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Filtereinsatz Die Erfindung betrifft einen Filtereinsatz, der aus
einem zur Mittelachse symmetrischen Filterelement mit sich in radialer Richtung
erstreckenden Falten besteht, dessen beide Endkappen die Enden der dem zickzackförmig
gefalteten Filterelement angepaßten gelochten Verstärkungselemente aufnehmen, wobei
diese Endkappen aus gummielastischem Stoff geformt und mit gleichachsigen I3ohrungen
versehen sind.
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Es sind bereits Filtereinsätze der vorgenannten Art bekannt, bei
welchen die Endkappen aus massiven, aus einer ausgehärteten Vergußmasse bestehenden
Scheiben gebildet sind, in die die Enden des Filterelementes eingebettet sind.
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Von diesen bekannten Ausführungsformen unterscheidet sich nun der
Filtereinsatz nach der Erfin dung dadurch, daß jede Endkappe aus einem inneren geschlossenen
Ring besteht, von dem in radialer Richtung nach außen Finger abstehen, die jeweils
einer Falte des Filterelementes zugeordnet sind und diese eingebettet festhalten.
Vorzugsweise liegen die äußeren Enden der Finger der beiden Endkappen an der das
Filterelement umschließenden Gehäusewand an.
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Durch die fingerförmige Ausgestaltung der Endkappen wird gewährleistet,
daß sich Schmutzteilchen, die sich im Laufe der Zeit auf der Außenfläche des Filterelementes
angesammelt haben und schließlich abfallen, nicht auf der unteren Endkappe ansammeln
können, sondern vielmehr auf Grund der fingèrförmu gen Ausgestaltung der Endkappen
nach unten durchfallen und dadurch die Filterleistung nicht mehr beeinträchtigen
können. Der Filtereinsatz nach der Erfindung kann also besonders vorteilhaft in
der üblichen Weise durch Einblasen von Preßluft in die Ausgangsöffnung gereinigt
werden.
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Ein weiterer Vorteil des Filtereinsatzes nach der Erfindung besteht
darin, daß das Filtergehäuse nicht viel größer als der Filtereinsatz zu sein braucht,
da ja das zu filternde Medium durch die zwischen den Fingern der Endkappen vorhandenen
Zwischenräume zuströmen kann. Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße fingerförmige
Ausgestaltung der Endkappen des Filtereinsatzes eine beträchtliche Materialeinsparung,
die sich besonders bei Massenfertigung vorteilhaft auswirkt.
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Die Erfindung wird nun näher an Hand von Zeichnungen erläutert, in
denen zeigt F i g. 1 einen entlang der Linie 1-1 in Fig. 2 geführten Schnitt durch
eine als Luftansaugfilter für eine Verbrennungskraftmaschine verwendete Ausführungsform
der Erfindung, Fig.2 teilweise im Schnitt eine Draufsicht der Ausführungsform nach
F i g. 1,
F i g. 3 teilweise im Schnitt eine Ansicht einer anderen Ausführungsform
der Erfindung, Fig. 4 eine Draufsicht der Ausführungsform nach Fig. 3, F i g. 5
teilweise im Schnitt eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
F i g. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 5 und Fig.7 einen Schnitt durch
die Endkappe einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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In der F i g. 1 ist ein Luftfilter 10 gezeigt, der sich unmittelbar
auf der Luftansaugleitung 11 einer der Brennungskraftmaschinen befindet. Die Leitung
11 hat einen nach oben stehenden Teil 12, der an seinem oberen Ende mit einer waagerechten
Sitzfläche 14 versehen ist.
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Auf der Oberseite des Leitungsteils 12 sitzt ein Filtereinsatz 16
nach der Erfindung. Der Filterein-Satz 16 besteht aus einem zylinderförmigen engmaschigen
inneren Drahtsieb 17 und aus einem engmaschigen äußeren Drahtsieb 20, das mit in
radialer Richtung verlaufenden und sich in axialer Richtung erstreckenden Falten
versehen ist. Die inneren Enden der Falten haben nur einen geringen Abstand vom
inneren Draht 17. Dieser Abstand ist in den Zeichnungen zur Verdeutlichung übertrieben
gezeichnet.
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Das äußere Drahtsieb 20 ist mit einem porösen Filterelement 21, beispielsweise
mit einem verfilzten Tuch überzogen, das beide Seiten der Falten bedeckt und einen
ununterbrochenen eng anliegenden Dberzug bildet.
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An die Enden der Drahtsiebe sind Endkappen 24 angegossen. Jede Endkappe
24 besitzt radial vom Mittelteil abstehende Finger 26. Jedes Ende des Drahtzylinders
17 ist in eine entsprechende Endkappe
24 eingebettet. Die Enden
der Falten und des Filterelementes sind in die Finger 26 eingebettet. Wie aus Fig.
1 ersichtlich ist, sind zur Versteifung und Verstärkung der Endkappen die Enden
der Drahtsiebe 17 und 20 beinahe vollständig durch die entsprechenden Endkappen
24 hindurchgeführt.
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Die Endkappen 24 können leicht aus irgendeiner gießbaren elastomeren
Verbindung hergestellt werden. Vorzugsweise verwendet man einen Polyvinylchloridkunststoff;
es können jedoch auch viele andere gießbare elastomere Verbindungen verwendet werden.
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Die Endkappen 24 haben im wesentlichen dieselbe Form, sind jedoch
gegeneinander umgekehrt angeordnet. Jede Endkappe ist mit einem ringfönmigen Ansatz
27 und mit einer ebenen Sitzfläche 30 versehen, die in bezug auf den Ansatz 27 in
axialer Richtung zurückversetzt ist, so daß eine ringförmige Zylinderfläche oder
Zentrierschulter 31 entsteht.
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Die Sitzfläche 30 der unteren Endkappe des Filtereinsatzes ruht auf
der Sitzfläche 14 des Rohrteiles 12, der auch an der Zylinderfläche31 anliegt, so
daß eine Zentrierung des Filtereinsatzes in bezug auf den Rohrteil 12 und einen
Stift 15 erfolgt, der sich durch eine Bohrung des Filtereinsatzes erstreckt und
an beiden Enden mit einem Gewinde versehen ist. Das untere Ende des Stiftes 15 ist
in einen an der Leitung 11 vorhandenen Ansatz 13 eingeschraubt. Der Filtereinsatz
16 wird von einem tassenförmigen Gehäuse 34 eingeschlossen, das auf der Oberseite
mit einer Bohrung versehen ist, durch welche das obere Ende des Stiftes 15 nach
außen ragt. Durch eine auf das herausragende Ende des Stiftes 15 aufgeschraubte
Flügelmutter 35 wird das über dem Filtereinsatz 16 befindliche Gehäuse am Stift
15 festgehalten und der Filtereinsatz 16 gegen die Sitzfläche 14 des Rohrteiles
12 gepreßt.
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In F i g.1 sind die zusammengesetzten Teile dargestellt. Vor Inbetriebnahme
des Filters muß die Flügelmutter 35 angezogen werden, damit das Gehäuse 34 auf den
Ansatz 27 gepreßt wird und eine gasdichte Abdichtung entsteht. Dabei wird auch ein
Druck auf die untere Endkappe 24 ausgeübt, so daß zwischen der Sitzfläche 14 des
Rohrteiles 12 und der Sitzfläche 30 ebenfalls eine gas dichte Abdichtung entsteht.
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Der Filtereinsatz 16 kann ohne weiteres umgedreht werden. Der auf
der Oberseite des Filtereinsatzes befindliche Ansatz 27 dient als Dichtung, während
der auf der Unterseite befindliche Ansatz als Zentriervorrichtung verwendet wird.
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Das Angießen einer Endkappe 24 kann so geschehen, daß zunächst ein
Polyvinylchloridkunststoff in eine geeignete Form gegossen wird, worauf dann das
mit einem Tuch überzogene äußere Drahtsieb und das innere Drahtsieb auf den eingegossenen
Kunststoff gestellt wird, so daß beide unter dem Einfluß des eigenen Gewichtes einsinken.
Anschließend wird dann der Kunststoff gehärtet. Die zweite Endkappe kann dann angebracht
werden, indem man den Filtereinsatz aus der Form entfernt, kippt und in der oben
beschriebenen Weise weiterbehandelt.
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Beim Betrieb des Filters wird Luft auf der Unterseite des Gehäuses
durch die zwischen den Fingern 26 der unteren Abschlußkappe liegenden Zwischenräume
angesaugt, die eine Einlaßöffnung bilden.
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Die Luft wird dann durch das Faltenfilterelement 21 und durch die
Drahtsiebe 20 hindurchgesaugt und
über den die Atslaßöffnung bildenden Unterteil
der Filterelementbohrung zur Leitung 11 geführt. Der Schmutz wird auf dem Filterelement
21 zurückgehalten.
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In den F i g. 3 und 4 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung
dargestellt. Der leistungsfähige Luftansaugfilter besitzt ein im allgemeinen tassenförmiges
Gehäuse 40, dessen Bodenfläche eine kreisförmige Öffnung aufweist, in die ein gleichachsig
zum Gehäuse verlaufendes Rohr 41 eingeschweißt ist.
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Ein kurzer Teil 42 des Rohres 41 ragt in das Innere des Gehäuses.
Das Rohr 41 kann an eine Luftansaugleitung oder an einen Verteiler angeschlossen
werden.
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Im Gehäuse befindet sich ein Filtereinsatz 54, der in ähnlicher Weise
wie der bereits beschriebene Einsatz aufgebaut ist, sich von diesem jedoch in zweifacher
Hinsicht unterscheidet. Einmal wird zur Erzielung einer größeren Festigkeit an Stelle
eines inneren Drahtsiebes ein perforiertes Metallrohr verwendet. Außerdem sind die
Endkappen 56 mit ringförmigen Ansätzen 57 versehen, die gekrümmte Sitzflächen haben.
Die Bohrung des Filtereinsatzes 54 und der Außendurchmesser des in das Gehäuse hineinragenden
Teiles 42 des Rohres 41 sind so be messen, daß eine gasdichte Abdichtung entsteht,
wenn der Einsatz über das Ende 42 des Rohres 41 geschoben wird.
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Ein Halter 43 ist mit dem einen Ende gelenkig mit einem auf der einen
Seite des Gehäuses 40 befestigten Bügel 44 und mit dem anderen Ende gelenkig mit
einem Deckel 45 verbunden, der über die Oberseite des Gehäuses bewegt und abgenommen
werden kann.
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Das freie Ende des Deckels 45 ist mit einer nach oben stehenden Nase
46 versehen. Auf der dem Halter 43 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses befindet
sich ein zweiter Halter 47, der gelenkig mit dem einen Ende eines Klemmhebels 50
verbunden ist. Das andere Ende des Klemmhebels 50 ist gelenkig mit einem am Gehäuse
befestigten Bügel 51 verbunden. Der Deckel 45 ist mit einem zylinderförmigen Ansatz
52 versehen, der gleichachsig zum Gehäuse 40 und zum Rohr 41 verläuft, wenn der
Deckel 45 über das geöffnete Ende des Gehäuses gespannt ist.
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Vor Inbetriebnahme des Filters wird der Filtereinsatz 54 in das Gehäuse
40 eingesetzt und über das hervorstehende Ende 42 des Rohres 41 unter Anwendung
von Druck geschoben, so daß die zylinderförmige Innenfläche des Ansatzes 57 am Rohrteil
42 und die gekrümmte Oberfläche des Ansatzes 57 am Boden des Gehäuses 40 anliegt.
Anschließend wird der Deckel 45 über die offene Oberseite des Gehäuses geklappt,
so daß der Deckelansatz 52 über die Bohrung des Ansatzes 57 der oberen Endkappe
des Filtereinsatzes zu liegen kommt. Der Deckel 45 wird dann mit der Hand in die
zylinderförmige Innenfläche des Ansatzes 57 hineingepreßt. Anschließend wird der
Klemmhebel 50 so verstellt, daß der Halter 47 in die Nase46 des Deckels eingehängt
werden kann. Wird nun der Klemmhebel50 heruntergedrückt, so wird der Ansatz 52 des
Deckels in die zylinderförmige Bohrung der Abschlußkappe 56 hineingepreßt und die
gekrümmte Sitzfläche des Ansatzes 57 gegen die Unterseite des Deckels 45 gedrückt.
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Bei dem vorliegenden Filter wird an jedem Ende des Filtereinsatzes
an zwei Stellen eine gasdichte Abdichtung erzielt. Die erste Dichtung entsteht zwischen
dem
in die Bohrung des entsprechenden Ansatzes 57 hineinragenden Glied und der anliegenden
zylinderförmigen Wand des Ansatzes. Die zweite Dichtung entsteht zwischen der gekrümmten
Sitzfläche des entsprechenden Ansatzes 57 einer Endkappe und der glatten Fläche
des Metallgehäuses oder des Deckels.
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Das Gehäuse und der Filtereinsatz sind so bemessen, daß die in axialer
Richtung abstehenden Ansätze 57 zur Erzielung einer gasdichten Abdichtung genügend
weit zusammengedrückt werden können. Auch bei diesem Filter ist wie bei dem in den
Fig. 1 und 2 gezeigten Filter der Filtereinsatz bezüglich seiner Enden umkehrbar.
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Beim Betrieb des Luftfilters wird durch das offene Ende des Gehäuses
40 Luft eingesaugt. Der Ansaugkanal wird durch die rund um den Deckel 45 zwischen
den Falten des Filtereinsatzes 54 liegenden Zwischenräume gebildet. Die Luft wird
durch das Filtertuch und die Drahtsiebe hindurchgesaugt und gelangt in das Innere
des Filtereinsatzes, von wo aus sie über den unteren Teil des Innenraumes des Filtereinsatzes
in die Leitung 41 abgesaugt wird. Der Schmutz wird am Filtertuch aufgefangen und
zurückgehalten.
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In den Fig. 5 und 6 ist ein Rohrleitungsfilter 60 dargestellt, in
dem ein Filtereinsatz nach der Erfindung verwendet wird. Der Filtereinsatz nach
der Erfindung ist dabei in einem aus zwei Hälften 61 und 62 bestehenden Gehäuse
angeordnet, das mit einer Einlaßöffnung 64 und einer Auslaßöffnung 65 versehen ist.
Der Filtereinsatz sitzt auf einem zentral im Gehäuse angeordneten Bolzen 76 und
wird durch eine auf dem unteren Teil des Bolzens 76 sitzende Schraubenfeder 82 in
der Betriebslage gehalten. Der Filtereinsatz besteht aus einem zylinderförmigen
inneren Drahtsieb 85 und einem äußeren Drahtsieb 86, das in radialer Richtung verlaufende
und sich in axialer Richtung erstreckende Falten aufweist. Die inneren Enden der
Falten haben nur einen geringen Abstand vom inneren Drahtsieb 85. Auf dem äußeren
Drahtsieb 86 ist ein Filtertuch 90 aufgebracht, das die Falten bedeckt und einen
ununterbrochenen Überzug bildet. An den Enden der Drahtsiebe sind Endkappen 91 angegossen,
die erfindungsgemäß in radialer Richtung sich erstreckende Finger 92 aufweisen.
Die Enden des inneren Drahtsiebes 85 sind in den Endkappen 91 eingebettet, und die
Finger 92 der Endkappen halten die entsprechenden Falten eingebettet fest. Jede
Endkappe91 ist mit innen abstehenden Zentriernasen 96 versehen, die am Bolzen 76
anliegen und den Filtereinsatz in bezug auf den Bolzen und das Filtergehäuse zentrieren.
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Beim Betrieb des in den Fig. 5 und 6 dargestellten Filters wird das
zu filternde Medium, beispiels-
weise Preßluft oder Öl, durch die Einlaßöffnung 64
in das Filtergehäuse eingeführt. Große Schmutzteilchen sinken nach unten und sammeln
sich am Boden des Filtergehäuses an. Das zu filternde Medium strömt dann durch den
Filtereinsatz und über die zwischen den Zentriernasen 96 vorhandenen Zwischenräume
zur Auslaßöffnung 65.
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Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform weist die Endkappe
in an sich bekannter Weise einen in axialer Richtung abstehenden Ansatz 101 auf,
der in eine an einem Verschlußglied 103 vorhandene Aussparung 102 einsetzbar ist.
Der Ansatz 101 und die Aussparung 102 sind so bemessen, daß die Aussparung 102 in
jeder Richtung kleiner als der Ansatz 101 ist. Wird also der Ansatz 101 beim Zusammenbau
des Filters in die Aussparung 102 gepreßt, dann wird der Ansatz 102 zusammengedrückt,
und es entstehen zwischen den Flächen a, b und c des Ansatzes 101 und den entsprechenden
gegenüberliegenden Flächen der Aussparung 102 flüssigkeitsdichte Abdichtungen.