KR20120091195A - 필터 장치 - Google Patents

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KR20120091195A
KR20120091195A KR1020127011952A KR20127011952A KR20120091195A KR 20120091195 A KR20120091195 A KR 20120091195A KR 1020127011952 A KR1020127011952 A KR 1020127011952A KR 20127011952 A KR20127011952 A KR 20127011952A KR 20120091195 A KR20120091195 A KR 20120091195A
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cyclone
screw
filter housing
filter
component
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KR1020127011952A
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외르크 멘쎈
슈테판 베커
카이 힐라리우스
올리버 슈타인스
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만 운트 훔멜 게엠베하
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Publication date
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Abstract

본 발명은 여과될 매체를 위한 미여과측 입구(12) 및 여과측 출구(14)를 구비하는 필터 하우징(10)과, 필터 하우징(10)의 입구(12) 영역에 배치되고 특히 사이클론 사전-분리기(20)로서 설계되는 전방-장착 부품을 포함하는 필터 장치(100)에 관한 것이며, 여기에서 전방-장착 부품(20)은 제1 부품(30) 및 제2 부품(40)을 포함하며, 여기에서 실질적으로 플라스틱으로 제조되는 제1 부품(30)의 적어도 하나의 체결 영역(32)이 필터 하우징(10)의 미여과측에 체결되고, 제2 부품(40)은 제1 부품(30)과 필터 하우징(10) 사이에 지지된다. 이러한 필터 장치를 전방-장착 부품이 간단한 방식으로 필터 하우징에 신뢰성 있게 체결될 수 있도록 더욱 개발하기 위해, 제1 부품(30)의 체결 영역(32)은 금속 체결 요소(50, 54, 56, 60)를 사용하여 필터 하우징(10)에 스크류체결되고, 필터 하우징(10)으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 상부측에서, 그것은 함께 스크류체결될 요소 중 적어도 하나의 치수의 적어도 하나의 공차를 보상하기 위한 적어도 하나의 압착 윤곽부(70)를 구비하며, 상기 윤곽부는 체결 영역(32)의 상부면으로부터 진행되어 스크류의 헤드(52)의 방향으로 연장되고, 금속 체결 요소(50, 52, 56, 60)를 함께 스크류체결함으로써 생성되는 힘의 인가에 의해 변형될 수 있는, 특히 용융될 수 있는 실질적으로 적어도 하나의 플라스틱 재료로 형성된다.

Description

필터 장치{FILTER DEVICE}
본 발명은 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른, 필터 장치, 특히 내연 기관용 공기 필터에 관한 것이다.
다중 셀 사이클론(multi-cell cyclone)으로서 구현되는 사전-분리기를 구비하는 공기 필터가 예를 들어 공보 DE 298 19 335 U1에 개시되어 있다. 또한, 공보 DE 10 2008 011 186 A1에는, 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른 필터 장치가 개시되어 있다. 종래 기술에 따르면, 사이클론 사전-분리기는 반경방향 클램핑 연결부에 의해 필터 하우징 상에 장착되고, 스크류 연결부에 의해 고정된다. 보다 정확히 말하면, 사이클론 사전-분리기를 필터 하우징 상에 부착하기 위해, 플라스틱 재료로 제조되는 제1 사이클론 구성요소의 체결 영역이 필터 하우징의 미여과측(raw side)에 클램핑된다. 이에 관한 단점은 플라스틱 클램핑 연결부가 공기 필터의 작동 중 가열로 인해 왜곡되어 느슨해질 수 있다는 것이다. 또한, 사이클론 사전-분리기가 체결 영역의 치수의 공차로 인해 필터 하우징 상에 단지 느슨하게만 클램핑되는 일이 일어날 수 있다. 제1 사이클론 구성요소가 필터 하우징 상에 불충분하게 부착되는 경우에, 두 사이클론 구성요소는 서로 충분히 클램핑되지 않고, 내연 기관의 작동시 덜거덕거린다.
본 발명은 사이클론 사전-분리기가 필터 하우징 상에 간단하면서도 신뢰성 있는 방식으로 체결될 수 있도록 전술한 유형의 필터 장치를 더욱 개발하는 목적을 갖는다. 특히, 사이클론 사전-분리기의 부착이 플라스틱 재료로 제조되는 그리고 서로 연결될 사이클론 사전-분리기의 영역의 치수의 공차를 보상하여야 한다. 이들 형상화된 플라스틱 영역의 통상의 공차는 예를 들어 현재 후속 표준 없이 무효화된, 표준 DIN 16901, 형상화된 플라스틱 부품(Shaped Plastic Parts), 길이 치수에 대한 공차 및 승인 요건(Tolerances and Approval Requirements for Length Dimensions), 1982년 11월 발행에 개시되어 있다. 또한, 본 발명의 목적은 사이클론 사전-분리기가 간단한 방식으로 그리고 최소의 시간 소모로 필터 하우징 상에 장착되고 그것으로부터 제거될 수 있도록 전술한 유형의 필터 장치를 더욱 개발하는 것이다.
이 목적은 특허청구범위 제1항에 개시된 특징을 갖는 필터 장치에 의해 해소된다. 본 발명의 유리한 실시 형태 및 편리한 다른 개발이 각각의 종속항에 의해 특징지어진다.
따라서, 본 발명은 전방 부착 부품, 특히 사이클론 사전-분리기가 금속 부품에 의해 필터 하우징 상에 고정되게 스크류체결되고, 서로 스크류-연결될 요소의 치수의 공차, 특히 제1 사이클론 구성요소의 체결 영역의 두께 및/또는 체결 영역과 필터 하우징 사이에 클램핑되는 제2 사이클론 구성요소의 영역의 두께 및/또는 체결 영역에 배치되는 적어도 하나의 금속성 관통 부싱의 길이 및/또는 필터 하우징 내에 배치되는 적어도 하나의 금속 부싱의 위치의 공차의 보상을 위한 적어도 하나의 압착 윤곽부를 구비하는 것에 기초한다. 대안적으로, 전방 부착 부품은 또한 특히 2-부품 구성을 갖는 흡입 스크린으로서 형성될 수 있으며, 여기에서 제1 부품은 장착 프레임으로서 형성되고, 제2 부품은 제1 부품과 필터 하우징 사이에 클램핑되는 보호 스크린으로서 형성된다. 하기의 상세한 설명 및 특허청구범위에 개시되는 실시 형태도 마찬가지로 이 대안에 적용되며, 여기에서 장착 프레임은 제1 사이클론 구성요소 대신에 사용되고, 보호 스크린은 제2 사이클론 구성요소 대신에 사용된다.
금속 체결 요소는 이것들이 가열시 응력-이완되어 유지되는 이점을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따라 사이클론 사전-분리기를 필터 하우징 상에 부착하는 것은 내연 기관의 작동 온도를 문제없이 견딘다. 체결 영역을 필터 하우징과 스크류-연결하기 위한 금속 체결 요소로서, 필터 장치는 예를 들어 적어도 하나의 스크류 및/또는 적어도 하나의 와셔, 필터 하우징 내에 배치되고 스크류를 수용하도록 구성되는 금속 부싱, 및 사이클론 사전-분리기의 체결 영역의 금속성 관통 부싱을 구비할 수 있다. 필터 하우징 내에 배치되는 금속 부싱은 바람직하게는 고온 영역에 사용되는 부싱이다. 선택적으로, 필터 하우징 내에 배치되는 금속 부싱은 사이클론 사전-분리기의 체결 영역에 배치되는 관통 부싱과 함께 일체로 형성될 수 있다.
관통 부싱은 스크류를 금속 부싱 내로 스크류체결할 때 생성되는 압착력을 흡수하는, 또는 공차 상황에 따라 그것을 압착 윤곽부 상으로 집중시키는 목적을 갖는다. 이 방식으로 관통 부싱은 생성된 압착력이 사이클론 사전-분리기의 다른 영역 상으로, 예를 들어 체결 영역 상으로 전달되어 그것의 변형을 초래하는 것을 방지한다.
압착 윤곽부는 서로 스크류-연결될 요소 중 적어도 하나의 치수의 공차를 보상하는 역할을 하며, 특히 체결 영역의 두께 및/또는 체결 영역과 필터 하우징 사이에 클램핑될 제2 사이클론 구성요소의 영역의 두께 및/또는 관통 부싱의 길이 및/또는 금속 부싱의 위치를 보상하는 역할을 한다. 이 공차 보상은 압착 윤곽부가,
- 필터 하우징으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 체결 영역의 상면에서 시작하여, 보다 정확하게는, 필터 하우징으로부터 멀어지는 쪽을 향하고 관통 부싱을 둘러싸며 스크류의 헤드 또는 스크류 헤드와 제1 사이클론 구성요소의 체결 영역 사이에 배치되는 와셔를 지지하기 위해 구현되는 접촉 영역의 상면에서 시작하여 스크류 헤드를 향하는 방향으로 연장되고,
- 실질적으로 플라스틱 재료로 제조되며,
- 스크류를 금속 부싱 내로 스크류체결함으로써 생성되는 힘의 인가에 의해 변형가능, 예를 들어 용융가능하다는 점에서, 압착 윤곽부에 의해 가능해진다.
변형가능 또는 용융가능 압착 윤곽부는 필터 하우징으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 접촉 영역의 상면 또는 필터 하우징으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 압착 윤곽부의 상면과 관통 부싱의 동일 평면의 배치를 달성한다. 스크류가 체결 상태에 있을 때, 스크류 헤드 또는 스크류 헤드 아래에 배치되는 와셔는 관통 부싱과 직접 접촉한다. 금속 체결 요소는 서로 확고히, 즉 갭 없이 압착된다. 따라서, 본 발명은 사이클론 사전-분리기를 필터 하우징 상에 특히 신뢰성 있게 그리고 응력 없이 부착하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 다른 유리한 실시 형태에 따르면, 압착 윤곽부는 제1 사이클론 구성요소의 체결 영역과 함께 일체로 형성되며, 여기에서 체결 영역 및 압착 윤곽부는 실질적으로 동일한 플라스틱 재료로 제조된다. 이와 별개로 또는 이와 관련하여, 제1 사이클론 구성요소 및/또는 제2 사이클론 구성요소 및/또는 필터 하우징은 실질적으로 압착 윤곽부와 동일한 플라스틱 재료로 제조될 수 있다.
본 발명은 제1 사이클론 구성요소가 적어도 하나의 셀 튜브(cell tube)를 포함하는 사이클론 상부 부품으로서 구현되고 제2 사이클론 구성요소가 적어도 하나의 침지 튜브(immersion tube)를 포함하는 사이클론 하부 부품, 특히 침지 튜브 플레이트로서 구현될 때 특히 유익하다. 공차 보상을 갖는 스크류 연결은 사이클론 상부 부품의 셀 튜브가 침지 튜브 플레이트의 평탄부(plateau) 상에 놓이는 것을 보장한다. 공차 보상이 없으면, 사이클론 상부 부품 및 사이클론 하부 부품은 덜거덕거리거나 풀어질 수 있고, 해당 공차 상황의 경우 불충분하게 클램핑될 수 있다.
사이클론 사전-분리기는 바람직하게는 2단 분리기로서 구현되고, 유리하게는 수 개의 작은 개별 사이클론을 구비한다. 이러한 2단 분리기는 예를 들어 공보 DE 103 30 296 A1에 개시되어 있다.
필터 하우징 내에 수용되는 주 필터 요소 또는 일차 요소로서, 예를 들어, 입구측 또는 출구측 단부면에서 교대로 밀폐되는 복수의 통로를 갖춘 소형 공기 필터 또는 다중-벨로우즈 필터, 예를 들어 이중 벨로우즈 공기 필터가 고려될 수 있다. 이 다중-벨로우즈 필터에서, 예를 들어, 공보 DE 10 2008 011 186 A1에 개시된 바와 같이, 각각의 필터 벨로우즈는 별 형상으로 배치되는 그리고 유입측 및/또는 유출측에서 함께 결합되는 필터 접철부를 갖춘 별-형상 필터로서 구현된다. 필터 접철부의 단부면 에지가 예를 들어 이른바 단부면 접합(end face bonding)에 의해 유입측 및/또는 유출측에서 함께 결합될 때 특히 유리하다.
본 발명은 또한 사이클론 사전-분리기가 필터 하우징 상에 신뢰성 있고 간단한 방식으로 부착될 수 있고 최소의 시간 소모로 장착되고 제거될 수 있도록 특허청구범위 제1항의 전제부에 개시된 유형의 필터 장치를 더욱 개발하는 목적을 갖는다.
이 목적은 제1 사이클론 구성요소의 체결 영역이 적어도 하나의 스크류에 의해 필터 하우징과 스크류-연결되고, 제1 사이클론 구성요소가 스크류를 위한 적어도 하나의 포획 작용 장치를 구비하는 필터 장치에 의해 해소된다. 이 포획 작용 장치는 제1 사이클론 구성요소의 측벽으로부터 돌출되는 적어도 하나의 돌출부로서 형성된다. 이 돌출부는 사이클론 사전-분리기의 오버헤드 위치설정의 경우에 그리고 스크류를 해제시킬 때, 스크류가 포획 작용 장치에 의해 지지되고, 스크류가 제1 사이클론 구성요소의 체결 영역 밖으로 떨어지는 것이 방지되도록 제1 사이클론 구성요소의 측벽 상에 배치된다.
스크류를 위한 이 포획 작용 장치는 필터 하우징으로부터 오버헤드 제1 사이클론 구성요소의 해제시 또는 필터 하우징의 오버헤드 제1 사이클론 구성요소의 부착시, 예를 들어 사이클론 사전-분리기를 아래에서부터 위로 필터 하우징 내로 오버헤드 장착하는 경우에 또는 사이클론 사전-분리기가 유지 보수 중 헤드가 아래로 배치될 때 특히 유익하다.
유리하게는, 포획 작용 장치는 포획 작용 장치가 육각 홈 렌치의 긴 부분의 회전 영역 밖에 위치되도록 장착 상태에서 체결 스크류와 맞물리는 ISO 2936:2001-09에 따른 각진 육각 홈 렌치의 짧은 레그가 포획 작용 장치를 지나 돌출되도록 체결 영역에 대해 규정된 간격을 두고 배치된다.
유리한 실시 형태에 따르면, 포획 작용 장치는 서로 이격되는 적어도 2개의 돌출부로 구성되며, 여기에서 각각의 돌출부의 서로에 대한 간격은 스크류의 헤드의 직경보다 작다.
대안적으로, 포획 작용 장치는 직경이 스크류의 헤드의 직경보다 작은 적어도 하나의 절제부(cutout)를 구비할 수 있다.
포획 작용 장치는 스크류의 용이한 장착을 가능하게 하고, 스크류가 수동으로 적소에 유지될 필요 없이 사이클론 사전-분리기가 필터 하우징에 부착될 수 있기 때문에 오버헤드 장착의 경우에 이 방식으로 사이클론 사전-분리기를 필터 장치 내에 설치하는 것을 용이하게 한다.
또한, 포획 작용 장치는 사이클론 사전-분리기가 필터로부터 해제되거나 탈착될 때, 예를 들어 정비시 사이클론 사전-분리기가 전도되어 배치될 때, 스크류가 저절로 밖으로 떨어지는 것을 막는다.
특히 바람직한 실시 형태에 따르면, 포획 작용 장치는 적어도 부분적으로 탄성 재료로, 바람직하게는 적어도 하나의 플라스틱 재료 또는 적어도 하나의 플라스틱 재료 혼합물로 형성된다. 탄성 재료로 제조하는 것은 스크류를 포획 작용 장치를 통해 통과시킬 때 각각의 돌출부가 적어도 부분적으로 벌어질 수 있거나 절제부가 확장될 수 있는 이점을 갖는다. 또한, 탄성 재료로 제조된 때, 포획 작용 장치로부터 스크류의 제거가 약간 증가된 힘 소모로 가능해진다.
본 발명에 의하면, 사이클론 사전-분리기가 필터 하우징 상에 간단하면서도 신뢰성 있는 방식으로 체결될 수 있도록 하는 필터 장치가 제공된다. 특히, 사이클론 사전-분리기의 부착이 플라스틱 재료로 제조되는 그리고 서로 연결될 사이클론 사전-분리기의 영역의 치수의 공차를 보상한다. 또한, 본 발명에 의하면, 사이클론 사전-분리기가 간단한 방식으로 그리고 최소의 시간 소모로 필터 하우징 상에 장착되고 그것으로부터 제거될 수 있도록 하는 필터 장치가 제공된다.
이미 위에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 교시를 유리한 방식으로 구성하고 더욱 개발하기 위한 다양한 가능성이 존재한다. 이와 관련하여, 한편으로는, 특허청구범위 제1항의 종속항들이 참조되어야 하고; 다른 한편으로는, 본 발명의 다른 실시 형태, 특징 및 이점이 특히 도 1 내지 도 16에 예시되는 실시 형태의 도움으로 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 필터 장치의 일 실시 형태를 사시도로 도시한다.
도 2는 도 1의 필터 장치의 사이클론 사전-분리기 및 필터 하우징의 스크류-연결될 요소를 분해도로 도시한다.
도 3은 제1 사이클론 구성요소의 부착 전 필터 하우징과 연결된 도 1의 필터 장치의 제2 사이클론 구성요소를 사시도로 도시한다.
도 4는 제1 사이클론 구성요소를 필터 하우징과 스크류-연결하기 전 도 1의 필터 장치의 두 사이클론 구성요소 및 필터 하우징을 사시도로 도시한다.
도 5는 제1 사이클론 구성요소를 필터 하우징과 스크류-연결한 후 도 1의 필터 장치의 두 사이클론 구성요소 및 필터 하우징을 사시도로 도시한다.
도 6은 최대 공차의 경우에 제1 사이클론 구성요소를 필터 하우징과 스크류-연결하기 전 도 1의 필터 장치의 두 사이클론 구성요소 및 필터 하우징을 단면도로 도시한다.
도 7은 최대 공차의 경우에 제1 사이클론 구성요소를 필터 하우징과 스크류-연결한 후 도 1의 필터 장치의 두 사이클론 구성요소 및 필터 하우징을 단면도로 도시한다.
도 8은 최소 공차의 경우에 제1 사이클론 구성요소를 필터 하우징과 스크류-연결하기 전과 스크류-연결한 후 도 1의 필터 장치의 두 사이클론 구성요소 및 필터 하우징을 단면도로 도시한다.
도 9는 평균 공차의 경우에 제1 사이클론 구성요소를 필터 하우징과 스크류-연결하기 전 도 1의 필터 장치의 두 사이클론 구성요소 및 필터 하우징을 단면도로 도시한다.
도 10은 도 9의 필터 장치를 단면도로 도시하며, 여기에서 부가적으로 관통 부싱 및 금속 부싱이 단면도로 도시된다.
도 11은 평균 공차의 경우에 제1 사이클론 구성요소를 필터 하우징과 스크류-연결한 후 도 1의 필터 장치의 두 사이클론 구성요소 및 필터 하우징을 단면도로 도시한다.
도 12는 사이클론 사전-분리기를 필터 하우징 상에 장착하기 전 오버헤드 위치에 있는 제1 사이클론 구성요소, 포획 작용 장치 및 스크류를 사시도로 도시한다.
도 13은 스크류가 포획 작용 장치 내로 삽입될 때 도 12의 제1 사이클론 구성요소 및 포획 작용 장치를 사시도로 도시한다.
도 14는 스크류가 포획 작용 장치 내로 삽입된 후 도 12의 제1 사이클론 구성요소 및 포획 작용 장치를 단면도로 도시한다.
도 15는 포획 작용 장치 내로 삽입된 스크류의 평면도이다.
도 16은 스크류를 포획 작용 장치 내로 삽입한 후 도 12의 제1 사이클론 구성요소 및 포획 작용 장치의 측면도이다.
도 17은 육각 홈 렌치와 맞물린 스크류-연결된 상태에 있는 도 1의 필터 장치의 두 사이클론 구성요소 및 필터 하우징을 단면도로 도시한다.
도 1 내지 도 17에서 동일하거나 유사한 실시 형태, 요소 또는 특징부는 동일한 도면 부호로 식별된다.
도 1 및 도 2에 예시된 필터 장치(100)는 주 필터 요소가 내부에 수용되는 필터 하우징(10), 사이클론 사전-분리기(20) 및 하류에 배치되는 도시되지 않은 이차 요소로 구성되는, 내연 기관용 공기 필터이다. 필터 하우징(10)은 그 원주 면상에, 폐쇄 요소(92)에 의해 탈착가능하게 배치되고 폐쇄가능한 커버(90)에 의해 덮이는 개구를 구비한다. 필터 하우징의 벽 표면 내의 이 개구에 의해, 주 필터 요소 및 편리하게는 또한 이차 요소가 반경방향으로, 또는 축방향을 가로질러 필터 하우징(10) 내의 수용 공간 내로 삽입되거나 그것으로부터 제거될 수 있다. 필터 하우징(10)은 여과될 매체를 위한 미여과측 입구(12) 및 여과측 출구(14)를 구비한다.
사이클론 사전-분리기(20)는 필터 하우징(10)의 입구(12)의 영역에 배치된다. 사이클론 사전-분리기(20)에서, 먼지 입자는 회전하는 기류 내의 원심력에 의해 축방향으로 공급된 공기로부터 외향으로 이동되어 분리된다. 하향으로 배향된 배출 개구(22)에 의해, 사이클론 사전-분리기(20)에서 분리된 먼지 입자가 제거될 수 있다. 사이클론 사전-분리기(20)는 필터 하우징(10)과 연결되는 별개의 구성요소로서 구현된다. 사이클론 사전-분리기(20)와 필터 하우징(10)의 연결은 사이클론 사전-분리기(20)의 체결 영역(32), 스크류(50)를 수용하기 위해 구현되는 그리고 사이클론 사전-분리기(20) 상에 배치되는 관통 부싱(56), 및 필터 하우징에 배치되는 그리고 고온 영역에서 사용하도록 설계되는 부싱(60)(도 2 비교)을 통과하는 스크류(50)에 의해 실현된다. 와셔(54)가 각각 스크류 헤드(52)와 대응하는 관통 부싱(56) 사이에 배치될 수 있다. 유리한 다른 실시 형태에서, 와셔(54)는 스크류 헤드(52)와 함께 일체로 구현될 수 있다. 사이클론 사전-분리기(20)에서 사전여과된 유체는 단부면에서 주 필터 요소의 유입측에 축방향으로 공급된다. 사이클론 사전-분리기(20), 주 필터 요소 및 이차 요소는 축방향으로 연이어 위치될 수 있고, 특히 정화될 연소 공기의 편향 없이 축방향으로 유체를 통과시킬 수 있다.
회전하는 기류를 생성하기 위해, 사이클론 사전-분리기(20)는 제1 사이클론 구성요소(30), 즉 필터 하우징과 스크류-연결되는 사이클론 상부 부품, 및 제2 사이클론 구성요소(40), 즉 사이클론 상부 부품(30)과 필터 하우징(10) 사이에 클램핑되는 사이클론 하부 부품을 구비한다. 다중 셀 사이클론으로서 구현되는 사이클론 사전-분리기(20)의 사이클론 상부 부품(30)은 복수의 셀 튜브(38)를 구비하고, 사이클론 하부 부품은 복수의 침지 튜브(42)를 갖춘 침지 튜브 플레이트로서 구현된다. 두 사이클론 구성요소(30, 40)가 내연 기관의 작동시 덜거덕거리지 않게 하기 위해, 두 사이클론 구성요소(30, 40)가 특히 플라스틱 재료로 제조되는 사이클론 사전-분리기(20)의 체결 영역(32); 플라스틱 재료로 형성되고 체결 영역(32)과 필터 하우징(10) 사이에 클램핑될 제2 사이클론 구성요소(40)의 영역; 금속성 관통 부싱(56); 및 고온 영역에 사용되는 금속 부싱(60)의 함께 스크류체결될 구성요소의 치수의 공차에도 불구하고 충분히 클램핑되는 것이 중요하다. 사이클론 상부 부품(30)의 셀 튜브(38)가 침지 튜브 플레이트(40)의 평탄부(plateau)(44) 상에 놓일 때 충분한 클램핑 작용이 제공된다. 도 3은 침지 튜브 플레이트(40)의 평탄부(44)로 필터 하우징(10) 상에 클리핑되는 사이클론 하부 부품(40)을 도시한다.
각각의 공차의 경우에도 두 사이클론 구성요소(30, 40)의 만족스러운 상대 클램핑 작용을 보장하기 위해, 사이클론 상부 부품(30)은 바람직하게는 리브형의 압착 윤곽부(70)를 구비한다. 이 압착 윤곽부(70)는,
- 체결 영역(32)의 상면에서 시작하여, 보다 정확하게는 와셔(54)를 위한 또는 스크류 헤드(52)를 위한 접촉 표면에서 시작하여 와셔(54) 또는 스크류 헤드(52)를 향한 방향으로 연장되고,
- 실질적으로 플라스틱 재료로 제조된다.
스크류(50)를 금속 부싱(60) 내로 스크류체결함으로써 생성되는 규정된 힘의 인가, 특히 대략 5 내지 10 킬로 뉴턴(kN), 예를 들어 대략 7 kN의 압착력의 인가는 압착 윤곽부(70)의 플라스틱 재료가 적어도 부분적으로 변형되게, 예를 들어 용융되게 한다. 이 규정된 힘은 와셔(54)가 이미 압착 윤곽부(70) 상에 놓여 있지만 아직 관통 부싱(56)과 접촉하지 않은 때, 금속 부싱(60) 내로의 스크류(50)의 스크류체결시, 특히 금속 체결 요소, 예를 들어 스크류(50), 와셔(54), 관통 부싱(56) 및 고온 영역에 사용하기 위해 설계되는 부싱(60)의 압착시 생성된다. 인가된 압착력으로 인해, 압착 윤곽부(70)는 관통 부싱(56)이 필터 하우징(10)으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 체결 영역(32)의 상면(36)과 동일 평면에 배치되거나 필터 하우징(10)으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 압착 윤곽부(70)의 상면과 동일 평면일 때까지 변형된다. 따라서, 압착 윤곽부(70)의 변형 또는 용융은 스크류-연결될 요소(30, 40, 56, 60)의 공차로 인해 관통 부싱(59)과 기저부 와셔(54) 사이에 또는 관통 부싱(56)과 스크류 헤드(52) 사이에 형성되는 갭(59)(도 6 비교)을 폐쇄시킨다.
도 4는 금속 체결 요소(50, 54, 56, 60)를 스크류-연결하기 전 필터 하우징-침지 튜브 플레이트 조합체와 사이클론 상부 부품(30)을 도시하고, 도 5는 금속 체결 요소(50, 54, 56, 60)를 스크류-연결한 후 필터 하우징-침지 튜브 플레이트 조합체와 사이클론 상부 부품(30)을 도시한다. 와셔 접촉 표면의 영역에 배치되는 압착 윤곽부(70)의 리브는 스크류(50) 체결시 그것들이 초과 국소 장력에 의해 변형되도록 설계된다. 따라서, 압착 윤곽부(70)는 공차 보상을 갖는 스크류 연결을 가능하게 하고, 사이클론 상부 부품(30)의 셀 튜브(38)가 사이클론 하부 부품(40)의 평탄부(44) 상에 놓이고 금속 체결 요소(50, 54, 56, 60)가 확고한 스크류체결 상태에서 서로 동일 평면에서 압착되는 효과를 갖는다.
압착 윤곽부(70)는 바람직하게는 소정 강도 또는 대략 0.5 밀리미터(mm) 내지 대략 1.5 mm, 특히 대략 0.8 mm의 높이 또는 두께를 갖는다.
도 6은 최대 공차, 즉 두 사이클론 구성요소(30, 40)의 최대 두께, 특히 체결 영역(32)의 최대 강도(34) 및 필터 하우징(10)에서 체결 영역(32) 사이에 배치되는 사이클론 하부 부품(40)의 영역의 최대 강도(46) 및 관통 부싱(56)의 최소 길이 및/또는 고온-사용 부싱(60)의 그 수용 보어로부터의 최소 제조-관련 돌출의 경우에 스크류(50)를 체결하기 전 사이클론 상부 부품(30), 사이클론 하부 부품(40) 및 필터 하우징(10)의 단면도를 도시한다. 스크류-연결될 요소(30, 40, 56, 60)의 최대 또는 최소 공차로 인해, 예를 들어 대략 1 mm의 길이를 갖는 최대 갭(59)이 형성된다.
도 7은 스크류-연결될 요소(30, 40, 56, 60)의 최대 공차의 경우에 스크류(50)를 체결한 후 사이클론 상부 부품(30), 사이클론 하부 부품(40) 및 필터 하우징(10)의 단면도를 도시한다. 압착 윤곽부(70)의 리브는 완전히 압착되거나 용융된다. 금속 체결 요소(50, 54, 56, 60)는 서로에 대해 고정 압착되며, 특히 관통 부싱(56)과 와셔(54) 사이에 갭이 존재하지 않는다.
도 8은 스크류-연결될 요소(30, 40, 56, 60)의 최소 공차의 경우에 스크류(50)의 체결 전과 후 사이클론 상부 부품(30), 사이클론 하부 부품(40) 및 필터 하우징(10)의 압착을 도시한다. 최소 공차의 경우는 두 사이클론 구성요소(30, 40)의 최소 두께, 특히 체결 영역(32)의 최소 강도 및 체결 영역(32)과 필터 하우징(10) 사이에 배치되는 사이클론 하부 부품(40)의 영역의 최소 강도(46) 및/또는 관통 부싱(56)의 최대 길이 및/또는 고온-사용 부싱(60)의 그 수용 보어로부터의 최대 제조-유발 돌출의 경우에 존재한다. 스크류(50)가 체결될 때, 압착 윤곽부(70)의 플라스틱 재료는 금속 체결 요소(50, 54, 56, 60)가 이미 스크류(50) 체결 전에 공기 갭을 갖지 않고 스크류 체결 후 서로 고정 압착되기 때문에 변형되지 않을 것이다. 따라서, 이미 스크류(50) 체결 전에, 관통 부싱(56)과 와셔(54) 사이에 갭(59)이 없다.
도 9 및 도 10은 스크류-연결될 요소(30, 40, 56, 60)의 평균 공차의 경우에 스크류(50)를 체결하기 전 사이클론 상부 부품(30), 사이클론 하부 부품(40) 및 필터 하우징(10)의 압착을 도시한다. 평균 공차의 경우에, 스크류(50)를 체결하기 전, 관통 부싱(56)과 와셔(54) 사이에 공칭 갭(59)이 존재한다. 이 공칭 갭(59)은 예를 들어 대략 0.5-0.8 mm이다. 예시를 간단하게 하기 위해, 공칭 갭(59)은 오직 도 10에만 화살표로 표기된다.
도 11은 스크류-연결될 요소(30, 40, 56, 60)의 평균 공차의 경우에 스크류(50)를 체결한 후 사이클론 상부 부품(30), 사이클론 하부 부품(40) 및 필터 하우징(10)의 압착을 도시한다. 압착 윤곽부(70)의 리브는 적어도 부분적으로 압착되거나 용융된다. 관통 부싱(56)과 와셔(54) 사이에 갭이 형성되지 않는다.
스크류(50)의 용이한 장착을 가능하게 하기 위해 그리고 스크류(50)가 저절로 떨어지는 것을 막기 위해, 사이클론 상부 부품(30)은 포획 작용 장치(80)를 구비한다. 스크류를 위한 이 포획 작용 장치는 사이클론 사전-분리기(20)의 오버헤드 장착에 특히 이롭다. 그러나, 약간 증가된 힘 소모로 스크류(50)의 제거가 여전히 가능하다.
포획 작용 장치(80)는 사이클론 사전-분리기(20)의 오버헤드 위치의 경우에 그리고 스크류(50)의 해제시, 포획 작용 장치(80)가 스크류(50)를 지지하고 스크류(50)가 사이클론 상부 부품(30)의 체결 영역(32) 밖으로 떨어지는 것을 막도록 사이클론 상부 부품(30)의 측벽(31) 상에 배치된다. 이와 관련하여, 포획 작용 장치(80)는 바람직하게는 두 돌출부, 예를 들어 두 홀딩 리브의 형태이다. 이들 홀딩 리브(80)는 예를 들어 플라스틱 재료 및/또는 플라스틱 재료 혼합물로 제조될 수 있다.
도 12는 스크류(50)가 홀딩 리브(80)를 향해 활주되는 오버헤드 위치의 사이클론 상부 부품(30)을 도시한다.
스크류(50)를 포획 작용 장치(80) 내에 장착하고 제거하는 것이 도 13에 예시된다. 포획 작용 장치(80) 내로의 스크류(50)의 삽입을 위해, 홀딩 리브(80)는 두 홀딩 리브(80)의 서로에 대한 간격(84)이 확대되고 스크류가 홀딩 리브(80)를 통해 통과될 수 있도록 약간 벌어진다. 포획 작용 장치(80) 밖으로의 스크류(50)의 제거를 위해, 홀딩 리브(80)는 다시 약간 강제로 벌려진다.
도 14는 관통 부싱(56) 내로 그리고 포획 작용 장치(80) 내로 삽입된 스크류(50)를 도시한다. 홀딩 리브(80)는 스크류(50)가 힘 소모 없이 다시 제거될 수 있는 것을 방지한다.
스크류의 장착을 용이하게 하기 위해, 두 홀딩 리브(80)의 서로에 대한 간격(84)은 스크류에 맞는 렌치, 예를 들어 육각 홈 렌치와 같은 홈 렌치가 두 홀딩 리브(80) 사이에 삽입될 수 있도록 충분히 크다(도 15 비교).
또한, 유리하게는 체결 영역(32) 또는 사이클론 림에 대한 홀딩 리브(80)의 간격(82)은 스크류(50)가 홈 렌치, 예를 들어 육각 홈 렌치로 체결되거나 풀어질 수 있도록 선택된다. 도 16에 예시된 바와 같이, 체결 영역(32)에 대한 홀딩 리브(80)의 간격(82)은 스크류(50) 장착 상태에서 홈 렌치의 짧은 레그가 홀딩 리브(80)와 스크류 헤드(52) 사이를 통과할 수 있을 정도로 크다.
도 17에 예시된 본 발명의 유리한 실시 형태에서, 홀딩 리브(80)는 하나의 에지에서, 바람직하게는 체결 영역(32)으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 측에서, 특히 사면(bevel)(86) 형태의 감소된 단면, 테이퍼진 단부의 삽입 램프 또는 둥근 부분을 구비한다. 이는 스크류 헤드가 홀딩 리브(80) 사이를 더욱 쉽게 밀고 나갈 수 있기 때문에 스크류가 더욱 쉽게 장착될 수 있는 이점을 갖는다. 유리하게는, 체결 영역에 대해 규정된 간격을 둔 홀딩 리브(80)는 장착 상태에서 체결 스크류와 맞물리는 ISO 2936:2001-09에 따른 각진 육각 홈 렌치의 짧은 레그(88)가 홀딩 리브(80)가 육각 홈 렌치의 긴 부분(94)의 회전 범위 밖에 있게 홀딩 리브(80)를 지나 돌출되도록 배치된다.
따라서, 본 발명은 사이클론 사전-분리기를 필터 하우징 상에 용이하게 장착하고 제거하는 것을 가능하게 하며, 여기에서 두 사이클론 구성요소(30, 40)는 각각의 공차의 경우에도 서로에 대해 충분히 클램핑된다. 필터 하우징(10) 상에의 사이클론 사전-분리기(20)의 본 발명에 따른 부착은 내열성이고, 내연 기관의 작동시 온도를 문제없이 견딜 수 있다.
10: 필터 하우징 12: 미여과측 입구
14: 여과측 출구 20: 사이클론 사전-분리기
30: 제1 사이클론 구성요소 31: 측벽
32: 체결 영역 38: 셀 튜브
40: 제2 사이클론 구성요소 42: 침지 튜브
50: 스크류 52: 스크류 헤드
54: 와셔 56: 관통 부싱
60: 금속 부싱 70: 압착 윤곽부
80: 포획 작용 장치 100: 필터 장치

Claims (11)

  1. 필터 장치(100), 특히 내연 기관용 공기 필터로서,
    - 여과될 매체를 위한 미여과측 입구(12) 및 여과측 출구(14)를 구비하는 필터 하우징(10), 및
    - 필터 하우징(10)의 입구(12) 영역에 배치되는 전방 부착 부품(20)
    을 포함하고,
    -- 전방 부착 부품(20)은 제1 부품(30) 및 제2 부품(40)을 포함하며,
    -- 실질적으로 플라스틱 재료로 제조되는 제1 부품(30)의 적어도 하나의 체결 영역(32)이 필터 하우징(10)의 미여과측에 부착되고, 제2 부품(40)은 제1 부품(30)과 필터 하우징(10) 사이에 클램핑되는 필터 장치에 있어서,
    제1 부품(30)의 체결 영역(32)은,
    - 특히 금속성의 체결 요소(50, 54, 56, 60)에 의해, 예를 들어 적어도 하나의 금속 부싱(60), 예를 들어 필터 하우징(10)의 미여과측 영역에 배치되고 적어도 하나의 금속성 스크류(50)를 수용하기 위해 구현되는, 고온 영역에 사용되는 적어도 하나의 부싱에 의해, 그리고 예를 들어 제1 부품(30)의 체결 영역(32)에 배치되고 스크류(50)의 통과를 허용하도록 구현되는 적어도 하나의 관통 부싱(56)에 의해 필터 하우징(10)과 스크류-연결되고,
    - 서로 스크류-연결될 요소(30, 40, 56, 60) 중 적어도 하나의 치수의 적어도 하나의 공차의 보상을 위해, 특히 체결 영역의 강도(34) 및/또는 체결 영역(34)과 필터 하우징(10) 사이에 클램핑되는 제2 부품(40)의 영역의 강도(46) 및/또는 관통 부싱(56)의 길이(58) 및/또는 금속 부싱(60)의 길이의 공차의 보상을 위해, 필터 하우징(10)으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 그 상면 상에 적어도 하나의 압착 윤곽부(70)를 구비하고,
    -- 상기 압착 윤곽부는 체결 영역(32)의 상면에서 시작하여 스크류의 헤드(52)를 향하는 방향으로 연장되며,
    -- 실질적으로 금속 체결 요소(50, 54, 56, 60)를 스크류-연결함으로써 생성되는 힘의 인가시 변형가능한, 특히 용융가능한 적어도 하나의 플라스틱 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    전방 부착 부품은 필터 하우징(10)의 입구(12) 영역에 배치되는 사이클론 사전-분리기(20)로서 구현되고, 사이클론 사전-분리기(20)는 제1 부품으로서의 제1 사이클론 구성요소(30) 및 제2 부품으로서의 제2 사이클론 구성요소(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  3. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    압착 윤곽부(70)는 적어도 하나의 리브로서 구현되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    압착 윤곽부(70)는 대략 0.5 밀리미터(mm) 내지 대략 1.5 mm, 특히 대략 1 mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    압착 윤곽부(70)의 플라스틱 재료는 대략 5 내지 10 킬로 뉴턴(kN), 특히 대략 7 kN의 압착력의 인가에 의해 변형가능한, 특히 용융가능한 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    압착 윤곽부(70)는 제1 사이클론 구성요소(30)의 체결 영역(32)과 함께 일체로 구현되고, 체결 영역(32) 및 압착 윤곽부(70)는 동일한 플라스틱 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 제1 사이클론 구성요소(30)는 적어도 하나의 셀 튜브(38)를 구비하는 사이클론 상부 부품이고,
    - 제2 사이클론 구성요소(40)는 적어도 하나의 침지 튜브(42)를 포함하는 사이클론 하부 부품, 특히 침지 튜브 플레이트인 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 사이클론 구성요소(30)는 제1 사이클론 구성요소(30)의 측벽(31)으로부터 돌출되는 적어도 하나의 돌출부로서 구현되는 적어도 하나의 포획 작용 장치(80)를 구비하고, 상기 포획 작용 장치는 사이클론 사전-분리기(20)의 오버헤드 위치설정시 스크류(50)의 해제시 포획 작용 장치(80)가 스크류(50)를 지지하고 스크류(50)가 제1 사이클론 구성요소(30)의 체결 영역(32) 밖으로 떨어지는 것을 막도록 제1 사이클론 구성요소(30)의 측벽(31) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    포획 작용 장치(80)는 포획 작용 장치(80)가 육각 홈 렌치의 긴 부분(94)의 회전 범위 밖에 있도록 장착 상태에서 체결 스크류와 맞물리는 ISO 2936:2001-09에 따른 각진 육각 홈 렌치의 짧은 레그(88)가 포획 작용 장치(80)를 지나 돌출되도록 체결 영역(32)에 대해 규정된 간격(82)을 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    포획 작용 장치(80)는 적어도 2개의 이격된 돌출부로 구성되고, 각각의 돌출부의 서로에 대한 간격(84)은 스크류 헤드(52)의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    포획 작용 장치(80)는 적어도 부분적으로 탄성 재료로, 바람직하게는 적어도 하나의 플라스틱 재료로 제조되고, 스크류(50)를 포획 작용 장치(80)를 통해 통과시키기 위해, 각각의 돌출부는 적어도 부분적으로 벌어질 수 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
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