JPH08504362A - フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 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である。このエアフィルタは、主として円筒状のケーシング（１０）から成っており、該ケーシングには、粗空気入口（１１）と純空気出口（１２）とが設けられている。純空気出口は、ケーシングの一方の端面にほぼ同心的に配置されている。純空気出口には、フィルタケーシングの内部に突入して延びる付設管（１５）が設けられている。付設管の内壁には、ケーシング内に突入して延びる中央管（２２）が固定されている。中央管には、金属不含のフィルタ挿入体（２１）が被せられている。フィルタ挿入体は、付設管に面した端面に半径方向シール部を有している。この半径方向シール部は、半径方向で自由に可動なシール隆起部（２５）を有している。フィルタ挿入体の反対側の端面は閉鎖されている。中央管の内部には、金属不含の安全カートリッジを配置することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 フィルタ 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」（Ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅｎ Ａｎｌｅｉｔｕｎｇ Ａ ｂｆａｌｌ）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 しか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リクリ 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。右側の半断 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１ ５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３ ４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４ ２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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、ほぼ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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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。