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Dokumentenidentifikation DE102004005210A1 11.08.2005
Titel Filter, insbesondere Kraftfahrzeug-Ansaugfilter
Anmelder MAHLE Filtersysteme GmbH, 70376 Stuttgart, DE
Erfinder Waibel, Hans, 71686 Remseck, DE
Vertreter Patentanwalts-Partnerschaft Rotermund + Pfusch + Bernhard, 70372 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 03.02.2004
DE-Aktenzeichen 102004005210
Offenlegungstag 11.08.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.08.2005
IPC-Hauptklasse B01D 29/11
IPC-Nebenklasse B01D 29/31   B01D 35/30   B01D 27/04   B01D 27/08   
Zusammenfassung Bei einem Filter, insbesondere Kraftfahrzeug-Ansaugluftfilter, mit einem in einem verschließbaren Filtergehäuse (1) austauschbar gelagerten, radial durchströmbaren Ringfilterelement (2), bei dem das Ringfilterelement (2) bei geöffnetem Gehäuse (1) in Richtung seiner Achse zum Einsetzen oder Herausnehmen verlagerbar ist und an seinem axialen Ende jeweils eine zumindest das Ringfiltermaterial axial dichtende Endscheibe (6; 7) aufweist, soll das austauschbare Ringfilterelement (2) axial einfach verspannt einsetzbar sein.
Zu diesem Zweck ist zumindest an einem Stirnende des Ringfilterelementes ein axial elastisch wirkender Ringverschluss zwischen Ringfilterelement (2) und angrenzendem Filtergehäuse-Bereich (3) vorgesehen. Bei einem innerhalb eines solchen Ringverschlusses (9) liegenden, den zentralen Hohlraum (8) des Ringfilterelementes axial abschließenden Bereich der ersten Endscheibe (7) dient der innerhalb des Ringverschlusses (9) liegende geschlossene Bereich bei Vorsehen einer nach außen führenden Fluiddrossel (14) als Dämpfungseinrichtung gegen strömungsbedingte Schwingungen des Zentralbereiches der ersten Endscheibe (7).

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Filter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und beschäftigt sich mit dem Problem, eine einfach herstellbare und betriebssichere Lagerung des Filterelementes in dem Filter-Gehäuse zu schaffen.

Grundsätzlich gelöst wird dieses Problem bei einem gattungsgemäßen Filter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein austauschbares Ringfilterelement zumindest an einer Stirnseite unter axialer Verspannung gegenüber den an dieser Stirnseite angrenzenden Filtergehäuse zu dichten und zwar über einen geschlossenen Ring zwischen einem Bereich der Endscheibe, die das Filtermaterial abdeckt und einem gegenüberliegenden Bereich des Filter-Gehäuses.

Einen besonders vorteilhaften Einsatz der Ausführung nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 zeigt eine Ausführung nach dem Patentanspruch 2 auf. Bei dieser Ausführung besteht ein geschlossener Raum zwischen der die gesamte Stirnseite des Filterelementes abdeckenden Endscheibe und dem ringförmigen Verschluss zwischen Endscheibe und angrenzendem Filtergehäuse. Aus diesem geschlossenen Raum führt nach radial außerhalb des Ringfilterelementes eine Fluiddrossel. Durch eine solche Ausführung wird folgendes erreicht.

Bei einer Durchströmung des Ringfilterelementes mit einem pulsierenden Strömungsmedium kann es zu Schwingungen an dem den zentralen Hohlraum des Ringfilterelementes verschließenden Bereich einer Endscheibe kommen. Abgesehen von einer unerwünschten Geräuschentwicklung können diese Schwingungen zu einer Zerstörung der Endscheibe durch Materialermüdung führen. Solche Schwingungen werden durch eine Ausführung nach Anspruch 2 erheblich gedämpft. Die Dämpfung tritt dadurch ein, dass der zwischen der Endscheibe und dem Ringverschluss liegende geschlossene Bereich eine Volumenveränderung durch die Fluiddrossel nur verzögert und damit gedämpft durchführen kann.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 3 werden durch eine radiale Zentrierung des Ringfilterelementes innerhalb des Gehäuses Radialschwingungen bzw. Bewegungen des Ringfilterelementes nur begrenzt auf den Ringverschluss nach Anspruch 1 übertragen. Dadurch muss der Ringverschluss nach Anspruch 1 nur eine geringe Stabilität in radialer Richtung aufweisen.

Durch die Maßnahme nach Anspruch 4 kann bei dem Filter-Gehäuse axiale Bauhöhe eingespart werden.

Ein vorteilhaftes, nachstehend noch näher erläutertes Ausführungsbeispiel ist in der Erfindung dargestellt.

In dieser zeigen

1 einen Längsschnitt durch ein Filter-Gehäuse,

2 einen Ausschnitt eines in 1 mit II markierten Bereiches in vergrößerter Darstellung.

In einem in axialer Richtung quer teilbaren Filter-Gehäuse 1 ist ein Ringfilterelement 2 austauschbar gelagert.

Das Ringfilter-Gehäuse 1 besitzt ein erstes Ende 3, das nachfolgend auch als Befestigungsbereich des Filtergehäuses bezeichnet wird, und ein axial gegenüberliegendes zweites Ende 4. An dem zweiten Ende 4 des Filtergehäuses 1 befindet sich ein nach außen führender Stutzen 5, auf den innerhalb des Filtergehäuses 1 das Ringfilterelement 2 radial dicht aufgesteckt ist über eine das Filtermaterial an diesem Ende des Ringfilterelementes 2 dicht abdeckende zweite Endscheibe 6.

An der der zweiten Endscheibe 6 gegenüberliegenden Stirnseite des Ringfilterelementes 2 befindet sich eine erste Endscheibe 7, die sich über die gesamte zugeordnete Stirnseite des Ringfilterelementes 2 einschließlich deren zentralen Hohlraum 8 erstreckt.

Das Filter wird entsprechend den in 1 eingetragenen Strömungspfeilen durchströmt.

Das Ringfilterelement 2 ist innerhalb des geschlossenen Filtergehäuses 1 axial verspannt. Dabei liegt das Ringfilterelement 2 über die zweite Endscheibe 6 starr an dem zweiten Ende des Filtergehäuses 1 an. Selbstverständlich ist hier auch eine elastische Lagerung möglich.

Die axiale Verspannung wird bewirkt durch einen Ring-Verschluss 9 zwischen der ersten Endscheibe 7 und dem ersten Ende 3 des Filtergehäuses 1.

Der Ring-Verschluss 9 liegt radial außerhalb des Ringfilterelementes 2 und umfasst einen von dem ersten Ende 3 des Filtergehäuses 1 ausgehenden Gehäuse-Ringflansch 10. Dieser Ringflansch 10 greift in einen nutförmig ausgebildeten Filterelement-Ringflansch 11 ein. Die Verbindung zwischen den Ringflanschen 10 und 11 erfolgt in der Art einer Nut- und Federverbindung. Zusätzlich können in diese Verschlussmittel auch noch verrastend wirkende Mittel integriert sein, die erst bei Überschreiten einer vorgebbaren Lösekraft ein Auftrennen dieses Verschlusses 9 zulassen.

Der Filterelement-Ringflansch 11 besteht aus elastischem Material und besitzt insbesondere einen elastisch verformbaren Verbindungsbereich 12, über den er in den stirnseitigen Bereich der ersten Endscheibe 7 übergeht.

Der Gehäuse-Ringflansch 10 ist in den Filterelement-Ringflansch 11 eingeklemmt. Die Klemmwirkung ergibt sich daraus, dass die Seitenschenkel 13 des Ringnutbereiches des Filterelement-Ringflansches 11 in entspanntem Zustand, wie er in der 2 dargestellt ist, geringeren Abstand voneinander besitzen als dies in gespanntem Zustand, das heißt in einem Zustand, in dem der Gehäuse-Ringflansch 10 eingeführt ist, der Fall ist. Wegen der elastischen Verformbarkeit des Filterelement-Ringflansches 11 einschließlich seiner Seitenschenkel 13 üben die aufgeweiteten Seitenschenkel 15 bei einem eingesetzten Gehäuse-Ringflansch 10 auf diesen radiale Klemmkräfte aus.

Durch entsprechende konstruktive Auslegung der beiden Ringflansche 10 und 11 können diese bei einem geschlossenen Ring-Verschluss 9 fluidströmungsdicht miteinander verbunden sein. Strömungsdicht bedeutet hier, dass zwischen dem radial innerhalb des Ring-Verschlusses 9 liegenden Raum zwischen erster Endscheibe 7 und erstem Filtergehäuseende 3 nach radial außerhalb kein Fluidaustausch möglich ist.

Um eine axiale Verspannung des Ringfilterelementes 2 innerhalb des Filtergehäuses 1 erreichen zu können, ist eine axiale Verformung des Verbindungsbereiches 12 zwischen dem Filterelement-Ringflansch 11 und dem stirnseitigen Bereich der ersten Endscheibe 7 durch eine entsprechende Formgebung möglich, das heißt die axiale Erstreckung des Filterelement-Ringflansches 11 von der Stirnseite der ersten Endscheibe 7 in Richtung der zweiten Endscheibe 2 ist durch eine Verformung des Anbindungsbereiches 12 veränderbar. Eine solche Längenveränderbarkeit ist unter anderem notwendig, um axiale Fertigungstoleranzen bei dem Ringfilterelement 2 ausgleichen zu können.

Das Ringfilterelement 2 wird von radial außen nach innen durchströmt. Damit der Raum zwischen der den zentralen Hohlraum 8 abdeckenden ersten Endscheibe 7 und dem ersten Ende 3 des Filtergehäuses 1, der radial außen durch den Ringverschluss 9 verschlossen ist, mit Bezug auf in dem zentralen Bereich der ersten Endscheibe 7 während des Filterbetriebes erzeugte Schwingungen dämpfend wirken kann, ist in dem Übergangsbereich 12 mindestens eine Drosselbohrung 14 als Fluiddrossel vorgesehen. Ein „Atmen" des radial innerhalb des Ring-Verschlusses 9 liegenden Bereiches zwischen erster Endscheibe 7 und erstem Ende 3 des Filtergehäuses 1 ist im wesentlichen lediglich über diese Drosselbohrung 14 möglich. Selbstverständlich kann anstelle einer solchen Drosselbohrung 14 auch der Ring-Verschluss 9 entsprechend fluiddrosselnd für ein „Atmen" des innerhalb des Ring-Verschlusses 9 liegenden Raumes wirken.

Bei dem beschriebenen Ring-Verschluss 9, der insbesondere strömungsdicht ausgeführt ist, kann beispielsweise die erste Endscheibe 7 den zentralen Hohlraum 8 unbedeckt lassen. In diesem Fall würde der Ring-Verschluss 9 an dem ersten Gehäuseende 3 eine Dichtung zwischen dem Hohlraum 8 des Ringfilterelementes 2 und dem radial außerhalb des Ringfilterelementes 2 innerhalb des Filtergehäuses 1 liegenden Raum darstellen.

Der bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel lediglich an einem Ende des Filtergehäuses 1 vorgesehene Ring-Verschluss 9 könnte in gleicher Weise zusätzlich auch an dem anderen, zweiten Ende 4 des Filtergehäuses 1 vorliegen. In einem solchen Fall könnte gegebenenfalls die radiale Dichtung zwischen der zweiten Endscheibe 6 und dem Stutzen 5 vollständig entfallen.

Sowohl das Filtergehäuse 1 als auch die Endscheiben 6, 7 können aus Kunststoff bestehen. Diese Teile können auch aus Metall und mit Bezug auf die Endscheiben 7, 6 des Ringfilterelementes 2, insbesondere aus Blech bestehen.


Anspruch[de]
  1. Filter, insbesondere Kraftfahrzeug-Ansaugluftfilter, mit einem in einem verschließbaren Filtergehäuse (1) austauschbar gelagerten, radial durchströmbaren Ringfilterelement (2), bei dem das Ringfilterelement (2) bei geöffnetem Gehäuse (1) in Richtung seiner Achse zum Einsetzen oder Herausnehmen verlagerbar ist und an seinen axialen Ende jeweils eine zumindest das Ringfiltermaterial axial dichtende Endscheibe (6; 7) aufweist,

    gekennzeichnet durch die Merkmale,

    – das Ringfilterelement (2) ist zumindest an einer seiner beiden Endscheiben (6, 7) durch einen Klemm- und/oder Rastverschluss mit einem Befestigungsbereich (3) des Filtergehäuses (1) verbunden,

    – bei geschlossenem Verschluss sind die von dem Ringfilterelement (2) und dem Filter-Gehäuse (1) in diesem Verschluss (9) miteinander verbundenen Bereiche relativ zueinander axial und radial bewegungsfrei gegeneinander gehalten,

    – die Verschlussmittel des Verschlusses (9) bestehen aus an einer Endscheibe (7) einerseits und dem Befestigungsbereich (3) des Filtergehäuses (1) andererseits angeordneten, miteinander lösbar verbundenen Klemm- und/oder Rastverschlussmitteln (10, 11),

    – die an der ersten Endscheibe (7) des Ringfilterelementes einerseits und an dem Befestigungsbereich (3) des Filtergehäuses (1) andererseits vorgesehene, miteinander verbindbaren Verschlussmittel sind als jeweils geschlossene Ringflansche (10, 11) ausgebildet,

    – die Ringflansche (10, 11) liegen bei geschlossenem Verschluss (9) dicht aneinander und können damit einen fluiddichten Verschluss zwischen den radial innerhalb und außerhalb der miteinander verbundenen Ringflansche (10, 11) liegenden Räume bilden,

    – zumindest einer der beiden Ringflansche (10, 11) ist in sich und/oder gegenüber seiner Anbindung über einen Anbindungsbereich (13) an eine Endscheibe (7) des Ringfilterelementes (2) beziehungsweise einen Befestigungsbereich (3) des Filtergehäuses (1) elastisch verformbar,

    – der Verschluss (9) ist in der Art einer Nut- und Federverbindung ausgebildet, bei der der eine der beiden miteinander verbundenen Ringflansche (10, 11) eine „Ringnut" und der andere Ringflansch eine „Feder" bildet.
  2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der innerhalb des ringförmigen Verschlusses (9) liegende Raum zwischen einer Filterelement-Endscheibe (6; 7) und dem Filter-Gehäuse (1) über eine Fluiddrossel (14) mit dem radial außerhalb des ringförmigen Verschlusses (9) liegenden Bereich verbunden ist.
  3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den Klemm- und/oder Rast-Verschluss (9) ein axial benachbarter Bereich (10) mit radialen, miteinander zusammenwirkenden Zentriermitteln an einerseits der ersten Endscheibe (7) und andererseits dem Filter-Gehäuse (1) Befestigungsbereich (3) zugeordnet ist.
  4. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (9) in einem Raum radial außerhalb des Filtermaterials des Ringfilterelementes (2) angeordnet ist.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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