DE112009000298B4

DE112009000298B4 - Filtereinrichtung, insbesondere Luftfilter für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE112009000298B4
Application number: DE112009000298.6T
Authority: DE
Inventors: Klemens Dworatzek; Klaus-Dieter Ruhland
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2019-03-21
Anticipated expiration: 2029-02-28
Also published as: DE112009000298A5; DE202008002813U1; WO2009106611A1

Abstract

Filtereinrichtung mit mindestens einem Filterelement (1) in einem Filtergehäuse (11), wobei das Filterelement (1) einen Filterelementrahmen (3) und ein im Filterelementrahmen (3) aufgenommenes Filtermaterial (2) aufweist und der Filterelementrahmen (3) in das Filtergehäuse (11) einsetzbar ist, wobei am Filterelement (1) ein den Filterelementrahmen (3) in eine Richtung überragendes Montagesicherheitselement (4) angeordnet ist, das in Einbaulage im Filtergehäuse (11) in einer Gehäuseausnehmung aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagesicherheitselement (4) an der Reinseite des Filterelements (1) angeordnet ist und in die als Strömungsstutzen (13) auf der Reinseite ausgebildete Gehäuseausnehmung einragt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtereinrichtung, insbesondere auf Luftfilter für Brennkraftmaschinen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik
Aus DE 199 29 062 B4 ist eine Filteranordnung für die Belüftungsanlage von Fahrzeugen, aus DE 601 23 478 T2 ein Luftfilter für Luffteinlasssysteme von Verbrennungsmaschinen, aus US 2006 / 0 101 795 A1 und WO 2006/012 386 A2 ein Luftfilter mit gerader Durchströmung und aus US 4 547 950 A ein Faltenfilter mit Faltenabstandshaltern bekannt. In der EP 1 364 695 A1 wird ein Luftfilter für eine Brennkraftmaschine beschrieben, der in den Ansaugtrakt integriert ist und von der herangeführten und den Zylindern der Brennkraftmaschine zuzuführenden Verbrennungsluft durchströmt wird. Der Luftfilter umfasst als Hauptfilterelement eine in das Filtergehäuse einsetzbare Filterpatrone, die axial von der Verbrennungsluft durchströmt wird. Der Filterpatrone ist ein Zyklonvorabscheider vorgeschaltet, außerdem ist stromab der Filterpatrone ein Feinfilterelement im Filtergehäuse angeordnet. Sowohl die Filterpatrone als auch das Feinfilterelement werden radial über eine verschließbare Einschuböffnung in das Filtergehäuse eingesetzt.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen das Einsetzen eines Filterelementes in das Filtergehäuse zu erleichtern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Bei der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung, bei der es sich insbesondere um einen Luftfilter für Brennkraftmaschinen handelt, der im Ansaugtrakt angeordnet ist und über den die Verbrennungsluft einer Filtration unterzogen wird, umfasst zumindest ein Filterelement in einem Filtergehäuse, wobei das Filterelement einen Filterelementrahmen und innerhalb des Filterelementrahmens ein dort aufgenommenes Filtermaterial aufweist. Nach dem Einsetzen des Filterelementes in die zugeordnete Ausnehmung innerhalb des Filtergehäuses liegt der Filterelementrahmen auf Kontakt zur Innenseite der begrenzenden Wandung des Aufnahmeraums, was den Vorteil bietet, dass das üblicherweise weiche und nachgiebige Filtermaterial, welches von dem Filterelementrahmen eingefasst ist, keine Halte- und Stützkräfte aufnehmen muss. Der Filterelementrahmen, der in der Regel aus Kunststoff besteht, weist dagegen eine ausreichend hohe Festigkeit und Steifigkeit auf, um das Eigengewicht des Filterelements und die im laufenden Betrieb auftretenden Kräfte aufnehmen zu können. Es kann hierbei zweckmäßig sein, an der Innenwand des Aufnahmeraums im Filtergehäuse Anschläge, Nuten oder dergleichen vorzusehen, um die Einbauposition des Filterelementes im Filtergehäuse festzulegen.
Des Weiteren ist am Filterelement ein den Filterelementrahmen in eine Richtung überragendes Montagesicherheitselement angeordnet, das in Einbaulage im Filtergehäuse in einer Gehäuseausnehmung aufgenommen ist. Das Montagesicherheitselement dient dazu, die Einbaulage eindeutig festzulegen, so dass ein versehentliches falsches Einsetzen des Filterelementes in das Filtergehäuse ausgeschlossen ist. Bei falscher Einbaulage würde das überstehende Montagesicherheitselement mit einem Gehäusebauteil oder einem weiteren, in das Filtergehäuse eingesetzten Bauteil kollidieren, was vom Monteur sofort bemerkt und korrigiert werden würde. Das überstehende Montagesicherheitselement verbessert somit die Montagesicherheit und vereinfacht den Montageprozess. Da in korrekter Einbaulage das Montagesicherheitselement in die Gehäuseausnehmung innerhalb des Filtergehäuses einragt, ist keine Funktionsbeeinträchtigung oder Montagebehinderung sonstiger Bauteile zu befürchten. Erfindungsgemäß ist das Montagesicherheitselement an der Reinseite angeordnet.
Erfindungsgemäß ist die Gehäuseausnehmung, in die in der Montagelage das Montagesicherheitselement aufgenommen ist, als Strömungsstutzen ausgeführt, der entweder am Filtergehäuse als separates Bauteil angeordnet oder einteilig mit dem Filtergehäuse ausgebildet ist. Im Falle einer Positionierung des Montagesicherheitselementes an der Reinseite des Filterelementes erstreckt sich der Strömungsstutzen ebenfalls an der Reinseite und dient zum Ableiten des gereinigten Fluids, welches das Filterelement durchströmt hat. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist das Montagesicherheitselement als Finne oder Flosse ausgebildet und weist zum maximal überstehenden Punkt einen kontinuierlich oder diskontinuierlich ansteigenden bzw. von diesem maximalen Punkt abfallenden Verlauf auf. Der überstehende Teil des Montagesicherheitselementes befindet sich entweder am Rand der betreffenden Seite des Filterelementes oder im Bereich der Mitte dieser Seite. Möglich ist aber auch eine verteilte Anordnung mit überstehenden Bereichen sowohl im Rand als auch in der Mitte.
Erfindungsgemäß ist das Montagesicherheitselement an der Reinseite angeordnet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass das Montagesicherheitselement am Filterelementrahmen angeordnet ist, beispielsweise einteilig mit diesem ausgebildet ist, wobei im Rahmen der Erfindung auch eine zweiteilige Ausführung in Betracht kommt, gemäß der das Montagesicherheitselement mit üblichen Verbindungstechniken mit dem Filterelementrahmen verbunden ist. Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass das Montagesicherheitselement nicht am Filterelementrahmen angeordnet ist, sondern unmittelbar am Filtermaterial. Realisiert wird dies beispielsweise dadurch, dass das Montagesicherheitselement als Kamm ausgeführt ist, dessen Zinken in die Falten des Filtermaterials einragen und dadurch vom Filtermaterial gehalten werden.
Das Montagesicherheitselement ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung als geradliniges, balkenförmiges Bauteil ausgeführt, das sich quer über eine Seite des Filterelementes erstreckt. Möglich sind aber auch sonstige Geometrien des Montagesicherheitselementes, beispielsweise eine Ausführung als kreuzförmiges Bauteil.
Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass das Filterelement als Feinfilter ausgeführt ist, das einem Hauptfilter im Filtergehäuse nachgeschaltet ist. Das Feinfilter übernimmt in dieser Ausführung die Funktion eines Sicherheits- bzw. Sekundärfilters, das zweckmäßigerweise die gleiche Durchströmungsrichtung wie das. Hauptfilterelement aufweist. Auf diese Weise ist ein einheitlicher, durchgehender und geradliniger Strömungsfluss durch die Filtereinrichtung sichergestellt. Gegebenenfalls ist die Filtereinrichtung auch mit einem Zyklonvorabscheider versehen, der dem Hauptfilterelement vorgeschaltet ist.
Figurenliste
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Filterelementes mit einem blockförmigen Filtermaterial, das von einem Filterelementrahmen eingefasst ist, sowie mit einem Montagesicherheitselement, das sich quer zu einer Strömungsseite des Filtermaterials erstreckt und diese Strömungsseite überragt,
2 das Filterelement in Seitenansicht,
3 das Filterelement in einer weiteren perspektivischen Darstellung,
4 einen Schnitt durch eine Filtereinrichtung, in der das Filterelement aus den vorherigen Figuren als Feinfilter eingesetzt wird, der einem Hauptfilterelement nachgeschaltet ist.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Wie der Einzeldarstellung des Filterelementes 1 in den 1 bis 3 zu entnehmen, besteht das Filterelement aus einem blockförmigen, ovalen Filtermaterial 2, das axial von dem zu reinigenden Fluid, beispielsweise Verbrennungsluft (siehe Pfeile 14 in 1 und 4) durchströmt wird, und einem das Filtermaterial 2 einfassenden, ringförmig umlaufenden Filterelement- - rahmen 3 aus Kunststoff. Die Abström- bzw. Reinseite ist mit Bezugszeichen 6 gekennzeichnet, die Anström- bzw. Rohseite mit Bezugszeichen 7. Parallel zur Reinseite 6 verläuft ein Montagesicherheitselement 4, das balkenförmig ausgebildet ist und sich quer zur axialen Durchströmrichtung durch das Filterelement 1 erstreckt. Das Montagesicherheitselement 4 ist vorteilhafterweise mit dem umlaufenden Kunststoffrahmen 3 verbunden, insbesondere einteilig mit diesem ausgebildet. Das Montagesicherheitselement 4 steht axial über die Reinseite 6 des Filterelementes über. Im mittleren Abschnitt 5 ist das Montagesicherheitselement 4 flossen- bzw. finnenförmig ausgebildet, dieser Abschnitt 5 markiert die Stelle mit dem größten axialen Abstand zur Reinseite 6 des Filterelementes. Der erhöhte Abschnitt 5 liegt mittig in der Reinseite, insbesondere mit gleichem Abstand sowohl zu beiden Schmalseiten als auch zu beiden Längsseiten des ovalen Filterelementes.
Wie den 2 und 3 darüber hinaus zu entnehmen, ist der Filterelementrahmen 3 an seiner radialen Außenseite von einem umlaufenden, ringförmigen Dichtungselement 9 eingefasst. Außerdem stehen an der Rohseite 7 einteilig mit dem Filterelementrahmen 3 ausgebildete Handgriffe 8 über, die sich jedoch radial außerhalb des Filtermaterials 2 befinden.
Wie der Schnittdarstellung gemäß 4 zu entnehmen, umfasst die Filtereinrichtung 10 ein Filtergehäuse 11, das von einem Gehäusedeckel 12 zu verschließen ist, welcher sich an radialer Position am Filtergehäuse 11 befindet. Bei geöffnetem Gehäusedeckel 12 (nicht dargestellt) ist ein Aufnahmeraum innerhalb des Filtergehäuses offengelegt, der zur Aufnahme des Filterelementes 1 dient, welches die Funktion eines Feinfilters bzw. Sicherheits- oder Sekundärfilters übernimmt. Das Filterelement 1, das radial bei geöffnetem Gehäusedeckel in den Aufnahmeraum einzusetzen ist, ist in axialer Strömungsrichtung einem Hauptfilterelement 15 nachgeschaltet, das ebenfalls in dem Aufnahmeraum innerhalb des Filtergehäuses 11 aufgenommen ist. Die axiale Durchströmrichtung ist mit den Bezugszeichen 14 gekennzeichnet.
Einteilig mit dem Filtergehäuse 11 ist ein Strömungsstutzen 13 ausgebildet, der sich an der Reinseite 6 der Filtereinrichtung befindet und der zum Ausleiten des gereinigten Fluids aus dem Gehäuse 11 der Filtereinrichtung dient. Das als Feinfilter dienende Filterelement 1 wird in der Weise in das Filtergehäuse 11 eingesetzt, dass das Montagesicherheitselement 4 mit dem überstehenden Abschnitt 5 in den Strömungsstutzen 13 auf der Reinseite der Filtereinrichtung einragt. Auf diese Weise ist das Montagesicherheitselement kollisionsfrei innerhalb des Filtergehäuses aufgenommen. Ein versehentlich falsches Einsetzen des Filterelementes 1 ist ausgeschlossen, da in diesem Fall das axial überstehende Montagesicherheitselement 4 in Kollision mit einem sonstigen Bauteil bzw. dem Filtergehäuse geraten würde. Der Strömungsstutzen 13 bildet somit eine Gehäuseausnehmung zur Aufnahme des Montagesicherheitselementes 4.

Claims

Filtereinrichtung mit mindestens einem Filterelement (1) in einem Filtergehäuse (11), wobei das Filterelement (1) einen Filterelementrahmen (3) und ein im Filterelementrahmen (3) aufgenommenes Filtermaterial (2) aufweist und der Filterelementrahmen (3) in das Filtergehäuse (11) einsetzbar ist, wobei am Filterelement (1) ein den Filterelementrahmen (3) in eine Richtung überragendes Montagesicherheitselement (4) angeordnet ist, das in Einbaulage im Filtergehäuse (11) in einer Gehäuseausnehmung aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagesicherheitselement (4) an der Reinseite des Filterelements (1) angeordnet ist und in die als Strömungsstutzen (13) auf der Reinseite ausgebildete Gehäuseausnehmung einragt.
Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagesicherheitselement (4) am Filterelementrahmen (3) angeordnet ist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagesicherheitselement (4) am Filtermaterial (2) angeordnet ist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagesicherheitselement (4) als Kamm ausgebildet ist, dessen Zinken in die Falten des Filtermaterials (2) einragen.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagesicherheitselement (4) sich quer zur Anström- oder Abströmseite des Filterelements (1) erstreckt.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagesicherheitselement (4) als geradliniges, balkenförmiges Bauteil ausgebildet ist.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagesicherheitselement (4) als kreuzförmiges Bauteil ausgebildet ist.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (1) als Feinfilter ausgeführt ist, das einem Hauptfilter in der Filtereinrichtung (10) nachgeordnet ist.
Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgebildet als Luftfilter für Brennkraftmaschinen.