DE102016002954B4 - Filter system and filter element for a filter system - Google Patents
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Abstract
Filterelement (10), umfassend einen entlang einer Längsachse (L) langgestreckten geschlossenen Filterkörper (12) sowie eine damit fest verbundene geschlossene Endscheibe (20), mit der der Filterkörper (12) mit seiner Stirnseite (50) dicht verbunden ist, wobei die Endscheibe (20) eine Fixierposition (32) für eine axial nach außen ragende Abstützstruktur (40) aufweist, wobei die Fixierposition (32) in einer Ausbuchtung (30) der Endscheibe (20) angeordnet ist und die Fixierposition (32) bezogen auf eine radiale Position innerhalb einer Außenhaut des Filterkörpers (12) und axial der Stirnseite (50) des Filterkörpers (12) nach außen vorgelagert ist und die Ausbuchtung (30) einen durch eine Innenseite des Filterkörpers (12) definierten Raum verlängert, wobei die Ausbuchtung (30) in axialer Richtung Durchgangsöffnungen (34) aufweist.A filter element (10) comprising a closed filter body (12) elongated along a longitudinal axis (L) and a closed end plate (20) firmly connected thereto, to which the filter body (12) is tightly connected with its end face (50), wherein the end plate (20) has a fixing position (32) for an axially outwardly projecting support structure (40), wherein the fixing position (32) is arranged in a bulge (30) of the end plate (20) and the fixing position (32) is arranged outwardly with respect to a radial position within an outer skin of the filter body (12) and axially in front of the end face (50) of the filter body (12), and the bulge (30) extends a space defined by an inner side of the filter body (12), wherein the bulge (30) has through openings (34) in the axial direction.
Description
Technisches GebietTechnical field
Die Erfindung betrifft ein Filtersystem, insbesondere zur Verwendung als Luftfilter einer Brennkraftmaschine, sowie ein Filterelement zum Einbau in ein solches Filtersystem.The invention relates to a filter system, in particular for use as an air filter of an internal combustion engine, and a filter element for installation in such a filter system.
Stand der TechnikState of the art
Aus der
Aus der
Grundsätzlich ist vorgesehen, die Filterelemente von Luftfiltern nach einer bestimmten Betriebszeit auszutauschen. Je nach Staubanfall kann die Standzeit eines Luftfilters wenige Tage (Baumaschinen) bis zu mehreren Monaten betragen. Dabei verbleibt üblicherweise das Sekundär-Filterelement, das auf der Reinluftseite angeordnet ist, im Filtersystem. Ist jedoch auch das Sekundär-Filterelement stark mit Schmutz beladen, so muß es ebenfalls getauscht werden, da sonst der Luftdurchsatz zu sehr verringert wird. Dabei ist die zuverlässige und prozesssichere Abdichtung von Filterelement und Sekundär-Filterelement in einem Gehäuse besonders wichtig, um den Ansaugtrakt einer darauf folgenden Brennkraftmaschine vor eindringendem Schmutz zu schützen.Air filter filter elements are generally designed to be replaced after a certain period of operation. Depending on the amount of dust, the service life of an air filter can range from a few days (construction machinery) to several months. The secondary filter element, located on the clean air side, usually remains in the filter system. However, if the secondary filter element is also heavily contaminated, it must also be replaced, as otherwise the air throughput will be reduced excessively. The reliable and process-safe sealing of the filter element and secondary filter element in a housing is particularly important to protect the intake tract of a downstream internal combustion engine from penetrating dirt.
Je nach Einsatzzweck des Filtersystems kann es vorteilhaft sein, nur ein primäres Filterelement oder zusätzlich ein Sekundär-Filterelement vorzusehen.Depending on the intended use of the filter system, it may be advantageous to provide only a primary filter element or an additional secondary filter element.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filterelement zu schaffen, das in einem Filtersystem wahlweise mit oder ohne Sekundärfilterelement verwendet werden kann, das eine zuverlässige Abdichtung zwischen dem Bereich des ungefilterten und dem Bereich des gefilterten Mediums erlaubt und eine stabile Einbauposition in einem Gehäuse eines Filtersystems ermöglicht.An object of the invention is to provide a filter element which can be used in a filter system optionally with or without a secondary filter element, which allows a reliable seal between the area of the unfiltered and the area of the filtered medium and enables a stable installation position in a housing of a filter system.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filtersystem mit einem solchen Filterelement zu schaffen.A further object of the invention is to provide a filter system with such a filter element.
Die vorgenannten Aufgaben werden nach einem Aspekt der Erfindung gelöst bei einem Filterelement und nach einem anderen Aspekt bei einem Filtersystem mit einem auswechselbaren Filterelement, bei dem der Filterkörper mit seiner Stirnseite dicht mit einer insbesondere geschlossenen Endscheibe verbunden ist, wobei die Endscheibe eine Fixierposition für eine axial nach außen ragende Abstützstruktur aufweist, wobei die Fixierposition in einer Ausbuchtung der Endscheibe angeordnet ist und die Fixierposition bezogen auf eine radiale Position innerhalb einer Außenseite des Filterkörpers und axial der Stirnseite des Filterkörpers nach außen vorgelagert angeordnet ist und wobei die Ausbuchtung einen durch eine Innenseite des Filterkörpers definierten Raum verlängert.The above objects are achieved according to one aspect of the invention in a filter element and according to another aspect in a filter system with a replaceable filter element, in which the filter body is tightly connected with its end face to a particularly closed end plate, wherein the end plate has a fixing position for an axially outwardly projecting support structure, wherein the fixing position is arranged in a bulge of the end plate and the fixing position is arranged with respect to a radial position within an outer side of the filter body and axially outwardly in front of the end face of the filter body and wherein the bulge extends a space defined by an inner side of the filter body.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.Advantageous embodiments and advantages of the invention emerge from the further claims, the description and the drawings.
Es wird ein Filterelement vorgeschlagen, umfassend einen entlang einer Längsachse langgestreckten, ringförmig geschlossenen Filterkörper sowie eine damit fest verbundene geschlossene Endscheibe, mit der der Filterkörper mit seiner Stirnseite dicht verbunden ist, wobei die Endscheibe eine Fixierposition für eine axial nach außen ragende Abstützstruktur aufweist, wobei die Fixierposition in einer Ausbuchtung der Endscheibe angeordnet ist und die Fixierposition bezogen auf eine radiale Position innerhalb einer Außenhaut des Filterkörpers und axial der Stirnseite des Filterkörpers nach außen vorgelagert angeordnet ist und wobei die Ausbuchtung einen durch eine Innenseite des Filterkörpers definierten Raum verlängert.A filter element is proposed, comprising a filter body which is elongated along a longitudinal axis and closed in the form of a ring, and a closed end plate which is firmly connected thereto and to which the filter body is tightly connected with its end face, wherein the end plate has a fixing position for an axially outwardly projecting support structure, wherein the fixing position is arranged in a bulge of the end plate and the fixing position is arranged with respect to a radial position within an outer skin of the filter body and axially outwardly in front of the end face of the filter body, and wherein the bulge extends a space defined by an inner side of the filter body.
Dadurch, dass der durch eine Innenseite des Filterkörpers definierte Raum durch die Ausbuchtung verlängert wird, ragt der so verlängerte Raum über die Stirnseite des Filterkörpers des Filterelementes und bevorzugt über den äußeren Rand der Endscheibe hinaus. So kann ein etwaiges Sekundärelement länger ausfallen und/oder der für einen etwaigen, am Sekundärelement angeordneten Griff notwendige Platz geschaffen werden.Because the space defined by the inner side of the filter body is extended by the bulge, the thus extended space extends beyond the front side of the filter body of the filter element and preferably beyond the outer edge of the end plate. This allows for a longer secondary element and/or creates the space required for a handle located on the secondary element.
Vorteilhaft kann die Endscheibe sowohl eine Dichtfunktion des Filterkörpers unterstützen als auch eine Abstützfunktion durch axiales Verspannen des Filterelements in einem Gehäuse mittels der Abstützstruktur. Die Abstützstruktur erlaubt eine sichere Krafteinleitung von einem Gehäusedeckel in die Endscheibe. Durch die räumlich getrennten Abdicht- und Abstützbereiche ist eine flexible bauraumorientierte Filterelementkonstruktion möglich.The end plate can advantageously support both the sealing function of the filter body and a support function by axially clamping the filter element in a housing using the support structure. The support structure allows for secure force transmission from a housing cover into the end plate. The spatially separated sealing and support areas enable a flexible, space-optimized filter element design.
Durch die Anordnung von Abdichtbereich und Abstützstruktur können sich die Oberflächen des Abdichtbereichs und der Abstützstruktur axial auf verschiedenen Ebenen befinden, was mit einer durchgängig geschäumten Polyurethanendscheibe nicht möglich ist. Der Abdichtbereich ist insbesondere durch einen Klebebereich in Form einer dichtenden Klebeverbindung gebildet. Dadurch, dass die Oberflächen der geschäumten Volumen auf unterschiedlichen Ebenen angeordnet sein können, kann insbesondere die innere Oberfläche der Abstützstruktur axial weiter vom Luftauslass entfernt sein als die Oberfläche des Verklebungsbereichs oder die Stirnseite des Filterkörpers.Due to the arrangement of the sealing area and the support structure, the surfaces of the sealing area and the support structure can be located axially on different planes, which is not possible with a continuously foamed polyurethane end plate. The sealing area is formed, in particular, by an adhesive area in the form of a sealing adhesive connection. Because the surfaces of the foamed volumes can be arranged on different planes, the inner surface of the support structure, in particular, can be axially further away from the air outlet than the surface of the adhesive area or the end face of the filter body.
Die Abstützstruktur kann insbesondere axial nach außen abstehende Abstütznoppen aufweisen, die beim Einbau in ein Gehäuse eine stabile und gegen Vibrationen resistente Verspannung in axialer Richtung im Gehäuse erlauben. Auf diese Weise ist das Filterelement über die geschlossene Endscheibe axial gegen den Deckel und damit gegen das Gehäuse verspannt und erfährt dadurch eine Festlagerung an der Stirnseite, dem deckelseitigen Ende des Filterelements.The support structure can, in particular, have axially outwardly projecting support studs, which, when installed in a housing, allow for stable and vibration-resistant axial bracing within the housing. In this way, the filter element is axially braced against the cover and thus against the housing via the closed end plate, thus providing a fixed support at the front end, the cover-side end of the filter element.
Vorteilhaft kann die geschlossene Endscheibe als Formteil aus einem festen Kunststoff beispielsweise mittels Spritzguss gebildet sein. Alternativ kann die Endscheibe als Zwei-Komponenten-Endscheibe mit einem harten Spritzgussteil und einem elastischen Teil, z. B. Polyurethan oder einem thermoplastischen Elastomer, ausgebildet sein.Advantageously, the closed end plate can be formed as a molded part made of a rigid plastic, for example, by injection molding. Alternatively, the end plate can be designed as a two-component end plate with a rigid injection-molded part and an elastic part, e.g., polyurethane or a thermoplastic elastomer.
An dem der geschlossenen Endscheibe gegenüberliegenden Seite des Filterkörpers kann eine offene Endscheibe vorgesehen sein, die insbesondere aus Polyurethan gebildet ist und die eine radiale Abdichtung des Filterkörpers erlaubt. Zweckmäßigerweise können dort ebenso in axialer Richtung abstehende Stütznoppen vorgesehen sein.An open end plate, preferably made of polyurethane, can be provided on the side of the filter body opposite the closed end plate, allowing radial sealing of the filter body. Support studs projecting in the axial direction can also be expediently provided there.
Vorteilhafterweise kann die offene Endscheibe eine Radialdichtung gegenüber einem Gehäuse aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass neben einer guten Abdichtung und damit einer sicheren Filterwirkung, durch die Radialdichtung sowie der axialen Verspannung der Abstütznoppen im Deckel eine radiale Führung des Filterelements im Gehäuse bewirkt werden kann und damit eine sehr stabile Halterung des Filterelements im Gehäuse entsteht.Advantageously, the open end plate can have a radial seal against the housing. This has the advantage that, in addition to providing a good seal and thus a reliable filtering effect, the radial seal and the axial tension of the support studs in the cover can provide radial guidance of the filter element within the housing, thus creating a very stable mount for the filter element within the housing.
Der Filterkörper kann beispielsweise aus einem sterngefalteten Filterbalg bestehen, der ringförmig geschlossen ausgeführt ist. Die Faltung kann beispielsweise durch Messerfaltung, für längere Filterkörper, oder Rotationsfaltung hergestellt werden. Der Filterbalg kann beispielsweise aus Papier oder aus Zellulose oder aus einer Mischfaser aus Kunststoff und Zellulose bestehen. Der Filterbalg kann ferner mit glatter Oberfläche, rolliert und/oder in verschiedenen Prägeformen gestalteter Oberfläche zur Versteifung und/oder Schaffung von Hohlräumen zur Staubablagerung ausgeführt sein. Der Filterbalg kann eine Beschichtung und/oder Imprägnierung aufweisen, um Feuchtigkeit abzuweisen. Er kann alternativ auch mit Nanofasern beschichtet sein. Der Filterkörper kann weiterhin mit einem Fadenwickel strukturell versteift sein. Denkbar ist auch ein gewickelter Filterkörper mit einer oder mehreren Lagen.The filter body can, for example, consist of a star-pleated filter bellows with a closed, ring-shaped design. The folding can be achieved, for example, by knife folding, for longer filter bodies, or rotary folding. The filter bellows can be made, for example, of paper or cellulose or of a mixed fiber of plastic and cellulose. The filter bellows can also be designed with a smooth surface, rolled and/or with a surface designed in various embossed shapes for stiffening and/or creating cavities for dust deposition. The filter bellows can have a coating and/or impregnation to repel moisture. Alternatively, it can also be coated with nanofibers. The filter body can also be structurally stiffened with a thread winding. A wound filter body with one or more layers is also conceivable.
Die Ausbuchtung in axialer Richtung weist Durchgangsöffnungen auf. Insbesondere können die Durchgangsöffnungen von der Abstützstruktur durchsetzt sein. Die Abstützstruktur kann die Durchgangsöffnungen formschlüssig durchgreifen und so eine besonders stabile Verbindung mit der Endscheibe bilden.The axial bulge has through-holes. In particular, the through-holes can be penetrated by the support structure. The support structure can engage through the through-holes in a form-fitting manner, thus forming a particularly stable connection with the end plate.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann die Abstützstruktur aus einem Elastomer, insbesondere Polyurethan, gebildet sein. Polyurethan-Schaum kann bei der Herstellung der Abstützstruktur die Durchgangsöffnungen leicht durchdringen.According to a favorable embodiment, the support structure can be formed from an elastomer, in particular polyurethane. Polyurethane foam can easily penetrate the through-holes during the manufacture of the support structure.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann der Filterkörper an der Endscheibe an seiner Stirnseite mit einem Elastomer, insbesondere Polyurethan, angeschäumt sein. Dann kann die Abstützstruktur mit der dichtenden Klebeverbindung am Filterkörper in einer gemeinsamen Gießschale gefertigt werden. Alternativ kann der Filterkörper mit der Endscheibe an seiner Stirnseite mit einem Klebstoff verklebt sein. Alternativ kann der Filterkörper mit der Endscheibe an seiner Stirnseite verschweißt sein. Es ist eine flexible und bedarfsgerechte Herstellung des Filterelements möglich.According to a favorable embodiment, the filter body can be foamed onto the end plate at its end face with an elastomer, particularly polyurethane. The support structure with the sealing adhesive connection to the filter body can then be manufactured in a common casting shell. Alternatively, the filter body can be bonded to the end plate at its end face with an adhesive. Alternatively, the filter body can be welded to the end plate at its end face. This allows for flexible and demand-oriented production of the filter element.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann der Filterkörper konisch geformt sein und an der geschlossenen Endscheibe einen größeren Außendurchmesser aufweisen als auf seiner gegenüberliegenden Stirnseite. Dies erlaubt eine günstige Strömungsverteilung entlang des Filterkörpers.According to a favorable design, the filter body can be conically shaped and have a larger outer diameter at the closed end plate than on its opposite end face. This allows for a favorable flow distribution along the filter body.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann die Ausbuchtung hohlzylindrisch ausgebildet sein. Dies bietet Bauraum, um ein Sekundär-Filterelement innerhalb des Filterelements zu montieren, insbesondere innerhalb eines Mittelrohrs, das in die Ausbuchtung eingreifen kann.According to a favorable embodiment, the bulge can be hollow-cylindrical. This provides space for mounting a secondary filter element within the filter element, particularly within a center tube that can engage the bulge.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann die Ausbuchtung zur Aufnahme eines Sekundär-Filterelements ausgebildet sein. Insbesondere kann in der Ausbuchtung der Endscheibe ein Abstützbereich für das Sekundär-Filterelement vorgesehen sein. Das Filterelement und das Sekundär-Filterelement können unabhängig voneinander gewechselt werden.According to a favorable embodiment, the recess can be designed to accommodate a secondary filter element. In particular, a support area for the secondary filter element can be provided in the recess of the end plate. The filter element and the secondary filter element can be replaced independently of each other.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann die Ausbuchtung innerhalb einer lichten Weite des Filterkörpers angeordnet sein. Es kann ein Mittelrohr vorgesehen sein, das in die Ausbuchtung eingreift und in dem ein Sekundär-Filterelement angeordnet sein kann. Die Endscheibe kann innen auch in dem Bereich, in den das Mittelrohr eingreift, vorteilhaft eine Einführschräge aufweisen, die das Filterelement bei der Montage am Mittelrohr zentriert. In einer Ausführungsform kann die axial innere Grenzfläche der Abstützstruktur am Mittelrohr anliegen, so dass die Abstützstruktur zwischen Gehäusedeckel und Mittelrohr verspannt werden kann, so dass keine oder weniger axiale Verspannkraft über den Filterbalg in Richtung anderer Endscheibe übertragen wird.According to a favorable embodiment, the bulge can be arranged within a clear width of the filter body. A central tube can be provided which engages in the bulge and in which a secondary filter element can be arranged. The end plate can advantageously have an insertion bevel on the inside, also in the area into which the central tube engages, which center the filter element during assembly on the central tube. In one embodiment, the axially inner boundary surface of the support structure can bear against the central tube, so that the support structure can be clamped between the housing cover and the central tube, so that no or less axial clamping force is transmitted via the filter bellows in the direction of the other end plate.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Filtersystem vorgeschlagen, umfassend ein Gehäuse mit einer Längsachse, einen Deckel, der das Gehäuse an einer Stirnseite verschließt, einen am Gehäuse angeordneten Einlassstutzen zum Zuführen eines zu filternden Mediums und einen am Gehäuse angeordneten Auslassstutzen zur Ableitung des gefilterten Mediums, sowie ein auswechselbares Filterelement, das einen entlang einer Längsachse langgestreckten, ringförmig geschlossenen Filterkörper sowie eine damit fest verbundene geschlossene Endscheibe, mit der der Filterkörper mit seiner Stirnseite dicht verbunden ist, aufweist, wobei die Endscheibe eine Fixierposition für eine axial nach außen ragende Abstützstruktur aufweist, wobei die Fixierposition in einer Ausbuchtung der Endscheibe angeordnet ist und die Fixierposition bezogen auf eine radiale Position innerhalb einer Außenhaut des Filterkörpers und axial der Stirnseite des Filterkörpers nach außen vorgelagert angeordnet ist und wobei die Ausbuchtung einen durch eine Innenseite des Filterkörpers definierten Raum verlängert.According to a further aspect of the invention, a filter system is proposed, comprising a housing with a longitudinal axis, a cover which closes the housing at one end face, an inlet nozzle arranged on the housing for supplying a medium to be filtered and an outlet nozzle arranged on the housing for discharging the filtered medium, as well as a replaceable filter element which has an annularly closed filter body which is elongated along a longitudinal axis and a closed end plate which is firmly connected to the filter body and to which the end face is tightly connected, wherein the end plate has a fixing position for an axially outwardly projecting support structure, wherein the fixing position is arranged in a bulge of the end plate and the fixing position is arranged with respect to a radial position within an outer skin of the filter body and axially outwardly in front of the end face of the filter body, and wherein the bulge extends a space defined by an inner side of the filter body.
Dadurch, dass der durch eine Innenseite des Filterkörpers definierte Raum durch die Ausbuchtung verlängert wird, ragt der so verlängerte Raum über die Stirnseite des Filterkörpers des Filterelementes und bevorzugt über den äußeren Rand der Endscheibe hinaus. So kann ein etwaiges Sekundärelement länger ausfallen und/oder der für einen etwaigen, am Sekundärelement angeordneten Griff notwendige Platz geschaffen werden. Because the space defined by the inner side of the filter body is extended by the bulge, the thus extended space extends beyond the front side of the filter body of the filter element and preferably beyond the outer edge of the end plate. This allows for a longer secondary element and/or creates the space required for a handle located on the secondary element.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann ein gehäusefestes Mittelrohr vorgesehen sein. Dieses kann am Gehäuse verrastet sein.According to a favorable embodiment, a central tube fixed to the housing can be provided. This can be latched to the housing.
An dem der geschlossenen Endscheibe gegenüberliegenden Seite des Filterkörpers kann eine offene Endscheibe vorgesehen sein, die insbesondere aus Polyurethan gebildet sein kann und die eine radiale Abdichtung des Filterkörpers erlaubt. Zweckmäßigerweise können dort in axialer Richtung abstehende Stütznoppen vorgesehen sein. Die geschlossene Endscheibe kann Abstütznoppen zur axialen und/oder radialen Kraftübertragung zwischen Deckel und zweiter Endscheibe aufweisen. Auf diese Weise kann die über das Schließen des Deckels ausgeübte Kraft auf die Endscheibe durch diese durchgeleitet und in das Mittelrohr eingeleitet werden, wobei sich eine feste Lagerung des Filterelements ergibt. Insbesondere kann dabei die Endscheibe innen auch in dem Bereich, in den das Mittelrohr eingreift, eine Einführschräge aufweisen, die das Filterelement bei der Montage am Mittelrohr zentriert. Optional kann die axial innere Grenzfläche der Abstützstruktur am Mittelrohr anliegen, so dass die Abstützstruktur zwischen Gehäusedeckel und Mittelrohr verspannt werden kann, so dass keine oder weniger axiale Verspannkraft über den Filterbalg in Richtung der gegenüberliegenden offenen Endscheibe übertragen wird.On the side of the filter body opposite the closed end plate, an open end plate can be provided, which can in particular be made of polyurethane and which allows a radial seal of the filter body. Support studs projecting in the axial direction can expediently be provided there. The closed end plate can have support studs for axial and/or radial force transmission between the cover and the second end plate. In this way, the force exerted on the end plate by closing the cover can be passed through it and introduced into the center tube, resulting in a secure mounting of the filter element. In particular, the end plate can have an insertion bevel on the inside, even in the area into which the center tube engages, which centers the filter element during assembly on the center tube. Optionally, the axially inner boundary surface of the support structure can bear against the center tube, so that the support structure can be clamped between the housing cover and the center tube, so that no or less axial clamping force is transmitted via the filter bellows towards the opposite open end plate.
Vorteilhafterweise kann die geschlossene Endscheibe Abstütznoppen auch zur axialen und/oder radialen Kraftübertragung zwischen Deckel und einem innerhalb des Filterelements angeordneten Sekundär-Filterelement aufweisen. Auf diese Weise kann die über das Schließen des Deckels ausgeübte Kraft auf die Endscheibe durch diese durchgeleitet und in das Sekundär-Filterelement eingeleitet werden, wodurch dieses wiederum fest in seinen Gehäusesitz gepresst werden kann. Damit ist eine feste Lagerung des Sekundär-Filterelements und zugleich auch gute Abdichtung zwischen ungefiltertem und gefiltertem Bereich des Filtersystems möglich.Advantageously, the closed end plate can also have support studs for axial and/or radial force transmission between the cover and a secondary filter element located within the filter element. This allows the force exerted on the end plate by closing the cover to be transmitted through the end plate and into the secondary filter element, which in turn can be pressed firmly into its housing seat. This enables a secure mounting of the secondary filter element and, at the same time, a good seal between the unfiltered and filtered areas of the filter system.
Der Dichtbereich der offenen Endscheibe eines oder beider Filterelemente zum Gehäuse hin ist in einer bevorzugten Ausführungsform ausgeführt wie in
Vorteilhaft ist eine Verwendung eines Filtersystems als Luftfilter, insbesondere als Luftfilter bei Kompressoren, Landmaschinen oder sonstigen Geräten mit Brennkraftmaschinen.It is advantageous to use a filter system as an air filter, especially as an air filter in compressors, agricultural machinery or other devices with internal combustion engines.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages will become apparent from the following description of the drawings. The drawings illustrate exemplary embodiments of the invention. The drawings, the description, and the claims contain numerous features in combination. Those skilled in the art will also expediently consider the features individually and combine them into useful further combinations.
Es zeigen beispielhaft:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Filtersystems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit radial angeordnetem Einlassstutzen und zentrischem Auslassstutzen nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
2 als Viertelschnitt eine perspektivische Ansicht eines Filterelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
3 ein Detail des Filterelements aus2 ohne Abstützstruktur an der Endscheibe und Abdichtbereich in Form eines dichtenden Klebebereichs am Filterelement; -
4 einen Längsschnitt durch ein Filtersystem mit primärem Filterelement und Sekundär-Filterelement nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und -
5 als Schnittdarstellung ein Detail des Filtersystems aus4 .
-
1 a perspective view of a filter system according to an embodiment of the invention with a radially arranged inlet nozzle and a central outlet nozzle according to an embodiment of the invention; -
2 a quarter-section perspective view of a filter element according to an embodiment of the invention; -
3 a detail of the filter element2 without support structure on the end plate and sealing area in the form of a sealing adhesive area on the filter element; -
4 a longitudinal section through a filter system with a primary filter element and a secondary filter element according to an embodiment of the invention; and -
5 a sectional view of a detail of the filter system4 .
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.In the figures, identical or similar components are designated by the same reference numerals. The figures are merely examples and are not to be construed as limiting.
Der Einlassstutzen 104 kann mit seinem Bund 106 in beliebiger Winkellage an das zuvor gelochte Gehäuse 108 geschweißt werden.The
Die
Die geschlossene Endscheibe 20 weist eine Fixierposition 32 für eine axial nach außen ragende Abstützstruktur 40 auf, wobei die Fixierposition 32 in einer Ausbuchtung 30 der Endscheibe 20 der Stirnseite 50 des Filterkörpers 12 nach axial außen vorgelagert angeordnet ist. Bezogen auf eine radiale Position ist die Ausbuchtung 30 innerhalb einer Außenhaut des Filterkörpers 12 und insbesondere innerhalb des Innendurchmessers des Filterkörpers 12 positioniert. Wie in
Die Durchgangsöffnungen 34 bilden einen Nutboden einer axial innen liegenden Nut zwischen dem innenliegenden Bund 26 und einem radial innen liegenden Bund 28. Der Bund 26 weist im Bereich der Nut mit den Durchgangsöffnungen 34 einen kleinen Absatz 27 auf, so dass sich das Abstützmaterial, z. B. Polyurethan, zusätzlich in der Nut stabil verankern kann. Andererseits bilden die Durchgangsöffnungen 34 den Nutboden einer axial außen liegenden Nut zwischen einem Bund 22 und einem Bund 24. Die Abstützstruktur 40 weist axial nach außen ragende Abstütznoppen 44 auf.The through-
Durch diese Anordnung von Abdichtbereich - in Form einer dichtenden Klebeverbindung 52 (siehe
Die Abstütznoppen 44 der geschlossenen Endscheibe 20, welche radial nach außen erstreckend kreisförmig um die Längsachse L angeordnet sind, können bei einem Einbau des Filterelements 10 in das Gehäuse 108 (
An der gegenüberliegenden Stirnseite 60 des Filterkörpers 12 ist eine offene ringförmige Endscheibe 70 angeordnet, die im Einbauzustand eine radiale Abdichtung bewirkt und mit Abstütznoppen 72 versehen ist, die axial vom Filterkörper 12 abstehen. Die offene Endscheibe 70 ist vorteilhaft aus Polyurethan gebildet, das an die Stirnseite 60 angeschäumt ist.On the opposite end face 60 of the
Der Filterkörper 12 kann beispielsweise aus einem zickzackförmig gefalteten (plissierten) Filterbalg bestehen und ringförmig geschlossen ausgeführt sein. Die Faltung kann beispielsweise durch Messerfaltung, für längere Filterkörper 12, oder Rotationsfaltung hergestellt werden. Der Filterbalg kann beispielsweise aus Papier, Zellulose oder einer Mischfaser aus Kunststoff und Zellulose bestehen und mit glatter Oberfläche, rolliert und/oder in verschiedenen Prägeformen gestalteter Oberfläche zur Versteifung und/oder Schaffung von Hohlräumen zur Staubablagerung ausgeführt sein. Der Filterbalg kann eine Beschichtung und/oder Imprägnierung aufweisen, um Feuchtigkeit abzuweisen. Er kann alternativ auch mit Nanofasern beschichtet sein. Der Filterkörper 12 kann weiterhin strukturell versteift sein, z. B. mit einem durchgehenden Streifen aus Schmelzklebstoff, einem gewickelten Klebestreifen, einem so genannten Fadenwickel in Form eines mit Schmelzklebstoff getränkten Fadens, Bandes, oder dergleichen.The
Durch die Ausbuchtung 30 der geschlossenen Endscheibe 20 ist innerhalb des Filterelements 10 ein Freiraum geschaffen, der es ermöglicht, innerhalb des Filterelements 10 bei Bedarf ein Mittelrohr vorzusehen, das axial über den Filterkörper 12 hinausragt. Optional kann zusätzlich oder alternativ auch bei Bedarf ein Sekundär-Filterelement vorgesehen sein, das axial über das Filterelement 10 hinaussteht. Mittelrohr und Sekundär-Filterelement können dadurch unabhängig von der Dichtungsstruktur des Filterelements 10 angeordnet werden.The
Das Filtersystem 100 weist einen radial angeordneten Einlassstutzen 102 und einen zentrischen Auslassstutzen 104 in einem Gehäuse 108 auf. Das Gehäuse 108 ist an einer Stirnseite mit einem Deckel 110 verschlossen. Im Fall eines Luftfiltersystems strömt staubbeladene Luft in den Einlassstutzen 102, der z. B. radial zum innen eingebauten Filterelement 10 angeordnet ist. Die gereinigte Luft kann über den zentrischen Auslassstutzen 104 aus dem Gehäuse 108 abgeführt werden. Der Einlassstutzen 104 kann mit seinem Bund 106 in beliebiger Winkellage an das zuvor gelochte Gehäuse 108 geschweißt werden. Das Filtersystem 100 kann als Luftfilter z. B. bei Baumaschinen, Landmaschinen, Kompressoren und sonstigen Geräten mit Verbrennungsmotor eingesetzt werden.The
Im Gehäuse 108 ist ein Filterelement 10 angeordnet, das konzentrisch ein Mittelrohr 90 und ein Sekundär-Filterelement 80 umgibt. Das optionale Mittelrohr 90 ist gehäusefest angeordnet und am auslassseitigen Gehäuseende mit dem Gehäuse 108 verschnappt. Der Filterkörper 12 kann konisch geformt sein und an der geschlossenen Endscheibe einen größeren Außendurchmesser aufweisen als auf seiner gegenüberliegenden Stirnseite 60. Die Endscheibe 20 weist innen in dem Bereich, in den das Mittelrohr 90 eingreift, eine Einführschräge auf, die das Filterelement 10 bei der Montage am Mittelrohr 90 zentriert.A
Die Ausgestaltung des Filterelements 10 mit Endscheibe 20 sowie Abstützstruktur 40 ist in den
Das Sekundär-Filterelement 80 besteht im Wesentlichen aus einem Stützrohr 82 als tragender Struktur und einem darauf angeordneten relativ durchlässigen Filtermedium 84, beispielsweise einem Vlies. Das Sekundär-Filterelement 80 kann beim Austausch des Filterelements 10 im Gehäuse 108 zum Schutz der weiteren Luftführung, beispielsweise einer Brennkraftmaschine, gegen eindringende Staubpartikel und andere Gegenstände verbleiben. Das Sekundär-Filterelement 80 ist mit seinem offenen Ende in einen Gehäusesitz am auslassseitigen Teil des Gehäuses 108 gesteckt. Das geschlossene Ende 86 des Sekundär-Filterelements 80 liegt in der Ausbuchtung 30 der geschlossenen Endscheibe 20 des Filterelements 10 an, wodurch beim Schließen des Gehäusedeckels 110 eine Kraft über die Abstütznoppen 44 der Endscheibe 20 in das geschlossene Ende des Sekundär-Filterelements 80 geleitet werden kann und das Sekundär-Filterelement 80 fest in seinen Gehäusesitz am Auslassstutzen 104 gepresst wird. An das geschlossene Ende 86 schließt sich ein Griff 88 an, der das Herausnehmen des Sekundär-Filterelements 80 erleichtert.The
Auf diese Weise ist das Filterelement 10 zusätzlich zum Mittelrohr 90 über die geschlossene Endscheibe 20 axial gegen den Deckel 110 und damit gegen das Gehäuse 108 verspannt und erfährt dadurch eine Festlagerung an der Stirnseite 50, dem deckelseitigen Ende des Filterelements 10.In this way, the
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