PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE60113360T2 19.01.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001201287
Titel Gefaltete Luftfiltervorrichtung
Anmelder Siemens VDO Automotive Inc., Chatham, Ontario, CA
Erfinder Bloomer, Stephen F., London, Ontario N6P 1E5, CA
Vertreter Berg, P., Dipl.-Ing., Pat.-Ass., 80339 München
DE-Aktenzeichen 60113360
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 31.07.2001
EP-Aktenzeichen 012029054
EP-Offenlegungsdatum 02.05.2002
EP date of grant 14.09.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.01.2006
IPC-Hauptklasse B01D 29/21(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse B01D 27/06(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      F02M 35/02(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Luftfiltervorrichtung, die in einer Luftreiniger-Baugruppe verwendet wird.

Eine Luftreiniger-Baugruppe reinigt Luft, die von einer vom Kunden angegebenen Stelle im Motorraum einströmt. Die Luft strömt durch ein Luftreinigergehäuse und strömt durch einen Filter, der die Luft reinigt. Nachdem die Luft gefiltert worden ist, tritt sie durch ein Auslassrohr aus dem Luftreinigergehäuse aus und strömt in eine Kraftmaschine mit äußerer Verbrennung ein. In der Kraftmaschine mit äußerer Verbrennung wird die gefilterte Luft für die Verbrennung mit Kraftstoff gemischt.

Gemäß dem bisherigen Stand der Technik reinigt ein im Wesentlichen flacher oder zylindrischer Filter die Luft, bevor sie durch das Auslassrohr aus dem Luftreinigergehäuse ausströmt. Der Filter ist gewöhnlich mittels einer inneren Gummidichtung am Luftreinigergehäuse befestigt. Ein Nachteil dieser Filtervorrichtung nach dem bisherigen Stand der Technik ist die Notwendigkeit der teuren Gummidichtung.

Daher besteht in der Technik ein Bedarf an einer verbesserten Luftfiltervorrichtung, die in einer Luftreiniger-Baugruppe eingesetzt wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Luftreiniger-Baugruppe wie in Anspruch 1 beschrieben und ein Verfahren zur Herstellung einer Luftreiniger-Baugruppe wie in Anspruch 15 beschrieben.

Die Luftfiltervorrichtung umfasst ein im Wesentlichen konisches, radial gefaltetes Filterelement, das über einem Filterträger angeordnet ist. Der Filterträger stützt das Filterelement und weist eine ringförmige Fläche auf, die einen inneren kammförmigen Abschnitt umfasst, in dem eine Vielzahl von inneren Zähnen und eine Vielzahl von Verstrebungen ausgebildet sind. Der Filterträger und das Filterelement werden in eine Öffnung in einem Luftreinigergehäuse eingeführt, das einen äußeren kammförmigen Abschnitt umfasst, der eine Vielzahl von äußeren Zähnen aufweist. Im zusammengebauten Zustand sind die Falten des Filterelements im Wesentlichen zwischen den inneren Zähnen des inneren kammförmigen Abschnitts und den äußeren Zähnen des äußeren kammförmigen Abschnitts eingeklemmt, wodurch ein luftdichter Verschluss erzeugt wird.

Der Filterträger ist mittels eines Sicherungsrings am Luftreinigergehäuse befestigt. Der Sicherungsring ist über der ringförmigen Fläche des Filterträgers angebracht und so verdreht, dass eine Vielzahl von Stiften an einem die Öffnung umgebenden Ring im Wesentlichen in eine Vielzahl von zu ihnen ausgerichteten Schlitzen am Sicherungsring eingreift, wodurch der Sicherungsring am Luftreinigergehäuse befestigt wird. Eine Wellenfederscheibe wird zwischen der ringförmigen Fläche und dem Sicherungsring zusammengedrückt, wobei sie den Filterträger noch fester gegen den die Öffnung umgebenden Ring drückt. Ein Auslassrohr ist an die ringförmige Fläche angeformt und erstreckt sich vom Filterträger zur Kraftmaschine mit äußerer Verbrennung hin.

Diese und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen am besten verständlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der Erfindung werden für Fachleute aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform ersichtlich. Die der ausführlichen Beschreibung beigefügten Zeichnungen können kurz wie folgt beschrieben werden:

1 zeigt eine Luftreiniger-Baugruppe;

2A zeigt eine Explosionsdarstellung der Luftfiltervorrichtung, die in einer Luftreiniger-Baugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;

2B zeigt die zusammengebauten Bauteile; und

3 zeigt eine Explosionsdarstellung einer anderen möglichen Ausführungsform der Luftreiniger-Baugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

1 zeigt ein Luftreinigergehäuse 10 einer Luftreiniger-Baugruppe 14, die mittels eines Auslassrohres 16 mit einer Kraftmaschine mit äußerer Verbrennung 12 verbunden ist. Eine Filtervorrichtung 18 filtert und reinigt die Luft, wenn diese aus dem Luftreinigergehäuse 10 ausströmt. Wie bekannt strömt Luft auf einer Seite in die Baugruppe 14 ein, wird gefiltert und strömt weiter zur Kraftmaschine 12.

Die in 2A dargestellte Filtervorrichtung 18 umfasst ein Filterelement 20 und einen Filterträger 24. Das Filterelement 20 ist vorzugsweise im Wesentlichen konisch, es sind jedoch auch andere Formen möglich. Das Filterelement 20 ist aus einem flachen Stück Filtermaterial geformt, das radial gefaltet ist, so dass eine Vielzahl von Falten 22 erzeugt wird. Als Filtermaterial kann Papier, ein synthetisches Material oder ein anderes Filtermaterial verwendet werden.

Das gefaltete Filterelement 20 ist um eine Öffnung 23 im Filterträger 24 herum angeordnet. Der Filterträger 24 weist eine ebene ringförmige Fläche 32 auf, die einen geformten oder angegossenen inneren kammförmigen Abschnitt 26 umfasst. Der innere kammförmige Abschnitt 26 weist radial nach außen gerichtete Zähne 28 auf, und das Filterelement 20 umgibt den inneren kammförmigen Abschnitt 26. Die Vielzahl der inneren Zähne 28 ist so angeordnet, bemessen und geformt, dass im zusammengebauten Zustand jeder Zahn aus der Vielzahl der inneren Zähne 28 im Wesentlichen in eine Falte aus der Vielzahl von Falten 22 des Filterelements 20 eingreift.

Der Filterträger 24 umfasst ferner vorzugsweise eine Vielzahl von mit ihm aus einem Stück geformten Verstrebungen 30, von denen jede in eine Falte aus der Vielzahl von Falten 22 eingreift, um für eine zusätzliche Abstützung für das Filterelement 20 zu sorgen. Obwohl vier Verstrebungen 30 dargestellt sind, kann selbstverständlich eine beliebige Anzahl von Verstrebungen 30 verwendet werden. Das zu der Kraftmaschine mit äußerer Verbrennung 12 führende Auslassrohr 16 ist an eine an der Vorderseite befindliche ebene ringförmige Fläche 32 des Filterträgers 24 angeformt.

Der Filterträger 24 mit dem über ihm angeordneten Filterelement 20 wird in die Öffnung 34 des Luftreinigergehäuses eingeführt, die mit einem äußeren kammförmigen Abschnitt 36 versehen ist, der eine Vielzahl von äußeren Zähnen 38 aufweist. Die äußeren Zähne 38, die Falten 22 und die inneren Zähne 28 sind so angeordnet und in einer solchen Anzahl vorhanden, dass sie im zusammengebauten Zustand im Wesentlichen so ineinander eingreifen, dass die Falten 22 des Filterelements 20 im Wesentlichen zwischen den äußeren Zähnen 38 des äußeren kammförmigen Abschnitts 36 der Öffnung 34 und den inneren Zähnen 28 des inneren kammförmigen Abschnitts 26 des Filterträgers 24 eingeklemmt sind.

Eine Wellenfederscheibe 40 wird von einem Sicherungsring 42 gegen die ebene ringförmige Fläche 32 des Filterträgers 24 gedrückt, wodurch ein luftdichter Verschluss zwischen dem äußeren kammförmigen Abschnitt 36 und dem inneren kammförmigen Abschnitt 26 erzeugt wird. Der Sicherungsring 42 ist über der Federscheibe 40 angeordnet und "festgedreht", um den Sicherungsring 42 am Luftreinigergehäuse 10 zu befestigen, wobei die Federscheibe 40 die ebene ringförmige Fläche 32 gegen einen die Öffnung 34 umgebenden Ring 48 drückt. Die Filtervorrichtung 18 ist in 2B dargestellt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform weist der Sicherungsring 42 eine Vielzahl von Schlitzen 44 auf, die so angeordnet sind, dass sie bezüglich einer Vielzahl entsprechender Stifte 46 an dem die Öffnung 34 des Gehäuses umgebenden Ring 48 ausgerichtet sind. Die Schlitze 44 weisen einen ersten Teil 50 und einen abgewinkelten zweiten Teil 52 auf. Vorzugsweise ist der zweite Teil 52 im Wesentlichen senkrecht zum ersten Teil 50 der Schlitze 44.

Der Sicherungsring 42 wird so über dem Ring 48 der Öffnung 34 angebracht, dass jeder der Stifte 46 im Wesentlichen in einen der ersten Teile 50 der Schlitze 44 eingeführt wird. Der Sicherungsring 42 wird anschließend gedreht, so dass jeder der Stifte 46 im Wesentlichen in einen der zweiten Teile 52 der Schlitze 44 eingreift, wodurch der Sicherungsring 42 am Gehäuse 10 befestigt wird. Die Federscheibe 40 wird zwischen dem Sicherungsring 42 und der ringförmigen Fläche 32 zusammengedrückt, wodurch er die ringförmige Fläche 32 des Filterträgers 24 zusätzlich gegen den Ring 48 der Öffnung 34 drückt. Stattdessen kann auch der Sicherungsring 42 die Vielzahl von Stiften 46 aufweisen, und der Ring 48 der Öffnung 34 kann die Vielzahl entsprechender Schlitze 44 aufweisen.

Obwohl das Filterelement 20 vorzugsweise im Wesentlichen konisch ist, ist es auch möglich, nicht konische Formen zu verwenden. Das Filterelement 20 ist im Wesentlichen so geformt, dass es der Form des äußeren und des inneren kammförmigen Abschnitts 26, 36 entspricht. Bei einer Ausführungsform werden ein im Wesentlichen rechtwinkliger äußerer kammförmiger Abschnitt 36 und ein ebensolcher innerer kammförmiger Abschnitt 26 verwendet, wobei das gefaltete Filterelement 30 im Wesentlichen so geformt ist, dass es den kammförmigen Abschnitten 26, 36 entspricht.

Stattdessen kann auch eine Federklammer 58 verwendet werden, um den Filterträger 24 an der Gehäuseöffnung 34 zu befestigen wie in 3 dargestellt. Im zusammengebauten Zustand greift ein Vorsprung 56 am Ring 48 der Öffnung 34 im Wesentlichen in eine Einkerbung 54 in der ringförmigen Fläche 32 des Filterträgers 24 ein. Eine Federklammer 58 wird über der Einkerbung 54 und dem Vorsprung 56, die sich im Eingriff befinden, angebracht, um den Filterträger 24 am Ring 48 der Öffnung 34 des Luftreinigergehäuses 10 zu befestigen. Bei dieser Ausführungsform werden die Wellenfederscheibe 40 und der Sicherungsring 42 nicht benötigt.

Stattdessen kann auch eine zusammendrückbare ringförmige Fläche 32 eines Filterträgers 24 verwendet werden, um den Filterträger 24 an der Öffnung 34 zu befestigen. Bei dieser Ausführungsform wird der Filterträger 24 vor der Einführung in die Öffnung 34 leicht zusammengedrückt. Nach der Einführung des Filterträgers 24 wird das Zusammendrücken beendet, der Filterträger 24 dehnt sich aus und wird dadurch in der Öffnung 34 befestigt.

Die Verwendung eines konischen Filterelements 20 bietet mehrere Vorteile. Einer von ihnen ist, dass keine teure Gummidichtung benötigt wird, wodurch ein Bauteil entfällt. Infolgedessen sind die Kosten für die Herstellung der Luftreiniger-Baugruppe 18 niedriger.

Die obige Beschreibung dient nur der beispielhaften Darlegung der Prinzipien der Erfindung. Deshalb kann die Erfindung selbstverständlich im Rahmen der beigefügten Ansprüche auf eine andere Weise realisiert werden als hier speziell beschrieben wurde. Aus diesem Grunde müssen die nachfolgenden Ansprüche studiert werden, um den tatsächlichen Schutzbereich und Inhalt dieser Erfindung zu bestimmen.


Anspruch[de]
  1. Luftreiniger-Baugruppe, die Folgendes umfasst:

    eine Luftreiniger-Komponente, die eine Öffnung (34) aufweist;

    ein Filterelement (20), das eine Vielzahl von Falten aufweist;

    einen Filterträger (24), der in das besagte Filterelement eingeführt ist, wobei der Filterträger Mittel (26) aufweist, die mit Mitteln (36) der besagten Öffnung zusammenwirken, um im Wesentlichen die besagten Falten des besagten Filterelements in der besagten Öffnung zu stützen und einen luftdichten Verschluss zu erzeugen; und

    einen Sicherungsmechanismus, um das besagte Filterelement und den besagten Filterträger an der besagten Luftreiniger-Komponente zu befestigen, wenn sie in die besagte Öffnung der besagten Luftreiniger-Komponente eingeführt werden.
  2. Luftreiniger-Baugruppe nach Anspruch 1, wobei der besagte Filterträger ferner eine ringförmige Fläche aufweist, die eine Vielzahl von inneren Zähnen aufweist, wobei jeder Zahn aus der besagten Vielzahl von inneren Zähnen im Wesentlichen so bemessen, geformt und angeordnet ist, dass er einer Falte aus der besagten Vielzahl von Falten des besagten Filterelements entspricht.
  3. Luftreiniger-Baugruppe nach Anspruch 1, wobei der besagte Filterträger ferner eine Vielzahl von Verstrebungen aufweist, wobei jede Verstrebung aus der besagten Vielzahl von Verstrebungen in eine Falte aus der besagten Vielzahl von Falten des besagten Filterelements eingreift, um für eine Abstützung für das besagte Filterelement zu sorgen.
  4. Luftreiniger-Baugruppe nach Anspruch 1, wobei die besagte Öffnung der besagten Luftreiniger-Komponente ferner eine Vielzahl von äußeren Zähnen aufweist, wobei jeder Zahn aus der besagten Vielzahl von äußeren Zähnen im Wesentlichen so bemessen, geformt und angeordnet ist, dass er einer Falte aus der besagten Vielzahl von Falten des besagten Filterelements entspricht.
  5. Luftreiniger-Baugruppe nach Anspruch 1, wobei jede Falte aus der besagten Vielzahl von Falten des besagten Filterelements im Wesentlichen zwischen einem Zahn aus einer Vielzahl von inneren Zähnen des besagten Filterträgers und einem Zahn aus einer Vielzahl von äußeren Zähnen der besagten Öffnung der besagten Luftreiniger-Komponente eingeklemmt ist.
  6. Luftreiniger-Baugruppe nach Anspruch 1, wobei der besagte Sicherungsmechanismus einen Sicherungsring umfasst, der über der besagten ringförmigen Fläche des besagten Filterträgers angeordnet ist.
  7. Luftreiniger-Baugruppe nach Anspruch 6, wobei der besagte Sicherungsmechanismus wenigstens einen Stift an einem von zwei Elementen umfasst, nämlich einem die besagte Öffnung der besagten Luftreiniger-Komponente umgebenden Ring oder dem besagten Sicherungsring, und wenigstens einen entsprechenden Schlitz in dem anderen der beiden Elemente, nämlich dem besagten Ring, der die besagte Öffnung der besagten Luftreiniger-Komponente umgibt, oder dem besagten Sicherungsring.
  8. Luftreiniger-Baugruppe nach Anspruch 7, wobei der besagte Ring der besagten Öffnung der besagten Luftreiniger-Komponente den besagten wenigstens einen Stift aufweist und der besagte Sicherungsring den besagten wenigstens einen Schlitz aufweist.
  9. Luftreiniger-Baugruppe nach Anspruch 7, wobei der besagte Sicherungsring so gedreht wird, dass wenigstens ein Stift im Wesentlichen in den besagten wenigstens einen Schlitz eingreift, um den besagten Sicherungsring an dem besagten Ring der besagten Öffnung der besagten Luftreiniger-Komponente zu befestigen.
  10. Luftreiniger-Baugruppe nach Anspruch 9, wobei zwischen der besagten ringförmigen Fläche des besagten Filterträgers und dem besagten Sicherungsring eine Scheibe angebracht ist.
  11. Luftreiniger-Baugruppe nach Anspruch 1, wobei das besagte Filterelement im Wesentlichen konisch geformt ist.
  12. Luftreiniger-Baugruppe nach Anspruch 1, wobei sich von der besagten ringförmigen Fläche des besagten Filterträgers aus ein Auslassrohr erstreckt.
  13. Luftreiniger-Baugruppe nach Anspruch 1, die Folgendes umfasst:

    ein Filterelement, das eine Vielzahl von Falten aufweist;

    eine Luftreiniger-Komponente, die eine Öffnung umfasst, die eine Vielzahl von äußeren Zähnen aufweist, wobei jeder Zahn aus der besagten Vielzahl von äußeren Zähnen im Wesentlichen so bemessen, geformt und angeordnet ist, dass er in eine Falte aus der besagten Vielzahl von Falten des besagten Filterelements eingreift;

    einen Filterträger, der eine ringförmige Fläche aufweist, die eine Vielzahl von inneren Zähnen aufweist, wobei jeder Zahn aus der besagten Vielzahl von inneren Zähnen im Wesentlichen so bemessen, geformt und angeordnet ist, dass er in eine Falte aus der besagten Vielzahl von Falten des besagten Filterelements eingreift, wenn der besagte Filterträger in das besagte Filterelement eingeführt wird, wobei jede Falte aus der besagten Vielzahl von Falten im Wesentlichen zwischen einem Zahn aus der besagten Vielzahl von inneren Zähnen des besagten Filterträgers und einem Zahn aus der besagten Vielzahl von äußeren Zähnen der besagten Öffnung der besagten Luftreiniger-Komponente eingeklemmt ist; und

    einen Sicherungsmechanismus, um das besagte Filterelement und den besagten Filterträger an der besagten Luftreiniger-Komponente zu befestigen, wenn sie in die besagte Öffnung der besagten Luftreiniger-Komponente eingeführt werden, wobei der besagte Sicherungsmechanismus einen Sicherungsring, der über der besagten ringförmigen Fläche des besagten Filterträgers angeordnet ist, und wenigstens einen Stift an einem von zwei Elementen umfasst, nämlich einem die besagte Öffnung der besagten Luftreiniger-Komponente umgebenden Ring oder dem besagten Sicherungsring, und wenigstens einen entsprechenden Schlitz in dem anderen der beiden Elemente, nämlich dem besagten Ring, der die besagte Öffnung der besagten Luftreiniger-Komponente umgibt, oder dem besagten Sicherungsring, wobei der besagte wenigstens eine Stift im Wesentlichen in den besagten wenigstens einen Schlitz eingreift, wenn der besagte Sicherungsring gedreht wird, um den besagten Sicherungsring an der besagten Öffnung der besagten Luftreiniger-Komponente zu befestigen.
  14. Luftreiniger-Baugruppe nach Anspruch 13, wobei das besagte Filterelement im Wesentlichen konisch geformt ist.
  15. Verfahren zur Herstellung einer Luftreiniger-Baugruppe, das die folgenden Schritte umfasst:

    Einführen eines Filterträgers, der eine Vielzahl von inneren Zähnen aufweist, in ein Filterelement, das eine Vielzahl von Falten aufweist, so dass jeder Zahn aus der besagten Vielzahl von inneren Zähnen im Wesentlichen in eine Falte aus der besagten Vielzahl von Falten eingreift;

    Einführen des besagten Filterträgers und des besagten Filterelements in eine Öffnung einer Luftreiniger-Komponente, die eine Vielzahl von äußeren Zähnen aufweist, so dass jede Falte aus der besagten Vielzahl von Falten im Wesentlichen zwischen einem Zahn aus der besagten Vielzahl von inneren Zähnen des besagten Filterträgers und einem Zahn aus der besagten Vielzahl von äußeren Zähnen der besagten Öffnung der besagten Luftreiniger-Komponente eingeklemmt wird; und

    Befestigen des besagten Filterträgers und des besagten Filterelements an der besagten Luftreiniger-Komponente mittels eines Sicherungsmechanismus.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com