DE29816629U1

DE29816629U1 - Luftfilter

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Publication number: DE29816629U1
Application number: DE29816629U
Authority: DE
Original assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Current assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Priority date: 1998-09-16
Filing date: 1998-09-16
Publication date: 2000-02-03
Anticipated expiration: 2008-09-17
Also published as: DE19944344A1; DE19944344B4

Description

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Beschreibung; Luftfilter

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftfilter, bestehend aus einem Filtergehäuse und einem auswechselbaren Filtereinsatz, wobei der Filtereinsatz als Rundfiltereinsatz mit einem hohlzylindrischen Filterstoffkörper und mit zwei angegossenen Stirnscheiben aus einem elastischen Dichtmaterial ausgeführt ist, wobei mindestens eine der Stirnscheiben mit einer Anschlußöffnung versehen ist, die an ihrer von dem Filterstoffkörper abgewandten Seite von einem mit der Stirnscheibe einstückigen Radialdichtringabschnitt umgeben ist, und wobei im Filtergehäuse ein Anschlußstutzen angeordnet ist, auf den der Filtereinsatz mit seinem die Anschlußöffnung umgebenden Radialdichtringabschnitt aufsteckbar ist.

Ein Luftfilter der eingangs genannten Art ist aus der DE 43 22 226 C2 bekannt. Bei dem hier offenbarten Filtereinsatz besitzt der Dichtringabschnitt innenseitig eine im Querschnitt dreieckförmige oder abgerundete Dichtungslippe. Außen in radialem Abstand gegenüber dieser Dichtungslippe ist in dem Radialdichtringabschnitt eine umlaufende Nut zur Aufnahme eines separaten Spannorganes eingeformt. Dieses Spannorgan ist bevorzugt eine Schraubenzugfeder; auch ein federnder Ring, eine gummielastisches Band oder eine Schelle sind als Spannorgan hier verwendbar.

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Als nachteilig wird bei diesem bekannten Stand der Technik angesehen, daß im Bereich des Anschlußstutzens des Filtergehäuses der zur Verfügung stehende Strömungsguerschnitt für die zu filternde oder gefilterte Luft gegenüber dem Innendurchmesser des Filtereinsatzes vermindert ist, wodurch sich unerwünschte Strömungswiderstände ergeben. Weiterhin nachteilig ist die relativ komplizierte Form des Radialdichtringabschnitts, was die Herstellung des Filtereinsatzes aufwendig macht. Schließlich wird das Erfordernis eines separaten Spannorgans als Nachteil angesehen, da dieses Teil eigens angefertigt und an dem Filtereinsatz montiert werden muß. Dies erfordert zusätzliche Arbeitszeit und ist mit dem Risiko verbunden, daß das Spannorgan verloren geht oder sich im Betrieb des Luftfilters ungewollt von dem Radialdichtringabschnitt löst, wodurch dieser seine Dichtfunktion verliert und eine sichere Halterung des Filtereinsatzes auf dem Anschlußstutzen nicht mehr gewährleistet ist.

Für die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, einen Luftfilter der eingangs genannten Art zu schaffen, der die dargelegten Nachteile vermeidet und bei dem insbesondere ein möglichst widerstandsarmer Strömungsweg für die zu filternde oder gefilterte Luft zur Verfügung gestellt wird, bei dem die Herstellung des Filtereinsatzes mit seinen Stirnscheiben einfach ist und bei dem auf ein separates Spannorgan verzichtet werden kann, ohne daß die Betriebszuverlässigkeit des Luftfilters leidet.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch einen Luftfilter der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist,

- daß die Innendurchmesser von Anschlußöffnung und Anschlußstutzen im wesentlichen übereinstimmen,

- daß der Radialdichtringabschnitt in radialem Abstand von der Anschlußöffnung angeordnet ist und daß dessen

Innendurchmesser im entspannten Zustand kleiner ist als der Außendurchmesser des Anschlußstutzens und - daß der Radialdichtringabschnitt mit einem einen integrierten Bestandteil bildenden umlaufenden, aus einem weniger oder nicht elastischen Material bestehenden Ring ausgeführt ist, dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Anschlußstutzens.

Durch die angegebene Gestaltung der Durchmesser und die beanspruchte Anordnung des Radialdichtringabschnitts wird erreicht, daß der Anschlußstutzen einen Innendurchmesser aufweisen kann, der praktisch genau so groß ist wie der freie Innendurchmesser des Filtereinsatzes. Unerwünschte Strömungswiderstände an dieser Stelle werden dadurch vermieden. Ein sicherer Sitz des Filtereinsatzes auf dem Anschlußstutzen und eine dauerhafte Abdichtung, auch bei starken Erschütterungen und ständigen Vibrationen, wie sie in Kraftfahrzeugen auftreten, werden durch den in den Radialdichtringabschnitt integrierten umlaufenden Ring gewährleistet. Dabei ist der umlaufende Ring unverlierbar und erfordert keinen besonderen Montageaufwand beim Herstellen des Filtereinsatzes. Schließlich ist noch ein Vorteil darin zu sehen, daß für die Sicherstellung der Dichtfunktion kein innerer Stützkörper im Filtereinsatz mehr erforderlich ist; ein solcher Stützkörper wird höchstens noch zur Abstützung des Filterstoffkörpers bei besonders hohen Druckdifferenzen benötigt, wobei die Stärke des Stützkörpers dann auf ein diesem Zweck entsprechendes Maß beschränkt werden kann.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Luftfilters sieht vor, daß der umlaufende Ring ein in den Radialdichtringabschnitt vollständig oder teilweise eingegossener Kunststoffring aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoff ist. Ein solcher Kunststoffring ist einfach und kostengünstig herstellbar und läßt sich bei der Herstellung der Stirnscheiben leicht in das ela-

stische Dichtmaterial eingießen. Außerdem kann ein Kunststoffring in einfacher Art und Weise durch entsprechende Materialauswahl und Dimensionierung hinsichtlich seiner Elastizität und der dadurch ausgeübten Radialdichtkraft an unterschiedliche Anwendungsfälle angepaßt und optimiert werden. Schließlich behindert ein Kunststoffring bei einer späteren thermischen Verwertung des Filtereinsatzes nach seiner Nutzung eine vollständige Veraschung nicht.

Um einen guten Zusammenhalt zwischen dem umlaufenden Ring und dem übrigen Teil der zugehörigen Stirnscheibe auch unter erschwerten Betriebsbedingungen, insbesondere bei starken Erschütterungen, zu gewährleisten, ist vorzugsweise der umlaufende Ring mit mindestens einem in den Radialdichtringabschnitt und/oder in die Stirnscheibe ragenden und darin eingebetteten Verankerungsfortsatz ausgebildet.

Eine alternative Ausgestaltung des Luftfilters nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Ring durch ein den radial äußeren Teil des Radialdichtringabschnitts bildendes, auf eine geringere Elastizität eingestelltes Dichtmaterial gebildet ist. Bei dieser Ausführung des Luftfilters kann für den umlaufenden Ring grundsätzlich das gleiche Material verwendet werden wie für den übrigen Teil des Radialdichtringabschnitts und die Stirnscheibe, wobei lediglich die entsprechende Elastizität eingestellt werden muß. Diese Einstellung der Elastizität kann relativ einfach durch Veränderung von Komponenten-Mischungsverhältnissen oder Zugabe von Zuschlagstoffen beim Anmischen des elastischen Dichtmaterials bewirkt werden.

Bevorzugt ist das Dichtmaterial eine Vergußschaummasse, die an sich bekannt ist und die auch für den Filtereinsatz des erfindungsgemäßen Luftfilters gut geeignet ist,

weil sie ein geringes Gewicht, eine einfache Verarbeitbarkeit und eine problemlose Entsorgbarkeit bietet.

Besonders bevorzugt ist als Vergußschaummasse eine PoIyurethan-Schaum, der als Material ebenfalls an sich bekannt ist und der alle gewünschten Eigenschaften bietet. Insbesondere kann bei einem Polyurethan-Schaum mit geringem Aufwand die Elastizität auf ein gewünschtes Maß eingestellt werden, was die Herstellung des oben erläuterten Radialdichtringabschnitts mit zwei Bereichen unterschiedlicher Elastizität erleichtert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:

Figur 1 einen Luftfilter im Teil-Querschnitt mit einem Filtereinsatz vor seinem Aufsetzen auf einen gehäuseseitigen Anschlußstutzen, in der rechten Hälfte der Zeichnung in einer ersten Ausführung und in der linken Hälfte der Zeichnung in einer zweiten Ausführung,

Figur 2 den Luftfilter aus Figur 1 in gleicher Darstellungsweise, nun nach dem Aufsetzen des Filtereinsatzes auf den Anschlußstutzen, und

Figur 3 einen Luftfilter in einer dritten Ausführung in einer der Figur 2 entsprechenden Darstellung.

Figur 1 der Zeichnung zeigt in einem Teil-Querschnitt den unteren Teil eines Luftfilters 1, der aus einem Filtergehäuse 2 und einem darin anzuordnenden, auswechselbaren Filtereinsatz 3 besteht. Das Filtergehäuse 2 ist in seiner Grundform becherförmig und besitzt unten einen zentralen, in Draufsicht runden Anschlußstutzen 21, durch den zu filternde Luft zugeführt oder gefilterte

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Luft abgeführt werden kann. An seiner in der Zeichnung nicht dargestellten Oberseite ist das Filtergehäuse 2 mit einem lösbaren Deckel versehen, um das Innere des Filtergehäuses 2 zum Zweck eines Filtereinsatzwechsels zugänglich zu machen.

Im oberen Teil der Figur 1 ist der untere Teil des Filtereinsatzes 3 erkennbar, der die Form eines hohlzylindrischen Rundfiltereinsatzes mit einem gefalteten Filterstoff körper 30 aufweist. Oben und unten ist der Filterstoffkörper 30 in je eine Stirnscheibe 31 aus einem elastischen Dichtmaterial dichtend eingesetzt. Mindestens eine der beiden Stirnscheiben 31, hier die sichtbare untere Stirnscheibe 31, ist mit einer Anschlußöffnung 32 versehen, die in das Innere des Filtereinsatzes 3 mündet. Von der vom Filterstoffkörper 30 abgewandten Flachseite der Stirnscheibe 31 ragt ein mit dieser einstückiger Radialdichtringabschnitt 33 vor, der zur dichtenden Anbringung und Halterung des Filtereinsatzes 3 auf dem Anschlußstutzen 21 dient.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, ist der minimale Innendurchmesser des Radialdichtringabschnitts 33 in seinem hier gezeigten entspannten Zustand kleiner als der Außendurchmesser des Anschlußstutzens 20.

Wie die Figur 1 weiter zeigt, ist integriert mit dem Radialdichtringabschnitt 33 ein umlaufender Ring 34 ausgebildet, der sich insbesondere hinsichtlich seiner Elastizität von dem übrigen Radialdichtringabschnitt 33 unterscheidet, wobei der umlaufende Ring 34 eine geringere Elastizität aufweist als der übrige Radialdichtringabschnitt 33.

In der rechten Hälfte der Figur 1 ist der umlaufende Ring 34 in einer Ausführung mit einem runden Querschnitt dargestellt; alternativ kann, wie in der linken Hälfte

von Figur 1 dargestellt, der umlaufende Ring 34 auch mit nach oben vorragenden Verankerungsfortsätzen 35 ausgeführt sein, die seine Halterung innerhalb des Materials des Radialdichtringabschnitts 33 verstärken. Die Verankerungsfortsätze 35 können durchlaufend oder mit Unterbrechungen und/oder Durchbrechungen ausgeführt sein.

Um das Aufstecken des Filtereinsatzes 3 auf den Anschlußstutzen 20 zu erleichtern, ist dessen oberes Ende außenseitig mit einer Einlaufschräge 21 ausgebildet.

Figur 2 der Zeichnung zeigt den Luftfilter 1 in einem Zustand nach dem Aufstecken des Filtereinsatzes 3 auf den Anschlußstutzen 20. Der Radialdichtringabschnitt 33 sitzt nun auf dem Außenumfang des Anschlußstutzens 20; der umlaufende Ring 34 geringerer Elastizität sorgt nun dafür, daß das elastische Dichtmaterial, das den übrigen Teil des Radialdichtringabschnitts 3 3 bildet, zwischen dem umlaufenden Ring 34 und dem Außenumfang des Anschlußstutzens 20 verdichtet wird. Hierdurch wird einerseits eine zuverlässige Dichtung und andererseits ein ausreichend fester Sitz des Filtereinsatzes 3 auf dem Anschlußstutzen 20 erreicht.

Wie die Figur 2 weiter zeigt, besitzen der Anschlußstutzen 20 und die Anschlußöffnung 32 gleiche Innendurchmesser, wobei diese Innendurchmesser nur geringfügig kleiner sind als der freie Innendurchmesser des Filtereinsatzes 3 im Bereich des Filterstoffkörpers 30. Hierdurch werden die technisch maximal möglichen Strömungsquerschnitte für die zu- oder abzuführende Luft zur Verfügung gestellt, was Leistungsverluste durch Strömungswiderstände minimiert.

Figur 3 der Zeichnung schließlich zeigt in gleicher Darstellungsweise wie die Figur 2 einen Luftfilter 1 in einer geänderten Ausführung, wobei die Änderung die Aus-

führung des umlaufenden Ringes 34 betrifft. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 ist der umlaufende Ring 34 durch ein den radial äußeren Teil des Radialdichtringabschnitts 33 bildendes, auf eine geringere Elastizität eingestelltes Dichtmaterial gebildet. Im Grundsatz kann es sich dabei um das gleiche Dichtmaterial handeln, aus dem auch der übrige Teil des Radialdichtringabschnitts 3 3 und die Stirnscheibe 31 bestehen; durch geeignete Mischungsverhältnisse von Komponenten des Dichtmaterials oder durch Zugabe geeigneter Zuschlagstoffe kann die gewünschte unterschiedliche Elastizität eingestellt werden. Damit können beide Teile des Radialdichtringabschnitts 33 mit ihren unterschiedlichen Elastizitäten durch Gießen nacheinander erzeugt werden.

Die Wirkung des Radialdichtringabschnitts 33 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 identisch mit der Wirkung, wie sie anhand von Figur 2 schon beschrieben wurde.

Claims

1. Luftfilter (1), bestehend aus einem Filtergehäuse (2) und einem auswechselbaren Filtereinsatz (3), wobei der Filtereinsatz (3) als Rundfiltereinsatz mit einem hohlzylindrischen Filterstoffkörper (30) und mit zwei angegossenen Stirnscheiben (31) aus einem elastischen Dichtmaterial ausgeführt ist, wobei mindestens eine der Stirnscheiben (31) mit einer Anschlußöffnung (32) versehen ist, die an ihrer von dem Filterstoffkörper (30) abgewandten Seite von einem mit der Stirnscheibe (31) einstückigen Radialdichtringabschnitt (33) umgeben ist, und wobei im Filtergehäuse (2) ein Anschlußstutzen (20) angeordnet ist, auf den der Filtereinsatz (3) mit seinem die Anschlußöffnung (32) umgebenden Radialdichtringabschnitt (33) aufsteckbar ist, dadurch gekennzeichnet,

1. daß die Innendurchmesser von Anschlußöffnung (32) und Anschlußstutzen (20) im wesentlichen übereinstimmen,

2. daß der Radialdichtringabschnitt (33) in radialem Abstand von der Anschlußöffnung (32) angeordnet ist und daß dessen Innendurchmesser im entspannten Zustand kleiner ist als der Außendurchmesser des Anschlußstutzens (20) und

3. daß der Radialdichtringabschnitt (33) mit einem einen integrierten Bestandteil bildenden umlaufenden, aus einem weniger oder nicht elastischen Material bestehenden Ring (34) ausgeführt ist, dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Anschlußstutzens (20).

2. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Ring (34) ein in den Radialdichtringabschnitt (33) vollständig oder teilweise eingegossener Kunststoffring aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoff ist.

3. Luftfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Ring (34) mit mindestens einem in den Radialdichtringabschnitt (33) und/oder in die Stirnscheibe (31) ragenden und darin eingebetteten Verankerungsfortsatz (35) ausgebildet ist.

4. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Ring (34) durch ein den radial äußeren Teil des Radialdichtringabschnitts (33) bildendes, auf eine geringere Elastizität eingestelltes Dichtmaterial gebildet ist.

5. Luftfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmaterial eine Vergußschaummasse ist.

6. Luftfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergußschaummasse ein Polyurethan-Schaum ist.