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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luftfilter bzw. eine Luftfiltereinrichtung für eine Frischluftanlage einer Brennkraftmaschine. Die Erfindung betrifft außerdem ein Filterelement für ein derartiges Luftfilter.
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Üblicherweise besitzt eine Luftfiltereirichtung bzw. ein Luftfilter ein Filtergehäuse, das einen Gehäusetopf mit einem Topfboden, einen Gehäusedeckel, einen Rohlufteinlass und einen Reinluftauslass aufweist. Der Gehäusedeckel verschließt den Gehäusetopf axial gegenüber dem Topfboden. Über den Rohlufteinlass wird zu filternde Frischluft zugeführt. Über den Reinluftauslass wird gefilterte Frischluft abgeführt. Ferner umfasst ein Luftfilter üblicherweise ein Filterelement, das einen ringförmigen Filterkörper aus Filtermaterial, eine dem Gehäusedeckel zugewandte erste Endscheibe an einer ersten axialen Stirnseite des Filterkörpers und eine dem Topfboden zugewandte zweite Endscheibe an einer zweiten Stirnseite des Filterkörpers aufweist. Bei einem radial von außen nach innen durchströmten Filterkörper kann außerdem eine Innenzarge vorgesehen sein, die einen ringförmigen Gitterkörper aufweist, der koaxial im Filterkörper angeordnet ist. Im Betrieb des Luftfilters liegt am Filterkörper ein Differenzdruck an, der den Filterkörper radial nach innen drückt. Dabei kann sich der Filterkörper radial am Gitterkörper der Innenzarge abstützen. Der Gitterkörper selbst ist von der Luftströmung durchströmbar und besitzt im Vergleich zum Filterkörper keine Filterfunktion.
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Das Filterelement ist im Filtergehäuse angeordnet und trennt darin üblicherweise eine mit dem Rohlufteinlass fluidisch verbundene Rohseite von einer mit dem Reinluftauslass fluidisch verbundenen Reinseite. Um den Filterkörper umgehende Leckagen zwischen Filterelement und Filtergehäuse zu vermeiden, ist üblicherweise eine Dichtung an einer der Endscheiben ausgebildet, die am Filtergehäuse anliegt.
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Aus der
WO 1998/36817 A1 ist ein Filterelement bekannt, bei dem an einer Endscheibe eine als Vliesdichtung ausgestaltete Dichtung verwendet wird, die mit der Endscheibe verschweißt ist. Eine Vliesdichtung besteht aus einem Vliesmaterial, also aus Fasern, die durch Verfilzung aneinander festgelegt sind. Dabei werden für Vliesdichtungen bevorzugt Kunststofffasern verwendet.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Luftfilter der vorstehend beschriebenen Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine verbesserte Funktionalität sowie durch eine verbesserte Dichtungswirkung auszeichnet.
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Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, an der zweiten Endscheibe des Filterelements zwei separate, ringförmige Dichtungen anzuordnen, nämlich eine erste Dichtung sowie eine zweite Dichtung. Die erste Dichtung dichtet gegenüber dem Gehäusetopf und liegt hierzu am Gehäusetopf dichtend an. Die zweite Dichtung dichtet gegenüber der Innenzarge und liegt hierzu dichtend an der Innenzarge an. Bei einer alternativen Lösung ist ein Auslassstutzen vorgesehen, der mit dem Reinluftauslass fluidisch verbunden ist und der axial durch eine zentrale Öffnung der zweiten Endplatte hindurchragt. Bei dieser zweiten Lösung dichtet die zweite Dichtung gegenüber dem Auslassstutzen und liegt hierzu dichtend an dem Auslassstutzen an. Durch die Verwendung von zwei separaten Dichtungen, die das Filterelement einerseits gegenüber dem Gehäusetopf und andererseits gegenüber der Innenzarge dichten, ist es möglich, die Innenzarge bezüglich des Filterelements und bezüglich des Gehäusetopfs als separates Bauteil zu gestalten. Die Verwendung einer separaten Innenzarge, die vorzugsweise gegenüber dem Gehäuse abgedichtet sein kann, ermöglicht die Herstellung eines Filterelements ohne integrierte Innenzarge. Hierdurch lässt sich das Filterelement preiswerter herstellen. Gleichzeitig vereinfacht sich das Recycling des Filterelements, da die Innenzarge üblicherweise aus einem anderen Kunststoff hergestellt wird als die Endscheiben und der Filterkörper.
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Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform liegt die erste Dichtung radial, vorzugsweise ausschließlich radial, am Gehäusetopf an. Somit arbeitet die erste Dichtung als Radialdichtung. Die als Radialdichtung ausgestaltete erste Dichtung lässt Axialbewegungen zwischen Filterelement und Gehäusetopf zu, die beispielsweise beim Einsetzen des Filterelements in den Gehäusetopf auftreten. Alternativ dazu kann die erste Dichtung auch als Axialdichtung ausgestaltet sein, die Radialspiel erlaubt.
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Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Dichtung radial, insbesondere ausschließlich radial, an der Innenzarge anliegen. Insofern wirkt die zweite Dichtung als Radialdichtung. Die als Radialdichtung ausgestaltete zweite Dichtung lässt Axialbewegungen zwischen dem Filterelement und der Innenzarge zu, die beispielsweise beim Einsetzen des Filterelements in das Filtergehäuse, also beim Aufsetzen des Filterelements auf die Innenzarge, auftreten können.
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Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass die erste Dichtung eine Vliesdichtung ist. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Dichtung eine Vliesdichtung sein. Die jeweilige Vliesdichtung ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Zweckmäßig sind beide Vliesdichtungen aus demselben Kunststoff hergestellt. Dabei ist von besonderer Bedeutung, dass die als Vliesdichtung ausgestaltete Dichtung hinsichtlich ihres Werkstoffs eine hohe Ähnlichkeit zum Filterkörper besitzt, der aus einem Filtermaterial hergestellt ist, das aus einem ähnlichen Kunststoff und insbesondere auch aus einem Vliesmaterial hergestellt sein kann. Diese hohe Materialähnlichkeit vereinfacht das Recycling des Filterelements.
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Die erste Dichtung kann durch Schweißen oder durch Plastifizieren an der zweiten Endscheibe befestigt sein. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Dichtung durch Schweißen oder durch Plastifizieren an der zweiten Endscheibe befestigt sein. Das Schweißen und das Plastifizieren lassen sich vergleichsweise einfach durch Wärmeeintrag realisieren. Beim Schweißen schmelzen beide Fügepartner in der jeweiligen Fügezone auf. Beim Plastifizieren schmilzt dagegen nur der eine Fügepartner in der Fügezone auf, wobei die Schmelze des aufschmelzenden Fügepartners in die Struktur des nicht-aufschmelzenden Fügepartners eindringen kann, wodurch ebenfalls eine sehr effiziente Fixierung realisierbar ist. Beim Plastifizieren der als Vliesdichtung ausgestalteten jeweiligen Dichtung schmilzt der Kunststoff der zweiten Endscheibe auf und dringt in der Fügezone in die Faserstruktur des Vliesmaterials ein.
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Alternative Befestigungsmöglichkeiten für die erste und/oder zweite Dichtung können Kleben, Schweißen (heat stake process), Verclipsen mit einem zusätzlichen Clipselement aus Kunststoff oder Metall, und die Verwendung eines Klettverschlusses, wobei Haken des Klettverschlusses beispielsweise an der zweiten Endplatte vorgesehen sein können, während Schlaufen des Klettverschlusses an der jeweiligen Dichtung bereitgestellt sein können, insbesondere, wenn die jeweilige Dichtung als Vliesdichtung ausgestaltet ist, direkt durch das Vliesmaterial des jeweiligen Vlieses, so dass die jeweiligen Dichtung auf die Haken gepresst werden kann. Ein weitere Möglichkeit kann das Ausstatten der jeweiligen Dichtung mit einer Schicht aus einem anderen Kunststoffmaterial sein, das besser an dem Material der zweiten Endscheibe befestigt werden kann, z.B. in dem Fall, dass die zweite Endscheibe aus relativ steifem PU hergestellt ist.
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Die zweite Endscheibe kann wenigstens einen ersten Ringsteg aufweisen, der axial absteht und an dessen axial freier Stirnseite die erste Dichtung angeordnet und insbesondere daran befestigt ist. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Endscheibe wenigstens einen zweiten Ringsteg aufweisen, der axial absteht und an dessen axial freier Stirnseite die zweite Dichtung angeordnet und insbesondere daran befestigt ist. Abhängig von der radialen Abmessung der jeweiligen Dichtung können auch mehrere erste Ringstege und/oder mehrere zweite Ringstege vorgesehen sein. Der jeweilige Ringsteg erzeugt eine vergleichsweise kleine Kontaktzone, wodurch sich die jeweilige Verbindung durch Schweißen oder durch Plastifizieren preiswert realisieren lässt.
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Die erste Dichtung kann radial außerhalb der zweiten Dichtung und dazu koaxial an der zweiten Endscheibe angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die erste Dichtung zur zweiten Dichtung axial versetzt an der zweiten Endscheibe angeordnet sein. Durch die vorstehend genannten Maßnahmen lässt sich die jeweilige Dichtung hinsichtlich ihrer Position optimal an die am Gehäusetopf bzw. an der Innenzarge vorgesehene Dichtzone adaptieren.
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Vorteilhaft kann sich die erste Dichtung radial an einer ersten Ringstufe abstützen, die am Topfboden ausgebildet ist. Zweckmäßig liegt dabei die erste Dichtung mit einem radial innen liegenden Innenrand radial an der ersten Ringstufe an. Die erste Ringstufe kann hinsichtlich Geometrie und Position optimal gewählt werden, um eine sichere Dichtungswirkung erzielen zu können.
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Die zweite Dichtung kann sich radial an einer zweiten Ringstufe abstützen, die an einem Ringkragen der Innenzarge ausgebildet ist, wobei dieser Ringkragen an einem dem Topfboden zugewandten zweiten Axialende des Gitterkörpers radial absteht und in der Umfangsrichtung umläuft. Auch hier lässt sich die zweite Ringstufe für eine optimale Dichtungswirkung positionieren bzw. gestalten.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform sind die erste Dichtung und die zweite Dichtung radial innerhalb eines radial außen liegenden Außenrands der zweiten Endscheibe sowie radial außerhalb eines radial innen liegenden Innenrands der zweiten Endscheibe angeordnet. Außerdem können auch eine erste Kontaktstelle, in welcher die erste Dichtung am Gehäusetopf anliegt, sowie eine zweite Kontaktstelle, in welcher die zweite Dichtung an der Innenzarge anliegt, axial vom Filterkörper beabstandet angeordnet sein. Sofern die vorstehend genannten Ringstege zum Einsatz kommen, sind die genannten Kontaktzonen und somit auch die Dichtungen axial von der übrigen zweiten Endscheibe beabstandet. Diese „übrige“ zweite Endscheibe ist durch einen scheibenförmigen Grundkörper gebildet, der fest mit der zweiten axialen Stirnseite des Filterkörpers verbunden ist.
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Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass der Reinluftauslass am Topfboden ausgebildet ist und einen Auslassstutzen aufweist. Die Innenzarge weist an einem dem Topfboden zugewandten zweiten Axialende des Gitterkörpers eine zylindrische Hülse auf, die koaxial in den Auslassstutzen eingesteckt ist. Von dieser Hülse steht der vorstehend genannte Ringkragen der Innenzarge ab, der die zweite Ringstufe trägt. Eine der zweiten Dichtung zugeordnete Dichtzone, in der die zweite Dichtung an der Innenzarge anliegt, dichtet somit die Reinseite gegenüber einem Zwischenraum. Eine erste Dichtzone, in der die erste Dichtung am Gehäusetopf anliegt, dichtet die Rohseite gegenüber diesem Zwischenraum.
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Die zweite Endscheibe kann einen ringförmigen ersten Zentriersteg aufweisen, der axial absteht und entlang eines radial außen liegenden Außenrands der ersten Dichtung in Umfangsrichtung umläuft und zur ersten Dichtung radial benachbart ist. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Endscheibe einen ringförmigen zweiten Zentriersteg aufweisen, der axial absteht und entlang eines radial außen liegenden Außenrands der zweiten Dichtung in Umfangsrichtung umläuft und zur zweiten Dichtung radial benachbart ist. Der jeweilige Zentriersteg vereinfacht die Montage des Filterelements, da der Zentriersteg beim Einlegen der jeweiligen Dichtung eine Zentrierung der jeweiligen Dichtung bewirkt, was den nachfolgenden Vorgang zum Befestigen der Dichtung an der zweiten Endscheibe erleichtert.
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Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform hat die erste Dichtung einen ringförmigen Mittelbereich, einen ringförmigen Innenbereich und einen ringförmigen Außenbereich, wobei der Mittelbereich koaxial zwischen dem Innenbereich und dem Außenbereich angeordnet ist. Der Mittelbereich ist an der zweiten Endscheibe befestigt und erstreckt sich entlang einer Ebene, die sich senkrecht zur Längsmittelachse des Luftfilters erstreckt. Im Einbauzustand des Filterelements, das heißt wenn das Filterelement in das Filtergehäuse eingesetzt ist, erstreckt sich der Außenbereich entlang eines Konus, der sich koaxial zur Längsmittelachse erstreckt, wobei der Außenbereich dichtend an einer konusförmigen Kontaktzone des Topfbodens anliegt, die sich koaxial zur Längsmittelachse erstreckt. Mithilfe dieser Konfiguration verbessert das Zusammenwirken der konusförmigen Kontaktzone und des Außenbereichs die Positionierung und insbesondere die Konzentrizität des Filterelements im Filtergehäuse.
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Eine andere Ausführungsform schlägt vor, dass die zweite Endscheibe mit einem konusförmigen Tragbereich ausgestattet ist, der sich koaxial zur Längsmittelachse erstreckt, wobei der Außenbereich an einer von der konusförmigen Kontaktzone abgewandten Seite mit dem konusförmigen Tragbereich in Kontakt steht. Durch diese Unterstützung des konusförmig gebogenen Außenbereichs ist die Zentrierungsfunktion des Zusammenwirkens zwischen konusförmiger Kontaktzone und Außenbereich verbessert.
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Weitere Ausführungsformen schlagen vor, dass die erste Dichtung an der zweiten Endscheibe nur im Mittelbereich befestigt ist, wobei sich der Innenbereich entlang eines Zylinders erstreckt, der sich koaxial zur Längsmittelachse erstreckt, und wobei der Innenbereich dichtend an einer zylinderförmigen Kontaktzone des Topfbodens anliegt, die sich koaxial zur Längsmittelachse erstreckt. Mit diesem Vorschlag kann ein stark vorgespannter radialer Kontakt zwischen dem Innenbereich und der zylinderförmigen Kontaktzone bereitgestellt werden. Ein derartiger vorgespannter Kontakt verbessert die Dichtungsfunktion der ersten Dichtung bezüglich des Filtergehäuses.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die zweite Endplatte mit einem zylinderförmigen Tragbereich ausgestattet, der sich koaxial zur Längsmittelachse erstreckt, wobei der Innenbereich an einer von der zylinderförmigen Kontaktzone abgewandten Seite mit dem zylinderförmigen Tragbereich in Kontakt steht. Durch diese Unterstützung des zylinderförmige gebogenen Innenbereichs ist die vorgespannte Dichtungsfunktion des Zusammenwirkens zwischen zylinderförmiger Kontaktzone und Innenbereich verbessert.
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Ein erfindungsgemäßes Filterelement eignet sich für eine Verwendung in einem Luftfilter der vorstehend beschriebenen Art. Insbesondere charakterisiert sich ein derartiges Filterelement durch zwei separate Dichtungen an der zweiten Endscheibe.
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Im vorliegenden Zusammenhang sind die Axialrichtung, die Radialrichtung und die Umfangsrichtung des Luftfilters auf die Längsmittelachse des Filtergehäuses bezogen, was weiter unten in der Figurenbeschreibung noch ausführlich erläutert wird.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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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.
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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.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
- 1 eine isometrische Ansicht eines Luftfilters,
- 2 ein Längsschnitt des Luftfilters,
- 3 ein vergrößertes Detail III aus 2,
- 4 eine isometrische Ansicht eines Filterelements,
- 5 eine isometrische Ansicht einer Endscheibe des Filterelements,
- 6 eine Schnittansicht wie in 3, jedoch bei einer anderen Ausführungsform,
- 7 ein vergrößertes Detail VII aus 2 bei einer anderen Ausführungsform mit einem Abschnitt eines Filtergehäuses,
- 8 das Detail aus 7, jedoch ohne das Filtergehäuse.
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Entsprechend den 1 und 2 umfasst eine Luftfiltereinrichtung 1 bzw. ein Luftfilter 1, das in einer Frischluftanlage einer Brennkraftmaschine zur Anwendung kommt, ein Filtergehäuse 2, das einen Gehäusetopf 3, einen Gehäusedeckel 4, einen Rohlufteinlass 5 sowie einen Reinluftauslass 6 aufweist. Ferner ist in 1 eine Konsole 7 erkennbar, mit der das Filtergehäuse 2 an einer Peripherie der Brennkraftmaschine oder eines mit der Brennkraftmaschine ausgestatteten Fahrzeugs angebracht werden kann. Des Weiteren ist das Filtergehäuse 2 mit einem Austragstutzen 8 ausgestattet, an dem ein Austragventil 9 angeordnet ist. Der Gehäusetopf 3 weist axial gegenüber dem Gehäusedeckel 4 einen Gehäuseboden 10 auf und besitzt eine im Wesentlichen zylindrische Topfwand 11. Die Topfwand 11 definiert eine Längsmittelachse 12 für das Luftfilter 1. Die Längsmittelachse 12 definiert ihrerseits eine Axialrichtung des Luftfilters 1, die sich parallel zur Längsmittelachse 12 erstreckt. Ferner erstreckt sich eine Radialrichtung des Luftfilters 1 quer zur Axialrichtung. Eine in den Figuren durch einen Doppelpfeil angedeutete Umfangsrichtung 13 des Luftfilters 1 rotiert um die Längsmittelachse 12 um.
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Im Inneren des Filtergehäuses 2 ist ein Filterelement 14 angeordnet, das einen ringförmigen Filterkörper 15 sowie eine erste Endscheibe 16 und eine zweite Endscheibe 17 aufweist. Die erste Endscheibe 16 ist im Einbauzustand des Filterelements 14 dem Gehäusedeckel 4 zugewandt und ist dabei an einer ersten axialen Stirnseite 18 des Filterkörpers 15 angeordnet. Die zweite Endscheibe 17 ist dem Topfboden 10 zugewandt und an einer zweiten axialen Stirnseite 19 des Filterkörpers 15 angebracht. Die jeweilige Endscheibe 16, 17 ist zweckmäßig durch Schweißen oder durch Plastifizieren mit dem Filterkörper 15 fest verbunden; sie kann auch an den Filterkörper 15 angeschäumt oder angespritzt oder angeklebt sein.
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Das Filterelement 14 trennt im Inneren des Filtergehäuses 2 eine Rohseite 53, die fluidisch mit dem Rohlufteinlass 5 verbunden ist, von einer Reinseite 54, die sich hier im Inneren des Filterelements 15 befindet und die fluidisch mit dem Reinluftauslass 6 verbunden ist. Die Rohseite 53 befindet sich im Filtergehäuse 2 außerhalb des Filterelements 14.
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Das Luftfilter 1 weist gemäß 2 außerdem eine Innenzarge 20 auf, die einen ringförmigen Gitterkörper 21 besitzt, der koaxial im Filterkörper 14 angeordnet ist. Die Innenzarge 20 ist bezüglich des Filtergehäuses 2 und bezüglich des Filterelements 14 als separates Bauteil konzipiert. Der Gitterkörper 21 besitzt ein dem Gehäusedeckel 4 zugewandtes erstes Axialende 22 sowie ein dem Topfboden 10 zugewandtes zweites Axialende 23. Die Innenzarge 20 weist am ersten Axialende 22 einen Endboden 24 auf, der über eine Drehmomentkopplung 25 mit der ersten Endscheibe 16 zur Drehmomentübertragung zusammenwirkt. Die Innenzarge 20 weist am zweiten Axialende 23 einen Ringkragen 26 auf, der radial absteht und in der Umfangsrichtung 13 umläuft. Ferner weist die Innenzarge 20 am zweiten Axialende 23 eine zylindrische Hülse 27 auf. Diese zylindrische Hülse 27 ist fluiddicht.
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Gemäß den 3 bis 6 weist das Filterelement 14 an der zweiten Endscheibe 17 eine ringförmige erste Dichtung 28 auf, die dichtend am Gehäusetopf 3, insbesondere am Topfboden 10 des Gehäusetopfs 3, anliegt. An der zweiten Endscheibe 17 ist außerdem eine ringförmige zweite Dichtung 29 vorhanden, die dichtend an der Innenzarge 20 anliegt. Die zweite Endscheibe 17 ist als offene Endscheibe ausgestaltet und weist dementsprechend eine zentrale Durchgangsöffnung 30 auf, durch welche die Innenzarge 20 axial in das Innere des Filterkörpers 15 einführbar ist. Im Unterschied dazu ist die erste Endscheibe 16 zweckmäßig als geschlossene Endscheibe ausgestaltet, so dass im Bereich der ersten Endscheibe 16 grundsätzlich auf eine Dichtung verzichtet werden kann.
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Bei den hier gezeigten Beispielen sind die erste Dichtung 28 und die zweite Dichtung 29 jeweils als ausschließlich radial dichtende bzw. ausschließlich radial wirkende Dichtungen konzipiert, so dass die erste Dichtung 28 nur radial am Gehäusetopf 3 bzw. an dessen Topfboden 10 anliegt, während die zweite Dichtung 29 nur radial an der Innenzarge 20 anliegt. Außerdem ist vorgesehen, dass beide Dichtungen 28, 29 jeweils als Vliesdichtung ausgestaltet sind, die aus einem Kunststoffvlies bestehen. Eine entsprechende erste Kontaktzone, mit der die erste Dichtung 28 radial am Gehäusetopf 3 bzw. am Topfboden 10 anliegt, ist mit 31 bezeichnet. Eine entsprechende zweite Kontaktzone, in der die zweite Dichtung 29 an der Innenzarge 20 radial anliegt, ist mit 33 bezeichnet.
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Bevorzugt sind die beiden Dichtungen 28 jeweils über wenigstens eine Schmelzverbindung 34 an der zweiten Endscheibe 17 befestigt. Die jeweilige Schmelzverbindung 34 kann dabei durch Schweißen oder durch Plastifizieren erzeugt werden.
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Für die axiale Positionierung der ersten Dichtung 28 weist die zweite Endscheibe 17 zwei erste Ringstege 35 auf, die jeweils axial von einem ebenen Grundkörper 36 der zweite Endscheibe 17 abstehen und in der Umfangsrichtung 13 umlaufen. Dieser Grundkörper 36 der zweiten Endscheibe 17 ist ringförmig und ist an der zweiten axialen Stirnseite 19 fest mit dem Filterkörper 15 verbunden. Die erste Dichtung 28 ist dabei an den vom Grundkörper 36 entfernten freien Stirnseiten der beiden ersten Ringstege 35 angeordnet. Insbesondere befinden sich die Schmelzverbindungen 34 an diesen freien Stirnseiten. Für die axiale Positionierung der zweiten Dichtung 29 ist die zweite Endscheibe 17 mit einem zweiten Ringsteg 37 versehen, der axial vom Grundkörper 36 absteht. An einer vom Grundkörper 36 entfernten freien Stirnseite des zweiten Ringstegs 37 ist die zweite Ringdichtung 29 angeordnet. Zweckmäßig ist an der Stirnseite des zweiten Ringstegs 37 die Schmelzverbindung 34 ausgebildet.
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Die beiden Dichtungen 28, 29 sind axial zueinander versetzt an der zweiten Endscheibe 17 angeordnet. Dies wird durch unterschiedliche axiale Abmessungen der Ringstege 35, 37 erreicht. Im Beispiel liegt die zweite Dichtung 29 näher am Grundkörper 36 als die erste Dichtung 28. Ferner befinden sich die beiden Dichtungen 28, 29 auf unterschiedlichen Radien zur Längsmittelachse 12, sind jedoch koaxial zueinander angeordnet. Die erste Dichtung 28 befindet sich radial außerhalb der zweiten Dichtung 29. Ferner ist hier vorgesehen, dass die beiden Dichtungen 28, 29 radial beabstandet von einem Innenrand 55 der zweiten Endscheibe 17 bzw. von deren Grundkörper 36 sowie radial beabstandet von einem Außenrand 56 des Grundkörpers 36 bzw. der zweiten Endscheibe 17 angeordnet sind.
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Bei der in 6 gezeigten alternativen Ausführungsform sind die Dichtungen 28, 29 nicht über derartige Ringstege 35, 37 axial zum Grundkörper 36 positioniert, sondern über großflächige Absätze, nämlich über einen ersten ringförmigen Absatz 38 zur axialen Positionierung der ersten Dichtung 28 und einen zweiten ringförmigen Absatz 39 zur axialen Positionierung der zweiten Dichtung 29. Die Schmelzzonen 34 sind dabei im Bereich dieser Absätze 38, 39 realisiert.
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Gemäß den 3 bis 5 besitzt die zweite Endscheibe 17 außerdem einen ringförmigen ersten Zentriersteg 40 sowie einen ringförmigen zweiten Zentriersteg 41. Der jeweilige Zentriersteg 40, 41 steht bei dieser Ausführungsform axial vom Grundkörper 36 ab und läuft zweckmäßig in der Umfangsrichtung 13 um. Der erste Zentriersteg 40 läuft dabei entlang eines radial außen liegenden Außenrands 42 der ersten Dichtung 28 um und ist zu diesem Außenrand 42 radial benachbart. Der zweite Zentriersteg 41 läuft entlang eines radial außen liegenden Außenrands 43 der zweiten Dichtung 29 um und ist dazu radial benachbart. Bei der Montage der Dichtungen 28, 29 an der zweiten Endscheibe 17 bewirken die Zentrierstege 40, 41 eine Zentrierung und radiale Positionierung der jeweiligen Dichtung 28, 29, was deren Montage erheblich vereinfacht. Im Beispiel der 6 sind die Zentrierstege 40, 41 durch Stufen in den Absätzen 38, 39 gebildet und mit 40' für den ersten Zentriersteg und 41' für den zweiten Zentriersteg bezeichnet. In diesem Fall stehen die Zentrierstege 40' und 41' nicht vom Grundkörper 36, sondern vom jeweiligen Absatz 38 bzw. 39 ab.
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Gemäß den 3 und 6 stützt sich die erste Dichtung 28 radial an einer ersten Ringstufe 44 ab, die am Topfboden 10 ausgebildet ist. Die erste Ringstufe 44 besitzt im gezeigten Beispiel der 3 außerdem einen radial abstehenden Kragen 45, wodurch radial innerhalb der ersten Ringstufe 44 eine Radialnut 46 ausgebildet wird. Die zweite Dichtung 29 stützt sich an einer zweiten Ringstufe 47 ab, die am Ringkragen 26 der Innenzarge 20 ausgebildet ist. Im Beispiel der 3 ragt der Ringkragen 26 an seinem radial außen liegenden Ende in die zuvor genannte Radialnut 46 radial ein.
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Gemäß den 2, 3 und 6 weist der Topfboden 10 einen Auslassstutzen 48 auf, der einen Bestandteil des Reinluftauslasses 6 bildet. Die zuvor genannte Hülse 27 der Innenzarge 20 ragt koaxial in den Auslassstutzen 48 hinein. Im Beispiel der 6 ist an diesem Auslassstutzen 48 eine Anschlussstelle 49 integral ausgeformt. Über die Anschlussstelle 49 kann beispielsweise ein Sensor, zum Beispiel ein Temperatursensor oder ein Drucksensor, angeordnet sein. Ebenso ist denkbar, über die Anschlussstelle 49 einen kleinen Teil der gereinigten Frischluft zu entnehmen oder ein Gas der Frischluft zuzuführen. Beispielsweise kann über die Anschlussstelle 49 Sekundärluft entnommen oder Blow-by-Gas der Frischluft zugeführt werden. Die Hülse 27 der Innenzarge 20 ist vorzugsweise bezüglich des Auslassstutzens 48 abgedichtet.
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Radial zwischen der Hülse 27 und dem Auslassstutzen 28 kann ein axialer Ringspalt 50 ausgebildet sein, der eine gewisse Dichtungswirkung entfaltet. Insoweit kann der axiale Ringspalt 50 als Spaltdichtung wirken. Ferner kann gemäß 6 axial zwischen dem Topfboden 10 und dem Ringkragen 26 ein radialer Ringspalt 51 ausgebildet sein, der ebenfalls eine gewisse Dichtungswirkung nach Art einer Spaltdichtung aufweisen kann. Jedenfalls kommuniziert ein axial zwischen der zweiten Endscheibe 17 und dem Topfboden 10 ausgebildeter Zwischenraum 52 durch den radialen Ringspalt 51 sowie durch den axialen Ringspalt 50 mit der Reinseite 54. Die erste Dichtung 28 dichtet den Zwischenraum 52 gegenüber der Rohseite 53. Die zweite Dichtung 29 dichtet den Zwischenraum 52 gegenüber der Reinseite 54.
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Die 7 und 8 zeigen eine andere Ausführungsform des Luftfilters 1 mit einem modifizierten Filtergehäuse 2 und einem dementsprechend modifizierten Filterelement 14. Die erste Dichtung 28 ist durch einen ringförmigen Mittelbereich 57, einen ringförmigen Innenbereich 58 und einen ringförmigen Außenbereich 59 gebildet. Der Mittelbereich 57 ist koaxial zwischen dem Innenbereich 58 und dem Außenbereich 59 angeordnet. 8 zeigt den nichtmontierten Zustand, in dem das Filterelement 14 nicht in das Filtergehäuse 2 eingesetzt ist. Folglich ist die erste Dichtung 28 unbelastet und liegt mit allen drei Bereichen in einer Ebene 60, die sich senkrecht zur Längsmittelachse 12 erstreckt. 7 zeigt den montierten Zustand, in dem das Filterelement 14 in das Filtergehäuse 2 eingesetzt ist. Folglich ist die erste Dichtung 28 belastet und zumindest teilweise und elastisch verformt. Der Mittelbereich 57 ist an der zweiten Endscheibe 17 befestigt. Der Mittelbereich 57 erstreckt sich entlang der Ebene 60. Der Außenbereich 59erstreckt sich im montierten Zustand der 7 entlang eines Konus 61, der sich koaxial zur Längsmittelachse 12 erstreckt. Außerdem liegt der Außenbereich 59 dichtend an einer konusförmigen Kontaktzone 63 des Topfbodens 10 an, der sich koaxial zur Längsmittelachse 12 erstreckt. Darüber hinaus ist die zweite Endscheibe 17 mit einem konusförmigen Tragbereich 65 ausgestattet, der sich koaxial zur Längsmittelachse 12, wobei der Außenbereich 59 mit dem konusförmigen Tragbereich 65 an einer von der konusförmigen Kontaktzone 63 abgewandten Seite in Kontakt steht. Dieser konusförmige Tragbereich 65 ist im Bereich eines zusätzlichen dritten Ringstegs 35' ausgebildet, an dem die erste Dichtung 28 nicht befestigt ist, zumindest bei dieser Ausführungsform.
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Vorzugsweise ist die erste Dichtung 28 nur im Mittelbereich 57 an der zweiten Endscheibe 17 befestigt. Demnach können die Schmelzverbindungen 34 nur im Bereich der beiden anderen Ringstege 35 gefunden werden. Zusätzlich erstreckt sich der Innenbereich 58 entlang eines Zylinders 62, der sich koaxial zur Längsmittelachse 12 erstreckt, wobei der Innenbereich 58 dichtend an einer zylinderförmigen Kontaktzone 64 des Topfbodens 10 anliegt, die sich koaxial zur Längsmittelachse 12 erstreckt. Darüber hinaus kann die zweite Endscheibe 17 mit einerm zylinderförmigen Tragbereich 66 ausgestattet sein, der sich koaxial zur Längsmittelachse 12 erstreckt, wobei der Innenbereich 58 mit dem zylinderförmigen Tragbereich 66 an einer von der zylinderförmigen Kontaktzone 64 abgewandten Seite in Kontakt steht.
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Wie sich den 6 und 7 entnehmen lässt können der Topfboden 10 und die Topfwand 11 separate Bauteile sein, die zusammengeschweißt sind. Eine ringförmige Schweißzone ist mit 67 bezeichnet. In 7 ist auch ein Abschnitt eines Bajonettverschlusses 68 erkennbar. Ein derartiger Bajonettverschluss 68 kann im montierten Zustand zum axialen Befestigen der zweiten Endscheibe 17 am Topfboden 10 verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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