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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Filtereinrichtung, insbesondere
einen Luftfilter, der vorzugsweise zur Filtration der Ansaugluft
einer Brennkraftmaschine eingesetzt wird, nach dem Oberbegriff des Anspruches
1.
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Stand der Technik
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Eine
Filtereinrichtung zur Filtration gasförmiger Fluide wird
in der
EP 0 863 785
B1 beschrieben. Die Filtereinrichtung umfasst ein Filterelement,
welches aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium
besteht, das von einem Filterrahmen eingefasst ist. Der Filterrahmen
weist umlaufende Dichtungstaschen auf, in die eine Silikonschaumdichtung
eingegossen ist.
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Derartige
Filterelemente werden in ein Gehäuse eingesetzt, bestehend
aus einem Gehäuseunterteil und einem Gehäuseoberteil
bzw. einem Deckel, wobei die Gehäuseteile zur Vermeidung
von Fehlluftströmen fest miteinander zu verbinden sind. Um
den erforderlichen Anpressdruck zwischen den Gehäuseteilen
aufzubringen, sind Schrauben, Klemmen oder dergleichen Verbindungselemente
zwischen den Gehäuseteilen erforderlich.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtereinrichtung zu
schaffen, die einerseits die erforderliche Dichtigkeit zur Vermeidung
von Fehlluftströmen aufweist und andererseits in einfacher
Weise ein Austauschen des Filterelements ermöglicht.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben
zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Bei
der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung handelt
es sich insbesondere um einen Luftfilter, vorzugsweise zur Filtration
der Ansaugluft in Brennkraftmaschinen, wobei im Rahmen der Erfindung
auch beispielsweise eine Filtration der in den Fahrzeuginnenraum
zu leitenden Luft in Betracht kommt. Grundsätzlich ist
es auch möglich, die erfindungsgemäße Filtereinrichtung
zur Filtration flüssiger Fluide einzusetzen, beispielsweise
zur Kraftstoff- oder Ölfilterung.
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Die
Filtereinrichtung umfasst ein Filterelement mit einem Filtermedium,
das von dem zu reinigenden Fluid durchströmt wird. Des
Weiteren weist die Filtereinrichtung ein Gehäuse mit einem
Gehäuseunterteil und einem darauf aufzusetzenden Gehäuseoberteil
auf, wobei das Filterelement in das Gehäuse einsetzbar
ist. Als Gehäuseunterteil kommt beispielsweise ein Gehäusetopf
in Betracht, als Gehäuseoberteil ein Deckel. Grundsätzlich
können Gehäuseunterteil und Gehäuseoberteil
aber auch zumindest annähernd gleichartig ausgebildet sein.
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Gehäuseunterteil
und Gehäuseoberteil sind mithilfe einer Verbindungseinrichtung
miteinander zu verbinden, wobei erfindungsgemäß vorgesehen
ist, dass die Verbindungseinrichtung als Rasteinrichtung mit einem
am Filterelement angeordneten Rastelement ausgeführt ist, über
die das Filter element in seiner montierten, in das Gehäuse
eingesetzten Position sowohl mit dem Gehäuseunterteil als
auch mit dem Gehäuseoberteil verrastet ist.
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Diese
Ausführung weist verschiedene Vorteile auf. Da die Verbindung
zwischen den Gehäuseteilen mithilfe der Rasteinrichtung
erfolgt, über die zugleich das Filterelement in seiner
montierten Position gehalten ist, können zusätzliche,
separat ausgebildete Verbindungselemente zwischen den Gehäuseteilen
entfallen. Der Rasteinrichtung kommt somit die doppelte Aufgabe
zu, einerseits das Filterelement in der gewünschten Position
im eingesetzten Zustand innerhalb des Gehäuses zu fixieren
und andererseits die beiden Gehäuseteile miteinander zu
verbinden. Es sind grundsätzlich keine zusätzlichen
Verbindungselemente oder separate Rasteinrichtungen sowohl für
die Fixierung des Filterelements im eingesetzten Zustand innerhalb
des Gehäuses als auch zur druck- bzw. strömungsdichten
Verbindung der beiden Gehäuseteile miteinander erforderlich.
Hierdurch wird eine Teilereduzierung erreicht, die einen Kostenvorteil
bedeutet. Außerdem ist die Montage vereinfacht bzw. kann
ein Wechsel des Filterelements in kürzerer Zeit durchgeführt
werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführung weist die Rasteinrichtung auf
Seiten des Filterelements ein erstes Rastelement auf, das sowohl
mit dem Gehäuseunterteil als auch mit dem Gehäuseoberteil
in eine Raststellung zu verbringen ist. Es ist somit auf Seiten des
Filterelementes ein gemein sames Rastelement für die Verbindung
mit beiden Gehäuseteilen vorgesehen. Dieses Rastelement
weist in bevorzugter Ausführung Schnapphaken auf, denen
gehäuseseitig Rastösen am Gehäuseunterteil
und am Gehäuseoberteil zugeordnet sind. Beispielsweise
können von einem gemeinsamen Hakenträger ausgehend,
welcher mit dem Filterelement verbunden ist, nach oben und nach
unten gerichtete Schnapphaken vorgesehen sein, deren freien Enden
in der Montageposition in die Rastösen an den Gehäuseteilen
einragen und mit diesen verrastet sind. Es ergibt sich hierdurch eine
Schnappverbindung zwischen den Schnapphaken und den Rastösen,
wodurch eine gewünschte feste Verbindung zwischen jedem
Gehäuseteil und dem Rastelement am Filterelement gegeben
ist. Hierbei werden die Gehäuseteile nicht unmittelbar miteinander
verbunden, sondern über das Rastelement, welches am Filterelement
angeordnet ist. Da jedoch gemäß der bevorzugten
Ausführung ein einziges Rastelement für die Verbindung
mit beiden Gehäuseteilen vorgesehen ist, kommen Bauteilelastizitäten
nicht oder nur in einem reduzierten Maße zum Tragen, so
dass eine feste Verbindung gegeben ist.
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Das
Filterelement umfasst gemäß bevorzugter Ausführung
neben dem Filtermedium, welches zur Filtration des Fluids dient,
auch einen Filterrahmen auf, der das Filtermedium zumindest teilweise, vorzugsweise
vollständig einfasst. Dieser Filterrahmen ist zweckmäßigerweise
auch Träger des Rastelementes, das beispielsweise als Kunststoffbauteil ausgeführt
ist und insbesondere an den Filterrahmen angespritzt ist bzw. mit
diesem ein einteiliges, gemeinsames Spritzguss-Bauteil bildet. Gemäß einer alternativen
Ausführung ist es aber grundsätzlich auch möglich,
das Rastelement unmittelbar mit dem Filtermedium zu verbinden.
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Um über
den Umfang des Gehäuses eine möglichst gleichmäßige,
die Gehäuseteile verbindende Kraft zu erzeugen, sind zweckmäßigerweise über den
Umfang verteilt eine Mehrzahl von Rastelementen am Filterelement
vorgesehen, denen gehäuseseitige Rastteile zugeordnet sind.
So kann es zweckmäßig sein, an jeder der vier
Seitenkanten des bevorzugt rechteckförmigen Filterelementes
jeweils ein oder mehrere Rastelemente vorzusehen, die mit den zugeordneten
Rastteilen an den Gehäuseteilen zusammenwirken. Gemäß bevorzugter
Ausführung sind an zwei gegenüberliegenden Seitenkanten
des Filterelementes jeweils zwei Rastelemente in Form von Schnapphaken
ausgebildet, die mit zugeordneten Rastösen am Gehäuseunterteil
und am Gehäuseoberteil zusammenwirken. Die Schnapphaken bzw.
die Rastelemente befinden sich bevorzugt an der Längsseite
des Filterelementes bzw. des Gehäuses; in diesem Fall kann
es ausreichend sein, ausschließlich an den Längsseiten
derartige Rasteinrichtungen vorzusehen und die Schmalseiten frei
von Rasteinrichtungen zu halten.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und
den Zeichnungen zu entnehmen.
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Es
zeigen:
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1 einen
Schnitt durch eine als Luftfilter ausgebildete Filtereinrichtung,
die in einem zweiteiligen Filtergehäuse ein Filterelement
aufweist, wobei das Filterelement über eine Rasteinrichtung
in seiner montieren Position fixiert und zugleich die beiden Gehäuseteile über
die Rasteinrichtung zusammengehalten sind,
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2 eine
perspektivische Ansicht des Gehäuseunterteils,
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3 eine
perspektivische Ansicht des Filterelementes mit dem von einem Filterrahmen
eingefassten Filtermedium, wobei am Filterrahmen Rastelemente in
Form von Schnapphaken angespritzt sind.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist
ein Luftfilter 1 im Schnitt dargestellt, bestehend aus
einem Gehäuse 2 mit einem Gehäuseunterteil 3 und
einem Gehäuseoberteil 4 sowie mit einem Filterelement 5,
das im Inneren des Gehäuses 2 aufgenommen ist.
Das Filterelement 5 umfasst ein Filtermedium 6,
welches von dem zu reinigenden Fluid durchströmt wird,
und einen Filterrahmen 7, der das Filtermedium 6 einrahmt
und das Filterelement 5 in der gewünschten Position
innerhalb des Gehäuses 2 fixiert. Außerdem
dient der Filterrah men 7 als Träger eines Dichtungselementes 15,
insbesondere eines Dichtringes, der an der radial außen liegenden
Seite des Filterrahmens 7 angeordnet ist und an der Innenwand
des Filtergehäuses anliegt und für eine strömungsdichte
Separierung von Roh- und Reinseite des Filterelementes sorgt.
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Das
Filtermedium 6 ist beispielsweise als zickzackförmig
gefaltetes Filterpapier ausgeführt oder als Filtervlies
oder dergleichen.
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Zur
Fixierung des Filterelementes 5 im Innern des Gehäuses 2 einerseits
und zur Verbindung der beiden Gehäuseteile 3 und 4 andererseits
ist eine Rasteinrichtung 8 vorgesehen, die auf Seiten des
Filterelementes 5 ein Rastelement 9 umfasst und
auf Seiten der Gehäuseteile 3, 4 Rastösen 13 und 14, wobei
sich die Rastösen 13 am Gehäuseunterteil 3 und
die Rastösen 14 am Gehäuseoberteil 4 befinden. Das
Rastelement 9 ist einteilig mit dem Filterrahmen 7 des
Filterelementes 5 ausgebildet, wobei Filterrahmen 7 und
Rastelement 9 zweckmäßigerweise aus Kunststoff
bestehen und im Spritzgussverfahren an das Filtermedium angespritzt
werden.
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Das
Rastelement 9 umfasst einen von dem Filterrahmen 7 radial
nach außen verzweigenden Hakenträger 10 sowie
zwei Schnapphaken 11 und 12, die an der radialen
Außenseite des Hakenträgers 10 angeordnet
und einteilig mit diesem ausgebildet sind. Die Schnapphaken 11 und 12 sind
bezogen auf die Trennebene zwischen den Gehäuseteilen 3 und 4,
in der zugleich der Hakenträger 10 liegt, nach
unten bzw. nach oben abgebogen und ragen formschlüssig
in die Rastösen 13 und 14 am Gehäuseunterteil 3 bzw.
am Gehäuseoberteil 4 ein. Die Verbindung zwischen
den Schnapphaken 11 und 12 und den Rastösen 13 bzw. 14 ist
als Schnappverbindung ausgeführt, indem die Schnapphaken
unter Ausnutzen ihrer Eigenelastizität in die Rastösen
eingeführt werden und mit diesen bezogen auf die Löserichtung zwischen
den Gehäuseteilen 3 und 4 eine formschlüssige
Rastverbindung eingehen. In der in 1 dargestellten
Rastposition liegt ein stirnseitiger, abgewinkelter Endabschnitt
jedes Schnapphakens 11 bzw. 12 unmittelbar auf
dem Rand jeder Rastöse 13 bzw. 14, wodurch
in Löserichtung der Formschluss realisiert ist. Auf Grund
ihrer Eigenelastizität ist sowohl ein Einschnappen der
Schnapphaken in die Rastösen durchführbar als
auch ein Lösen der Schnapp- bzw. Rastverbindung, um die
Gehäuseteile 3 und 4 voneinander lösen
zu können, beispielsweise zum Austausch des Filterelements
im Rahmen der Wartung.
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Die
beschriebene Rasteinrichtung 8 weist den Vorteil auf, dass
keine zusätzlichen, darüber hinaus gehenden Verbindungselemente
zur Fixierung des Gehäuseoberteils am Gehäuseunterteil
erforderlich sind. Des Weiteren können Fixierelemente entfallen, über
die das Filterelement 5 im Inneren des Gehäuses 2 in
der gewünschten Position gehalten wird. Beide Funktionen,
also die Sicherung des Filterelements im Gehäuse sowie
die Verbindung der beiden Gehäuseteile miteinander, werden
mithilfe der ge meinsamen Rasteinrichtung durchgeführt.
Die Rasteinrichtung 8 befindet sich hierbei auf der Außenseite des
Gehäuses und ist somit von außen zugänglich, so
dass auch ein Lösen der Rasteinrichtung ohne Weiteres bewerkstelligt
werden kann.
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Es
kann zweckmäßig sein, in die Stirnseite eines
Gehäuseteils, beispielsweise in die Stirnseite des Gehäuseoberteils 4,
Nuten für die Aufnahme des Hakenträgers 10 einzubringen,
um sicherzustellen, dass in der zusammengesetzten Position die Stirnseiten
beider Gehäuseteile 3 und 4 flächig
aufeinander liegen und somit ein dichter Abschluss gewährleistet
ist.
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Wie 2 zu
entnehmen, sind die Rastösen 13 am Gehäuseunterteil
benachbart zur Stirnseite des Gehäuseunterteils angeordnet,
auf die die Stirnseite des Gehäuseoberteils aufgesetzt
wird. Zweckmäßigerweise befindet sich die Oberseite
der Rastösen 13 geringfügig unterhalb
der Stirnseite, in gleicher Weise liegen auch die Rastösen 14 am
Gehäuseoberteil mit geringem axialem Abstand zur Stirnseite
des Gehäuseoberteils, damit in der montieren Position (1)
die Rastösen 13 und 14 zueinander einen
Mindestabstand aufweisen, der das Einführen der Schnapphaken 11 und 12 am
Rastelement 9 erlaubt.
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Wie 2 in
Verbindung mit 3 zu entnehmen, ist der Grundquerschnitt
des Luftfilters rechteckförmig, wobei an den gegenüberliegenden Längsseiten
des Gehäuses jeweils zwei Rastösen angeordnet
sind und dementsprechend an den gegenüberliegenden Längsseiten
des Filterelementes 5 jeweils zwei Rastelemente 9 mit
den Schnapphaken 11 und 12 positioniert sind.
Die Schmalseiten des Gehäuses bzw. des Filterelementes
sind dagegen frei von Rasteinrichtungen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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