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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Rundfilterelement, insbesondere zur Gasfiltration, wie beispielsweise für einen Luftfilter, mit einem als Hohlkörper ausgebildeten Filtermediumkörper, der einen innenliegenden Strömungsraum einschließt.
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Stand der Technik
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Ein derartiges Rundfilterelement ist aus
US 2013/0232934 A1 bekannt, das in einem Luftfilter im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine einsetzbar ist und einen hohlzylindrischen Filtermediumkörper aufweist. In die außenliegende Mantelfläche des Filtermediumkörpers ist ein V-förmiger Einschnitt eingebracht, mit dem das Rundfilterelement auf ein gehäuseseitiges, stabförmiges Positionierungselement platziert wird. Hierdurch ist im eingebauten Zustand im aufnehmenden Filtergehäuse die Lage des Rundfilterelementes eindeutig festgelegt und es wird ein unbeabsichtigtes Rotieren um die Filterelementlängsachse verhindert.
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An den gegenüberliegenden Stirnseiten ist der Filtermediumkörper mit jeweils einer Endscheibe versehen, wobei eine erste Endscheibe verschlossen ist und die zweite, gegenüberliegende Endscheibe eine Strömungsöffnung für das Fluid aufweist.
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DE 20 2014 100 770 U1 offenbart eine hohlzylindrische Luftfilterpatrone zum Einsetzen in ein Luftfiltergehäuse, wobei in eine Endkappe an der Stirnseite der Luftfilterpatrone eine Strömungsöffnung für das Fluid eingebracht ist. An der gegenüberliegenden Stirnseite der Filteranordnung befindet sich ein axial überstehender, U-förmiger Vorsprung, dem eine entsprechende Aufnahme im Luftfiltergehäuse zugeordnet ist.
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Aus
US 2017/0246571 A1 ist ein hohlzylindrisches Luftfilterelement bekannt, dessen eine Stirnseite von einer Endscheibe mit einer Strömungsöffnung abgedeckt ist, wobei in die Strömungsöffnung ein Strömungsstutzen einsteckbar ist. Die Wandung des Strömungsstutzens weist radial hervorstehende Rastelemente auf, die gleichmäßig über den Umfang verteilt sind und denen korrespondierende Rücksprünge im Bereich der Strömungsöffnung zugeordnet sind.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen ein Rundfilterelement in der Weise auszubilden, dass eine lagegenaue Montage und Orientierung des Rundfilterelementes beim Einsetzen in ein aufnehmendes Gehäuse gewährleistet ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Rundfilterelement wird bevorzugt zur Gasfiltration eingesetzt, beispielsweise zur Filtration von Luft, insbesondere im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs. Das Rundfilterelement weist einen als Hohlkörper ausgeführten Filtermediumkörper auf, dessen Wandung von dem zu reinigenden Fluid bezogen auf die Längsachse des Rundfilterelements in Radialrichtung durchströmt wird. Der Filtermediumkörper schließt in Radialrichtung einen innenliegenden Strömungsraum ein, der von der Innenwand des Filtermediumkörpers begrenzt ist. Der Filtermediumkörper wird vorzugsweise radial von innen nach außen von dem zu reinigenden Fluid durchströmt, so dass der innenliegende Strömungsraum an die Rohseite des Filtermediumkörpers angrenzt und die Außenseite des Filtermediumkörpers die Reinseite bildet, über die das gereinigte Fluid radial austritt. Mindestens an einer axialen Stirnseite, vorzugsweise an beiden gegenüberliegenden axialen Stirnseiten ist der Filtermediumkörper von Endscheiben strömungsdicht abgedeckt.
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Das Rundfilterelement bzw. der Filtermediumkörper kann hohlzylindrisch oder nicht-rotationssymmetrisch ausgebildet sein, beispielsweise eine ovale oder ovalisierte Querschnittsform besitzen, wobei auch Querschnittsformen mit parallelen Längsseiten und halbkreisförmigen Schmalseiten in Betracht kommen, ggf. mit konvex oder konkav nach außen bzw. nach innen gekrümmten Längsseiten. In bevorzugter Ausführung verlaufen die Innenwand und die Außenwand des Filtermediumkörpers konzentrisch zueinander, so dass der Filtermediumkörper eine konstante radiale Dicke besitzt, wenngleich auch Ausführungen möglich sind, bei denen der Filtermediumkörper entlang seines Umfanges eine sich ändernde radiale Dicke aufweist.
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In eine Endscheibe am Filtermediumkörper ist eine Strömungsöffnung eingebracht, die in Achsrichtung von dem Fluid durchströmt wird. Die Strömungsöffnung ist von einem Randbereich begrenzt, der von der Endscheibe oder einem Bauteil an der Endscheibe begrenzt ist. Der Randbereich ist nicht-rotationssymmetrisch ausgebildet und besitzt entsprechend eine nicht-rotationssymmetrische Randkontur.
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Diese Ausführung mit der nicht-rotationssymmetrischen Randkontur ermöglicht eine lagegenaue Positionierung des Rundfilterelementes im aufnehmenden Filtergehäuse. Es ist insbesondere möglich, genau eine Einbaulage für das Rundfilterelement im Filtergehäuse über die Randkontur vorzugeben. Hiermit ist sichergestellt, dass die Drehlage des Rundfilterelementes im Filtergehäuse eindeutig festgelegt ist. Dies ermöglicht es auch, dass eine ggf. vorhandene Balgnaht am Filtermediumkörper, die am Filtermaterial gebildet sein kann, in einer definierten Position im Filtergehäuse liegt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist die Abweichung von der Rotationssymmetrie in der Randkontur dadurch gebildet, dass die Randkontur über ein begrenztes Winkelsegment eine andere axiale Höhe aufweist als das übrige Winkelsegment des Randbereichs. Die axiale Höhe des Winkelsegments, welches von der Rotationssymmetrie abweicht, kann größer oder kleiner sein. Das Winkelsegment, das von der Rotationshöhe abweicht, erstreckt sich vorzugsweise über einen Winkel, der kleiner als 180° ist, insbesondere als 90°, vorzugsweise kleiner als 45° und beispielsweise in einem Größenbereich zwischen 10° und 30° liegt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der Randbereich mit der nicht-rotationssymmetrischen Randkontur von der Endscheibe gebildet. Ggf. ist in die Endscheibe ein axial nach außen überstehender Begrenzungsstutzen eingebracht, der einteilig mit der Endscheibe ausgebildet sein kann, wobei sich die nicht-rotationssymmetrische Randkontur an dem Begrenzungsstutzen befindet.
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In weiterer Ausführung befindet sich die nicht-rotationssymmetrische Randkontur an einem zusätzlichen Bauteil, das an der Endscheibe angeordnet ist und die Strömungsöffnung in der Endscheibe begrenzt. Bei diesem zusätzlichen Bauteil handelt es sich beispielsweise um ein Dichtungselement, das auf die Endscheibe aufgebracht ist und ggf. fest mit der Endscheibe verbunden sein kann, beispielsweise auf einen axial vorspringenden Stutzen an der Endscheibe angespritzt ist. Das Dichtungselement kann eine Aussparung aufweisen, die sich über ein begrenztes Winkelsegment erstreckt, welches in dem oben angegebenen Winkelbereich liegt. Die Dichtungsaussparung bildet die nicht-rotationssymmetrische Randkontur im Dichtungselement, der gehäuseseitig ein entsprechender Vorsprung zugeordnet ist.
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Sofern der Filtermediumkörper eine Balgnaht aufweist, welche sich vorzugsweise in Achsrichtung erstreckt, ist es zweckmäßig, dass die Balgnaht sich im Bereich des von der Rotationssymmetrie abweichenden Winkelsegments in der nicht-rotationssymmetrischen Randkontur befindet. Im Fall einer Dichtungsaussparung liegt entsprechend die Balgnaht im Bereich dieser Dichtungsaussparung.
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Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Filtereinrichtung mit einem vorbeschriebenen Rundfilterelement und mit einem Filtergehäuse zur Aufnahme des Filterelements. Im Filtergehäuse ist ein Gehäusebauteil aufgenommen, das korrespondierend zu der nicht-rotationssymmetrischen Randkontur am Rundfilterelement ausgebildet ist, so dass mit dem Einsetzen des Rundfilterelementes in das Filtergehäuse eine eindeutige Drehlage des Rundfilterelementes gegeben ist. Bei dem gehäuseseitigen Bauteil mit der korrespondierenden Kontur zu der nicht-rotationssymmetrischen Randkontur am Rundfilterelement handelt es sich beispielsweise um einen Strömungsstutzen, der am Filtergehäuse angeordnet ist und ggf. einteilig mit dem Filtergehäuse ausgebildet sein kann. An der Außenwand des Strömungsstutzens kann eine Gegenkontur ausgebildet sein, die dem nicht-rotationssymmetrischen Winkelbereich an der filterelementseitigen Randkontur entspricht. Der Strömungsstutzen steht in eingebautem Zustand des Filterelements in Strömungsverbindung mit der Strömungsöffnung in der Endscheibe des Filterelements.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind dem Anspruch 1, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines hohlzylindrischen Rundfilterelements mit einer Strömungsöffnung in einer stirnseitigen Endscheibe, an die ein nicht-rotationssymmetrisches Dichtungselement angespritzt ist,
- 2 das Rundfilterelement mit einem gehäuseseitigen Strömungsstutzen, der an seiner Außenseite eine Gegenkontur zum nicht-rotationssymmetrischen Dichtungselement aufweist,
- 3 der Strömungsstutzen in eingesteckter Position in die Strömungsöffnung am Rundfilterelement,
- 4 das Rundfilterelement in Seitenansicht,
- 5 ein Längsschnitt durch das Rundfilterelement einschließlich angespritztem Dichtungselement,
- 6 ein weiterer Längsschnitt, mit eingesetztem Strömungsstutzen, wobei der Längsschnitt durch die Gegenkontur am Strömungsstutzen verläuft,
- 7 ein weiterer Längsschnitt mit eingesetztem Strömungsstutzen, jedoch außerhalb der Gegenkontur.
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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 7 ist ein hohlzylindrisches Rundfilterelement dargestellt, das zur Luftfiltration eingesetzt werden kann. Das Rundfilterelement 1 weist einen hohlzylindrischen Filtermediumkörper 2 aus einem Filtermaterial auf, der in Radialrichtung, bezogen auf die Längsachse 9 (4) von dem zu reinigenden Fluid durchströmt wird. Das Filtermaterial des Filtermediumkörpers 2 ist ringförmig gewickelt und an einer Balgnaht 3 verbunden. Der Filtermediumkörper 2 kann beispielsweise auf einem Stützgerüst des Rundfilterelementes 1 angeordnet sein. Die Balgnaht 3 erstreckt sich parallel zur Längsachse 9. Der Filtermediumkörper 2 schließt einen innenliegenden Strömungsraum 12 ein (5 bis 7).
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An beiden axialen Stirnseiten befindet sich eine Endscheibe am Filtermediumkörper 2 des Rundfilterelementes 1. Eine Endscheibe ist geschlossen ausgeführt, die gegenüberliegende Endscheibe, welche mit dem Bezugszeichen 4 gekennzeichnet ist, weist eine Strömungsöffnung 5 auf, durch die Fluid axial hindurchströmen kann. Die Strömungsöffnung 5 ist von einem Begrenzungsstutzen 6 eingefasst, welcher einteilig mit der Endscheibe 4 ausgebildet ist und sich axial über die Außenseite der Endscheibe 4 erhebt.
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An den Begrenzungsstutzen 6 ist ein Dichtungselement 7 angespritzt, das über ein Winkelsegment von ca. 15° bis 20° eine Dichtungsaussparung 8 aufweist und daher nicht-rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Der Begrenzungsstutzen 6 ist Träger des Dichtungselementes 7, das sich im Randbereich der Strömungsöffnung 5 befindet und eine nicht-rotationssymmetrische Randkontur bildet.
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In die Strömungsöffnung 5 ist ein Strömungsstutzen 10 einsteckbar, der Teil des aufnehmenden Filtergehäuses ist oder fest mit dem Filtergehäuse verbindbar ist. An der Außenseite des Strömungsstutzens 10 befindet sich eine Gegenkontur 11 zur Dichtungsaussparung 8 des Dichtungselementes 7. Die Gegenkontur 11 an der Außenwand des Strömungsstutzens 10 ragt radial über die Außenwand hinaus und greift in die Dichtungsaussparung 8 hinein, sobald der Strömungsstutzen 10 axial in den Begrenzungsstutzen 8 an der Endscheibe eingesteckt wird, um eine Strömungsverbindung zur Strömungsöffnung 5 herzustellen.
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Die Gegenkontur 11 an der Außenseite des Strömungsstutzens 10 befindet sich benachbart zu einer axialen Stirnseite des Strömungsstutzens und ist in Form von mehreren, nebeneinander liegenden Rippen ausgebildet, die sich in Umfangsrichtung erstrecken und an der der nächstliegenden Stirnseite zugewandten Seite über eine verbindende Wand miteinander verbunden sind. Das Winkelsegment, über das sich die Gegenkontur 11 erstreckt, entspricht dem Winkelsegment der Dichtungsaussparung 8. Im eingeführten Zustand (3) sitzt die Gegenkontur in der Dichtungsaussparung 8, wodurch eine eindeutig festgelegte Rotationsposition des Rundfilterelementes 1 im aufnehmenden Filtergehäuse gegeben ist.
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Die Gegenkontur 11 sitzt strömungsdicht in der Dichtungsaussparung 8 des Dichtungselementes 7, so dass eine strömungsdichte Verbindung zwischen dem Strömungsstutzen 10 und dem Rundfilterelement 1 gewährleistet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2013/0232934 A1 [0002]
- DE 202014100770 U1 [0004]
- US 2017/0246571 A1 [0005]
