DE4018655A1 - Luftfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftfilter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei gängigen Luftfiltern der genannten Art ist die Abdeckung der Wartungsöffnung üblicherweise als separater Deckel ausgebildet, der nach Lösen von Haltemitteln, wie Schrauben oder Spannhebelverschlüssen, komplett abnehmbar ist und in abgebautem Zustand ein Auswechseln des Filtereinsatzes erlaubt. Als nachteilig wird bei diesen bekannten Luftfiltern angesehen, daß ein Wechseln des Filtereinsatzes relativ umständlich ist. Dies beruht insbesondere darauf, daß das Lösen und Festlegen der Haltemittel der Abdeckung relativ viel Raum beansprucht, wie dies z. B. bei umzulegenden Spannhebeln von Verschlüssen oder bei mittels Schraubenschlüsseln zu verdrehenden Schrauben der Fall ist, wobei letztere auch noch einen großen Zeitaufwand erfordern. Zudem unterliegt die Abdeckung als loses Einzelteil einem erhöhten Risiko für Montagefehler und Beschädigungen.

Es stellt sich daher die Aufgabe, einen Luftfilter der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen möglichst kleinen Einbau- und Handhabungsraum benötigt und bei dem ein Filtereinsatzwechsel schnell und einfach durchführbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch einen Luftfilter der eingangs genannten Art, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß die Abdeckung relativ zum übrigen Filtergehäuse aus ihrer Schließstellung zur Freigabe der Wartungsöffnung in einen vom Filtereinsatz nicht eingenommenen Teilbereich des Innenraumes des Filtergehäuses hinein bewegbar ist.

Mit der vorliegenden Erfindung wird erreicht, daß das Öffnen und Schließen der Wartungsöffnung des Luftfilters und das Wechseln des Filtereinsatzes nur einen äußerst geringen Raum erfordern, was die Verwendung des Luftfilters auch bei sehr beengten Platzverhältnissen, z. B. in einem Kraftfahrzeug-Motorraum, erlaubt bzw. eine wesentlich verbesserte Raumausnutzung erst ermöglicht. Die Abdeckung der Wartungsöffnung ist, da sie für einen Filtereinsatzwechsel nicht vom übrigen Filtergehäuse getrennt, sondern vielmehr vorübergehend in dieses hineinbewegt wird, sehr gut gegen Beschädigungen und fehlerhafte Montage geschützt, wodurch eine erhöhte Funktionssicherheit des Luftfilters insgesamt und ein einfacher und schneller Wechsel des Filtereinsatzes erreicht werden.

Eine erste Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Abdeckung im wesentlichen die Form eines Zylindermantel- Abschnittes besitzt und um eine mit der zugehörigen Zylinder-Längsmittelachse zusammenfallende Schwenkachse zwischen ihrer Schließstellung und ihrer Öffnungsstellung verschwenkbar ist. Diese Ausführung ergibt eine vorteilhaft einfache Gestaltung der Abdeckung und ermöglicht eine problemlose Abdichtung zwischen der Abdeckung und dem übrigen Filtergehäuse.

Weitere Ausgestaltungen des Luftfilters sind in den Unteransprüchen 3-12 angegeben.

Eine zu der ersten Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 alternative Gestaltung des Luftfilters sieht vor, daß die Abdeckung als in seitlichen Führungen verschieblicher Rolladen aus mehreren luftdicht und gelenkig miteinander verbundenen Lamellen ausgebildet ist. Bevorzugt ist hierbei weiter vorgesehen, daß die rolladenförmige Abdeckung ein einstückiges Kunststoffteil mit zwischen den einzelnen Lamellen angeordneten, durch Materialverdünnung gebildeten Filmscharnieren ist.

Auch diese Ausführung des Luftfilters bietet die oben angegebenen Vorteile hinsichtlich des geringen Platzbedarfs und der einfachen Handhabung, wobei noch der weitere Vorteil besteht, daß die Bewegungsbahn der Abdeckung innerhalb des Innenraumes des Luftfiltergehäuses weitgehend frei wählbar ist und nicht auf einen festen Radius um eine Schwenkachse der Abdeckung festgelegt ist. Diese Lösung eignet sich zudem auch sehr gut für Luftfilter mit einem flachen, plattenförmigen Filtereinsatz.

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

Fig. 1 einen Luftfilter in einer ersten Ausführung mit geschlossener Wartungsöffnung, im Querschnitt,

Fig. 2 den Luftfilter aus Fig. 1 mit offener Wartungsöffnung, ebenfalls im Querschnitt,

Fig. 3 den Luftfilter aus Fig. 1 im Längsschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 den Luftfilter in einer zweiten Ausführung mit geschlossener Wartungsöffnung, im Teil-Längsschnitt,

Fig. 5 den Luftfilter aus Fig. 4 in einer Teil-Innenansicht entsprechend der Pfeilrichtung V in Fig. 4,

Fig. 6 eine Halteklammer für den Luftfilter gemäß Fig. 4 und 5, in perspektivischer Darstellung und

Fig. 7 ein Detail des Luftfilters im Querschnitt mit einer Verschlußklammer.

Wie die Fig. 1 der Zeichnung zeigt, besteht das hier dargestellte Ausführungsbeispiel des Luftfilters 1 im wesentlichen aus einem Luftfiltergehäuse 10 und einem darin angeordneten auswechselbaren Filtereinsatz 3. Der Filtereinsatz 3 besitzt hier die Form eines hohlzylindrischen Körpers mit einem gefalteten Filterpapierkörper 33, dessen Außenseite 31 die Anströmseite und dessen Innenraum 32 die Reinluftseite ist. Für die Zuführung der zu reinigenden Luft in den Innenraum 11 des Luftfiltergehäuses 10 ist dieses mit wenigstens einem, hier nicht dargestellten Lufteinlaß ausgestattet. Weiterhin besitzt der Luftfilter 1 bzw. das Luftfiltergehäuse 10 einen hier ebenfalls nicht sichtbaren Reinluftauslaß, der mit dem Innenraum 32 des Filtereinsatzes 3 verbunden ist.

Um ein Auswechseln des Filtereinsatzes 3 zu ermöglichen, besitzt das Luftfiltergehäuse 10 eine Wartungsöffnung mit einer beweglichen Abdeckung 2, die in der Fig. 1 in ihrer Schließstellung gezeigt ist. Die Abdeckung 2 besitzt einen im Querschnitt annähernd halbkreisförmigen Mantelteil 21, der im Schließzustand der Abdeckung 2 einen Teil des Luftfiltergehäuses 10 bildet und im wesentlichen luftdicht mit letzterem verbunden ist. Der Filtereinsatz 3 ist mit der Abdeckung 2 lösbar verbunden, wobei dies hier durch einen Spanngurt 25 erfolgt, dessen beide Enden 25′ einander etwa diametral gegenüberliegend mit der Abdeckung 2 verbunden sind. Für das Lösen und Straffen des Spanngurtes 25 ist in dessen Verlauf ein Gurtschloß 26 vorgesehen, das im Betrieb des Luftfilters 1 mit geschlossener Abdeckung 2 im Innenraum 11 des Luftfiltergehäuses 10 liegt.

Um den Filtereinsatz 3 zwecks Filtereinsatzwechsel zugänglich zu machen, ist die Abdeckung 2 zusammen mit dem daran befestigten Filtereinsatz 3 um eine Schwenkachse 20 verschwenkbar. Hierdurch wird, wie die Fig. 2 der Zeichnung zeigt, die Abdeckung 2 zu ihrem größten Teil in den Innenraum 11 des Luftfiltergehäuses 10 verschwenkt, während der Spanngurt 25 mit dem Gurtschloß 26 zur Außenseite des Luftfiltergehäuses 10 gelangt. Nach Lösen des Gurtschlosses 26 kann der Filtereinsatz 3 nun von der Abdeckung 2 getrennt werden und durch einen neuen Filtereinsatz 3 ersetzt werden. Nach erneutem Schließen und Spannen des Gurtschlosses 26 wird der neue Filtereinsatz 3 mit der Abdeckung 2 verbunden. Durch Zurückschwenken der aus Abdeckung 2 und Filtereinsatz 3 gebildeten Baueinheit um die Schwenkachse 20 wird die Abdeckung 2 aus ihrer Öffnungsstellung wieder in die Schließstellung überführt und die für den Wechsel des Filtereinsatzes 3 vorübergehend freigegebene Wartungsöffnung 12 wieder verschlossen. Das Öffnen des Luftfiltergehäuses 10 und das Wechseln des Filtereinsatzes 3 erfordert also äußerst wenig Handhabungsraum und Montageaufwand.

Aus dem in Fig. 3 gezeigten Längsschnitt durch den Luftfilter 1 geht insbesondere die Verbindung von Luftfiltergehäuse 10, Abdeckung 2 und Filtereinsatz 3 untereinander hervor. Das Luftfiltergehäuse 10, das hier aus Übersichtlichkeitsgründen ebenfalls nur teilweise dargestellt ist, besitzt in seinem in der Fig. 3 unteren Teil den Reinluftauslaß 13, der hier durch einen in den Innenraum 11 des Luftfiltergehäuses 10 hineinragenden Rohrstutzen 13′ gebildet ist. Dieser Rohrstutzen 13′ ist koaxial zur Schwenkachse 20 der Abdeckung 2 angeordnet, wobei diese Schwenkachse 20 zugleich auch die Längsmittelachse des Filtereinsatzes 3 darstellt. Die Abdeckung 2 besitzt außer ihrem Mantelteil 21 noch zwei jeweils im wesentlichen kreissegmentförmige Stirnwände 22 und 22′, die als Fortsetzung der in Fig. 3 oberen und unteren Enden des Mantelteils 2 in radialen Ebenen nach innen verlaufen. Zur Ermöglichung der Verschwenkung der Abdeckung 2 um die Schwenkachse 20 ist einerseits der Rohrstutzen 13′ als erstes Schwenklager 14 ausgebildet und andererseits an dem in Fig. 3 oberen Ende des Luftfiltergehäuses 10 ein zweites Schwenklager 14′ vorgesehen. Im Bereich des ersten, unteren Schwenklagers 14 besitzt die Stirnwand 22 der Abdeckung 2 eine entsprechende Durchbrechung 23, mittels welcher die Stirnwand 22 auf den Rohrstutzen 13′ verdrehbar aufgesetzt ist. Gegenüberliegend besitzt die entsprechende Stirnwand 22′ der Abdeckung 2 einen Achsstummel 23′, der in eine entsprechende Durchbrechung des Luftfiltergehäuses 10 zur Bildung des oberen, zweiten Schwenklagers 14′ eingreift.

Weiterhin zeigt die Fig. 3 besonders deutlich den Aufbau des Filtereinsatzes 3 mit seinem hohlzylinderförmigen Filterpapierkörper 33, der oberseitig mit einer Abdeckplatte 34 verschlossen ist und der unterseitig auf einem Tragring 35 angeordnet ist. Die Verbindung zwischen dem Filterpapierkörper 33 einerseits und der Abdeckplatte 34 bzw. dem Tragring 35 andererseits erfolgt in bekannter Art und Weise, z. B. mittels elastischer Vergußmassen. Dabei dient der Tragring 35 gleichzeitig als Abdichtung des Filtereinsatzes 3 gegenüber dem Rohrstutzen 13′, der als Sitz für den Filtereinsatz 3 dient und auf den der Filtereinsatz 3 aufgesteckt ist.

Weiterhin ist aus der Fig. 3 ersichtlich, daß der Filtereinsatz 3 in seinem oberen Teil im Bereich der Abdeckplatte 34 an deren Außenumfang eine umlaufende Wulst 34′ aufweist. Diese Wulst 34′ dient zum einen zur Aufnahme des gegengleich geformten Spanngurtes 25, wie aus dem linken Teil der Figur ersichtlich ist, und zum anderen zur Positionsfixierung zwischen dem Filtereinsatz 3 und der Abdeckung 2, wozu letztere mit einer passend geformten, innenseitig am Mantelteil 21 umlaufenden Vertiefung 24 versehen ist, in welche die Wulst 34′ bei gestrafftem Spanngurt 25 eingreift.

Schließlich ist in Fig. 3 noch eine Schnittlinie I-I eingezeichnet, die den Verlauf des in der Fig. 1 gezeigten Querschnittes durch den Luftfilter 1 zeigt.

Fig. 4 der Zeichnung zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Luftfilters 1 anhand eines Teil-Längsschnittes durch den oberen Teil des Luftfiltergehäuses 10 mit dem darin angeordneten Filtereinsatz 3. Im rechten Teil der Fig. 4 ist wieder die Abdeckung 2 erkennbar sowie deren obere Stirnwand 22′ mit dem daran angeordneten Achsstummel 23′, der in das obere Schwenklager 14′ eingreift. Der Unterschied zu der zuvor beschriebenen Ausführung des Luftfilters 1 besteht in der Art und Weise der Verbindung des Filtereinsatzes 3 mit der Abdeckung 2. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist oberhalb des Filtereinsatzes 3 eine federelastische Halteklammer 27 angeordnet, deren eines Ende verschwenkbar an der dem Filtereinsatz 3 zugewandten Innenseite der oberen Stirnwand 22′ gelagert ist. Das freie, radial nach außen weisende Ende der Halteklammer 27 ist nach unten und innen hin umgebogen und mit der umlaufenden Wulst 34′ der Abdeckplatte 34 des Filtereinsatzes 3 verrastbar, wie dies die Darstellung zeigt. Die Halteklammer 27 besitzt dabei eine derartige Vorspannung, daß sie sowohl eine axiale, nach unten zum hier nicht dargestellten Reinluftauslaß 13 gerichtete Kraft als auch eine auf die Abdeckung 2 hin gerichtete, in einer radialen Ebene wirkende Kraft auf den Filtereinsatz 3 ausübt.

Zur Fixierung der relativen Lage von Filtereinsatz 3 und Abdeckung 2 zueinander ist an letzterer wieder innenseitig eine umlaufende Vertiefung 24 vorgesehen, in welche die umlaufende Wulst 34′ des Filtereinsatzes 3 im Einbauzustand eingreift.

Alternativ können auch Haltemittel zwischen dem Filtereinsatz 3 und dem Luftfiltergehäuse 10 vorgesehen sein, wobei diese Haltemittel dann so auszugestalten sind, daß sie die Verschwenkung der Abdeckung 2 nicht behindern.

Aus der in Fig. 5 gezeigten Teil-Innenansicht mit einer Blickrichtung entsprechend dem Richtungspfeil V in Fig. 4 wird besonders die Gestaltung der Halteklammer 27 deutlich. Die Halteklammer 27 besitzt zwei parallele Arme, die sich jeweils von ihrem Lagerpunkt in der Nähe des Achsstummels 23′ der Stirnwand 22′ der Abdeckung 2 nach außen hin erstrecken und dort ein gemeinsames Betätigungsende aufweisen. Außer der Halteklammer 27 zeigt die Fig. 5 in ihrer unteren Hälfte noch die Innenseite des Luftfiltergehäuses 10 sowie das zwischen diesem und der Stirnwand 22′ der Abdeckung 2 gebildete Schwenklager 14, welches konzentrisch zur Schwenkachse 20 liegt.

Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführung der Halteklammer, welche hier mit der Bezugsziffer 27′ bezeichnet ist. Während die zuvor beschriebene Halteklammer 27 als Drahtteil ausgebildet war, ist die zweite Halteklammer 27′ vorzugsweise als Kunststoff-Spritzgußteil herstellbar. Die Halteklammer 27′ ist im wesentlichen H-förmig ausgebildet und besitzt an ihren beiden oberen Schenkeln je eine Aufnahme für Lagerstifte, um welche die Klammer 27′ verschwenkbar ist. An dem in Fig. 6 unteren Ende besitzt die Halteklammer 27′ zwei umgebogene Endstücke, die zum Hintergreifen der umlaufenden Wulst 34′ der Abdeckplatte 34 des Filtereinsatzes 3 dienen.

Fig. 7 schließlich zeigt in einem Teil-Querschnitt durch den Luftfilter 1 eine Möglichkeit der Sicherung der Abdeckung 2 in ihrer Schließstellung. Die Sicherung besteht hier in einer Verschlußklammer 28, die an dem der Abdeckung 2 benachbarten Teil des Luftfiltergehäuses 10 unverlierbar eingesetzt ist und die durch Verschwenkung mit einer entsprechend gestalteten Haltenase an der Abdeckung 2 verrastbar ist. Je nach Größe des Luftfilters 1 sind vorzugsweise mehrere derartige Verschlußklammern 28 über die Länge der Trennfuge zwischen Gehäuse 10 und Abdeckung 2 verteilt.

Claims (14)

1. Luftfilter, insbesondere für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem Luftfiltergehäuse (10) mit einem Einlaß für zu filternde Luft und einem Auslaß (13) für Reinluft und aus einem im Filtergehäuse (10) im Luftstrom angeordneten auswechselbaren Filtereinsatz (3), wobei das Filtergehäuse (10) für den Filtereinsatzwechsel eine ausreichend große Wartungsöffnung (12) aufweist, die durch eine Abdeckung (2) verschließbar ist, welche als Teil des Filtergehäuses (10) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (2) relativ zum übrigen Filtergehäuse (10) aus ihrer Schließstellung zur Freigabe der Wartungsöffnung (12) in einen vom Filtereinsatz (3) nicht eingenommenen Teilbereich des Innenraumes (11) des Filtergehäuses (10) hinein bewegbar ist.

2. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (2) im wesentlichen die Form eines Zylindermantel-Abschnittes besitzt und um eine mit der zugehörigen Zylinder-Längsmittelachse zusammenfallende Schwenkachse (20) zwischen ihrer Schließstellung und ihrer Öffnungsstellung verschwenkbar ist.

3. Luftfilter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 und 2, wobei der Filtereinsatz (3) die Form eines hohlzylindrischen Körpers besitzt, dessen Außenseite (31) die Anströmseite ist und dessen Innenraum (32) die Reinluftseite ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (2) im wesentlichen parallel und im Abstand zur Mantelfläche des Filtereinsatzes (3) angeordnet ist und sich über einen Winkelbereich zwischen 150° und 210° erstreckt, daß die Schwenkachse (20) der Abdeckung (2) mit der Längsmittelachse des Filtereinsatzes (3) zusammenfällt und daß die Abdeckung (2) um einen Winkel zwischen 150° und 210° verschwenkbar ist.

4. Luftfilter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (13) für die Reinluft einen in den Innenraum (11) des Filtergehäuses (10) und in den Innenraum (32) des Filtereinsatzes (3) vorragenden, konzentrisch zur Schwenkachse (20) verlaufende Rohrstutzen (13′) aufweist, der als Schwenklager (14) für die Abdeckung (2) und als Sitz für den Filtereinsatz (3) dient.

5. Luftfilter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem Auslaß (13) für die Reinluft gegenüberliegenden Ende des Filtereinsatzes (3) zwischen dem feststehenden Teil des Filtergehäuses (10) und der Abdeckung (2) ein mit dem auslaßseitigen Schwenklager (14) fluchtenden zweites Schwenklager (14′) vorgesehen ist.

6. Luftfilter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtereinsatz (3) mittel lösbarer Spannmittel mit der Abdeckung (2) verbindbar und zusammen mit dieser bei deren Bewegung bewegbar ist.

7. Luftfilter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannmittel wenigstens ein in Umfangsrichtung des Filtereinsatzes (3) verlaufender Spanngurt (25) vorgesehen ist, dessen Enden (25′) an der Abdeckung (2) befestigt sind und der eine in Schließstellung der Abdeckung (2) im Innenraum (11) des Filtergehäuses (10) an der von der Abdeckung (2) fortweisenden Seite des Filtereinsatzes (3) liegendes Gurtschloß (26) aufweist.

8. Luftfilter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannmittel wenigstens eine an der Abdeckung (2) im Bereich des zweiten Schwenklagers (14′) angebrachte federnde Halteklammer (27, 27′) vorgesehen ist, deren freies Ende mit dem Filtereinsatz (3) an dessen von der Abdeckung (2) fortweisenden Seite verrastbar ist.

9. Luftfilter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteklammer (27, 27′) eine zur Erzeugung einer in Axialrichtung des Filtereinsatzes (3) wirkenden und diesen auf den Rohrstutzen (13′) pressenden Kraft dienende Vorspannung aufweist.

10. Luftfilter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stellungsfixierung gegeneinander der Filtereinsatz (3) an seinem Außenumfang und die Abdeckung (2) an ihrer Innenseite mit zusammenwirkenden Positionierungsmitteln versehen sind.

11. Luftfilter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungsmittel in Umfangsrichtung verlaufend wenigstens eine vorragende Wulst (34′) einerseits und eine die Wulst (34′) aufnehmende Vertiefung (24) andererseits umfassen.

12. Luftfilter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Teil des Filtergehäuses (10) und die Abdeckung (2) Kunststoff-Spritzgußteile sind.

13. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (2) als in seitlichen Führungen verschieblicher Rolladen aus mehreren luftdicht und gelenkig miteinander verbundenen Lamellen ausgebildet ist.

14. Luftfilter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die rolladenförmige Abdeckung (2) ein einstückes Kunststoffteil mit zwischen den einzelnen Lamellen angeordneten, durch Materialverdünnung gebildeten Filmscharnieren ist.