JP3308538B2 - フィルタ - Google Patents

フィルタ

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JP3308538B2
JP3308538B2 JP51376594A JP51376594A JP3308538B2 JP 3308538 B2 JP3308538 B2 JP 3308538B2 JP 51376594 A JP51376594 A JP 51376594A JP 51376594 A JP51376594 A JP 51376594A JP 3308538 B2 JP3308538 B2 JP 3308538B2
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フィルテルウェルク マン ウント フンメル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
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    • B01D2271/02Gaskets, sealings
    • B01D2271/027Radial sealings

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に内燃機関の吸気のためのフィルタに関
する。
米国特許第4720292号明細書の記載から、次のような
特徴を備えたエアフィルタが公知である。即ち、フィル
タのケーシングが、軸方向の流出口と、取外し可能なカ
バーによって閉鎖可能な、ほぼ開いた第2の端部とを備
えている。ケーシングの周面には、空気流入口が配置さ
れている。ケーシング内には、内側の支持管とフィルタ
と外側の支持管とを備えた、ほぼ円筒状のフィルタエレ
メントが位置しており、このフィルタエレメントは、ケ
ーシング内に同軸的に配置されている。ケーシングにお
けるフィルタエレメントのシールは、環状の端部ディス
クを介して行われる。この端部ディスクは、半径方向内
側に向けられたほぼ円筒状の表面を有しており、かつ流
出部の内側の区分に被せられる。
周知のように、エアフィルタのフィルタ挿入体は、一
定の運転時間後に交換される。ダスト発生量に応じて、
エアフィルタの耐用寿命は、数日間(建設機械)〜数か
月間である。上記の米国特許明細書から公知のフィルタ
挿入体及び他の汎用のフィルタ挿入体は、種々の材料の
組合せ物から成っており、この場合、特に支持管のため
には鋼薄板が使用される。実際のフィルタ媒体は、紙又
はプラスチックフリースである。端部ディスクは、プラ
スチック(軟質エラストマー)から成っている。このよ
うなエアフィルタを廃棄すること、つまり個々の材料成
分に分離することは、大きな手間を必要とし、この理由
からこれまでは不経済であった。
ドイツ連邦共和国において廃物処理の指針となる「テ
ヒニッシェン・アンライトゥング・アップファル」(Te
chnischen Anleitung Abfall)によれば、廃物再利用
や廃物除去よりも廃物発生回避が優先される。廃物再利
用を行うためには、廃物再利用が技術的に可能であり、
再利用のコストが見込まれ、しかも再生された物質又は
エネルギのために市場が存在しているか又は提供され得
ることが必要となる。この判断基準が満たされていない
場合にし廃分を処分することはできないが、但しこの場
合、廃物は整然とした状態で処分されなければならな
い。
エアフィルタ挿入体の場合は、上記の欠点に基づき、
これまで再利用は不可能であった。
公知先行技術の別の欠点は、エアフィルタ挿入体のた
めに、比較的大きなケーシングが必要となり、このケー
シングが純空気の存在する範囲で不必要に大きなスペー
スを占めてしまう点に認められる。
従って本発明の課題は、問題なく廃棄することができ
る金属不含の構造のフィルタ挿入体を備えており、かつ
可能な限りコンパクトに構成されているようなフィルタ
を提供することである。
この課題は、請求項1に記載の構成により解決され
る。
本発明は公知先行技術に比べて、摩耗若しくは消耗を
受けないフィルタ部分がケーシング固定に配置されてお
り、ひいては消耗を受けた部分だけが交換されるという
利点を有している。
このことは、両端部ディスクを備えたフィルタ媒体、
即ち紙若しくはフリースの交換だけが必要とされ、プラ
スチック製の中央管又は別のエレメント、例えばプラス
チック製の支持管、弁又はこれに類するものはフィルタ
ケーシング内に留まることを意味する。
本発明の別の利点は、半径方向シール部をフィルタ範
囲の外側に配置することによってフィルタ構造サイズの
著しい減少が得られることである。本発明の更に別の利
点は、半径方向シール部が半径方向でフィルタ挿入体又
は別の制限手段によって取り囲まれずに自由に可動であ
り、これによって一層大きな弾性が得られ、ひいては特
に揺動又は振動時に一層高い安全性が得られることであ
る。
本発明の有利な構成によれば、フィルタ挿入体の閉じ
られた端面は、前記ケーシングのカバーに支持されてい
る。この支持は、カバーの内壁に接触する突起を介して
行われる。この場合、摩擦接続的な結合が得られ、フィ
ルタ挿入体は軸方向で位置固定される。
このような位置固定は同時に、側壁面におけるフィル
タ挿入体の支持が必要となることなく外部からの振動影
響を減衰するために適した固定手段でもある。
本発明の別の有利な構成では、中央管の内部に2次エ
レメントが配置されている。この2次エレメントは、フ
ィルタ挿入体の交換時に、生じた汚染物、ダスト等がフ
ィルタの純空気範囲に侵入することを阻止し、かつ主カ
ートリッジのフィルタ紙が損傷を受けたときに機関をダ
ストによる損傷から保護する特性を有している。2次エ
レメントは、フィルタ挿入体の各交換時には一緒に交換
されず、複数回の交換サイクルの後でしか交換されな
い。2次エレメントは中央管内に差し込まれて、前側の
端部ディスクを介して中央管に着脱可能に結合される。
2次エレメントが組込み位置で固定されるようにするた
めに、フィルタ挿入体、即ち主カートリッジは当接面を
有しており、この当接面は2次エレメントに向けられて
おり、かつこの当接面に2次エレメントが接触する。こ
の当接面の、前記カバーに面した側には突起が設けられ
ており、この突起は、前記カバーに支持される。2次エ
レメントのこのような固定形式は、極めて確実であるこ
とが判っている。
本発明の更に別の有利な構成では、フィルタ挿入体
が、星形折りで成形された紙又はフリースである。この
フィルタ挿入体の両端面には、ポリウレタンフォームか
ら成る端部ディスクが設けられている。この端部ディス
クには、シール成形材が一体に組み込まれている。
中央管を固定するためには、付設管に溝が設けられて
いると有利である。この溝は、付設管の内壁に位置して
いる。中央管は隆起部を有していて、付設管内にプレス
嵌めされる。これにより、前記隆起部は溝に嵌合して、
中央管と付設管と、ひいてはケーシングとの固い結合を
成す。
特に極めてダスト発生の多い運転時では、粗大ダスト
が適当な形式で実際のフィルタの手前で分離されると有
利である。このためには、粗空気入口が接線方向に構成
されて、かつ導出壁を有している。接線方向の粗空気入
口と導出壁とにより粗空気の渦流が生ぜしめられる。こ
の渦流はサイクロンの形式で作用するので、粗大ダスト
は外方へ遠心分離されて、ケーシングの内壁の範囲でダ
スト搬出弁に流入する。
本発明の更に別の有利な構成では、前記ケーシングと
前記カバーとの結合が係止部材によって行われる。この
ような係止部材は、例えばスナップクロージャである。
このスナップクロージャは曲げヒンジを介して前記カバ
ー又は前記ケーシングに配置されていて、結合したい方
の部材、つまり前記ケーシング又は前記カバーに設けら
れたフランジに被さって、この場所で係止される。前記
カバーは前記ケーシングに関してほぼ任意の数の回転位
置で固定可能である。このためには、前記ケーシングと
前記カバーとの間の接触範囲に係止部材が備えられてい
る。この係止部材は、機関運転時に振動又は揺動に基づ
き生ぜしめられる、前記ケーシングおける前記カバーの
不本意な回動を阻止する。
本発明の更に別の有利な構成では、フィルタの前記ケ
ーシングの外周面に多角形体が設けられている。このよ
うなケーシングは固定装置に装着される。この固定装置
は、前記ケーシングの多角形体と相まって前記ケーシン
グをほぼ全ての任意の組込み位置で形状接続的に固定す
るために適している。このような固定装置は主として、
ベースプレートを有している。このベースプレートは緊
定ベルトを有していて、この緊定ベルトが、前記ケーシ
ングの多角形体に被さって係合する。更にこの多角形体
には、周方向にも軸方向にも設けられた係止凹部を備え
ることができる。前記固定装置にはこの場合、前記係止
凹部に係合する係止突起が設けられている。前記係止凹
部が周方向にも軸方向にも配置されているので、軸方向
で見て種々異なる複数の位置でケーシングを形状接続的
に固定することができる。この理由で本発明によるフィ
ルタは、ほぼ任意の数の種々の組付け状態に適合して、
各任意の組付け位置に対して最適なフィルタ作用を確保
するために適している。
本発明の有利な構成の上記特徴及び別の特徴は、請求
の範囲以外に実施例の説明及び図面からも明らかとな
る。個々の特徴は、それぞれ単独又は互いに組み合され
た形で、本発明の実施例及び別の分野で実現することが
できる。本発明の実施例を図面につき以下に詳しく説明
する。
第1図はフィルタの断面図を示しており、 第2図はフィルタのための固定部材を示しており、 第3図はフィルタの前側の範囲の詳細図を示してお
り、 第4図は第1図の細部Aを示している。
第1図に示したフィルタは、2つの半断面図で図示さ
れている。左側の半断面図は、まだ少しだけ開かれたカ
バーを備えたフィルタを示しており、右側の半断面図
は、閉じられたカバーを備えたフィルタを示している。
このフィルタは、粗空気入口11と純空気出口12とを備え
た円筒形のケーシング10を有している。粗空気入口11の
範囲には、導出壁13(浸漬管)が設けられている。ケー
シング10に接線方向で導入される粗空気入口11と相まっ
て、粗空気の渦流が形成される。この渦流は、粗大ダス
ト粒子の分離を行う。この場合、この粗大ダスト粒子
は、フィルタの内壁に沿って下方に到達し、公知のダス
ト搬出弁によって閉鎖されるダスト搬出開口14を介して
環境周囲へと案内される。
フィルタの有利な構成は、中央管がケーシング固定に
配置されている点に認められる。この中央管は摩耗若し
くは消耗を受けないので、交換は不要である。特にプラ
スチックから成るこの中央管は、ケーシングに付設され
た付設管に摩擦接続的に結合されていると有利である。
中央管と付設管との結合形式に関する1構成によれば、
中央管は、結合範囲に配置されかつ信頼性の良いシール
を保証するシールリップを有している。2次エレメント
は、フィルタ挿入体とは異なりクリーニングされずに、
必要に応じて交換される。例えば打撃除塵又は洗浄によ
るクリーニングは有利であるとは云えない。なぜなら
ば、このクリーニング過程によって2次エレメントが損
傷を受けるおそれがあり、ひいては2次エレメントの効
力が失われるからである。この理由から、2次エレメン
トが取り外されているかどうかを認識させるリリースグ
リップが設けられている。このリリースグリップはプラ
スチックから成るグリップラグを有している。このグリ
ップラグはウェブを介して端部ディスクに結合されてい
る。2次エレメントを取り外したい場合、前記ウェブが
裂開されて、グリップラグが引き上げられなければなら
ない。このグリップラグを介して、2次エレメントを取
り外すことができる。このときグリップラグは開かれた
状態にあるので、2次エレメントが取り外されたことは
直ちに判る。別の構成によれば、2次エレメントには半
径方向及び/又は軸方向のシール部材が設けられてい
る。特に軸方向シール作用は、付設管に設けられた隆起
部によって助成される。
更にケーシング10には付設管15と、環状に延びる係止
突起16と、カバー18のための円筒状の収容部17とが設け
られている。カバー18はコップ状に形成されていて、少
なくとも2つの係止部材19、20を有している。係止部材
19、20は曲げヒンジを介して旋回可能にカバー18に結合
されていて、かつカバー18と一緒に1回の作業工程でプ
ラスチックから製造されている。係止部材19、20はケー
シング10の係止突起16に被さって係合する。第1図の左
側の半断面図では、係止部材19は開かれた状態で図示さ
れている。右側の判断面図若しくは部分的に切り抜いて
示した部分では、係止部材20は閉じられた状態で図示さ
れている。
ケーシング10の付設管15には、金属製の中央管若しく
はプラスチック製の中央管22が固定されている。この中
央管22を形状接続的に固定するためには、この中央管22
に隆起部23が設けられており、この隆起部23は、付設管
15に設けられた溝24に突入して係止される。これによ
り、中央管を意図せずに取り外すことは、もはや不可能
となる。
中央管22には、フィルタ挿入体21が被せられている。
このフィルタ挿入体21はその上端面で半径方向シール部
を支持しており、この半径方向シール部は、フィルタ挿
入体21の端部ディスク40と共に1つのユニットを形成す
る。この半径方向シール部は、フィルタ平面の外方に位
置する環状の隆起部25から成っている。隆起部25は付設
管15を密に取り囲んでいる。このようなシール形式で
は、フィルタ挿入体の軸方向の位置変化はあまり問題に
ならない。更にこのようなシール形式は、揺動時及び振
動時にも、極めて信頼性良く機能する。
フィルタ挿入体21は、後端部で突起26を介してカバー
18に支持されている。変形リブとして構成されていても
よい前記突起26は、フィルタ挿入体を軸方向で位置固定
し、かつ後ろ側の範囲で中央管22に片持ち式に支承され
て配置されただけのカートリッジの振動を減衰するため
に働く。中央管22の内部には2次エレメント27が配置さ
れている。2次エレメント27の前端部にはポリウレタン
フォームから成る端面シール部28が設けられている。こ
の端面シール部28は摩擦接続的に付設管15に結合されて
いる。2次エレメント27の後端部には、ポリウレタンフ
ォームから成る端面シール部29が端部ディスクとして設
けられている。この端部ディスク29にはプラスチックグ
リップが組み込まれており、プラスチックグリップは、
必要に応じて2次エレメント27を手で取り外すために用
いられる。2次エレメントは、支持管32に被せられたフ
リース31から成っていると有利である。2次エレメント
を純空気出口においてシールするための軸方向の力は、
カバー18と、フィルタ挿入体21の突起26とを介して端面
シール部29に加えられる。
2次エレメント27が中央管22によって完全に取り囲ま
れているので、フィルタ挿入体21の交換時に2次エレメ
ントが誤って取り外されたり又は脱落する危険は生じな
い。
フィルタ全体の組立て時には、まず2次エレメント27
が差し込まれ、これに続いてフィルタ挿入体21がその上
に被せられ、カバー18が装着される。2次エレメント27
がフィルタ挿入体21の後端部に支持されると同時にフィ
ルタ挿入体21もカバー18に支持されることに基づき、カ
バーを被せることによって、両部材は所定の位置適正な
位置にもたらされる。このことは、両部材、つまり2次
エレメントとフィルタ挿入体の誤組付けが不可能である
ことを意味する。これら両部材の最終位置は、カバー18
を収容部17において閉鎖することによって得られる。
金属不含の2次エレメントは、問題なく廃棄すること
ができる。フリース、ポリウレタンフォームから成る端
部ディスク、プラスチックから成る中央管及びプラスチ
ックグリップは、例えば熱廃棄することができる。
フィルタ挿入体21は両端面にポリウレタンフォームか
ら成る端面シール部を有しているので、このフィルタ挿
入体を打撃除塵して汚染層を取り除くことが簡単に可能
となる。この場合弾性的な端部ディスクは、例えば薄板
端部ディスクの場合とは異なり損傷を受けない。
第2図は、フィルタのための固定装置を図示してい
る。フィルタに関して、ケーシング10だけが概略的に示
されている。固定装置33は、ベースプレート34を有して
おり、このベースプレート34は、ねじ込み結合部35,36
を介して、機関又は車両の外部構造体(図示せず)に固
定することができる。ベースプレート34には、収容部37
が設けられている。この収容部37は、約40mmの幅の弓形
のベルトの形に形成されている。
フィルタのケーシング10は、前記ベルト若しくは収容
部37によって取り囲まれる。この収容部37にはクレビス
式の駆込みアイが設けられており、この駆込みアイにU
字形ばね鋼38が掛け込まれて、プレロードをかけられて
フィルタ収容部を閉鎖している。ばね鋼ベルトは、有利
には一方の側では着脱可能に固定されていて、他方の側
で、アイに掛け込まれている。
収容部37は、内面全体にわたって凹部を有している。
フィルタのケーシング10の外周面は、全周にわたって多
角形体を有している。この多角形体は、前記凹部に突入
して係合し、ひいてはフィルタの回動を防止すると同時
に、他方では、ほとんど全ての位置にフィルタを固定す
るために適している。
固定装置33全体は、プラスチック射出成形体として形
成されていると有利である。このようなプラスチック成
形体によるフィルタの固定は、次のような利点を有して
いる。即ち、内燃機関によって生ぜしめられる振動が、
少なくとも部分範囲において、材料組織内部で減衰さ
れ、ひいては著しく減衰された状態でしかフィルタに作
用しない。
第3図は、フィルタの前側の範囲を詳細に図示してい
る。付設管15には、環状の隆起部41が設けられている。
この隆起部41は、2次エレメント27(ここでは略示され
ている)の端面シール部28と相まって、軸方向のシール
作用を助成するために働く。付加的に、端面シール部28
と中央管22との間の範囲42には半径方向シールが生ぜし
められる。中央管22は、第3図においてはプラスチック
部材として図示されている。この中央管22は、付設管15
内に形状接続的に差し込まれる。付設管15と中央管22と
の間のシール作用を助成するためには、中央管22にシー
ルリップ43が配置されている。フィルタ挿入体21のポリ
ウレタンフォームから成る端部ディスク40は、付設管15
の外周壁にわたってシールされる。
第4図には、第1図に図示されたカバー18と収容部17
との間のシール部を成す細部Aが図示されている。カバ
ー18にはシールリップ44が設けられている。ケーシング
10に設けられた収容部17には、内方に引き込まれたシー
ル面45が配置されている。カバー18が矢印46で示したよ
うに最終位置に押し込まれると、直ちにシールリップ44
がシール面45に沿って撓み、ひいては両ケーシング部材
の間の確実なシールを形成する。
フロントページの続き (72)発明者 メッシンガー,クラウス ドイツ連邦共和国 74182 オーバース ウルム シラーシュトラーセ 2 (72)発明者 タラー,ギュンター オーストリア国 4030 リエンツ ビン ダーラントヴェーク 16/4 (56)参考文献 実開 平4−81624(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 46/00 - 46/54 F02M 35/024 501

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】特に内燃機関のための燃焼空気を浄化する
    ためのエアフィルタにおいて、ほぼ円筒状のケーシング
    が設けられており、該ケーシングが、粗空気入口と純空
    気出口とを有しており、該純空気出口が、円筒状のケー
    シングの一方の端面にほぼ同心的に配置されており、前
    記粗空気入口が、ほぼ接線方向でケーシングの外周面に
    配置されており、前記純空気出口に、前記フィルタケー
    シングの内部に突入して延びる付設管が前記純空気出口
    に対して同心的に設けられており、前記付設管の内壁
    に、前記ケーシング内に突入して延びる中央管が固定さ
    れており、該中央管に、金属不含のフィルタ挿入体が被
    せられており、該フィルタ挿入体の前記付設管に面した
    端面に、半径方向で自由に可動なシール隆起部が設けら
    れており、該シール隆起部が、前記付設管の表面に密に
    接触して、半径方向シール部を形成しており、前記フィ
    ルタ挿入体の反対側の端面が閉鎖されていることを特徴
    とするフィルタ。
  2. 【請求項2】前記ケーシングが、純空気出口とは反対の
    側にカバーを備えており、該カバーに前記フィルタ挿入
    体の閉鎖された端面が特に突起を介して接触して、摩擦
    接続的に支持されている、請求項1記載のフィルタ。
  3. 【請求項3】前記中央管の内部に2次エレメントが配置
    されており、該2次エレメントの前記純空気出口とは反
    対側の端面が、閉鎖されていて、かつ前記中央管に着脱
    可能に結合されている、請求項1又は2記載のフィル
    タ。
  4. 【請求項4】前記フィルタ挿入体が、星形で折られた紙
    又はフリースから成っており、端部ディスクと前記シー
    ル隆起部とがポリウレタンフォームから成っている、請
    求項1から3までのいずれか1項記載のフィルタ。
  5. 【請求項5】前記付設管の内壁に、環状に延びる溝が設
    けられており、前記中央管がエンボス加工部を有してお
    り、該エンボス加工部が、前記溝を介して前記付設管に
    形状接続的に結合されている、請求項1から4までのい
    ずれか1項記載のフィルタ。
  6. 【請求項6】前記ケーシングの内壁で接線方向の前記粗
    空気入口の範囲に、渦流を発生させるための導出壁が配
    置されている、請求項1から5までのいずれか1項記載
    のフィルタ。
  7. 【請求項7】前記ケーシングと前記カバーとを互いに形
    状接続的に結合するために適した係止部材が設けられて
    おり、該係止部材が、膜ヒンジ又は曲げヒンジを介して
    前記カバー又は前記ケーシングに結合されている、請求
    項1から6までのいずれか1項記載のフィルタ。
  8. 【請求項8】前記カバーにダスト搬出開口が配置されて
    おり、前記カバーと前記ケーシングとが、該カバーと該
    ケーシングとの接触範囲に係止凹部と係止突起とを備え
    ており、前記カバーが、前記ケーシングに対して相対的
    に回動されたほぼ全ての任意の位置で形状接続的に固定
    可能である、請求項1から7までのいずれか1項記載の
    フィルタ。
  9. 【請求項9】前記フィルタケーシングに多角形体が配置
    されており、前記フィルタケーシングを固定するための
    固定装置が設けられており、該固定装置が主として、ベ
    ースプレートに固定され分割されたベルトから成ってお
    り、該ベルトが、前記ケーシングに設けられた多角形体
    に被さって係合し、更にばね鋼ベルトが設けられてお
    り、該ばね鋼ベルトが前記ベルトを緊定している、請求
    項1から8までのいずれか1項記載のフィルタ。
  10. 【請求項10】前記ケーシングの多角形体に係止凹部が
    配置されており、該係止凹部が、周方向にも軸方向にも
    設けられていて、前記ケーシングを前記固定装置に軸方
    向で見て種々異なる位置に形状接続的に固定することを
    可能にしている、請求項1から9までのいずれか1項記
    載のフィルタ。
  11. 【請求項11】ほぼ円筒状のケーシングが設けられてお
    り、該ケーシングが、粗空気入口と純空気出口とを有し
    ており、該純空気出口に、前記フィルタケーシングの内
    部に突入して延びる付設管が前記純空気出口に対して同
    心的に設けられており、前記付設管の内壁に、前記ケー
    シング内に突入して延びる中央管が固定されており、該
    中央管が、プラスチックから成っていて、前記ケーシン
    グに摩擦接続的に結合されていることを特徴とする、請
    求項1記載のフィルタ。
  12. 【請求項12】前記中央管が、前記付設管との結合範囲
    に、環状に延びる少なくとも1つのシールリップを有し
    ている、請求項11記載のフィルタ。
  13. 【請求項13】前記2次エレメントにリリースグリップ
    が設けられており、該リリースグリップが少なくとも1
    つのグリップラグを有しており、該グリップラグが、前
    記2次エレメントを取り外すために持ち上げ可能であ
    る、請求項1から12までのいずれか1項記載のフィル
    タ。
  14. 【請求項14】前記2次エレメントの前記付設管に面し
    た端面に、半径方向シール部及び/又は軸方向シール部
    が設けられている、請求項1から13までのいずれか1項
    記載のフィルタ。
  15. 【請求項15】前記付設管が、前記2次エレメントに設
    けられた軸方向シール部の範囲に環状に延びる隆起部を
    有している、請求項14記載のフィルタ。
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