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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Filterelement bzw. einen
Luftfilter, und insbesondere auf ein Filterelement und einen Luftfilter
für eine Brennkraftmaschine mit einer optimierten Dichtungskonfiguration.
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Hintergrund der Erfindung
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Die
für Brennkraftmaschinen benötigte Verbrennungsluft
wird in der Regel vor dem Zuführen in den Verbrennungsraum
gereinigt, um die Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer
der Brennkraftmaschine zu erhöhen. Dabei wird für
die Reinigung der Verbrennungsluft in der Regel eine Luftfilteranordnung verwendet.
Dies ist insbesondere für Brennkraftmaschinen von Bedeutung,
die in einer Umgebung arbeiten, die einer besonderen Verschmutzungsbelastung
der Umgebungsluft ausgesetzt sind, so wie beispielsweise im Bereich
des Baugewerbes bzw. der Landwirtschaft. Insbesondere im Bereich
des Baugewerbes bzw. in der Landwirtschaft tritt eine mitunter sehr
hohe Staubbelastung auf, die eine Reinigung der Verbrennungsluft
notwendig macht. Aufgrund der Tatsache, dass das Spektrum der Staubpartikelgröße im
Regelfall vorher nicht bekannt ist, muss eine Luftfilteranordnung
so ausgestaltet sein, dass sämtliche Partikelgrößen,
die den Betrieb der Brennkraftmaschine in irgendeiner Weise beeinflussen
können, zuverlässig herausgefiltert werden können,
um eine Zuführung hinreichend sauberer Verbrennungsluft
zu der Brennkraftmaschine zu ermöglichen.
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Insbesondere
im Bereich von Brennkraftmaschinen, die auf bzw. in Fahrzeugen zum
Einsatz kommen, ist die Ausgestaltung eines effizienz- und platzoptimierten
Luftfiltersystems unerlässlich, um die Abmessungen gering
zu hatten, und auf der anderen Seite eine dennoch hohe Effizienz
der Luftfilteranordnung zu ermöglichen.
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Aus
beispielsweise
EP 1
364 695 A1 ist ein Luftfilter bekannt, der in den Ansaugtrakt
einer Brennkraftmaschine integriert ist, um die den Zylindern der
Brennkraftmaschine zuzuführende Verbrennungsluft einer
Filtration zu unterziehen. Der Luftfilter ist im Wesentlichen dreiteilig
aufgebaut und umfasst in einem Filtergehäuse ein Filterelement,
welches als auswechselbare Filterpatrone ausgebildet ist, die axial
von der Verbrennungsluft durchströmt wird und radial über
einen verschließbaren Deckel in das Filtergehäuse
einsetzbar ist. Der Filterpatrone ist ein Zyklon-Vorabscheider vorgeschaltet,
der zur Abscheidung von groben Schmutzpartikeln dient. Stromab der
Filterpatrone befindet sich ein Sekundär- bzw. Feinfilterelement,
das ebenfalls radial bei geöffnetem Deckel in das Filtergehäuse
einsetzbar ist. Der Zyklon-Vorabscheider, die Filterpatrone und
das Feinfilterelement liegen axial hintereinander und werden ohne
Umlenkung der zu reinigenden Verbrennungsluft in Achsrichtung durchströmt.
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Zusammenfasung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement bzw. einen
Luftfilter bereitzustellen mit einer optimierten Dichtungskonfiguration
zur Erhöhung der Betriebssicherheit.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch den
Gegenstand der unabhängigen Ansprüche, wobei weitergebildete
Ausführungsformen in den unabhängigen Ansprüchen
verkörpert sind.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Filterelement
für einen Luftfilter einer Brennkraftmaschine bereitgestellt,
wobei das Filterelement eine Ausdehnung in eine im wesentlichen
axiale Ausdehnungsrichtung und eine Ausdehnung in eine im wesentlichen
dazu orthogonal verlaufende Ebene in radialer Ausdehnungsrichtung
aufweist, wobei das Filterelement ein Filtermedium mit einer Rohgasseite
und einer Reingasseite aufweist, und das Filterelement eine Dichtungsanordnung
aufweist mit einer ersten Anlagefläche, die ausgelegt ist
zur fehlluftundurchlässigen Trennung der Reingasseite von
der Rohgasseite bezüglich einer Luftfiltergehäusewand,
wobei die erste Anlagefläche umlaufend ist und eine Geometrie
aufweist, die eine einen Fehleinbau verhindernde Unsymmetrie bezüglich
der axialen Ausdehnungsrichtung aufweist.
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Auf
diese Weise kann ein Filterelement bereitgestellt werden, bei dem
durch Vorsehen einer Unsymmetrie eine unsachgemäße
Bedienung, insbesondere ein unsachgemäßer Einbau
in ein Luftfiltergehäuse verhindert werden kann bzw. dem
Bediener ermöglicht wird, einen Fehleinbau zu erkennen, bzw.
einen Fehleinbau zu verhindern. Das Verhindern eines fehlerhaften
Einbaus eines Filterelementes in ein Luftfiltergehäuse
kann eine Fehlfunktion des Luftfilters vermeiden. Ferner kann sicher
gestellt werden, dass die Dichtungskonfiguration von zugehörigen
Anlageflächen ordnungsgemäß zusammenpasst
und dadurch Fehlluftströme vermieden werden, die an dem
Filterelement vorbei das Luftfiltergehäuse durchströmen.
Auf diese Weise können ernsthafte Schäden an einer
Brennkraftmaschine verhindert werden, die durch für die
Brennkraftmaschine schädliche Partikel hervorgerufen werden
können, die durch den Luftfilter herausgefiltert werden
sollen. Insbesondere kann vermieden werden, dass derartige Partikel
das Luftfiltergehäuse ungefiltert passieren und somit in
den Brennraum einer Brennkraftmaschine gelangen. Ferner kann vermieden
werden, dass durch einen Fehleinbau eines Filterelementes in einem
Luftfiltergehäuse auch das Filterelement beschädigt
wird oder der Wirkungsgrad des Filterelementes vermindert wird.
Insbesondere bei Geometrien in einem Luftfiltergehäuse
bzw. einem Filterelement, die aufeinander abgestimmt sind, kann
ein Fehleinbau ansonsten die gesamte Strömungssituation
in einem Luftfiltergehäuse derart verändern, dass
der Luftfilter nicht mehr in der beabsichtigen Art und Weise durchströmt
wird, und daher beispielsweise bestimmte Bereiche eines Filterelementes
stärker als beabsichtigt an- bzw. durchströmt
werden und im Gegensatz dazu andere Bereiche des Filterelementes
kaum oder gar nicht durchströmt werden. Durch die Verhinderung
eines Fehleinbaus kann eine sehr ungleichmäßige
Belastung des Filterelements verhindert werden, die insbesondere
auftreten kann, wenn sich zu stark belastete Bereiche schnell mit dem
Filtrat zusetzen und sich aufgrund dessen auch die Strömungssituation
im Luftfilter massiv verändert. Insbesondere können
Strömungswiderstände erheblich verändert
werden, sodass nicht nur die Leistungsfähigkeit des Luftfilters
beeinträchtig wird, sondern ebenfalls die Leistungsfähigkeit
der Brennkraftmaschine, da diese nicht mehr die benötigte
Luftmenge zur Verfügung gestellt bekommt. Darüber
hinaus kann durch die Vermeidung eines falschen Einbaus eines Filterelementes
in einem Luftfiltergehäuse erreicht werden, dass das Filtermedium
des Filterelementes in der beabsichtigten Art und Weise angeströmt
wird, und nicht mechanisch durch eine Luftströmung unter
Umständen verformt oder sogar zerstört wird. So
kann im gleichen Zuge die Leistungsfähigkeit und die Zuverlässigkeit
des Filterelementes und damit des gesamten Luftfilters sicher gestellt werden.
Durch eine unsymmetrische Anlagefläche einer an dem Filterelement
angeordneten Dichtungsanordnung kann ferner für die Bedienperson,
die das Filterelement in dem Filtergehäuse auswechselt, spürbar
gemacht werden, ob und dass das Filterelement korrekt in das Luftfiltergehäuse
eingesetzt wurde bzw. dass eventuell ein Fehleinbau vorliegt, der durch
die Bedienperson unmittelbar korrigiert werden kann.
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Eine
Dichtungsanordnung kann dabei sowohl eine im Wesentlichen starre
Anlagefläche als auch eine im Wesentlichen flexible Anlagefläche sein.
Dabei ist unter einer flexiblen Anlagefläche eine Anlagenfläche
zu verstehen, die sowohl bei einem Gegendruck einer starren als
auch bei einem Gegendruck einer flexiblen Anlagefläche
verformbar ist. Die Verformung kann einerseits sowohl plastisch
bzw. nicht-selbstzurückstellend sein, und andererseits auch
elastisch bzw. selbstzurückstellend sein.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die erste
Anlagefläche in einer Fläche angeordnet, deren
Abstand zu einer Ebene einer Einbaurichtung in der Einbaurichtung
monoton zunimmt.
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Mit
anderen Worten kann die erste Anlagefläche in einer zu
der Einbaurichtung schräg gestellten Ebene oder einer gekrümmten
Fläche angeordnet sein, sodass ein Kraftbeaufschlagen einer
Anlagefläche der Dichtungsanordnung beim Einfügen
des Filterelementes in ein Luftfiltergehäuse erst zu einem verhältnismäßig
späten Zeitpunkt erfolgt und auf diese Weise ein Querverschieben
und Aufeinanderreiben von Dichtungsflächen weitestgehend
vermieden werden kann. Insbesondere bei staubbelasteten Umgebungen,
bei denen nicht unwahrscheinlich ist, dass sich gewisse Partikel
auch auf der Oberfläche der Dichtung ablagern, kann es
von Bedeutung sein, dass ein Reiben der entsprechenden Dichtungsanlageflächen
aufeinander vermieden wird, um zu verhindern, dass die auf den Dichtungsflächen
abgelagerten Partikel unter Umständen durch die Rei bung
eine Beschädigung der Dichtungsfläche hervorrufen. Schließlich
kann der Einbau durch Vermeidung einer Reibung erleichtert werden.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verläuft
die Dichtungsanordnung in einer gekrümmten Fläche.
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Durch
die Anordnung der Dichtungsanordnung in einer gekrümmten
Fläche kann gegenüber beispielsweise einer schräg
verlaufenden Ebene eine geringere Einbautiefe erreicht werden, und
zugleich ein zuverlässigen Eingreifen in eine Dichtungskonfiguration
von der Einbauposition gesehen am tiefsten Punkt eines Luftfiltergehäuses
sicher gestellt werden. Diese tiefliegende Position ist in der Regel
durch die Bedienperson nach einem Einfügen des Dichtungselementes
ohne weiteres nicht mehr einsehbar, sodass insbesondere in diesem
Bereich ein zuverlässiges Eingreifen der Anlageflächen
der Dichtungselemente gewährleistet sein muss. Insbesondere
kann durch eine gekrümmte Ausführung der Anlagefläche
verhindert werden, dass beispielsweise eine Dichtlippe unbeabsichtigter
Weise umklappt, wodurch eine zuverlässige Abdichtung nicht
mehr gewährleistet wäre.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist die
Dichtungsgeometrie ein in einer Umlaufrichtung verändertes
Profil auf.
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Eine
derartige Veränderung des Profils in Umlaufrichtung kann
beispielweise durch eine Verbreiterung der Dichtlippe oder der Anlagefläche
erfolgen, ebenso wie durch eine dickere Ausgestaltung eines elastischen
Dich tungselements. Darüber hinaus kann sich auch das Querschnittprofil
in der Umlaufrichtung verändern, sodass insbesondere den
unterschiedlichen Positionen der Dichtungselementabschnitt Rechnung
getragen werden kann. Insbesondere kann das Profil von der Einbauposition
gesehen in einem tieferen Bereich des Luftfiltergehäuses
aus so ausgestaltet sein, dass dort eher eine radiale Kraftbeaufschlagung
der Dichtungsgeometrie erfolgt, während von der Einbauposition
gesehen in den mittleren und oberen Bereichen des Luftfiltergehäuses eher
eine axiale Kraftbeaufschlagung der Dichtungsgeometrie erfolgen
kann. Dies ermöglicht eine unterschiedliche Ausgestaltung
der Dichtungsgeometrie entlang des Umfangs, insbesondere ein verändertes Profil.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung befindet sich
die Dichtungsanordnung in einem der Abströmseite zugewandten
Bereich des Filterelementes.
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Auf
diese Weise kann auch die äußere Mantelfläche
des Filterelementes als Anströmfläche verwendet
werden, insbesondere wenn es sich bei dem Filterelement um einen
Faltenbalgfilter handelt. Für Ausführungsformen,
in denen das Filterelement ein Mehrfachfaltenbalgfilter ist, wird
zudem ein weiterer Anströmkanal in der Mitte bereitgestellt.
Da sich die herausgefilterten Stäube auf der Rohgasseite
befinden muss auf der Rohgasseite auch große Anströmflächen
bereitgestellt werden. Dies kann beispielsweise durch ein Bereitstellen
von zwei Anströmkanälen auf der Rohgasseite erreicht
werden. Jedoch sein angemerkt, dass sich die Dichtungsanordnung
auch in einem der Anströmseite zugewandten Bereich des Filterelementes
befinden kann, wobei in diesem Fall jedoch die äußere
Mantelfläche im Regelfall nicht mehr für ein Anströmen
zur Verfügung steht. Bei Verwendung von sogenannten Wickelfiltern
bzw. Kompaktelementen oder Flötenfiltern ist dies jedoch
von geringerer Bedeutung, da im Regelfall bei Kompaktelementen bzw.
Wickelfiltern oder Flötenfiltern die äußere
Mantelfläche nicht als Anströmfläche
ausgelegt ist und eine Anströmung überwiegend über
die Stirnfläche des Filterelementes erfolgt.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist das
Filterelement in einer Ebene der radialen Ausdehnungsrichtung einen
ersten im Wesentlichen geraden Abschnitt und einen zweiten im Wesentlichen
geraden Abschnitt auf, wobei der erste im Wesentlichen gerade Abschnitt
und der zweite im Wesentlichen gerade Abschnitt in der Ebene der
radialen Ausdehnungsrichtung aufeinander zulaufen.
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Auf
diese Weise ist es möglich, das Filterelement in ein Luftfiltergehäuse
einzusetzen, ohne dass insbesondere bei einer radialen Abdichtung
die im Wesentlichen geraden Abschnitte frühzeitig eine Kraftbeaufschlagung
durch die entsprechenden Dichtflächen des Luftfiltergehäuses
erfahren. Dadurch kann insbesondere bei einer Staub- oder Partikelablagerung
auf den Dichtflächen ein langer Reibungsweg zwischen den
Dichtflächen im Wesentlichen vermieden werden, sodass eine
Beschädigung der Dich tungsgeometrie unterbleibt. Ferner
kann durch diese keilförmige Ausgestaltung des Filterelementes
ein leichtes und einfaches Eindrücken des Filterelementes
in das Luftfiltergehäuse erreicht werden. Bei einer radialen
Abdichtung kann dann beispielsweise durch einen Luftfiltergehäusedeckel
eine entsprechende radiale Abdichtung in Richtung der Einführungsöffnung
hergestellt werden.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist das
Filterelement eine formwahrende Schale auf, die sich wenigstens
teilweise in der Ebene der radialen Ausdehnungsrichtung über die
abströmseitige Stirnfläche des Filterelementes erstreckt
und sich wenigstens teilweise in axialer Richtung über
die äußere Mantelfläche des Filterelementes
erstreckt.
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Eine
derartige formwahrende Schale kann zum einen als Stoß-
bzw. Kantenschutz dienen, jedoch auch die Dichtungsanordnung aufnehmen,
um eine definierte Dichtungsgeometrie bereitzustellen. Darüberhinaus
können an der formwahrenden Schale auch strömungsleitende
Vorrichtungen wie beispielsweise Luftleitbleche vorgesehen sein,
um im Inneren des Luftfiltergehäuses zusammen mit dem Filterelement
eine optimierte Strömungsgeometrie bereitstellen zu können.
Wenn beispielsweise das Filterelement in Form eines Mehrfachbalgfilters
bereitgestellt wird, kann sich die formwahrende Schale auch beispielsweise über
die gesamte Faltentiefe eines äußeren Faltenbalges
erstrecken, wodurch sich jedoch unter Umständen die effektive
Anströmfläche eines Anströmkanales vermindern
kann. Für Filterelemente, die konstruktiv so ausgelegt
sind, dass sie nicht auf eine Anströmfläche an
der äußeren Mantelfläche angewiesen sind,
beispielsweise Wickelfilter oder Kompaktelemente, kann sich die
formwahrende Schale auch über die gesamte Mantelfläche
erstecken.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform ist die Dichtungsanordnung
an der formwahrenden Schale vorgesehen.
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Auf
diese Weise kann die Formstabilität der formwahrenden Schale
dazu verwendet werden, die Dichtungsanordnung bezüglich
ihrer Lage und Geometrie zu stabilisieren, sodass diese sich nicht
unbeabsichtigt verformt. Die formwahrende Schale kann dabei in ihrem
Profil auch entlang des Umfangs des Filterelementes variieren, sodass
beispielsweise eine schrägstehende Dichtungsanordnung an
der formwahrenden Schale realisiert werden kann. Dies ist insbesondere
für Ausführungsformen relevant, in denen die Dichtungsanordnung
auf einer geneigten Ebene oder einer gekrümmten Fläche
angeordnet ist, um beispielsweise ein Querverschleifen der Dichtungsflächen
zu vermeiden.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die erste
Anlagefäche der Dichtungsanordnung elastisch verformbar.
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In
der Regel wird ein Filterelement in einem Luftfiltergehäuse
im Laufe der Lebensdauer eines Luftfilters mehrfach ausgewechselt,
sodass die Dichtungsgeometrie seitens des Luftfiltergehäuses
im Regelfall einen längeren Lebenszyklus aufweist als die
Dichtungsgeometrie an einem Filterelement. Da in der Regel elastisch
verformbare Dichtungsanordnungen empfindlicher gegen Beschädigungen
sind, ist es von Bedeutung, dass die beschädigungsempfindlichere
Dichtungsgeometrie, hier die am Filterelement vorgesehene elastisch
verformbare Dichtungsanordnung, einem häufigeren Wechsel
und einer besseren Austauschbarkeit unterliegen. Insbesondere bei
einer Beschädigung der Dichtungsanordnung bzw. der gesamten
Dichtungsgeometrie, die sich im Regelfall an dem elastisch verformbaren
Teil einer Dichtungskonfiguration einstellt, ist es wesentlich einfacher
und kostensparender, wenn lediglich das Filterelement ausgetauscht
werden muss anstelle eines Komplettaustausches eines Luftfilters.
Der Austausch eines Luftfilters kann darüberhinaus im Regelfall
nur von Fachpersonal durchgeführt werden, während
das Filterelement selbst auch vom Betreiber oder einer Bedienperson
einer entsprechenden Brennkraftmaschine durchgeführt werden
kann.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist die
erste Anlagefläche ein konkaves Dichtungsprofil mit gegenüberliegenden Seiten
auf.
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Ein
derartiges Dichtungsprofil erlaubt die Aufnahme einer korrespondierenden
Dichtungsfläche beispielsweise in Form eines Steges derart,
dass ein verhältnismäßig langes Fadenmaß zur
Querung der Dichtungsfläche bereitgestellt wird. Dadurch
verbessern sich die Dichtungseigenschaften der Dichtungsanordnung
im Allgemeinen. Insbesondere erlauben gegenüberliegende
Seiten eines konkaven Dichtungsprofils eine verbesserte Positionierbarkeit und
darüber hinaus eine selbststabilisierende Halterung des
Filterelementes in einem Luftfiltergehäuse.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist mindestens
eine der gegenüberliegenden Seiten wenigstens eine vorstehende Rippe
in Umlaufrichtung auf.
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Auf
diese Weise kann ein Selbsthalteeffekt der konkaven Dichtungsanordnung
mit einer korrespondierenden Dichtungsfläche eines Luftfiltergehäuses
erreicht werden, insbesondere wenn die vorstehende Rippe eine gewisse
Elastizität und Nachgiebigkeit aufweist, die ein Einklemmen
einer vorstehenden Kante bzw. eines Steges einer Dichtungsgeometrie
seitens des Luftfiltergehäuses erlaubt. Bei einem Vorsehen
von mehreren vorstehenden Rippen in Umlaufrichtung können
darüber hinaus mehrere umlaufende Dichtungslinien bereitgestellt
werden, die eine fehlluftdichte Trennung von Rohgasseite und Reingasseite
verbessern. Darüberhinaus wird auch ein Selbsthalteeffekt
durch ein Aufstecken und ein Einklemmen zwischen den vorstehenden
Rippen verbessert.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verläuft
eine Andruckrichtung der ersten Anlagefläche im Wesentlichen
senkrecht zu einer Einbaurichtung, in der das Filterelement in ein Filtergehäuse
einbaubar ist.
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Insbesondere
bei einer Einbaurichtung quer zur Durchströmungsrichtung
kann auf diese Weise eine umlaufende nicht unterbrochene Dichtungsfläche
sowohl in dem Luftfiltergehäuse als auch an dem Filterelement
bereitgestellt werden, sodass zwei definierte Dichtungsflächen
aufeinanderstoßen, die eine fehlluftdichte Trennung von
Reingasseite und Rohgasseite gewährleisten. Durch eine
Auflagefläche am Filterelement, die in eine abströmseitige Richtung
gerichtet ist und eine korrespondierende Anlagefläche des
Luftfiltergehäuses, die in eine anströmseitige
Richtung gerichtet ist, kann der Anpressdruck durch die betriebsbedingte
Luftströmung noch erhöht werden und so die Dichtsituation
verbessert werden.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist das
Filterelement eine bezüglich des Filterelementes von einer
ersten Bewegungsposition in eine zweite Bewegungsposition verbringbare
Kraftbeaufschlagungsvorrichtung auf, wobei die Kraftbeaufschlagungsvorrichtung
in der ersten Bewegungsposition derart ausgelegt ist, dass sie ein
Einführen des Filterelementes in ein Filtergehäuse
erlaubt und die Kraftbeaufschlagungsvorrichtung in der zweiten Bewegungsposition
derart ausgelegt ist, dass sie abgestützt gegen das Luftfiltergehäuse eine
Kraftbeaufschlagung der Dichtungsanordnung des Filterelementes auf
eine Dichtungsanordnung eines Luftfiltergehäuses hervorruft.
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Auf
diese Weise kann ein Filterelement beispielsweise quer zu der Strömungsrichtung
in ein Luftfiltergehäuse eingebracht werden, während
sich die Kraftbeaufschlagungsvorrichtung in einer ersten Bewegungsposition
befindet. Durch eine Betätigung der Kraftbeaufschlagungsvorrichtung
in eine zweite Bewegungsposition können entsprechende Kräfte abgestützt
gegen das Luftfiltergehäuse aufgebracht werden, um die
Auflagefläche einer Dichtungsanordnung des Filterelementes
dann an eine korrespondierende Dichtungsfläche des Luftfiltergehäuses
zu pressen. Auf diese Weise kann das Filterelement zuerst ohne großen
Kraftaufwand in die beabsichtigte Position des Luftfiltergehäuses
eingebracht werden, und erst dann eine entsprechende Kraftbeaufschlagung
erfolgen, die eine Kraft auf die entsprechende Dichtungskonfiguration
ausübt, um die Reingasseite und die Rohgasseite fehlluftdicht
voneinander zu trennen.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Kraftbeaufschlagungsvorrichtung
schwenkbar um eine Schwenkachse an dem Filterelement befestigt und
weist eine Fläche zur Kraftbeaufschlagung gegen ein Luftfiltergehäuse
auf, wobei die Fläche zur Kraftbeaufschlagung bei einer Schwenkbewegung
eine exzentrische Bewegung bezüglich der Schwenkachse vollzieht.
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Auf
diese Weise wird durch das Vorsehen eines Exzenters eine Andruckkraft
auf die Dichtungsanordnung bereitgestellt, sodass gewisse Hebelwirkungen
ausgenutzt werden können, um mit einem verhältnismäßig
geringen Kraftaufwand einen hohen Anpressdruck auf die Dichtungsanordnung
zu erreichen. Durch die exzentrische Ausgestaltung der Andruckfläche
be züglich einer Schwenkachse erfolgt eine Erhöhung
der Kraft durch eine Art Keilwirkung. Die Fläche zur Kraftbeaufschlagung
kann dabei so gebogen sein, dass die Kraftbeaufschlagung im Wesentlichen
mit einer kontinuierlichen Kraft erfolgen kann. Darüberhinaus
kann die Fläche zur Kraftbeaufschlagung so ausgestaltet
sein, dass sie eine gewisse Schwelle aufweist, über die
die Kraftbeaufschlagungsvorrichtung hinwegbewegt werden muss, um einen
ordnungsgemäßen Kraftandruck auf die Dichtungsgeometrie
zu erreichen. Insbesondere stellt das Überschreiten einer
derartigen Schwelle für die Bedienperson ein wahrnehmbares
Zeichen dar, dass ein ordnungsgemäßes Einbringen
des Filterelementes in das Luftfiltergehäuse bzw. eine
ordnungsgemäße Kraftbeaufschlagung der Dichtungsgeometrie
erfolgt ist.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist die
Kraftbeaufschlagungsvorrichtung einen Handgriff auf, der ausgelegt
ist, um die Kraftbeaufschlagungsvorrichtung von der ersten Bewegungsposition
in die zweite Bewegungsposition und umgekehrt zu bewegen, wobei
der Handgriff in der ersten Bewegungsposition als Griff zum Einbau bzw.,
Ausbau des Filterelementes in bzw. aus einem Filtergehäuse
ausgelegt ist.
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Auf
diese Weise kann die Kraftbeaufschlagungsvorrichtung mit dem Handgriff
zugleich auch als Handhabungshilfe für den Einsetzvorgang
verwendet werden, sodass der Handgriff der Kraftbeaufschlagungsvorrich tung
sowohl für den Einbau als auch für die Kraftbeaufschlagung
verwendet werden kann. Darüberhinaus kann der Handgriff
der Kraftbeaufschlagungsvorrichtung so angeordnet sein, dass er
in der ersten Bewegungsposition radial von dem Filterelement absteht,
sodass eine einfache Betätigung und Handhabung auch mit
Handschuhen möglich ist, während sich der Handgriff
in einer zweiten Betätigungsposition bzw. Bewegungsposition
derart anliegend an dem Filterelement befindet, dass er im Wesentlichen
nicht mehr radial von dem Filterelement absteht, um das Einbaumaß des
Filterelementes in der zweiten Betriebsposition, d. h. in der zweiten
Bewegungsposition kompakt und damit auch die äußeren
Abmessungen eines Luftfiltergehäuses klein zu halten.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist die
Dichtungsanordnung eine zweite Anlagefläche auf, die ausgelegt
ist zur fehlluftundurchlässigen Trennung der Reingasseite des
Filterelementes von einer Rohgasseite eines dem Filterelement nachgeschalteten
Sicherheitselementes.
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Auf
diese Weise kann an dem Filterelement eine Dichtungsanordnung vorgesehen
sein, die nicht nur eine Dichtung des Filterelementes gegenüber dem
Luftfiltergehäuse bereitstellt, sondern auch eine Dichtungsanordnung
für ein nachgeschaltetes Sicherheitselement. Eine derartige
Dichtungsanordnung mit einer ersten Anlagefläche und einer
zweiten Anlagefläche kann insbesondere auch an der formwahrenden
Schale vorgesehen sein. Durch das Vorsehen von einer ersten Anlagefläche
und einer zweiten Anlagefläche an der Dichtungsanordnung
kann die gesamte Dichtungskonfiguration der auswechselbaren Filterelemente
an im Wesentlichen einem Umfangsbereich konzentriert werden. Darüberhinaus kann
ermöglicht werden, dass die unter Umständen empfindliche
Dichtungsgeometrie regelmäßig ausgewechselt werden
kann, insbesondere wenn diese an dem Filterelement vorgesehen wird,
welches als häufig auszuwechselndes Verschleißteil
bzw. Verbrauchsteil vorgesehen wird.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die zweite
Anlagefläche elastisch ausgebildet und die erste Anlagefläche
und die zweite Anlagefläche in einem integralen Element ausgebildet.
Auf diese Weise kann eine einfache Fertigung der Dichtungsanordnung
mit sowohl der ersten Anlagefläche als auch der zweiten
Anlagefläche ermöglicht werden, wodurch insbesondere
die verschleiß- und beschädigungsanfälligen
elastischen Bereiche der ersten Anlagefläche und der zweiten Anlagefläche
einer einfachen Austauschbarkeit unterliegen. Weiterhin kann die
Dichtungsanordnung mit der ersten Anlagefläche und der
zweiten Anlagefläche lösbar an dem Filterelement
vorgesehen sein. Damit kann auch dieses integrale Element mit einer ersten
Anlagefläche bzw. einer zweiten Anlagefläche separat
ausgetauscht werden, oder das Filterelement alleine ausgetauscht
werden, während das noch intakte integrale Element mit
der ersten Anlagefläche und der zweiten Anlagefläche
in dem Luftfiltergehäu se verbleibt oder zumindest auf ein
neueingesetztes Filterelement auf- bzw. angebracht werden kann,
bevor dieses in das Luftfiltergehäuse eingesetzt wird.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Luftfilter
für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt mit einem erfindungsgemäßen
Filterelement, sowie einem Luftfiltergehäuse, wobei das
Luftfiltergehäuse eine zu der Dichtungsanordnung des Filterelementes
korrespondierende Dichtungsanordnung mit einer ersten Anlagefläche aufweist.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Luftfilter
für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt, wobei das Luftfiltergehäuse
eine Kraftaufnahmefläche für eine Fläche
zur Kraftbeaufschlagung der Kraftbeaufschlagungsvorrichtung des
Filterelementes derart aufweist, dass eine gegen die Kraftaufnahmefläche
des Filtergehäuses ausgeübte Kraftbeaufschlagung
der Dichtungsanordnung aufnehmbar ist.
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Es
sollte bemerkt werden, dass die einzelnen oben beschriebenen Merkmale
selbstverständlich auch untereinander kombiniert werden
können, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen
einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen
hinausgehen.
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Diese
und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden durch die Bezugnahme
auf die hiernach beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen
erläutert und verdeutlicht.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Beispielhafte
Ausführungsformen werden im Folgenden mit Bezugnahme auf
die folgenden Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt
eine schematische Anordnung eines Luftfiltergehäuses mit
einem darin einzusetzenden Filterelement gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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2 zeigt
eine schematische Schnittansicht eines Filterelementes und eines
Luftfiltergehäuses vor dem endgültigen Einsetzen
mit einer schrägstehenden bzw. geneigten Dichtungsanordnung.
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3 zeigt
eine schematische Schnittansicht in einer radialen Ausdehnungsebene
eines Luftfilterelementes gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform der Erfindung.
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4 zeigt
eine Schnittansicht eines Filterelementes gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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5 zeigt
eine Dichtungsanordnung gemäße einer beispielhaften
Ausführungsform der Erfindung.
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6 zeigt
eine Profilschnittansicht einer Dichtungsgeometrie an einer formwahrenden
Schale gemäß einer beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung.
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7 zeigt
eine Dichtungsgeometrie gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform der Erfindung.
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8 zeigt
eine beispielhafte Dichtungsgeometrie einer weiteren beispielhaften
Ausführungsform der Erfindung.
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9 zeigt
eine Schnittansicht eines Filterelementes gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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10 zeigt
eine Anordnung eines Filterelementes mit einer Kraftbeaufschlagungsvorrichtung gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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11 zeigt
ein Filterelement eingesetzt in einem Luftfiltergehäuse
mit einer Kraftbeaufschlagungsvorrichtung gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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12 zeigt
eine Schnittansicht einer Dichtungsgeometrie mit einer ersten Anlagefläche
und einer zweiten Anlagefläche gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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13 zeigt
eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Dichtungsgeometrie
zwischen einem Filterelement, einen Luftfiltergehäuse und
einem Sicherheitselement.
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Detalierte Beschreibung beispielhafter
Ausführungsform der Erfindung
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1 zeigt
eine schematische Ansicht eines Luftfiltergehäuses 100 mit
einem Luftfiltergehäusedeckel 199. Ferner ist
ein Filterelement 1 abgebildet, das in das Luftfiltergehäuse
eingesetzt wird, und zwar entlang einer Einbaurichtung E, die im
Wesentlichen orthogonal zu einer axialen Ausdehnungsrichtung A verläuft,
in die sich das Filterelement und auch das Luftfiltergehäuse
in dieser Ausführungsform erstreckt. Entlang dieser axialen
Ausdehnungsrichtung erfolgt im Regelfall auch die Durchströmung
des Luftfiltergehäuses und des Filterelementes 1 durch
die zu reinigende Luft bzw. ein zu reinigendes Fluid. An dem Luftfiltergehäuse
sind in der hier gezeigten Ausführungsform beispielsweise
Griffe oder Griffmulden 94 angeordnet, um das Filterelement
in das Luftfiltergehäuse 100 einsetzen zu können
bzw. das Filterelement 1 aus dem Luftfiltergehäuse 100 entnehmen
zu können. Der Deckel 199 weist dabei zweckmäßigerweise
eine Dichtungsgeometrie auf, mittels derer das Luftfiltergehäuse 100 fehlluftdicht
verschlossen werden kann, sodass ein ordnungsgemäßer
Betrieb des Luftfiltergehäuses gewährleistet ist.
Darüberhinaus kann der Deckel des Luftfiltergehäuses 199 Anordnungen
oder konstruktive Maßnahmen aufweisen, mittels derer das
Filterelement 1 in dem Luftfiltergehäuse 100 zum
einen positioniert werden kann, und zum anderen auch eine Kraftbeaufschlagung
erfolgen kann, mittels derer die Dichtungen des Filterelementes
und des Luftfiltergehäuses in Eingriff gebracht werden
können und mit einer gewissen Kraft beaufschlagt werden
können.
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Das
Filterelement 1 kann dabei ein sogenanntes Faltenfilterelement
sein, das aus einem oder einer Mehrzahl von Faltenbälgen
besteht, die beispielsweise radial ineinander angeordnet sind. Das Filterelement
kann dabei sowohl oval als auch kreisrund ausgestaltet sein, ist
jedoch auf diese äußeren Formen nicht beschränkt.
Das Filterelement kann ebenso auch ein sogenannter Wickel- bzw.
Flötenfilter in Form eines Kompaktelemen tes sein, der im Wesentlichen
durch die Stirnseiten an- bzw. abgeströmt wird.
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2 zeigt
eine schematische Schnittansicht entlang der Längsachse
bzw. der axialen Ausdehnungsrichtung A, bei der das Filterelement 1 mit einer
Dichtungsanordnung 70 versehen ist, die eine Anlagefläche 71 aufweist.
Das Filtergehäuse 100 weist eine korrespondierende
Anlagefläche 171 auf, die mit der Anlagefläche 71 des
Filterelementes 1 bei einem eingebauten Filterelement in
das Filtergehäuse 100 in Eingriff kommt. Diese
beiden Anlageflächen 71, 171 stellen
dann eine fehlluftdichte Abdichtung einer Rohgasseite gegenüber
einer Reingasseite in dem Luftfiltergehäuse 100 her.
In der in 2 gezeigten Ausführungsform
sind die Anlageflächen bzw. die Dichtungsanordnung schräg
bzw. geneigt ausgeführt. Dies ermöglicht bei einem
Einbringen des Filterelementes 1 entlang einer Einführungsrichtung
E, dass die Anlageflächen 71, 171 erst
zu einem verhältnismäßig späten
Zeitpunkt miteinander in Berührung kommen, und somit eine
schleifende Bewegung der Dichtungsflächen bzw Anlageflächen 71, 171 aufeinander
vermieden werden kann. Insbesondere wenn sich auf den Dichtungsflächen
bzw. den Anlageflächen 71, 171 Staubpartikel
oder etwa Sandkörner befinden, ist bei einem Verschleifen
eine Beschädigung der Dichtungsoberflächen zu
befürchten. Durch eine Schräganstellung der Dichtungsanordnung 70 kann
eine derartige Beschädigung weitestgehend vermieden werden.
Die Dichtungsanordnung 70 kann dabei sowohl in ei ner schrägstehenden Ebene
angeordnet sein, ebenso jedoch in einer gewölbten Fläche,
sowie es in 2 dargestellt ist. Sinnvollerweise
korrespondiert die Wölbung bzw. die Neigung der Fläche
bzw. der Ebene der Anlagefläche 71 zu der der
Anlagefläche 171. Die in 2 dargestellte
Neigung bzw. Krümmung kann jedoch auch sehr viel kleiner
ausfallen, und hängt maßgeblich von der Elastizität
einer Anlagefläche 71, 171, der Filterdimensionen,
der Umweltbedingungen etc. ab. Insofern ist in 2 lediglich
eine schematische Darstellung gezeigt, die das Grundprinzip von
schrägen bzw. gewölbten Anlageflächen
verdeutlicht.
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3 zeigt
eine schematische Ansicht eines Schnittes durch ein Luftfilterelement
in einer radialen Ausdehnungsrichtung, die im Wesentlichen orthogonal
zu der axialen Ausdehnungsrichtung A verläuft. In der in 3 gezeigten
Ausführungsform weist das Luftfilterelement einen ersten
im Wesentlichen gekrümmten Bereich 16 und einen
zweiten im Wesentlichen gekrümmten Bereich 17 auf.
Dazwischen befinden sich jeweils ein erster im Wesentlichen gerader
Abschnitt 18 und ein zweiter im Wesentlichen gerader Abschnitt 19.
Es sei an dieser Stelle verstanden, dass die im Wesentlichen geraden
Abschnitte 18 und 19 ebenso auch eine Krümmung
aufweisen können, die jedoch im Regelfall wesentlich geringer ist
als die Krümmung des ersten bzw. zweiten gekrümmten
Bereiches 16 und 17. Die hier gezeigte Anordnung,
gemäß der die im Wesentlichen geraden Bereiche 18 und 19 in
der hier gezeigten Ebene einer radialen Ausdehnung aufeinander zulaufen,
also zueinander geneigt sind, ermöglicht es, dass Filterelement 1 in
Richtung einer Einführungsrichtung E leicht in das Luftfiltergehäuse
einzusetzen. Dabei wird aufgrund der keilförmigen Ausgestaltung
in der entsprechenden Schnittebene ein in Kontakt bringen von entsprechenden
Dichtungen entlang des Umfanges, der durch die Abschnitte 16, 17, 18 und 19 gebildet wird,
zu der entsprechenden Gegendichtung in einem Luftfiltergehäuse
erst verhältnismäßig spät herbeigeführt.
Dadurch kann ein Aufeinanderreiben der Dichtungsflächen
vermieden werden. Ein derartige geneigte Anordnung der beiden im
Wesentlichen geraden Bereiche ist insbesondere bei einer radialen Abdichtung
des Filterelementes gegenüber dem Luftfiltergehäuse
von Bedeutung. Es sei dabei verstanden, dass die in 3 gezeigte
Anordnung eine stark verstärkte Neigung der im Wesentlichen
geraden Abschnitte 18, 19 darstellt, wobei in
der Realität diese Neigung jedoch auch sehr viel geringer
ausfallen kann, je nach Gestaltungsform des Filterelementes 1.
Bei einer radialen Dichtung kann eine entsprechende dichtende Gegenfläche
an dem Luftfiltergehäuse angeordnet sein, wobei im Wesentlichen
eine korrespondierende dichtende Anlagefläche zu dem gekrümmten
Bereich 17 sowie den im Wesentlichen geraden Abschnitten 18 und 19 an
einem unteren Teil eines Luftfiltergehäuses angeordnet
sein kann, während eine korrespondierende Anlagefläche
zu dem gekrümmten Abschnitt 16 auch an dem Deckel
des Luftfiltergehäuses vorgesehen sein kann.
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4 zeigt
eine schematische Schnittansicht eines Filterelementes 1.
Das in 4 gezeigte Filterelement ist ein sogenannter Mehrfachbalgfilter, der
einen äußeren Faltenbalg 10 sowie einen
inneren Faltenbalg 20 aufweist. Der innere Faltenbalg 20 kann
dabei gegenüber dem äußeren Faltenbalg 10 geneigt
sein, sodass sich ein Anströmungskanal zwischen dem inneren
Faltenbalg 20 und dem äußeren Faltenbalg 10 einstellt.
In der hier gezeigten Ausführungsform ist das Filterelement 1 mit
einer formwahrenden Schale 60 versehen, die in der hier
gezeigten Ausführungsform den äußeren
Faltenbalg 10 an einer Stirnfläche überdeckt
und sich ferner teilweise über die Mantelfläche
des äußeren Filterbalges erstreckt. Dabei muss
die formwahrende Schale nicht zwangläufig über
den gesamten äußeren Faltenbalg erstrecken, sondern
kann ebenso auch sich radial nur teilweise über den äußeren
Faltenbalg erstrecken, sodass gegebenenfalls eine vergrößerte
Anströmfläche des Anströmkanales bzw.
eines Abströmkanales (je nach Beströmungsrichtung)
bereitgestellt werden kann. Ebenso kann eine derartige formwahrende
Schale jedoch auch bei einem sogenannten Wickel- bzw. Flötenfilter
vorgesehen sein, wobei dann eine Überdeckung der Anströmfläche
im Regelfall relativ gering gehalten wird und eine Stabilisierung
eher über die äußere Mantelfläche
erreicht wird. In der hier gezeigten Ausführungsform weist
die formwahrende Schale 60 eine Dichtungsanordnung 70 auf,
die hier aus beispielsweise einer elastischen Lippe 74 bestehen
kann, die über einem Kragen 65 angeordnet ist. Eine
derartige Lippe kann sowohl für eine Abdichtung in axialer
Richtung verwendet werden, wenn diese gegen eine entsprechende Auflagefläche
an dem Luftfiltergehäuse gedrückt wird, jedoch
ebenso für eine radiale Abdichtung, wenn beispielsweise
ein entsprechender Vorsprung in den Zwischenraum zwischen der Dichtungsanordnung 70 der
Lippe 74 und einen Kragen 65 der formwahrenden
Schale 60 eingreift. Dies wird später mit Bezugnahme
auf 6 detailierter beschrieben.
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5 zeigt
eine weitere Dichtungsgeometrie, bei der eine Dichtungsanordnung 70 an
einer bzw. in einer umlaufenden Nut eines Kragens 65 der formwahrenden
Schale 60 angeordnet ist. In der in 5 gezeigten
Ausführungsform ist die Dichtungsanordnung 70 konkav
ausgebildet und weist eine konkave Anlagefläche 71 auf.
Entlang der Umfangsrichtung der Dichtungsanordnung 70 kann
sich die Dichtungsanordnung von ihrem Profil her verändern, beispielsweise
durch eingezogene radiale Stege 76. Diese können
verhindern, dass ein Luftfilterelement 1 falschherum in
ein Luftfiltergehäuse eingesetzt wird. Insbesondere verhindern
derartige Stege 76 bzw. Unsymmetrien, dass das Filterelement
eine derartige Position in dem Luftfiltergehäuse einnimmt,
die dem Bediener den Eindruck vermitteln könnten, dass
das Filterelement korrekt in das Luftfiltergehäuse eingesetzt
wurde, obwohl dies tatsächlich nicht der Fall ist. Mit
anderen Worten wird der Bediener durch eine unsymmetrische Ausgestaltung
des Dichtungsprofiles in eine Umfangsrichtung unmittelbar feststellen
können, dass das Filterelement keine ordnungsgemäße Position
auf einer entsprechenden Gegendichtungsfläche eingenommen
hat, und diesen Fehler unmittelbar bemerken und korrigieren können,
bevor er die Brennkraftmaschine bzw. den Luftfilter wieder ordnungsgemäß in
Betrieb nimmt.
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6 zeigt
eine mit Bezugnahme auf 4 bereits erwähnte
Dichtungsgeometrie, bei der die Dichtungsanordnung 70 in
Form einer elastischen Lippe oberhalb eines Kragens 65 angeordnet
ist. Diese elastische Lippe kann beispielsweise als eine Radialdichtung
fungieren, wenn zwischen die Dichtlippe 74 und den Vorsprung 65 ein
Steg eines Luftfiltergehäuses derart eingreift, dass die
Anlagefläche 71 gegen den Steg des Luftfiltergehäuses
dichtend anliegt. Ferner kann die in 6 gezeigte
Dichtungskonfiguration auch als eine axiale Abdichtung verwendet werden,
wenn beispielsweise die Dichtungslippe 74 in axiale Richtung
nachgiebig ausgestaltet ist und die außerhalb angeordneten
Anlagefläche 71 gegen eine korrespondierende Anlagefläche 171 eines
Luftfiltergehäuses 100 drückt.
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7 zeigt
eine im Vergleich dazu etwas einfachere Dichtungsgeometrie, die
jedoch im Wesentlichen nur für eine axiale Anlage der Anlagefläche 71 gegen
eine korrespondierende Anlagefläche des Luftfiltergehäuses
ausgelegt ist. Auch hier ist ein Kragen 65 vorgesehen,
der an der formwahrenden Schale 60 angeordnet ist, der
die Dichtungsanordnung aufnimmt, die in der hier gezeigten Ausführungsform
eine in axiale Richtung ausgerichtete Anlagefläche 71 aufweist.
Der Kragen kann dabei radial nach außen verjüngend
ausgestaltet sein, sodass sich eine stabile tragende Auflagefläche
für die Dichtungsanordnung 70 ergibt.
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8 zeigt
eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Dichtungsanordnung,
bei der sich die Dichtungsanordnung 70 beispielsweise in
einer umlaufende in axiale Richtung geöffneten Nut eines Kragens 65 befindet.
Dabei weist die in 8 gezeigte Ausführungsform
ferner an den Anlageflächen 71a und 71b einen
rippenförmigen Vorsprung 72a, 72b auf.
Obgleich in 8 eine Mehrzahl von derartigen rippenförmigen
Vorsprüngen gezeigt ist, kann dort auch eine geringere
oder größere Anzahl von rippenförmigen
Vorsprüngen vorgesehen sein. Diese rippenförmigen
Vorsprünge können beispielsweise einen in axiale
Richtung ausgerichteten Steg in einem Luftfiltergehäuse
aufnehmen und festklemmen, sodass das Filterelement sicher in dem
Luftfiltergehäuse gehalten wird, selbst wenn weitere haltende
Einrichtungen, wie beispielsweise ein Luftfiltergehäusedeckel,
entfernt wurden. Darüberhinaus stellen die Mehrzahl von
Rippen 72a, 72b eine Mehrzahl von umlaufenden
Dichtungsflächen dar, die eine zuverlässige Abdichtung
einer Rohgasseite und einer Reingasseite in einem Luftfiltergehäuse
gewährleisten.
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Es
sei verstanden, dass die mit Bezugnahme auf die 5, 6, 7 und 8 beschriebenen
Dichtungskonfigurationen selbstverständlich auch miteinander
kombiniert werden können, insbesondere bezogen auf Dichtungs anordnungen,
die sich oberhalb eines Kragens 65 befinden und solchen,
die sich unterhalb eines Kragens befinden. Auf diese Weise kann
ein Filterelement bereitgestellt werden, dass einheitlich gefertigt
werden kann und für unterschiedlichste Geometrien in einem
Luftfiltergehäuse geeignet sein kann. Ferner sei verstanden, dass
sich die Dichtungsanordnung nicht zwingend an der formwahrenden
Schale 60 befinden muss, sondern darüberhinaus
auch an einem separaten Dichtungsträger an dem Luftfiltergehäuse
vorgesehen sein kann.
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9 zeigt
eine beispielhafte Ausführungsform eines Filterelementes 1,
das hier in Form eines Mehrfachbalgfilters ausgestaltet ist. Dabei
weist der in 9 gezeigte Mehrfachbalgfilter
einen äußeren Faltenbalg 10 sowie einen
inneren Faltenbalg 20 auf, der radial innerhalb des äußeren
Faltenbalges 10 angeordnet ist. Die Faltenbälge 10 und 20 sind
in der in 9 gezeigten Ausführungsform
an einem zweiten axialen Ende 12, 22 mit einem
Dichtungselement 52 fehlluftdicht verbunden, sodass an
dieser Stelle eine zuverlässige Trennung zwischen Rohgasseite
und Reingasseite ermöglicht wird. Ferner befindet sich
in der in 9 gezeigten Ausführungsform
an einem ersten axialen Ende 11 des äußeren
Faltenbalges 10 die formwahrende Schale 60 mit
einer Dichtungsgeometrie. Neben den gekrümmten Abschnitten 16 sowie 17 (hier
nicht gezeigt) und den im Wesentlichen geraden Abschnitten 18 und 19 des äußeren
Faltenbalges 10 weist auch der innere Faltenbalg 20 einen gekrümmten
Abschnitt 26 sowie im Wesentlichen gerade Abschnitte 28 und 29 auf.
Die beiden geraden Abschnitte 28 und 29 sind durch
ein Dichtungselement 51 derart fehlluftdicht abgedichtet,
dass eine Reingasseite und eine Rohgasseite des Filterelementes 1 bzw.
des Luftfiltergehäuses getrennt werden kann.
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Obgleich
die beiden im Wesentlichen geraden Abschnitte 18 und 19 in
der in 9 gezeigten Ausführungsform im Wesentlichen
parallel ausgestaltet sind, können diese auch aufeinander
zu verlaufen, sodass ein radiales Einfügen in eine Einführungsrichtung
E bezüglich der Anlage der Anlageflächen 71 und 171 in
einem Luftfiltergehäuse erleichtert werden kann. In diesem
Fall wird jedoch die in 9 gezeigt Dichtungsgeometrie,
die im Wesentlichen der in 8 gezeigten
Geometrie entspricht, ersetzt werden durch eine Dichtungsgeometrie,
die für eine radiale Abdichtung geeignet ist.
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10 zeigt
eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Erfindung,
bei der das Filterelement mit einer Kraftbeaufschlagungsvorrichtung 80 versehen
ist. Diese Kraftbeaufschlagungsvorrichtung 80 weist eine
erste Bewegungsposition 81 auf, in der ein Filterelement
in ein Luftfiltergehäuse eingesetzt werden kann, und eine
zweite Bewegungsposition 82, in der das Filterelement in
dem Luftfiltergehäuse fixiert werden kann und eine entsprechende
Kraft in axiale Richtung ausgeübt werden kann, sodass eine entsprechende
Anlagefläche 71 eines Filterelementes an eine
entsprechende Anlagefläche 171 eines Luftfiltergehäuses 100 angepresst
wird. Dieses kann beispielsweise über eine Exzenteranordnung
geschehen, die durch die Bewegung von der ersten Bewegungsposition 81 in
die zweite Bewegungsposition 82 eine entsprechende Kraftanlagefläche 83 in
eine axiale Richtung bewegt, sodass eine Kraftbeaufschlagung der
Dichtungsanordnung erfolgt. Die Kraftbeaufschlagungsvorrichtung
kann dabei um eine Schwenkachse S geschwenkt werden, um die sich
auch die Exzenteranordnung drehen kann. Ferner kann die Kraftbeaufschlagungsvorrichtung
einen Griff 84 aufweisen, der in der zweiten Bewegungsposition 82 an
der äußeren Mantelfläche des Filterelementes 1 anliegt,
sodass er im Wesentlichen radial nicht von dem Filterelement absteht,
während der Griff 84 in einer ersten Bewegungsposition 81 derart von
dem Filterelement 1 beabstandet ist, dass der Griff beispielsweise
von einer Bedienperson auch mit Handschuhen ohne Probleme entnommen
werden kann. Die Kraftbeaufschlagungsvorrichtung kann darüberhinaus
einen Kragen aufweisen, an dem die Kraftbeaufschlagungsvorrichtung 80 drehbar
um die Schwenkachse S gelagert ist, wobei dieser Kragen 86 als
Haltekragen für das Filterelement 1 dienen kann.
Insbesondere kann der Kragen für eine gleichmäßige
Kraftverteilung entlang des Dichtungsumfanges dienen, insbesondere
wenn eine Kraftbeaufschlagung und eine Kraftwirkung gegenüber
dem Luftfiltergehäuse nur punktuell über entsprechende Kraftanlageflächen 83 erfolgt.
Die Kraftbeaufschlagungsvorrichtung 80 bzw. der Kragen 86 können
lösbar und austauchbar am Filterelement befestigt sein. Insbesondere
kann an dem Kragen auch die gesamte Dichtungsgeometrie vorgesehen
sein, um zum einen das Filterelement 1 gegenüber
dem Luftfiltergehäuse 100 und ggf. ein nachgeschaltetes
Sicherheitsfilterelement 200 gegenüber dem Filterelement 1 bzw.
dem Luftfiltergehäuse 100 abzudichten. Dies kann
etwa dadurch erreicht werden, dass das Luftfiltergehäuse 100,
das nachgeschaltete Sicherheitsfilterelement 200 und das
Filterelement 1 umlaufende Dichtungsanlageflächen
aufweisen, die in einer radiale Richtung nebeneinander liegen, während
der Kragen eine umlaufende Dichtungsfläche aufweist, die
in radialer Richtung gegenüber sowohl dem Luftfiltergehäuse 100,
als auch dem Sicherheitsfilterelement 200 als auch dem
Filterelement 1 abdichtet. Die jeweiligen Dichtungsflächen
können dabei in einer Ebene liegen, jedoch auch geneigt
oder gestuft sein. So bedarf es nur eines einzigen elastischen Dichtungselementes
zur Abdichtung sämtlicher Komponenten gegeneinander, insbesondere,
wenn das Dichtungselement an dem Kragen 86 elastisch ausgebildet
ist.
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11 zeigt
eine Ansicht, in der das Filterelement 1 in ein Luftfiltergehäuse 100 eingesetzt
ist und das Luftfiltergehäuse mit einem Luftfiltergehäusedeckel 199 verschlossen
ist. In dieser eingebauten Position befindet sich die Kraftbeaufschlagungsvorrichtung 80 in
einer zweiten Bewegungsposition 82, in der die Kraftanlageflächen 83 des
Filterelementes 1 gegen eine korrespondierende Anlagefläche 101 des
Luftfiltergehäuses gedrückt wird. Dabei liegt
der Griff 84 der Kraftbeaufschlagungsvorrichtung an der Mantelfläche
des Filterelementes 1 platzsparend an, sodass der Deckel
des Luftfiltergehäuses 199 verschlossen werden
kann. Zur Entnahme des Filterelementes 1 wird der Gehäusedeckel 199 des
Luftfiltergehäuses 100 entfernt und mittels des
Griffes 84 die Kraftbeaufschlagungsvorrichtung 80 in
eine erste Bewegungsposition 81 bewegt, wodurch der Griff 84 weiter
von der Mantelfläche des Filterelementes beabstandet ist,
sodass der Griff 84 hintergriffen werden kann und das Filterelement
dem Gehäuse 100 entnommen werden kann. In der
ersten Bewegungsposition 81 wird die Kraftbeaufschlagung
zwischen der Kraftanlagefläche 83 und der korrespondierenden
Anlagefläche 101 des Luftfiltergehäuses 100 gelöst
und somit das Filterelement 1 und damit seine Anlagefläche 71 von
der Anlagefläche 171 des Luftfiltergehäuses
gelöst.
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12 zeigt
eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Dichtungskonfiguration,
bei der die Dichtungsanordnung 70 mit einer ersten Anlagefläche 71 und
einer zweiten Anlagefläche 72 versehen ist. Die
erste Anlagefläche ist ausgelegt, um an einer Anlagefläche 171 einer
Dichtungsanordnung 170 eines Luftfiltergehäuses
anzuliegen. Darüberhinaus ist die zweite Anlagefläche 72 ausgelegt,
um an einer korrespondierende Anlagefläche 272 eines
Sicherheitselementes 200 anzuliegen, sodass mit der Dichtungsanordnung 70 mit
den beiden Anlageflächen 71 und 72 nicht
nur eine Abdichtung eines Filterelementes 1 gegenüber
einem Luftfiltergehäuse 100 erreicht werden kann,
sondern darüberhinaus auch eine fehl luftdichte Abdichtung
des Filterelementes 100 gegenüber einem Sicherheitselement
bzw. Sicherheitsfilterelement 200. Ein Sicherheitselement wird
häufig vorgesehen, um bei einem eventuellen Defekt eines
Filterelementes 1 Staubpartikel noch auffangen zu können,
bevor diese in den Verbrennungstrakt einer Brennkraftmaschine gelangen
können. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn das
Hauptelement vorübergehend aus dem Filtergehäuse
entfernt wird, um zu verhindern, dass beim Wechsel des Hauptelementes
Staubpartikel in den Motor, insbesondere in den Verbrennungsraum
eindringen. Dabei kann die Dichtungsanordnung 70 so ausgestaltet
sein, dass die Anlageflächen 71 und 72 integral
in einem Element ausgebildet werden, beispielsweise in einem zusammenhängenden
Dichtungsprofil.
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13 veranschaulicht
eine derartige Geometrie mit einer in 6 beschriebenen
Dichtungsanordnung, bei der eine axial Abdichtung des Filterelementes 1 gegenüber
einem Luftfiltergehäuse 100 über die
korrespondierenden Anlageflächen 71, 171 erfolgt.
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Es
sei angemerkt, dass der Begriff „umfassen” weitere
Elemente nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff „ein” und „eine” mehrere
Elemente und Schritte nicht ausschließt.
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Die
verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung
der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend
betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die
Ansprüche wiedergegeben wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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