DE4218396B4 - Filtereinrichtung, insbesondere zum Filtrieren der Ansaugluft eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Filtereinrichtung, insbesondere zum Filtrieren der Ansaugluft eines Verbrennungsmotors Download PDF

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Abstract

Filtereinrichtung, insbesondere zum Filtrieren der Ansaugluft eines Verbrennungsmotors, bestehend
– aus einem Gehäuse, welches ein Gehäuseunterteil (15) und einen Gehäusedeckel (16) aufweist und
– mit einem Filtereinsatz (10), welcher aus einem zickzackförmig gefalteten Filterpapier oder Filtervlies besteht und eine wenigstens teilweise an den Außenkanten verlaufende Dichtung (12) aufweist, wobei
– ein weiterer Filtereinsatz (11) parallel zu dem ersten Filtereinsatz (10) angeordnet ist und
– dieser weitere Filtereinsatz ebenfalls aus zickzackförmig gefaltetem Filterpapier oder Filtervlies besteht und ferner eine wenigstens teilweise umlaufende Dichtung (12) aufweist und
– wobei die beiden Filtereinsätze an ihren benachbart liegenden Seiten einen Verbindungssteg (13) aufweisen, der gleichzeitig die Abdichtung des Rohluftraums von dem Reinluftraum zwischen den beiden Filtereinsätzen bewirkt,
– wobei die wenigstens teilweise umlaufende Dichtung (12) mit einem Einhängeprofil (31) versehen ist und in eine umlaufende Nut (32) des Gehäuseunterteils (15) einlegbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung, insbesondere zum Filtrieren der Ansaugluft eines Verbrennungsmotors.
  • Aus der DE 38 34 942 A1 ist eine Filtereinrichtung bekannt. Diese besteht aus einem Filter mit einer Vielzahl von Filterelementen, wobei jedes dieser Filterelemente wenigstens eine Verbindungsfläche aufweist, die parallel zur Luftströmungsrichtung verläuft, so dass die Filterelemente relativ zueinander bewegbar sind. Die dort beschriebene Filtereinrichtung dient zum Einbau in eine Klimaanlage und bewirkt ein Ausfiltern der Fremdstoffe aus der durch den Luftkanal strömenden Luft.
  • Bei Filtereinrichtungen, die im Kraftfahrzeug verwendet werden, muss gewährleistet sein, dass keine ungereinigte Luft zwischen Filtereinsatz und Gehäuse (Leckluft) gelangt. Insbesondere bei einem Filter für die Ansaugluft eines Verbrennungsmotors ist auf absolute Dichtheit zu achten. Undichtigkeiten im Filtersystem führen zum Ansaugen von Staub und Schmutzpartikeln, die ein Zerstören des Motors zur Folge haben.
  • Bei dem bekannten Stand der Technik ist das sichere Abdichten von der Rohluft- zur Reinluftseite bei der Verwendung eines Filters mit einer Mehrzahl von Filterelementen nicht gewährleistet.
  • Die DE 41 05 074 C2 beschreibt eine Filtervorrichtung mit einem auseinandernehmbaren Gehäuse, wobei ein Filterelement vorgesehen ist, welches in eine umlaufende Dichtung eingelegt werden kann. Bei dem Aufbau handelt es sich, um ein einzelnes Filterelement, welches zwischen Rohluftseite und Reinluftseite angeordnet ist.
    •
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Filtereinrichtung zu schaffen, die bei Verwendung wenigstens zweier Filterelemente eine zuverlässige Abdichtung zwischen Rohluft- und Reinluftseite bewirkt.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Filtereinrichtung gemäß dem Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt in der einfachen Herstellbarkeit der Filtereinsätze. So lassen sich Filtereinsätze bis zu einer bestimmten Breite auf einer üblichen Faltmaschine herstellen. Filtereinrichtungen, insbesondere zur Verwendung in Lastkraftwagen oder Baumaschinen, benötigen eine sehr große Filterfläche, die nur über eine Vergrößerung der Breite des Filtereinsatzes verwirklicht werden kann. Die Herstellung eines solchen Filtereinsatzes war bisher nur auf Sondermaschinen möglich und deshalb unwirtschaftlich. Durch die Verwendung von Filtereinsätzen mit standardisierter Einsatzbreite lässt sich der Fertigungsaufwand erhebliche reduzieren, allerdings ist eine wirksame Dichtung der gesamten Filtereinrichtung vorzusehen. Durch den zwischen den Filtereinsätzen verlaufenden Verbindungssteg, der an seinen Enden in die Dichtung integriert ist, lässt sich eine solche zuverlässig wirkende Filtereinrichtung herstellen.
  • Verbindungssteg und Dichtung können im selben Arbeitsgang und aus demselben Material hergestellt werden. Damit ist eine weitere Kostenreduzierung möglich.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, das Gehäuseoberteil im Bereich der Mitte der Filtereinrichtung auf dem Gehäuseunterteil abzustützen. Eine solche Abstützung dient dazu, Schwingungen des Gehäuseoberteils aufgrund der Ansaugluftpulsation zu vermeiden und dem Gehäuseoberteil eine ausreichende Stabilität zu verleihen. Für diese Abstützung ist im Verbindungssteg eine öffnung vorgesehen. Durch diese öffnung greift ein Befestigungselement, das an dem Gehäuseunterteil angeordnet ist und die Form eines Stehbolzens aufweist. Am Gehäuseoberteil ist ein Gegenstück für das Befestigungselement vorgesehen. Ein Verbinden der beiden Gehäuseteile bewirkt gleichzeitig ein Abdichten der öffnung des Verbindungsstegs.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die umlaufende Dichtung als Einhängeprofil ausgestaltet ist. Die Dichtung besteht zweckmäßigerweise aus PUR-Schaum oder Silicon-Schaum und ist unmittelbar am Filterpapier oder Filtervlies angeordnet. Das Profil weist einen näherungsweise kegelstumpfförmigen Querschnitt auf, wobei in dem Gehäuseunterteil eine Nut mit einem entsprechenden Aufnahmeprofil vorgesehen ist, in welche das kegelstumpfförmige Profil eingehängt wird. Die Form des Profils verhindert ein Abrutschen des Filtereinsatzes während der Einbauphase.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist besonders dort vorteilhaft, wo unregelmäßige Geometrien am Filtergehäuse eine Anpassung der Filtereinsätze erfordern. Hier besteht die Möglichkeit, die einzelnen Filtereinsätze mit unterschiedlichen Faltenhöhen auszustatten, so daß der zur Verfügung stehende Raum innerhalb des Filtergehäuses optimal ausgenutzt werden kann.
  • Die beiden Gehäuseteile sind mittels eines Schnellverschlusses verbunden. Bei Filtergehäusen hat sich die Anwendung eines Bügelverschlusses bewährt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, mittels eines Vierteldrehverschlusses oder eines einfachen Schraubverschlusses die Gehäuse miteinander zu verbinden.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Endung betrifft das bessere Handling des Filters. So ist der Verbindungssteg in vorteilhafter Weise als Filmscharnier ausgebildet. Damit besteht die Möglichkeit, die beiden Filtereinsätze gegeneinander zu klappen und damit in einer kompakten Einheit zu transportieren.
    •
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt: 1a/b die schematische Darstellung eines Filtereinsatzes, bestehend aus zwei Einzelelementen,
  • 2a die Schnittdarstellung einer Filtereinrichtung,
  • 2b eine Detailansicht der Gehäuseverschraubung,
  • 3 einen Verschluss für eine Filtereinrichtung und
  • 4 eine Variante eines Verschlusses.
  • Die schematische Darstellung der 1a zeigt einen ersten Filtereinsatz 10, einen zweiten Filtereinsatz 11 sowie eine umlaufende Dichtung 12. Beide Filtereinsätze sind mit einem Verbindungssteg 13 verbunden. Wie die Schnittdarstellung in 1b zeigt, weist der Filtereinsatz 11 eine gegenüber dem Filtereinsatz 10 geringere Faltenhöhe auf. Die Möglichkeit, unterschiedliche Faltenhöhen anzuordnen, ist dort von Vorteil, wo die Platzverhältnisse auf beiden Filterseiten unterschiedlich sind und eine Anpassung erforderlich machen. In dem Verbindungssteg 13 ist eine Öffnung 14 vorgesehen, deren Funktion anhand der 2 näher erläutert wird. Der Verbindungssteg 13 kann als Filmscharnier ausgebildet sein. Damit läßt sich einer der Filtereinsätze auf den anderen Filtereinsatz schwenken.
  • Die Schnittdarstellung gemäß 2a zeigt eine Filtereinrichtung mit einem Gehäuseunterteil 15, einem Gehäuseoberteil 16 sowie zwischen den Gehäuseteilen angeordnete Filtereinsätze 10 und 11. Die Rohluftseite befindet sich im Gehäuseunterteil. Die Luft strömt gemäß dem Pfeil 17 durch die Filtereinsätze und gelangt über den im Gehäuseoberteil 16 angeordneten Reinluftaustritt 18 zu dem Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors. Die Mittenverbindung zwischen Gehäuseoberteil 16 und Gehäuseunterteil 15 ist in 2b in einer Detaildarstellung gezeigt. Zwischen den beiden Filtereinsätzen 10, 11 befindet sich ein Verbindungsstück 13. Zur Abstützung des Gehäuseoberteils 16 auf dem Gehäuseunterteil 15 ist an dem Gehäuseunterteil 15 ein Befestigungselement in Form eines Stehbolzens 19 angeordnet. Dieser besitzt an seinem oberen Ende ein Gewinde 20. Der Stehbolzen hat ferner eine erste Auflagefläche 43 für den Verbindungssteg 13 sowie eine zweite Auflagefläche 44. An dieser zweiten Auflagefläche 44 liegt ein Distanzelement 45 des Gehäuseoberteils 16 an. über die Auflagenflächen und das Distanzelement wird ein definierter Abstand zwischen Gehäuseunterteil und Gehäuseoberteil gebildet. Die Verschraubung erfolgt mittels einer im Gehäuseoberteil 16 angeordneten handbetätigbaren Gewindemutter 21, die in einer Aufnahmevorrichtung 22 angeordnet ist. Diese Gewindemutter 21 greift über das Gewinde 20 und stellt eine starre Verbindung im mittleren Bereich der Filtereinrichtung her.
  • Insbesondere bei sehr großen Filtereinrichtungen ist es zweckmäßig, zur Vermeidung von Pulsationsschwingungen sowohl der Filtereinsätze als auch des Gehäuses, zusätzliche Stützvorrichtungen anzubringen. Diese sind in der 2a ebenfalls dargestellt. Sowohl an dem Gehäuseunterteil als auch an dem Gehäuseoberteil sind Stützen 23, 24, 25, 26 vorgesehen, die bis unmittelbar an den jeweiligen Filtereinsatz heranreichen.
  • Die Stützen 23, 24, 25, 26 versteifen somit das Gehäuse quer zur Faltenrichtung der Falten des Filtereinsatzes 10 bzw. 11. Zur Fixierung des Abstandes der Falten bei diesen Filtereinsätzen sind Leimraupen 27, 28, 29, 30 vorgesehen. Die Leimraupen verhindern sowohl auf der Anströmseite als auch auf der Rohluftseite das Packetieren, d.h. das Zusammenkleben der Falten bei hohem Luftdurchsatz. Als Schutz für die Falten des Filtereinsatzes kann beiderseits ein Vlies ganzflächig aufgelegt sein. Dieses Vlies ist beispielsweise auf der Anströmseite gelocht und wird mit den Leimraupen verklebt. Die Leimraupen können unterhalb der Stützen verlaufen und damit in Verbindung mit dem aufgelegten Vlies eine Berührung der Stützen mit dem Filtereinsatz vermeiden.
  • Die Filtereinsätze 10, 11 sind mit einer umlaufenden Dichtung in Form eines Einhängeprofils 31 versehen. Diese Dichtung wird in eine umlaufende Nut 32 des Gehäuseunterteils eingehängt. Das Einhängeprofil 31 verhindert das Eindringen von Fremdluft in den Reinluftraum des Gehäuseoberteils und ferner den Durchtritt von Rohluft vom Rohluftraum in den Reinluftraum. Auch der Verbindungssteg 13 ist insbesondere an der Öffnung 14 in Verbindung mit dem Stehbolzen 19 derart gestaltet, daß ein Durchtritt von ungefilterter Luft in den Reinluftraum wirksam verhindert wird.
  • Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteil sind mit Rastelementen 33 versehen. Mittels dieser Rastelemente werden die beiden Gehäuseteile in der korrekten Position fixiert. Das exakte Zusammenfügen der Teile wird damit erheblich erleichtert. Das Verbinden der Gehäuseteile erfolgt zusätzlich mittels eines Bügelverschlusses. Dieser Bügelverschluß ist an dem Gehäuseunterteil befestigt. Der Bügel 35 greift in eine Aussparung des Gehäuseoberteils und bewirkt ein sicheres und mit konstanter Vorspannung wirksames Verschließen der Filtereinrichtung. Alternativ hierzu kann ein Vierteldrehverschluß angewendet werden. Dieser besteht, wie in 3 gezeigt, aus einem Stift 36, der an seinem unteren Ende mit einem Querstift 37 versehen ist. Das mit dem Querstift 37 versehene Ende greift in eine entsprechend gestaltete Bohrung 38 des Gehäuseunterteils. Eine Vierteldrehung des Stifts 36 bewirkt eine Verriegelung der beiden Gehäuseteile miteinander. Die Vorspannung dieser Verbindung ist über die Feder 39 genau einstellbar.
  • Eine weitere Variante eines Verschlusses ist in 4 dargestellt. Sowohl in Gehäuseunterteil 15 als auch in Gehäuseoberteil 16 sind jeweils metallische Einsenkbuchsen 40, 41 in miteinander fluchtenden Bohrungen angeordnet. Jede der einzelnen Buchsen ist mit einem Gewinde versehen, wobei das Gewinde in der einzigen Buchse 40 zum Befestigen einer Innensechskantschraube dient und das Gewinde in der einzigen Buchse 41 als Verliersicherung für diese Schraube vorgesehen ist. Aufgrund der Einsenkbuchsen 40, 41 wird eine metallische Anlagefläche zwischen dem Gehäuseoberteil und dem Gehäuseunterteil geschaffen. Der Nachteil bei der direkten Kunststoffverschraubung, der bekanntlicherweise im Fließen des Kunststoffes und damit einem Lösen der Verschraubung besteht, wird mit dieser Schraubverbindung wirksam verhindert.

Claims (6)

  1. Filtereinrichtung, insbesondere zum Filtrieren der Ansaugluft eines Verbrennungsmotors, bestehend – aus einem Gehäuse, welches ein Gehäuseunterteil (15) und einen Gehäusedeckel (16) aufweist und – mit einem Filtereinsatz (10), welcher aus einem zickzackförmig gefalteten Filterpapier oder Filtervlies besteht und eine wenigstens teilweise an den Außenkanten verlaufende Dichtung (12) aufweist, wobei – ein weiterer Filtereinsatz (11) parallel zu dem ersten Filtereinsatz (10) angeordnet ist und – dieser weitere Filtereinsatz ebenfalls aus zickzackförmig gefaltetem Filterpapier oder Filtervlies besteht und ferner eine wenigstens teilweise umlaufende Dichtung (12) aufweist und – wobei die beiden Filtereinsätze an ihren benachbart liegenden Seiten einen Verbindungssteg (13) aufweisen, der gleichzeitig die Abdichtung des Rohluftraums von dem Reinluftraum zwischen den beiden Filtereinsätzen bewirkt, – wobei die wenigstens teilweise umlaufende Dichtung (12) mit einem Einhängeprofil (31) versehen ist und in eine umlaufende Nut (32) des Gehäuseunterteils (15) einlegbar ist.
  2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gehäuseunterteil (15) im Bereich des Verbindungsstegs (13) ein Befestigungselement (19) für das Gehäuseoberteil (16) aufweist und im Verbindungssteg (13) eine Öffnung (14) für das Befestigungselement (19) vorgesehen ist, welche mit dem Befestigungselement abdichtend verschlossen ist.
  3. Filtereinrichtung nach Anspruch 2, wobei das Einhängeprofil (31) aus PUR-Schaum oder Silicon-Schaum besteht, welcher unmittelbar an dem Filterpapier oder Filtervlies angegossen ist und der Querschnitt des Profils kegelstumpfförmig gestaltet ist und die Nut (32) das entsprechend Aufnahmeprofil aufweist.
  4. Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filtereinsätze (10, 11) unterschiedliche Faltenhöhe aufweisen.
  5. Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuseunterteil (15) mit dem Gehäuseoberteil (16) mittels eines Schraub-, eines Bügel- oder Vierteldrehverschlusses (34) miteinander verbunden sind.
  6. Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbindungssteg (13) als Filmscharnier ausgebildet ist und ein Filtereinsatz (10) relativ zu dem benachbarten Filtereinsatz (11) geschwenkt werden kann.
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