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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement und eine Filteranordnung mit einem derartigen Filterelement.
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Stand der Technik
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Eine Filterelementanordnung, beispielsweise zum Filtern von Luft oder von flüssigen Betriebsmitteln eines Fahrzeugs, kann ein Hauptfilterelement und ein in dem Hauptfilterelement aufgenommenes Sekundärfilterelement aufweisen. Das Sekundärfilterelement dient im Wesentlichen dazu, bei einem Austausch des Hauptfilterelements eine Verunreinigung einer Reinseite der Filterelementanordnung mit zu filterndem Rohfluid zu verhindern.
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EP 2 227 307 B1 beschreibt eine derartige Filteranordnung, wobei sowohl das Sekundärfilterelement als auch das Hauptfilterelement eine zylinderförmige Geometrie mit einem kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Das in dem Hauptfilterelement aufgenommene Sekundärfilterelement ist in ein Filtergehäuse der Filteranordnung eingeschraubt.
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In US 2014/ 0 102 966 A1 ist eine Filteranordnung mit einem Filterelement und einem Stützrohr beschrieben, die jeweils einen ovalen Querschnitt aufweisen.
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Aus US 2015 / 0 027 092 A1 ist ein Filterelement mit einem hohlzylindrischen inneren Stützrohr bekannt, welches als Gitter ausgebildet ist und ein Gewinde zum Verbinden mit einem Filtergehäuse aufweist.
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In
DE 100 63 881 A1 ist ein Filterelement mit auf einem hohlzylindrischen Stützkörper mittels Schweißnähten dichtend fixiertem Filtermedium beschrieben.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Filterelement zur Verfügung zu stellen.
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Demgemäß wird ein Filterelement, insbesondere ein Sekundärfilterelement, welches in einem Hauptfilterelement aufnehmbar ist, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Das Filterelement umfasst einen Eingriffsabschnitt, der dazu eingerichtet ist, in einen korrespondierenden Gegeneingriffsabschnitt eines Filtergehäuses des Filterelements einzugreifen, um das Filterelement formschlüssig mit dem Filtergehäuse zu verbinden, wobei das Filterelement einen ovalen Querschnitt aufweist.
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Das Filterelement ist insbesondere dazu eingerichtet, Fluide, wie beispielsweise Luft oder andere Gase, Flüssigkeiten, insbesondere flüssige Betriebsmittel eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wie Öl, Wasser, Diesel, Benzin, Kerosin oder Harnstofflösung zu filtern. Insbesondere ist das Filterelement ein Luftfilterelement. Das Filterelement ist insbesondere dazu geeignet, Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine, insbesondere für eine landwirtschaftliche Maschine, einen Lastkraftwagen oder eine Baumaschine, zu filtern. Insofern ist das Filterelement in Ausführungsformen ein Luftfilterelement für Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug. Das Filterelement kann Anwendung in Kraftfahrzeugen, Wasserfahrzeugen, Schienenfahrzeugen, landwirtschaftlichen Fahrzeugen, Baumaschinen, Luftfahrzeugen oder dergleichen finden. Ferner kann das Filterelement bei immobilen Anwendungen, wie beispielsweise in der Gebäudetechnik, eingesetzt werden.
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Das Filterelement kann auch als zweites Filterelement, Sekundärelement, Nebenelement oder Nebenfilterelement bezeichnet werden. Das Hauptfilterelement kann auch als erstes Filterelement, Primärfilterelement, Primärelement oder Hauptelement bezeichnet werden. Vorzugsweise ist das Filterelement innerhalb des Hauptfilterelements anordenbar. Insbesondere ist das Filterelement in einem Einbau- oder Betriebszustand innerhalb eines von einem Filtermedium des Hauptfilterelements umschlossenen Volumens angeordnet. Vorzugsweise ist ein Filtermedium des Filterelements in dem Einbau- oder Betriebszustand gegenüber einer Abströmseite des Filtermediums des Hauptfilterelements angeordnet. Im Vergleich zu extern angeordneten Sekundärfilterelementen werden dadurch eine vergrößerte Filterfläche und damit ein geringere Druckverlust beim Durchströmen erreicht.
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Als ovaler Querschnitt - insbesondere quer zur Längsachse des Filterelements - wird ein Querschnitt verstanden, der eine von einem Kreis abweichende Umfangslinie hat und insbesondere rundlich konvex ist. Die Umfanglinie hat dabei vorzugsweise eine Krümmung ohne Vorzeichenwechsel. Denkbar ist z.B. eine Ellipse oder Stadionform.
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Unter oval kann vorliegend auch ein rechteckiger Querschnitt mit verrundeten Ecken, ein elliptischer Querschnitt oder ein aus mehreren Kreisbögen gebildeter Querschnitt verstanden werden. Der Querschnitt ist vorzugsweise geschlossen und umfasst eine Hauptsymmetrieachse und eine senkrecht zu der Hauptsymmetrieachse positionierte Nebensymmetrieachse. Der Querschnitt ist z.B. symmetrisch aufgebaut. D.h., der Querschnitt ist sowohl zu der Hauptsymmetrieachse als auch zu der Nebensymmetrieachse symmetrisch. Eine Längenausdehnung des Querschnitts in Richtung der Hauptsymmetrieachse ist vorzugsweise größer als eine Längenausdehnung des Querschnitts in Richtung der Nebensymmetrieachse.
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Dadurch, dass das Sekundärfilterelement formschlüssig mit dem Filtergehäuse verbunden ist, wird bei einem Austausch des auf das Sekundärfilterelement aufgesteckten Hauptfilterelements ein unerwünschtes Herausziehen des Sekundärfilterelements aus dem Filtergehäuse verhindert. Sekundärfilterelemente mit ovalem Querschnitt sind üblicherweise ohne eine formschlüssige Verbindung in dem korrespondierenden Filtergehäuse aufgenommen. Dadurch, dass das Sekundärfilterelement einen ovalen Querschnitt aufweist und formschlüssig mit dem Filtergehäuse verbindbar ist, ist auch bei derartigen Sekundärfilterelementen ein sicherer Halt in dem Filtergehäuse gewährleistet. Durch die ovale Geometrie des Filterelements kann im Vergleich zu einem Filterelement mit kreisrundem Querschnitt bei vergrößerter Filterfläche ein geringerer Druckverlust erreicht werden.
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In Ausführungsformen ist das Filterelement mit Hilfe einer Drehbewegung formschlüssig mit dem Filtergehäuse verbindbar. Ein Winkel der Drehbewegung beträgt vorzugsweise 45° bis 360°, d.h., eine Achtel bis ganze Umdrehung. Weiter bevorzugt beträgt der Winkel der Drehbewegung 90° bis 180°, d.h., eine Viertel bis halbe Umdrehung.
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Erfindungsgemäß umfasst das Filterelement ferner einen Anschlussabschnitt zum Anschließen des Filterelements an einen Fluidauslass des Filtergehäuses, wobei der Anschlussabschnitt einen kreisrunden Querschnitt aufweist. Der Anschlussabschnitt ist vorzugsweise rohrförmig. Der Eingriffsabschnitt ist vorzugsweise an dem Anschlussabschnitt vorgesehen. Der Eingriffsabschnitt kann beispielsweise ein eingängiges oder mehrgängiges Gewinde sein. Der Eingriffsabschnitt kann auch Teil eines Bajonettverschlusses sein. Ein Bajonettverschluss ist eine schnell herstellbare und lösbare mechanische Verbindung zweier zylindrischer Teile in ihrer Längsachse. Die Teile, in diesem Fall der Anschlussabschnitt und ein Fluidauslass des Filtergehäuses, werden durch Ineinanderstecken und entgegengesetztes Drehen verbunden und so auch wieder getrennt.
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In Ausführungsformen umfasst das Filterelement ferner einen Übergangsabschnitt, der einen Übergang zwischen dem ovalen Querschnitt des Filterelements und dem kreisrunden Querschnitt des Anschlussabschnitts bildet. Vorzugsweise ist eine Querschnittsfläche des Querschnitts des Anschlussabschnitts gleich groß oder größer als eine Querschnittsfläche des Querschnitts des Sekundärfilterelements.
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In Ausführungsformen umfasst das Filterelement ferner eine außenseitig und/oder innenseitig an einem Filtermedium des Filterelements vorgesehene Stützstruktur. Die Stützstruktur ist vorzugsweise gitterförmig und fluiddurchlässig. Die Stützstruktur kann in einem Spritzgussverfahren an das Filtermedium angespritzt sein. Die Stützstruktur kann materialeinstückig mit dem Anschlussabschnitt und dem Übergangsabschnitt ausgebildet sein. Hierdurch ist eine sehr einfache und kostengünstige Herstellbarkeit des Sekundärfilterelements gewährleistet. Die Stützstruktur verhindert einen direkten Kontakt des Hauptfilterelements mit dem Filtermedium des Sekundärfilterelements. Hierdurch wird Faserabrieb und das Entstehen von Löchern in dem Filtermedium des Sekundärfilterelements verhindert. Das Filtermedium ist vorzugsweise ein Vliesmaterial. Insbesondere ist das Filtermedium glatt, d.h. ungefaltet. Ein Filtermedium des Hauptfilterelements ist dagegen vorzugsweise gefaltet.
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In Ausführungsformen umfasst das Filterelement ferner ein Dichtelement, insbesondere einen O-Ring, zum radialen Abdichten des Filterelements gegenüber dem Filtergehäuse. Das Dichtelement ist vorzugsweise aus einem elastisch verformbaren Material, beispielsweise aus einem Gummiwerkstoff oder einem thermoplastischen Elastomer, gefertigt. Das Dichtelement wird zwischen dem Anschlussabschnitt des Sekundärfilterelements und dem Fluidauslass des Filtergehäuses radial verpresst.
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Ferner wird eine Filteranordnung, insbesondere eine Luftfilteranordnung, mit einem Filtergehäuse und einem derartigen Filterelement vorgeschlagen, wobei das Filterelement formschlüssig mit dem Filtergehäuse verbunden ist. Das Filtergehäuse kann einen abnehmbaren Wartungsdeckel aufweisen, durch den das Sekundärfilterelement und/oder das Hauptfilterelement austauschbar sind. Der Wartungsdeckel kann mit Hilfe von Schnellverschlüssen fest mit einem Aufnahmeabschnitt des Filtergehäuses verbunden werden.
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In Ausführungsformen ist der Eingriffsabschnitt ein Außengewinde und der Gegeneingriffsabschnitt ein Innengewinde oder der Eingriffsabschnitt und der Gegeneingriffsabschnitt bilden einen Bajonettverschluss. Vorzugsweise ist an dem Anschlussabschnitt des Sekundärfilterelements das Außengewinde und innenseitig an dem Fluidauslass des Filtergehäuses das Innengewinde vorgesehen. Die Gewinde können eingängig oder mehrgängig sein. Hierdurch ist ein schneller Austausch des Sekundärfilterelements möglich.
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In Ausführungsformen weist das Filterelement ein erstes Positionierelement und das Filtergehäuse ein zweites Positionierelement auf, wobei das erste Positionierelement in einer Endposition des Filterelements an dem zweiten Positionierelement anliegt und wobei in der Endposition eine Hauptsymmetrieachse des ovalen Querschnitts des Filterelements parallel zu einer Hauptsymmetrieachse eines ovalen Querschnitts des Filtergehäuses positioniert ist. Die ovalen Querschnitte sind insbesondere jeweils symmetrisch, d.h., sie umfassen jeweils eine Hauptsymmetrieachse und eine Nebensymmetrieachse, wobei die Nebensymmetrieachse jeweils kürzer als die ihr zugeordnete Hauptsymmetrieachse ist. Die Hauptsymmetrieachsen sind vorzugsweise senkrecht zu den Nebensymmetrieachsen positioniert. Mit Hilfe der Positionierelemente ist das Sekundärfilterelement vorzugsweise dann, wenn sich die Positionierelemente berühren, in einer Endposition oder Betriebsposition in dem Filtergehäuse positioniert. In der Endposition ist der ovale Querschnitt des Sekundärfilterelements insbesondere so in dem ovalen Querschnitt des Filtergehäuses positioniert, dass eine Außenkontur des ovalen Querschnitts des Sekundärfilterelements von einer Außenkontur des ovalen Querschnitts des Filtergehäuses umlaufend konstant beabstandet ist. Ferner sind insbesondere sowohl die Hauptsymmetrieachsen als auch die Nebensymmetrieachsen in der Endposition deckungsgleich oder zumindest parallel. Mit Hilfe der Positionierelemente ist somit eine einfache und reproduzierbare Positionierung des Sekundärfilterelements in dem Filtergehäuse gewährleistet. D.h., eine Winkelposition des Sekundärfilterelements in dem Filtergehäuse ist mit Hilfe der Positionierelemente in der Endposition festgelegt. Eine Fehlmontage des Sekundärfilterelements ist daher ausgeschlossen.
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In Ausführungsformen umfasst die Filteranordnung ferner ein Hauptfilterelement, das in dem Filtergehäuse aufgenommen ist, wobei das Filterelement innerhalb des Hauptfilterelements angeordnet ist. Insbesondere ist das Hauptfilterelement lösbar auf das Filterelement aufgesteckt ist. Vorzugsweise wird das Hauptfilterelement in kürzeren Intervallen ausgetauscht als das Sekundärfilterelement. Durch die formschlüssige Verbindung des Sekundärfilterelements mit dem Filtergehäuse wird jedoch ein versehentliches Herausziehen des Sekundärfilterelements bei dem Austausch des Hauptfilterelements zuverlässig verhindert.
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Weitere mögliche Implementierungen des Filterelements und/oder der Filteranordnung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bzgl. der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Verfahrensschritte. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform des Filterelements und/oder der Filteranordnung hinzufügen.
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Weitere Ausgestaltungen des Filterelements und/oder der Filteranordnung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele des Filterelements und/oder der Filteranordnung. Im Weiteren werden das Filterelements und/oder die Filteranordnung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
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Figurenliste
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Es zeigt dabei:
- 1 eine schematische perspektivische Teilschnittansicht einer Ausführungsform einer Filteranordnung;
- 2 eine weitere schematische perspektivische Teilschnittansicht der Filteranordnung gemäß 1;
- 3 eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines ersten Filterelements und eines zweiten Filterelements für die Filteranordnung gemäß 1;
- 4 eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines zweiten Filterelements für die Filteranordnung gemäß 1;
- 5 eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines zweiten Filterelements für die Filteranordnung gemäß 1;
- 6 eine schematische Schnittansicht der Filteranordnung gemäß 1;
- 7 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Filteranordnung gemäß 1;
- 8 ein vergrößertes Detail der Schnittansichten gemäß 6 und 7;
- 9 ein vergrößertes Detail der perspektivischen Ansichten gemäß 4 und 5;
- 10 ein vergrößertes Detail der perspektivischen Ansicht gemäß 1; und
- 11 eine weitere schematische Schnittansicht der Filteranordnung gem. 1.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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1 zeigt eine schematische perspektivische Teilschnittansicht einer Ausführungsform einer Filteranordnung 1. 2 zeigt eine weitere schematische perspektivische Teilschnittansicht der Filteranordnung 1. 6 und 7 zeigen jeweils schematische Schnittansichten unterschiedlicher Ausführungsformen der Filteranordnung 1, die sich nur in ihren Dimensionen unterscheiden.
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Die Filteranordnung 1 umfasst ein Filtergehäuse 2 und ein in dem Filtergehäuse 2 angeordnetes erstes Filterelement 3. Das Filtergehäuse 2 kann auch als Gehäuse, Aufnahme oder Filteraufnahme bezeichnet werden. Das erste Filterelement 3 ist auch in den 2, 3 und 6 bis 8 gezeigt. Die Filteranordnung 1 findet vorzugsweise in Kraftfahrzeugen, Lastkraftwägen, Baufahrzeugen, Wasserfahrzeugen, Schienenfahrzeugen, landwirtschaftlichen Maschinen bzw. Fahrzeugen oder Luftfahrzeugen Anwendung. Das erste Filterelement 3 ist insbesondere dazu geeignet, Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine zu filtern. Vorzugsweise ist das erste Filterelement 3 ein Luftfilter.
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Das erste Filterelement 3, das auch als Primärfilterelement, Primärelement, Hauptfilterelement oder Hauptelement bezeichnet werden kann, umfasst ein Filtermedium 4, das ein Stützrohr oder Mittelrohr 5 umgibt. Beispielsweise kann das Filtermedium 4 auf das Mittelrohr 5 aufgewickelt sein. Das Mittelrohr 5 ist vorzugsweise gitterförmig und damit fluiddurchlässig. Das Filtermedium 4 ist vorzugsweise gefaltet. Das Filtermedium 4 ist beispielsweise ein Filtergewebe, Filtergelege oder ein Filtervlies. Insbesondere kann das Filtermedium 4 in einem Spinnvlies- oder Meltblown-Verfahren hergestellt sein. Weiter kann das Filtermedium 4 verfilzt oder vernadelt sein. Das Filtermedium 4 kann Naturfasern, wie Cellulose oder Baumwolle, oder Kunstfasern, beispielsweise aus Polyester, Polyvinylsulfit oder Polytetrafluorethylen, aufweisen. Die Fasern können bei der Verarbeitung in, schräg und/oder quer zur Maschinenrichtung orientiert sein.
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Das erste Filterelement 3 weist eine erste Endscheibe 6 und eine zweite Endscheibe 7 auf. Die Endscheiben 6, 7 sind vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigt. Beispielsweise können die Endscheiben 6, 7 als kostengünstige Kunststoffspritzgussbauteile ausgebildet sein. Die Endscheiben 6, 7 können beispielsweise aus einem Polyurethanmaterial gefertigt sein. Die Endscheiben 6, 7 können an das Filtermedium 4 angegossen sein. Das Filtermedium 4 ist zwischen den Endscheiben 6, 7 angeordnet. Auf einer dem Filtermedium 4 abgewandten Vorderseite 8 der ersten Endscheibe 6 ist eine Dichteinrichtung 9 zum Abdichten des ersten Filterelements 3 gegenüber dem Filtergehäuse 2 vorgesehen. Die Dichteinrichtung 9 ist dazu eingerichtet, das erste Filterelement 3, insbesondere radial und/oder axial, gegenüber dem Filtergehäuse 2 abzudichten.
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Das Filtermedium 4 kann mit den Endscheiben 6, 7 verschmolzen, verklebt oder verschweißt sein. Die zweite Endscheibe 7 ist plattenförmig und fluidundurchlässig. In der ersten Endscheibe 6 ist eine Aufnahmeöffnung 10 vorgesehen. Zu reinigendes Fluid L strömt im Betrieb der Filteranordnung 1 von einer Rohseite RO des ersten Filterelements 3 durch das Filtermedium 4 hindurch als gefiltertes Fluid L in einen von dem Mittelrohr 5 umgebenen Hohlraum auf eine Reinseite RL des ersten Filterelements 3.
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Das erste Filterelement 3 weist in einer Längsrichtung LR desselben einen ovalen Querschnitt auf. Der Querschnitt kann sich ausgehend von der ersten Endscheibe 6 in Richtung der zweiten Endscheibe 7 verringern, so dass das erste Filterelement 3 konisch zuläuft. Bevorzugt jedoch weist das erste Filterelement 3 einen ovalen oder elliptischen Querschnitt auf. D.h., das erste Filterelement 3 ist zylinderförmig mit einer ovalen Basisfläche. Unter oval kann vorliegend ein rechteckiger Querschnitt mit verrundeten Ecken, ein elliptischer Querschnitt oder ein aus mehreren Kreisbögen gebildeter Querschnitt verstanden werden. Der Querschnitt ist symmetrisch aufgebaut.
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In dem ersten Filterelement 3 kann ein zweites Filterelement 11 aufgenommen sein. Das zweite Filterelement 11 kann als Sekundärfilterelement, Sekundärelement, Nebenfilterelement oder Nebenelement bezeichnet werden. Das erste Filterelement 3 und das zweite Filterelement 11 sind so angeordnet, dass im Betrieb der Filteranordnung 1 zuerst das erste Filterelement 3 und dann das zweite Filterelement 11 von dem zu reinigenden Fluid L durchströmt wird. Vorzugsweise ist das zweite Filterelement 11 in der Aufnahmeöffnung 10 aufgenommen. Das zweite Filterelement 11 weist vorzugsweise ebenfalls einen ovalen Querschnitt auf. Das erste Filterelement 3 kann das zweite Filterelement 11 umfassen. Das zweite Filterelement 11 weist ein Filtermedium 12 sowie eine erste Endscheibe 13 auf. Die erste Endscheibe 13 kann aus einem elastisch verformbaren Kunststoffmaterial, beispielsweise aus einem aufgeschäumten Polyurethanwerkstoff, gefertigt sein. Das Filtermedium 12 kann ein Filtervlies sein. Das zweite Filterelement 11 weist auch eine zweite Endscheibe oder einen Übergangsabschnitt 14 auf.
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Das Filtermedium 12 ist zwischen der ersten Endscheibe 13 und dem Übergangsabschnitt 14 positioniert. Das Filtermedium 12 kann innenseitig von einem Stützrohr gestützt sein. Das Filtermedium 12 ist vorzugsweise glatt, d.h. ungefaltet.
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Das zweite Filterelement 11 kann, wie in 2 und 5 bis 8 gezeigt, eine außenseitig an dem Filtermedium 12 vorgesehene Stützstruktur 15 aufweisen. Die Stützstruktur 15 ist gitterförmig und fluiddurchlässig. Alternativ kann, wie in 4 gezeigt, auch auf die Stützstruktur 15 verzichtet werden. Die Stützstruktur 15 ist aus einem Kunststoffmaterial gefertigt. Die Stützstruktur 15 kann in einem Kunststoffspritzgussverfahren an das Filtermedium 12 angespritzt sein. Insbesondere kann die Stützstruktur 15 materialeinstückig mit dem Übergangsabschnitt 14 ausgebildet sein. D.h., die Stützstruktur 15 kann zusammen mit dem Übergangsabschnitt 14 in einem Kunststoffspritzgussverfahren an das Filtermedium 12 angespritzt sein. Dadurch, dass die Stützstruktur 15 außenseitig an dem Filtermedium 12 angebracht ist, wird beim Aufschieben des ersten Filterelements 3 auf das zweite Filterelement 11 und/oder beim Abziehen desselben von dem zweiten Filterelement 11 ein Faserabrieb an dem Filtermedium 12 verhindert. D.h., das Mittelrohr 5 kontaktiert nur die Stützstruktur 15 und nicht das Filtermedium 12. Hierdurch wird eine Beschädigung und insbesondere eine Lochbildung in dem Filtermedium 12 zuverlässig verhindert.
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Das zweite Filterelement 11 umfasst einen rohrförmigen Anschlussabschnitt 16. Der Anschlussabschnitt 16 weist einen kreisrunden Querschnitt auf. Der Anschlussabschnitt 16 ist vorzugsweise materialeinstückig mit dem Übergangsabschnitt 14 und der Stützstruktur 15 ausgebildet, wobei der Übergangsabschnitt 14 zwischen der Stützstruktur 15 und dem Anschlussabschnitt 16 angeordnet ist. Der Übergangsabschnitt 14 bildet einen Übergang zwischen dem ovalen Querschnitt eines Innenraums 17 des zweiten Filterelements 11 und dem kreisrunden Querschnitt des Anschlussabschnitts 16, wobei eine Querschnittsfläche des Innenraums 17 vorzugsweise gleich groß ist wie eine Querschnittsfläche des Anschlussabschnitts 16.
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An dem Anschlussabschnitt 16 ist ein Eingriffsabschnitt 18 vorgesehen. Der Eingriffsabschnitt 18 kann auch als Eingriffsgeometrie, Eingriffskontur, Verbindungsgeometrie oder Verbindungskontur bezeichnet werden. Der Eingriffsabschnitt 18 ist, wie in 1 bis 10 gezeigt, ein an dem Anschlussabschnitt 16 vorgesehenes Außengewinde. Alternativ kann der Eingriffsabschnitt 18 auch ein Teil eines Bajonettverschlusses sein. Insbesondere kann der Eingriffsabschnitt 18 ein eingängiges oder auch mehrgängiges Gewinde sein. An dem Anschlussabschnitt 16 ist ferner ein Dichtelement 19 vorgesehen, das über den Anschlussabschnitt 16 übergestülpt ist. Das Dichtelement 19 ist vorzugsweise aus einem elastischen Kunstoffmaterial, insbesondere einem thermoplastischen Elastomer, oder einem Gummiwerkstoff gefertigt. Das Dichtelement 19 kann ein O-Ring sein. Vorzugsweise ist das Dichtelement 19 zwischen dem Übergangsabschnitt 14 und dem Eingriffsabschnitt 18 angeordnet. Vorzugsweise ist das Dichtelement 19 an einem Übergang zwischen dem Anschlussabschnitt 16 und dem Übergangsabschnitt 14 vorgesehen. Der Anschlussabschnitt 16 bildet eine Fluidausströmöffnung 20 des zweiten Filterelements 11.
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Das Filtergehäuse 2 umfasst einen Aufnahmeabschnitt 21 zum Aufnehmen des ersten Filterelements 3 und des zweiten Filterelements 11. Der Aufnahmeabschnitt 21 ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigt. Alternativ kann der Aufnahmeabschnitt 21 aus Blech, insbesondere aus Stahlblech, gefertigt sein. Beispielsweise kann der Aufnahmeabschnitt 21 als kostengünstiges Kunststoffspritzgussbauteil ausgebildet sein. Weiterhin weist das Filtergehäuse 2 einen von dem Aufnahmeabschnitt 21 abnehmbaren Wartungsdeckel 22 auf. Über den Wartungsdeckel 22 können das erste Filterelement 3 und das zweite Filterelement 11 aus dem Aufnahmeabschnitt 21 entnommen werden. Der Wartungsdeckel 22 kann mit Hilfe von Schnellverschlüssen 23 mit dem Aufnahmeabschnitt 21 verbunden sein. Zwischen dem Wartungsdeckel 22 und dem Aufnahmeabschnitt 21 kann eine Dichteinrichtung vorgesehen sein.
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Das Filtergehäuse 2 bzw. der Aufnahmeabschnitt 21 weist einen Fluideinlass 24 zum Einlass des zu filternden Fluids L in das Filtergehäuse 2 und einen Fluidauslass 25 zum Auslass des mit Hilfe der Filterelemente 3, 11 gefilterten Fluids L aus dem Filtergehäuse 2 auf. Der Fluideinlass 24 und der Fluidauslass 25 sind vorzugsweise rohrförmig ausgebildet und können einen kreisrunden Querschnitt aufweisen. Das zu filternde Fluid L tritt in einer Einströmrichtung E in den Fluideinlass 24 ein. Das Fluid L tritt in einer Ausströmrichtung A vorzugsweise parallel zur Längsrichtung LR des ersten Filterelements 3 aus dem Fluidauslass 25 aus. Die Einströmrichtung E ist senkrecht zur Ausströmrichtung A orientiert. In dem Filtergehäuse 2 und insbesondere in dem Aufnahmeabschnitt 21 ist ein Eingriffsbereich 26 vorgesehen, in den die Dichteinrichtung 9 des ersten Filterelements 3 eingreift. Der Eingriffsbereich 26 kann den Fluidauslass 25 vollständig umlaufen.
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An dem Wartungsdeckel 22 kann eine Partikelaustragsöffnung 27 vorgesehen sein. Die Partikelaustragsöffnung 27 ist vorzugsweise rohrförmig. Über die Partikelaustragsöffnung 27 können aus dem Fluid L vorabgeschiedene Partikel aus dem Filtergehäuse 2 abgeführt werden. Die Partikelaustragsöffnung 27 kann ein Ventil aufweisen.
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Das Filtergehäuse 2 umfasst einen zu dem Eingriffsabschnitt 18 des zweiten Filterelements 11 korrespondierenden Gegeneingriffsabschnitt 28. Der Gegeneingriffsabschnitt 28 ist vorzugsweise innenseitig an dem Fluidauslass 25 vorgesehen. Der Eingriffsabschnitt 18 ist dazu eingerichtet, formschlüssig in den Gegeneingriffabschnitt 28 einzugreifen, so dass das zweite Filterelement 11 formschlüssig mit dem Filtergehäuse 2 und insbesondere mit dem Aufnahmeabschnitt 21 verbindbar ist. Der Gegeneingriffsabschnitt 28 kann auch als Gegeneingriffsgeometrie, Gegeneingriffskontur, Verbindungsgeometrie oder Verbindungskontur bezeichnet werden. Der Gegeneingriffsabschnitt 28 ist ein an dem Fluidauslass 25 innenseitig vorgesehenes Innengewinde. Alternativ kann der Gegeneingriffsabschnitt 28 auch ein Teil eines Bajonettverschlusses sein. D.h., es ist zwischen dem zweiten Filterelement 11 und dem Filtergehäuse 2 eine Drehkopplung vorgesehen. Insbesondere kann der Gegeneingriffsabschnitt 28 ein eingängiges oder auch mehrgängiges Gewinde sein.
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In einem in das Filtergehäuse 2 eingeschraubten Zustand des zweiten Filterelements 11 ist das Dichtelement 19 zwischen einem den Anschlussabschnitt 16 vollständig umlaufenden Absatz 29 und dem Gegeneingriffsabschnitt 28 positioniert. Das Dichtelement 19 ist dann zwischen dem Anschlussabschnitt 16 und dem Fluidauslass 25 radial verpresst. D.h., das Dichtelement 19 dichtet das zweite Filterelement 11 radial gegenüber dem Filtergehäuse 2 ab.
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An dem zweiten Filterelement 11 und insbesondere an dem Absatz 29 ist, wie in 9 und 10 gezeigt, ein erstes Positionierelement 30 vorgesehen. An dem Filtergehäuse 2 und insbesondere an dem Fluidauslass 25 ist ein zu dem ersten Positionierelement 30 korrespondierendes zweites Positionierelement 31 angeordnet. In dem in das Filtergehäuse 2 eingeschraubten Zustand des zweiten Filterelements 11 kontaktiert das erste Positionierelement 30, wie in 10 gezeigt, das zweite Positionierelement 31. Hierdurch ist die Verdrehbarkeit des zweiten Filterelements 11 gegenüber dem Filtergehäuse 2 eingeschränkt. D.h., mit Hilfe der Positionierelemente 30, 31 ist gewährleistet, dass das zweite Filterelement 11 in nur einer vorbestimmten Positionierung gegenüber dem Filtergehäuse 2 angeordnet werden kann.
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Das Filtergehäuse 2 weist, wie in 11 nur sehr schematisch gezeigt, einen ovalen Querschnitt 32 und das zweite Filterelement 11 weist einen ovalen Querschnitt 33 auf.
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Die Querschnitte 32, 33 sind stark vereinfacht als Ellipsen dargestellt. Die ovalen Querschnitte 32, 33 sind jeweils symmetrisch, d.h. sie umfassen jeweils eine Hauptsymmetrieachse 34, 35 und eine Nebensymmetrieachse 36, 37, wobei die Nebensymmetrieachse 36, 37 jeweils kürzer als die ihr zugeordnete Hauptsymmetrieachse 34, 35 ist. Die Hauptsymmetrieachsen 34, 35 sind senkrecht zu den Nebensymmetrieachsen 36, 37 angeordnet. Mit Hilfe der Positionierelemente 30, 31 ist das zweite Filterelement 11 dann, wenn sich die Positionierelemente 30, 31 berühren, in einer Endposition oder Betriebsposition in dem Filtergehäuse 2 positioniert. In der Endposition ist der ovale Querschnitt 33 des zweiten Filterelements 11 so in dem ovalen Querschnitt 32 des Filtergehäuses 2 positioniert, dass eine Außenkontur 38 des ovalen Querschnitts 33 des zweiten Filterelements 11 von einer Außenkontur 39 des ovalen Querschnitts 32 des Filtergehäuses 2 umlaufend konstant beabstandet ist. Ferner sind sowohl die Hauptsymmetrieachsen 34, 35 als auch die Nebensymmetrieachsen 36, 37 in der Endposition deckungsgleich oder zumindest parallel.
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Dadurch, dass das zweite Filterelement 11 formschlüssig mit dem Filtergehäuse 2 verbunden ist, ist gewährleistet, dass das zweite Filterelement 11 bei einem Abziehen des ersten Filterelements 3 von demselben nicht aus dem Fluidauslass 25 herausgezogen wird. Eine Verunreinigung der Reinseite RE mit zu filterndem Fluid L wird hierdurch verhindert. Aufgrund der Stützstruktur 15 wird ferner beim Austauschen des ersten Filterelements 3 eine Beschädigung des zweiten Filterelements 11 und insbesondere des Filtermediums 12 ausgeschlossen. Mit Hilfe der Positionierelemente 30, 31 ist eine einfache und reproduzierbare Positionierung des zweiten Filterelements 11 in dem Filtergehäuse 2 gewährleistet. D.h., eine Winkelposition des zweiten Filterelements 11 in dem Filtergehäuse 2 ist mit Hilfe der Positionierelemente 30, 31 in der Endposition festgelegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Filteranordnung
- 2
- Filtergehäuse
- 3
- Filterelement
- 4
- Filtermedium
- 5
- Mittelrohr
- 6
- Endscheibe
- 7
- Endscheibe
- 8
- Vorderseite
- 9
- Dichteinrichtung
- 10
- Aufnahmeöffnung
- 11
- Filterelement
- 12
- Filtermedium
- 13
- Endscheibe
- 14
- Übergangsabschnitt
- 15
- Stützstruktur
- 16
- Anschlussabschnitt
- 17
- Innenraum
- 18
- Eingriffsabschnitt
- 19
- Dichtelement
- 20
- Fluidausströmöffnung
- 21
- Aufnahmeabschnitt
- 22
- Wartungsdeckel
- 23
- Schnellverschluss
- 24
- Fluideinlass
- 25
- Fluidauslass
- 26
- Eingriffsbereich
- 27
- Partikelaustrittsöffnung
- 28
- Gegeneingriffsabschnitt
- 29
- Absatz
- 30
- Positionierelement
- 31
- Positionierelement
- 32
- Querschnitt
- 33
- Querschnitt
- 34
- Hauptsymmetrieachse
- 35
- Hauptsymmetrieachse
- 36
- Nebensymmetrieachse
- 37
- Nebensymmetrieachse
- 38
- Außenkontur
- 39
- Außenkontur
- A
- Ausströmrichtung
- E
- Einströmrichtung
- L
- Fluid
- LR
- Längsrichtung
- RL
- Reinseite
- RO
- Rohseite