetelement 11b aber auch magnetisch am Filtergehäuse 2 fixiert. Im Beispiel der 6 wird das hierfür erforderliche gehäuseseitige Magnetelement 11a durch die stirnseitige Gehäusewandung 9 gebildet, welches aus einem magnetischen Material besteht oder ein solches umfasst.
-
Schließlich besteht auch eine direkte magnetische Wechselwirkung des magnetischen Materials der Endscheibe 7a mit dem Filtergehäuse 2. Folglich ist das Filterelement 4 mittels einer zweifachen magnetischen Wechselwirkung - zum einen über besagte direkte Wechselwirkung mit dem magnetischen Material des Filtergehäuses 2 und zum anderen indirekt über den Dichtungskörper 13 mit dem zweiten Magnetelement 11b an der Gehäusewandung 9 des Filtergehäuses 2 fixiert.
-
Die 7a zeigt ein weiteres Beispiel, bei welchem das Filtermedium 6 als Faltenbalg 20 mit mehreren Falten 21 zu einem Filterelement 4 ausgebildet ist. An einem Balg-Rand 22 des Faltenbalgs 20 ist das am Filterelement 4 vorgesehene Magnetelement 11b angeordnet. Dies ist insbesondere der 7b zu entnehmen, welche eine Detaildarstellung der 7a im Bereich des Balg-Randes 22 ist.
-
Wie die 7a und 7b veranschaulichen, sind die Falten 21 des Faltenbalgs 20 entlang einer Erstreckungsrichtung E angeordnet, die sich bevorzugt orthogonal zur axialen Richtung A erstreckt. Entlang der Erstreckungsrichtung E gehen benachbarte Falten 21 ineinander über. Die Falten 21 sind zweckmäßig integral aneinander ausgeformt. Dabei wird der Balg-Rand 22 durch die beiden den Faltenbalg 20 entlang der Erstreckungsrichtung E begrenzenden Falten 21 gebildet, die in den 7a, 7b zur Verdeutlichung zusätzlich mit dem Bezugszeichen 23 bezeichnet sind.
-
Wie die 7a und 7b erkennen lassen, ist an den beiden den Balg-Rand 22 bildenden Falten 23 jeweils wenigstens ein dem Filterelement 4 zugeordnetes Magnetelement 11b angeordnet. Die beiden den Balg-Rand 22 bildenden Falten 23 stehen nach außen von einem Halterahmen 24 ab, der die verbleibenden Falten 21 des Faltenbalgs 20 einfasst. Dies sind diejenigen Falten 21, die nicht den Balg-Rand 22 ausbilden und folglich entlang der Erstreckungsrichtung E zwischen den beiden den Balg-Rand 22 ausbildenden Falten 23 angeordnet sind.
-
Die 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Beispiel der 8 bilden das am Filterelement 4 angeordnete Magnetelement 11b und das am Filtergehäuse 2 angeordnete Magnetelement 11a eine Positionierhilfe 25 aus.
-
Mittels der Positionierhilfe 25 kann das im Gehäuseinnenraum 3 angeordnete Filterelement 4 relativ zum Filtergehäuse 2 positioniert werden.
-
Wie das Beispiel der 8 erkennen lässt, umfasst die Positionierhilfe 25 zwei vom Filtergehäuse 2 abstehende und jeweils hakenartig ausgebildete Positionierelemente 26. Jedes der Positionierelemente 26 greift in eine komplementär zum Positionierelement 26 ausgebildete, am Filterelement 4 vorgesehene Ausnehmung 27 ein. Die Positionierelemente 26 können jeweils an einer stirnseitigen Gehäusewandung 9` des Filtergehäuses 2 angeordnet sein, welche der Gehäusewandung 9 axial gegenüberliegt. Die Ausnehmungen 27 sind jeweils an der dieser Gehäusewandung 9` axial zugewandten axialen Endscheibe 7b des Filterelements 4 angeordnet.
-
Wie 8 außerdem erkennen lässt, ist sowohl in den Ausnehmungen 27 als auch an den Positionierelementen 26 jeweils ein Magnetelement 11a bzw. 11b vorgesehen.
-
Das jeweils am Filtergehäuse 2 vorgesehene Magnetelement 11a kann besonders zweckmäßig an einem von der Gehäusewandung 9` des Filtergehäuses 2 abgewandten Endabschnitt 28 des betreffenden hakenartigen Positionierelements 26 angeordnet sein. Das jeweils am Filterelement 4 vorgesehene Magnetelement 11b kann zweckmäßig in einem oberflächennahen Abschnitt 29 der betreffenden Ausnehmung 27 angeordnet sein. Auf diese Weise wird die magnetische Wechselwirkung zwischen den beiden einander zugeordneten Magnetelemente 11a, 11b beim Einstecken bzw. Einschieben der Positionierelemente 26 in die jeweils zugehörige Ausnehmung 27 maximiert, was den Einsteck- bzw. Einschiebe-Vorgang erheblich erleichtert und somit vereinfacht.
-
9 illustriert ein weiteres Beispiel, bei welchem das Filterelement 4 mittels eines mechanischen Verschlusssystems 16 lösbar am Filtergehäuse befestigt werden kann. Dieses Verschlusssystem 16 kann beispielsweise als Bajonettverschluss 17 ausgebildet sein. Mittels des Verschlusssystems 16 bzw. mittels des Bajonettverschlusses 17 kann das Filterelement 4 zwischen einer Verriegelungsstellung, in welcher es am Filtergehäuse 2 fixiert ist, und einer Entriegelungsstellung verstellt werden, in welcher das Filterelement 4 vom Filtergehäuse 2 gelöst und entfern werden kann. Um zu verhindern, dass sich das Filterelement 4 selbsttätig aus der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung verstellt, kann eine magnetische Lösesicherung 18 vorgesehen sein. Mittels der Lösesicherung 18 wird das Filterelement magnetisch gegen ein selbsttätiges Verstellen des Filterelements 4 aus der Verriegelungsstellung gesichert ist.
-
Die Magnetelemente 11a, 11b, also das ortsfest am Filtergehäuse 2 vorgesehene Magnetelement 11a und das ortsfest am Filterelement 4 vorgesehene Magnetelement 11b können Teil dieser Lösesicherung 18 und somit auch Teil des mechanischen Verschlusssystems 16 bzw. des Bajonettverschlusses 17 sein. Das am Filtergehäuse 2 vorgesehene Magnetelement 11a und das am Filterelement 4 vorgesehene Magnetelement 11b sind derart ausgebildet bzw. aufeinander abgestimmt, dass sie das Filterelement 4 durch magnetische Wechselwirkung in der Verriegelungsstellung halten. Hierzu sind die beiden Magnetelemente 11 a, 11b derart zueinander angeordnet, dass in der Verriegelungsstellung durch magnetische Wechselwirkung eine magnetische Anziehungskraft erzeugt wird, welche die beiden Magnetelemente 11a, 11b in Position hält, so dass das Filterelement 4 - auch bei äußerer Einwirkung in Form von mechanischen Stößen, Schlägen oder Vibrationen - in der Verriegelungsstellung gehalten wird. Soll das Filterelement 4 in die Lösestellung verstellt werden, so muss ein hierfür Werker die magnetische Anziehungskraft überwinden. Die magnetische Lösesicherung bietet verbesserten Schutz gegen unerwünschtes Lösen des Filterelements 4 aus der Verriegelungsstellung und somit vom Filtergehäuse 2.
-
Die voranstehend genannten Beispiele gemäß den 1 bis 9 können, soweit sinnvoll, miteinander kombiniert werden.
