WO2019219646A1 - Filterelement und filtersystem mit einem filterelement - Google Patents

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WO2019219646A1
WO2019219646A1 PCT/EP2019/062288 EP2019062288W WO2019219646A1 WO 2019219646 A1 WO2019219646 A1 WO 2019219646A1 EP 2019062288 W EP2019062288 W EP 2019062288W WO 2019219646 A1 WO2019219646 A1 WO 2019219646A1
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filter
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Pascal Neef
Torsten Fritzsching
Philipp Hettkamp
Mario Rieger
Arthur Sudermann
Friedrich KUPER
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Mann+Hummel Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a filter element and a filter system with a filter element.
  • Air filter elements used for this purpose can have a star-shaped folded filter medium which surrounds a longitudinal axis in an annular manner.
  • a filter element may have a length of more than 300 mm, in particular more than 500 mm.
  • the filter elements must be securely fastened in their filter housing. Since filter media clog in operation with particles filtered out of the air, regular replacement of the filter elements is required.
  • WO 2011/045220 A2 discloses a filter cartridge comprising a filter element with a frame circulating along the side surfaces of the filter element, the frame carrying an axial seal. The seal is in contact with a sealing surface of a filter housing.
  • the frame has on two opposite side surfaces of the filter cartridge on a first and second contact surface for bracing the filter element by means of a first and a second Verspannelements.
  • the filter insert can be inserted through a lateral mounting opening in the filter housing.
  • the bracing elements can be designed as Verspannhister on a lid for closing the mounting hole.
  • An object of the invention is to provide a filter element for a filter system that is easily replaceable.
  • Another object of the invention is to provide a filter system with such a filter element.
  • a filter element for a filter system for filtering a, in particular gaseous, fluid having a longitudinal axis and a longitudinal axis arranged on the filter bellows, which encloses an interior, and the at least one end plate with an opening to Interior, wherein the end plate with the opening to the interior has a one-sided, in the direction of the longitudinal axis protruding outward bead which partially surrounds the opening.
  • a further object is achieved by a filter system for filtering a fluid, having a replaceable filter element which can be accommodated in its housing, wherein the housing comprises a cover and a housing part which can be closed by the cover, wherein the filter element with its filter bellows has an interior space encloses and at least one end plate having an opening to the interior, wherein the opening is surrounded on one side by a bead which in the mon- Condition engages in a complementary receptacle of the lid, which is arranged on a cover-side inside
  • a filter element for a filter system for filtering a, in particular gaseous, fluid, having a longitudinal axis and a filter bellows arranged around the longitudinal axis, which encloses an interior, and which has at least one end plate with an opening to the interior , Wherein the end disk with the opening to the interior has a bead arranged on one side and projecting outwards in the direction of the longitudinal axis, which partially surrounds the opening.
  • the filter element can be supported by means of the bead in the installed state in a housing on a cover of the housing, which has a complementary receptacle into which the bead can engage.
  • the filter element can be pressed in the axial direction.
  • the receptacle can hold the filter element, which is advantageous in particular in the case of an oblique or horizontal arrangement of the filter element.
  • the bead may preferably be arranged below the opening.
  • the filter element is provided for filtering air, in particular for an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular a commercial vehicle.
  • the bead may be U-shaped and preferably at least 60%, more preferably at least 70% of the opening surrounded. This configuration makes it possible for fluid to pass through the bead-free region around the opening in the end disk in the operating state of the filter element. For example, fluid can flow from the interior of the filter element into a clean air duct in the cover.
  • the bead may have a wedge-shaped profile. As a result, the bead can be easily inserted and held in the receptacle in the lid.
  • the end plate may have a radial projection over the filter bellows.
  • the supernatant may preferably be at least 3 mm, preferably at least 5 mm, particularly preferably at least 6 mm, more preferably at least 8 mm, more preferably at least 10 mm, particularly preferably at least 8 mm and at most 15 mm.
  • a favorable supernatant is between 6 mm and 10 mm.
  • the supernatant edge can form a circumferential radial seal on the open end plate.
  • the end plate with its projection as a radial seal effect a seal from clean side to raw side.
  • the filter element of the bead with the end plate in one piece be educated.
  • the bead can be made in one piece with the end disk.
  • the end plate can be formed with the bead of an elastomeric material, in particular polyurethane.
  • the end plate can be produced in a suitable casting shell into which the material of the end plate is poured and in which the filter bellows, which is preferably arranged on a support tube, is positioned.
  • the bead-free region of the opening can be rounded in a streamlined manner. Dier allows a low-noise passage of fluid from the interior, if the interior forms the clean side of the filter element, or in the interior of the filter element, if the interior is provided as the raw side of the filter element.
  • a filter system for filtering a, in particular gaseous, fluid, with an accommodatable in its housing, replaceable filter element, wherein the housing comprises a lid and a closable with the lid housing part, wherein the filter element with its filter bellows a Inner space encloses and at least one end plate having an opening to the interior, wherein the opening is surrounded on one side by a bead which engages in the assembled state in a complementary receptacle of the lid, which is arranged on a cover-side inside
  • the filter element can be axially clamped in the housing in the direction of its longitudinal axis. This allows an inclined or horizontal installation of the filter element.
  • the bead can damp vibrations that can occur during operation.
  • the filter system is used as an air filter, in particular in a motor vehicle, preferably in a Nutzfahr attach.
  • the cover may have on a cover-side inside a circumferential collar which can provide a circumferential sealing surface for a radial seal on the end plate of the filter element, which is formed on the edge of a projection of the end plate via a filter bellows of the filter element.
  • a fluid channel is formed in the lid through which fluid can flow, which communicates fluidically with the interior of the filter element.
  • pure fluid can flow from the interior into the fluid channel of the lid and be supplied to a consumer.
  • this makes it possible to provide inlet and outlet of the fluid in the housing on the same housing part and in particular closely adjacent.
  • the radial seal can separate a clean fluid side from a raw fluid side of the filter element.
  • This allows arrangement of the lid either on a clean side or a raw side of the filter system. Especially in tight spaces, as they can occur for example in commercial vehicles, this is advantageous.
  • the filter element can be arranged obliquely or horizontally in the intended mounting state with its longitudinal axis. This allows a space-saving arrangement of the filter system.
  • Figure 2 shows the filter element of Figure 1 with flared folds at the opposite end of the filter element.
  • FIG. 3 shows a plan view of a closed end disk of the filter element according to FIG. 1;
  • FIG. 4 shows a detail of the filter element according to FIG. 1 at its closed end disk
  • FIG. 5 shows a detail of the filter element according to FIG. 1 at its open end disk
  • FIG. 6 shows a longitudinal section through the filter element according to FIG. 1;
  • FIG. 7 shows a longitudinal section through a filter system with housing into which a filter element according to FIG. 1 is inserted;
  • Fig. 8 is a plan view of the filter system of Fig. 7;
  • FIG. 9 shows a detail of the filter system according to FIG. 7 at its closed end disk
  • FIG. 10 shows a detail of the filter system according to FIG. 7 at its open end disk
  • FIG. 11 is an isometric view of the filter system of FIG. 7 from a first side
  • Fig. 12 is an isometric view of the filter system of Fig. 7 from a second side opposite the first side;
  • FIG. 13 is an exploded view of the filter system of FIG. 7; FIG.
  • FIG. 14 shows another favorable filter element with a ring for local expansion of distances between folds of the bellows prior to the application of the end plate;
  • FIG. 15 shows the filter element according to FIG. 14 with a foamed end disk
  • FIG. 16 shows a longitudinal section through the filter element according to FIG. 14;
  • Fig. 17 is a plan view of the filter element of Fig. 14;
  • FIG. 18 shows a detail of the filter element according to FIG. 14 on an end disk
  • FIG. 19 is a plan view of a ring for a filter element of FIG. 14; FIG.
  • Fig. 20 is an isometric view of the ring of Fig. 19;
  • FIG. 21 shows another favorable filter element with a support tube for local expansion of distances between folds of the bellows
  • FIG. 22 shows a longitudinal section through the filter element according to FIG. 21;
  • Fig. 23 is a plan view of the filter element of Fig. 21;
  • FIG. 24 shows a detail of the filter element according to FIG. 21 on an end disk
  • FIG. 25 shows a longitudinal section through a support tube for the filter element according to FIG. 21;
  • Fig. 26 is an isometric view of the support tube of Fig. 25;
  • Fig. 27 is a plan view of the support tube of Fig. 25;
  • Fig. 28 is a detail of the support tube of Fig. 25;
  • 29 shows a longitudinal section through a filter element according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 30 shows a detail of the filter element according to FIG. 29 at its open end disk
  • FIG. 31 shows a further detail of the filter element according to FIG. 29 at its open end disk
  • FIG. 32 is a perspective view of the filter element of FIG. 29 seen from its open end disk;
  • Fig. 33 is a perspective view of the filter element of Fig. 29 seen from its closed end plate;
  • FIG. 34 shows a support tube for a filter element according to FIG. 29;
  • FIG. 35 shows a casting shell for foaming a closed end disk for a filter element according to FIG. 29;
  • FIG. 36 shows a casting shell for foaming an open end disk for a filter element according to FIG. 29;
  • FIG. 37 is a flowchart of a method of manufacturing a filter element according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 38 shows an exploded view of a filter system according to an embodiment of the invention with the filter element according to FIG. 29;
  • FIG. 38 shows an exploded view of a filter system according to an embodiment of the invention with the filter element according to FIG. 29;
  • FIG. 39 shows a longitudinal section through the filter system according to FIG. 38;
  • FIG. 40 shows a longitudinal section through a detail of the filter system according to FIG. 38 with assembly aids
  • FIG. 41 shows a perspective view of the filter system according to FIG. 38 with an opened housing with a filter element inserted according to FIG. 29;
  • Fig. 42 is a perspective view of the housing of the filter system of Fig. 38;
  • FIG. 43 shows a cross section through the filter system according to FIG. 38 with inserted filter element according to FIG. 29;
  • FIG. 44 shows a perspective view of the filter system according to FIG. 38 with an opened housing with an inserted filter element according to FIG. 29 from another angle of view;
  • FIG. 45 shows a perspective view of the interior of the housing of the filter system according to FIG. 38 with knob receptacles;
  • FIG. 46 shows the filter element according to FIG. 29 during insertion into the housing of the filter system according to FIG. 38;
  • Fig. 47 is an isometric view of an outside of a lid of the housing of the filter system of Fig. 38;
  • Fig. 48 is an isometric view of an inside of a lid of the housing of the filter system of Fig. 38;
  • FIG. 49 shows a detail of the longitudinal section through the filter system according to FIG. 39 on its clean side with the lid closed;
  • FIG. 50 shows a longitudinal section through a detail of the section according to FIG. 39;
  • 51 is a filter system according to a further embodiment of the invention with lid and seal in an expanded view.
  • FIG. 52 shows an exploded view of the seal and cover of the filter system according to FIG. 51;
  • FIG. Fig. 53 is a perspective view of the assembly of the lid and seal of Fig. 52;
  • FIG. 54 is a side view of the filter system of FIG. 51; FIG.
  • FIG. 55 shows a longitudinal section through the filter system according to FIG. 51;
  • FIG. 56 shows a section through a detail of a clean fluid connection of the cover of the filter system according to FIG. 51;
  • FIG. 57 shows a section through a detail of a raw fluid side of the lid of the filter system according to FIG. 51.
  • FIGS 1 to 28 show filter elements 10 with a filter bellows 12 which is suitable in accordance with adapted form for a filter element 10 according to the invention.
  • the filter bellows 12 has one or more indentations 40, 44.
  • Figures 1 to 13 illustrate a first example with a filter element 10 ( Figures 1-6) and a filter housing 102 and filter system 100 ( Figures 7 to 13).
  • the filter element 10 has a filter bellows 12 which extends along a longitudinal axis L and surrounds an interior space 50.
  • the filter bellows 12 is formed for example from a folded filter material, which is formed into a self-contained filter bellows 12 and disposed on a support tube 70.
  • the support tube 70 may have an inwardly facing rib.
  • the folds 14 are indicated merely by way of example in FIGS. 1 and 2 and extend over the entire length of the filter bellows 12.
  • the longitudinal edges 16 of the folds 14 lie in an outer jacket surface 18 of the filter bellows 12.
  • the filter bellows 12 is designed as a round element in this example.
  • end plates 22, 32 are arranged, which seal the filter bellows 12 at its end edges.
  • the end plates 22, 32 may be formed in the usual way, for example made of foamed polyurethane.
  • an open to the interior 50 end plate 22 is arranged.
  • a closed end plate 32 is arranged.
  • the closed end plate 32 has outwardly projecting circular segment-like spacer knobs 34 which surround a pointing into the interior 50 mandrel 60 at a constant radius.
  • the spacer knobs 34 may serve to support the filter element 10 in a housing.
  • the open end plate 22 has an outwardly facing ring 26 which surrounds the opening 24 in the end plate 22.
  • the ring 26 can serve as a seal.
  • end plate 22 and Ring 26 integrally formed.
  • the end plate may be formed with the ring 26 made of polyurethane.
  • the flow direction of the fluid to be filtered is directed through the filter bellows 12. If the clean side is provided internally, the fluid flows from the outside of the filter bellows 12 into the interior 50 and from there through the opening 24 out of the filter element 10. Optionally, the direction of flow can also be provided in reverse.
  • the filter bellows 12 has at each of its ends 20, 30 in each case a notch 40, 44, whose axial length 42, 46 in the direction of the longitudinal axis L is shorter than the longitudinal extent of the filter bellows 12 in the direction of the longitudinal axis L.
  • the indentations 40, 44 are locally limited and do not extend over the entire length of the bellows 12.
  • the indentations 40, 44 have the largest fold edge spacing at the respective end plates 22, 32 and taper with increasing distance from the end plate 22, 32nd
  • the indentations 40, 44 expand the distance between two adjacent folds, the folds 14 extending over the entire length of the bellows 12 overall.
  • the notches 40, 44 are arranged offset on the circumference, for example, offset by 180 ° on diametrically opposite sides of the bellows 12.
  • the notches can also be offset by angles other than 180 ° to each other.
  • Fixing elements 90 can be provided between the indentations 40, 44, which ensure that the distance between the folds 14 is kept constant in this area.
  • customary fixing elements 90 such as filament wraps, glue beads, beads of hot melt adhesive, embossments ("pleatlock") transverse to the longitudinal edges 16 of the folds 14 and the like may be provided.
  • the indentations 40, 44 can be produced in different ways. They can be introduced into the filter bellows 12 after the optional fixing elements 90 have already been attached.
  • the indentations 40, 44 can be introduced into the filter bellows 12 during manufacture of the end disks 22, 32 or by insert parts or spreading elements on the support pipe and the like.
  • the two notches 40, 44 on the filter bellows 12 can be formed in the same way or with different methods.
  • FIGS. 3 to 6 the notches 40, 44 extend from a notch in the end disks 22, 32.
  • FIG. 3 shows a plan view of the closed end disk 32 of the filter element 10 according to FIG. 1
  • FIG. 4 shows a detail of the filter element 10 on its closed end disk 32
  • FIG. 5 shows a detail of the filter element 10 on its open end disk 22.
  • the notch can advantageously effect a frictional engagement with a counter element in a housing 102 during assembly of the filter element 10 and reduce the risk of tilting of the filter element 10 during installation in the housing 102.
  • the notches 40, 44 are held by the material of the end plate 22, 32 in the form.
  • the end plate 22, 32 in the notch has a slight projection over the splayed by the respective notch 40, 44 folds. This allows a compression of the indentations 40, 44 when installed in a housing part, which has a notches 40, 44 respectively corresponding counter contour.
  • only one or none of the end plates 22, 32 can have a notch if indentations 40, 44 are provided in the region of the filter bellows 12 adjacent to the end plates 22, 32. This makes it possible to use the edge of the notched end plate for radial sealing.
  • the closed end plate 32 has in this embodiment, an inwardly curved surface, in the middle of which projecting into the interior 50 mandrel 60 is arranged.
  • the notches 40, 44 allow a correct installation of the filter element 10 in a housing. In cooperation with the mandrel 60 can be achieved that a stable positioning of the filter element 10 is achieved. This is particularly advantageous if the filter element 10 is installed in a horizontal housing.
  • the indentations 40, 44 and mandrel 60 prevent tilting of the filter element 10.
  • FIG. 7 shows a longitudinal section through the filter system 100 with housing 102 into which a filter element 10 according to FIG. 1 is inserted.
  • FIG. 8 shows a top view of the filter system 100
  • FIGS. 9 and 10 show details of the filter system 100 on the closed end disk 32 and on the open end disk 22 of the filter element 10.
  • FIG. 11 shows an isometric view of the filter system 100 from a first side
  • FIG. 12 shows an isometric view of the filter system 100 from a second side opposite the first side.
  • FIG. 13 shows an exploded view of the filter system 100.
  • the housing 102 consists of a first housing part 104, for example a housing pot, and a second housing part 106, for example a cover.
  • the two housing parts 104, 106 are connected to one another at a connection 105, in particular detachably connected.
  • the second housing part 106 has on its front side an inwardly curved surface which corresponds to the curved end face of the closed end plate 32 of the filter element 10.
  • the housing 102 has in each case a corresponding indentation 120, 122 matching the indentations 40, 44 of the filter element 10 at its first, open end disk 22 and its second, closed end disk 32. This can be seen in the plan view of the housing 102 in Figure 8.
  • the notch 122 is provided in the housing 102 corresponding to the notch 44 at the end 30 with the closed end plate 32.
  • the housing 102 has a first fluid port 110, for example an air inlet, and a second fluid port 112, for example an air outlet.
  • the first fluid port 1 10 is arranged tangentially to the first housing part 104 of the housing 102, so that the fluid can enter, for example, tangentially into the housing 102.
  • the second fluid port 1 12 is formed as a central port 1 14 on the first housing part 104, which extends in the longitudinal direction L from the filter element 10 away.
  • the spacing knobs 34 of the closed end disk 32 bear against the inside of the second housing part 106 and permit a secure clamping of the filter element 10 with the housing 102 closed in the axial direction. This allows an improvement in the stability during vibration of the operation of the filter element 10
  • the notch 122 engages at least partially into the notch 44 of the filter element 10.
  • the open end plate 22 of the filter element 10 engages with the ring 26 an edge of the nozzle 1 14 projecting into the interior 50 and seals radially inwardly against the edge, as can be seen in FIG.
  • the notch 120 engages at least partially in the notch 40 of the filter element 10 a.
  • FIGS. 11 and 12 show the side views of the filter system 100, which show the diametrically opposite position of the notches 120, 122 in the first and second housing parts 104, 106.
  • FIG. 13 shows the components housing top 104, filter element 10 and housing cover 106 of the filter system 100.
  • the filter element 10 can be inserted in the housing 102 in a position-oriented manner by the notches 40, 44 and the indentations 120, 122.
  • FIGS. 14 to 20 show a further exemplary embodiment with a first production possibility of one or more indentations 40 in a filter element 10.
  • the indentation 40 in the filter bellows 12 of the filter element 10 is produced by an insert 250 which has a notch structure 252 which is in FIG engages the filter bellows 12 between two folds and spreads them.
  • the insert ring 250 may, for example, be placed in a mold during the manufacture of the foamed, for example open end disks 22 and in this way be connected to the end disk 22 and the filter bellows 12.
  • FIG. 14 shows the filter element 10 according to another example with a ring 250 for locally expanding a distance between pleats 14 of the bellows 12 prior to application of the endplate 22.
  • FIG. 16 shows a longitudinal section through the filter element 10 with the insert ring 250 in the open end disk 22.
  • FIG. 17 shows a plan view of the open end disk 22 of the filter element 10, and
  • FIG 18 shows a detail of the filter element 10 in the connection region end disk 22, filter bellows 12 and insert ring 250.
  • FIGS. 19 and 20 show different views of the insert ring 250.
  • the notch structure 252 protrudes in the axial direction from the annular surface of the insert ring 250. In the radial direction, the notching structure 252 has virtually no projection with respect to the annular surface. In this way, the Einkerb Design 252 between two folds 14 grip and press them apart.
  • the notch structure 252 is approximately wedge-shaped and includes two domed, interconnected wings 251 that extend symmetrically outwardly from their contact surface.
  • the cross-section through the connected wings 251 is approximately V-shaped and approximately wedge-shaped with the two wings 251 of the notching structure 252 colliding in the center of the wedge shape.
  • the leading edge of the notch structure 252 is straight and parallel to the longitudinal edges 16 of the pleats 14 and aligned with the longitudinal edges 16 of the pleats 14.
  • the back of the notcher structure 252 is rounded by a curve of the wings 251 and is tapered outwardly. Due to the rounded connecting seam and surface of the wings 251, the folds 14 in the filter bellows 12 can be gently expanded.
  • the filter bellows 12 is arranged on a support tube 70.
  • the support tube 70 may have an inwardly facing rib.
  • Figures 21 to 28 show a further variant for producing at least one notch 44 in the bellows 12 of a filter element 10, in which a Einkerb Modell 72 on the support tube 70 of the filter element 10 is provided.
  • the support tube 70 may have an inwardly facing rib.
  • FIG. 21 shows the filter element 10 with the support tube 70, which is designed for locally widening distances between folds 14 of the bellows 12.
  • Figure 22 shows a longitudinal section and Figure 23 is a plan view of the filter element 10.
  • Figure 24 shows a detail of the filter element 10 at its closed end plate 32.
  • Figure 25 shows a longitudinal section and Figure 26 is an isometric view of the support tube 70.
  • Figure 27 shows a plan view the support tube 70 and Figure 28 shows a detail of the support tube 70th
  • the notch 44 in the filter bellows 12 on the closed end disk 32 of the filter element 10 is caused by a notch structure 72 of the support tube 70.
  • the support tube 70 is closed at its closed end with a disc 74.
  • the notch structure 72 is disposed at the closed end of the support tube 70.
  • the Einkerb Modell 72 of the support tube 70 engages between two folds 14 and expands their distance from each other in the radial direction to the outside.
  • a notch is formed in the region of the notch structure 72.
  • the Einkerb minimalist 72 is in the radial direction according to the thickness of the filter bellows 12 from the support tube 70 and protrudes into the filter bellows 12 in the axial direction.
  • the notch structure 72 is approximately wedge-shaped and includes two domed, interconnected wings 71 that extend symmetrically outwardly from their contact surface.
  • the cross-section through the connected wings 71 is approximately V-shaped, with the two wings 71 of the notching structure 72 colliding in the middle of the wedge shape.
  • the wings 71 are slightly rounded, so that the folds 14 in the filter bellows 12 can be gently expanded.
  • the leading edge of the notch structure 72 is straight and parallel to the longitudinal edges 16 of the pleats 14 and aligned with the longitudinal edges 16 of the pleats 14.
  • the back of the notcher structure 72 is rounded by the curve of the wings 71 and is tapered outwardly. In this way, the Einkerb minimalist 72 between two folds 14 of the filter bellows 12 grip and press them apart. Due to the rounded connection seam and surface of the wings 71, the folds 14 in the filter bellows 12 can be gently expanded.
  • Filter bellows 12 with support tube 70 and Einkerb Modell 72 are intimately connected to each other during casting of the end plate 32.
  • FIGS. 29 to 33 show a filter element 10 according to a further exemplary embodiment of the invention with a variant of an open end disk 22.
  • Figure 29 shows a longitudinal section through the filter element 10
  • Figure 30 shows a detail of the filter element 10 at the open end plate 22.
  • Figure 31 shows another detail of the filter element 10 at the open end plate 22.
  • Figure 32 shows a perspective view of the filter element 10 of his open end plate 22 seen ago.
  • FIG. 33 shows an isometric view of the filter element 10 as seen from its closed end disk 32.
  • the filter element 10 has a filter bellows 12 which extends along a longitudinal axis L and surrounds an interior space 50.
  • the filter bellows 12 is formed for example from a folded filter material which is arranged closed on a support tube 70 in itself.
  • the folds 14 of the filter bellows 12 extend over the entire length of the filter bellows 12.
  • the longitudinal edges 16 of the folds 14 lie in an outer circumferential surface 18 of the filter bellows 12.
  • the filter bellows 12 has in this example a cross section with two opposing arcuate sections, the connected by straight areas.
  • end plates 22, 32 are arranged, which seal the filter bellows 12 at its end edges.
  • the end plates 22, 32 may be formed in the usual way, for example made of foamed polyurethane.
  • end plate 22 At the first end 20 an open to the interior 50 end plate 22 is arranged. At the opposite second end 30, a closed end plate 32 is arranged.
  • the closed end plate 32 has outwardly projecting circular segment-like spacing knobs 34, which surround a mandrel 60 pointing in the interior 50.
  • the spacer knobs 34 may serve to support the filter element 10 in the housing 102.
  • the spacer knobs 34 are preferably formed integrally with the end plate 32.
  • the open end plate 22 has an outwardly facing bead 28 which partially surrounds the opening 24 in the end plate 22.
  • the bead 38 is preferably formed integrally with the end plate 22.
  • the bead 28 has an approximately U-shaped form and extends approximately U-shaped around the opening 24 of the end plate 22, so that a part of the opening 24 is surrounded by the bead 28 and a part is free of beads.
  • the bead 28 surrounds approximately three quarters of the circumference of the central opening 24.
  • the bead-free region of the opening 24 of the end plate 22 preferably has an edge 29 which is rounded particularly strongly. Through the bead-free region of the opening 24, fluid can escape into a clean channel.
  • the bead 28 may serve to support the filter element 10 in a housing. This is particularly advantageous in a housing in which the filter element 10 is lying, i. with the longitudinal axis L obliquely or horizontally aligned, is installed.
  • the second end disk 32 like the first end disk 22, has an indentation which is not described in more detail and which was caused by a spacer of a casting mold 200 (FIG. 35).
  • the embossing of the second end plate 32 is formed substantially continuously encircling and interrupted only in the region of the notch 44.
  • the flow direction of the fluid to be filtered is directed through the filter bellows 12. If the clean side is provided internally, the fluid flows from the outside of the filter bellows 12 into the interior 50 and from there through the opening 24 out of the filter element 10. Optionally, the direction of flow can also be provided in reverse.
  • the filter bellows 12 has at its second end 30 a notch 44, the axial length 46 in the direction of the longitudinal axis L is shorter than the longitudinal extent of the filter bellows 12 in the direction of the longitudinal axis L.
  • the notch 44 is locally defined and does not extend over the entire length of the bellows 12.
  • the notch 44 has the largest fold edge spacing on the end plate 32 and tapers with increasing distance from the end plate 32.
  • the notch 44 merely expands the distance between two adjacent folds 14, the folds 14 extending over the entire length of the bellows 12 in total.
  • Fixing elements 90 can be provided between the notch 44 and the opposite open end disk 22, which ensure that the distance between the folds 14 is kept constant in this area.
  • customary fixing elements 90 such as filament wraps, glue beads, beads of hot melt adhesive, embossments ("pleatlock") transverse to the longitudinal edges 16 of the folds 14 and the like may be provided.
  • the notch 44 can be generated in different ways. It can be introduced into the filter bellows 12 after the optional fixing elements 90 have already been attached. The notch 44 can be introduced into the filter bellows 12 during the production of the end disk 32.
  • a respective notch 40, 44 is provided at both ends 20, 30 of the filter element 10.
  • the open end plate 22 projects radially with a projection 23 via the filter bellows 12 and can be used as a radial seal 25 (FIGS. 30, 31).
  • the supernatant 23 is preferably at least 3 mm, preferably at least 5 mm, more preferably at least 6 mm, more preferably at least 8 mm, more preferably at least 10 mm, particularly preferably at least 8 mm and at most 15 mm.
  • the projection 23 of the end plate 22 is smaller than on the diametrically opposite side.
  • the end plate 22 may also be formed with circumferentially constant projection 23.
  • the mandrel 60 can be used as an assembly aid in the assembly of the filter element 10 in a housing 102.
  • the support tube 70 has along its length an inwardly projecting rib 78, which can be used for positioning the support tube 70 in a casting shell for the end plates 22, 32.
  • a hollow mandrel 60 protrudes into the inner space 50 at the closed end disk 32.
  • the mandrel 60 can be used as an assembly aid when mounting the filter element 10 in a housing 100. This can be seen in particular in Figures 39 to 46, in which the filter system 100 is shown with inserted into the housing 102 filter element 10.
  • Figure 34 shows the support tube 70 for the filter element 10 with the inwardly facing rib 78 extending axially along the body 76 of the support tube 70.
  • the support tube 70 has a folded-over wide edge 80.
  • the edge 80 serves as a support structure and is formed here in the region of the first end plate 22 in a grid shape with radial struts and circumferential rings in the circumferential direction, between which unspecified openings are provided.
  • the material of the end plate 22, such as polyurethane pass through and so embed the edge 80 completely in the end plate 22.
  • the mandrel 60 can be seen in the center.
  • the mandrel 60 may be formed of a non-elastomeric material such as the support tube 70.
  • the support tube 70 is closed at this end with a disc 74, from which the mandrel 60 projects axially into the interior.
  • FIG. 35 shows a casting shell 200 for foaming a closed end disk 32 for the filter element 10 according to FIG. 29, and FIG. 36 shows a casting shell for foaming an open end disk 22 for the filter element according to FIG. 29.
  • FIG. 35 shows a casting shell 200 for foaming a closed end disk 32 for the filter element 10 according to FIG. 29, and FIG. 36 shows a casting shell for foaming an open end disk 22 for the filter element according to FIG. 29.
  • recesses 75 are provided, in which the material of the end plate 22 can engage.
  • a mandrel contour 203 can be seen in the center, which is complementary to the mandrel 60 in the support pipe 70 and onto which the support pipe 70 can be slipped.
  • a Einkerb Quilt 202 is intended to intervene between two folds 14 of the arranged on the support tube 70 filter bellows 12 and spread them.
  • Two cam contours 204 are provided for generating the cams 36.
  • Recesses 206 are provided as a nub contour for the nubs 34.
  • the nub contours 34 are surrounded by a circumferential groove 201 which is interrupted at the Einkerb Modell.
  • the casting shell 210 for the open end disk 22 comprises a bead contour 212, in which the bead 28 of the end disk 22 is formed, and a neck 216, which defines the opening 24 of the end disk 24.
  • a receptacle 214 is formed, which receives the inwardly projecting rib 78 of the support tube 70.
  • elevations 218 are provided, which surround the nozzle 216 at a constant distance. The elements 218 engage in the outwardly folded edge 80 of the support tube 70.
  • small protrusions 220 are distributed on the neck 216, which engage in the recesses 75 of the support tube 70 for anchoring.
  • Both casting shells 200, 210 can be aligned with each other in a defined manner by means of the support tube 70, by placing the support tube 70 with the mandrel 60 on the mandrel contour 203 of the casting shell 200 of the closed end plate 22 and the inner rib 78 into the receptacle 214 of the casting shell 210 for the casting shell 210 open end plate 22 is inserted.
  • FIG. 39 shows a flow chart of a sequence during the production of a filter element 10 by means of the casting shells 200, 210.
  • a support tube 70 is provided, on which a filter bellows 12 with or without notch 40, 44 is arranged and which has an inwardly facing axial rib 78.
  • the support tube 70 has an open end and an axially opposite closed end in which a dome 60 protrudes into the interior of the support tube 70.
  • the end of the support tube 70 is closed with a disc 74.
  • step S102 casting shells 200, 210 for an open end disk 22 and a closed end disk 32 are provided.
  • step S104 the starting material of the end plate 22, in particular liquid polyurethane, is poured into the casting shell 210.
  • the support tube 70 is placed with its folded edge 80 in the casting bowl 210 in the still liquid starting material for the open end plate 22 in step S106, wherein the inwardly facing rib 78 is inserted into the recess 214 of the nozzle 216.
  • the elevations 218 engage in openings at the edge 80 of the support tube 70 a.
  • the liquid starting material foams and surrounds the edge 80 of the support tube 70 and the approach of the filter bellows 12.
  • the support tube 70 is removed with filter bellows 12 and open end plate 22 from the casting shell 210.
  • step S108 the starting material of the end plate 32, in particular liquid polyurethane, is poured into the casting shell 200,
  • step S1 10 the support tube 70 is placed with the filter bellows 12 in the casting shell 200 in the still liquid starting material for the closed end plate 32 and positioned in the correct position over the T-shaped mandrel 60 on the mandrel contour 203.
  • the Einkerb Quilt 202 of the casting shell 200 engages between two folds of the filter bellows 12 and spreads these on.
  • FIG. 38 to 50 show an embodiment of a filter system 100 according to an embodiment of the invention with a filter element 10, as described above in Figures 29 to 33.
  • Figure 38 shows an exploded view of a filter system 100 according to an embodiment of the invention with the filter element 10 of Figure 29 inserted into a housing 102 with a housing part 104 which is closed by a cover 130.
  • 39 shows a longitudinal section through the filter system 100
  • FIG. 40 shows a longitudinal section through a detail of the filter system 100 with mounting aids in the area of the closed end disk 32 of the filter element 10.
  • FIG. 41 shows a perspective view of the filter system 100 with the housing 102 open and the filter element 10 inserted.
  • Figure 42 shows the same view of the housing without filter element 10.
  • Figure 43 shows a cross section through the filter system 100 with inserted filter element 100 and recognizable mounting aids in plan view.
  • FIGS. 44 and 45 show perspective views of the opened housing 102 of the filter system 100.
  • FIG. 46 shows the filter element 10 according to FIG. 29 during insertion into the housing 102 of the filter system 100.
  • FIGS. 47 and 48 show the cover 130 in detail.
  • FIGS. 49 and 50 show details in longitudinal section of the cover 130 on the housing part 104.
  • the housing 102 has the first housing part 104, for example a housing pot, and a second housing part in the form of a cover 130. At the open end of the housing part 104, a circumferential collar 109 is formed, which cooperates with a sealing element 137 ( Figures 49, 50).
  • the housing 102 has an inlet 110 and an outlet 112.
  • the inlet 1 10 is provided directly adjacent to the outlet 1 12 on the first housing part 104, for example, arranged tangentially thereto.
  • Inlet 1 10 and outlet 1 12 of the housing 102 are closely adjacent and arranged in the same housing part 104.
  • the fluid to be filtered undergoes a directional deflection between inlet 1 10 and outlet 1 12, in particular a deflection through 180 °.
  • valve 128 which serves to drain water from the housing 102.
  • the valve 128 protrudes into the interior of the housing 102. It can also be seen that inlet 1 10 and outlet 1 12 are arranged directly adjacent to the same housing part 104.
  • a shoulder 107 Adjacent to the collar 109, a shoulder 107 is provided on the inside of the housing part 104, which extends between the housing-side openings for inlet 110 and outlet 112. The shoulder 107 forms a sealing surface for a seal 144 between the cover and the housing part 104 (FIGS. 49, 50).
  • the first housing part 104 has in its bottom part a mandrel 16 corresponding to the mandrel 60.
  • the corresponding mandrel 1 16 has at the contact surface to the mandrel 60 of the filter element 10, a latching element 1 18, which cooperates with a latching element 62 on the inside of the hollow dome 60.
  • the filter element 10 is thereby protected against tipping. If the lid 130 is connected to the housing part 104, the mandrel 60 is separated from the corresponding mandrel 16.
  • the corresponding mandrel 1 16 captures the mandrel 60 of the filter element 10, so that the filter element 10 can be pushed in the correct position to its end position.
  • a central longitudinal axis L of the filter element 10 coincides with a central longitudinal axis of the second housing part 104.
  • the cover 130 is arranged on the clean side of the housing 102.
  • the lid 130 has a clean fluid channel 134 in the interior, which directs the filtered fluid, for example, clean air, to the outlet 122.
  • a nozzle 142 is arranged on the first housing part 104, which provides the outlet 1 12. The nozzle 142 projects beyond the end disk 22 of the installed filter element 10 in the axial direction.
  • the cover 130 has an opening 132, which is positioned under the neck 142 of the first housing part 104 when the cover 130 is closed.
  • the bead 28 of the filter element 10 on the open end plate 22 abuts against a corresponding receptacle of the lid 130 and seals with the seal 25 of the supernatant 23 radially against the raw side of the filter element 10.
  • the bead 28 serves to support the filter element 10.
  • the bead-free region around the opening 24 to the outlet 1 12 is open, the filtered fluid can flow through the cover 130 to the outlet 12.
  • the first housing part 104 further has a mandrel 16 corresponding to the mandrel 16, as can be seen in FIGS. 44 and 45.
  • the corresponding mandrel 1 16 has at the contact surface to the mandrel 60 of the filter element 10, a latching element 1 18, which cooperates with a latching element 62 on the inside of the hollow dome 60.
  • the mandrel 60 predetermines the positional angle of the filter element 10 and prevents tilting of the filter element 10 during insertion of the filter element 10 into the housing part 104.
  • the corresponding mandrel 16 intercepts the mandrel 60 of the filter element 10, so that the filter element 10 can be pushed to its end position.
  • the cams 36 on the closed end disk 32 ensure that the filter bellows 12 can slide over the valve 128 at a safe distance.
  • Figure 47 shows an isometric view of an outside of the lid 130
  • Figure 48 shows an inside view of the lid 130.
  • the lid 130 is seen from the side wedge-shaped, so that its edge 136 from a region of low height to an opposite region with large - height increases. In the region of high height, the opening 132 is arranged, which releases the clean fluid channel 134 in the interior of the lid 130.
  • the opening 132 is positioned under the neck 142 with the lid 130 closed.
  • an air guide 134 is formed in the lid 130.
  • the clean fluid passage 134 serves to guide the filtered air from the interior 50 of the filter element 10 to the outlet 1 12 of the housing 102.
  • the clean fluid passage 134 here has two areas in the opening 132, which in the assembled state with the outlet 1 12 in the side wall of the housing part 104 communicate.
  • the cover 130 has a circumferential sealing groove 141, which spans a first sealing plane. Radially within this sealing groove 141, a further circumferential sealing groove 140 is arranged, which spans a second sealing plane.
  • the opening 132 of the lid 130 is located between the two sealing levels. A separate sealing of the opening 132 can therefore be omitted
  • the circumferential seal 144 is accommodated in the sealing groove 140, which is arranged between the cover 130 and the housing part 104 and serves to seal between the raw side and the clean side.
  • a circumferential seal 137 for sealing the clean side against the outer region of the filter system 100 is received in the seal groove 141.
  • the open end disk 22 has a radial projection 23 (FIGS. 30, 31) which seals as a radial seal 25 against a sealing region of the cover 130.
  • the sealing grooves 140, 141 surround a circumferential collar 139, whose inner surface forms a sealing surface for the radial seal 25 of the open end plate 22.
  • the bead 28 engages in a receptacle 138 of the lid 130, which runs inside the collar 139.
  • a receptacle 138 of the lid 130 which runs inside the collar 139.
  • the receptacle 138 may cause an axial strain of the filter element 10 in the housing 102.
  • the lid 130 protrudes in the region of the housing 102 near the valve 128 with a rib 148 in the opening 24 of the end plate 22.
  • the valve 128 is disposed below the filter element 10.
  • the rib 148 prevents water from collecting in the clean area and returns the water to the filter element 10 where it can drain through the valve 128.
  • FIGS. 51 to 57 show a further exemplary embodiment of a filter system 100 according to a further exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 51 shows an exploded view of a filter system 100 having a housing 102 which has a first housing part 104, for example a housing pot, and a second housing part in the form of a cover 130 and a one-piece seal 150 for sealing the clean side to the raw side and against the outside of the filter system 100 has.
  • FIG. 52 shows an exploded view of one-piece seal 150 and cover 130 of the filter system 100 according to FIG. 51, while FIG. 53 shows a perspective view of the assembly of cover 130 and seal 150.
  • FIG. 54 shows a side view of the filter system 100 and FIG. 55 shows a longitudinal section through the filter system 100.
  • FIG. 56 shows a section through a detail of a clean fluid connection of the cover 130 of the filter system 100 and
  • FIG. 57 shows a section through a detail of a raw fluid side of the cover 130 of the filter system 100 ,
  • filter system 100 and filter element 10 are described in the previous embodiments, in particular in FIGS. 29 to 46, which are referred to in order to avoid unnecessary repetitions.
  • the filter element 10 has at least one axially limited notch 44 in its filter bellows 12, preferably on the side of its closed end disk 32. With the closed end plate 32 ahead, the filter element 10 is inserted into the first housing part 104, wherein it can be pushed onto cam 36 via a valve 128 in the first housing part 104 below the filter element 10.
  • the closed end plate 32 has a central, inwardly facing mandrel 60, which is pushed onto a mandrel 16 in the first housing part 104.
  • the open end disk 22 of the filter element 10 has a bead 28 which partially surrounds the opening 24 of the end disk 22. In the bead-free region of the opening 24, fluid can flow out of the interior 50 of the filter element 10 via a clean fluid passage 134 of the cover 130 to the outlet 12. Inlet 1 10 and outlet 1 12 are arranged directly adjacent in the same housing part 104.
  • the lid 130 has a wedge-shaped edge 136, in the region of which greatest height an opening 132 is arranged. This is positioned with the cover 130 closed under the neck 142 of the first housing part 104. The nozzle 142 projects beyond the end disk 22 of the installed filter element 10 in the axial direction.
  • the lid 130 has a receptacle 138 for the bead 28. Notch 44, mandrel 60 and bead 28 secure the filter element 10 against tilting in the housing 102, which is advantageous in a horizontally installed filter element 10.
  • the one-piece seal 150 has a first sealing ring 152 and a sealing ring 154 connected thereto on both sides via flanks 156.
  • the first sealing ring 152 bears against a sealing surface 146 on the outer edge of the inside of the cover 130, wherein the sealing surface 146 largely surrounds a collar 139, the inside of which serves as a sealing surface for the radial seal 25 of the end plate 22.
  • an outer groove 149 is connected, which receives an edge of the sealing ring 152.
  • the second sealing ring 154 bears against a sealing surface 147, which encloses the opening 132 in the edge 136 of the cover 130. At the two transitions between the two sealing surfaces 146, 147, the seal 150 abuts with the flanks 156.
  • both the seal between the raw and clean side around the neck 142 of the outlet 1 12 as well as the surrounding environment around the lid 130 integrated.
  • the lid 130 above the receptacle 138 for the bead 28 on a in the housing 102 and the opening 24 of the open end plate 22 protruding rib 148, which serves to prevent water from the clean passage 134 of the lid 130 and through the filter element 10 for To conduct valve 128.
  • the seal 150 both seals the seal Cover 130 against the outside of the lid 130 and against the Rohfluidseite ready.
  • the sealing of the clean fluid side against the crude fluid side is effected by the first sealing ring 152.
  • the seal against the outside area by means of the second sealing ring 154th
  • the first sealing ring 152 has an approximately Z-shaped profile, in each case one limb protruding in opposite directions from a central limb at each of its ends.
  • the second sealing ring 154 has an approximately T-shaped profile.
  • the first sealing ring 152 is located with a protruding leg in the groove 149, with the middle leg on the inside of the circumferential collar 109 of the housing part 104 and the other protruding leg frontally on the outside of the collar 139 at.
  • a filter element 10 in particular lying installed, can be securely mounted and dismounted.
  • elements one or more notches 40, 44 on the filter bellows 12 and mandrel 60 and possibly a bead 28 a correct position positioning can be achieved and the filter element 10 are protected against tilting in horizontal installation.
  • the embodiments described so far in the figures are not limited to a round cross-section of the filter element 10. Rather, the cross section of the filter element 10 can be selected as needed, for example, round, oval, square and the like.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filterelement (10) für ein Filtersystem (100) zum Filtern eines, insbesondere gasförmigen, Fluids, mit einer Längsachse (L) und einen um die Längsachse (L) angeordneten Filterbalg (12), der einen Innenraum (50) umschließt, und das wenigstens eine Endscheibe (22) mit einer Öffnung (24) zum Innenraum (50) aufweist. Die die Endscheibe (22) mit der Öffnung (24) zum Innenraum (50) weist einen einseitig angeordneten, in Richtung der Längsachse (L) nach außen abstehenden Wulst (28) auf, der die Öffnung (24) teilweise umgibt. Die Erfindung betrifft ferner ein Filtersystem (100) mit einem solchen Filterelement (10).

Description

Beschreibung
Filterelement und Filtersystem mit einem Filterelement
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Filterelement und ein Filtersystem mit einem Filterelement.
Stand der Technik
Die Ansaugluft von Verbrennungsmotoren wird vor dem Eintritt in einen Brennraum des Verbrennungsmotors üblicherweise mittels eines Luftfilters von Verschmutzungen gereinigt. Hierfür eingesetzte Luftfilterelemente können ein sternförmig gefaltetes Filtermedium aufweisen, welches eine Längsachse ringförmig umgibt. Für Verbrennungsmotoren von Nutzfahrzeugen, beispielsweise schweren Lastkraftwagen, kann ein solches Filterelement eine Länge von mehr als 300 mm, insbesondere von mehr als 500 mm aufweisen. Die Filterelemente müssen sicher in ihrem Filtergehäuse befestigt sein. Da sich Filtermedien im Betrieb mit aus der Luft herausgefilterten Partikeln zusetzen, ist ein regelmäßiger Austausch der Filterelemente erforderlich.
WO 2011/045220 A2 offenbart einen Filtereinsatz umfassend ein Filterelement mit einem entlang der Seitenflächen des Filterelements umlaufenden Rahmen, wobei der Rahmen eine axiale Dichtung trägt. Die Dichtung ist mit einer Dichtfläche eines Filter-gehäuses in Kontakt. Der Rahmen weist an zwei gegenüber liegenden Seitenflächen des Filtereinsatzes eine erste und zweite Kontaktfläche zum Verspannen des Filterelements mittels eines ersten und eines zweiten Verspannelements auf. Der Filtereinsatz kann durch eine seitliche Montageöffnung in das Filtergehäuse eingeschoben werden. Die Verspannelemente können als Verspannschwerter an einem Deckel zum Verschließen der Montageöffnung ausgebildet sein.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen ein Filterelement für ein Filtersystem zu schaffen, das einfach austauschbar ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Filtersystems mit einem solchen Filterelement.
Die vorgenannte Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung von einem Filterelement für ein Filtersystem zum Filtern eines, insbesondere gasförmigen, Fluids gelöst, mit einer Längsachse und einen um die Längsachse angeordneten Filterbalg, der einen Innenraum umschließt, und das wenigstens eine Endscheibe mit einer Öffnung zum Innenraum aufweist, wobei die Endscheibe mit der Öffnung zum Innenraum einen einseitig angeordneten, in Richtung der Längsachse nach außen abstehenden Wulst aufweist, der die Öffnung teilweise umgibt.
Eine weitere Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung von einem Filtersystem zum Filtern eines Fluids gelöst, mit einem in seinem Gehäuse aufnehmbaren, auswechselbaren Filterelement, wobei das Gehäuse einen Deckel und ein mit dem Deckel verschließbares Gehäuseteil umfasst, wobei das Filterelement mit seinem Filterbalg einen Innenraum umschließt und wenigstens eine Endscheibe mit einer Öffnung zum Innenraum aufweist, wobei die Öffnung einseitig von einem Wulst umgeben ist, der im mon- tierten Zustand in eine komplementäre Aufnahme des Deckels eingreift, welche an einer deckelseitigen Innenseite angeordnet ist
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Filterelement für ein Filtersystem zum Filtern eines, insbesondere gasförmigen, Fluids, vorgeschlagen, mit einer Längsachse und einen um die Längsachse angeordneten Filterbalg, der einen Innenraum umschließt, und das wenigstens eine Endscheibe mit einer Öffnung zum Innenraum aufweist, wobei die Endscheibe mit der Öffnung zum Innenraum einen einseitig angeordneten, in Richtung der Längsachse nach außen abstehenden Wulst aufweist, der die Öffnung teilweise umgibt.
Vorteilhaft kann das Filterelement mittels des Wulsts im eingebauten Zustand in einem Gehäuse an einem Deckel des Gehäuses abgestützt werden, der eine komplementäre Aufnahme aufweist, in welche der Wulst eingreifen kann. Das Filterelement kann in axialer Richtung verpresst werden. Die Aufnahme kann das Filterelement halten, was insbesondere bei einer schrägen oder horizontalen Anordnung des Filterelements vorteilhaft ist. Dann kann der Wulst vorzugsweise unterhalb der Öffnung angeordnet sein.
Vorzugsweise ist das Filterelement zur Filterung von Luft vorgesehen, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements kann der Wulst U-förmig ausgebildet sein und vorzugsweise mindestens 60%, besonders bevorzugt mindestens 70% der Öffnung umgeben. Diese Ausgestaltung ermöglicht, dass im Betriebszustand des Filterelements Fluid den wulstfreien Bereich um die Öffnung in der Endscheibe passieren kann. Beispielsweise kann Fluid aus dem Innenraum des Filterelements in einen Reinluftkanal im Deckel strömen.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements kann der Wulst ein keilförmiges Profil aufweisen. Hierdurch kann der Wulst gut in der Aufnahme im Deckel eingeführt und gehalten werden.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements oder als eigenständige Lösung kann die Endscheibe einen radialen Überstand über den Filterbalg aufweisen. Der Überstand kann vorzugsweise mindestens 3 mm, bevorzugt mindestens 5 mm, besonders bevorzugt mindestens 6 mm, weiter bevorzugt mindestens 8 mm, weiter bevorzugt mindestens 10 mm, insbesondere bevorzugt mindestens 8 mm und höchstens 15 mm betragen. Eine günstiger Überstand liegt zwischen 6 mm und 10 mm.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements kann der Überstand randseitig eine umlaufende radiale Dichtung an der offenen Endscheibe bilden. Vorteilhaft kann die Endscheibe mit ihrem Überstand als radiale Dichtung eine Abdichtung von Reinseite zu Rohseite bewirken.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements kann der Wulst mit der Endscheibe einstückig ausgebildet sein. Insbesondere kann der Wulst mit der Endscheibe einstückig hergestellt sein. Vorteilhaft kann die Endscheibe mit dem Wulst aus einem elastomeren Material, insbesondere Polyurethan, gebildet sein. Vorteilhaft kann die Endscheibe in einer geeigneten Gießschale erzeugt werden, in welche das Material der Endscheibe gegossen und in welcher der Filterbalg, der vorzugsweise auf einem Stützrohr angeordnet ist, positioniert wird.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements kann der wulstfreie Bereich der Öffnung strömungsgünstig verrundet sein. Dier erlaubt eine geräuscharme Passage von Fluid aus dem Innenraum, falls der Innenraum die Reinseite des Filterelements bildet, oder in den Innenraum des Filterelements, falls der Innenraum als Rohseite des Filterelements vorgesehen ist.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Filtersystem vorgeschlagen zum Filtern eines, insbesondere gasförmigen, Fluids, mit einem in seinem Gehäuse aufnehmbaren, auswechselbaren Filterelement, wobei das Gehäuse einen Deckel und ein mit dem Deckel verschließbares Gehäuseteil umfasst, wobei das Filterelement mit seinem Filterbalg einen Innenraum umschließt und wenigstens eine Endscheibe mit einer Öffnung zum Innenraum aufweist, wobei die Öffnung einseitig von einem Wulst umgeben ist, der im montierten Zustand in eine komplementäre Aufnahme des Deckels eingreift, welche an einer deckelseitigen Innenseite angeordnet ist
Vorteilhaft kann das Filterelement im Gehäuse in Richtung seiner Längsachse axial eingespannt werden. Dies erlaubt einen schrägen oder liegenden, horizontalen Einbau des Filterelements. Der Wulst kann Vibrationen dämpfen, die im Betrieb auftreten können. Vorzugsweise wird das Filtersystem als Luftfilter eingesetzt, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, vorzugsweise in einem Nutzfahrzeig.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Filtersystems kann der Deckel an einer deckelseitigen Innenseite einen umlaufenden Kragen aufweisen, der eine umlaufende Dichtfläche für eine radiale Dichtung an der Endscheibe des Filterelements bereitstellen kann, welche randseitig an einem Überstand der Endscheibe über einen Filterbalg des Filterelements ausgebildet ist. Ferner ist es möglich, dass ein Fluidkanal im Deckel ausgebildet ist durch welchen Fluid strömen kann, das mit dem Innenraum des Filterelements fluidisch kommuniziert. Beispielsweise kann Reinfluid aus dem Innenraum in den Fluidkanal des Deckels einströmen und einem Verbraucher zugeführt werden. Vorteilhaft wird hierdurch möglich, Einlass und Auslass des Fluids im Gehäuse am gleichen Gehäuseteil und insbesondere eng benachbart vorzusehen.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Filtersystems kann die radiale Dichtung eine Reinfluidseite von einer Rohfluidseite des Filterelements trennen. Dies erlaubt Anordnung des Deckels wahlweise auf einer Reinseite oder einer Rohseite des Filtersystems. Besonders bei beengten Platzverhältnissen, wie sie beispielsweise bei Nutzfahrzeugen Vorkommen können, ist dies vorteilhaft. Nach einer günstigen Ausgestaltung des Filtersystems kann das Filterelement im bestimmungsgemäßen Montagezustand mit seiner Längsachse schräg oder horizontal angeordnet sein. Dies erlaubt eine Platz sparende Anordnung des Filtersystems.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen beispielhaft: Fig. 1 ein günstiges Filterelement mit aufgeweiteten Falten an einem Ende des Filterelements;
Fig. 2 das Filterelement nach Figur 1 mit aufgeweiteten Falten am entgegengesetzten Ende des Filterelements;
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine geschlossene Endscheibe des Filterelements nach Figur 1 ;
Fig. 4 ein Detail des Filterelements nach Figur 1 an seiner geschlossenen Endscheibe;
Fig. 5 ein Detail des Filterelements nach Figur 1 an seiner offenen Endscheibe;
Fig. 6 einen Längsschnitt durch das Filterelement nach Figur 1 ;
Fig. 7 einen Längsschnitt durch ein Filtersystem mit Gehäuse, in das ein Filterelement nach Figur 1 eingesetzt ist;
Fig. 8 eine Draufsicht auf das Filtersystem nach Figur 7;
Fig. 9 ein Detail des Filtersystems nach Figur 7 an seiner geschlossenen Endscheibe;
Fig. 10 ein Detail des Filtersystems nach Figur 7 an seiner offenen Endscheibe;
Fig. 1 1 eine isometrische Ansicht des Filtersystems nach Figur 7 von einer ersten Seite;
Fig. 12 eine isometrische Ansicht des Filtersystems nach Figur 7 von einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite;
Fig. 13 eine Explosionsdarstellung des Filtersystems nach Figur 7;
Fig. 14 ein weiteres günstiges Filterelement mit einem Ring zum lokalen Aufweiten von Abständen zwischen Falten des Faltenbalgs vor dem Aufbringen der Endscheibe;
Fig. 15 das Filterelement nach Figur 14 mit geschäumter Endscheibe;
Fig. 16 einen Längsschnitt durch das Filterelement nach Figur 14;
Fig. 17 eine Draufsicht auf das Filterelement nach Figur 14;
Fig. 18 ein Detail des Filterelements nach Figur 14 an einer Endscheibe;
Fig. 19 eine Draufsicht auf einen Ring für ein Filterelement nach Figur 14;
Fig. 20 eine isometrische Ansicht des Rings nach Figur 19;
Fig. 21 ein weiteres günstiges Filterelement mit einem Stützrohr zum lokalen Aufweiten von Abständen zwischen Falten des Faltenbalgs;
Fig. 22 einen Längsschnitt durch das Filterelement nach Figur 21 ;
Fig. 23 eine Draufsicht auf das Filterelement nach Figur 21 ;
Fig. 24 ein Detail des Filterelements nach Figur 21 an einer Endscheibe;
Fig. 25 einen Längsschnitt durch ein Stützrohr für das Filterelement nach Figur 21 ;
Fig. 26 eine isometrische Ansicht des Stützrohrs nach Figur 25; Fig. 27 eine Draufsicht auf das Stützrohr nach Figur 25;
Fig. 28 ein Detail des Stützrohrs nach Figur 25;
Fig. 29 einen Längsschnitt durch ein Filterelement nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 30 ein Detail des Filterelements nach Figur 29 an dessen offener Endscheibe;
Fig. 31 ein weiteres Detail des Filterelements nach Figur 29 an dessen offener Endscheibe;
Fig. 32 eine perspektivische Ansicht des Filterelements aus Figur 29 von seiner offenen Endscheibe her gesehen;
Fig. 33 eine perspektivische Ansicht des Filterelements nach Figur 29 von seiner geschlossenen Endscheibe her gesehen;
Fig. 34 ein Stützrohr für ein Filterelement nach Figur 29;
Fig. 35 eine Gießschale zum Schäumen einer geschlossenen Endscheibe für ein Filterelement nach Figur 29;
Fig. 36 eine Gießschale zum Schäumen einer offenen Endscheibe für ein Filterelement nach Figur 29;
Fig. 37 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Filterelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 38 eine Explosionsdarstellung eines Filtersystems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit dem Filterelement nach Figur 29;
Fig. 39 einen Längsschnitt durch das Filtersystem nach Figur 38;
Fig. 40 einen Längsschnitt durch ein Detail des Filtersystems nach Figur 38 mit Montagehilfen;
Fig. 41 eine perspektivische Ansicht des Filtersystems nach Figur 38 mit einem geöffneten Gehäuse mit einem eingesetzten Filterelement nach Figur 29;
Fig. 42 eine perspektivische Ansicht des Gehäuses des Filtersystems nach Figur 38;
Fig. 43 einen Querschnitt durch das Filtersystem nach Figur 38 mit eingesetztem Filterelement nach Figur 29;
Fig. 44 eine perspektivische Ansicht des Filtersystems nach Figur 38 mit einem geöffneten Gehäuse mit einem eingesetzten Filterelement nach Figur 29 unter anderem Blickwinkel;
Fig. 45 eine perspektivische Ansicht des Innenraums des Gehäuses des Filtersystems nach Figur 38 mit Noppenaufnahmen;
Fig. 46 das Filterelement nach Figur 29 beim Einführen in das Gehäuse des Filtersystems nach Figur 38;
Fig. 47 eine isometrische Ansicht einer Außenseite eines Deckels des Gehäuses des Filtersystems nach Figur 38;
Fig. 48 eine isometrische Ansicht einer Innenseite eines Deckels des Gehäuses des Filtersystems nach Figur 38;
Fig. 49 ein Detail des Längsschnitts durch das Filtersystem nach Figur 39 an dessen Reinseite mit geschlossenem Deckel;
Fig. 50 einen Längsschnitt durch ein Detail des Schnitts nach Figur 39;
Fig. 51 ein Filtersystem nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Deckel und Dichtung in expandierter Ansicht;
Fig. 52 eine Explosionsdarstellung von Dichtung und Deckel des Filtersystems nach Figur 51 ; Fig. 53 eine perspektivische Ansicht des Zusammenbaus von Deckel und Dichtung nach Figur 52;
Fig. 54 eine Seitenansicht des Filtersystems nach Figur 51 ;
Fig. 55 einen Längsschnitt durch das Filtersystem nach Figur 51 ;
Fig. 56 einen Schnitt durch ein Detail eines Reinfluidanschlusses des Deckels des Filtersystems nach Figur 51 ;
Fig. 57 einen Schnitt durch ein Detail einer Rohfluidseite des Deckels des Filtersystems nach Figur 51.
Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
Figuren 1 bis 28 zeigen Filterelemente 10 mit einem Filterbalg 12, der in entsprechend angepasster Form für ein erfindungsgemäßes Filterelement 10 geeignet ist. Insbesondere weist der Filterbalg 12 eine oder mehrere Einkerbungen 40, 44 auf.
Figuren 1 bis 13 illustrieren ein erstes Beispiel mit einem Filterelement 10 (Figuren 1-6) und einem Filtergehäuse 102 sowie Filtersystem 100 (Figuren 7 bis 13).
Wie Figuren 1 und 2 zu entnehmen ist, weist das Filterelement 10 einen Filterbalg 12 auf, der sich entlang einer Längsachse L erstreckt und einen Innenraum 50 umgibt.
Der Filterbalg 12 ist beispielsweise aus einem gefalteten Filtermaterial gebildet, das zu einem in sich geschlossenen Filterbalg 12 gebildet und auf einem Stützrohr 70 angeordnet ist. Das Stützrohr 70 kann eine nach innen weisende Rippe aufweisen.
Die Falten 14 sind in Figuren 1 und 2 lediglich beispielhaft angedeutet und erstrecken sich über die gesamte Länge des Filterbalgs 12. Die Längskanten 16 der Falten 14 liegen in einer äußeren Mantelfläche 18 des Filterbalgs 12. Der Filterbalg 12 ist in diesem Beispiel als Rundelement ausgebildet.
An einem stirnseitigen ersten Ende 20 und einem diesem gegenüberliegenden stirnseitigen zweiten Ende 30 des Filterelements 10 sind Endscheiben 22, 32 angeordnet, welche den Filterbalg 12 an seinen Stirnkanten abdichten. Die Endscheiben 22, 32 können in üblicher Weise beispielsweise aus geschäumtem Polyurethan gebildet sein.
Am ersten Ende 20 ist eine zum Innenraum 50 geöffnete Endscheibe 22 angeordnet. Am gegenüberliegenden zweiten Ende 30 ist eine geschlossene Endscheibe 32 angeordnet. Die geschlossene Endscheibe 32 weist nach außen abstehende kreissegmentartige Abstandsnoppen 34 auf, die einen in den Innenraum 50 weisenden Dorn 60 auf einem konstanten Radius umgeben. Die Abstandsnoppen 34 können zur Abstützung des Filterelements 10 in einem Gehäuse dienen.
Die geöffnete Endscheibe 22 weist einen nach außen weisenden Ring 26 auf, der die Öffnung 24 in der Endscheibe 22 umgibt. Der Ring 26 kann als Dichtung dienen. Vorzugsweise sind Endscheibe 22 und Ring 26 einstückig ausgebildet. Insbesondere kann die Endscheibe mit dem Ring 26 aus Polyurethan gebildet sein.
Die Strömungsrichtung des zu filternden Fluids ist durch den Filterbalg 12 gerichtet. Ist dessen Reinseite innen vorgesehen, strömt das Fluid von der Außenseite des Filterbalgs 12 in den Innenraum 50 und von dort durch die Öffnung 24 aus dem Filterelement 10 hinaus. Optional kann die Durchströmungsrichtung auch umgekehrt vorgesehen sein.
Der Filterbalg 12 weist an beiden seiner Enden 20, 30 jeweils eine Einkerbung 40, 44 auf, deren axiale Länge 42, 46 in Richtung der Längsachse L kürzer als die Längserstreckung des Filterbalgs 12 in Richtung der Längsachse L ist. Die Einkerbungen 40, 44 sind lokal begrenzt und erstrecken sich nicht über die gesamte Länge des Faltenbalgs 12. Vorzugsweise haben die Einkerbungen 40, 44 den größten Faltenkantenabstand an den jeweiligen Endscheiben 22, 32 und verjüngen sich mit zunehmendem Abstand von der Endscheibe 22, 32.
Die Einkerbungen 40, 44 weiten den Abstand zwischen zwei benachbarten Falten auf, wobei die Falten 14 sich insgesamt über die gesamte Länge des Faltenbalgs 12 erstrecken.
Vorzugsweise sind die Einkerbungen 40, 44 am Umfang versetzt angeordnet, beispielsweise um 180° versetzt auf diametral gegenüberliegenden Seiten des Faltenbalgs 12. Die Einkerbungen können auch um andere Winkel als 180° gegeneinander versetzt sein.
Zwischen den Einkerbungen 40, 44 können Fixierelemente 90 vorgesehen sein, welche gewährleisten, dass in diesem Bereich der Abstand zwischen den Falten 14 konstant gehalten ist. Es können optional übliche Fixierelemente 90 wie Fadenwickel, Leimraupen, Raupen von Schmelzklebstoff, Prägungen ("Pleatlock") quer zu den Längskanten 16 der Falten 14 und dergleichen vorgesehen sein.
Die Einkerbungen 40, 44 können auf unterschiedliche Weise erzeugt werden. Sie können in den Filterbalg 12 eingebracht werden, nachdem die optionalen Fixierelemente 90 bereits angebracht wurden. Die Einkerbungen 40, 44 können beim Herstellen der Endscheiben 22, 32 in den Filterbalg 12 eingebracht werden oder durch Einlegeteile oder Spreizelemente am Stützrohr und dergleichen. Die beiden Einkerbungen 40, 44 am Filterbalg 12 können auf gleiche Weise oder mit unterschiedlichen Methoden gebildet werden.
Es kann optional vorgesehen sein, dass nur eine Einkerbung 40 oder 44 am Filterelement 10 vorhanden ist.
Wie in Figuren 3 bis 6 zu sehen ist, sind gehen die Einkerbungen 40, 44 von einer Kerbe in den Endscheiben 22, 32 aus. Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf die geschlossene Endscheibe 32 des Filterelements 10 nach Figur 1 , Figur 4 ein Detail des Filterelements 10 an seiner geschlossenen Endscheibe 32 und Figur 5 ein Detail des Filterelements 10 an seiner offenen Endscheibe 22. Figur 6 zeigt einen Längsschnitt durch das Filterelement 10 nach Figur 1. Die Kerbe kann vorteilhaft bei der Montage des Filterelements 10 einen Reibschluss gegen ein Gegenelement in einem Gehäuse 102 bewirken und die Gefahr des Verkippens des Filterelements 10 beim Einbau in das Gehäuse 102 reduzieren.
Die Einkerbungen 40, 44 werden durch das Material der Endscheibe 22, 32 in Form gehalten.
Dabei ist es möglich, dass die Endscheibe 22, 32 in der Kerbe einen geringen Überstand gegenüber den durch die jeweilige Einkerbung 40, 44 gespreizten Falten aufweist. Dies ermöglicht eine Verpressung der Einkerbungen 40, 44 beim Einbau in ein Gehäuseteil, das eine den Einkerbungen 40, 44 jeweils entsprechende Gegenkontur aufweist.
Optional kann auch nur eine oder keine der Endscheiben 22, 32 eine Kerbe aufweisen, wenn im an die Endscheiben 22, 32 angrenzenden Bereich des Filterbalgs 12 Einkerbungen 40, 44 vorgesehen sind. Dies ermöglicht, den Rand der kerbenlosen Endscheibe zur radialen Abdichtung einzusetzen.
Die geschlossene Endscheibe 32 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine nach innen gewölbte Fläche auf, in deren Mitte der in den Innenraum 50 ragende Dorn 60 angeordnet ist.
Die Einkerbungen 40, 44 erlauben einen lagerichtigen Einbau des Filterelements 10 in ein Gehäuse. Im Zusammenwirken mit dem Dorn 60 kann erreicht werden, dass eine stabile Positionierung des Filterelements 10 erreicht wird. Besonders vorteilhaft ist dies, wenn das Filterelement 10 in ein liegendes Gehäuse eingebaut wird. Die Einkerbungen 40, 44 und Dorn 60 verhindern ein Verkippen des Filterelements 10.
Das Filtersystem 100 mit Gehäuse 102 ist in Figuren 7 bis 13 dargestellt. Dabei zeigt Figur 7 einen Längsschnitt durch das Filtersystem 100 mit Gehäuse 102, in das ein Filterelement 10 nach Figur 1 eingesetzt ist. Figur 8 zeigt eine Draufsicht auf das Filtersystem 100, und Figuren 9 und 10 zeigen Details des Filtersystems 100 an der geschlossenen Endscheibe 32 und an der offenen Endscheibe 22 des Filterelements 10. Figur 1 1 zeigt eine isometrische Ansicht des Filtersystems 100 von einer ersten Seite, und Figur 12 zeigt eine isometrische Ansicht des Filtersystems 100 von einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite. Figur 13 zeigt eine Explosionsdarstellung des Filtersystems 100.
Das Gehäuse 102 besteht aus einem ersten Gehäuseteil 104, beispielsweise einem Gehäusetopf, und einem zweiten Gehäuseteil 106, beispielsweise einem Deckel. Die beiden Gehäuseteile 104, 106 sind an einer Verbindung 105 miteinander, insbesondere lösbar, verbunden. Das zweite Gehäuseteil 106 weist an seiner Stirnseite eine nach innen gewölbte Fläche auf, die mit der gewölbten Stirnseite der geschlossenen Endscheibe 32 des Filterelements 10 korrespondiert.
Das Gehäuse 102 weist jeweils eine korrespondierende Einkerbung 120, 122 passend zu den Einkerbungen 40, 44 des Filterelements 10 an dessen erster, offener Endscheibe 22 und dessen zweiter, geschlossener Endscheibe 32 auf. Dies ist in der Draufsicht auf das Gehäuse 102 in Figur 8 zu erkennen. Die Einkerbung 122 ist im Gehäuse 102 korrespondierend zur Einkerbung 44 am Ende 30 mit der geschlossenen Endscheibe 32 vorgesehen.
Das Gehäuse 102 weist einen ersten Fluidanschluss 1 10, beispielsweise einen Lufteinlass, und einen zweiten Fluidanschluss 1 12, beispielsweise einen Luftauslass, auf. Der erste Fluidanschluss 1 10 ist tangential an dem ersten Gehäuseteil 104 des Gehäuses 102 angeordnet, so dass das Fluid beispielsweise tangential in das Gehäuse 102 eintreten kann. Der zweite Fluidanschluss 1 12 ist als zentraler Stutzen 1 14 am ersten Gehäuseteil 104 ausgebildet, der sich in Längsrichtung L vom Filterelement 10 weg erstreckt.
Wie Figur 9 zeigt, liegen die Abstandsnoppen 34 der geschlossenen Endscheibe 32 an der Innenseite des zweiten Gehäuseteils 106 an und erlauben in axialer Richtung ein sicheres Einspannen des Filterelements 10 bei geschlossenem Gehäuse 102. Dies erlaubt eine Verbesserung der Stabilität bei Vibrationen im Betrieb des Filterelements 10. Die Einkerbung 122 greift dabei zumindest teilweise in die Einkerbung 44 des Filterelements 10 ein.
Die offene Endscheibe 22 des Filterelements 10 umgreift mit dem Ring 26 einen in den Innenraum 50 ragenden Rand des Stutzens 1 14 und dichtet radial nach innen gegen den Rand ab, wie in Figur 10 zu sehen ist. Die Einkerbung 120 greift dabei zumindest teilweise in die Einkerbung 40 des Filterelements 10 ein.
In Figuren 1 1 und 12 sind die Seitenansichten des Filtersystems 100 zu sehen, welche die diametral entgegengesetzte Lage der Einkerbungen 120, 122 im ersten und zweiten Gehäuseteil 104, 106 erkennen lassen.
Die Explosionsdarstellung in Figur 13 zeigt die Komponenten Gehäusetop 104, Filterelement 10 und Gehäusedeckel 106 des Filtersystems 100. Das Filterelement 10 kann durch die Einkerbungen 40, 44 und die Einkerbungen 120, 122 im Gehäuse 102 lageorientiert in das Gehäuse 102 eingesetzt werden.
Figuren 14 bis 20 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer ersten Herstellungsmöglichkeit von einer oder mehreren Einkerbungen 40 in einem Filterelement 10. In dieser Variante wird die Einkerbung 40 im Filterbalg 12 des Filterelements 10 durch ein Einlegeteil 250 erzeugt, das eine Einkerbstruktur 252 aufweist, die in den Filterbalg 12 zwischen zwei Falten eingreift und diese aufspreizt. Der Einlegering 250 kann beispielsweise beim Herstellen der geschäumten, beispielsweise offenen Endscheiben 22 in eine Gießform gelegt werden und auf diese Weise mit der Endscheibe 22 und dem Filterbalg 12 verbunden werden.
Die weiteren Elemente des Filterelements 10 entsprechen denen des vorherigen Ausführungsbeispiels der Figuren 1 bis 13, auf das zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen verwiesen wird.
Figur 14 zeigt das Filterelement 10 nach einem weiteren Beispiel mit einem Ring 250 zum lokalen Aufweiten eines Abstands zwischen Falten 14 des Faltenbalgs 12 vor dem Aufbringen der Endscheibe 22. Figur 15 zeigt das Filterelement 10 mit geschäumter Endscheibe 22 und eingebettetem Einlegering 250. Figur 16 zeigt einen Längsschnitt durch das Filterelement 10 mit dem Einlegering 250 in der offenen Endscheibe 22. Figur 17 zeigt eine Draufsicht auf die offene Endscheibe 22 des Filterelements 10, und Figur 18 zeigt ein Detail des Filterelements 10 im Verbindungsbereich Endscheibe 22, Filterbalg 12 und Einlegering 250.
Figuren 19 und 20 zeigen verschiedene Ansichten des Einlegeringes 250. Die Einkerbstruktur 252 steht in axialer Richtung von der Ringfläche des Einlegeringes 250 ab. In radialer Richtung weist die Einkerbstruktur 252 praktisch keinen Überstand gegenüber der Ringfläche auf. Auf diese Weise kann die Einkerbstruktur 252 zwischen zwei Falten 14 greifen und diese auseinander drücken.
Die Einkerbstruktur 252 ist ungefähr keilförmig ausgebildet und umfasst zwei gewölbte, miteinander verbundene Flügel 251 , die sich symmetrisch von ihrer Kontaktfläche nach außen erstrecken. Der Querschnitt durch die verbundenen Flügel 251 ist ungefähr V-förmig und ist ungefähr keilförmig ausgebildet, wobei die beiden Flügel 251 der Einkerbstruktur 252 in der Mitte der Keilform Zusammenstößen.
Die Vorderkante der Einkerbstruktur 252 ist gerade und verläuft parallel zu den Längskanten 16 der Falten 14 und fluchtet mit den Längskanten 16 der Falten 14. Die Rückseite der Einkerbstruktur 252 ist durch eine Rundung der Flügel 251 gerundet und läuft spitz nach außen zu. Durch die gerundete Verbindungsnaht und Fläche der Flügel 251 können die Falten 14 im Filterbalg 12 schonend aufgeweitet werden.
Der Filterbalg 12 ist auf einem Stützrohr 70 angeordnet. Das Stützrohr 70 kann eine nach innen weisende Rippe aufweisen.
Figuren 21 bis 28 zeigen eine weitere Variante zur Herstellung wenigstens einer Einkerbung 44 im Faltenbalg 12 eines Filterelement 10, bei dem eine Einkerbstruktur 72 am Stützrohr 70 des Filterelements 10 vorgesehen ist. Das Stützrohr 70 kann eine nach innen weisende Rippe aufweisen.
Figur 21 zeigt das Filterelement 10 mit dem Stützrohr 70, das zum lokalen Aufweiten von Abständen zwischen Falten 14 des Faltenbalgs 12 ausgebildet ist. Figur 22 zeigt einen Längsschnitt und Figur 23 eine Draufsicht auf das Filterelement 10. Figur 24 zeigt ein Detail des Filterelements 10 an seiner geschlossenen Endscheibe 32. Figur 25 zeigt einen Längsschnitt und Figur 26 eine isometrische Ansicht des Stützrohrs 70. Figur 27 zeigt eine Draufsicht auf das Stützrohr 70 und Figur 28 ein Detail des Stützrohrs 70.
Die weiteren Elemente des Filterelements 10 entsprechen denen des Ausführungsbeispiels der Figuren 1 bis 13, auf das zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen verwiesen wird.
Wie Figuren 21 und 22 zu entnehmen ist, wird die Einkerbung 44 im Filterbalg 12 an der geschlossenen Endscheibe 32 des Filterelements 10 durch eine Einkerbstruktur 72 des Stützrohrs 70 hervorgerufen. Generell ist das Stützrohr 70 an seinem geschlossenen Ende mit einer Scheibe 74 geschlossen. In diesem Beispiel ist die Einkerbstruktur 72 am geschlossenen Ende des Stützrohrs 70 angeordnet. Die Einkerbstruktur 72 des Stützrohrs 70 greift zwischen zwei Falten 14 ein und weitet deren Abstand zueinander in radialer Richtung nach außen auf. In der Endscheibe 32 ist in dem Bereich der Einkerbstruktur 72 eine Kerbe ausgebildet.
Die Einkerbstruktur 72 steht in radialer Richtung entsprechend der Dicke des Filterbalgs 12 von dem Stützrohr 70 ab und ragt in axialer Richtung in den Filterbalg 12 hinein. Die Einkerbstruktur 72 ist ungefähr keilförmig ausgebildet und umfasst aus zwei gewölbte, miteinander verbundene Flügel 71 , die sich symmetrisch von ihrer Kontaktfläche nach außen erstrecken.
Der Querschnitt durch die verbundenen Flügel 71 ist ungefähr V-förmig ausgebildet, wobei die beiden Flügel 71 der Einkerbstruktur 72 in der Mitte der Keilform Zusammenstößen. Die Flügel 71 sind etwas gerundet, so dass die Falten 14 im Filterbalg 12 schonend aufgeweitet werden können.
Die Vorderkante der Einkerbstruktur 72 ist gerade und verläuft parallel zu den Längskanten 16 der Falten 14 und fluchtet mit den Längskanten 16 der Falten 14. Die Rückseite der Einkerbstruktur 72 ist durch die Rundung der Flügel 71 gerundet und läuft spitz nach außen zu. Auf diese Weise kann die Einkerbstruktur 72 zwischen zwei Falten 14 des Filterbalgs 12 greifen und diese auseinander drücken. Durch die gerundete Verbindungsnaht und Fläche der Flügel 71 können die Falten 14 im Filterbalg 12 schonend aufgeweitet werden.
Filterbalg 12 mit Stützrohr 70 und Einkerbstruktur 72 werden beim Gießen der Endscheibe 32 innig miteinander verbunden.
Figuren 29 bis 33 zeigen ein Filterelement 10 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Variante einer offenen Endscheibe 22.
Figur 29 zeigt einen Längsschnitt durch das Filterelement 10, Figur 30 zeigt ein Detail des Filterelements 10 an der offenen Endscheibe 22. Figur 31 zeigt ein weiteres Detail des Filterelements 10 an der offenen Endscheibe 22. Figur 32 zeigt eine perspektivische Ansicht des Filterelements 10 von seiner offenen Endscheibe 22 her gesehen. Figur 33 zeigt eine isometrische Ansicht des Filterelements 10 von seiner geschlossenen Endscheibe 32 her gesehen.
Das Filterelement 10 weist einen Filterbalg 12 auf, der sich entlang einer Längsachse L erstreckt und einen Innenraum 50 umgibt. Der Filterbalg 12 ist beispielsweise aus einem gefalteten Filtermaterial gebildet, das in sich geschlossen auf einem Stützrohr 70 angeordnet ist.
Die Falten 14 des Filterbalgs 12 erstrecken sich über die gesamte Länge des Filterbalgs 12. Die Längskanten 16 der Falten 14 liegen in einer äußeren Mantelfläche 18 des Filterbalgs 12. Der Filterbalg 12 weist in diesem Beispiel einen Querschnitt mit zwei sich gegenüberliegenden kreisbogenförmigen Abschnitten auf, die durch gerade Bereiche verbunden sind. An einem stirnseitigen ersten Ende 20 und einem entlang der Längsachse L diesem gegenüberliegenden stirnseitigen zweiten Ende 30 des Filterelements 10 sind Endscheiben 22, 32 angeordnet, welche den Filterbalg 12 an seinen Stirnkanten abdichten. Die Endscheiben 22, 32 können in üblicher Weise beispielsweise aus geschäumtem Polyurethan gebildet sein.
Am ersten Ende 20 ist eine zum Innenraum 50 geöffnete Endscheibe 22 angeordnet. Am gegenüberliegenden zweiten Ende 30 ist eine geschlossene Endscheibe 32 angeordnet. Die geschlossene Endscheibe 32 weist nach außen abstehende kreissegmentartige Abstandsnoppen 34 auf, die einen in den Innenraum 50 weisenden Dorn 60 umgeben. Die Abstandsnoppen 34 können zur Abstützung des Filterelements 10 in dem Gehäuse 102 dienen. Die Abstandsnoppen 34 sind vorzugsweise einstückig mit der Endscheibe 32 ausgebildet.
Die offene Endscheibe 22 weist einen nach außen weisenden Wulst 28 auf, der bereichsweise die Öffnung 24 in der Endscheibe 22 umgibt. Der Wulst 38 ist vorzugsweise einstückig mit der Endscheibe 22 ausgebildet. Der Wulst 28 hat eine annähernd U-förmige Form und verläuft annähernd U-förmig um die Öffnung 24 der Endscheibe 22, so dass ein Teil der Öffnung 24 von dem Wulst 28 umgeben ist und ein Teil wulstfrei ist. Der Wulst 28 umgibt ungefähr drei Viertel des Umfangs der zentralen Öffnung 24.
Dabei weist der wulstfreie Bereich der Öffnung 24 der Endscheibe 22 vorzugsweise eine Kante 29 auf, die besonders stark verrundet ist. Durch den wulstfreien Bereich der Öffnung 24 kann Fluid in einen Reinkanal austreten.
Der Wulst 28 kann zum Abstützen des Filterelements 10 in einem Gehäuse dienen. Dies ist vorteilhaft besonders bei einem Gehäuse, in das das Filterelement 10 liegend, d.h. mit der Längsachse L schräg oder horizontal ausgerichtet, eingebaut ist.
Aus fertigungstechnischen Gründen sind in der ersten Endscheibe 22 Einprägungen von Abstandshaltern 218 einer Gussform 210 (Figur 36), in der die erste Endscheibe 22 mit der Reinluft-Dichtung 25 an den Filterbalg 12 angegossen wurde, ausgebildet. Die erste Endscheibe 22 und die umfangseitige Reinluft- Dichtung 25 bestehen hier aus Polyurethan.
Die zweite Endscheibe 32 weist aus fertigungstechnischen Gründen wie die erste Endscheibe 22 eine nicht näher bezeichnete Einprägung auf, die durch einen Abstandhalter einer Gussform 200 (Figur 35) verursacht wurde. Die Einprägung der zweiten Endscheibe 32 ist weitgehend durchgängig umlaufend ausgebildet und nur im Bereich der Einkerbung 44 unterbrochen.
Die Strömungsrichtung des zu filternden Fluids ist durch den Filterbalg 12 gerichtet. Ist dessen Reinseite innen vorgesehen, strömt das Fluid von der Außenseite des Filterbalgs 12 in den Innenraum 50 und von dort durch die Öffnung 24 aus dem Filterelement 10 hinaus. Optional kann die Durchströmungsrichtung auch umgekehrt vorgesehen sein. Der Filterbalg 12 weist an seinem zweiten Ende 30 eine Einkerbung 44 auf, deren axiale Länge 46 in Richtung der Längsachse L kürzer als die Längserstreckung des Filterbalgs 12 in Richtung der Längsachse L ist. Die Einkerbung 44 ist lokal begrenzt und erstreckt sich nicht über die gesamte Länge des Faltenbalgs 12. Vorzugsweise hat die Einkerbung 44 den größten Faltenkantenabstand an der Endscheibe 32 und verjüngt sich mit zunehmendem Abstand von der Endscheibe 32.
Die Einkerbung 44 weitet lediglich den Abstand zwischen zwei benachbarten Falten 14 auf, wobei die Falten 14 sich insgesamt über die gesamte Länge des Faltenbalgs 12 erstrecken.
Zwischen der Einkerbung 44 und der gegenüberliegenden offenen Endscheibe 22 können Fixierelemente 90 vorgesehen sein, welche gewährleisten, dass in diesem Bereich der Abstand zwischen den Falten 14 konstant gehalten ist. Es können optional übliche Fixierelemente 90 wie Fadenwickel, Leimraupen, Raupen von Schmelzklebstoff, Prägungen ("Pleatlock") quer zu den Längskanten 16 der Falten 14 und dergleichen vorgesehen sein.
Die Einkerbung 44 kann auf unterschiedliche Weise erzeugt werden. Sie kann in den Filterbalg 12 eingebracht werden, nachdem die optionalen Fixierelemente 90 bereits angebracht wurden. Die Einkerbung 44 kann beim Herstellen der Endscheibe 32 in den Filterbalg 12 eingebracht werden.
Es kann optional vorgesehen sein, dass wie in dem Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 bis 13 jeweils eine Einkerbung 40, 44 an beiden Enden 20, 30 des Filterelements 10 vorgesehen ist.
Die offene Endscheibe 22 steht radial mit einem Überstand 23 über den Filterbalg 12 über und kann als radiale Dichtung 25 genutzt werden (Figuren 30, 31 ). Der Überstand 23 beträgt vorzugsweise mindestens 3 mm, bevorzugt mindestens 5 mm, besonders bevorzugt mindestens 6 mm, weiter bevorzugt mindestens 8 mm, weiter bevorzugt mindestens 10 mm, insbesondere bevorzugt mindestens 8 mm und höchstens 15 mm.
Auf der Seite der Endscheibe 22, an welcher der Wulst 28 angeordnet ist, ist der Überstand 23 der Endscheibe 22 geringer als auf der diametral gegenüberliegenden Seite. Optional kann die Endscheibe 22 jedoch auch mit umlaufend konstantem Überstand 23 ausgebildet sein.
An der geschlossenen Endscheibe 32 ragt ein hohler, etwa T-förmiger Dorn 60 in den Innenraum 50. Der Dorn 60 kann als Montagehilfe bei der Montage des Filterelements 10 in ein Gehäuse 102 genutzt werden.
An der der Einkerbung 44 gegenüberliegenden Seite der Endscheibe 32 sind zwei am Umfang beabstan- dete Nocken 36 angeordnet, die in radialer Richtung über die Endscheibe 32 überstehen. Diese dienen als Montagehilfe, so dass beim Einschieben des Filterelements 10 in sein Gehäuse der Filterbalg 12 und die Endscheibe 32 von der Gehäusewand beabstandet bleiben. Das Stützrohr 70 weist entlang seiner Länge eine nach innen ragende Rippe 78 auf, die zur Positionierung des Stützrohrs 70 in einer Gießschale für die Endscheiben 22, 32 genutzt werden kann.
An der geschlossenen Endscheibe 32 ragt ein hohler Dorn 60 in den Innenraum 50. Der Dorn 60 kann als Montagehilfe bei der Montage des Filterelements 10 in ein Gehäuse 100 genutzt werden. Dies ist insbesondere in Figuren 39 bis 46 zu sehen, in denen das Filtersystem 100 mit in das Gehäuse 102 eingesetztem Filterelement 10 dargestellt ist.
Figur 34 zeigt das Stützrohr 70 für das Filterelement 10 mit der nach innen weisenden Rippe 78, die sich axial entlang des Körpers 76 des Stützrohrs 70 erstreckt. An einem Ende, das später an der offenen Endscheibe 22 vorgesehen ist, weist das Stützrohr 70 einen umgelegten breiten Rand 80 auf. Der Rand 80 dient als Stützstruktur und ist hier im Bereich der ersten Endscheibe 22 gitterförmig mit radialen Streben und in Umfangsrichtung umlaufenden Ringen ausgebildet, zwischen denen nicht näher bezeichnete Durchbrüche vorgesehen sind. Durch die Durchbrüche kann das Material der Endscheibe 22, beispielsweise Polyurethan, durchgreifen und so den Rand 80 vollständig in der Endscheibe 22 einbetten.
An dem Ende, das später an der geschlossenen Endscheibe 32 vorgesehen ist, ist im Zentrum der Dorn 60 zu erkennen. Der Dorn 60 kann aus einem nicht-elastomeren Material wie das Stützrohr 70 gebildet sein. Das Stützrohr 70 ist an diesem Ende mit einer Scheibe 74 geschlossen, von welcher der Dorn 60 axial in den Innenraum ragt.
Figur 35 zeigt eine Gießschale 200 zum Schäumen einer geschlossenen Endscheibe 32 für das Filterelement 10 nach Figur 29, und Figur 36 zeigt eine Gießschale zum Schäumen einer offenen Endscheibe 22 für das Filterelement nach Figur 29. Am Übergang des Randes 80 zum Körper 76 des Stützrohrs 70 sind Aussparungen 75 vorgesehen, in welche das Material der Endscheibe 22 eingreifen kann.
In der Gießschale 200 für die geschlossene Endscheibe 32 ist im Zentrum eine Dornkontur 203 zu erkennen, die komplementär zum Dorn 60 im Stützrohr 70 ist und auf die das Stützrohr 70 aufgesteckt werden kann. Eine Einkerbstruktur 202 ist dazu vorgesehen, zwischen zwei Falten 14 des auf dem Stützrohr 70 angeordneten Filterbalgs 12 einzugreifen und diese aufzuspreizen.
Zwei Nockenkonturen 204 sind zur Erzeugung der Nocken 36 vorgesehen. Vertiefungen 206 sind als Noppenkontur für die Noppen 34 vorgesehen. Die Noppenkonturen 34 sind von einer umlaufenden Nut 201 umgeben, die an der Einkerbstruktur unterbrochen ist.
Die Gießschale 210 für die offene Endscheibe 22 umfasst eine Wulstkontur 212, in welcher der Wulst 28 der Endscheibe 22 gebildet wird, sowie einen Stutzen 216, welcher die Öffnung 24 der Endscheibe 24 definiert. An der Außenseite des Stutzens 216 ist eine Aufnahme 214 ausgebildet, welche die nach innen ragende Rippe 78 des Stützrohrs 70 aufnimmt. Ferner sind Erhebungen 218 vorgesehen, welche den Stutzen 216 in konstantem Abstand umgeben. Die Elemente 218 greifen in den nach außen umgelegten Rand 80 des Stützrohrs 70. Ferner sind am Stutzen 216 kleine Vorsprünge 220 verteilt, die in die Aussparungen 75 des Stützrohrs 70 zur Verankerung eingreifen. Über das Stützrohr 70 können beide Gießschalen 200, 210 zueinander definiert ausgerichtet werden, indem das Stützrohr 70 mit dem Dorn 60 auf die Dornkontur 203 der Gießschale 200 der geschlossenen Endscheibe 22 gesetzt wird und die innenliegenden Rippe 78 in die Aufnahme 214 der Gießschale 210 für die offene Endscheibe 22 gesteckt wird.
Figur 39 zeigt ein Flussdiagramm eines Ablaufs bei der Herstellung eines Filterelements 10 mittels der Gießschalen 200, 210.
In Schritt S100 wird ein Stützrohr 70 bereitgestellt, auf dem ein Filterbalg 12 mit oder ohne Einkerbung 40, 44 angeordnet ist und das eine nach innen weisende axiale Rippe 78 aufweist. Das Stützrohr 70 weist ein offenes Ende auf und ein axial gegenüberliegendes geschlossenes Ende, in dem ein Doms 60 in den Innenraum des Stützrohrs 70 ragt. Das Ende des Stützrohrs 70 ist mit einer Scheibe 74 geschlossen.
In Schritt S102 werden Gießschalen 200, 210 für eine offene Endscheibe 22 und eine geschlossene Endscheibe 32 bereitgestellt.
In Schritt S104 wird das Ausgangsmaterial der Endscheibe 22, insbesondere flüssiges Polyurethan, in die Gießschale 210 gegossen.
Das Stützrohr 70 wird in Schritt S106 mit seinem umgelegten Rand 80 in die Gießschale 210 in das noch flüssige Ausgangsmaterial für die offene Endscheibe 22 gesetzt, wobei die nach innen weisende Rippe 78 in die Aussparung 214 des Stutzens 216 gesteckt wird. Die Erhebungen 218 greifen in Durchbrüche am Rand 80 des Stützrohrs 70 ein. Das flüssige Ausgangsmaterial umschäumt und umschließt den Rand 80 des Stützrohrs 70 und den Ansatz des Filterbalgs 12. Nach Abschluss der Reaktion des Materials wird das Stützrohr 70 mit Filterbalg 12 und offener Endscheibe 22 aus der Gießschale 210 entnommen.
In Schritt S108 wird das Ausgangsmaterial der Endscheibe 32, insbesondere flüssiges Polyurethan, in die Gießschale 200 gegossen,
In Schritt S1 10 wird das Stützrohr 70 mit dem Filterbalg 12 in die Gießschale 200 in das noch flüssige Ausgangsmaterial für die geschlossene Endscheibe 32 gesetzt und über den T-förmigen Dorn 60 auf der Dornkontur 203 lagerichtig positioniert. Dabei greift die Einkerbstruktur 202 der Gießschale 200 zwischen zwei Falten des Filterbalgs 12 ein und spreizt diese auf.
Das flüssige Ausgangsmaterial umschäumt und bedeckt die geschlossene Seite des Stützrohrs 70 und umschließt den Ansatz des Filterbalgs 12. Dabei werden die Abstandsnoppen 34 auf der geschlossenen Endscheibe 32 in den Vertiefungen 206 ausgebildet. Ebenso wird die Einkerbung 40 im Filterbalg 12 fixiert. Nach Abschluss der Reaktion des Materials wird das Stützrohr 70 mit Filterbalg 12 und geschlossener Endscheibe 32 aus der Gießschale 210 entnommen. Figuren 38 bis 50 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Filtersystems 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Filterelements 10, wie voranstehend in Figuren 29 bis 33 beschrieben ist.
Figur 38 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Filtersystems 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit dem Filterelement 10 nach Figur 29 eingesetzt in ein Gehäuse 102 mit einem Gehäuseteil 104 das mit einem Deckel 130 verschlossen ist. Figur 39 zeigt einen Längsschnitt durch das Filtersystem 100 und Figur 40 einen Längsschnitt durch ein Detail des Filtersystems 100 mit Montagehilfen im Bereich der geschlossenen Endscheibe 32 des Filterelements 10. Figur 41 zeigt eine perspektivische Ansicht des Filtersystems 100 mit geöffnetem Gehäuse 102 und eingesetztem Filterelement 10, während Figur 42 dieselbe Ansicht des Gehäuses ohne Filterelement 10 zeigt. Figur 43 zeigt einen Querschnitt durch das Filtersystem 100 mit eingesetztem Filterelement 100 und erkennbaren Montagehilfen in Draufsicht.
Figuren 44 und 45 zeigen perspektivische Ansichten des geöffneten Gehäuses 102 des Filtersystems 100. Figur 46 zeigt das Filterelement 10 nach Figur 29 beim Einführen in das Gehäuse 102 des Filtersystems 100. Figuren 47 und 48 zeigen den Deckel 130 im Detail. Figuren 49 und 50 zeigen im Längsschnitt Details im Bereich des Deckels 130 am Gehäuseteil 104.
Das Gehäuse 102 weist das erste Gehäuseteil 104, beispielsweise einen Gehäusetopf, und ein zweites Gehäuseteil in Form eines Deckels 130 auf. Am offenen Ende des Gehäuseteils 104 ist ein umlaufender Kragen 109 ausgebildet, welcher mit einem Dichtelement 137 (Figuren 49, 50) zusammenwirkt.
Das Gehäuse 102 weist einen Einlass 1 10 und einen Auslass 1 12 auf. Der Einlass 1 10 ist direkt benachbart zum Auslass 1 12 am ersten Gehäuseteil 104 vorgesehen, beispielsweise tangential daran angeordnet.
Einlass 1 10 und Auslass 1 12 des Gehäuses 102 sind eng benachbart und im gleichen Gehäuseteil 104 angeordnet. Das zu filternde Fluid erfährt zwischen Einlass 1 10 und Auslass 1 12 eine Richtungsumlen- kung, insbesondere eine Umlenkung um 180°.
Wie in den Figuren 41 und 42 zu erkennen ist, weist das zweite Gehäuseteil 104 des Gehäuses 102 im eingebauten Zustand des Filterelements 10 unterhalb des Filterelements 10 ein Ventil 128 auf, das zum Ablassen von Wasser aus dem Gehäuse 102 dient. Das Ventil 128 ragt in den Innenraum des Gehäuses 102. Ebenso ist zu erkennen, dass Einlass 1 10 und Auslass 1 12 direkt benachbart am gleichen Gehäuseteil 104 angeordnet sind.
Benachbart zum Kragen 109 ist an innenseitig im Gehäuseteil 104 eine Schulter 107 vorgesehen, die zwischen den gehäuseseitigen Öffnungen für Einlass 1 10 und Auslass 1 12 verläuft. Die Schulter 107 bildet eine Dichtfläche für eine Dichtung 144 zwischen Deckel und Gehäuseteil 104 (Figuren 49, 50).
Das erste Gehäuseteil 104 weist in seinem Bodenteil einen zum Dorn 60 korrespondierenden Dorn 1 16 auf. Der korrespondierende Dorn 1 16 weist an der Kontaktfläche zum Dorn 60 des Filterelements 10 ein Rastelement 1 18 auf, das mit einem Rastelement 62 auf der Innenseite des hohlen Doms 60 zusammenwirkt. Beim Einführen des Filterelements 10 in das Gehäuseteil 104 wird das Filterelement 10 hierdurch vor einem Verkippen geschützt. Wird der Deckel 130 mit dem Gehäuseteil 104 verbunden, ist der Dorn 60 von dem korrespondierenden Dorn 1 16 getrennt.
Wird das Filterelement 10 in das erste Gehäuseteil 104 eingeschoben, fängt der korrespondierende Dorn 1 16 den Dorn 60 des Filterelements 10, so dass das Filterelement 10 lagerichtig auf seine Endposition geschoben werden kann.
Anschließend wird der Deckel 130 am ersten Gehäuseteil 104 befestigt. Im montierten Zustand des Filterelements 10 fällt eine zentrale Längsachse L des Filterelements 10 mit einer zentralen Längsachse des zweiten Gehäuseteils 104 zusammen.
Ist der Innenraum 50 des Filterelements 10 die Reinseite des Filterelements 10, ist der Deckel 130 an der Reinseite des Gehäuses 102 angeordnet. Der Deckel 130 weist im Innenbereich einen Reinfluidkanal 134 auf, der das gefilterte Fluid, beispielsweise Reinluft, an den Auslass 122 leitet. Hierzu ist am ersten Gehäuseteil 104 ein Stutzen 142 angeordnet, der den Auslass 1 12 bereitstellt. Der Stutzen 142 ragt in axialer Richtung über die Endscheibe 22 des eingebauten Filterelements 10 hinaus.
Der Deckel 130 weist eine Öffnung 132 auf, welche bei geschlossenem Deckel 130 unter dem Stutzen 142 des ersten Gehäuseteils 104 positioniert ist.
Der Wulst 28 des Filterelements 10 an der offenen Endscheibe 22 liegt an einer entsprechenden Aufnahme des Deckels 130 an und dichtet mit der Dichtung 25 des Überstands 23 radial gegen die Rohseite des Filterelements 10 ab. Der Wulst 28 dient zum Abstützen des Filterelements 10.
Dadurch, dass nur ein Teil der offenen Endscheibe 22 den Wulst 28 aufweist, ist der wulstfreie Bereich um die Öffnung 24 zum Auslass 1 12 offen, das gefilterte Fluid kann durch den Deckel 130 zum Auslass 1 12 strömen.
Das erste Gehäuseteil 104 weist ferner einen zum Dorn 60 korrespondierenden Dorn 1 16 auf, wie in Figuren 44 und 45 zu erkennen ist. Der korrespondierende Dorn 1 16 weist an der Kontaktfläche zum Dorn 60 des Filterelements 10 ein Rastelement 1 18 auf, das mit einem Rastelement 62 auf der Innenseite des hohlen Doms 60 zusammenwirkt. Der Dorn 60 gibt den Lagewinkel des Filterelements 10 vor und verhindert ein Abkippen des Filterelements 10 beim Einführen des Filterelements 10 in das Gehäuseteil 104.
Wird das Filterelement 10 in das erste Gehäuseteil 104 eingeschoben, wie in Figur 46 angedeutet ist, fängt der korrespondierende Dorn 1 16 den Dorn 60 des Filterelements 10, so dass das Filterelement 10 auf seine Endposition geschoben werden kann. Gleichzeitig sorgen die Nocken 36 an der geschlossenen Endscheibe 32 dafür, dass der Filterbalg 12 in sicherem Abstand über das Ventil 128 gleiten kann.
Figur 47 zeigt eine isometrische Ansicht einer Außenseite des Deckels 130, und Figur 48 zeigt eine Innenansicht des Deckels 130. Der Deckel 130 ist von der Seite gesehen keilförmig ausgebildet, so dass dessen Rand 136 von einem Bereich mit geringer Höhe zu einem gegenüberliegenden Bereich mit gro- ßer Höhe ansteigt. Im Bereich mit großer Höhe ist die Öffnung 132 angeordnet, welche den Reinfluidkanal 134 im Innenbereich des Deckels 130 freigibt.
Die Öffnung 132 ist bei geschlossenem Deckel 130 unter dem Stutzen 142 positioniert. In dem Deckel 130 ist eine Luftführung 134 ausgebildet. Der Reinfluidkanal 134 dient zum Leiten der gefilterten Luft aus dem Innenraum 50 des Filterelements 10 zu dem Auslass 1 12 des Gehäuses 102. Der Reinfluidkanal 134 weist hier zwei Bereiche in der Öffnung 132 auf, die im montierten Zustand mit dem Auslass 1 12 in der Seitenwand des Gehäuseteils 104 kommunizieren.
Der Deckel 130 weist eine umlaufende Dichtungsnut 141 auf, die eine erste Dichtebene aufspannt. Radial innerhalb dieser Dichtungsnut 141 ist eine weitere umlaufende Dichtungsnut 140 angeordnet, die eine zweite Dichtebene aufspannt. Die Öffnung 132 des Deckels 130 liegt zwischen den beiden Dichtebenen. Eine separate Abdichtung der Öffnung 132 kann daher entfallen
Wie in den Ansichten der Figuren 49 und 50 im Detail zu erkennen ist, ist in der Dichtungsnut 140 die umlaufende Dichtung 144 aufgenommen, welche zwischen Deckel 130 und Gehäuseteil 104 angeordnet ist und zur Abdichtung zwischen Rohseite und Reinseite dient. In der Dichtungsnut 141 ist eine umlaufende Dichtung 137 zum Dichten der Reinseite gegen den Außenbereich des Filtersystems 100 aufgenommen.
Die offene Endscheibe 22 weist einen radialen Überstand 23 auf (Figuren 30, 31 ), der als radiale Dichtung 25 gegen einen Dichtbereich des Deckels 130 abdichtet.
Die Dichtungsnuten 140, 141 umgeben einen umlaufenden Kragen 139, dessen Innenfläche als Dichtfläche für die radiale Dichtung 25 der offenen Endscheibe 22 bildet.
Bei geschlossenem Deckel 130 greift der Wulst 28 in eine Aufnahme 138 des Deckels 130 ein, die innerhalb des Kragens 139 verläuft. Dies ist in den Detailansichten der Figuren 49 und 50 zu erkennen, bei denen der Deckel 130 mit dem Gehäuseteil 104 verbunden ist. Die Aufnahme 138 kann eine axiale Verspannung des Filterelements 10 im Gehäuse 102 bewirken.
Der Deckel 130 ragt im Bereich des Gehäuses 102 nahe des Ventils 128 mit einer Rippe 148 in die Öffnung 24 der Endscheibe 22. Das Ventil 128 ist unterhalb des Filterelements 10 angeordnet. Die Rippe 148 verhindert, dass sich Wasser im Reinbereich sammelt und leitet das Wasser in das Filterelement 10 zurück, wo es durch das Ventil 128 abfließen kann.
Figuren 51 bis 57 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Filtersystems 100 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Dabei zeigt Figur 51 zeigt in Explosionsdarstellung ein Filtersystem 100 mit einem Gehäuse 102, das ein erstes Gehäuseteil 104, beispielsweise einen Gehäusetopf, und ein zweites Gehäuseteil in Form eines Deckels 130 und einer einstückigen Dichtung 150 zur Abdichtung von Reinseite zu Rohseite und gegen den Außenbereich des Filtersystems 100 aufweist. Figur 52 zeigt eine Explosionsdarstellung von einstückiger Dichtung 150 und Deckel 130 des Filtersystems 100 nach Figur 51 , während Figur 53 eine perspektivische Ansicht des Zusammenbaus von Deckel 130 und Dichtung 150 zeigt. Figur 54 zeigt eine Seitenansicht des Filtersystems 100 und Figur 55 einen Längsschnitt durch das Filtersystem 100. Figur 56 zeigt einen Schnitt durch ein Detail einer Reinfluidanschlusses des Deckels 130 des Filtersystems 100 und Figur 57 einen Schnitt durch ein Detail einer Rohfluidseite des Deckels 130 des Filtersystems 100.
Die weiteren Komponenten und Details von Filtersystem 100 und Filterelement 10 sind in den vorherigen Ausführungsbeispielen, insbesondere in Figuren 29 bis 46, beschrieben, auf die zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen verwiesen wird.
Das Filterelement 10 weist wenigstens eine axial begrenzte Einkerbung 44 in seinem Filterbalg 12, vorzugsweise an der Seite seiner geschlossenen Endscheibe 32, auf. Mit der geschlossenen Endscheibe 32 voran wird das Filterelement 10 in das erste Gehäuseteil 104 eingeführt, wobei es auf Nocken 36 über ein Ventil 128 im ersten Gehäuseteil 104 unterhalb des Filterelements 10 geschoben werden kann. Die geschlossene Endscheibe 32 weist einen zentralen, nach innen weisenden Dorn 60 auf, der auf einen Dorn 1 16 im ersten Gehäuseteil 104 aufgeschoben wird.
Die offene Endscheibe 22 des Filterelements 10 weist einen Wulst 28 auf, der die Öffnung 24 der Endscheibe 22 teilweise umschließt. Im wulstfreien Bereich der Öffnung 24 kann Fluid aus dem Innenraum 50 des Filterelements 10 über einen Reinfluidkanal 134 des Deckels 130 zum Auslass 1 12 strömen. Einlass 1 10 und Auslass 1 12 sind direkt benachbart im gleichen Gehäuseteil 104 angeordnet.
Der Deckel 130 weist einen keilförmigen Rand 136 auf, in dessen Bereich mit der größten Höhe eine Öffnung 132 angeordnet ist. Diese ist bei geschlossenem Deckel 130 unter dem Stutzen 142 des ersten Gehäuseteils 104 positioniert. Der Stutzen 142 ragt in axialer Richtung über die Endscheibe 22 des eingebauten Filterelements 10 hinaus.
Der Deckel 130 weist eine Aufnahme 138 für den Wulst 28 auf. Einkerbung 44, Dorn 60 und Wulst 28 sichern das Filterelement 10 gegen Verkippen im Gehäuse 102, was bei einem liegend eingebauten Filterelement 10 vorteilhaft ist.
Die einstückige Dichtung 150 weist einen ersten Dichtring 152 und einen damit auf beiden Seiten über Flanken 156 verbundenen, dagegen abgewinkelten Dichtring 154 auf. Der erste Dichtring 152 liegt an eine Dichtfläche 146 am Außenrand der Innenseite des Deckels 130 an, wobei die Dichtfläche 146 weitgehend einen Kragen 139 umgibt, dessen Innenseite als Dichtfläche für die radiale Dichtung 25 der Endscheibe 22 dient. An die Dichtfläche 146 ist eine äußere Nut 149 angeschlossen, welche einen Rand des Dichtrings 152 aufnimmt.
Der zweite Dichtring 154 liegt an einer Dichtfläche 147 an, welche die Öffnung 132 im Rand 136 des Deckels 130 umschließt. An den beiden Übergängen zwischen den beiden Dichtflächen 146, 147 liegt die Dichtung 150 mit den Flanken 156 an. Vorteilhaft ist in der einstückigen Dichtung 150 sowohl die Abdichtung zwischen Roh-und Reinseite um den Stutzen 142 des Auslasses 1 12 als auch zur Umgebung umlaufend um den Deckel 130 integriert. Ferner weist der Deckel 130 oberhalb der Aufnahme 138 für den Wulst 28 eine in das Gehäuse 102 und die Öffnung 24 der offenen Endscheibe 22 hineinragende Rippe 148 auf, welche dazu dient, Wasser aus dem Reinkanal 134 des Deckels 130 abzuhalten und durch das Filterelement 10 zum Ventil 128 zu leiten.
Wie in der Schnittdarstellung der Figur 55, welche das Gehäuse in Figur 54 zeigt, und den Detaildarstellungen in Figur 56 an der Reinfluidseite des Filtersystems 100 und in Figur 57 an der Rohfluidseite des Filtersystems 100 zu sehen ist, stellt die Dichtung 150 sowohl die Abdichtung des Deckels 130 gegen den Außenbereich des Deckels 130 als auch gegen die Rohfluidseite bereit. Die Abdichtung Reinfluidseite gegen Rohfluidseite wird durch den ersten Dichtring 152 bewirkt. Die Abdichtung gegen den Außenbereich erfolgt mittels des zweiten Dichtrings 154.
Der erste Dichtring 152 weist dazu ein annähernd Z-förmiges Profil auf, bei dem von einem mittleren Schenkel an jedem seiner Enden jeweils ein Schenkel in entgegengesetzte Richtungen absteht. Der zweite Dichtring 154 weist ein etwa T-förmiges Profil auf.
Der erste Dichtring 152 liegt mit einem abstehenden Schenkel in der Nut 149, mit dem mittleren Schenkel an der Innenseite des umlaufenden Kragens 109 des Gehäuseteils 104 und mit dem weiteren abstehenden Schenkel stirnseitig an der Außenseite des Kragens 139 an.
Mit dem erfindungsgemäßen Filterelement 10 und Filtersystem 100 kann ein insbesondere liegend eingebautes Filterelement 10 sicher montiert und demontiert werden. Durch Elemente eine oder mehrere Einkerbungen 40, 44 am Filterbalg 12 und Dorn 60 und ggf. eines Wulsts 28, kann eine lagerichtige Positionierung erreicht und das Filterelement 10 bei liegendem Einbau vor Verkippen geschützt werden.
Es versteht sich, dass die bisher beschriebenen Ausgestaltungen in den Figuren nicht auf einen runden Querschnitt des Filterelements 10 beschränkt sind. Vielmehr kann der Querschnitt des Filterelements 10 nach Bedarf gewählt werden, beispielsweise rund, oval, viereckig und dergleichen.

Claims

Ansprüche
1. Filterelement (10) für ein Filtersystem (100) zum Filtern eines, insbesondere gasförmigen, Fluids, mit einer Längsachse (L) und einen um die Längsachse (L) angeordneten Filterbalg (12), der einen Innenraum (50) umschließt, und das wenigstens eine Endscheibe (22) mit einer Öffnung (24) zum Innenraum (50) aufweist,
wobei die Endscheibe (22) mit der Öffnung (24) zum Innenraum (50) einen einseitig angeordneten, in Richtung der Längsachse (L) nach außen abstehenden Wulst (28) aufweist, der die Öffnung (24) teilweise umgibt.
2. Filterelement nach Anspruch 1 , wobei der Wulst (28) U-förmig ausgebildet ist und vorzugsweise mindestens 60%, besonders bevorzugt mindestens 70% der Öffnung (24) umgibt.
3. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wulst (28) ein keilförmiges Profil aufweist.
4. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wulst (28) einstückig mit der Endscheibe (22) ausgebildet ist.
5. Filterelement für ein Filtersystem (100) zum Filtern eines, insbesondere gasförmigen, Fluids, mit einer Längsachse (L) und einen um die Längsachse (L) angeordneten Filterbalg (12), der einen Innenraum (50) umschließt, und das wenigstens eine Endscheibe (22) mit einer Öffnung (24) zum Innenraum (50) aufweist, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Endscheibe (22) einen radialen Überstand (23) über den Filterbalg (12) aufweist, insbesondere wobei der radiale Überstand (23) mindestens 3 mm, bevorzugt mindestens 5 mm, besonders bevorzugt mindestens 6 mm, weiter bevorzugt mindestens 8 mm, weiter bevorzugt mindestens 10 mm, insbesondere bevorzugt mindestens 8 mm und höchstens 15 mm beträgt.
6. Filterelement nach Anspruch 5, wobei der Überstand (23) randseitig eine umlaufende radiale Dichtung (25) an der offenen Endscheibe (22) bildet.
7. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wulstfreie Bereich der Öffnung (24) strömungsgünstig verrundet ist.
8. Filtersystem (100) zum Filtern eines Fluids, mit einem in seinem Gehäuse (102) aufnehmbaren, auswechselbaren Filterelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse einen Deckel (130) und ein mit dem Deckel (130) verschließbares Gehäuseteil (104) umfasst, wobei das Filterelement (10) mit seinem Filterbalg (12) einen Innenraum (50) umschließt und wenigstens eine Endscheibe (22) mit einer Öffnung (24) zum Innenraum (50) aufweist, wobei die Öffnung (24) einseitig von einem Wulst (28) umgeben ist, der im montierten Zustand in eine komplementäre Aufnahme (138) des Deckels (130) eingreift, welche an einer deckelseitigen Innenseite angeordnet ist.
9. Filtersystem nach Anspruch 8, wobei der Deckel (130) an einer deckelseitigen Innenseite einen umlaufenden Kragen (139) aufweist, der eine umlaufende Dichtfläche für eine radiale Dichtung (25) an der Endscheibe (22) des Filterelements (10) bereitstellt, welche randseitig an einem Überstand (23) der Endscheibe (22) über einen Filterbalg (12) des Filterelements (10) ausgebil- det ist.
10. Filtersystem nach Anspruch 8 oder 9, wobei die radiale Dichtung (25) eine Reinfluidseite von einer Rohfluidseite des Filterelements (10) trennt.
1 1. Filtersystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Filterelement (10) im bestimmungsgemäßen Montagezustand mit seiner Längsachse (L) schräg oder horizontal angeordnet ist.
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