EP1794439A2 - Filterelement - Google Patents

Filterelement

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Publication number
EP1794439A2
EP1794439A2 EP05787161A EP05787161A EP1794439A2 EP 1794439 A2 EP1794439 A2 EP 1794439A2 EP 05787161 A EP05787161 A EP 05787161A EP 05787161 A EP05787161 A EP 05787161A EP 1794439 A2 EP1794439 A2 EP 1794439A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
clean air
filter
jacket element
jacket
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05787161A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Tschech
Frank Skudlarz
Sascha Bauer
Klaus Arnegger
Michael Fasold
Jochen Linhart
Klemens Dworatzek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mann and Hummel GmbH
Original Assignee
Mann and Hummel GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mann and Hummel GmbH filed Critical Mann and Hummel GmbH
Publication of EP1794439A2 publication Critical patent/EP1794439A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2411—Filter cartridges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0002—Casings; Housings; Frame constructions
    • B01D46/0005—Mounting of filtering elements within casings, housings or frames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/52—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material
    • B01D46/528—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using wound sheets
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/02—Air cleaners
    • F02M35/0201—Housings; Casings; Frame constructions; Lids; Manufacturing or assembling thereof
    • F02M35/0202—Manufacturing or assembling; Materials for air cleaner housings
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • B01D2265/02—Non-permanent measures for connecting different parts of the filter
    • B01D2265/028—Snap, latch or clip connecting means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D2271/00—Sealings for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
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    • B01D2271/027—Radial sealings
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    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/1034—Manufacturing and assembling intake systems
    • F02M35/10347—Moulding, casting or the like

Definitions

  • the invention relates to a filter element according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a raw air element according to claim 8, a clean air pipe according to claim 12 and an air filter system. Furthermore, the invention relates to a production method according to claim 16.
  • the object of the invention is to provide an axially permeable filter element for a filter system, as well as a raw air element and a clean air pipe for this filter system, which can be produced with little effort and allows a dense, reliable attachment in the filter system.
  • the filter element according to the invention has a substantially cylindrical filter medium and extends over an axial length between an end-side clean air side and a front side blank air side.
  • a jacket element encloses the filter medium at least on one end face.
  • the jacket element is fastened in a form-fitting manner with the filter housing by a latchable connection.
  • recesses may be present on the jacket element or on the filter housing which correspond with fastening lugs of the filter housing or of the jacket element.
  • the jacket element according to the invention can be used both for a filler filter and for an extruded filter medium.
  • the wound filter which consists of rolled-up, pleated filter layers, which are mutually closed, comes at its ends without end plates.
  • An extruded filter element consists of a foamed from propellant medium.
  • a hollow cylindrical folded round element can be used.
  • the filter medium is melted in the jacket element in a connection region, whereby an advantageous, simple, safe and cost-effective and reliable connection between the filter medium and the jacket element can be produced.
  • the raw air element consists of a raw air tube, which sucks the raw air through a suction hopper and in which the sucked gas flow is guided in the flow direction through a transition region into a filter housing.
  • the filter housing extends axially over a housing interior and has a communicating section on its outer circumferential surface, which is provided for connection to a jacket element.
  • the filter housing may be, for example, oval or round etc.
  • the raw air element is produced as a one-piece component and forms the unfiltered air tube and at the same time a housing for accommodating a filter medium.
  • fastening lugs are provided in the region of the communicating section.
  • the fastening lugs can be latched into recesses of the jacket element.
  • the lockable connection makes it possible to produce a cost-effective, secure and positive connection between the filter housing and the jacket element.
  • the unfiltered air pipe on a flexible pipe section is achieved by radially folded fold edges, which extend zigzag along the flow direction. It creates by je ⁇ Weils a pair of folds a latching length or angle adjustment. For each pair of folds, the flexible section can usually be bent over an angle range of 5 ° to 20 °.
  • This type of flexible pipe sections has hitherto been known by drinking straws or medical supply hoses. The angular and length-flexible locking of the flexible section makes it possible to produce the flexible pipe section in a straight line and to adapt it to the installation space only during assembly.
  • latching elements can be attached to the opposite fold flanks, which engage in one another when pushed together and engage in a latching connection by means of an undercut.
  • Ein ⁇ individual or several locking elements may be mounted on the individual fold edges, which results in several Rastungsde.
  • the arrangement of additional latching elements in the region of the flexible section affords the advantage that the flexible tube bent into position is stiff and has an increased resistance to vibration and bending loads.
  • perforations in the form of axially extending slots or holes are arranged in the region between the intake funnel and the curved section.
  • the arrangement of perforations in the unfiltered air tube advantageously dampens the noise level which arises due to the air pulsation.
  • a further advantageous supplement of the filter element is a clean air tube, which has a cylindrical outer surface on its front-side upstream side, which communicates with a sealing contour of a jacket element.
  • the clean air tube tapers in a reduction section to a cross section, on which a flexible section is arranged.
  • the flexible section is used to compensate for tolerances or to adapt to the installation situation.
  • the configuration of the flexible section corresponds to the flexible section of the previously described unfiltered air tube.
  • the clean air tube according to the invention is advantageously produced as a one-piece component.
  • the arrangement of the sealing surface as a cylindrical outer surface makes it possible to determine the sealing contour exactly by the tool shape and thus to ensure a high reli ability of the sealing surface.
  • the rein Kunststoffseiti- ge bead of the clean air pipe communicates with a supporting contour of the jacket element.
  • connection collar in the frontal region of the outflow side of the clean air tube.
  • This connection collar is integrally and annularly integrated into the wall of the reduced clean air tube.
  • the connection collar serves for connection with a further air duct, a flange or with a suction pipe.
  • the connection collar can be glued, welded, screwed or even clamped, for example, to a ring which communicates with the connection collar.
  • the arrangement of the Ranbun ⁇ ensures the connection with a continuing air pipe in an advantageous manner. The necessary assembly work is facilitated by the connection collar in each case.
  • An inventive air filter system results from the combination of one or more features of the described filter element according to claim 1 with the Rohluftelement according to claim 8 and the described clean air tube according to Pa ⁇ tentency 12.
  • the jacket element serves as a central function carrier, which is a secure connection with the Rohluftelement and ensures a tight attachment with the clean air tube.
  • the air filter system according to the invention makes it possible to form a system consisting of filter element, clean air tube and unfiltered air element, it being possible for the components to be produced by various production methods. By transferring important functions to a central component, the entire filter system can be produced inexpensively.
  • the individual elements of the filter system can be adapted to different installation situations with the same configuration of receiving contours, so that a modular system can be designed for different applications.
  • Another part of the invention relates to a manufacturing method for a clean air tube and a raw air element of the described filter system. Pure air pipe and Rohluftelement can be made in one piece in a mold and in one operation as a blank in the blow molding process.
  • the blow molding process requires an approximately rectilinear tube cross section between the end sides of the tube to be produced.
  • a blend neck can be arranged between the parting surfaces, which is cut out of the blank.
  • the production can also be carried out by extrusion blow molding.
  • FIG. 1 shows the filter element viewed from the front-side blank air side
  • FIG. 2 shows the filter element in a side view in half section
  • FIG. 3 a partial view of a raw air element viewed from the side
  • FIG. 4 shows a clean air tube in side view
  • FIG. 6 shows a plan view of the flexible pipe section according to FIG. 5 A
  • Figure 7 is a clean air tube and a raw air element of a one-piece manufactured Blank
  • FIG. 8 shows an air filter system in the assembled state shown in full section
  • Figure 8a shows an enlarged section X according to the Fig. 8 and
  • FIG. 9 shows in perspective an air filter system in the assembled state
  • FIG. 10 shows a section from an air guide tube
  • FIG. 11 shows a further variant of a jacket element
  • FIG. 12 a detail of an air filter system with filter element and adapter element
  • FIG. 13 shows a full section through a cylindrical air filter element with its housing
  • FIG. 14 shows a section of a pipe system with integrated fold region
  • Figure 15 shows a detail of a variant of a flexible pipe section in full section
  • FIG. 16 shows a further section from a pipe section with integrated pleated area.
  • the cylindrical filter element 10 shown in FIG. 1 consists of a filter medium 18, which is enclosed on one end by a jacket element 11.
  • the jacket element 11 has an inner ring 22 and, coaxially thereto, an outer ring 21.
  • inner ring 22 and, coaxially thereto, an outer ring 21.
  • pivotable brackets 14 are movably connected by hinge hinges 13 with axial webs 13a and by die elements with the jacket element 11 as movable fastening elements.
  • the outer ring 21 is surmounted by two cams 16 in the radial direction.
  • the bracket 14 are aligned approximately 90 ° to the flow axis of the Filterelemen ⁇ tes 10.
  • the window-shaped recesses 14a of the bracket 14 are used for manual intervention and for saving material.
  • against the brackets 14 against each other directed claws 15, 15a are shown as hidden edges.
  • the filter element 10 is shown in the side view in partial section of Figure 1 dar ⁇ . Components corresponding to FIG. 1 are provided with the same reference numerals.
  • the jacket member 11 On the unfiltered side 19, the filter medium 18 and on the clean air side 20, the jacket member 11 is arranged.
  • the filter medium 18 is melted on the inner ring 22 of the man telimplantations 11 in the region of the molten zone 28 and thereby sealingly connected to the jacket element 11.
  • the entire jacket element 11 is made in one piece, wherein the inner ring 22 is connected to the outer ring 21 by a circumferential web 24.
  • the axially extending ribs 23 are arranged between the inner ring 22 and the outer ring 21
  • a radial distance is formed, in which a communicating portion 32 of a Rohluftettis 30 shown in Figure 3 finds a receptacle.
  • a rectangular cutout 17 on the outer ring 21 serves to secure a latching connection with a fastening nose 34 shown in FIG. 3.
  • the cam 16 is not flattened on the clean air-side end face of the jacket element 11.
  • bracket 14 arranged fend, but only over the respective peripheral portion at which a bracket 14 is located.
  • a shoulder 29 of the outer ring 21 is attached to the side of the filter medium 18 on the side facing the filter medium 18, at which the wall thickness of the outer ring 21 is reduced.
  • an axial groove 29 a is formed in these peripheral regions in which the recesses 17 are arranged, an axial groove 29 a.
  • This axial groove 29a has a radial depth equal to the wall thickness of the shoulder 29 of the outer ring 21 corresponds. Since the entire jacket element 11 is produced by injection molding and removed axially, the recess 17 can be formed by extending the axial groove 29a in the axial direction
  • the recesses 17 are circumferentially arranged on the areas at which no bracket 14 and thus no cam 16 of the jacket element 16 is located.
  • an elastic sealing contour 27 is formed, which projects in the form of a um ⁇ running sealing lip in the inside of the flow cross-section.
  • the elastic sealing contour 27 In built-in Condition of the filter system is the elastic sealing contour 27 at a ge Service ⁇ th in Figure 4 cylindrical outer surface 62 at.
  • the elastic sealing contour 27 can have a rectangular, curved or conical cross section. To ensure elasticity, the elastic sealing contour 27 is preferably at most 0.5 mm thick.
  • the movable bracket 14 are arranged on the axial webs 13a via hinge hinges 13.
  • bracket 14 claws 15, 15a are arranged, which are used for fastening a Reinluftroh ⁇ 50 shown in FIG.
  • FIG. 3 shows the unfiltered air element 30 which has a filter housing 31 which encloses a housing interior 43.
  • the open end face 44 serves for introducing the filter element 18 shown in FIG. 1.
  • the cross section of the filter housing 31 narrows to a cross section of a crude air pipe 39.
  • the air flow is deflected in an arcuate section 38 .
  • a flexible tube section 40 and an intake funnel 41 are arranged on the unfiltered air tube 39.
  • the slots 45 serve for acoustic damping and are arranged immediately adjacent to the intake funnel 41.
  • a receiving trough 42 is visible on the side of the filter housing 31 shown in section.
  • the receiving trough 42 communicates in the installed state with non-illustrated receiving elements of a fastening structure.
  • the beads 36 radially enclosing the filter housing 31 effect a radial stabilization and additionally produce an axial flexibility of the filter housing 31. This axial flexibility also makes it possible to allow an axial clamping force between the receiving wells 42 and a communicating section 32.
  • the communicating section 32 consists of a connecting surface 33 and fastening lugs 34, wherein unlatching slopes 35 are provided on the fastening lugs.
  • the communicating section 32 serves for attachment to the filter element 10 shown in FIGS. 1 and 2.
  • the clean air pipe 50 shown in FIG. 4 consists of a clean-air-side flange 53, which serves for tight connection to a filter element 10 shown in FIGS. 1 and 2. Components which correspond to the preceding figures are provided with the same reference numerals.
  • a reduction section 55 the cross section of a On the inlet side 51 reduced to the cross section of a reduced clean air tube 50a.
  • a flexible section 57 and an attachment collar 58 are furthermore arranged.
  • the flexible section 57 has a radial and axial flexibility, wherein a latching fixation of the flexible section 57 can take place over a defined angular range and a defined length range.
  • connection collar 58 is used for a sealing attachment with a not dargestell ⁇ th air tube or z. B. a throttle valve, not shown.
  • the connection collar 58 is arranged in the embodiment shown on the front-side downstream side 52.
  • FIG 5 the section of a flexible pipe section 40, 57 is shown in full section. Components that correspond to the preceding figures are marked with the same speeds ⁇ .
  • the flexible pipe section 40, 57 is reinforced with locking mating 73.
  • the flexible pipe section 40 is bent, wherein one side of the Rohr ⁇ section 40 is shown in the latched position 77 and the opposite side in detent position 78.
  • the individual folds 76 are formed from two fold flanks 72, wherein the fold flanks 72 in latched position have a smaller distance than in unlatched position 78.
  • latching pairings 73 are arranged for latching connection, which in a latched position 77 with each other in Ein ⁇ handle and in a detent position 78 have a distance from each other.
  • the individual fold flanks 72 are arranged at different angles to the flow axis and thus have a different fold length, which extends from the outer fold tip 71 to the inner fold tip 70.
  • a snap-in nipple 74 is located on the individual fold flanks 72 of a fold and a snap-on profile 75 on the opposite fold edge.
  • the snap nipple 74 has a spherical contour which engages in a communicating circular contour of the snap-fit profile 75. Rastnip ⁇ pel 74 and snap-on profile 75 thereby form a latching pair, wherein the geometric configuration of the latching contours can not be circular, but also designed angled.
  • the contours can be formed, for example, like a groove closure known from closure bags.
  • FIG. 7 shows a blank 82 of clean-air pipe 50 and unfiltered air element 30.
  • This can be produced in one tool in one operation and contains the raw-air element 30 and the clean-air pipe 50. Components which correspond to the preceding figures are given the same reference numerals.
  • a blend stub 81 is arranged between the angled, clean air-side flange 53 and the connection to the untreated air element 30, which is cut out of the blank 82 after the blowing process at the parting surfaces 80. This results in the individual components such as clean air pipe 50 and unfiltered air element 30.
  • the arcuate portion 38 of the unfiltered air element 30 can be produced for example by a pivoting tool, which is pivoted between the introduction of the preform and the blowing process itself in the angled position.
  • FIGS. 8 and 8 a show an assembled air filter system 90 consisting of filter element 10, the clean air tube 50 shown in detail and the blank air element 30 shown in detail in full section.
  • the jacket element 11 serves as the central support to which the clean air pipe 50, the unfiltered air element 30 and the filter medium 18 are fastened.
  • the jacket element 11 is formed from the outer ring 21 and the inner ring 22 arranged coaxially therewith. Outer ring and inner ring are sealingly connected by the circumferential ridge 24 and stiffened by the ribs 23.
  • a melting zone 28 is arranged, in which a front edge of the Filter ⁇ medium 18 is melted.
  • the clean air tube 50 is a, fixed by a hinge hinge 13, pivotable bracket 14 on the shell element 11 is arranged.
  • the jaws 15, 15a are arranged, which engage over the annular shoulder 59 of the clean air side bead 60 and the No ⁇ 16 of the shell element 11 and clamp against each other.
  • the annular support surface 61 of the clean air tube 50 lies axially against the support contour 26 of the sleeve element 11 and the clean air side bead 60 against the radial support shoulder 25.
  • the elastic sealing contour 27 rests on the cylindrical outer surface 62 of the shell element 11, thereby forming a tight connection between the clean air tube 50 and the filter element 10.
  • the Rohluftele ⁇ element 30 is attached on the opposite lower side of the jacket element 11.
  • the unfiltered air element has a cylindrical connecting surface 33 which is inserted over an axial length into the outer ring 21 of the jacket element 11.
  • mounting tabs 34 are angeord ⁇ net on the unfiltered air element, which form a latching connection with arranged on the outer ring 21 recesses 17.
  • a receiving trough 42 is suitable for receiving the unfiltered air element 30 at a corresponding thereto not shown fastening structure.
  • the entire air filter system 90 for example, by a clamping bracket, not shown, simultaneously stretched and secured together.
  • FIG. 9 shows the assembled air filter system 90 according to FIG. 8.
  • a flexible section 57 is shown on the clean air tube 50, on which the folds 56 are partially shown in the stretched and partially collapsed state.
  • the connecting collar 58 is connected to an air tube 63.
  • the clean air tube 50 is fastened to the filter element 10 with three swiveling brackets 14 by their claws 15 a, 15 b.
  • the Rohluftelement 30 is engaged by the mounting lugs 34 in the recesses 17 of the outer ring 21.
  • a Entrastungs- bevel 35 is visible on the mounting lug 34.
  • the fastening nose 34 is flattened.
  • the unfiltered air element 30 or the filter element 10 is rotated in the filter axis, whereby the outer ring 21 is expanded by the Entras ⁇ bevel and the connection between the outer ring 21 and Rohluftele ⁇ element 30 can be separated.
  • a flexible pipe section 40 is shown in a bent condition.
  • the flexible tube section 40 corresponds to the flexible section 57 of the clean air tube 50, wherein the folds 56 are shown only on a peripheral side in RGB ⁇ pushed state, resulting in a bending angle.
  • 39 slots 45 are arranged in the wall of the intake pipe, which serve for acoustic Dämp ⁇ tion of the intake noise. Through the intake funnel 41, the air flow is sucked.
  • FIG. 10 shows the section of an air-guiding tube 163 produced in the extrusion blow-molding process, which can be pivoted in a downstream working step by the action of thermal treatment.
  • the air guide tube 163 assumes the position A.
  • the air guide tube 163 has an outwardly arched bulge 164.
  • For the deformation of such plastic pipes they they are usually heated thermally, whereby they are plastically deformable. In order to prevent any possible buckling of the pipes, they are involved during the deformation Air pressure applied.
  • the air guide tube takes the shape in position B.
  • the bulge 164 is formed in such a way that, when bent, it takes into account the change in length of the outer fiber and ensures a flow cross-section with a uniform course.
  • FIG. 11 shows a jacket element 111 with the filter medium 118 and the filter housing 131.
  • the filter medium 118 is a zigzag-folded hollow filter element 110 which, for example, is adhesively bonded or welded to the jacket element 111 on one end face.
  • the illustrated jacket element 111 is preferably produced by injection molding and has a direction to the flow axis of the housing
  • the jacket element 111 is thus in the clean air-side region and carries the air flow further to the connection contour 158.
  • the jacket element 111 further has corresponding to the filter housing 131 fastening lugs 134, which establish an attachment to the filter housing.
  • the fastening between jacket element 111 and filter housing 131 may also be via grooves or beads
  • FIG. 12 shows an air filter system 290 in which a filter medium 218 is sealingly and firmly connected to a jacket element 211.
  • the jacket element 211 may be made of an elastomer such as, for example, a PU foam or a sealing adhesive.
  • the jacket element 211 is embodied so firmly and sealingly that an attachment and a seal between a clean air tube 250 and a filter housing 231 of a sealing chamber 213 are produced.
  • a sealing lip 212 of the Mantel ⁇ element 211 is in this case taking into account its elasticity in the sealing chamber
  • connection is fastened by a latching pair 273.
  • attachment between the clean air pipe 250 and the filter housing 231 can be arranged, for example, by a threaded connection or by externally arranged spring elements.
  • an elastic design of the sealing lip 212 could be dispensed with and this could
  • FIG. 13 shows an air filter system 390 in full section.
  • the sectional illustration is shown transversely to the filter axis of a filter element 310.
  • a filter housing 331 forms a space for accommodating the filter element 310 and additionally has bulges on two opposite flanks which surround the resonance chambers 332 and 333 form.
  • These resonance chambers 332 and 333 serve to dampen acoustic pulsations and can be adapted to the acoustic requirements in terms of shape and volume.
  • a plurality of resonance chambers can also be arranged, which form different volume sizes.
  • FIG. 14 shows an air tube 463, which is guided through a flexible reducing section 455 into a reduced tube 456.
  • the design of the folds in the flexible reducing section 455 enables a snap-action bending of the reduced tube 456 and is comparable in the configuration of the fold geometry to the flexible tube section 40 of the preceding figures.
  • the flexible reduction section 455 is funnel-shaped and allows a very narrow arc configuration to be realized. This is particularly advantageous in very cramped installation situations.
  • the fold sections 576 are executed clearly serrated and correspond to the foldable folds shown in the preceding figures.
  • the wrinkling is performed only wavy.
  • wrinkling can also be dispensed with entirely.
  • the buckling of the pipe section can thus be ensured by a one-sided serrated folding arrangement.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filterelement, aufweisend ein Filtermedium, welches sich über eine axiale Länge zwischen einer stirnseitigen Reinluftseite und einer stirnseitigen Rohluftseite erstreckt. Das Filtermedium wird von einem Mantelelement umfangsseitig umschlossen, wobei das Filterelement im Mantelelement dichtend befestigt ist, wobei das Filtermedium die Rohluftseite von der Reinluftseite trennt. Am Mantelelement sind Konturen zur Befestigung des Filterelementes in einem Filtergehäuse angeordnet.

Description

Filterelement
Beschreibung
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Filterelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Außerdem betrifft die Erfindung ein Rohluftelement nach Anspruch 8, ein Reinluftrohr nach Anspruch 12 sowie ein Luftfiltersystem. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Her¬ stellungsverfahren nach Anspruch 16.
Es ist aus dem US-Patent 6,348,085 ein Filterelement bekannt, welches zwischen einer stirnseitigen Reinluftseite und einer gegenüberliegenden stirnseitigen Rohluftseite axial durchströmt wird. Das zylindrisch geformte Filterelement ist an seiner radialen Umfangs- fläche dichtend mit einem Mantelelement verbunden. Nachteilig an der gezeigten Lösung ist, dass die dichtende Verbindung zwischen dem umlaufenden Mantel und dem Filter¬ medium im radialen Zwischenbereich stattfinden muss. Weiterhin muss das Filterelement zur Gewährleistung seiner Funktion in einem rohrförmigen Filtersystem untergebracht werden und muss dazu in Strömungsrichtung des Luftstromes dichtend an einer reinluft- seitigen Flanschseite befestigt werden. Um diese Funktionen zu gewährleisten, sind auf¬ grund der Konturen des Mantelelementes aufwendige Befestigungsmittel erforderlich.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein axial durchströmbares Filterelement für ein Filtersystem, sowie ein Rohluftelement und ein Reinluftrohr für dieses Filtersystem zu schaffen, welches mit geringem Aufwand herstellbar ist und eine dichte, zuverlässige Befestigung im Filtersystem ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Filterelement weist ein im Wesentlichen zylindrisch ausgeführtes Filtermedium auf und erstreckt sich über eine axiale Länge zwischen einer stirnseitigen Reinluftseite und einer stirnseitigen Rohluftseite. Ein Mantelelement umschließt das Fil¬ termedium zumindest an einer Stirnseite. Die Verbindung zwischen Mantelelement und In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung wird das Mantelelement durch eine rastbare Verbindung formschlüssig mit dem Filtergehäuse befestigt. Dazu können am Mantelele¬ ment oder am Filtergehäuse Aussparungen vorhanden sein, die mit Befestigungsnasen des Filtergehäuses oder des Mantelelementes korrespondieren.
In vorteilhafter Weise kann das erfindungsgemäße Mantelelement sowohl für einen Wi¬ ckelfilter als auch für ein extrudiertes Filtermedium verwendet werden. Der Wickelfilter, welcher aus aufgerollten, plissierten Filterlagen besteht, die wechselseitig verschlossen sind, kommt an seinen Stirnseiten ohne Endscheiben aus. Ein extrudiertes Filterelement besteht aus einem aus Treibgas aufgeschäumten Medium. Alternativ kann auch ein hohl- zylindrisch gefaltetes Rundelement verwendet werden.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Filtermedium im Mantelelement in einem Verbin¬ dungsbereich eingeschmolzen, wodurch sich eine vorteilhafte, einfache, sichere und kos¬ tengünstige sowie zuverlässige Verbindung zwischen Filtermedium und Mantelelement herstellen lässt.
In Verbindung mit dem vorgeschlagenen Filterelement wird ein Rohluftelement beschrie¬ ben. Das Rohluftelement besteht aus einem Rohluftrohr, welches die Rohluft über einen Ansaugtrichter ansaugt und in welchem der angesaugte Gasstrom in Strömungsrichtung durch einen Übergangsbereich in ein Filtergehäuse geführt wird. Das Filtergehäuse, er¬ streckt sich axial über einen Gehäuseinnenraum und weist an seiner äußeren Mantelflä- che, einen kommunizierenden Abschnitt auf, welcher zur Verbindung mit einem Mantel¬ element vorgesehen ist. Das Filtergehäuse kann beispielsweise oval oder rund ausgebil¬ det sein und am Filtergehäuse können auch Resonatorräume zur akustischen Dämpfung des Ansauggeräusches angeordnet sein. Das Rohluftelement wird als einstückiges Bau¬ teil hergestellt und bildet das Rohluftrohr und gleichzeitig ein Gehäuse zur Unterbringung eines Filtermediums.
Bei einer vorteilhaften Gestaltung des Rohluftelementes sind Befestigungsnasen im Be¬ reich des kommunizierenden Abschnittes vorgesehen. Die Befestigungsnasen sind in Aussparungen des Mantelelementes einrastbar. Durch die rastbare Verbindung wird es ermöglicht, eine kostengünstige, sichere und formschlüssige Verbindung zwischen Filter- gehäuse und Mantelelement herzustellen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Rohluftrohr einen flexiblen Rohrabschnitt auf. Die Flexibilität wird dabei durch radial gefaltete Faltenflanken erzielt, die sich der Strömungsrichtung entlang zickzackförmig erstrecken. Es entsteht durch je¬ weils ein Faltenpaar eine rastende Längen- oder Winkelverstellung. Pro Faltenpaar lässt sich der flexible Abschnitt üblicherweise über einen Winkelbereich von 5° bis 20° biegen. Diese Art von flexiblen Rohrabschnitten wurde bisher durch Trinkhalme oder medizini- sehe Versorgungsschläuche bekannt. Durch die winkel- und längenflexible Rastung des flexiblen Abschnittes wird es ermöglicht, den flexiblen Rohrabschnitt geradlinig herzustel¬ len und erst bei der Montage an den Einbauraum anzupassen.
Zur Stabilisierung der flexiblen Rohrabschnitte, können an den gegenüberliegenden Fal¬ tenflanken Rastelemente angebracht sein, die zusammengeschoben ineinander eingrei- fen und durch einen Hinterschnitt eine rastende Verbindung einnehmen. Es können ein¬ zelne oder mehrere Rastelemente auf den einzelnen Faltenflanken angebracht sein, wo¬ durch sich mehrere Rastungsmöglichkeiten ergeben. Durch die Anordnung von zusätzli¬ chen Rastelementen im Bereich des flexiblen Abschnittes ergibt sich der Vorteil, dass das in die Position gebogene, flexible Rohr steif ist und eine erhöhte Widerstandskraft gegen Schwing- und Biegebelastungen aufweist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Rohluftelementes sind im Bereich zwischen Ansaugtrichter und bogenförmigem Abschnitt Perforationen in Form von axial verlaufenden Schlitzen oder Löchern angeordnet. Durch die Anordnung von Perforatio¬ nen im Rohluftrohr wird der Lärmpegel, welcher durch die Luftpulsation entsteht, vorteil- haft gedämpft.
Eine weitere vorteilhafte Ergänzung des Filterelementes ist ein Reinluftrohr, welches an seiner stirnseitigen Anströmseite eine zylindrische Außenfläche aufweist, die mit einer Dichtkontur eines Mantelelementes kommuniziert. Das Reinluftrohr verjüngt sich in einem Reduzierungsabschnitt auf einen Querschnitt, an welchem ein flexibler Abschnitt ange- ordnet ist. Der flexible Abschnitt dient zum Ausgleich von Toleranzen oder zur Anpassung an die Einbausituation. Die Ausgestaltung des flexiblen Abschnittes entspricht dem flexib¬ len Abschnitt des vorher beschriebenen Rohluftrohres. Das erfindungsgemäße Reinluftrohr ist in vorteilhafter Weise als ein einstückiges Bauteil hergestellt. Das Anordnen der Dichtfläche als zylindrische Außenfläche ermöglicht es, die Dichtkontur exakt durch die Werkzeugform zu bestimmen und damit eine hohe Zuverläs¬ sigkeit der Dichtfläche zu gewährleisten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kommuniziert der reinluftseiti- ge Wulst des Reinluftrohres mit einer Stützkontur des Mantelelementes. Dadurch findet eine axiale und radiale Abstützung statt, wodurch eine hohe Zuverlässigkeit der Abdich¬ tung zwischen reinluftseitigem Flansch und Mantelelement sichergestellt ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Reinluftrohr ermöglicht sich durch die Anord- nung eines Anschlussbundes im stirnseitigen Bereich der Abströmseite des Reinluftroh¬ res. Dieser Anschlussbund ist einstückig und ringförmig in die Wandung des reduzierten Reinluftrohres integriert. Der Anschlussbund dient zur Verbindung mit einem weiterfüh¬ renden Luftrohr, einem Flansch oder mit einem Saugrohr. Hierzu kann der Anschluss¬ bund beispielsweise an einen mit dem Anschlussbund kommunizierenden Ring geklebt, verschweißt, geschraubt oder auch gespannt werden. Die Anordnung des Anschlussbun¬ des stellt die Verbindung mit einem weiterführenden Luftrohr in vorteilhafter Weise sicher. Der notwendige Montageaufwand wird durch den Anschlussbund in jedem Fall erleich¬ tert.
Ein erfindungsgemäßes Luftfiltersystem ergibt sich durch die Kombination einzelner oder mehrerer Merkmale des beschriebenen Filterelementes nach Patentanspruch 1 mit dem Rohluftelement nach Patentanspruch 8 und dem beschriebenen Reinluftrohr nach Pa¬ tentanspruch 12. Das Mantelelement dient hierbei als zentraler Funktionsträger, welcher eine sichere Verbindung mit dem Rohluftelement und eine dichte Befestigung mit dem Reinluftrohr gewährleistet.
Das erfindungsgemäße Luftfiltersystem ermöglicht es, aus Filterelement, Reinluftrohr und Rohluftelement ein System zu bilden, wobei die Bauteile durch verschiedene Herstel¬ lungsverfahren produziert werden können. Durch die Übertragung von wichtigen Funktio¬ nen auf ein zentrales Bauteil lässt sich das gesamte Filtersystem günstig herstellen. Selbstverständlich können die einzelnen Elemente des Filtersystems bei gleich ausgebil- deten Aufnahmekonturen an verschiedene Einbausituationen angepasst werden, so dass sich ein Baukastensystem für verschiedene Anwendungen gestalten lässt. Ein weiterer Teil der Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Reinluftrohr und ein Rohluftelement des beschriebenen Filtersystems. Reinluftrohr und Rohluftelement können dabei in einer Werkzeugform und in einem Arbeitsgang einstückig als ein Rohling im Blasformverfahren hergestellt werden. Das Blasformverfahren verlangt einen annä- hernd geradlinigen Rohrquerschnitt zwischen den Endseiten des herzustellenden Roh¬ res. Um einen möglichen Winkelversatz zwischen den Trennflächen geradlinig zu über¬ brücken, kann zwischen den Trennflächen ein Verschnittstutzen angeordnet sein, der aus dem Rohling ausgeschnitten wird. Die Herstellung kann auch im Extrusionsblasformver- fahren durchgeführt werden.
Durch dieses Herstellungsverfahren wird in vorteilhafter Weise ermöglicht, in einem ein¬ zigen Prozess sowohl das Reinluftrohr als auch das Rohluftelement herzustellen, wo¬ durch sich die Taktzeit der Blasformanlage reduzieren lässt.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen au¬ ßer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombi¬ nationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den Zeichnungen anhand von schemati¬ schen Darstellungen beschrieben. Hierbei zeigt
Figur 1 das Filterelement von der stirnseitigen Rohluftseite aus betrachtet,
Figur 2 das Filterelement in der Seitenansicht im Halbschnitt,
Figur 3 ein Rohluftelement im Teilschnitt von der Seite aus betrachtet,
Figur 4 ein Reinluftrohr in Seitenansicht,
Figur 5 einen Ausschnitt eines flexiblen Rohrabschnittes im Vollschnitt,
Figur 6 eine Draufsicht auf den flexiblen Rohrabschnitt gemäß Figur 5 A,
Figur 7 ein Reinluftrohr und ein Rohluftelement aus einem einstückig hergestellten Rohling,
Figur 8 ein Luftfiltersystem in zusammengebautem Zustand im Vollschnitt dargestellt, Figur 8a einen vergrößerten Ausschnitt X gemäß der Fig. 8 und
Figur 9 perspektivisch ein Luftfiltersystem in zusammengebautem Zustand,
5 Figur 10 einen Abschnitt aus einem Luftführungsrohr,
Figur 11 eine weitere Variante eines Mantelelementes,
Figur 12 einen Ausschnitt aus einem Luftfiltersystem mit Filterelement und Adapterele¬ ment,
Figur 13 einen Vollschnitt durch ein zylindrisches Luftfilterelement mit dessen Gehäu- 10 se,
Figur 14 einen Abschnitt aus einem Rohrsystem mit integriertem Faltenbereich,
Figur 15 einen Ausschnitt einer Variante eines flexiblen Rohrabschnittes im Vollschnitt und
Figur 16 einen weiteren Abschnitt aus einem Rohrabschnitt mit integriertem Faltenbe- 15 reich.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Das in Figur 1 gezeigte zylindrische Filterelement 10 besteht aus einem Filtermedium 18, welches an einer Stirnseite von einem Mantelelement 11 umschlossen ist. Das Mantel¬ element 11 weist einen Innenring 22 und koaxial dazu einen Außenring 21 auf. Innenring
20 22 und Außenring 21 sind durch die Rippen 23 gegeneinander versteift. An der äußeren Umfangsfläche des Mantelelementes 11 sind als bewegliche Befestigungselemente 12 schwenkbare Bügel 14 durch Bandscharniere 13 mit axialen Stegen 13a und durch die¬ sen mit dem Mantelelement 11 beweglich verbunden. Im Bereich der Bügel 14 wird der äußere Ring 21 in radialer Richtung von jeweils zwei Nocken 16 überragt. In der darge-
25 stellten Stellung sind die Bügel 14 annähernd 90° zur Strömungsachse des Filterelemen¬ tes 10 ausgerichtet. Die fensterförmigen Aussparungen 14a des Bügels 14 dienen zum manuellen Eingriff und zur Materialeinsparung. An den Bügeln 14 sind gegeneinander gerichtete Klauen 15, 15a als verdeckte Kanten dargestellt. In Figur 2 ist das Filterelement 10 in der Seitenansicht im Teilschnitt gemäß Figur 1 dar¬ gestellt. Der Figur 1 entsprechende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen verse¬ hen. Auf der Rohluftseite 19 ist das Filtermedium 18 und auf der Reinluftseite 20 das Mantelelement 11 angeordnet. Das Filtermedium 18 ist dabei am Innenring 22 des Man- 5 telelementes 11 im Bereich der Schmelzzone 28 eingeschmolzen und dadurch dichtend mit dem Mantelelement 11 verbunden. Das gesamte Mantelelement 11 ist einstückig ausgeführt, wobei der Innenring 22 mit dem Außenring 21 durch einen umlaufenden Steg 24 verbunden ist. Die axial verlaufenden Rippen 23 sind zwischen dem Innenring 22 und dem Außenring 21 angeordnet.
10 Zwischen Filtermedium 18 und Außenring 21 ist ein radialer Abstand gebildet, in welcher ein in Figur 3 dargestellter kommunizierender Abschnitt 32 eines Rohluftelementes 30 eine Aufnahme findet. Eine rechteckige Aussparung 17 am Außenring 21 dient zur Siche¬ rung einer rastenden Verbindung mit einer in Figur 3 dargestellten Befestigungsnase 34. An der reinluftseitigen Stirnseite des Mantelelementes 11 ist der Nocken 16 nicht umlau-
15 fend angeordnet, sondern nur über den jeweiligen Umfangsabschnitt, an welchem sich ein Bügel 14 befindet.
Am Außenring 21 ist auf der Seite des Filtermediums 18 an der dem Filtermedium 18 zugewandten Seite ein Absatz 29 des Außenringes 21 angebracht, an welchem sich die Wandungsdicke des Außenringes 21 reduziert. Auf der äußeren Seite des Außenringes
20 21 ist in diesen Umfangsbereichen, in welchen die Aussparungen 17 angeordnet sind, eine Axialnut 29a eingeformt. Diese Axialnut 29a weist eine radiale Tiefe auf, die gleich der Wandungsdicke des Absatzes 29 des Außenringes 21 entspricht. Da das gesamte Mantelelement 11 im Spritzgussverfahren hergestellt und axial entformt ist, kann die Aus¬ sparung 17 dadurch gebildet werden, dass sich die Axialnut 29a in axialer Richtung bis
25 über den Absatz 29 des Außenringes 21 erstreckt. Die Aussparungen 17 sind umfangs- seitig an den Bereichen angeordnet, an welchen sich keine Bügel 14 und dadurch auch kein Nocken 16 des Mantelelementes 16 befindet. Somit ist die Ausformbarkeit der Kon¬ tur des Werkzeuges, welche die Axialnut 29a bildet, gewährleistet, und die Aussparung 17 kann im Werkzeug ohne zusätzlichen Seitenschieber gebildet werden. Innenring 22
30 und Außenring 21 sind durch den umlaufenden Steg 24 verbunden und werden durch die Rippen 23 gegeneinander versteift.
Am Innenring 22 ist eine elastische Dichtkontur 27 angeformt, welche in Form einer um¬ laufenden Dichtlippe in die Innenseite des Strömungsquerschnittes ragt. In eingebautem Zustand des Filtersystems liegt die elastische Dichtkontur 27 an einer in Figur 4 gezeig¬ ten zylindrischen Außenfläche 62 an. Die elastische Dichtkontur 27 kann einen rechtecki¬ gen, gewölbten oder konischen Querschnitt aufweisen. Zur Gewährleistung der Elastizität ist die elastische Dichtkontur 27 vorzugsweise maximal 0,5 mm dick.
Auf der umfangseitigen Außenseite des Außenringes 21 sind an den axialen Stegen 13a über Bandscharniere 13 die beweglichen Bügel 14 angeordnet. An dem Bügel 14 sind Klauen 15, 15a angeordnet, welche zur Befestigung eines in Fig. 4 gezeigten Reinluftroh¬ res 50 dienen.
Figur 3 zeigt das Rohluftelement 30, welches ein Filtergehäuse 31 aufweist, das einen Gehäuseinnenraum 43 umschließt. Bauteile die den vorhergehenden Figuren entspre¬ chen sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die offene Stirnseite 44 dient zum Einbringen des in Figur 1 dargestellten Filterelementes 18. In einem Übergangsbereich 37 verengt sich der Querschnitt des Filtergehäuses 31 auf einen Querschnitt eines Roh¬ luftrohres 39. Zwischen Übergangsbereich 37 und Rohluftrohr 39 wird der Luftstrom in einem bogenförmigen Abschnitt 38 umgelenkt. Weiterhin sind am Rohluftrohr 39 ein fle¬ xibler Rohrabschnitt 40 und ein Ansaugtrichter 41 angeordnet. Die Schlitze 45 dienen zur akustischen Dämpfung und sind unmittelbar angrenzend zum Ansaugtrichter 41 ange¬ ordnet.
Auf der im Schnitt dargestellten Seite des Filtergehäuses 31 ist eine Aufnahmemulde 42 sichtbar. Die Aufnahmemulde 42 kommuniziert in eingebautem Zustand mit nicht darge¬ stellten Aufnahmeelementen einer Befestigungsstruktur. Die das Filtergehäuse 31 radial umschließenden Sicken 36 bewirken eine radiale Stabilisierung und erzeugen zusätzlich eine axiale Flexibilität des Filtergehäuses 31. Durch diese axiale Flexibilität wird es auch ermöglicht, eine axiale Spannkraft zwischen den Aufnahmemulden 42 und einem kom- munizierenden Abschnitt 32 zuzulassen.
Der kommunizierende Abschnitt 32 besteht aus einer Verbindungsfläche 33 und Befesti¬ gungsnasen 34, wobei an den Befestigungsnasen 34 Entrastungsschrägen 35 vorhanden sind. Dabei dient der kommunizierende Abschnitt 32 zur Befestigung mit dem in den Fi¬ guren 1 und 2 gezeigten Filterelement 10.
Das in Figur 4 dargestellte Reinluftrohr 50 besteht aus einem reinluftseitigen Flansch 53, der zur dichten Verbindung mit einem in Figur 1 und 2 dargestellten Filterelement 10 dient. Bauteile, die den vorhergehenden Figuren entsprechen, sind mit den gleichen Be¬ zugszeichen versehen. In einem Reduzierungsabschnitt 55 wird der Querschnitt einer Anströmseite 51 auf den Querschnitt eines reduzierten Reinluftrohres 50a reduziert. Am reduzierten Reinluftrohr 50a sind weiterhin ein flexibler Abschnitt 57 sowie ein An¬ schlussbund 58 angeordnet. Der flexible Abschnitt 57 weist eine radiale und axiale Flexi¬ bilität auf, wobei über einen definierten Winkelbereich und einen definierten Längenbe- reich eine rastende Fixierung des flexiblen Abschnittes 57 erfolgen kann.
Der Anschlussbund 58 dient zu einer dichtenden Befestigung mit einem nicht dargestell¬ ten Luftrohr oder z. B. einer nicht dargestellten Drosselklappe. Der Anschlussbund 58 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel auf der stirnseitigen Abströmseite 52 angeordnet.
In Figur 5 ist der Ausschnitt eines flexiblen Rohrabschnittes 40, 57 im Vollschnitt gezeigt. Bauteile, die den vorhergehenden Figuren entsprechen, sind mit den gleichen Bezugs¬ zeichen versehen. Zusätzlich ist der flexible Rohrabschnitt 40, 57 mit Rastpaarungen 73 verstärkt. Hierbei ist der flexible Rohrabschnitt 40 gebogen, wobei eine Seite des Rohr¬ abschnittes 40 in verrasteter Stellung 77 und die gegenüberliegende Seite in entrasteter Stellung 78 dargestellt ist. Die einzelnen Falten 76 bilden sich aus zwei Faltenflanken 72, wobei die Faltenflanken 72 in verrasteter Stellung einen geringeren Abstand aufweisen als in entrasteter Stellung 78. An den Faltenflanken 72 sind zur rastenden Verbindung Rastpaarungen 73 angeordnet, die in einer verrasteten Stellung 77 miteinander im Ein¬ griff sind und in einer entrasteten Stellung 78 eine Distanz zueinander aufweisen. Die einzelnen Faltenflanken 72 sind in unterschiedlichem Winkel zur Strömungsachse ange- ordnet und weisen somit eine unterschiedliche Faltenlänge auf, welche von der äußeren Faltenspitze 71 zur inneren Faltenspitze 70 reicht.
In Figur 6 ist der flexible Rohrabschnitt 40, 57 in der Draufsicht gemäß Figur 5, Pfeil A dargestellt. Bauteile, die den vorhergehenden Figuren entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Dabei befinden sich an den einzelnen Faltenflanken 72 einer Falte jeweils ein Rastnippel 74 und an der gegenüberliegenden Faltenflanke ein Schnappprofil 75. Die Rastnippel 74 weisen dabei eine kugelförmige Kontur auf, welche in eine kommunizierende kreisförmige Kontur des Schnappprofils 75 eingreifen. Rastnip¬ pel 74 und Schnappprofil 75 bilden dadurch eine Rastpaarung, wobei die geometrische Ausgestaltung der Rastkonturen nicht kreisförmig, sondern auch winklig gestaltet werden kann. So können die Konturen beispielsweise wie die eines aus Verschlussbeuteln be¬ kannten Rillenverschlusses ausgebildet werden. Die Rastprofile sind dabei in ihrer Längsausdehnung auf das Zentrum des Strömungsquerschnittes ausgerichtet, wodurch eine Entformbarkeit aus dem Werkzeug gewährleistet ist. Figur 7 zeigt einen Rohling 82 von Reinluftrohr 50 und Rohluftelement 30. Dieser kann in einem Werkzeug in einem Arbeitsgang hergestellt werden und beinhaltet das Rohluftele¬ ment 30 und das Reinluftrohr 50. Bauteile die den vorhergehenden Figuren entsprechen sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Um eine möglichst geradlinige Werk- zeugform zu realisieren, ist zwischen dem angewinkelten, reinluftseitigen Flansch 53 und der Verbindung mit dem Rohluftelement 30 ein Verschnittstutzen 81 angeordnet, welcher nach dem Blasvorgang an den Trennflächen 80 aus dem Rohling 82 herausgetrennt wird. Dadurch entstehen die einzelnen Bauteile wie Reinluftrohr 50 und Rohluftelement 30. Der bogenförmige Abschnitt 38 des Rohluftelementes 30 kann beispielsweise durch ein schwenkbares Werkzeug hergestellt werden, welches zwischen dem Einbringen des Vor- formlinges und dem Blasvorgang selber in die winklige Position geschwenkt wird.
Die Figuren 8 und 8a zeigen ein zusammengebautes Luftfiltersystem 90, bestehend aus Filterelement 10, dem ausschnittsweise dargestellten Reinluftrohr 50 und dem aus¬ schnittsweise dargestellten Rohluftelement 30 im Vollschnitt. Dabei ist in der Figur 8a der Ausschnitt X gemäß Figur 8 vergrößert dargestellt. Bauteile, die den vorhergehenden Figuren entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Das Mantelele¬ ment 11 dient als zentraler Träger, an dem Reinluftrohr 50, Rohluftelement 30 und das Filtermedium 18 befestigt sind. Hierbei ist das Mantelelement 11 aus dem Außenring 21 und dem koaxial dazu angeordneten Innenring 22 gebildet. Außenring und Innenring sind durch den umlaufenden Steg 24 dichtend verbunden und durch die Rippen 23 versteift. Am Innenring 22 ist eine Schmelzzone 28 angeordnet, in der eine Stirnkante des Filter¬ mediums 18 eingeschmolzen ist.
Zur Befestigung des Reinluftrohres 50 ist ein, durch ein Bandscharnier 13 befestigter, schwenkbarer Bügel 14 am Mantelelement 11 angeordnet. Am Bügel 14 sind die Klauen 15, 15a angeordnet, die den Ringabsatz 59 des reinluftseitigen Wulstes 60 und die No¬ cken 16 des Mantelelementes 11 übergreifen und gegeneinander spannen. Dabei liegt die ringförmige Stützfläche 61 des Reinluftrohres 50 axial an der Stützkontur 26 des Man¬ telelementes 11 und der reinluftseitige Wulst 60 am radialen Stützabsatz 25 an. Die elas¬ tische Dichtkontur 27 liegt umschließend an der zylindrischen Außenfläche 62 des Man- telelementes 11 an und bildet dadurch eine dichte Verbindung zwischen Reinluftrohr 50 und Filterelement 10.
An der gegenüberliegenden unteren Seite des Mantelelementes 11 ist das Rohluftele¬ ment 30 befestigt. Dazu weist das Rohluftelement eine zylindrische Verbindungsfläche 33 auf, welche über eine axiale Länge in den Außenring 21 des Mantelelementes 11 einge¬ schoben ist. Zur Befestigung sind am Rohluftelement 30 Befestigungsnasen 34 angeord¬ net, die eine rastende Verbindung mit am Außenring 21 angeordneten Aussparungen 17 bilden. Eine Aufnahmemulde 42 eignet sich zur Aufnahme des Rohluftelementes 30 an einer dazu korrespondierenden nicht dargestellten Befestigungsstruktur. In Verbindung mit der Spannmulde 54 kann das gesamte Luftfiltersystem 90 beispielsweise durch einen nicht dargestellten Spannbügel gleichzeitig aneinander gespannt und befestigt werden.
Figur 9 zeigt das zusammengebaute Luftfiltersystem 90 gemäß Figur 8. Dabei ist am Reinluftrohr 50 ein flexibler Abschnitt 57 dargestellt, an welchem die Falten 56 teilweise in gestrecktem und teilweise in zusammengeschobenem Zustand dargestellt sind. Der An¬ schlussbund 58 ist mit einem Luftrohr 63 verbunden. Das Reinluftrohr 50 ist mit drei schwenkbaren Bügeln 14 durch deren Klauen 15a, 15b an dem Filterelement 10 befes¬ tigt. Das Rohluftelement 30 ist durch die Befestigungsnasen 34 in den Aussparungen 17 des Außenringes 21 eingerastet. Dabei ist an der Befestigungsnase 34 eine Entrastungs- schräge 35 sichtbar. Im Bereich der Entrastungsschräge 35 ist die Befestigungsnase 34 abgeflacht. Zum Lösen der rastenden Verbindung wird das Rohluftelement 30 oder das Filterelement 10 in der Filterachse gedreht, wodurch der Außenring 21 durch die Entras¬ tungsschräge aufgeweitet und die Verbindung zwischen Außenring 21 und Rohluftele¬ ment 30 getrennt werden kann.
Am Filtergehäuse 31 sind Sicken 36 angeformt, die für eine axiale Elastizität des Filter¬ gehäuses sorgen. Am Rohluftrohr 39 ist ein flexibler Rohrabschnitt 40 in gebogenem Zu¬ stand dargestellt. Dabei entspricht der flexible Rohrabschnitt 40 dem flexiblen Abschnitt 57 des Reinluftrohres 50, wobei die Falten 56 nur auf einer Umfangsseite im zusammen¬ geschobenen Zustand dargestellt sind, wodurch sich ein Biegewinkel ergibt. Weiter sind in der Wandung des Ansaugrohrs 39 Schlitze 45 angeordnet, die zur akustischen Dämp¬ fung des Ansauggeräusches dienen. Durch den Ansaugtrichter 41 wird der Luftstrom angesaugt.
Figur 10 zeigt den Ausschnitt eines im Extrusionsblasformverfahren hergestellten Luftfüh¬ rungsrohres 163, welches in einem nachgelagerten Arbeitsschritt durch Einwirkung von thermischer Behandlung schwenkbar ist. Im urgeformten Zustand nimmt das Luftfüh¬ rungsrohr 163 die Position A ein. Das Luftführungsrohr 163 weist eine nach außen ge¬ wölbte Ausbuchtung 164 auf. Zur Verformung derartiger Kunststoffrohre werden diese üblicherweise thermisch erhitzt, wodurch sie plastisch verformbar sind. Um einer mögli¬ chen Einknickung der Rohre vorzubeugen, werden diese während der Verformung mit Luftdruck beaufschlagt. Nach der Verformung nimmt das Luftführungsrohr die Gestalt in Position B ein. Die Ausbuchtung 164 ist derart angeformt, dass sie in gebogenem Zu¬ stand die Längenveränderung der äußeren Faser berücksichtigt und einen Strömungs¬ querschnitt mit gleichmäßigem Verlauf gewährleistet.
5 In Figur 11 ist ein Mantelelement 111 mit dem Filtermedium 118 und dem Filtergehäuse 131 gezeigt. Das Filtermedium 118 ist in diesem Fall ein zickzackförmig gefaltetes Hohlfil¬ terelement 110, welches an einer Stirnseite mit dem Mantelelement 111 beispielsweise verklebt oder verschweißt ist. Das dargestellte Mantelelement 111 ist vorzugsweise im Spritzgussverfahren hergestellt und weist zur Strömungsachse des Gehäuses einen
10 rechtwinkligen Rohrbogen 112 auf. Das Mantelelement 111 ist somit im reinluftseitigen Bereich und führt die Luftströmung weiter zur Anschlusskontur 158. Das Mantelelement 111 weist weiterhin korrespondierend zum Filtergehäuse 131 Befestigungsnasen 134 auf, welche eine Befestigung mit dem Filtergehäuse herstellen. Alternativ kann die Befes¬ tigung zwischen Mantelelement 111 und Filtergehäuse 131 auch über Nuten oder Wülste
15 erfolgen, die derart ausgebildet sind, dass eine Drehbarkeit des Filtergehäuses 131 er¬ laubt ist.
Figur 12 zeigt ein Luftfiltersystem 290 in dem ein Filtermedium 218 dichtend und fest mit einem Mantelelement 211 verbunden ist. Das Mantelelement 211 kann in diesem Fall aus einem Elastomer wie beispielsweise einem PU-Schaum oder einem dichtend angekleb-
20 tem Silikon- oder Gummiring gebildet sein, der mit dem Filtermedium 218 dichtend ver¬ bunden ist. Dazu ist das Mantelelement 211 derart fest und dichtend ausgebildet, dass eine Befestigung und eine Abdichtung zwischen einem Reinluftrohr 250 und einem Filter¬ gehäuse 231 einer Dichtkammer 213 hergestellt wird. Eine Dichtlippe 212 des Mantel¬ elementes 211 ist hierbei unter Berücksichtigung seiner Elastizität in der Dichtkammer
25 213 zwischen Reinluftrohr 250 und Filtergehäuse 231 eingeklemmt. Die Verbindung ist durch eine Rastpaarung 273 befestigt. Alternativ kann die Befestigung zwischen Reinluft¬ rohr 250 und Filtergehäuse 231 beispielsweise auch durch eine Gewindeverbindung oder durch außen angeordnete Federelemente angeordnet werden. In diesem Fall könnte auf eine elastische Gestaltung der Dichtlippe 212 verzichtet werden und diese könnte bei-
30 spielsweise durch Papier oder Filz gebildet sein.
In Figur 13 ist ein Luftfiltersystem 390 im Vollschnitt gezeigt. Dabei ist die Schnittdarstel¬ lung quer zur Filterachse eines Filterelementes 310 dargestellt. Ein Filtergehäuse 331 bildet einen Raum zur Unterbringung des Filterelementes 310 und weist zusätzlich an zwei gegenüberliegenden Flanken Ausbuchtungen auf, welche die Resonanzräume 332 und 333 bilden. Diese Resonanzräume 332 und 333 dienen zur Dämpfung von akusti¬ schen Pulsationen und können in Form und Volumengröße den akustischen Anforderun¬ gen angepasst werden. Selbstverständlich können auch mehrere Resonanzräume ange¬ ordnet werden, die unterschiedliche Volumengrößen bilden.
5 In Figur 14 ist ein Luftrohr 463 gezeigt, welches durch einen flexiblen Reduzierungsab¬ schnitt 455 in ein reduziertes Rohr 456 geführt wird. Die Gestaltung der Falten im flexib¬ len Reduzierungsabschnitt 455 ermöglicht eine rastbare Biegung des reduzierten Rohres 456 und ist in der Gestaltung der Faltengeometrie mit dem flexiblen Rohrabschnitt 40 der vorhergehenden Figuren vergleichbar. Im Unterschied dazu verläuft der flexible Reduzie- 10 rungsabschnitt 455 trichterförmig und erlaubt es eine sehr enge Bogengestaltung zu rea¬ lisieren. Dies ist besonders bei sehr beengten Einbausituationen vorteilhaft.
In Figur 15 ist der Ausschnitt aus einem flexiblen Rohrabschnitt im Vollschnitt dargestellt. Eine derartige Gestaltung der Faltengeometrie könnte beispielsweise in den flexiblen Rohrabschnitt 40 bzw. 57 (Figur 3, 4) verwendet werden. Zwischen den Faltenspitzen
15 476 und den inneren Faltenspitzen 470 sind an den Faltenflanken 472 Rillen 473 ange¬ ordnet, die koaxial zu den Falten verlaufen. Im Bereich der inneren Faltenspitzen 470 sind Zusatzfalten 474 angeordnet, die ebenso parallel zu den Falten verlaufen. In den die zusätzlich angeformten Rillen 473 bzw. Zusatzfalten findet die Materialdehnung während des Streck- und Rastvorganges statt. Dadurch können für die flexiblen und rastbaren
20 Luftrohre Materialien verwendet werden, die eine vergleichsweise verminderte Elastizität aufweisen. Beispielsweise kann mit Polypropylen T20 ein vergleichsweise sprödes Mate¬ rial eingesetzt werden.
Der in Figur 16 gezeigte Abschnitt 40/57 aus einem im Vollschnitt dargestellten Rohr zeigt die Falten 576, 576b mit umfangsseitig unterschiedlichen Konturen. Die umlaufen-
25 den Faltenabschnitte 576 sind deutlich gezackt ausgeführt und entsprechen den in den vorhergehenden Figuren dargestellten knickbaren Falten. An den umfangsseitig gegen¬ überliegenden Wellenfalten 576 ist die Faltenbildung nur noch wellig ausgeführt. Auf die¬ ser Seite kann auf die Faltenbildung auch vollständig verzichtet werden. Die Knickbarkeit des Rohrabschnittes kann so durch eine einseitige gezackte Faltenanordnung gewähr-
30 leistet bleiben. Dies bietet den Vorteil, dass der Raumbedarf, der Strömungswiderstand und die Kälteempfindlichkeit des Rohrabschnittes minimiert werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Filterelement, aufweisend ein Filtermedium (18), welches sich über eine axiale Länge zwischen einer stirnseitigen Reinluftseite (20) und einer stirnseitigen Rohluftseite (19) erstreckt, ein Mantelelement (11), welches das Filtermedium (18) umfangseitig um¬ schließt, wobei das Filtermedium (18) in dem Mantelelement (11) dichtend befestigt ist, wobei das Filtermedium (18) eine Rohluftseite (19) von der Reinluftseite (20) trennt, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Mantelelement (11) Konturen zur Befestigung des Filterelementes (10) in einem Filtergehäuse (30) angeordnet sind.
2. Filterelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelelement (11) einen Innenring (22) aufweist, welcher in einem radialen Abstand von einem ko¬ axial dazu angeordneten Außenring (21) umschlossen ist, wobei ein zwischen Innen¬ ring (22) und Außenring (21) liegender radialer Spalt durch einen umlaufenden Steg (24) verbunden ist und zwischen Außenring (21) und Innenring (22) axial verlaufende Rippen (23) angeordnet sind.
3. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, dass an dem Mantelelement (11) bewegliche Befestigungselemente (12) ange¬ ordnet sind, die eine formschlüssige, lösbare Befestigung mit einem reinluftseitigen Flansch (53) ermöglichen, wobei die beweglichen Befestigungselemente (12) Bügel (14) sind, welche durch Bandscharniere (13) mit dem Mantelelement (11) beweglich verbunden sind, wobei an den Bügeln (14) Klauen (15) angeordnet sind, welche ein¬ ander zugewandte Flanken aufweisen, wobei die Flanken in einem verspannten Zu¬ stand zwischen Mantelelement (11) und reinluftseitigem Flansch (53) über einen No¬ cken (16) des Mantelelementes (11) und einen reinluftseitigen Wulst (60) des rein¬ luftseitigen Flansches (53) greifen, wobei dieser und der Nocken (16) des Mantel¬ elementes (11) in Berührung mit den Flanken gegeneinander gedrückt und dadurch verspannt ist, wodurch das Bandscharnier (13) entlastet ist, wobei die beweglichen Befestigungselemente (12) derart schwenkbar sind, dass die Bügel (14) annähernd senkrecht zur Strömungsachse des Mantelelementes (11) ausgerichtet sind und da¬ durch die Klauen annähernd parallel zur Strömungsachse des Mantelelementes (11) ausgerichtet sind.
4. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, dass das Mantelelement (11) an der Reinluftseite (20) eine elastische Dichtkon¬ tur (27) aufweist, die einstückig mit dem Mantelelement (11) hergestellt ist und eine dichte Verbindung zu dem reinluftseitigen Flansch (53) ermöglicht, wobei eine Stütz¬ kontur (26) des Mantelelementes (11) mit einer ringförmigen Stützfläche (61) des reinluftseitigen Wulstes (60) kommuniziert und wobei die Stützkontur (26) des Man¬ telelementes (11) einen radialen Stützabsatz (25) aufweist, welcher mit der Ringab¬ satz (59) des reinluftseitigen Wulstes (60) des Reinluftrohres (50) kommuniziert.
5. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, dass am Mantelelement (11) Aussparungen (17) angeordnet sind, welche an ih¬ rem Umriss mit Befestigungsnasen (34) des Filtergehäuses (31) dergestalt kommuni¬ zieren, dass die Befestigungsnasen (34) des Filtergehäuses (31) in die Aussparun¬ gen (17) einrasten und dadurch das Filtergehäuse (31) mit dem Filterelement (10) befestigt ist.
6. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, dass das Filtermedium (18) ein Wickelfilter oder ein extrudiertes Medium ist.
7. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, dass das Mantelelement (11) eine Schmelzzone (28) aufweist, in welcher eine stirnseitige Umfangskante des Filtermediums (18) eingeschmolzen ist, wodurch das Filtermedium dichtend mit dem Mantelelement (11) befestigt ist.
8. Rohluftelement für ein Filterelement (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, da¬ durch gekennzeichnet, dass ein Rohluftrohr (39), ein Filtergehäuse (31) und ein Übergangsbereich (37) vorgesehen ist, in welchem der Querschnitt des Rohluftrohres (39) in den Querschnitt des Filtergehäuses (31) übergeht, wobei das Filtergehäuse (31) zwischen einer offenen Stirnseite (44) und einem Übergangsbereich (37) einen sich axial erstreckenden Gehäuseraum (43) aufweist, wobei an einer außenliegenden Mantelfläche des Filtergehäuses im Bereich der offenen Stirnseite (44) ein kommuni¬ zierender Abschnitt (32) zur Verbindung mit dem Mantelelement (11) angeordnet ist, wobei am Filtergehäuse (31) umlaufende Sicken (36) angeordnet sind, und wobei das Rohluftrohr (39) wenigstens einen bogenförmigen Abschnitt aufweist und das Rohluftelement (30) ein einstückiges, im Blasformverfahren hergestelltes Bauteil ist.
9. Rohluftelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse im kommunizierenden Abschnitt (32) Befestigungsnasen (34) aufweist, die mit den Aussparungen (17) des Mantelelementes (11) kommunizieren und in einem zusam¬ mengebauten Zustand eine Verbindung mit dem Mantelelement (11) herstellen, wo¬ bei die Befestigungsnasen (34) zu den Aussparungen (17) in axialer Richtung einen annähernd rechtwinkligen Absatz aufweisen, wobei der Absatz auf zumindest einer radialen Seite abgeflacht ist.
10. Rohluftelement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Roh¬ luftrohr (39) flexible Rohrabschnitte (40) aufweist, wobei die Rohrwandung im Bereich der flexiblen Rohrabschnitte (40) durch radial umlaufende Falten (76) gebildet ist, wobei die Falten den flexiblen Rohrabschnitt (40) im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsachse umschließen, wobei jeweils eine Falte (76) aus einer ersten Falten¬ flanke und einer zweiten Faltenflanke gebildet ist, wobei diese beiden Faltenflanken (72) einen unterschiedlichen Winkel zur Strömungsachse aufweisen, wobei die Fal¬ tenflanken (72) in einem axial zusammengeschobenen Zustand einen geringeren Abstand zueinander aufweisen, als in einem axial gestreckten Zustand, wobei durch die unterschiedlichen Winkel der Faltenflanken (72) bei der Bewegung in die einzel¬ nen Zustände ein Widerstand überwunden werden muss, wodurch sich die Positio¬ nen frei von Rückstellkräften fixieren.
11. Rohluftelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass in den Wandungen des Rohluftrohres (39) Öffnungen in Form von Perforationen oder Schlitzen (45) angeordnet sind.
12. Reinluftrohr für ein Filterelement (10) gemäß Anspruch 1 , gekennzeichnet durch einen reinluftseitigen Flansch (53), welcher an einer Anströmseite (51) stirnseitig eine zylindrische Außenfläche (62) zur dichten Verbindung mit dem Mantelelement (11) aufweist, wobei im Bereich der zylindrischen Außenfläche (62) ein reinluftseitiger Wulst (60) angeordnet ist, wobei der reinluftseitige Wulst (60) die zylindrische Außen¬ fläche (62) radial überragt und zur formschlüssigen Befestigung mit dem Mantelele¬ ment (11) dient, wobei ist am Reinluftrohr (50) ein Reduzierungsabschnitt (55) ange¬ ordnet ist, in welchem der Querschnitt der Anströmseite (51) in den Querschnitt eines reduzierten Reinluftrohres (56) übergeht und weiterhin am Reinluftrohr (50) ein flexib¬ ler Rohrabschnitt (57) angeordnet ist, welcher axial streckbar und biegbar ist, wobei das Reinluftrohr (50) ein einstückiges, im Blasformverfahren hergestelltes Bauteil ist.
13. Reinluftrohr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der reinluftseitige Wulst (60) auf der Anströmseite (51) mit einer Stützkontur (26) des Mantelelementes (11) kommuniziert, wobei sich der reinluftseitige Wulst (60) axial auf der Stützkontur (26) des Mantelelementes (11) und radial am radialen Stützabsatz (25) des Mantel¬ elementes (11) abstützt.
14. Reinluftrohr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlussbund (58) angeordnet ist, welcher das reduzierte Reinluftrohr (56) im Bereich einer Ab¬ strömseite (52) radial umschließt und zur dichten Verbindung mit einem kommunizie¬ renden Rohr dient.
15. Luftfiltersystem, bestehend aus Merkmalen einer oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (10) im Wesentlichen im Gehäuseraum (43) des Filtergehäuses (31) angeordnet ist und das Mantelelement
(11) die Verbindungsfläche (33) des Filtergehäuses (31) umschließt, wobei die Befes¬ tigungsnasen (34) des kommunizierenden Abschnittes (32) des Filtergehäuses (31) in den Aussparungen (17) des Mantelelementes (11) eingerastet sind und dadurch eine formschlüssige Verbindung zwischen Mantelelement (11) und Rohluftelement (30) hergestellt ist, wobei eine zylindrische Außenfläche (60) des Reinluftrohres (50) axial in das Mantelelement (11) eingebracht ist und die elastische Dichtkontur (27) des Mantelelementes (11) die zylindrische Außenfläche (62) des Reinluftrohres (50) umschließt und eine dichte Verbindung herstellt, wobei der reinluftseitige Wulst (60) des Reinluftrohres (50) an seiner radialen Außenseite von einem radialen Stützab¬ satz des Mantelelementes (26) umschlossen ist, wobei die ringförmige Stützfläche des Reinluftrohres axial an der Stützkontur des Mantelelementes anliegt und der rein¬ luftseitige Wulst (60) durch die Klauen (15) des beweglichen Befestigungselementes
(12) axial gegen den Wulst des Mantelelementes (16) gespannt ist.
16. Herstellungsverfahren in Blasformtechnik für ein Rohluftelement (30) nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11 und ein Reinluftrohr (50) nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohluft¬ element (30) und das Reinluftrohr (50) als ein Rohling in eine Werkzeugform und in einem Arbeitsgang gefertigt werden, wobei zwischen der Anströmseite (51) des Rein¬ luftrohres (50) und dem kommunizierenden Abschnitt (32) des Rohluftelementes (30) ein Verschnittstutzen (81) angeordnet ist, wobei die Trennflächen (80) des Ver¬ schnittstutzens (81) dergestalt unter einem Winkel zueinander angeordnet sind, dass sich die Strömungsachse des Rohlings zwischen einem Bereich des Reinluftrohres (50) und einem Bereich des Rohluftelementes (30) einer möglichst geraden Linie an¬ nähert, wobei der Verschnittstutzen (81) nach dem Blasformprozess an den Trenn¬ flächen vom Rohling abgetrennt wird.
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