CH646344A5 - Luftfilter mit auswechselbarem filterelementeinsatz. - Google Patents

Luftfilter mit auswechselbarem filterelementeinsatz. Download PDF

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CH646344A5
CH646344A5 CH1153979A CH1153979A CH646344A5 CH 646344 A5 CH646344 A5 CH 646344A5 CH 1153979 A CH1153979 A CH 1153979A CH 1153979 A CH1153979 A CH 1153979A CH 646344 A5 CH646344 A5 CH 646344A5
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filter
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air
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filter part
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CH1153979A
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Joseph C Tokar
Frank A Janezich
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Donaldson Co Inc
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftfilter mit einem eine Filterkammer enthaltenden Filtergehäuse zur auswechselbaren Aufnahme eines Filterelementeinsatzes.
Luftfilter dieser Art werden für viele Anwendungsfalle eingesetzt, wobei für spezifische Anwendungsfälle bereits eine grosse Anzahl spezieller Ausführungsformen vorgeschlagen worden ist, wie z.B. die US-PS 2 550 070, 3 458 050,4 006 000 und 4135 899 zeigen. Luftfilter dieser Art werden vorzugsweise auch in Verbrennungskraftmaschi2
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nen verwendet. Solche Maschinen dienen in grossem Aus-mass zum Antrieb von Fahrzeugen, wie Automobile, Lastkraftwagen, Schneemobile usw. Um bei solchen Maschinen eine einwandfreie Arbeitsweise zu erzielen, ist es erforderlich, den grÖssten Teil von Staub, Verunreinigungen oder anderen in der Ansaugluft enthaltenden Schmutzstoffpartikelchen zu entfernen.
Insbesondere in Anlagen mit grossem Luftumsatz und bei Maschinen in einem rauhen Betrieb wie z.B. bei Verbrennungskraftmaschinen für grosse Überlandlastkraftwagen wird eine spezielle Luftfilterart eingesetzt, die etwa aus der genannten US-PS 4 135 899 hervorgeht. Solche Luftfilter enthalten auswechselbare Filterelementeinsätze, die lösbar innerhalb eines Filtergehäuses angeordnet sind. Der Filterelementeinsatz umfasst zwei im Abstand voneinander entfernte gelochte metallene Hülsen, zwischen denen ein Falten-filter angeordnet ist. Zwei metallische Enddeckel verbinden die beiden gelochten Hülsen und das Faltenfilter miteinander, um so ein einheitliches Filterelement zu bilden. Jedesmal, wenn das Faltenfilter verstopft ist, muss das Filterelement ausgewechselt werden. Dies bedingte bisher, dass der gesamte Filterelementeinsatz ausgewechselt wurde, der auch die Metallhülsen und die Endkappen oder -deckel mit umfasst. Dies gilt nicht nur für Filterelementeinsätze von Luftfiltern für Lastkraftwagen, sondern auch für andere Anwendungen.
Derart ausgebildete Filterelementeinsätze und das bisherige Vorgehen beim Auswechseln des Filterelementeinsatzes ist in zweifacher Hinsicht aufwendig. Wenn man bedenkt, dass wenigstens einige der Bestandteile eines Filterelementeinsatzes, beispielsweise die beiden Metallhülsen und Enddeckel wieder benutzt werden könnten, so handelt es sich um schlechte Materialausnützung. Da sie jedoch weggeworfen werden, resultiert Materialverschwendung. Ausserdem steigen die Wartungskosten für solche Luftfilter benutzende Fahrzeuge, insbesondere weil bei gewerblich genutzten Lastkraftwagen die Luftfilter meist nach Kilometer-Vorschriften gewechselt werden, anstatt nach dem tatsächlichen Verschmutzungsgrad des Filters. Das bedeutet, dass solche Luftfilter häufig ersetzt werden, bevor sie vollständig ausgenützt sind.
Weiterhin werden die bisher bekannten Filterelementeinsätze vom Hersteller in zerlegter Form versandt. Da die Filterelementeinsätze oft konisch ausgebildet sind, ergibt sich daraus ein grosser Volumenbedarf. Dies vergrössert insbesondere die Lagerhaltungskosten der Filterelementeinsätze in den Wartungsfirmen. Da weiterhin die neuen Filterelementeinsätze zwei neue Metallmäntel enthalten, ist das Gewicht entsprechend hoch. Dies wiederum steigert die Frachtkosten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Luftfilter in Verbindung mit einem Filterelementeinsatz zu schaffen, bei dem die langlebigen und daher nicht notwendigerweise zu ersetzenden Teile wieder benutzt werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe ist durch den Patentanspruch 1 definiert.
Bei einem erfindungsgemässen Luftfilter mit der angegebenen Art des Filterelementeinsatzes ist dieser immer dann zu regenerieren, wenn die eigentlichen Filterteile verstopft sind.
Diese Teile verbleiben als einzige auszuwechselnde Bestandteile. Metallteile werden normalerweise nicht verbraucht und sind mehrmals verwendbar. Das Filterelement ist zusammenklappbar und braucht so wenig Platz für Lagerung und Transport. Hierdurch wird der Frachtraum der auswechselbaren Bauteile des Filterelementeinsatzes verringert, und die Frachtkosten lassen sich erheblich senken.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt gemäss der 5 Linie 1-1 in Fig. 2 durch einen verbesserten Luftfilter gemäss der Erfindung, wobei der Filterelementeinsatz gemäss der Erfindung in das Filtergehäuse eingesetzt ist;
Fig. 2 ist eine Bodenansicht der Anordnung gemäss Fig. 1;
io Fig. 3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der den Filterelementeinsatz gemäss Fig. 1 bildenden Bauteile;
Fig. 4 ist ein Teilschnitt des Endes der konischen Stützhülse gemäss der Linie 4-4 in Fig. 3,
15 Fig. 5 ist ein Querschnitt der Konstruktion bei einer ersten Ausführungsform des Filterelementeinsatzes gemäss der Linie 5-5 in Fig. 1;
Fig. 6 ist ein Querschnitt einer zweiten Ausführungsform einer Filterelementanordnung gemäss der Linie 5-5 in Fig. 1; 20 Fig. 7 ist ein Teilschnitt des Bodenteiles des Filterelementeinsatzes bei im Gehäuse eines Luftfilters eingebautem Filterelementeinsatz, und
Fig. 8 ist eine schaubildliche Darstellung einer Vielzahl von Wechselsätzen gemäss der Erfindung, um zu verdeutli-25 chen, dass vier solcher Einsätze in einem Versandbehälter verpackt werden können, wobei einer der Einsätze geöffnet gezeigt ist.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Luftfilters gezeigt, der vorzugsweise in Verbindung mit 30 einer nicht dargestellten Verbrennungsmaschine verwendbar ist, die als Antrieb für ein Fahrzeug benutzt wird. Der in der Zeichnung dargestellte Luftfilter ist insbesondere für Überlandlastkraftwagen oder ähnliche Fahrzeuge gestaltet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anwendungsart be-35 schränkt, sondern allgemein an Maschinen einsetzbar, bei welchen Luft angesaugt wird. Darüberhinaus ist die Erfindung überall dort einsetzbar, wo ein Gas gefiltert werden soll.
Der erfindungsgemässe Luftfilter umfasst ein metalli-40 sches Filtergehäuse 4, das im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, eine längliche innenliegende Filterkammer 6, einen Lufteinlassstutzen 8 und einen Luftauslassstutzen 10 aufweist. Das Filtergehäuse 4 ist an dem nicht dargestellten Fahrzeugmotor in bekannter Weise abnehmbar angeschlos-45 sen. Der Lufteinlassstutzen 8 steht in Verbindung mit der Umgebungsluft und der Luftauslassstutzen 10 ist auf bekannte Weise an die Luftansaugleitung des Motors angeschlossen.
Das dem Luftauslassstutzen 10 gegenüberliegende Ende so 11 des Filtergehäuses 4 weist einen sich nach aussen erstrek-kenden, ringförmigen Montageflansch 12 auf, der sich über den ganzen Umfang des Filtergehäuses 4 erstreckt. Das Ende 11 des Filtergehäuses 4 ist normalerweise offen, kann jedoch durch einen entsprechenden abnehmbaren Deckel 14 ss verschlossen sein. Dieser Deckel 14 weist eine ringförmige Schulter 16 auf, die dem Montageflansch 12 gegenüberliegt. Eine ringförmige Dichtung 18 wird zwischen die Schulter 16 und dem Montageflansch 12 eingeschaltet. Mehrere Bolzen 20, die über Muttern 22 festgelegt werden können, verbinden m den Montageflansch 12 und die Schulter 16 in einer lösbaren Weise miteinander, um damit den Deckel 14 festzulegen. Wenn die Muttern 22 auf den Bolzen 20 festgezogen sind, wird die Dichtung 18 zusammengepresst, um damit eine luftdichte Abdichtung zwischen dem Filtergehäuse 4 und dem 65 abnehmbaren Deckel 14 zu schaffen. Der Deckel 14 ist abnehmbar, damit ein Filterelementeinsatz, der allgemein mit 30 bezeichnet ist, aus der Filterkammer 6 entfernt werden kann. Zu diesem Zweck ist der Deckel 14 leicht zugänglich,
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um das Auswechseln des Filterelementeinsatzes 30 vorzunehmen, ohne dass es dazu erforderlich ist, das Filtergehäuse 4 vom Motor des Fahrzeuges abzunehmen.
In den Fig. 1 und 3 ist der Filterelementeinsatz 30 dargestellt. Dieser Filterelementeinsatz 30 umfasst vier voneinander unabhängige Komponenten. Der erste Komponente wird durch einen länglichen perforierten innenliegenden Mantel 32 gebildet, der einen im wesentlichen konischen hohlen metallischen Körper bildet, der eine Vielzahl von über die gesamte Länge verteilte Öffnungen 34 aufweist. Das eine Ende des Mantels 32 ist mit einem einteiligen U-förmig ausgebildeten Ringkragen 36 versehen. Dieser Ringkragen 36 bildet eine Kammer 38, die sich in Richtung der Achse des Mantels 32 nach hinten erstreckt. Das andere Ende des Mantels 32 weist ein Teil 40 verringerten Durchmessers auf. Dieses Teil 40 besitzt eine nach aussen vorstehende Verriegelungsrippe 42. Sowohl der Ringkragen 36, wie auch die Verriegelungsrippe 42 werden noch nachfolgend zu beschreiben sein. Der Mantel 32 besteht aus metallischem Werkstoff und ist über längere Zeit verwendbar. Obgleich der Mantel 32 vorzugsweise aus Metall hergestellt wird, kann er auch aus anderen, entsprechend widerstandsfähigen und längerlebi-gen Werkstoffen, wie beispielsweise entsprechende Kunststoffen bestehen. Die zweite Komponente des Filterelementeinsatzes 30 besteht aus einer im allgemeinen langgestreckten konisch ausgebildeten Hülse 44. Die Hülse 44 weist einen leichten und flexiblen Sicherheitsfilter 46 auf, der aus einem porösen Gewebe oder einem andern textilen Werkstoff besteht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Filz eingesetzt, das aus Rayon und Polyester besteht. Der Sicherheitsfilter 46 ist relativ dünn und sehr luftdurchlässig. Das Ende 47 mit dem grösseren Durchmesser des Sicherheitsfilters 46 ist fest mit einer Urethanschaumdichtung 48 verbunden. Aus Fig. 4 ist erkennbar, dass die Dichtung 48 einen sich radial erstreckenden Flansch 50 und einen sich axial erstreckenden Flansch 52 aufweist. Der sich axial erstreckende Flansch 52 besitzt einen Schlitz, in welchem das Ende 47 des Sicherheitsfilters 46 festgelegt ist, beispielsweise durch Verkleben.
Entsprechend der Darstellung in Fig. 1, weist der Filterelementeinsatz 30 weiterhin ein längliches Filterelement 54 auf, das aus einem dehnbaren Filterteil 56 besteht mit einer Vielzahl von länglichen Falten 58 (Fig. 5). Bei dem Filter 56 können die Falten 58 so zusammengefaltet sein, dass es eine im allgemeinen zylindrische Form entsprechend Fig. 3 einnimmt. Die Falten 58 können auch gedehnt oder aufgefaltet werden, bis das Filter 56 die in Fig. 1 erkennbare, allgemeine konische Form aufweist, die der Form des Mantels 32 entspricht. Bei der konischen Form weist das Filter 56 ein Ende 59 kleineren Durchmessers auf und ein Ende 60 grösseren Durchmessers. Das Filter 56 weist eine Innenwand 61 auf, die über die gesamte Filterteillänge verläuft und in der Lage ist, den innenliegenden Mantel 32 in einer noch zu beschreibenden Weise aufzunehmen.
Eine Endkappe 62 aus Polyurethan ist einteilig, beispielsweise durch Verkleben, mit dem Ende 59 des Filterteils 56 verbunden. Um diese Anordnung zu erleichtern, wird die Endkappe 62 dann aufgebracht, wenn die Falten 58 zusammengefaltet sind, so dass das Filter 56 die kleinstmögliche Grösse aufweist. Die Endkappe 62 weist eine hohle zylindrische Tasche 64 (Fig. 7) auf, die so ausgebildet ist, das sie das im Durchmesser verringerte Ende 40 des Mantels 32 aufnehmen kann. Die Tasche 64 der Endkappe 62 fluchtet mit der Innenwand 61 des Filterteils 56. Eine ringförmige Nut 66 ist in der Tasche 64 angeordnet und nimmt die Rippe 42 des Mantels 32 in einer Schnappanordnung auf.
Obgleich diese Rippe 42 und die Nut 66 die bevorzugte Ausführungsform sind, um das Filter 56 mit dem Mantel 32
abnehmbar zu verbinden, kann jede andere, beliebig lösbare Verriegelungseinrichtung eingesetzt werden.
Das Filterteil 56 besteht aus einem luft- oder gasdurchlässigen Werkstoff, der die Feststoffteilchen zurückhält. Übliche Werkstoffe für solche Filterteile sind Papier und ähnliche Materialarten, die chemisch behandelt sein können, um damit die Filtereigenschaften des Filterteils 56 zu verbessern.
Weiterhin umfasst der Filterelementeinsatz 30 einen hül-senförmigen äusseren Mantel 68, der ebenfalls konisch ausgebildet ist. Das eine Ende 70 des Mantels 68 weist einen Durchmesser 71 auf, der im wesentlichen gleich dem kleinen Ende 59 des Filters 56 ist. Das andere Ende 72 des Mantels 68 weist einen etwas grösseren Durchmesser 73 auf. Der Mantel 68 besteht vorzugsweise aus geschäumtem Urethan-werkstoff. Dieses Material ist offenzellig und somit für Luft und andere Gase gut durchlässig und gleichzeitig elastisch.
Bei einer bevorzugten Verfahrensweise zur Herstellung des Mantels 68 wird so vorgegangen, dass der Urethanwerk-stoff in eine flache Schicht gebracht, diese Schicht in die gewünschte konische Form gerollt wird und dass dann die Seitenkanten 74 und 76 dieser Schicht miteinander verbunden werden. Zwei mögliche Ausführungsformen sind in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform weist jede Seitenkante 74 und 76 des Mantels 68 einen Bereich 78 verringerten Durchmessers auf. Diese Bereiche überlappen sich und werden mittels Wärme in an sich bekannter Weise miteinander versiegelt. Gemäss der Ausführungsform in Fig. 6 können aber auch die Seitenkanten 74 und 76 lediglich gegeneinanderstossen und werden dann durch Wärme miteinander versiegelt. Anstatt der Wärmeversiegelung können selbstverständlich auch andere Befestigungsmittel eingesetzt werden.
Nachdem die verschiedenen Bauteile des Filterelementeinsatzes 30 erläutert worden sind, wird nun der Zusammenbau und die Verwendung offenbart. Dies erfolgt anhand der Fig. 3. Eine bevorzugte Verfahrensweise der Zusammensetzung ist wie folgt:
Die konische Hülse 44 wird zuerst über die Aussenfläche des innenliegenden Mantels 32 geschoben, wobei der Sicherheitsfilter 46 die gesamte Länge des Mantels 32 bedeckt und die Dichtung 48 mit ihrem ringförmigen Flansch 50 innerhalb der Kammer 38 des Ringkragens 36 liegt. Das Sicher-heitsfilter 46 ist. lang genug, um die gesamte Länge des inneren Mantels 32 abzudecken, wobei das Filterende 45 (das beispielsweise der Dichtung 48 gegenüberliegt) geöffnet oder geschlossen sein kann. Fig. 1 zeigt die offene Ausbildung des Endes 45, während die Fig. 3 die geschlossene Ausbildung zeigt. Auf jeden Fall ist das Ende 45 des Sicherheitsfilters im allgemeinen im Inneren des Mantels 32 angeordnet, wie dies die Fig. 1 und 3 zeigen.
Nachdem das Sicherheitsfilter 46 in den Mantel 32 eingesetzt ist, wird der äussere Mantel 68 um das Filterelement 54 angeordnet, wenn das Filterteil 56 noch in der zusammengeklappten Form vorliegt. Mit anderen Worten: Der äussere Mantel 68 wird um das Filterteil 56 herum angeordnet, wobei das Ende 70 mit dem kleineren Durchmesser im wesentlichen um das Ende 59 mit dem kleineren Durchmesser des Filterteils 56 liegt und gegen die Endkappe 62 anliegt. Da das äussere Ende 72 des äusseren Mantels 68 einen Durchmesser aufweist, der grösser als der Durchmesser des zusammengeklappten äusseren Endes 60 des Filterteils 56 ist, wird dort ein Raum zwischen dem äusseren Mantel 68 und dem Filterteil 56 in diesem Endbereich geschaffen. Dies stellt sicher, dass der Mantel 68 schnell und leicht um das Filterteil 56 gezogen werden kann.
Nachdem der äussere Mantel 68 um das Filterteil 56 herumgelegt ist, wird der innere Mantel 32 mit der daran befestigten konischen Hülse 44 nach unten und innen längs der
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Innenwand 61 des Filterteils 56 gezogen. Aufgrund der konischen Formgebung des innenliegenden metallischen Mantels 32 können sich die Falten 58, wenn der Mantel 32 nach unten durch das Filterteil 56 hindurchbewegt wird, auffalten, bis das Filterteil 56 seine konische Form einnimmt, die der Formgebung des Mantels 32 entspricht. Der Mantel 32 wird nach unten durch das Filterteil 56 hindurchgeführt, bis die Verriegelungsrippe 42 mit der inneren ringförmigen Verriegelungsnut 66 zusammenwirkt, die an der Endkappe 62 vorgesehen ist, so dass ein Schnappverschluss gebildet wird. Wenn dies eintritt, ist das obere, einen grösseren Durchmesser aufweisende Ende 60 des Filterteils 56 voll ausgedehnt und wird in der Kammer 38 des Ringkragens 36 aufgenommen, und zwar im allgemeinen in der Nähe des Dichtflan-sches 50 der Dichtung 48. Der Dichtflansch 50 dichtet das obere Ende 60 des Filterteils 56 in einer im wesentlichen luftdichten Weise gegenüber dem Ringkragen 36 ab. Dies verhindert Luftleckagen um das Ende 60 herum, wenn irgendein benachbartes Teil der Falten 58 beschädigt werden sollte. Zusätzlich stösst der äussere Mantel 68 mit seinem oberen Ende gegen das Ende des Ringkragens 36, wie dies in Fig. 1 bei 79 dargestellt ist.
Wenn das Filterteil 56 ausgedehnt ist, weist das den grossen Durchmesser aufweisende Ende 60 einen äusseren Durchmesser von etwa 20,3 cm (8.5 inches) auf. Jedoch ist der grösste Durchmesser 73 des äusseren Endes 72 des Mantels 68 kleiner, z.B. nur 17,78 cm (7 inches). Auf diese Weise wird der äussere Mantel 68 unter einer Spannung gehalten, die eine radial nach innen gerichtete Kraft auf jede Falte 58 ausübt. Diese radial nach innen gerichtete Kraft bewirkt, dass die Falten 58 dicht am Mantel 32 anliegen. Zusätzlich bewirkt diese Kraft, dass alle Falten 58 gleichmässig über den Umfang des Filterteils 56 verteilt werden und dient ausserdem zur Dämpfung jeder Bewegung der Falten 58, die durch Vibration oder Schwankungen des Luftdruckes auftreten können.
Wenn alle Bauteile des Filterelementeinsatzes 30 in der oben beschriebenen Weise zusammengesetzt sind, kann dieser Filterelementeinsatz 30 leicht in die Filterkammer 6 des Filtergehäuses 4 eingesetzt werden. Zu diesem Zweck wird der abnehmbare Deckel 14 durch Lösen der Muttern 22 von dem Bolzen durch Abnahme des Deckels vom Filtergehäuse 4 abgenommen. Wenn der Deckel 14 entfernt ist, wird zuerst das den grössern Durchmesser aufweisende Ende des Filterelementeinsatzes 30 in die Filterkammer 6 eingesetzt. Der Deckel 14 wird dann aufgesetzt und mit dem Filtergehäuse 4 verbunden. Wenn die Muttern 22 dicht angezogen sind, liegt der Deckel 14 der Endkappe 62 des Filterteils 56 an, um damit den Einsatz 30 nach oben in die Filterkammer 6 zu drük-ken. Die äussere Oberfläche des Ringkragens 36 an dem metallischen Mantel 32 weist eine ringförmige, sich nach aussen erstreckende Dichtung 80 auf, die der Endwandung des Filtergehäuses 4 anliegt, wenn der Deckel 14 aufgelegt wird, um so eine luftdichte Abdichtung zu erreichen. Auf diese Weise fliesst die Luft in den Luftfilter durch den Einlassstutzen 8 über den porösen äusseren Mantel 68, das Filterteil 56, die Sicherheitshülse 44, den perforierten inneren Metallmantel 32 und dann schliesslich nach aussen über den Luftauslassstutzen 10. Der Auslassstutzen 10 fluchtet mit der Innenwand 61 des Filterteils 56 und dem Inneren des Mantels 32, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Während des oben beschriebenen Durchflusses der Luft werden alle oder im wesentlichen alle Feststoffpartikelchen, die in der Luft enthalten sind, durch das Filterteil 56 fesgehalten, zu mindest solche Partikelchen, die über einer bestimmten minimalen Grösse liegen.
Der vorstehend beschriebene Luftfilter weist mit dem Filterelement 30 eine Anzahl von Vorteilen auf. Normalerweise wird ein vollständiger Luftfilter verkauft und an einem Fahrzeug angeordnet, wobei das Filtergehäuse 4 im allgemeinen fest am Motor montiert ist. Diese Erstausrüstung des Luftfilters 2 umfasst einen kompletten Filterelementeinsatz s 30, der in der Filterkammer 6 angeordnet ist. Wenn das mit dem Luftfilter ausgerüstete Fahrzeug betrieben wird, reinigt der Filterelementeinsatz 30 die Verbrennungsluft, die der Verbrennungsmaschine des Fahrzeuges zugeführt wird.
Nachdem das Fahrzeug eine so lange Zeit benützt wurde, io dass das Filterteil 56 verstopft ist und keine einwandreie Reinigung der Luft mehr sicherstellt, wird der Filterelementeinsatz 30 erneuert bzw. dadurch wieder wirksam gemacht, indem der Deckel 14 geöffnet und die Bauteile 32,44, 54 und 68 ausgebaut werden. Zu diesem Zweck beschafft sich der is Benutzer des Luftfilters einen Wechselsatz 90 (Fig. 8), wobei dieser Wechselsatz aus den sogenannten «Weichbauteilen» des Filterelementeinsatzes 30 besteht. Der Wechselsatz 90 umfasst alle Bauteile des Filterelementeinsatzes 30 mit Ausnahme des innenliegenden metallischen Mantels 32, der 20 nicht ausgewechselt zu werden braucht. Auf diese Weise umfasst der Wechselsatz 90 ein neues Filterelement 54, eine neue konische Hülse 44 und einen neuen äusseren Mantel 68. Diese Bauteile sind, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist, in einem entsprechenden Verpackungsbehälter 92 angeordnet. Nàch-25 »dem die einzelnen Bauteile des benutzten Filterelementeinsatzes 30 ausgebaut sind, werden die benutzten Bauelemente 44,54 und 68 weggeworfen und durch die entsprechenden Bauteile des Wechselsatzes 90 ersetzt. Im allgemeinen ist die Art und Weise der Widerzusammensetzung des Filterele-30 menteinsatzes 30 mit den neuen Bauteilen des Wechselsatzes 90 die gleiche, wie sie vorstehend schon beschrieben worden ist. Anders ausgedrückt, die konische Hülse 44 wird zuerst über den weiter benutzbaren Metallmantel 32 gesetzt, der äussere Mantel 68 wird dann über das Filterteil 56 gesetzt 35 und schliesslich wird der Mantel 32 mit der daran befestigten konischen Hülse 44 nach unten durch die Innenwand 61 des Filterteils 56 gestossen, bis die Endkappe 62 sich mit der Verriegelungsrippe 42 an dem Mantel 32 verriegelt.
Der Filterelementeinsatz 30 in der erfindungsgemässen 40 Ausführungsform ist wesentlich kostengünstiger, beispielsweise 50% weniger kostenintensiv als die bisher bekannten Anordnungen, bei welchen alle Komponenten einschliesslich des Metallmantels weggeworfen und durch neue ersetzt wurden, wenn das Filter verstopft war. Die Kostensenkung 45 kommt im wesentlichen davon, dass der metallische Mantel 32 wieder benutzt wird, und zwar für mehrere Gebrauchs-dauera, wobei der Ersatz eines der kostenaufwendigsten Bauteile bei den früheren Filterelementeinsätzen vermieden wird. Da der Filterelementeinsatz 30 weniger kostenaufwen-50 dig ist, sind die Betriebs- und Unterhaltskosten jedes Fahrzeuges, das einen solchen Filterelementeinsatz benutzt, ebenfalls verringert. Dies ist besonders deshalb zutreffend, da die Konstruktion des Filterelementeinsatzes 30 eine leichte Inspektion des Filterteils 56 ermöglicht. So ist es beispielsweise ss möglich, dass die Anordnung leicht auseinandergebaut werden kann und das Filterteil 56 bezüglich Abnutzung überprüft werden kann, bevor der Einsatz 30 durch einen Wechselsatz 90 ersetzt wird. Eine Erneuerung wird nur dann vorgenommen, wenn das Filterteil 56 voll ausgenutzt bzw. nicht 6o mehr sinnvoll benutzt werden kann. Dies vermeidet den Nachteil der früheren Arbeitsweise, wonach der Filterelementeinsatz schon nach bestimmten Kilometerleistungen ausgewechselt wurde, anstatt nach den wirklichen Arbeitsbedingungen des Filters.
65 Ausserdem hat die besondere Ausbildung des Filterelementes 54, das in dem Filterelementeinsatz 30 benutzt wird, eine Anzahl von Vorteilen. Da das Filterteil 56 eine im wesentlichen zylindrische Form für die Lagerung besitzt, aber
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in eine konische Form aufgefaltet werden kann, wenn sie im Luftfilter benutzt werden soll, ist die Grösse des Verpak-kungsbehälters 92 für den Wechselsatz 90 erheblich verringert. Im allgemeinen können vier Wechselsätze 90 in einem einzigen Verpackungsbehälter 94 untergebracht werden, der selbst eine Grösse aufweist, die früher erforderlich war, um einen einzigen zum Stand der Technik gehörenden Filterelementeinsatz zu lagern, bei dem das Verbrauchsteil selbst nicht zusammenklappbar war. Es ist offensichtlich, dass erhebliche Kosteneinsparungen sowohl beim Transport als auch bei der Lagerung des Wechselsatzes 90 mit dem Filterelement 54 gemäss der Erfindung möglich sind. Zusätzlich ist der Wechselsatz leichter, da der metallische Mantel 32 nicht mehr vorhanden sein muss, so dass dies auch zur Senkung der Frachtkosten beiträgt. Diese Frachtkostensenkung trägt zur Steigerung der Vorteile und der Nützlichkeit des Filterelementbausatzes 30 geer Erfindung bei.
Obgleich das Filterteil 56 dehnbar oder faltbar ist, ist dies nicht der einzige Vorteil, den die Erfindung bietet, wie beispielsweise das Wiederverwenden eines dauerhaften Metallmantels 32 und die Erneuerung des Filterelementeinsatzes 30 mit den sogenannten «Weichbauteilen» 44, 54 und 68. Es ist auch möglich, dem faltbaren Filterteil 56 eine konische Form zu geben. Jedoch würde diese Formgebung den Raumbedarf vergrössern und auf diese Weise die Frachtkosten des Wechselsatzes 90 etwas nachteilig beeinflussen, io Ein zusätzlicher Vorteil des verbesserten Filterelementeinsatzes gemäss der vorliegenden Erfindung ist, dass der äussere Mantel 68, der üblicherweise aus einem offenzelligen Werkstoff, wie beispielsweise geschäumtem Urethan besteht, als Vorreiniger wirkt. Der Mantel 68 filtert einige bereits unis erwünschte Werkstoffe, vorzugsweise die grossen Partikelchen aus dem Luftstrom aus, so dass dadurch die Lebensdauer des Filterteils 56 erhöht wird.
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5
S
3 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

646344 PATENTANSPRÜCHE
1. Luftfilter mit einem eine Filterkammer (6) enthaltenden Filtergehäuse (4) zur auswechselbaren Aufnahme eines Filterelementeinsatzes (30), welcher gekennzeichnet ist durch a) einen länglichen perforierten Mantel (32), der aus einem Werkstoff besteht, dessen Lebensdauer grösser ist als die Lebensdauer der anderen Bestandteile des Filterelementeinsatzes (30),
b) ein Filterelement (54) mit einem eine Vielzahl von Falten (58) aufweisenden Filterteil (56), das aus einem für Luft durchlässigen und für in der Luft enthaltende Feststoffpartikelchen undurchlässigen Werkstoff besteht,
c) eine Verriegelungsvorrichtung (42, 66) zur lösbaren Verbindung des Filterelementes (54) mit dem Mantel (32),
d) einen hülsenförmigen äusseren Filtermaterialmantel (68), der auf dem Filterteil (56) aufliegt und auf dessen Falten (58) eine radial nach innen gerichtete Kraft ausübt.
2. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (32) des Filterelementeinsatzes (30) aus Metall besteht und am einen Ende (40) eine ringförmige Verriegelungsrippe (42) aufweist, dass das Filterelement (54) eine Endkappe (62) aufweist, an welcher ein Ende (59) des Filterteils (56) befestigt ist, und dass diese Endkappe (62) eine Verriegelungsnut (66) aufweist, die die Verriegelungsrippe (42) des genannten Mantels (32) in der Art eines Schnappverschlusses festhält.
3. Luftfilter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zwischen den perforierten Mantel (32) und das Filterelement (54) angeordnete konische Hülse (44).
4. Luftfilternach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der perforierte Mantel (32) am einen Ende mit einem Ringkragen (36) versehen ist, der eine ringförmige Kammer (38) festlegt, wobei diese Kammer (38) ein Ende des Filterteils (56) aufnimmt, und dass die konische Hülse (44) ein flexibles poröses Sicherheitsfilter (46) enthält, das den innenliegenden Mantel (32) abdeckt, wobei das Sicherheitsfilter (46) eine ringförmige Dichtung (48) an einem Ende (47) besitzt, die in Anlage gegen ein Ende des Filterteils (56) in die Kammer (38) eingesetzt ist, um Leckagen von Luft in diesem Bereich zu verhindern.
5. Luftfilter anch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterteil (56) eine Innenwand (61) aufweist, dass der perforierte Mantel (32) einen metallischen Belag aufweist, und dass sich dieser metallische Belag in die genannte Innenwand (61) hinein erstreckt.
6. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der perforierte Mantel (32) als auch das Filterteil (56) konische Form aufweisen, und dass das Filterteil (56) zusammenfaltbar und auseinanderfaltbar zwischen einer konischen und einer zylindrischen Konfiguration ist.
7. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterteil (56) aus Papier besteht.
8. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der perforierte Mantel (32) an einem Ende (40) mit einer Verriegelungsrippe (42) und an seinem anderen Ende mit einem eine Ringkammer (38) bildenden Ringkragen (36) versehen ist, dass das Filterelement (54) auswechselbar mit dem Mantel (32) gekoppelt ist und eine Innenwand (61) und den Filterteil (56) besitzt, der einandergegenüberliegende erste und zweite Enden (60, 59) aufweist, dass das erste Ende (60) des Filterteils (56) in der Ringkammer (38) des Mantels (32) enthalten ist und das zweite Ende (59) des Filterteils (56) eine damit verbundene Endkappe (62) besitzt, welche eine ringförmige Verriegelungsnut (66) aufweist, die die Verriegelungsrippe (42) des Mantels (32) aufnimmt, dass eine konische Hülse (44) ein poröses Sicherheitsfilter (46) mit einer Dichtung (48) an einem Ende (47) aufweist, das Sicherheitsfilter (46) zwischen dem Filterelement (54) und dem Mantel
(32) angeordnet ist, und die Dichtung (48) zwischen dem ersten Ende (60) des Filterteils (56) und dem Ringkragen (36) liegt, um damit das erste Ende (60) des Filterteils (56) zu dichten, dass die ringförmige Verriegelungsrippe (42) so ausgebildet ist, dass sie mit der ringförmigen Verriegelungsnut (66) einen Schnappsitz bildet, wodurch das Filterelement (54), der Mantel (32) und die konische Hülse (44) lösbar innerhalb des Filterelementeinsatzes (30) angeordnet sind, und dass der äussere Filtermaterialmantel (68), der das Filterteil (56) umgibt, an diesem anliegt, und ferner so gestaltet ist, dass er einen radial nach innen gerichteten Druck auf das Filterteil (56) ausübt, um die Falten (58) gegen den perforierten Mantel (32) in einem gleichmässigen Abstand voneinander anzudrücken.
9. Luftfilter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Filtermaterialmantel (68), das Filterteil (56) und der perforierte Mantel (32) konisch sind, und dass der äussere Filtermaterialmantel (68) an seinem einen Ende (70) im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie das Filterteil (56) am zweiten Ende (59), und an seinem anderen Ende (72) einen kleineren Durchmesser (71) als das Filterteil (56) am ersten Ende (60) aufweist, und ferner unter Druck an diesem ersten Ende (60) des Filterteils (56) angeordnet ist, um einen nach innen gerichteten Druck zu erzeugen.
10. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der längliche perforierte Mantel (32) aus einem metallischen Werkstoff besteht.
11. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a) der perforierte Mantel (32) mit einer Verriegelungsrippe (42) an seinem einen Ende (40) versehen ist, dass b) die Falten (58) des Filterteils (56) sich längs dessen Längsachse erstrecken, wobei diese Falten (58) es ermöglichen, dass das Filterteil (56) in einer ersten Stellung ausfaltbar und in einer zweiten Stellung zusammenfaltbar ist, und dass c) eine Endkappe (62), die fest am einen Ende (59) des Filterteils (56) befestigt ist und eine zylindrische Tasche (64) mit einer Verriegelungsnut (66) zur Aufnahme der Verriegelungsrippe (42) des innenliegenden perforierten Mantels (32) aufweist, um damit das Filterelement (54) mit dem innenliegenden Mantel (32) zu koppeln, wobei die Falten (58) des Filterelementes (54) in Verbindung mit dem innenliegenden Mantel (32) in deren zweite Stellung gespreizt sind und im wesentlichen die äussere Form des innenliegenden Mantels (32) annehmen, vorhanden sind.
12. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (4) mit einem Lufteinlassstutzen (8) und einem Luftauslassstutzen (10) versehen ist, dass das Filtergehäuse ferner ein offenes Ende (11) aufweist, welches einen Zugang zu der Filterkammer (6) schafft, und dass das Filtergehäuse (4) mit einem abnehmbaren Deckel (14) zum Verschliessen des offenen Endes (11) versehen ist.
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