DE2824280A1

DE2824280A1 - Hochleistungs-stroemungsmittelfilter

Info

Publication number: DE2824280A1
Application number: DE19782824280
Authority: DE
Inventors: Kenneth Anthony Conti
Original assignee: Fram Corp
Current assignee: Fram Corp
Priority date: 1977-06-06
Filing date: 1978-06-02
Publication date: 1978-12-14
Also published as: NZ187353A; GB1583736A; IT1096428B; AU3685178A; JPS543973A; IT7824189A0; ZA783091B; CA1099220A; BR7803579A; FR2393597A1; FR2393597B1

Description

Hochleistungs-Strömungsmitte!filter

Die Erfindung betrifft Hochleistungs-Strömungsmittelfilter, insbesondere Filter für Kraftfahrzeuge zum Ausfiltern von Teilchen aus der dem Motor zugeführten Luft.

Filter umfassen meist ein an einem Ende geschlossenes und am entgegengesetzten Ende offenes zylinderförmiges Gehäuse, einen Verschluß für das offene Ende, eine durch das offene Ende in das Gehäuse einzuführende ringförmige Filterpatrone, einen Gehäuseeinlaß sowie einen Gehäuseauslaß, so daß das vom Einlaß zum Auslaß fließende Strömungsmittel die Filterpatrone passieren muß, sowie eine in der Patrone vorgesehene Vorrichtung, um zwischen Patrone und Gehäuse eine Dichtung zu erzielen.

Diese Vorrichtungen sind meist Schwammgummidichtungen, die an beiden ringförmigen Axialenden der Patrone befestigt sind und in strömungsmitteldichtem Kontakt an das Gehäuse und den Verschluß durch entsprechende Mittel angepreßt werden. Bei anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist nur eine Dichtung an einem Ende der Patrone vorgesehen, die mit dem geschlossenen Ende des Gehäuses zusammenwirkt, wobei das andere Ende der Patrone vollkommen durch eine ununterbrochene scheibenförmige Platte verschlossen wird.

Obwohl diese früheren Vorrichtungen meist sehr gut funktionierten, ergeben sie teuere Patronen und erhöhen die Gefahr von

809850/0954 ~⁵~

beschädigten Dichtungen während des Transports und des Austausches von Patronen.

Die Erfindung betrifft ein Hochleistungs-Strömungsmittelfilter, besonders für den Lufteinlaß des Motors von Kraftfahrzeugen, das ein eine Kammer umschließendes Gehäuse zur Aufnahme einer Filterpatrone umfaßt, wobei das Gehäuse ein offenes Ende besitzt, durch welches die Patrone in die Kammer eingeführt wird sowie ein geschlossenes Ende und einen abnehmbaren Verschluß oder Deckel für das offene Ende, und die Filterpatrone mit folgenden Baugruppen: ein ununterbrochenes Stück eines einen Ring bildenden Filtermittels, einen inneren und äußeren zylinderförmigen durchlässigen Träger, der in am Umfang verteilten, radial getrennten und sich axial erstreckenden Kanten ausläuft, welche die inneren und äußeren zylinderförmigen, durch den Ring gebildeten Flächen umschreibt sowie zwei ringförmige Abschlußkappen, welche die vom Träger herausragenden Kanten miteinander verbinden und mit ihnen zusammenwirken, um eine das Filtermittel aufnehmende Kammer zu bilden, ferner mit einem Einlaß und Auslaß im Gehäuse, die so angeordnet sind, daß das vom Einlaß zum Auslaß fließende Strömungsmittel am Filtermittel vorbeifließen muß, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Dichtungsmaterial sowohl vom geschlossenen Ende als auch vom Deckel des Gehäuses getragen wird, ferner dadurch, daß die Verschlußkappen einejsich am Umfang axial erstreckende Auskragung aufweisen, welche dem Dichtungsmaterial zugekehrt ist und in dieses eindringt, um damit die Patrone mit dem Gehäuse abzudichten.

809850/0954

Bei diesem Merkmal bleibt das Dichtungsmaterial dauernd am Gehäuse befestigt, die Patronen brauchen nicht mit Dichtungen versehen zu werden, wodurch sich eine Kostenminderung für die Patronen ergibt, und die Gefahr beschädigter Patronen während des Transports und des Austausches vermieden wird. Wie bei den früheren Vorrichtungen kann ein Ende der Patronen vollkommen abgeschlossen sein und das andere Ende mit dem Dichtungsmaterial zusammenwirken, das nur vom geschlossenen Ende des Gehäuses getragen wird.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Seitenriß, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Hochleistungs-Luftreinigungsanlage und Filterpatrone,

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hochleistungs-Luftreinigungsanlage und Filterpatrone.

Eine Hochleistungs-Luftreinigungsanlage 10 umfaßt ein Gehäuse mit einer ringförmigen Seitenwand 14, einem geschlossenen Ende 16 sowie einem offenen Ende 18, durch welches eine Filterpatrone 20 in das Gehäuse 12 zur Montage ein- und ausgeführt wird. Die Patrone 20 umfaßt ein ringförmiges Außensieb 22, ein ringförmiges Innensieb 24, beide von herkömmmlichem Aufbau, sowie einen Deckel 26 für das obere geschlossene Ende und einen Deckel 28 für das untere offene Ende, welche das obere und das untere

809850/0954 "⁷"

_ ₇ _ 282A280

Ende der Siebe 22 und 24 miteinander verbinden, um eine Kammer zu bilden, in welcher das Filtermittel 30 angeordnet ist. Die Ober- und Unterkonten des Filtermittels 30 sind mit den Deckeln oder Abschlußkappen 26 und 28 verklebt oder verkittet, um eine Dichtung gegen das Eindringen von Verunreinigungen zu bilden. Das Filtermittel 30 kann von herkömmlicher Art sein wie geriffeltes oder gefaltetes Papier, das Strömungsmittel wirksam ausfiltert. Die untere Verschlußkappe 28 ist mit einer am Umfang hervorragenden, sich axial erstreckenden Kante oder Austragung 31 versehen, die in das ringförmige Bett eines Dichtungsmaterials 32 wie Urethan eindringen kann, das in einer sich über den Umfang erstreckenden Nut 34 im geschlossenen Ende 16 des Gehäuses 12 aufgenommen ist. Eine Kante der Nut 34 wird durch eine Filteranschlagkante 36 gebildet, welche die Patrone im Gehäuse in einer vorgegebenen Stellung positioniert und mit einem am Umfang hervorragenden Teil der Verschlußkappe 28 neben der Austragung 31 im Eingriff steht. Die Wirkverbindung zwischen Patrone 20 und der Anschlagkante 36 steuert die Länge, über welche die Kante 31 in das Dichtungsmaterial 32 eindringt. Ein Deckel 38 dient zum Verschließen des offenen Endes 18 des Gehäuses, und herkömmliche am Umfang verteilte Klemmen 40 sind dafür vorgesehen, den Deckel 38 am Gehäuse 12 zu befestigen. Die Klemmen 40 sind von herkömmlicher Auslegung und dienen dazu, um den Deckel 38 eine abwärts gerichtete Kraft (Fig. 1) auf die Patrone 20 ausüben zu lassen, wenn die Klemmen festgezogen sind. Die abwärts gerichtete Kraft bewirkt, daß der Vorsprung oder die Kante 31 in das ringförmige Dichtungsmaterial eindringt. Das Gehäuse 12 umfaßt auch einen Lufteinlaß 42, welcher mit einer ringförmigen Kammer 44 in Verbindung steht, die zwischen

809850/0954

dem Sieb 22 und der Wand 14 gebildet ist. Ein Auslaß 46 steht mit einer Innenkammer 48 in Verbindung, die im Sieb 24 ausgeformt ist, so daß die gesamte durch den Einlaß 42 strömende Luft das Filtermittel 30 durchlaufen muß, um zur Kammer 48 und von dort aus zum Auslaß 46 zu gelangen.

Wenn die Filterpatrone 20 ausgewechselt werden muß, werden die Klemmen 40 gelöst, der Deckel 38 abgehoben, und die Filterpatrone 20 wird durch das offene Ende 18 herausgenommen. Da die Kontaktfläche zwischen der vorspringenden Kante 31 und dem Dichtungsmaterial 32 verhältnismäßig klein ist, kann die Filterpatrone infolge des Nichtklebens des Dichtungsmaterials 32 leicht entfernt werden. Dann wird durch das offene Ende 18 eine neue Filterpatrone in das Gehäuse eingeführt. Infolge der geringen plastischen Verformungseigenschaften des Dichtungsmaterials kann dieses stets wieder von neuem verwendet werden, wenn neue Filterpatronen eingebaut werden, selbst wenn die Kontaktfläche mit der identisch ist, die bei früheren Patronen verwendet wurde. Auf Wunsch können jedoch Filterpatronen 20 mit vorspringenden Kanten 31 von statistischem Durchmesser verwendet werden, um zu gewährleisten, daß jedesmal eine frische Oberfläche zur Verfügung steht, doch ist dies nicht notwendig.

Bei dem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung in Fig. 2 tragen die Bauteile im wesentlichen die gleichen, jedoch um 1OO vermehrten Bezugszeichen. Die Luftreinigungsanlage der Fig. 2 ist im wesentlichen mit der in Fig. 1 identisch. Die Filterpatrone 12O ist mit einer oberen Kappe 126 für das offene Ende versehen, die sich nur zwischen dem Innen- und Außensieb 122 und 124 er-

809850/095A

streckt, während die obere Abschlußkappe 26 für das geschlossene Ende im vorstehenden Ausführungsbeispiel sich über den gesamten Durchmesser des äußeren Siebes 22 erstreckt und damit den Ring schließt, der durch das Innensieb gebildet wird. Die Filterpatroneri|des früheren Standes der Technik verwenden meist eine obere Abschlußkappe für das geschlossene Ende, da diese die Notwendigkeit für eine zweite Dichtung zum Abschließen des Verschlußteils oder Deckels entfallen ließ. Die Erfindung jedoch vermeidet Dichtungen der Patrone vollkommen, wodurch eine Abschlußkappe für das obere offene Ende ersetzt werden kann, welche den beweglichen Deckel in der gleichen Weise abdichtet wie die untere Abschlußkappe des geschlossenen Endes das Gehäuse wie Fig. 2 zeigt. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist ein Deckel 138 mit einem sich über den Umfang erstreckenden Streifen von Dichtungsmaterial 150 versehen, und die Kappe 126 für das offene Ende ist mit einer vorspringenden Kante 152 versehen, die in das Dichtungsmaterial 150 eindringt, wenn der Deckel 138 am Gehäuse 112 durch Festziehen der Klemmen 140 montiert wird. Daher ist sowohl die obere als auch die untere Abschlußkappe in der gleichen Weise am Gehäuse abgedichtet. Es sei bemerkt, daß der Durchmesser der vorspringenden Kante 152 von dem der vorspringenden Kante 131 verschieden ist. Daher kann die Filterpatrone 120 bei anderen Montagen umgedreht werden, um eine andere Kontaktfläche zwischen den vorspringenden Teilen 131 oder 152 und dem Dichtungsmaterial 150 oder 132 zu erzielen. Auf diese Weise wird bei jedem Wechsel der Filterpatrone 120 ein frischer Dichtungsdurchmesser erreicht, da der früher elastisch verformte Durchmesser sich während der Verwendung einer neuen Filterpatrone vollkommen erholt, so daß das Dichtungsmaterial 32 mit dem vor-

-lo-809850/0954

her elastisch verformten Durchmesser das nächste Mal wieder eingesetzt werden kann.

809850/0954

Claims

Patentanwälte

Dipl. ing. H_- Hauck

Dipl. Phys. W. Schmitz

Dipl. Ing. E. Graalfs

Dipl. !ng. W. vVehnert

Dipl. Phys. v/. Carstens

Dr.-lng. VV. Döring

Mozartstraße 23 8000 München 2

FRAM CORPORATION

Pawtucket Avenue

East Providence, Rhode Island 02916 Anwaltsakte M-4631

U.S.A. 23. Mai 1978

Hochleistungs-Strömungsmittelfilter

Patentanspr üche

Hochleistungs-Strömungsmittelfilter, besonders für den Lufteinlaß des Motors eines Kraftfahrzeugs, mit einer in einem Gehäuse ausgebildeten Kammer zur Aufnahme einer Filterpatrone, wobei das Gehäuse eine offene Seite besitzt, durch welche die Patrone in die Kammer eingeführt wird, und eine geschlossene Seite sowie einen beweglichen Deckel für die offene Seite, und die Filterpatrone die folgenden Bauteile umfaßt: ein ununterbrochenes Stück eines ringförmigen Filtermittels, einen inneren und äußeren zylinderförmigen durchlässigen Träger, der in am Umfang angeordneten, radial getrennten und axial sich erstreckenden Kanten endet, welche die durch den Ring gebildeten zylinderförmigen Innen- und Außenflächen umschreiben sowie zwei ringförmige die herausragenden Kanten des Trägers verbindenden Abflußkappen, welche mit den Kanten

8098S0/095A

-2- 282A280

zusammenwirken, um eine das Filtermittel umschließende Kammer zu bilden, sodann mit einem im Gehäuse ausgeformten Einlaß und Auslaß, die so angeordnet sind, daß das vom Einlaß zum Auslaß fließende Strömungsmittel durch das Filtermittel passieren muß, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Dichtungsmaterial (32) sowohl vom geschlossenen Ende (16) als auch vom Deckel (38) des Gehäuses (12) getragen wird, ferner dadurch, daß die Abschlußkappen (28, 128) mit am Umfang sich axial erstreckenden vorstehenden Kanten (31, 131) versehen sind, die dem Dichtungsmaterial (32) zugekehrt sind und in dieses eindringen, um dadurch die Filterpatrone (20) mit dem Gehäuse (12) abzudichten.
2. Strömungsmittelfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterial (150) nur vom geschlossenen Ende (128) des Gehäuses (112) getragen wird, ferner dadurch, daß das Dichtungsmaterial (150) mit dem einen Ende (128) der Patrone (120) zusammenwirkt und daß das andere Ende (126) der Patrone (120) vollkommen durch eine ununterbrochene scheibenförmige Platte (138) verschlossen wird.
3. Strömungsmittelfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der sich axial erstreckenden vorstehenden Kanten (131, 152) an den Verschlußkappen (28, 128) voneinander verschieden sind.
4. Strömungsmittelfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Klemmen (40) vorgesehen sind, um den Deckel (38) am Gehäuse (12) zu befestigen, ferner dadurch,

809850/0954 -3-

daß die Klemmen (40) auf die Patrone (20) eine axial gerichtete Kraft ausüben, wenn der Deckel (38) am Gehäuse (12) befestigt wird, um damit die vorstehenden Kanten (31) zu zwingen, in das entsprechende Dichtungsmaterial (32) einzubringen.
5. Strömungsmittelfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) eine eine Anschlagskante (36) für die Patrone (20) bildende Vorrichtung besitzt, die am geschlossenen Ende (16) des Gehäuses (12) angebracht ist und mit einem Teil der einen Abschlußkappe (28) der Patrone (20) in Eingriff kommt, wenn sie im Gehäuse (12) eingebaut ist, um die Patrone (20) in einer vorgegebenen Stellung im Gehäuse (12) zu positionieren, ferner dadurch, daß das Dichtungsmaterial (32) neben der Anschlagkante (36) angeordnet ist und mit der vorstehenden Kante (31) der einen Abschlußkappe (28) zusammenwirkt.
6. Strömungsmittelfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene Ende (16) und, falls erforderlich, der Deckel (38) mit einer Nut (34) versehen ist (sind), sowie dadurch, daß das Dichtungsmaterial (32) in der Nut (den Nuten) (34) angeordnet ist.

-4-809850/0954