WO2018197625A1 - Filtereinrichtung, insbesondere luftfilter, und verfahren zur wartung einer filtereinrichtung sowie deren verwendung - Google Patents
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Definitions
- Filter device in particular air filter, and method for maintaining a filter device and its use
- the invention relates to a filter device with a filter element, for example an air filter in the intake tract of an internal combustion engine, according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for the maintenance of a filter device according to claim 13 and the use thereof according to claim 12.
- an air filter for the combustion air of an internal combustion engine which has a two-part filter housing and a filter element accommodated in the filter housing.
- the filter element is designed as a cuboid flat filter whose inflow and outflow side are parallel to each other and within the filter housing facing an inflow space or a discharge space.
- the air to be filtered is directed into the inflow space via an inflow port, flows through the filter element and is discharged from the outflow chamber via a discharge port on the filter housing.
- Inflow and outflow nozzles are positioned in different housing parts of the two-part filter housing and on opposite sides.
- On a further side of the filter housing is located on the outer wall of a recess into which a functional element is inserted, which partially protrudes beyond the outer contour of the filter housing. Also in the filter element a corresponding depression is introduced.
- US 2012/0145470 A1 is directed to downsizing an air cleaner housing of a two-wheeled vehicle in a compact manner such that the height of the seat can be reduced and that the air filter housing can be arranged in the vicinity of the engine and discloses an air cleaner housing with a Recess in the filter housing above a rectangular filter element.
- WO 2013/104796 A1 is directed to a high filter performance and a long service life of an air filter element by increasing the filter area of a Air filter element under consideration of structural specifications for the air filter housing to achieve and discloses an air filter with a housing body, a housing cover and a filter element used and a resonator, which is space-saving housed such that the resonator is partially in a free volume along an envelope at the Outflow surface of the air filter element is located, wherein the resonator is surrounded by an outer shell or a resonator and wherein a filter element facing the part of the outer shell is formed by a part of the housing wall.
- a part of the outer shell is connected to the housing wall, z. B. by welding, connected.
- a resonator insert part is arranged in the outer jacket. The resonator is in other words arranged to save space below the air filter and connected to the housing.
- JP H04-306185A is directed to arranging both an air filter and a resonant cavity of a resonator in a limited space, avoiding a downsizing of the air filter, and discloses a recess of the air filter housing laterally of a round filter element, in other words, a recess in the volume range of the air filter, wherein an air intake passage in L-shape is disposed on the upper side of the air cleaner housing and wherein the space between the passage forming part of the air intake passage and the air cleaner housing is formed as part of a resonance space and resonator.
- the KR 10 2013 013 386 A is directed to provide an integrated structure of an air filter with a resonator, which can be arranged in a small engine compartment instead of a motor housing, and discloses an integrated structure of an air filter with a resonator, wherein a rectangular air filter housing with molded resonator is provided, which is connected by means of a bore with the raw air volume of the air filter.
- US 2013/0291500 A1 is directed to a reduction of unwanted high-frequency noise of a compressor and of engine inlet valves of a forced air intake system and, for this purpose, discloses a resonator integrated into a clean air connection.
- DE 10 2015 014 482 A1 is directed to providing a filter element unit having a seal that is adaptable during its manufacture to seal various channels of an air filter, and discloses an air filter with a filter housing for this purpose.
- the filter housing includes an upper part and a lower part.
- the filter housing has an inlet and an outlet.
- the filter element is installed in a first channel of the filter housing.
- the side with dirty air is part of a second channel of the filter housing.
- the first channel and the second channel are both sealed by a gasket.
- the seal is made in one piece and has a first part surrounding the filter element and a second part.
- the first part and the second part have a substantially rectangular shape. They are connected by three bridges of the seal.
- US 4 300 51 1 A is directed to providing a multifunctional housing for a vehicle engine in a small space and with reduced weight and with an air cleaning function, a valve component cover function and a Kraftstoffdampfflinderfunktion and discloses a common housing comprising an air filter, an activated carbon filter and a cylinder head cover , The raw air volume of the air filter comprises the activated carbon filter. Disclosure of the invention
- the invention has for its object to provide a filter device with an additional function with simple constructive measures and in a space-saving manner, in particular for the additional function additionally a partial flow of the filtered or filtered fluid of the filter device can be used and wherein additionally the use of a predetermined Filter element easily recognizable can be ensured.
- the filter device according to the invention is preferably used for gas filtration, in particular for air filtration, for example for filtration of the combustion air, which is supplied to an internal combustion engine in a vehicle.
- the filter device has a filter housing for receiving the filter element, wherein in the outer wall of the filter housing a recess introduced and in the recess a functional element is inserted.
- the depression is designed as a recess in the outer wall of the filter housing, wherein the outer wall of the filter housing is made continuous in the region of the depression.
- the functional element may have an equally large or smaller extent as the depression and be accommodated completely in the depression, so that the functional element lies within the outer contour of the filter housing. But it is also possible that the functional element inserted into the recess protrudes partially beyond the outer contour of the filter housing.
- the functional element is arranged adjacent to a flow nozzle in the filter housing and connected in fluid communication with the flow nozzle.
- the function of the functional element depends on the flow connection with the flow nozzle, which carries the fluid which is subjected to filtration in the filter device.
- the flow connection is preferably the discharge connection for discharging the purified fluid.
- the flow port is the inflow port for introducing the unpurified fluid into the filter housing.
- the flow nozzle is part of the filter housing and serves to connect to a conduit through which the fluid is passed.
- the functional element is, for example, a resonator with which defined sound frequencies can be eliminated, which in particular are transmitted via the line connected to the flow connection into the filter device or arise within the filter device. In the resonator disturbing frequencies can be eliminated by generating phase-shifted resonance frequencies.
- the functional element there are also other functions of the functional element into consideration.
- the functional element it is possible for the functional element to have an activated carbon filter in order to Hydrocarbons bind in the fluid.
- the filter device in the intake tract of an internal combustion engine for the filtration of the brought combustion air, such hydrocarbons from the internal combustion engine coming into the air filter can propagate, being bound via the activated carbon filter in the functional element, the hydrocarbons.
- the functional element on a hot air mass meter with which the air mass flow can be measured by the filter device.
- the filter housing consists of at least two housing parts, wherein the recess is introduced into at least two housing parts.
- the filter housing consists of a filter base housing and an attachable housing cover.
- the recess extends only in a housing part, for example in a filter base housing. If the recess extends over two or more housing parts, both embodiments are possible in which the recess extends over the entire height of the filter housing with all housing parts, as well as embodiments in which the depression only over a partial height, based on the total height of the filter housing extends.
- a part of the housing of the functional element is formed by the outer wall of the filter housing.
- the housing of the functional element is composed in part of the outer wall of the filter housing and another part of its own functional element housing, which is designed for example as a housing shell and complements the outer wall of the filter housing in the depression.
- the functional element forms a separate structural unit, which is formed independently of the filter device, but connected to the filter device and fluidly connected to the flow port.
- the attachment of the functional element to the filter housing of the filter device can be done exclusively via the flow connection with the flow pipe. But it is also possible that an additional attachment between the functional element and the filter housing is present.
- the functional element in addition to its flow connection with the flow pipe attachment outside of the filter device, for example in the case of the filter device as an air filter for an internal combustion engine in the intake system of the internal combustion engine.
- the recess and the functional element received therein are located on the same side of the filter housing. It is particularly advantageous that the depression and the functional element are located directly below the flow nozzle with which the functional element is flow-connected. If necessary, the flow connection piece can extend further beyond the outer contour of the filter housing than the functional element.
- a circumferential sealing element is arranged on the filter element, which separates the raw fluid-tight from the clean side, wherein the sealing element follows the course of the depression.
- the sealing element extends in particular along the outer contour of the filter element, which preferably also has a recess, which is aligned in the installed state of the filter element with the recess in the outer wall of the filter housing.
- the sealing element is clamped between the housing parts of the filter housing, whereby the sealing element is acted upon by a clamping force supporting the flow-tightness.
- the invention further relates to a method for maintaining a filter device according to the invention, comprising the steps of opening a filter housing for receiving a filter element having a recess in the outer wall of the filter housing, wherein the recess has an inserted functional element and wherein the functional element is arranged adjacent to a flow nozzle in the filter housing is and is fluidly connected to the flow nozzle, and inserting the filter element, in particular for gas filtration, for example, air filter in the intake tract of a Brennkraft- machine, in particular the replacement of the filter element, wherein the filter element has a recess corresponding to the recess of the filter housing and a seal, which follows the course of the depression, and wherein the filter element between a raw and a clean side separating the flow nozzle is arranged.
- the replacement of the filter element in a filter device according to the invention is made possible in a structurally simple manner, wherein it is ensured that on the one hand a filter element suitable for the filter device is used in a visibly detectable manner when changing, whereby the desired filtration profile is maintained during the lifetime of the filter device, and on the other hand, the additional function within the filter device remains correctly connected to the flow.
- Figure 1 is a perspective view of a filter device which can be used as an air filter in the intake tract of an internal combustion engine. 2 shows the filter device in an exploded view;
- FIG. 6 shows a side view of the filter device.
- the same components are provided with the same reference numerals.
- the filter unit 1 has a two-part filter housing 2 with a lower housing part 2a and an upper housing part 2b, wherein the housing parts 2a, 2b receive a filter element 3 (Fig. 2).
- the filter element 3 is designed as a substantially parallelepiped-shaped flat filter element and may, for example, have a filter medium body 4 in the form of a pleated filter.
- the filter medium body 4 is in the embodiment shown by the combustion air to be purified flows through from bottom to top, so that the bottom side forms the inflow side and the top side the downstream side.
- the filter medium body 4 has on its downstream side a sealing element 5 extending along the outer contour for separating the inflow side and the raw side from the outflow or clean side.
- the sealing element 5 is clamped between the housing parts 2a, 2b.
- the air to be cleaned is introduced into the filter housing 2 via an inlet connection 6, which is located on the lower housing part 2 a. Accordingly, the receiving space in the lower housing part 2a forms the crude space into which the unpurified air is introduced.
- On the upper housing part 2b is a discharge nozzle 7, through which the purified air is discharged.
- the discharge nozzle can be connected to a clean air line which leads to the cylinder inlets of the internal combustion engine.
- the receiving space in the upper housing part 2b forms the clean room on the downstream side of the filter element 3 for receiving the cleaned air.
- the inlet connection 6 and the discharge connection 7 each form a flow connection and are located on diametrically opposite sides of the filter housing 2. Both the inflow connection 6 and the outflow connection 7 project beyond the outer contour of the filter housing 2.
- the longitudinal axes of inflow and outflow nozzles 6, 7 take an angle to each other, which is for example at about 30 °.
- a recess 8 is introduced immediately below the Abströmstutzens 7, in which a functional element 9 is inserted, which in the exemplary embodiment is a resonator for eliminating interfering sound frequencies.
- the resonator 9 is cylindrical and to the underside connected to the Abströmstutzens 7, so that the resonator 9 is fluidly connected to the discharge nozzle 7 and a partial flow of the purified air from the discharge nozzle 7 can propagate into the resonator 9.
- Sound waves which are generated in particular by pressure fluctuations in the intake tract of the internal combustion engine, spread over the outflow 7 in the resonator 9 and can be eliminated there by wave superposition and thus an additional function is achieved with simple design measures and in a space-saving manner in a filter device.
- a desired filter device profile which is characterized in that the contour of the filter element of the predetermined recess is configured, with good space utilization, for example, a desired dust capacity, a desired degree of separation and a desired pressure loss in a given space,
- a desired acoustics allows and this also structurally efficient, a purified partial flow of the filter element is used and it is additionally ensured the use of a predetermined filter element easily recognizable.
- the resonator 9 is connected, for example, via a fastening element 10 (FIG. 5) to the housing wall of the filter housing 2.
- a fastening element 10 FIG. 5
- the recess 8 extends in the embodiment over both housing parts 2a, 2b. Accordingly, in the lower housing part 2a a recess 8a and in the upper housing part 2b a recess 8b is introduced, wherein the recesses 8a and 8b in the assembled state of the housing parts 2a, 2b are aligned.
- the total height of the recess 8 is smaller than the total height of the filter device.
- the filter medium body 4 of the filter element 3 has a recess 4a, which corresponds to the recess 8 in the filter housing 2.
- the recess 4a in the filter medium body 4 is exemplified in the exemplary embodiment as a return in the cuboid contour of the filter medium body.
- the seal member 5 is guided along the recess 4a on the downstream side of the filter medium body 4. That the- art designed filter element 3 can be arranged by opening the filter housing 2 and inserting the filter element 3, in particular for replacing the filter element 3, and arranging the filter element 3 as between the raw and the clean side separating to the Abtromstutzen 7 and replaced in a structurally simple manner, wherein it is ensured that, on the one hand, a filter element 3 suitable for the filter device 1 is used in a visibly detectable manner when changing, whereby the desired filtration profile is maintained during the service life of the filter device 1, and, secondly, the additional function within the filter device 1 remains correctly fluid-connected.
- the resonator 9 projects beyond the outer contour of the filter housing 2 in part.
- the resonator 9 is in the embodiment also at a distance from the outer wall of the filter housing 2 in the region of the recess 8 and is held stable by its connection to the outflow 7 and via the fastener 10 in this spaced position.
Abstract
Eine Filtereinrichtung mit einem Filterelement weist ein Filtergehäuse mit einer Vertiefungin der Außenwand auf, in die ein Funktionselement eingesetzt ist, welches mit einem Strömungsstutzen verbunden ist,und wobei in das Filterelement eine korrespondierende Vertiefung eingebracht ist sowie eine Verwendung einer derartigen Filtereinrichtung und ein Verfahren zu deren Wartung.
Description
Filtereinrichtung, insbesondere Luftfilter, und Verfahren zur Wartung einer Filtereinrichtung sowie deren Verwendung
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtereinrichtung mit einem Filterelement, beispielsweise einen Luftfilter im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 . Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Wartung einer Filter- einrichtung nach Anspruch 13 sowie deren Verwendung gemäß Anspruch 12.
Stand der Technik
In der DE 10 2014 016 672 A1 wird ein Luftfilter für die Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine beschrieben, der ein zweiteiliges Filtergehäuse und ein im Filtergehäuse aufgenommenes Filterelement aufweist. Das Filterelement ist als quaderförmiger Flachfilter ausgeführt, dessen Anström- und Abströmseite parallel zueinander liegen und innerhalb des Filtergehäuses einem Einströmraum bzw. einem Abströmraum zugewandt sind. Die zu filtrierende Luft wird über einen Einströmstutzen in den Einströmraum geleitet, durchströmt das Filterelement und wird über einen Abströmstutzen am Filtergehäu- se aus dem Abströmraum abgeleitet. Einström- und Abströmstutzen sind in unterschiedlichen Gehäuseteilen des zweiteiligen Filtergehäuses und an gegenüberliegenden Seiten positioniert. An einer weiteren Seite des Filtergehäuses befindet sich an der Außenwand eine Vertiefung, in die ein Funktionselement eingesetzt ist, das teilweise über die Außenkontur des Filtergehäuses hinausragt. Auch in das Filterelement ist eine entsprechende Vertiefung eingebracht.
Die US 2012/0145470 A1 ist darauf gerichtet, ein Luftfiltergehäuse eines Zweiradkraftfahrzeugs in kompakter Weise derart zu verkleinern, dass die Höhe des Sitzes reduziert werden kann und dass das Luftfiltergehäuse in der Nähe des Motors angeordnet wer- den kann und offenbart hierzu ein Luftfiltergehäuse mit einer Ausnehmung im Filtergehäuse oberhalb eines rechteckigen Filterelements.
Die WO 2013/104796 A1 ist darauf gerichtet, eine hohe Filterleistung und eine hohe Lebensdauer eines Luftfilterelements durch eine Vergrößerung der Filterfläche eines
Luftfilterelementes unter Berücksichtigung baulicher Vorgaben für das Luftfiltergehäuse zu erzielen und offenbart hierzu einen Luftfilter mit einem Gehäusekörper, einem Gehäusedeckel und einem eingesetzten Filterelement sowie einen Resonator, welcher platzsparend derart untergebracht ist, dass der Resonator sich teilweise in einem Frei- volumen entlang einer Einhüllenden an der Abströmfläche des Luftfilterelements befindet, wobei der Resonator von einem Außenmantel bzw. einem Resonatorgehäuse umgeben ist und wobei ein dem Filterelement zugewandter Teil des Außenmantels durch einen Teil der Gehäusewand gebildet wird. Ein Teil des Außenmantels ist mit der Gehäusewand, z. B. mittels Schweißens, verbunden. In dem Außenmantel ist ein Resona- toreinlegeteil angeordnet. Der Resonator wird mit anderen Worten platzsparend unterhalb des Luftfilters und mit dessen Gehäuse verbunden angeordnet.
Die JP H04-306185A ist darauf gerichtet, sowohl einen Luftfilter als auch einen Resonanzraum eines Resonators in einem begrenzten Raum anzuordnen, wobei eine Ver- kleinerung des Luftfilters vermieden wird, und offenbart hierzu eine Ausnehmung des Luftfiltergehäuses seitlich eines Rundfilterelements, mit anderen Worten eine Ausnehmung im Volumenbereich des Luftfilters, wobei ein Luftansaugkanal in L-Form an der oberen Seite des Luftfiltergehäuses angeordnet wird und wobei der Raum zwischen dem einen Durchgang bildenden Teil des Luftansaugkanals und des Luftfiltergehäuses als Teil eines Resonanzraums und Resonators ausgebildet ist.
Die KR 10 2013 013 386 A ist darauf gerichtet, eine integrierte Struktur eines Luftfilters mit einem Resonator bereitzustellen, wobei diese bei kleinem Motorraum anstatt eines Motorgehäuses angeordnet werden kann, und offenbart hierzu eine integrierte Struktur eines Luftfilters mit einem Resonator, wobei ein rechteckförmiges Luftfiltergehäuse mit angeformtem Resonator bereitgestellt wird, wobei dieser mittels einer Bohrung mit dem Rohluftvolumen des Luftfilters verbunden ist.
Die US 2013 / 0291500 A1 ist auf eine Reduktion von unerwünschten Hochfrequenzge- räuschen eines Kompressors und von Motoreinlassventilen eines Zwangsluftansaug- systems gerichtet und offenbart hierzu einen in einen Reinluftstutzen integrierten Resonator.
Die DE 10 2015 014 482 A1 ist darauf gerichtet, eine Filterelementeinheit bereitzustellen, mit einer Dichtung, die während ihrer Herstellung anpassbar ist, um verschiedene Kanäle eines Luftfilters abzudichten, und offenbart hierzu einen Luftfilter mit einem Filtergehäuse. Das Filtergehäuse umfasst einen oberen Teil und einen unteren Teil. Das Filtergehäuse weist einen Einlass und einen Auslass auf. Das Filterelement ist in einem ersten Kanal des Filtergehäuses installiert. Die Seite mit schmutziger Luft ist Teil eines zweiten Kanals des Filtergehäuses. Der erste Kanal und der zweite Kanal sind beide durch eine Dichtung abgedichtet. Die Dichtung ist aus einem Stück gefertigt und weist einen ersten Teil, der das Filterelement umgibt, und einen zweiten Teil auf. Der erste Teil und zweite Teil weisen eine im Wesentlichen rechteckige Form auf. Sie sind über drei Brücken der Dichtung miteinander verbunden.
Die US 4 300 51 1 A ist darauf gerichtet, ein multifunktionales Gehäuse für einen Fahrzeugmotor bereitzustellen bei kleinem Bauraum und mit reduziertem Gewicht und mit einer Luftreinigungsfunktion, einer Ventilkomponentenabdeckungsfunktion und einer Kraftstoffdampffängerfunktion und offenbart hierzu ein gemeinsames Gehäuse umfassend einen Luftfilter, einen Aktivkohlefilter und eine Zylinderkopfabdeckung. Das Rohluftvolumen des Luftfilters umfasst dabei den Aktivkohlefilter. Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen und in platzsparender Weise eine Filtereinrichtung mit einer Zusatzfunktion zu versehen, wobei insbesondere für die Zusatzfunktion zusätzlich effizient ein Teilstrom des gefilterten oder zu filternden Fluids der Filtereinrichtung verwendet werden kann und wobei zusätzlich die Verwendung eines vorbestimmten Filterelements leicht erkennbar sichergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung wird vorzugsweise zur Gasfiltration eingesetzt, insbesondere zur Luftfiltration, beispielsweise zur Filtration der Verbrennungsluft, die einer Brennkraftmaschine in einem Fahrzeug zugeführt wird. Grundsätzlich kommt aber auch eine Anwendung zur Flüssigkeitsfiltration in Betracht.
Die Filtereinrichtung weist ein Filtergehäuse zur Aufnahme des Filterelementes auf, wobei in die Außenwand des Filtergehäuses eine Vertiefung eingebracht und in die Vertiefung ein Funktionselement eingesetzt ist. Die Vertiefung ist als Rücksprung in der Au- ßenwand des Filtergehäuses ausgebildet, wobei die Außenwand des Filtergehäuses im Bereich der Vertiefung durchgehend ausgeführt ist. Das Funktionselement kann eine gleich große oder kleinere Erstreckung wie die Vertiefung aufweisen und vollständig in der Vertiefung aufgenommen sein, so dass das Funktionselement innerhalb der Außenkontur des Filtergehäuses liegt. Es ist aber auch möglich, dass das in die Vertiefung eingesetzte Funktionselement teilweise über die Außenkontur des Filtergehäuses hinausragt.
Das Funktionselement ist benachbart zu einem Strömungsstutzen im Filtergehäuse angeordnet und mit dem Strömungsstutzen strömungsverbunden. Die Funktion des Funk- tionselementes hängt von der Strömungsverbindung mit dem Strömungsstutzen ab, der das Fluid führt, das in der Filtereinrichtung der Filtration unterzogen wird. Bei dem Strömungsstutzen handelt es sich vorzugsweise um den Abströmstutzen zum Ableiten des gereinigten Fluids. Gegebenenfalls handelt es sich bei dem Strömungsstutzen um den Einströmstutzen zum Einführen des ungereinigten Fluids in das Filtergehäuse. Der Strömungsstutzen ist Teil des Filtergehäuses und dient zum Anschließen an eine Leitung, durch die das Fluid geführt wird.
Aufgrund der Strömungsverbindung zwischen dem Funktionselement und dem Strömungsstutzen wird zumindest ein Teil des durch den Strömungsstutzen geführten Flu- ids auch dem Funktionselement zugeführt und kann dort der zusätzlichen Funktion unterzogen bzw. für die Funktion herangezogen werden. Bei dem Funktionselement handelt es sich beispielsweise um einen Resonator, mit dem definierte Schallfrequenzen eliminiert werden können, die insbesondere über die an den Strömungsstutzen angeschlossene Leitung in die Filtereinrichtung übertragen werden oder innerhalb der Filter- einrichtung entstehen. Im Resonator können störende Frequenzen durch Erzeugen phasenverschobener Resonanzfrequenzen eliminiert werden.
Es kommen auch weitere Funktionen des Funktionselementes in Betracht. So ist es beispielsweise möglich, dass das Funktionselement einen Aktivkohlefilter aufweist, um
Kohlenwasserstoffe im Fluid zu binden. Insbesondere bei einer Anordnung der Filtereinrichtung im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine für die Filtration der herangeführten Verbrennungsluft können sich derartige Kohlenwasserstoffe von der Brennkraftmaschine kommend bis in den Luftfilter hinein ausbreiten, wobei über den Aktivkohlefilter im Funktionselement die Kohlenwasserstoffe gebunden werden.
Gemäß noch einer weiteren Ausführung weist das Funktionselement einen Heißluftmassenmesser auf, mit dem der Luftmassenstrom durch die Filtereinrichtung gemessen werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung besteht das Filtergehäuse aus mindestens zwei Gehäuseteilen, wobei die Vertiefung in mindestens zwei Gehäuseteile eingebracht ist. Es kann beispielsweise zweckmäßig sein, genau zwei Gehäuseteile vorzusehen, insbesondere zwei zumindest annähernd gleich große Gehäusehälften, über die sich die Ver- tiefung erstreckt. In einer weiteren Ausführung besteht das Filtergehäuse aus einem Filtergrundgehäuse und einem aufsetzbaren Gehäusedeckel. Es sind Ausführungen möglich, bei denen sich die Vertiefung nur in einem Gehäuseteil erstreckt, beispielsweise in einem Filtergrundgehäuse. Sofern sich die Vertiefung über zwei oder mehr Gehäuseteile erstreckt, sind sowohl Ausführungen möglich, bei denen sich die Vertiefung über die gesamte Höhe des Filtergehäuses mit sämtlichen Gehäuseteilen erstreckt, als auch Ausführungen, bei denen sich die Vertiefung nur über eine Teilhöhe, bezogen auf die Gesamthöhe des Filtergehäuses, erstreckt.
Des Weiteren sind Ausführungen möglich, bei denen ein Teil des Gehäuses des Funk- tionselementes von der Außenwand des Filtergehäuses gebildet ist. In dieser Ausführung setzt sich das Gehäuse des Funktionselementes zum Teil aus der Außenwand des Filtergehäuses und zu einem weiteren Teil aus einem eigenen Funktionselementgehäuse zusammen, das beispielsweise als Gehäuseschale ausgebildet ist und die Außenwand des Filtergehäuses im Bereich der Vertiefung ergänzt.
In einer alternativen Ausführung bildet das Funktionselement eine separate Baueinheit, die unabhängig von der Filtereinrichtung ausgebildet ist, jedoch mit der Filtereinrichtung verbunden und mit dem Strömungsstutzen strömungsverbunden ist.
Die Befestigung des Funktionselementes an das Filtergehäuse der Filtereinrichtung kann ausschließlich über die Strömungsverbindung mit dem Strömungsstutzen erfolgen. Es ist aber auch möglich, dass eine zusätzliche Befestigung zwischen dem Funktionselement und dem Filtergehäuse vorhanden ist.
In einer alternativen Ausführung weist das Funktionselement zusätzlich zu seiner Strömungsverbindung mit dem Strömungsstutzen eine Befestigung außerhalb der Filtereinrichtung auf, beispielsweise im Fall der Filtereinrichtung als Luftfilter für eine Brennkraftmaschine im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung befinden sich die Vertiefung und das darin aufgenommene Funktionselement an der gleichen Seite des Filtergehäuses. Es ist insbesondere vorteilhaft, dass sich die Vertiefung und das Funktionselement unmittelbar unterhalb des Strömungsstutzens befinden, mit dem das Funktionselement strö- mungsverbunden ist. Der Strömungsstutzen kann gegebenenfalls sich weiter über die Außenkontur des Filtergehäuses hinaus erstrecken als das Funktionselement.
Gemäß noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist am Filterelement ein umlaufendes Dichtungselement angeordnet, das die Roh- von der Reinseite strömungsdicht separiert, wobei das Dichtungselement dem Verlauf der Vertiefung folgt. Das Dichtungselement erstreckt sich insbesondere entlang der Außenkontur des Filterelementes, das vorzugsweise ebenfalls eine Vertiefung aufweist, welche im eingebauten Zustand des Filterelementes mit der Vertiefung in der Außenwand des Filtergehäuses fluchtet. Gegebenenfalls wird das Dichtungselement zwischen die Gehäuseteile des Filtergehäuses eingeklemmt, wodurch das Dichtungselement mit einer die Strömungsdichtigkeit unterstützenden Klemmkraft beaufschlagt wird.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Wartung einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung, umfassend die Schritte des Öffnens eines Filtergehäuses zur Aufnahme eines Filterelements mit einer Vertiefung in der Außenwand des Filtergehäuses, wobei die Vertiefung ein eingesetztes Funktionselement aufweist und wobei das Funktionselement benachbart zu einem Strömungsstutzen im Filtergehäuse angeordnet ist und mit dem Strömungsstutzen strömungsverbunden ist, und Einlegens des Filterelements, insbesondere zur Gasfiltration, beispielsweise Luftfilter im Ansaugtrakt einer Brennkraft-
maschine, insbesondere des Austauschens des Filterelements, wobei das Filterelement eine zur Vertiefung des Filtergehäuses korrespondierende Vertiefung und eine Dichtung aufweist, welche dem Verlauf der Vertiefung folgt, und wobei das Filterelement zwischen einer Roh- und einer Reinseite separierend zu dem Strömungsstutzen angeord- net wird. Hierdurch wird auf konstruktiv einfache Weise der Austausch des Filterelements in einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung ermöglicht, wobei sichergestellt wird, dass zum einen ein für die Filtereinrichtung passendes Filterelement einfach sichtbar feststellbar beim Wechsel verwendet wird, wodurch das gewünschte Filtrationsprofil während der Lebensdauer der Filtereinrichtung aufrechterhalten wird, und zum anderen zudem die Zusatzfunktion innerhalb der Filtereinrichtung korrekt strömungsverbunden bleibt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
Fig. 1 in perspektivischer Ansicht eine Filtereinrichtung, die als Luftfilter im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine einsetzbar ist; Fig 2 die Filtereinrichtung in Explosionsdarstellung;
Fig 3 die Filtereinrichtung in einer Ansicht von vorne;
Fig 4 eine Draufsicht auf die Filtereinrichtung;
Fig 5 einen Längsschnitt durch die Filtereinrichtung
Fig 6 eine Seitenansicht der Filtereinrichtung. In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Bei der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Filtereinrichtung 1 handelt es sich um einen Luftfilter, der im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine eingesetzt wird. Die Filtereinrich-
tung 1 weist ein zweiteiliges Filtergehäuse 2 mit einem unteren Gehäuseteil 2a und einem oberen Gehäuseteil 2b auf, wobei die Gehäuseteile 2a, 2b ein Filterelement 3 (Fig. 2) aufnehmen. Das Filterelement 3 ist als im Wesentlichen quaderförmiges Flachfilterelement ausgebildet und kann beispielsweise einen Filtermediumkörper 4 in Form eines Faltenfilters aufweisen. Der Filtermediumkörper 4 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel von der zu reinigenden Verbrennungsluft von unten nach oben durchströmt, so dass die unten liegende Seite die Anströmseite und die oben liegende Seite die Abströmseite bildet. Der Filtermediumkörper 4 weist an seiner Abströmseite ein sich entlang der Außenkontur erstreckendes Dichtungselement 5 zur Separierung der Anström- bzw. Rohseite von der Abström- bzw. Reinseite auf. Das Dichtungselement 5 wird zwischen die Gehäuseteile 2a, 2b geklemmt. Die zu reinigende Luft wird über einen Einströmstutzen 6, der sich am unteren Gehäuseteil 2a befindet, in das Filtergehäuse 2 eingeführt. Dementsprechend bildet der Aufnahmeraum im unteren Gehäuseteil 2a den Rohraum, in den die ungereinigte Luft eingeführt wird. Am oberen Gehäuseteil 2b befindet sich ein Abströmstutzen 7, über den die gereinigte Luft abgeleitet wird. Der Abströmstutzen kann an eine Reinluftleitung, die zu den Zylin- dereinlässen der Brennkraftmaschine führt, angeschlossen werden. Der Aufnahmeraum im oberen Gehäuseteil 2b bildet den Reinraum auf der Abströmseite des Filterelementes 3 zur Aufnahme der gereinigten Luft. Der Einströmstutzen 6 und der Abström- stutzen 7 bilden jeweils einen Strömungsstutzen und befinden sich auf diametral gegenüberliegenden Seiten des Filtergehäuses 2. Sowohl der Einströmstutzen 6 als auch der Abströmstutzen 7 ragen über die Außenkontur des Filtergehäuses 2 hinaus. Die Längsachsen von Einström- und Abströmstutzen 6, 7 nehmen zueinander einen Winkel ein, der beispielhaft bei ca. 30° liegt.
In die Außenwand des Filtergehäuses 2 ist unmittelbar unterhalb des Abströmstutzens 7 eine Vertiefung 8 eingebracht, in die ein Funktionselement 9 eingesetzt ist, bei dem es sich im Ausführungsbeispiel um einen Resonator zur Eliminierung störender Schallfrequenzen handelt. Der Resonator 9 ist zylindrisch ausgebildet und an die Unterseite
des Abströmstutzens 7 angeschlossen, so dass der Resonator 9 mit dem Abströmstutzen 7 strömungsverbunden ist und sich ein Teilstrom der gereinigten Luft aus dem Abströmstutzen 7 in den Resonator 9 ausbreiten kann. Schallwellen, welche insbesondere durch Druckschwankungen im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine erzeugt werden, breiten sich über den Abströmstutzen 7 in den Resonator 9 aus und können dort durch Wellenüberlagerung eliminiert werden und somit wird mit einfachen konstruktiven Maßnahmen und in platzsparender Weise in einer Filtereinrichtung eine Zusatzfunktion erreicht. In der dargestellten Ausführungsform wird so mit konstruktiv einfachen Mitteln und einem gewünschten Filtereinrichtungsprofil, welches dadurch, dass die Kontur des Filterelements der vorbestimmten Aussparung entsprechend ausgestaltet ist, bei guter Bauraumausnutzung beispielsweise eine gewünschte Staubkapazität, einen gewünschten Abscheidegrad und einen gewünschten Druckverlust bei vorgegebenem Bauraum ermöglicht, zusätzlich eine gewünschte Akkustik ermöglicht und hierbei wird zudem konstruktiv effizient ein gereinigter Teilstrom des Filterelements verwendet und es wird zusätzlich die Verwendung eines vorbestimmten Filterelements leicht erkennbar sichergestellt.
Der Resonator 9 ist beispielsweise über ein Befestigungselement 10 (Fig. 5) mit der Gehäusewand des Filtergehäuses 2 verbunden. Somit bestehen insgesamt zwei Befesti- gungspunkte mit dem Filtergehäuse, nämlich zum einen über die Befestigung am Abströmstutzen 7 und zum anderen über das Befestigungselement 10 an der Außenwand des Filtergehäuses 2.
Die Vertiefung 8 erstreckt sich im Ausführungsbeispiel über beide Gehäuseteile 2a, 2b. Dementsprechend ist in das untere Gehäuseteil 2a eine Vertiefung 8a und in das obere Gehäuseteil 2b eine Vertiefung 8b eingebracht, wobei die Vertiefungen 8a und 8b im zusammengesetzten Zustand der Gehäuseteile 2a, 2b miteinander fluchten. Die Gesamthöhe der Vertiefung 8 ist kleiner als die Gesamthöhe der Filtereinrichtung 1 . Auch der Filtermediumkörper 4 des Filterelementes 3 weist eine Vertiefung 4a auf, die mit der Vertiefung 8 im Filtergehäuse 2 korrespondiert. Die Vertiefung 4a im Filtermediumkörper 4 ist im Ausführungsbeispiel beispielhaft als Rücksprung in der quaderförmigen Kontur des Filtermediumkörpers ausgebildet. Auch das Dichtungselement 5 ist entlang der Vertiefung 4a an der Abströmseite des Filtermediumkörpers 4 geführt. Das der-
art ausgestaltete Filterelement 3 kann durch Öffnen des Filtergehäuses 2 und Einlegen des Filterelements 3, insbesondere zum Austauschen des Filterelements 3, und Anordnen des Filterelements 3 als zwischen der Roh- und der Reinseite separierend zu dem Abtromstutzen 7 angeordnet und auf konstruktiv einfache Weise ausgetauscht werden, wobei sichergestellt wird, dass zum einen ein für die Filtereinrichtung 1 passendes Filterelement 3 einfach sichtbar feststellbar beim Wechsel verwendet wird, wodurch das gewünschte Filtrationsprofil während der Lebensdauer der Filtereinrichtung 1 aufrechterhalten wird, und zum anderen zudem die Zusatzfunktion innerhalb der Filtereinrichtung 1 korrekt strömungsverbunden bleibt.
Der Resonator 9 ragt über die Außenkontur des Filtergehäuses 2 teilweise hinaus. Der Resonator 9 liegt im Ausführungsbeispiel außerdem auf Abstand zur Außenwand des Filtergehäuses 2 im Bereich der Vertiefung 8 und wird über seine Anbindung an den Abströmstutzen 7 sowie über das Befestigungselement 10 in dieser beabstandeten Position stabil gehalten.
Claims
Ansprüche
Filtereinrichtung mit einem Filterelement (3), insbesondere zur Gasfiltration, beispielsweise Luftfilter im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine, mit einem Filtergehäuse (2) zur Aufnahme des Filterelements (3), mit einer Vertiefung (8) in der Außenwand des Filtergehäuses (2) und einem in die Vertiefung (8) eingesetzten Funktionselement (9), dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (9) benachbart zu einem Strömungsstutzen (7) im Filtergehäuse (2) angeordnet ist und mit dem Strömungsstutzen (7) strömungsverbunden ist und wobei in das Filterelement (3) eine korrespondierende Vertiefung eingebracht ist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse
(2) aus mindestens zwei Gehäuseteilen (2a, 2b) besteht und die Vertiefung (8) in mindestens zwei Gehäuseteile (2a, 2b) eingebracht ist.
3. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Filterelement (3) ein umlaufendes Dichtungselement (5) angeordnet ist, das dem Verlauf der Vertiefung (8) folgt.
4. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Gehäuses des Funktionselements (9) von der Außenwand des
Filtergehäuses (2) im Bereich der Vertiefung (8) gebildet ist.
5. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (9) als eigenständiges Bauteil ausgebildet ist, das in der Vertiefung (8) in der Außenwand des Filtergehäuses (2) aufgenommen ist.
6. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (9) am Filtergehäuse (2) befestigt ist.
7. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsstutzen einen Abströmstutzen (7) zum Ableiten des gereinigten Fluids bildet.
8. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vertiefung (8) und das darin eingesetzte Funktionselement (9) sich unmittelbar unterhalb des Strömungsstutzens (7) befinden.
9. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (9) einen Resonator zur Eliminierung definierter Schallfrequenzen bildet.
10. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (9) einen Aktivkohlefilter für Kohlenwasserstoffe auf- weist.
1 1 . Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (9) einen Heißluftmassenmesser aufweist.
12. Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine mit einer Filtereinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 als Luftfilter.
13. Verfahren zur Wartung einer Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , umfassend die Schritte:
- Öffnen eines Filtergehäuses (2) zur Aufnahme eines Filterelements (3) mit einer Vertiefung (8) in der Außenwand des Filtergehäuses (2), wobei die Vertiefung (8) ein eingesetztes Funktionselement (9) aufweist und wobei das Funktionselement (9) benachbart zu einem Strömungsstutzen (7) im Filtergehäuse (2) angeordnet ist und wobei das Funktionselement (9) mit dem Strömungsstutzen (7) strömungsverbunden ist,
- Einlegen des Filterelements (3), insbesondere zur Gasfiltration, beispielsweise Luftfilter im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine, insbesondere Austauschen eines Filterelements (3), wobei das Filterelement (3) in das Filterelement (3) eine zur Vertiefung (8) des Filtergehäuses (2) korrespondierende Vertiefung und eine Dichtung (5) aufweist, welche dem Verlauf der Vertiefung folgt, und wobei das Filterelement (3) zwischen einer Roh- und einer Reinseite separierend zu dem Strömungsstutzen (7) angeordnet wird.
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