DE29521172U1 - Zylindrischer Luftfilter mit radial ausgerichteter Dichtung - Google Patents

Zylindrischer Luftfilter mit radial ausgerichteter Dichtung

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Description

Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Luftreiniger oder Luftfilter und insbesondere Luftreiniger mit zylindrischen Faltpapierfilterelementen, die hauptsächlich in Lastkraftwagen, Baumaschinen und landwirtschaftlichen Fahrzeugen verwendet werden. Solche Anwendungen sind im allgemeinen rauhe Filtermilieus.
Das US-Patent 3,078,650 zeigt einen Aufbau eines Luftreinigers dieser Art nach dem Stand der Technik. Der Luftreiniger hat ein rohrförmiges Metallgehäuse mit einem Einlaß für staubhaltige Luft. Ein zylindrisches Faltpapierfilterelement ist in dem Gehäuse aufgenommen. Ein Reinluftauslaß steht mit dem Inneren des Faltpapierfilterelementes in Verbindung. Zwischen dem Faltpapierelement und dem Auslaß muß eine Dichtung vorgesehen sein, so daß die staubhaltige Eintrittsluft durch das gefaltete Papiermedium des Filters zwangsgeführt wird, wodurch Einzelteilchen aus dem Luftstrom entfernt werden, bevor er aus dem Filter austritt. In dem '650er Patent wird die Dichtung zwischen dem Filterelement und dem Auslaß durch eine Dichtungsmanschette vorgesehen, die an dem Filterelement befestigt ist. Die Dichtungsmanschette greift mit einer Stirnwand des rohrförmigen Gehäuses ineinander, wobei das Filterelement durch eine Gabel und zugehörigem Schrauben- und Mutternsatz festgehalten wird.
Das US-Patent 4,720,292 offenbart einen anderen, nach dem Stand der Technik bekannten Aufbau für ein zylindrisches Luftfilter von der Art der vorliegenden Erfindung. In seiner bevorzugten Ausführungsforrn ist das Gehäuse des '292er Luftfilters aus einem Kunststoff material gebildet. Ein zylindrisches Faltpapierfilterelement ist in dem Gehäuse aufgenommen. Das Faltpapierelement hat ein offenes Ende für die Fluidverbindung mit dem Luftauslaß. Das offene Ende des Filterelementes hat eine ringartige Abschlußkappe, die vorzugsweise aus einem Elastomer hergestellt ist, wie z.B. Polyurethanschaumstoff, das eine relativ weiche, gummiartige Beschaffenheit hat. Das Luftfilterelement ist an dem Luftauslaßrohr befestigt und durch Eingriff der Abschlußkappe mit dem rohrförmigen Auslaßelement wird eine Abdichtung vorgesehen.
Um ein Luftfilter unter Verwendung eines Kunststoffgehäuses herzustellen, wird normalerweise eine Form für das Gehäuse benötigt. Für Gehäuse, die sowohl in der Größe als auch bei der Anordnung des Lufteinlasstss abweichen, würde normalerweise jeweils eine separate Form verwendet werden. Die Werkzeugausrüstung für die Formen jedes möglichen Luftfilteranwendungsgebietes kann sehr teuer sein.
Der erfindungsgemäße Luftreiniger schließt ein rohrförmiges Gehäuse mit einem offenen Ende und einem Lufteinlaß ein. Eine Abschiußkappe ist an dem offenen Ende des rohrförmigen Gehäuses befestigt und umschließt dieses. Die Abschlußkappe hat einen im allgemeinen zylindrischen Abschnitt, der sich in das Innere des rohrförmigen Gehäuses erstreckt. Das Filterelement ist im allgemeinen zylindrisch mit einer Innenverkleidung, Außenverkleidung und dazwischen geschichtetem Filtermaterial. Das Filterelement hat eine aus Eiastimaterial gebildete Abschlußkappe. Die Abschlußkappe hat eine öffnung in das Innere des Filterelementes. Die öffnung wird durch eine im allgemeinen zylindrische, radial nach innen liegende Fläche definiert, wobei die Öffnung einen Durchmesser besitzt, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Abschnittes der Abschlußkappe, der sich in das Gehäuse erstreckt. Das Filterelement wird an der Abschlußkappe durch Einsetzen des Auslaßabschnittes der Abschlußkappe in die in der Abschlußkappe des Filterelementes definierte Öffnung befestigt. Die Abschlußkappe des Filterelementes und der Auslaßabschnitt der Abschlußkappe, die an dem Gehäuse befestigt sind, sehen 2eine Dichtung vor. Um das zweite Ende des rohrförmigen Gehäuses zu schließen, ist eine Abdeckung lösbar befestigt.
In der bevorzugten Ausführungsform ist das rohrföirmige Gehäuse aus einem geeigneten Metall hergestellt und die Abschlußkappe ist aus einem Kunststoff Formteil. Das Metallgehäuse ist mit einer Vielzahl um sein erstes Ende herum angeordneter und nach innen ragender Formschlußglieder versehen. Die Kunststoff abschlußkappe hat eine Vielzahl darin ausgebildeter Aussparungen, die angepaßt sind, um die Formschlußglieder aufzunehmen und die Abschlußkappe an dem Gehäuse zu befestigen.
Hergestellt wird das Gehäuse derart, daß ein rohrförmiges Gehäuse aus einem Metall ausgebildet wird, das rohrförmige Gehäuse erste und zweite offene Enden und einen Lufteinlaß besitzt. Eine Kunststoffabschlußkappe wird mit einem integralen Luftauslaß und einer Vielzahl Aussparungen in ihrem Außenumfang geformt. Die Abschlußkappe wird dann in ein Ende des Metallgehäuses eingesetzt. An dem rohrförmigen Gehäuse werden Formschlußglieder so ausgebildet, daß sie nach innen in die Aussparungen in der Kunststoffabschlußkappe ragen, um die Abschlußkappe an dem Gehäuse zu befestigen.
In ihrer bevorzugten Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung die Vorteile eines Metallgehäuses für Luftfilter, die insbesondere für rauhe Milieus entwickelt
-3-
wurden, und einen Filterelementdichtungsaufbau zur Verfügung, der die mechanische Anordnung beseitigt, wie z.B. jene, die in dem oben beschriebenen '650er Patent gezeigt ist. Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen aus der ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und den Ansprüchen deutlich.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Luftfilters;
Fig. 2 ist eine teilweise Schnittansicht mit entfernten Teilen;
Fig. 3 ist eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt, die die Befestigung der Abschluß kappe an dem Gehäuse des erfindungsgemäßen Luftfilters zeigt.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten darstellen, ist in Figur 1 ein Luftreiniger oder filter 10 offenbart. Der Luftreiniger 10 ist ein im allgemeinen rohrförmiges Gehäuse 12 mit einem ersten Ende 14 und einem zweiten Ende 16. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse 12 aus einem geeigneten Metallmateria! gebildet. Das Gehäuse 12 hat einen Lufteinlaß 18, der eine Öffnung 20 zum Einführen von feststoffteilchenhaltiger Luft in das Filter 10 definiert. An dem ersten Ende 14 ist eine Abschlußkappe 22 an dem Gehäuse 12 befestigt, um das erste Ende 14 zu umschließen, wie es nachfolgend ausführlicher beschrieben wird. Die Abschlußkappe 22 ist ein im allgemeinen ebenes, rundes Basisteil 24 mit einem integralen Ringelement 26, das an seinem Außenumfang angeordnet und in dem Gehäuse 12 eingeschlossen ist. Ein zweites Ringelement 28 ist ebenfalls integral mit dem Basisteil 24 ausgebildet und innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet. Die Ringelemente 26 und 28 sind in Bezug aufeinander konzentrisch angeordnet. Ebenfalls integral mit dem Basisteil 24 ausgebildet ist ein Luftauslaß 30, der sich über der Außenfläche der Abschlußkappe 22 erstreckt. Der Luftauslaß hat einen rohrförmigen Abschnitt 32, der sich in das Innere des Gehäuses 12 erstreckt. Der Luftauslaß 30 definiert eine öffnung bei 34, durch die gefilterte Luft aus dem Luftfilter 10 austritt.
In dem Gehäuse 12 ist ein Luftfilterelement 36 angeordnet. Das Luftfilterelement 36 ist von der in dem US-Patent 4,720,292 offenbarten Art, dessen Offenbarung durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. Es ist ein zylindrisches Element, das eine zylindrische Verkleidung 38 und eine zylindrische Außenverkleidung 40 besitzt, die beide aus perforiertem Metall aufgebaut sind. Ein zylindrisches Faltpa-
-4-
pierfilterelement 42 ist zwischen den Verkleidungen 38 und 40 aufgenommen. Das Element 36 hat ein geschlossenes Ende 44 in der Form einer runden Kappe aus Polyurethanschaumstoff, die daran ausgebildet ist und eine relativ weiche, gummiartige Beschaffenheit hat. Das geschlossene Ende 44 ist über den Enden der Verkleidungen 38 und 40 und des Filterelementes 42 geformt und hält diese zusammen und erstreckt sich über das Ende des Filterelementes 36, um ein geschlossenes Ende vorzusehen.
Das Luftfilterelement 36 hat ein offenes Ende, das benachbart zur Abschlußkappe 22 angeordnet ist. Über den Enden der Verkleidungen 38,36 und dem Faltpapierfilterelement 42 ist eine ringartige Abschlußkappe 46 als Formteil ausgebildet. Die Abschlußkappe 46 ist vorzugsweise aus einem Elastmaterial hergestellt, z.B. Polyurethanschaumstoff, das eine relativ weiche, gummiartige Beschaffenheit hat, so daß es als ein Verschluß oder Dichtungsmaterial funktionieren kann. Die Abschlußkappe 46 hat eine radial nach innen liegende Fläche 48, die angepaßt ist, um mit der Außenfläche des rohrförmigen Abschnittes 32 des Luftauslasses 30 ineinander zu greifen. Die Fläche 48 definiert eine im allgemeinen zylindrische Öffnung mit einem Innendurchmesser, der etwas kleiner als der Außendurchmesser des rohrförmigen Abschnittes 32 ist. Auf diese Weise wird das Elastmaterial der Abschlußkappe 46 an der Fläche 48 zusammengedrückt, um zwischen der Abschlußkappe 46 und dem Luftauslaß 30 eine formschlüssige Luftdichtung vorzusehen. Das offene Ende des Luftfiiterelementes 36 ist ebenfalls zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 32 und einem zweiten Ringelement 28 eingeschlossen, um das Filterelement 36 in dem Gehäuse 12 richtig zu positionieren.
Das zweite Ende 16 des Gehäuses 12 ist durch eine Abdeckung 50 umschlossen, die lösbar an dem Gehäuse 12 befestigt ist. Die Abdeckung 50 hat ein Abschlußelement 52 und eine Seitenwand 54. Um die Seitenwand 54 herum erstreckt sich ein vorstehendes Element 56. An dem zweiten Ende 16 des Gehäuses 12 ist ein Flanschabschnitt 58 vorgesehen, der auf dem vorstehenden Element 56 aufgenommen ist. Die Abdeckung 50 hat eine Vielzahl federgespannter Klemmen 59, deren Aufbau im Stand der Technik allgemein bekannt ist, die mit dem Flanschabschnitt 58 ineinandergreifen, um die Abdeckung 50 daran zu befestigen. Das Abschlußelement 52 der Abdeckung 50 greift mit dem geschlossenen Ende 44 des Luftfiltereiementes 36 ineinander. Die Abdeckung 50 kann außerdem mit einem Feststoffteilchensammelgefäß (nicht dargestellt) versehen sein.
Wie es ausführlicher in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist, ist das Ringelement 26 der
Abschlußkappe 22 mit einer Vielzahl von um seinen Umfang herum beabstandeten Aussparungen 60 versehen. An seinem ersten Ende 14 hat das Gehäuse 12 eine Vielzahl nach innen ragender Elemente 62, die mit den Aussparungen 60 zusammenpassen und von diesen aufgenommen werden, um die Abschlußkappe 22 an dem Gehäuse 12 zu befestigen. Wie zuvor beschrieben wurde, ist die Abschlußkappe 22 in der bevorzugten Ausführungsform aus einem Kunststoffmaterial gebildet, wie z.B. Polypropylen, während das Gehäuse 12 aus Metall hergestellt ist. Die abnehmbare Abdeckung 50 kann entweder aus Kunststoff oder Metall sein. Das Gehäuse 12 und die Abschlußkappe 22 sind in der folgenden Art und Weise aufgebaut. Das Metallgehäuse 12 wird entsprechend den allgemein bekannten Verfahren des Standes der Technik in der geeigneten Länge und mit einem an der gewünschten Stelle angeordneten Lufteinlaß 18 hergestellt. Die Abschlußkappe 22 wird entsprechend den allgemein bekannten Foirmteilherstellungsverfahren aus einem Kunststoffmaterial geformt. Die Abschlußkappe 22 wird auf dem ersten Ende 14 des Gehäuses 12 in einem reibschlüssigen schnappverschlußartigen Eingriff angeordnet. Das Gehäuse 12 wird am ersten Ende 14 an Stellen, die den Aussparungen 60 in dem Ringelement 26 entsprechen, gestanzt oder eingekerbt. Dieser Metallstanzvorgang bildet Innenvorsprünge 62, die in den Aussparungen 60 aufgenommen werden, um die Abschlußkappe 22 an dem Gehäuse 12 zu befestigen. Das Luftfilter 10 wird durch Einbauen des Luftfilterelementes 36 in das Gehäuse 12 und Befestigen der Abdeckung 50 weiter zusammengebaut.
Aus der obigen Beschreibung wird ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung in ihrer bevorzugten Ausführungsform den vorteilhaften Dichtungsaufbau des '292er Patents einschließt. Das Gehäuse kann entsprechend den verschiedenen Konstruktionsdaten durch einen Metallumformungsprozeß hergestellt werden, der die Notwendigkeit und Kosten der Konstruktion einer Kunststofform für jede Filterkonfiguration beseitigt. Darüberhinaus beseitigt der Dichtungsaufbau den mechanischen Aufbau, der in den Luftreinigern der in dem US-Patent 3,078,650 gezeigten Art verwendet wird.
Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung offenbart wurde, sollte es verständlich sein, daß sie ohne Abweichen vorn Umfang und Sinngehalt der Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist, modifiziert werden kann.

Claims (1)

  1. Bremen, den
    31. Januar 1997
    Unser Zeichen: D 1 1 73 DKS/wb/ml
    Anmelder/Inhaber: DONALDSON COMPANY, INC. Amtsaktenzeichen: 295 21 172.5
    Bremen Patentanwälte
    European Patent Attorneys Dipl.-Ing, Günther Eisenführ Dipl.-Ing. Dieter K. Speiser Dr.-Ing. Werner W. Rabus Dipl.-Ing. Jürgen Brügge Dipl.-Ing. Jürgen Klinghardt Dipl.-Ing. Klaus G. Göken Patentanwälte Dipl.-Ing. Mark Andres Jochen Ehlers Rechtsanwälte Ulrich H. Sander Christian Spintig
    München Patentanwälte
    European Patent Attorneys
    Dipl.-Phys. Gerhard Liedl
    Dipl.-Wirtsch.-Ing. Rainer Fritsche
    Patentanwalt
    Dipl.-Chem. Dr. Peter Schuler
    Berlin Patentanwältin
    European Patent Attorney Dipl.-Ing. Jutta Kaden
    Alicante European Trade Mark Attorney Dipl.-Ing. Jürgen Klinghardt
    Martinistrasse 24
    D-28195 Bremen
    Tel. 0421-36 35 0
    Fax 0421-36 35 35 (G3)
    Fax 0421-328 8631 (G4)
    73 064.125 @ CompuServe, com
    Schutzansprüche
    Luftfilter (10) mit einem ein Filterelement (36) aufnehmenden, rohrförmigen Metallgehäuse (12), das ein offenes erstes (14) und zweites Ende (16) und einen Einlaß (18) für Feststoffteilchen-haltige Luft aufweist, gekennzeichnet durch
    a) eine Kunststoffabschlußkappe (22), die am ersten Ende (14) des Gehäuses befestigt ist, dieses verschließt und einen im allgemeinen zylindrischen Luftauslaß (30) aufweist und durch
    b) eine das zweite Ende des Gehäuses (12) umschließende, abnehmbare Abdeckung (50).
    Luftfilter nach Anspruch 1, bei dem
    der Luftauslaß (30) der Kunststoffabschlußkappe (22) einen Abschnitt (32) aufweist, der sich in das Metallgehäuse (12) erstreckt.
    3. Luftfilter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem
    das Filterelement (36) im allgemeinen zylindrisch ausgebildet ist, ein Filtermaterial (42) sowie Mittel (38, 40) zum Tragen des Materiales umfaßt und ein erstes und ein zweites Ende besitzt und bei dem
    das Filterelement (36) an seinem ersten Ende eine Abschlußkappe (46) besitzt, die aus einem Elastmaterial ausgebildet ist und eine im allgemeinen zylindrische, radial nach innen liegende Fläche (48) aufweist, die eine Öffnung in das Innere des Filterelementes definiert, die Öffnung einen Durchmesser besitzt, der kleiner als der Außendurchmesser des sich in das rohrförmige Metallgehäuse (12) erstreckenden Abschnittes (32) des Luftauslasses (30) ist, wodurch das Filterelement an dem Abschnitt des Luftauslasses befestigt ist, um zwischen dem Abschnitt des Luftauslasses und dem Filterelement eine Dichtung zu bilden,
    4. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem
    a) das Gehäuse (12) um sein erstes Ende (14) herum nach innen
    ragende Abschnitte (62) und
    b) die Kunststoffabschlußkappe (22) eine Vielzahl darin ausgebildeter komplementärer Aussparungen (60) aufweist, die zum Aufnehmen der nach innen ragenden Abschnitte (62) gestaltet sind.
    5. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem
    a) die Kunststoffabschlußkappe (22) ein erstes radiales
    Ringelement (26) umfaßt, das nahe ihres Außenumfangs
    angeordnet ist; und
    b) bei dem die komplementären Aussparungen (60) an
    dem ersten radialen Ring (26) angeordnet sind.
    6. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem
    die Abdeckung (50) Klemmen (59) zu ihrer lösbaren Befestigung an dem Gehäuse (12) aufweist.
    7. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Abdeckung (50) aus Kunststoff besteht,
    8. Luftfilter nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem
    das Filterelement (36) eine im wesentlichen zylindrische Öffnung aufweist und
    der Luftauslaß (30) sich mit seinem Abschnitt (32) in die zylindrische Öffnung des Filterelementes (36) erstreckt.
    9. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem
    die Kunststoffabschlußkappe (22) einen an ihrem Außenrand gelegenen radialen Ring (26) und einen konzentrisch dazu angeordneten zweiten radialen Ring (28) aufweist.
    10. Luftfilter nach Anspruch 9, bei dem
    die beiden radialen Ringe (26, 28) integrale Bestandteile der Kunststoffabschlußkappe (22) sind.
    11. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem
    die Kunststoffabschlußkappe (22) eine ebene Außenfläche (24) umfaßt und das Luftauslaßrohr (30) sich von der ebenen Außenfläche erstreckt.
    12. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem
    das Gehäuse (12) einen Flanschabschnitt (58) aufweist und Klemmen (59) zum Angreifen an dem Flanschabschnitt vorgesehen sind.
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