KR20220024188A - 1차 및 2차 필터 엘리먼트를 갖는 필터 시스템 및 이러한 필터 시스템을 위한 2차 필터 엘리먼트 - Google Patents

1차 및 2차 필터 엘리먼트를 갖는 필터 시스템 및 이러한 필터 시스템을 위한 2차 필터 엘리먼트 Download PDF

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파스칼 네프
요아힘 슐트
딥씨 부루기나 라비프라카쉬
므리둘 샤르마
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만 운트 훔멜 게엠베하
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Abstract

본 발명은 하우징(110), 하우징 벽(112)에 형성된 유체 입구(102), 하우징 벽(120)에 형성된 유체 출구(108), 둘 다 하우징(110) 내에 수용되는 1차 필터 엘리먼트(50) 및 2차 필터 엘리먼트(10)를 포함하는 필터 시스템에 관한 것이다. 2차 필터 엘리먼트(10)는 스탠드 파이프(150)에서 1차 필터 엘리먼트(50)의 하류에 배치되며, 스탠드 파이프(150)는 하우징 벽들(120) 중 하나에 견고하게 연결되며, 스탠드 파이프(150)의 내부가 유체 출구(108)와 유체 연결된다. 2차 필터 엘리먼트(10)는 종축(L)을 따라 적어도 하나의 종방향 시임(18)을 갖는 본체(36)를 형성하는 필터 매체(16) 및 그 상부 영역(12)에 엔드 캡(20)을 포함한다. 2차 필터 엘리먼트(10)와 스탠드 파이프(150)는 연결 요소(22, 156)에 의해 그 상부 영역들(12, 152) 중 하나에서 상호 연결된다. 2차 필터 엘리먼트(10)와 스탠드 파이프(150)는 스탠드 파이프(150)의 하나 또는 그 이상의 스트럿(170)에 대해 정의된 회전 위치에서 스탠드 파이프(150)에 2차 필터 엘리먼트(10)를 배열하기 위해 상호 자체 포지셔닝 요소(30, 180)로 구성된다. 본 발명은 또한 이러한 필터 시스템(100)을 위한 2차 필터 엘리먼트(10)에 관한 것이다.

Description

1차 및 2차 필터 엘리먼트를 갖는 필터 시스템 및 이러한 필터 시스템을 위한 2차 필터 엘리먼트
본 발명은 1차 및 2차 필터 엘리먼트를 갖는 필터 시스템 및 이러한 필터 시스템을 위한, 특히 내연 기관의 에어 필터 시스템을 위한 2차 필터 엘리먼트에 관한 것이다 (The invention relates to a filter system having a primary and a secondary filter element and a secondary filter element for such a filter system, in particular for an air filter system of an internal combustion engine).
승용차, 상용차, 작업 기계, 농업용 차량 뿐만 아니라 고정식 발전기 등의 내연 기관용 연소 흡입 공기를 제어하기 위해 에어 필터(air filter)를 사용하는 것이 알려져 있다. 이러한 에어 필터는 일반적으로 하우징, 공기 입구, 및 공기 출구를 포함하며, 제거 가능하고 교체 가능한 주(main) 또는 1차(primary) 필터 엘리먼트가 하우징 내에 배치된다. 하우징에는 종종 유지보수 중에 하우징 내부의 필터 엘리먼트에 접근하기 위한 유지보수 커버가 포함된다. 이를 위해 필터 엘리먼트를 제거하고 새 필터 엘리먼트로 교체하거나 검사(점검)하여 재사용하거나 또는 이전에 사용했지만 검사된(점검된) 필터 엘리먼트로 교체할 수 있다.
에어 필터의 필터 엘리먼트는 일반적으로 특정 작동 시간 후에 교체된다. 사용 중 필터 엘리먼트의 먼지 부하에 따라 필터의 서비스 수명은 예를 들어 건설 기계에서 사용하는 경우 몇 일이 될 수 있으며 먼지가 적은 환경에서는 최대 몇 개월이 될 수 있다.
특히 필터 엘리먼트를 자주 교체하는 경우 하우징에 필터 엘리먼트를 신뢰 가능하고 프로세스에 견딜 수 있게 밀봉(reliable and process-proof sealing)하는 것이 중요하다. 밀봉(sealing)은 내열성이 있고 진동 테스트를 거쳐야 한다. 강한 진동에 노출되는 시스템이나 장치에서도 필터 엘리먼트의 밀봉이 보장되어야 한다. 그러나 동시에 필터 엘리먼트 자체에는 문제 없이 열적으로 처리될 수 있도록 금속 요소를 갖지 않아야 한다. 메인 필터 엘리먼트를 교체할 때 먼지 입자가 침투하는 것으로부터 내연 기관의 에어 클리너 시스템의 여과측(정화측)을 보호하기 위해, 1차 필터 엘리먼트(primary filter element)의 교체 동안 필터 하우징에 남아 있는 소위 "2차 필터 엘리먼트(secondary filter element)"가 사용된다. 2차 필터 엘리먼트는 일반적으로 필터 엘리먼트의 여과측(clean side)에, 예를 들면 1차 필터 엘리먼트의 내부에 위치하며 필터 시스템의 하우징에 연결된다. 2차 필터 엘리먼트 자체도 필터 매체(filter medium)를 가지며 이것은 잔류 먼지 입자를 공기 흐름의 필터 배출구에서 멀리 유지한다.
선택적으로 2차 필터 엘리먼트 자체는 먼지 입자가 가득찰 수 있으므로 교체될 수 있다. 그러나 2차 필터 엘리먼트의 수명은 1차 필터 엘리먼트의 수명보다 훨씬 길다.
US 8,480,778 B2는 폐쇄된 엔드 캡에 의해 한쪽이 폐쇄되고 다른 쪽 단부가 개방되어 있는 중공 실린더로 구성된 필터 매체로 구성된 2차 필터 엘리먼트가 개시되어 있는 에어 필터 시스템을 개시한다. 개방 단부로 그것은 필터 하우징에 연결된 지지 튜브 위로 미끄러질 수 있으므로 먼지 입자에 대해 필터 시스템의 출구를 보호할 수 있다. 1차 필터 엘리먼트는 지지 튜브의 자유 단부에 놓이며 따라서 2차 필터 엘리먼트의 엔드 캡에 놓인다. 1차 필터 엘리먼트는 2차 필터 엘리먼트에 장착된다. 다른 에어 필터 시스템은 US 2018/036667 A1 또는 WO 2018/111434 A2에 알려져 있다.
본 발명의 목적은 필터 시스템의 질량 유량 센서가 신뢰 가능한 작동 조건을 갖도록 유체의 정의된 흐름 특성을 보장하는 2차 필터 엘리먼트를 수용하기 위한 필터 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이러한 필터 시스템을 위한 2차 필터 엘리먼트를 제공하는 것이다.
전술한 목적은 하우징, 하우징 벽에 각각 형성된 유체 입구 및 유체 출구, 1차 필터 엘리먼트 및 2차 필터 엘리먼트를 포함하는 필터 시스템으로서, 2차 필터 엘리먼트는 스탠드 파이프에서 1차 필터 엘리먼트의 하류에 배치되며, 스탠드 파이프가 하우징 벽들 중 하나에 견고하게 연결되고, 스탠드 파이프의 내부가 유체 출구와 유체 연결되며, 2차 필터 엘리먼트가 종축을 따라 적어도 하나의 종방향 시임(seam)을 갖는 본체를 형성하는 필터 매체를 포함하며, 2차 필터 엘리먼트는 상부 영역에 엔드 캡을 포함하며, 2차 필터 엘리먼트와 스탠드 파이프는 연결 요소에 의해 상부 영역들 중 하나에서 상호 연결되고, 2차 필터 엘리먼트와 스탠드 파이프는 스탠드 파이프의 하나 이상의 스트럿(strut)에 대해 정의된 회전 위치에서 스탠드 파이프에 2차 필터 엘리먼트를 배치하기 위해 상호 자체-포지셔닝 요소들(mutual self-positioning elements)로 구성되는, 필터 시스템에 의해 본 발명의 일 양태에 따라 그리고 이러한 필터 시스템을 위한 2차 필터 엘리먼트에 의해 본 발명의 또 다른 양태에 의해 달성된다.
본 발명의 유리한 실시예 및 이점은 추가 청구항들, 발명의 설명 및 도면에 기재되어 있다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 하우징, 하우징 벽에 형성된 유체 입구, 하우징 벽에 형성된 유체 출구, 둘 다 하우징 내에 수용되는 1차 필터 엘리먼트 및 2차 필터 엘리먼트를 포함하는 필터 시스템이 제안된다. 2차 필터 엘리먼트는 스탠드 파이프에서 1차 필터 엘리먼트 하류에 배열된다. 스탠드 파이프는 하우징 벽들 중 하나에 단단히 연결되며, 스탠드 파이프 내부는 유체 출구와 유체 연결된다. 2차 필터 엘리먼트는 적어도 하나의 종방향 시임(seam)을 갖는 본체를 형성하는 필터 매체를 포함한다. 2차 필터 엘리먼트는 상단 영역에 엔드 캡을 포함한다. 2차 필터 엘리먼트와 스탠드 파이프는 연결 요소에 의해 상단 영역들 중 하나에서 상호 연결된다. 2차 필터 엘리먼트 및 스탠드 파이프는 스탠드 파이프의 하나 이상의 스트럿에 대해 정의된 회전 위치에서 스탠드 파이프에 2차 필터 엘리먼트를 배치하기 위해 상호 자체-포지셔닝 요소들(mutual self-positioning elements)로 구성된다.
바람직한 일 실시예에 따르면, 스탠드 파이프의 제1 축방향 단부는 하우징 벽에 연결되고, 스탠드 파이프의 반대쪽 제2 축방향 단부는 스탠드 파이프의 상부 영역을 정의한다. 바람직하게는, 스탠드 파이프의 연결 요소는 스탠드 파이프의 상단 영역에 배치된다. 2차 필터 엘리먼트의 하나 이상의 연결 요소가 2차 필터 엘리먼트 엔드 캡에 제공되어 2차 필터 엘리먼트와 스탠드 파이프가 엔드 캡 및 스탠드 파이프에 제공된 연결 요소를 연결함으로써 상호 연결될 수 있도록 하는 것이 더 바람직하다.
유리하게는, 스탠드 파이프를 하우징의 바닥 벽과 견고하게 연결함에 의해, 종방향 스트럿의 위치가 알려진다. 스탠드 파이프의 하나 이상의 스트럿에 대해 별개의 회전 방향으로 2차 필터 엘리먼트를 포지셔닝함에 의해, 필터 매체의 하나 이상의 종방향 시임으로 인한 흐름 특성의 교란(방해)이 감소되거나 제거될 수 있다. 시임은 하나의 특정 스트럿 앞에 또는, 대안으로, 두 개의 종방향 스트럿들 사이에 방사상으로 배치될 수 있다. 결과적으로 스탠드 파이프에 있는 2차 필터 엘리먼트의 시임 또는 시임들의 위치도 알려진다. 연소 엔진을 위한 바람직한 에어 필터 시스템에서 이것은, 유체, 즉 공기의 흐름 특성이 질량 유량 센서의 영역에서 알려지며 질량 유량 센서의 측정값이 정확하도록, 질량 유량 센서에 대해 2차 필터 엘리먼트의 시임 및 스탠드 파이프의 종방향 스트럿을 배치시키는 것을 가능하게 한다. 2차 필터 엘리먼트와 스탠드 파이프의 상호 자체-포지셔닝 요소는 2차 필터 엘리먼트의 필터 매체의 종방향 시임의 정의된 위치를 가능하게 한다. 결과적으로 흐름 특성에 대한 종방향 시임의 흐름 방해 영향을 줄이거나 제거할 수 있다. 추가로 2차 필터 엘리먼트를 교체하는 경우 질량 유량 센서에 대한 시임 또는 시임들의 재현 가능한 위치가 달성될 수 있다.
더욱이, 이러한 필터 시스템의 또 다른 이점은 1차 필터 엘리먼트와 2차 필터 엘리먼트 모두의 안전하고 안정적인 조립뿐만 아니라 유지보수의 경우 1차 필터 엘리먼트 및, 해당되는 경우, 2차 필터 엘리먼트의 매우 경제적인 교환성(호환성)이다.
2차 필터 엘리먼트의 필터 매체는 부직포 또는 종이 또는 셀룰로오스 또는 플라스틱과 셀룰로오스의 혼합 섬유로 형성될 수 있다. 사용의 의도된 목적에 적합한 재료가 선택될 수 있다. 유리하게는, 필터 매체는 적어도 하나의 종방향 시임을 갖는 2차 필터 엘리먼트의 원주(둘레) 상에 끊임없이 설계될 수 있다. 필터 매체의 평면 표면들은 2차 필터 엘리먼트의 제조에 사용될 수 있으며, 이들은 해당 성형체에 감겨지고 예를 들어 종방향 시임을 따라 개방 단부들을 용접하여 폐쇄되어 2차 필터 엘리먼트의 기밀성이 달성된다.
바람직한 실시예에 따르면, 상호 자체-포지셔닝 요소들은 안내 표면 및 돌출 요소를 포함할 수 있으며, 여기서 안내 표면은 초기 위치로부터 2차 필터 엘리먼트가 스탠드 파이프의 하나 이상의 스트럿에 대해 그 정의된 회전 위치에 있는 최종 위치로 돌출 요소를 안내하도록 의도된다. 상호 자체-포지셔닝 요소들의 적절한 쌍들이 선택될 수 있다.
유리한 실시예에 따르면, 상호 자체-포지셔닝 요소들은 스탠드 파이프와 2차 필터 엘리먼트 중 하나의 외부 표면에 배열된 윤곽(contour)과 스탠드 파이프와 2차 필터 엘리먼트 중 다른 하나의 내부 표면에 있는 반대(상대) 윤곽을 포함할 수 있다. 유리하게는, 스탠드 파이프의 다각형 윤곽은 위치 지향 방식으로 하우징의 바닥 벽에 스탠드 파이프를 장착하는 데 사용될 수 있다. 2차 필터 엘리먼트에 적절한 카운터 윤곽이 제공되는 경우 스탠드 파이프에 2차 필터 엘리먼트를 정렬하기 위해 이러한 윤곽을 이중으로 사용할 수도 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 스탠드 파이프의 상부 영역은 2차 필터 엘리먼트의 엔드 캡을 수용하기 위한 리셉터클을 포함할 수 있고, 리셉터클은 종축을 따라 하부 세그먼트 및 상부 세그먼트를 갖는다. 리셉터클은 2개의 부품들을 신뢰 가능하게 연결하기 위해 2차 필터 엘리먼트의 엔드 캡에 상보적인 형상을 가질 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 2차 필터 엘리먼트의 엔드 캡은, 특히 리세스가 하부 세그먼트를 향해 리셉터클 내부로 연장되는 경우, 스탠드 파이프의 내부로 연장되도록 의도된 리세스로 구성될 수 있다. 이것은 2차 필터 엘리먼트와 스탠드 파이프를 안전하고 신뢰 가능한 조립을 제공하는 것을 가능하게 한다. 특히, 하부 세그먼트는 적어도 하나의 상호 자체-포지셔닝 요소를 제공할 수 있고 상부 세그먼트에는 적어도 하나의 상호 자체-포지셔닝 요소가 없을 수 있다. 유리하게는, 엔드 캡은 리셉터클 내의 상호 자체-포지셔닝 요소와 접촉하지 않고 상부 세그먼트 내로 적어도 부분적으로 잠길 수 있고 최종 위치로 안전하게 안내될 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 리셉터클의 상부 세그먼트는 돌출 요소의 종방향 최외측면의 종방향 클리어런스 이상인 리셉터클의 깊이를 가질 수 있다. 유리하게는, 엔드 캡이 리셉터클 내로 도입될 수 있고 리셉터클에서 기울어지지 않고 최종 위치로 이동할 수 있다. 특히, 엔드 캡의 연결 요소는 리셉터클에 걸리지 않고 삽입될 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 2차 필터 엘리먼트와 스탠드 파이프를 연결하기 위한 연결 요소는 스냅-핏(snap-fit) 요소, 특히 하나 이상의 스냅 빔(snap beams) 및 스냅 빔을 위한 잠금 요소를 포함할 수 있다. 신뢰 가능한 연결이 설정될 수 있다. 부품들의 치수는 실제 필터 시스템의 요구 사항에 쉽게 적응될 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 스냅 빔의 길이는 리셉터클의 종방향 연장부로 조정될 수 있어서, 돌출 요소가 최종 위치에 도달했을 때 또는 그 후에 2차 필터 엘리먼트와 스탠드 파이프의 연결 요소들이 연결되도록 할 수 있다. 결과적으로 스탠드 파이프에 대한 2차 필터 엘리먼트의 회전 위치와 축방향 위치는 한 번의 조인트 장착 절차로 고정될 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 안내 표면은 적어도 하나의 바람직하게는 나선형 램프 표면(spiral ramp surface)을 포함한다. 바람직하게는, 안내 표면은 2개의 나선형 램프 섹션들을 포함하고, 둘 다 반대 회전 방향으로 상단 위치에서 최소 축방향 위치까지 연장된다.
바람직한 실시예에 따르면, 포켓은 2차 필터 엘리먼트가 최종 위치에 있거나 그 최종 위치에 가까울 때 돌출 요소를 수용하기 위해 안내 표면에 배열될 수 있다. 돌출 요소의 신뢰 가능한 고정이 달성될 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 2차 필터 엘리먼트가 최종 위치에 있을 때 돌출 요소를 수용하기 위해 안내 표면에 노치가 배열된다. 돌출 요소의 신뢰 가능한 고정이 달성될 수 있다. 스탠드 파이프에서 2차 필터 엘리먼트의 제거가 용이해진다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명의 필터 시스템을 위한 2차 필터 엘리먼트가 제안되며, 필터 매체는 종축을 따라 적어도 하나의 종방향 시임, 특히 용접 시임을 갖는 본체를 형성하고 상부 영역에 엔드 캡이 있다. 엔드 캡에는 2차 필터 엘리먼트를 필터 시스템의 스탠드 파이프에 연결하기 위한 하나 이상의 연결 요소가 제공된다. 엔드 캡에는 필터 시스템의 스탠드 파이프의 하나 이상의 스트럿에 대해 정의된 회전 위치에서 필터 시스템의 스탠드 파이프에 2차 필터 엘리먼트를 배열하기 위한 자체-포지셔닝 요소가 제공된다.
유리하게는, 2차 필터 엘리먼트는 원추형 형상을 가질 수 있고 그 직경은 개방 단부로부터 폐쇄 단부를 향해 테이퍼진다. 이것은 스탠드 파이프에 2차 필터 엘리먼트의 조립을 용이하게 한다. 유리하게는, 연결 요소는 스냅 핏 연결(snap fit connection)의 일부를 포함할 수 있다. 따라서, 연결 요소는 스냅 빔 및 스냅 빔 후크가 후크될 수 있는 스탠드 파이프 측의 카운터(상대) 부재를 포함할 수 있다. 역 구성도 마찬가지로 가능하다.
바람직한 실시예에 따르면, 2차 필터 엘리먼트의 엔드 캡은 포트형 형상을 가질 수 있고 자체-포지셔닝 요소는 2차 필터 매체의 내부로 연장된다. 필터 시스템의 스탠드 파이프에 신뢰 가능한 연결 및 필터 시스템의 스탠드 파이프에서의 포지셔닝이 가능하다.
바람직한 실시예에 따르면, 엔드 캡은 필터 매체에 견고하게 연결될 수 있고, 특히 용접되거나 접착되거나 분무되거나 발포될 수 있다. 의도한 적용에 적합한 연결 유형을 선택할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 엔드 캡에는 축방향으로 연장되는 돌출 요소가 제공될 수 있다. 필터 시스템의 스탠드 파이프에 2차 필터 엘리먼트를 장착할 때 돌출 요소는 자체-포지셔닝 요소로서 사용될 수 있다. 특히, 돌출 요소는 엔드 캡의 중심 축에 대해 엔드 캡 상에 편심적으로 배열될 수 있다. 중심축은 2차 필터 엘리먼트의 종축일 수 있다. 돌출 요소는 엔드 캡의 이동을 가이드하는, 따라서 바람직하게는 스탠드 파이프의 리셉터클 내로 방사상으로 연장되는 안내 표면을 제공하는 스탠드 파이프에 조립하는 동안 2차 필터 엘리먼트를 가이드하는 수단으로서 사용될 수 있다.
유리하게는, 본 발명의 필터 시스템 및 2차 필터 엘리먼트는 에어 필터, 특히 내연 기관의 에어 필터로서 사용될 수 있다. 내연 기관의 안전한 작동은 또한 특히 질량 유량 센서에서 공기의 방해받지 않는 흐름 특성을 갖는 연소 작동을 위한 흡입 공기의 안전하고 유리한 필터링을 기반으로 한다. 설명된 필터 시스템은 이러한 목적을 위한 경제적이고 신뢰할 수 있는 가능성을 나타낸다. 입자 필터로서, 특히 내연 기관의 입자 필터로서 필터 시스템을 사용하는 것도 유리하다. 다시 말하지만, 설명된 필터 엘리먼트의 안전한 조립 및 경제적인 교환성(호환성)이 유리하다. 유리하게는, 1차 필터 엘리먼트가 교체될 때 2차 필터 엘리먼트가 하우징에 남아 있을 수 있다. 이것은 필터 시스템을 유지보수하는 동안 침투하는 먼지 입자로부터 필터 시스템의 여과측이 효과적으로 보호되는 것을 보장한다.
본 발명은 "1차 및 2차 필터 엘리먼트를 갖는 필터 시스템 및 이러한 필터 시스템을 위한 2차 필터 엘리먼트" 및 "1차 및 2차 필터 엘리먼트를 갖는 필터 시스템 및 이러한 필터 시스템을 위한 1차 필터 엘리먼트"란 제목을 갖는 특허 출원들(모두 출원인이 이 특허 출원과 함께 같은 날에 출원함)에서 개시된 하나 또는 그 이상의 특징과 결합될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명은 필터 시스템의 질량 유량 센서가 신뢰 가능한 작동 조건을 갖도록 유체의 정의된 흐름 특성을 보장하는 2차 필터 엘리먼트를 수용하기 위한 필터 시스템을 제공하며, 본 발명은 또한 이러한 필터 시스템을 위한 2차 필터 엘리먼트를 제공한다.
다음 도면 설명에서 추가 이점이 발생한다. 본 발명의 실시예가 도면에 도시되어 있다. 도면, 발명의 설명 및 청구범위는 수많은 특징들을 조합으로 포함한다. 유리하게는 당업자는 또한 특징들을 개별적으로 고려하고 이들을 합리적인 추가 조합으로 결합할 것이다. 예를 들어,
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 필터 시스템의 종단면도를 도시하며;
도 2는 도 1의 필터 시스템을 분해도로 도시하며;
도 3은 외부 측에 리세스를 갖는 엔드 캡을 갖는 2차 필터 엘리먼트의 제1 실시예를 도시하며;
도 4는 외부 측에 손잡이(knob)를 갖는 단부 캡을 갖는 2차 필터 엘리먼트의 제2 실시예를 도시하며;
도 5는 바닥 벽에 부착된 스탠드 파이프를 갖는 필터 시스템의 하우징의 바닥 벽을 도시하며;
도 6은 도 3에 따른 2차 필터 엘리먼트의 상부 영역의 종단면도를 도시하며;
도 7은 도 3에 따른 2차 필터 엘리먼트의 상부 영역의 다른 종단면도를 도시하며;
도 8은 도 3에 따른 2차 필터 엘리먼트의 평면도를 도시하며;
도 9는 도 3에 따른 2차 필터 엘리먼트의 엔드 캡의 내부 측의 등각 투영도를 도시하며;
도 10은 도 3에 따른 2차 필터 엘리먼트의 엔드 캡의 외부 측의 등각 투영도를 도시하며;
도 11은 상부 영역의 리셉터클 내부의 안내 표면을 묘사하는 도 5에 따른 스탠드 파이프의 종단면도를 도시하며;
도 12는 안내 표면의 포켓을 묘사하는 도 11에 따른 스탠드 파이프의 종축을 중심으로 90°회전된 종단면도를 도시하며;
도 13은 안내 표면의 포켓을 묘사하는 도 11에 따른 스탠드 파이프의 종축을 중심으로 180°회전된 종단면도를 도시하며;
도 14는 도 11에 따른 스탠드 파이프의 상부 영역의 등각 평면도를 도시하며;
도 15는 조립 동안 초기 접촉을 하는 도 5에 따른 스탠드 파이프 및 도 3에 따른 2차 필터 엘리먼트의 상세도를 도시하며;
도 16은 스탠드 파이프의 리셉터클의 포켓에 고정된 엔드 캡의 돌출 요소와 조립 후 최종 위치에서의 2차 필터 엘리먼트를 갖는 도 5에 따른 스탠드 파이프 및 도 3에 따른 2차 필터 엘리먼트의 상세도를 도시하며;
도 17은 도 4에 따른 2차 필터 엘리먼트의 상부 영역의 종단면도를 도시하며;
도 18은 도 4에 따른 2차 필터 엘리먼트의 상부 영역의 다른 종단면도를 도시하며;
도 19는 도 4에 따른 2차 필터 엘리먼트의 평면도를 도시하며;
도 20은 도 4에 따른 2차 필터 엘리먼트의 엔드 캡의 내부 측의 등각 투영도를 도시하며;
도 21은 도 4에 따른 2차 필터 엘리먼트의 엔드 캡의 외부 측의 등각 투영도를 도시하며;
도 22는 상부 영역의 리셉터클 내부의 안내 표면을 묘사하는 도 5와 유사한 스탠드 파이프의 종단면도를 도시하며;
도 23은 안내 표면의 노치를 묘사하는 도 22에 따른 스탠드 파이프의 종축을 중심으로 90°회전된 종단면도를 도시하며;
도 24는 안내 표면의 노치를 묘사하는 도 22에 따른 스탠드 파이프의 종축을 중심으로 180°회전된 종단면도를 도시하며;
도 25는 도 22에 따른 스탠드 파이프의 상부 영역의 등각 평면도를 도시하며;
도 26은 조립 동안 초기 접촉을 하는 도 22에 따른 스탠드 파이프와 도 4에 따른 2차 필터 엘리먼트의 상세도를 도시하며;
도 27은 스탠드 파이프의 리셉터클의 노치에 고정된 엔드 캡의 돌출 요소와 조립 후 최종 위치에서의 2차 필터 엘리먼트를 갖는 도 22에 따른 스탠드 파이프 및 도 4에 따른 2차 필터 엘리먼트의 상세도를 도시한다.
도면은 단지 예를 나타내며 제한하려는 의도가 아니다. 유사하거나 동일한 요소는 도면에서 동일한 참조 번호로 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 시스템(100)의 종단면도를 도시한다. 도 2는 도 1의 필터 시스템(100)을 분해도로 도시한다.
필터 시스템(100)은 하우징(110), 하우징 벽(112)에 형성된 유체 입구(102), 하우징 바닥 벽(120)에 형성된 유체 출구(108)를 포함한다. 이 실시예에서, 하우징(110)은 3개의 세그먼트들, 하우징 바닥 벽(120), 유체 입구(102)를 갖는 중간 링-형상 하우징 벽(112) 및 커버 부분(114)으로 구성될 수 있다. 세그먼트들은 예를 들어, 클램프 등에 의해 서로 연결된다. 중공 원통형 1차 필터 엘리먼트(50)는 하우징(110)에 수용된다. 유지보수 또는 교환을 위해 1차 필터 엘리먼트(50)를 제거하기 위해 하우징 벽(112, 114)은 일체로 함께 하우징 바닥 벽(120)으로부터 제거될 수 있으며 또는 커버 부분(114)만 제거될 수 있다.
1차 필터 엘리먼트(50)의 본체는 예를 들어 주름형일 수 있는 필터 매체(56)로 제조된다. 1차 필터 엘리먼트(50)는 예를 들어 선행 기술에 잘 알려진 폴리우레탄으로 만들어진 링 형상의 단부 플레이트(52, 54)에 의해 양 단부에서 덮인다. 밀봉 구조와 지지 리브는 단부 플레이트(52, 54)의 외부 측에 배열된다. 1차 필터 엘리먼트(50)는 바닥 벽(120)과 덮개(114) 사이에 밀봉 타이트 방식으로 클램핑 되며 따라서 유체는 1차 필터 엘리먼트(50)를 반경방향으로 통과해야 하며, 이것은 도 1에 굵은 화살표로 표시된다. 1차 필터 엘리먼트(50)의 단부 플레이트(54)는 그루브(groove)(126)가 제공된 하우징 바닥 벽(120)에 수용되어 있다. 1차 필터 엘리먼트(50)의 반경방향 고정을 위해, 링형 돌출부(128)는 그루브(126)에 배열된다.
그 전면(130)에서, 커버 부분(114)에는 하우징(110)의 내부로 연장되는 리세스(recess)(138)가 제공된다.
1차 필터 엘리먼트(50) 내부에 2차 필터 엘리먼트(10)가 배열된다. 1차 및 2차 필터 엘리먼트(50, 10)는 종방향(L)으로 축을 중심으로 동심으로 배열된다. 2차 필터 엘리먼트(10)는 1차 필터 엘리먼트(50)의 하류에 배열되어 유체가 유체 출구(108)로 가는 도중에 2차 필터 엘리먼트(10)를 통과해야 한다. 2차 필터 엘리먼트(10)는 하부 하우징 벽(120)에 견고하게 연결된 스탠드 파이프(150)에 배열된다. 스탠드 파이프(150)의 하부 부분은 하우징 바닥 벽(120)의 유체 출구(108)와 합쳐진다. 제2 필터 엘리먼트(10)는 종방향(L)을 따라 적어도 하나의 용접 시임(18)를 갖는 본체(36)를 형성하는 필터 매체(16)를 포함한다.
2차 필터 엘리먼트(10)는 상부 영역(12)에 폐쇄 단부 캡(20)을 포함하며, 2차 필터 엘리먼트(10)와 스탠드 파이프(150)는 연결 요소에 의해 상부 영역(12, 152)에서 상호 연결된다. 2차 필터 엘리먼트(10)의 개방 단부 측은 바닥 벽(120)의 원형 그루브(122)에 수용된다.
도 3은 외부 측에 리세스(24)를 갖는 엔드 캡(end cap)(20)을 구비한 2차 필터 엘리먼트(10)의 제1 실시예를 도시한다. 2차 필터 엘리먼트(10)는 필터 매체(16)로 구성된 본체(36)를 갖는다. 필터 매체(16)는 부직포 재료, 종이, 셀룰로오스 또는 플라스틱과 셀룰로오스의 혼합 섬유일 수 있다. 필터 매체(16)는 적어도 하나의 종방향 용접 시임(18)를 갖는 2차 필터 엘리먼트(10)의 원주(둘레) 상에 끊임없이 설계될 수 있다. 이에 의해 형성된 필터 본체(36)는 바닥 측(14)에서 큰 직경을 가지며 엔드 캡이 장착되는 본체(36)의 상부 영역(12)에서 더 작은 직경을 갖는 원추 형상을 갖는다. 바람직하게는 필터 매체(16)는 원주(둘레)방향 용접 시임(28)에 의해 엔드 캡(20)에 연결된다. 엔드 캡(20)의 리세스(24)는 본체(36)의 내부로 연장된다.
도 4는 외부 측에 손잡이(knob)(40)를 갖는 엔드 캡(20)을 구비한 2차 필터 엘리먼트(10)의 제2 실시예를 도시한다. 2차 필터 엘리먼트(10)는 필터 매체(16)로 구성된 본체(36)를 갖는다. 필터 매체(16)는 부직포 재료, 종이, 셀룰로오스 또는 플라스틱과 셀룰로오스의 혼합 섬유일 수 있다. 필터 매체(16)는 종방향으로 적어도 하나의 용접 시임(18)를 갖는 2차 필터 엘리먼트(10)의 원주(둘레) 상에 끊임없이 설계될 수 있다. 이에 의해 형성된 필터 본체(36)는 바닥 측(14)에서 큰 직경을 가지며 엔드 캡이 장착되는 본체(36)의 상부 영역(12)에서 더 작은 직경을 갖는 원추 형상을 갖는다. 바람직하게는 필터 매체(16)는 원주(둘레)방향 용접 시임(28)을 통해 엔드 캡(20)에 연결된다. 엔드 캡(20)의 리세스(24)는 본체(36)의 내부로 연장된다. 리세스(24)는 브리지형 방식으로 리세스(24)에 걸쳐 있는 손잡이(40)를 수용한다. 손잡이(40)는 2차 필터 엘리먼트(10)를 스탠드 파이프(150)에 장착하고 스탠드 파이프(150)에서 2차 필터 엘리먼트(10)를 분리하는 데 사용될 수 있다. 2차 필터 엘리먼트(10)를 종축을 중심으로 돌리면 2차 필터 엘리먼트(10)가 장착되며, 손잡이(40)를 반대 회전 방향으로 돌리면 2차 필터 엘리먼트(10)가 스탠드 파이프(150)에서 제거될 수 있다.
도 5는 바닥 벽(120)에 부착된 스탠드 파이프(150)를 갖는 필터 시스템(100)의 하우징(110)의 바닥 벽(120)을 도시한다. 스탠드 파이프(150)의 격자형 본체는 원추형이고 종방향 스트럿(170) 및 원주(둘레)방향 스트럿(172)으로 구성된다. 명료함을 위해 각각의 2개만 참조 번호가 지시된다.
스탠드 파이프(150)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 2차 필터 엘리먼트(10)의 캐리어(carrier)로서 제공된다. 2차 필터 엘리먼트(10) 및 스탠드 파이프(150)는 각각 상보적 연결 수단을 포함하며, 이에 의해 그것들은 도 3 내지 도 5의 상단에 도시된 그 단부면들 중 하나에서 서로 연결될 수 있다. 이것은 1차 필터 엘리먼트(50)(도 1, 2)와 2차 필터 엘리먼트(10) 모두의 안전하고 안정적인 조립을 가능하게 할 뿐만 아니라 유지보수의 경우 1차 필터 엘리먼트(50), 그리고, 적절한 경우, 2차 필터 엘리먼트(10)의 매우 경제적인 교환성(호환성)을 가능하게 한다. 2차 필터 엘리먼트(10)는 스탠드 파이프(150)에 단단히 안착된다. 2차 필터 엘리먼트(10)의 폐쇄된 엔드 캡(20)으로 인해 1차 필터 엘리먼트(50)가 분리된 경우에도 필터 시스템(100)의 여과측(정화측)은 유체가 여전히 2차 필터 엘리먼트(10)를 통해 흡입되는 경우에도 입자상 물질(particulate matter)로부터 보호된다.
도 6 내지 도 10은 도 3에 따른 폐쇄 엔드 캡(20)을 갖는 2차 필터 엘리먼트(10)의 제1 실시예를 보다 상세하게 도시한다.
도 6 내지 도 8은 엔드 캡(20)을 갖는 2차 필터 엘리먼트(10)의 상부 영역(12)을 상이한 도면으로 도시하며, 여기서 도 6은 종단면를 도시하며, 도 7은 종방향을 중심으로 90°회전된 상부 영역(12)의 종단면도를 도시하며, 도 8은 2차 필터 엘리먼트(10)의 평면도를 도시한다. 도 9는 2차 필터 엘리먼트(10)의 엔드 캡(20)의 내부 측의 등각 투영도를 도시하며, 도 10은 엔드 캡(20)의 외부 측의 등각 투영도를 도시한다.
2차 필터 엘리먼트(10)의 엔드 캡(20)은 2차 필터 엘리먼트(10)의 본체(36)의 내부로 연장되는 폐쇄된 바닥 영역(26)을 갖는 리세스(24)로 구성된다. 본체(36)는 원주(둘레)방향 시임(28)에서 예를 들면 용접, 접착 또는 이와 유사한 것에 의해 엔드 캡(20)의 플랜지에 부착되는 필터 매체로 구성된다.
엔드 캡(20)은 2개의 세그먼트, 즉 플랜지를 지니는 더 큰 직경을 갖는 상부 세그먼트(21) 및 더 작은 직경을 갖는 하부 세그먼트(26)를 포함하는 포트형 형상을 갖는다. 상부 세그먼트(21)와 하부 세그먼트(26) 사이의 경계면에서, 세그먼트들(21, 26)의 직경이 다르기 때문에 단차부(25)가 형성된다. 하부 세그먼트(26)는 경계면에서 원추형 부분을 나타내고 폐쇄된 바닥(27)을 향해 테이퍼진 부분을 보여준다. 바닥(27)의 외부에서, 예를 들어 스냅 빔(23)으로 구현된 연결 요소(22)는 종방향으로 더 연장된다. 연결 요소(22)는 스탠드 파이프(150)의 대응하는 하나 이상의 연결 요소와 협력하도록 의도된다.
리세스(24)에는 자체-포지셔닝 요소(30)가 배치되어, 예를 들어 돌출 요소(32)로서 구현된다. 돌출 요소(32)는 상부 세그먼트(21)와 하부 세그먼트(26) 사이의 경계면에서 단차부(25)로부터 하부 세그먼트(26)의 테이퍼진 섹션의 시작부를 향해 연장된다. 엔드 캡(20)의 상부에서 보았을 때, 돌출 요소(32)는 상부 세그먼트(21)와 하부 세그먼트(26) 사이의 단차부(25)에서 함몰부를 형성하고 하부 세그먼트(26)를 향해 개방될 수 있다.
엔드 캡(20)은 스탠드 파이프(150)의 내부로 연장되도록 의도된다(도 5). 특히, 엔드 캡(20)의 리세스(24)는 스탠드 파이프(150)의 리셉터클(160) 내부로 연장된다. 스탠드 파이프(150) 상의 2차 필터 엘리먼트(10)의 장착 위치에서, 연결 요소(22)는 축방향 연결을 위해 카운터 요소(156)와 협력하는 반면 자체 포지셔닝 요소(30)(돌출 요소(32))는 스탠드 파이프(150)의 카운터(상대) 자체 포지셔닝 요소(180)와 협력한다.
도 11 내지 도 14는 도 6 내지 도 10에 기술된 엔드 캡(20)이 있는 2차 필터 엘리먼트(10)와 협력하는 스탠드 파이프(150)의 제1 실시예를 도시한다. 도 11은 스탠드 파이프(150)의 종단면도를 도시하며, 도 12는 종축을 중심으로 90°회전된 종단면도를 도시하며, 도 13은 종축에 대해 180°회전된 종단면도를 도시하며, 도 14는 스탠드 파이프(150)의 상부 영역(164)의 등각 평면도를 도시한다.
스탠드 파이프(150)는 스탠드 파이프(150)의 상단 영역(152)에서 리셉터클(160) 내부에 자체 포지셔닝 요소(180)로서 안내 표면(182)을 제공한다. 안내 표면(182)은 리셉터클(160)의 쉘 상에서 연장되고 상부 축방향 위치로부터 최소 축방향 위치까지 양측에서 하강한다. 따라서, 안내 표면(182)은 적어도 하나의 바람직하게는 나선형 램프 표면을 포함하는 것으로 설명될 수 있다. 바람직하게는, 안내 표면(182)은 2개의 램프 섹션을 포함하고, 둘 다 반대 회전 방향으로 상단 위치로부터 최소 축방향 위치까지 연장된다. 안내 표면(182)이 반경방향 내향 방향으로 연장됨에 따라, 돌출 요소(32)는 안내 표면(182) 상에서 이동될 수 있다. 최소 축방향 위치에서 바람직하게는 2차 필터 엘리먼트(10)의 돌출 요소(32)를 수용하도록 의도된 포켓(186)이 배열된다 (도 6 내지 도 10). 포켓(186)은 바람직하게는 안내 표면(182)의 최대 지점(190)의 정반대로 배열된다. 이는 램프 섹션이 바람직하게는 양쪽 끝이 반대쪽에서 포켓의 위치에 있음을 의미한다.
리셉터클(160)의 윤곽(contour)은 2차 필터 엘리먼트(10)의 엔드 캡(20)의 외부 윤곽에 대응한다. 리셉터클(160)은 2차 필터 엘리먼트(10)의 연결 요소(22)를 위한 연결 요소(156)에서 끝나는 개방 단부가 형성된 바닥을 가지며, 즉 스냅 빔(snap beams)(23)은 잠금 요소(157)가 스탠드 파이프(150)와 2차 필터 엘리먼트(10) 사이에 스냅 핏 연결(snap fit connection)을 제공하기 때문에 리셉터클(160)의 바닥에 후크 체결될 수 있다. 리셉터클(160)은 스냅 빔(23)의 도입이 용이하도록 그 바닥 영역이 깔때기 형상이다.
링은 다각형 방사상 외부면을 표시하는 스탠드 파이프(150)의 상부 영역(152)의 표면에 배열된다. 다각형 윤곽(184)은 위치 지향 방식으로 하우징(110)(도 1, 2)의 바닥 벽(120)에 스탠드 파이프(150)를 장착하는 것을 가능하게 한다. 특히, 종방향 스트럿(170)은 하우징의 바닥 벽에 대해 잘 정의된 회전 위치에 배열될 수 있다. 연소 엔진용 에어 필터 시스템에서 이것은 유체, 즉 공기의 흐름 특성이 질량 유량 센서의 영역에서 잘 알려지며 질량 유량 센서의 측정값이 정확한 방식으로 질량 유량 센서에 대해 스탠드 파이프(150)의 종방향 스트럿(170)을 배치시키는 것을 가능하게 한다. 2차 필터 엘리먼트의 상호 자체 포지셔닝 요소(30, 180)와 스탠드 파이프(150)는 2차 필터 엘리먼트의 필터 매체의 종방향 용접 시임의 정의된 위치를 가능하게 한다. 결과적으로 유동 특성에 대한 종방향 용접 시임의 유동 방해(교란) 영향이 감소되거나 제거될 수 있다.
도면에 도시되지 않은 실시예에서, 윤곽(184)은 스탠드 파이프(150)(도면에 미도시) 상의 2차 필터 엘리먼트(10)의 위치 지향 포지셔닝을 위한 자체 포지셔닝 요소로서 사용될 수 있다. 육각형 윤곽을 사용하여 스탠드 파이프(150)의 6개의 정의된 회전 위치에 2차 필터 엘리먼트(10)를 배치하는 것이 가능하다. 이 경우, 2차 필터 엘리먼트(10)의 엔드 캡(20)은 해당 윤곽에 맞는 형태를 갖춘다.
도 15 및 도 16은 도 3의 제1 실시예에 따른 2차 필터 엘리먼트(10)가 자체 포지셔닝 방식으로 스탠드 파이프(150)에 장착되는 방법을 도시한다. 도 15는 조립 동안 초기 접촉을 하는 도 5에 따른 스탠드 파이프(150) 및 도 3에 따른 2차 필터 엘리먼트(10)의 상세도를 도시한다. 도 16은 스탠드 파이프(150)의 리셉터클(160)의 포켓(186)에 고정된 엔드 캡(20)의 돌출 요소(32)와 조립 후 그 최종 위치에서 2차 필터 엘리먼트(10)를 갖는 스탠드 파이프(150) 및 2차 필터 엘리먼트(10)의 상세도를 도시한다.
2차 필터 엘리먼트(10)를 스탠드 파이프(150)에 장착하기 위해, 2차 필터 엘리먼트(10)의 본체(36)가 스탠드 파이프(150) 위에 놓여지고 엔드 캡(20)이 스탠드 파이프(150)의 리셉터클(160)에 가까워질 때까지 스탠드 파이프(150)를 따라 이동된다.
엔드 캡(20)은 먼저 스냅 빔(23)과 함께 리셉터클(160)의 깔때기형 바닥 영역을 향해 리셉터클(160)에 진입한다. 엔드 캡(20)은 돌출 요소(32)가 안내 표면(182)에 부딪힐 때까지 리셉터클(160) 내로 도입될 수 있다. 돌출 요소(32)의 종방향 연장부(90)는 리셉터클(160)의 상부 세그먼트(162)의 깊이(168)보다 작다. 따라서, 엔드 캡의 상부 세그먼트(21)는 단차부(25)가 리셉터클(160) 내부에 안전하게 있도록 상부 세그먼트(162) 내로 부분적으로 잠길 수 있다 (집어 넣어질 수 있다). 그 결과, 엔드 캡(20)은 기울어지지 않고 안전하게 리셉터클(160) 내로 더 안내될 수 있다.
안내 표면(182)은 리셉터클(160)의 하부 세그먼트(164)에 하나의 최대 지점(190)을 갖고 최대 지점(190)의 양측에서 기울어진다. 안내 표면(182)의 최대 지점(190)은 리셉터클(160)의 상부 세그먼트(162)와 하부 세그먼트(164) 사이의 인터페이스(경계면)에 있다. 엔드 캡(20)을 종축(L)을 중심으로 한 방향으로 회전함으로써 엔드 캡(20)은 리셉터클(160) 내로 더 이동하게 되는데, 그 이유는 돌출 요소(32)가 안내 표면(182)의 포켓(186)에 도달할 때까지 안내 표면(182) 상에서 안내되기 때문이다.
이제 엔드 캡(20)은 돌출 요소(32)가 포켓(186)에 수용될 때까지 축 방향으로 이동된다. 스냅 빔(23)도 축방향 아래쪽으로 이동함에 따라 깔때기 모양의 하부 세그먼트(164)의 림(rim) 위로 스냅될 수 있다. 림은 스탠드 파이프(150)의 잠금 요소(locking element)(157)이다. 스냅 빔(23)은 엔드 캡(20)을 스탠드 파이프(150)에 안전하게 고정(로킹)한다.
엔드 캡(20)은 엔드 캡(20)을 당기고 돌리는 반대 운동 순서에 의해 스탠드 파이프(150)로부터 제거될 수 있다.
엔드 캡(20)을 회전시키기 위해 핸들 등과 같은 도구가 엔드 캡(20)의 리세스(24)에 적용될 수 있다.
포켓(186)에 수용된 돌출 요소(32)로, 2차 필터 엘리먼트(10)는 스탠드 파이프(150)에 대해 잘 정의된 회전 위치에 정확하게 위치된다. 따라서, 종방향 용접 시임(미도시)는 스탠드 파이프(150)의 종방향 스트럿(170)에 대해 그리고 결과적으로 필터 엘리먼트에 가까운 고정 위치에 배열된 질량 유량 센서에 대해 별개의 위치에 있다. 바람직하게는, 스냅 빔(23)의 후크에는 경사면이 제공되어 엔드 캡(20)에 약간의 힘이 인가되는 경우 헐거워질 수(풀릴 수) 있다.
스냅 빔(23)을 갖는 엔드 캡(20)의 길이는 리셉터클(160)의 깊이와 매칭되어 스냅 빔(23)이 리셉터클(160)의 깔때기 모양의 단부의 림, 즉 잠금 요소(157)와 접촉하며, 돌출 요소(32)는 포켓(186) 내의 단부 위치에 도달한다. 엔드 캡(20)의 단차부(25)는 리셉터클(160)의 안내 표면(182)의 최대 지점(190)에 놓인다.
도 17 내지 도 21은 도 4에 따른 폐쇄 엔드 캡(20)을 갖는 2차 필터 엘리먼트(10)의 제2 실시예를 더 상세히 도시한다.
도 17 내지 도 19는 엔드 캡(20)을 갖는 2차 필터 엘리먼트(10)의 상부 영역(12)을 상이한 도면으로 도시하며, 여기서 도 17은 종단면를 도시하며, 도 18은 종방향을 중심으로 90°회전된 상부 영역(12)의 종단면도를 도시하며, 도 19는 2차 필터 엘리먼트(10)의 평면도를 도시한다. 도 20는 2차 필터 엘리먼트(10)의 엔드 캡(20)의 내부 측의 등각 투영도를 도시하며, 도 21은 엔드 캡(20)의 외부 측의 등각 투영도를 도시한다.
특징들은 제1 실시예의 2차 필터 엘리먼트(10)와 실질적으로 동일하다. 이와 관련하여 제1 실시예의 설명을 참조한다.
제1 실시예와 달리, 엔드 캡(20)은 그 리세스(24)에 브리지형 손잡이(40)를 포함한다. 손잡이(40)는 스탠드 파이프(150)에 장착 및 제거하는 동안 2차 필터 엘리먼트(10)의 회전 및 조작을 용이하게 한다. 2차 필터 엘리먼트(10)를 조작하기 위한 추가적인 도구가 필요 없다.
리세스(24)의 손잡이(40)의 더 나은 안정성을 위해, 리세스(24)의 하부 세그먼트(26)의 테이퍼진 영역은 2차 필터 엘리먼트(10)의 제1 실시예의 테이퍼진 영역에 비해 더 큰 종방향 연장을 갖는다.
도 22 내지 도 25는 도 17 내지 도 19에 기술된 엔드 캡(20)을 갖는 2차 필터 엘리먼트(10)와 협력하는 도 5의 스탠드 파이프와 유사한 스탠드 파이프(150)의 제2 실시예를 도시한다.
도 22는 스탠드 파이프(150)의 상부 영역(152)의 리셉터클(160) 내부의 안내 표면(182)을 묘사하는 스탠드 파이프(150)의 종단면도를 도시한다. 도 23은 스탠드 파이프(150)의 종축(L)을 중심으로 90°회전된 종단면도를 도시하며, 도 24는 종축(L)을 중심으로 180°회전된 종단면도를 도시한다. 도 25는 스탠드 파이프(150)의 상부 영역(152)의 등각 평면도를 도시한다.
특징들은 스탠드 파이프(150)의 제1 실시예와 실질적으로 동일하다. 이와 관련하여 제1 실시예의 설명을 참조한다.
제1 실시예와 달리, 스탠드 파이프(150)의 리셉터클(160)은 포켓(186) 대신에 노치(188)를 표시하는 안내 표면을 포함한다. 이 경우에 노치(188)는 안내 표면(182)의 최대 지점(190)으로부터 아래로 경사진 안내 표면(182)의 2개의 브랜치들의 인터페이스에서 생성된 안내 표면(182)의 넓은 구조이다. 노치(188)는 안내 표면(182)의 최대 지점(190)의 정반대에 위치된다.
도 26 및 도 27은 2차 필터 엘리먼트(10)가 스탠드 파이프(150)에 배열되는 방법을 도시한다. 브릿지형 노브(40)는 도 26 및 도 27에 도시된 바와 같이 스탠드 파이프(150)로부터 2차 필터 엘리먼트(10)를 제거하는 것을 용이하게 한다. 엔드 캡(20) 및 따라서 축(L)을 중심으로 하는 2차 필터 엘리먼트를 회전시킴에 의해, 돌출 요소(32)는 안내 표면(182)을 따라 활주함으로써 리셉터클(160) 아래로 이동한다. 노치(188)에 도달하면, 스냅 빔(23)은 림이 스냅 빔(23)을 위한 잠금 요소(157)이기 때문에 리셉터클(160)의 깔때기형 하부 세그먼트(164)의 림에 후크체결된다. 엔드 캡(20)의 단차부(25)는 리셉터클(160)에 있는 안내 표면(182)의 최대 지점(190)에 놓인다.

Claims (15)

  1. 하우징(110), 하우징 벽(112)에 형성된 유체 입구(102), 하우징 벽(120)에 형성된 유체 출구(108), 둘 다 하우징(110) 내에 수용되는 1차 필터 엘리먼트(50) 및 2차 필터 엘리먼트(10)를 포함하는 필터 시스템으로서,
    2차 필터 엘리먼트(10)는 스탠드 파이프(150)에서 1차 필터 엘리먼트(50)의 하류에 배치되며, 스탠드 파이프(150)의 제1 축방향 단부가 하우징 벽들(120) 중 하나에 견고하게 연결되며, 스탠드 파이프(150)의 내부가 유체 출구(108)와 유체 연결되며, 스탠드 파이프(150)의 상부 영역(152)은 제1 축방향 단부에 축방향으로 대향하여 위치되고 2차 필터 엘리먼트(10)의 연결 요소(22)에 연결하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 연결 요소(156)를 포함하며,
    2차 필터 엘리먼트(10)는 종축(L)을 따라 적어도 하나의 종방향 시임(18)을 갖는 본체(36)를 형성하는 필터 매체(16)를 포함하며,
    2차 필터 엘리먼트(10)는 상부 영역(12)에 엔드 캡(20)을 포함하며, 엔드 캡(20)에는 스탠드 파이프 연결 요소에(156) 연결하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 연결 요소(22)가 제공되며,
    2차 필터 엘리먼트(10)와 스탠드 파이프(150)는 연결 요소(22, 156)에 의해 상호 연결되며,
    2차 필터 엘리먼트(10)의 엔드 캡(20)과 스탠드 파이프(150)는 스탠드 파이프(150)의 하나 또는 그 이상의 스트럿(170)에 대해 정의된 회전 위치에서 스탠드 파이프(150)에 2차 필터 엘리먼트(10)를 배열하기 위해 상호 자체 포지셔닝 요소(30, 180)로 구성되는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상호 자체-포지셔닝 요소(30, 180)는 안내 표면(182) 및 돌출 요소(32)를 포함하며, 안내 표면(182)은 초기 위치로부터 2차 필터 엘리먼트(10)가 스탠드 파이프(150)의 하나 이상의 스트럿(170)에 대해 그 정의된 회전 위치에 있는 최종 위치로 돌출 요소(32)를 안내하도록 의도되는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상호 자체-포지셔닝 요소들(30, 180)은 스탠드 파이프(150)와 2차 필터 엘리먼트(10) 중 하나의 외부 표면에 배열된 윤곽(contour)(184)과 스탠드 파이프(150)와 2차 필터 엘리먼트(10) 중 다른 하나의 내부 표면에 있는 반대(상대) 윤곽(counter contour)을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항들 중 어느 한 항에 있어서,
    스탠드 파이프(150)의 상부 영역(152)은 2차 필터 엘리먼트(10)의 엔드 캡(20)을 수용하기 위한 리셉터클(16)을 포함하며, 리셉터클(160)은 종축(L)을 따라 하부 세그먼트(164) 및 상부 세그먼트(162)를 갖는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항들 중 어느 한 항에 있어서,
    2차 필터 엘리먼트(10)의 엔드 캡(20)은 스탠드 파이프(150)의 내부로 연장되도록 의도된 리세스(24)로 구성되며, 특히 리세스(24)가 하부 세그먼트(164)를 향해 리셉터클(160) 내부로 연장되는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    하부 세그먼트(164)는 적어도 하나의 상호 자체-포지셔닝 요소(180)를 제공하며, 상부 세그먼트(162)에는 적어도 하나의 상호 자체-포지셔닝 요소(180)가 없는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  7. 제4항 내지 제6항들 중 어느 한 항에 있어서,
    리셉터클(160)의 상부 세그먼트(162)는 돌출 요소(32)의 종방향 최외측면의 종방향 클리어런스(90) 이상인 리셉터클(160)의 깊이(168)를 갖는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항들 중 어느 한 항에 있어서,
    2차 필터 엘리먼트(10)와 스탠드 파이프(150)를 연결하기 위한 연결 요소(22, 156)는 스냅-핏(snap-fit) 요소, 특히 하나 이상의 스냅 빔(snap beam)(23) 및 스냅 빔(23)을 위한 잠금 요소(157)를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항들 중 어느 한 항에 있어서,
    스냅 빔(23)의 길이는 리셉터클(160)의 종방향 연장부로 조정되며, 따라서 돌출 요소(32)가 최종 위치에 도달했을 때 또는 그 후에 2차 필터 엘리먼트(10)와 스탠드 파이프(150)의 연결 요소들(22, 156)이 연결되는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  10. 제2항 내지 제9항들 중 어느 한 항에 있어서,
    포켓(186)은 2차 필터 엘리먼트(10)가 최종 위치에 있거나 그 최종 위치에 가까울 때 돌출 요소(32)를 수용하기 위해 안내 표면(182)에 배열되는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  11. 제2항 내지 제9항들 중 어느 한 항에 있어서,
    노치(188)는 2차 필터 엘리먼트(10)가 최종 위치에 있을 때 돌출 요소(32)를 수용하기 위해 안내 표면(182)에 배열되는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  12. 제1항 내지 제11항들 중 어느 한 항에 따르는 필터 시스템(100)을 위한 2차 필터 엘리먼트(10)로서, 종축(L)을 따라 적어도 하나의 종방향 시임(18), 특히 용접 시임(18)을 갖는 본체(36)를 형성하는 필터 매체(16) 및 그 상부 영역(12)에 엔드 캡(20)을 포함하며,
    엔드 캡(20)에는 2차 필터 엘리먼트(10)를 필터 시스템(100)의 스탠드 파이프(150)에 연결하기 위해 의도된 하나 또는 그 이상의 연결 요소(22)가 제공되며,
    엔드 캡(20)에는 필터 시스템(100)의 스탠드 파이프(150)의 하나 이상의 스트럿(170)에 대해 정의된 회전 위치에서 필터 시스템(100)의 스탠드 파이프(150)에 2차 필터 엘리먼트(10)를 배열하기 위한 자체-포지셔닝 요소(30)가 제공되는 것을 특징으로 하는 2차 필터 엘리먼트(10).
  13. 제12항에 있어서,
    2차 필터 엘리먼트(10)의 엔드 캡(20)은 포트형 형상을 가지며, 자체-포지셔닝 요소(30)는 2차 필터 매체(16)의 내부로 연장되는 것을 특징으로 하는 2차 필터 엘리먼트.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    엔드 캡(20)에는 축방향(L)으로 연장되는 돌출 요소(32)가 제공되는 것을 특징으로 하는 2차 필터 엘리먼트.
  15. 제13항에 있어서,
    돌출 요소(32)는 엔드 캡(20)의 중심 축에 대해 엔드 캡(20) 상에 편심적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 2차 필터 엘리먼트.
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