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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtereinrichtung, insbesondere einen Luftfilter, der vorzugsweise zur Filtration der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine eingesetzt wird, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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Eine Filtereinrichtung zur Filtration gasförmiger Fluide wird in der
EP 0 863 785 B1 beschrieben. Die Filtereinrichtung umfasst ein Filterelement, welches aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium besteht, das von einem Filterrahmen eingefasst ist. Der Filterrahmen weist umlaufende Dichtungstaschen auf, in die eine Silikonschaumdichtung eingegossen ist. Aus der
US 2006/0021932 A1 ist ein Luftfilter mit einem Gehäuseoberteil, einem Gehäuseunterteil und einem dazwischenliegenden Filterelement bekannt, wobei das Filterelement einen umlaufenden Rahmen aufweist, an dessen Ober- und Unterseite Haken angeordnet sind, die in entsprechende Öffnungen im Gehäuseoberteil und im Gehäuseunterteil einrasten.
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Derartige Filterelemente werden in ein Gehäuse eingesetzt, bestehend aus einem Gehäuseunterteil und einem Gehäuseoberteil bzw. einem Deckel, wobei die Gehäuseteile zur Vermeidung von Fehlluftströmen fest miteinander zu verbinden sind. Um den erforderlichen Anpressdruck zwischen den Gehäuseteilen aufzubringen, sind Schrauben, Klemmen oder dergleichen Verbindungselemente zwischen den Gehäuseteilen erforderlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtereinrichtung zu schaffen, die einerseits die erforderliche Dichtigkeit zur Vermeidung von Fehlluftströmen aufweist und andererseits in einfacher Weise ein Austauschen des Filterelements ermöglicht.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Bei der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung handelt es sich insbesondere um einen Luftfilter, vorzugsweise zur Filtration der Ansaugluft in Brennkraftmaschinen, wobei im Rahmen der Erfindung auch beispielsweise eine Filtration der in den Fahrzeuginnenraum zu leitenden Luft in Betracht kommt. Grundsätzlich ist es auch möglich, die erfindungsgemäße Filtereinrichtung zur Filtration flüssiger Fluide einzusetzen, beispielsweise zur Kraftstoff- oder Ölfilterung.
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Die Filtereinrichtung umfasst ein Filterelement mit einem Filtermedium, das von dem zu reinigenden Fluid durchströmt wird. Des Weiteren weist die Filtereinrichtung ein Gehäuse mit einem Gehäuseunterteil und einem darauf aufzusetzenden Gehäuseoberteil auf, wobei das Filterelement in das Gehäuse einsetzbar ist. Als Gehäuseunterteil kommt beispielsweise ein Gehäusetopf in Betracht, als Gehäuseoberteil ein Deckel. Grundsätzlich können Gehäuseunterteil und Gehäuseoberteil aber auch zumindest annähernd gleichartig ausgebildet sein.
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Gehäuseunterteil und Gehäuseoberteil sind mithilfe einer Verbindungseinrichtung miteinander zu verbinden, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Verbindungseinrichtung als Rasteinrichtung mit einem am Filterelement angeordneten Rastelement ausgeführt ist, über die das Filterelement in seiner montierten, in das Gehäuse eingesetzten Position sowohl mit dem Gehäuseunterteil als auch mit dem Gehäuseoberteil verrastet ist.
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Diese Ausführung weist verschiedene Vorteile auf. Da die Verbindung zwischen den Gehäuseteilen mithilfe der Rasteinrichtung erfolgt, über die zugleich das Filterelement in seiner montierten Position gehalten ist, können zusätzliche, separat ausgebildete Verbindungselemente zwischen den Gehäuseteilen entfallen. Der Rasteinrichtung kommt somit die doppelte Aufgabe zu, einerseits das Filterelement in der gewünschten Position im eingesetzten Zustand innerhalb des Gehäuses zu fixieren und andererseits die beiden Gehäuseteile miteinander zu verbinden. Es sind grundsätzlich keine zusätzlichen Verbindungselemente oder separate Rasteinrichtungen sowohl für die Fixierung des Filterelements im eingesetzten Zustand innerhalb des Gehäuses als auch zur druck- bzw. strömungsdichten Verbindung der beiden Gehäuseteile miteinander erforderlich. Hierdurch wird eine Teilereduzierung erreicht, die einen Kostenvorteil bedeutet. Außerdem ist die Montage vereinfacht bzw. kann ein Wechsel des Filterelements in kürzerer Zeit durchgeführt werden.
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Die Rasteinrichtung weist auf Seiten des Filterelements Rastelemente auf, die sowohl mit dem Gehäuseunterteil als auch mit dem Gehäuseoberteil in eine Raststellung zu verbringen sind. Das erfindungsgemäße Rastelement weist Schnapphaken auf, denen gehäuseseitig Rastösen am Gehäuseunterteil und am Gehäuseoberteil zugeordnet sind. Von einem gemeinsamen Hakenträger ausgehend, welcher mit dem Filterelement verbunden ist, sind nach oben und nach unten gerichtete Schnapphaken vorgesehen, deren freie Enden in der Montageposition in die Rastösen an den Gehäuseteilen einragen und mit diesen verrastet sind. Es ergibt sich hierdurch eine Schnappverbindung zwischen den Schnapphaken und den Rastösen, wodurch eine gewünschte feste Verbindung zwischen jedem Gehäuseteil und dem Rastelement am Filterelement gegeben ist. Hierbei werden die Gehäuseteile nicht unmittelbar miteinander verbunden, sondern über das Rastelement, welches am Filterelement angeordnet ist.
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Das Filterelement umfasst neben dem Filtermedium, welches zur Filtration des Fluids dient, auch einen Filterrahmen, der das Filtermedium vollständig einfasst. Dieser Filterrahmen ist auch Träger des Rastelementes, das beispielsweise als Kunststoffbauteil ausgeführt ist und insbesondere an den Filterrahmen angespritzt ist bzw. mit diesem ein einteiliges, gemeinsames Spritzguss-Bauteil bildet.
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Um über den Umfang des Gehäuses eine möglichst gleichmäßige, die Gehäuseteile verbindende Kraft zu erzeugen, sind zweckmäßigerweise über den Umfang verteilt eine Mehrzahl von Rastelementen am Filterelement vorgesehen, denen gehäuseseitige Rastteile zugeordnet sind. So kann es zweckmäßig sein, an jeder der vier Seitenkanten des bevorzugt rechteckförmigen Filterelementes jeweils ein oder mehrere Rastelemente vorzusehen, die mit den zugeordneten Rastteilen an den Gehäuseteilen zusammenwirken. Erfindungsgemäß sind an zwei gegenüberliegenden Seitenkanten des Filterelementes jeweils zwei Rastelemente in Form von Schnapphaken ausgebildet, die mit zugeordneten Rastösen am Gehäuseunterteil und am Gehäuseoberteil zusammenwirken. Die Schnapphaken bzw. die Rastelemente befinden sich bevorzugt an der Längsseite des Filterelementes bzw. des Gehäuses; in diesem Fall kann es ausreichend sein, ausschließlich an den Längsseiten derartige Rasteinrichtungen vorzusehen und die Schmalseiten frei von Rasteinrichtungen zu halten.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
- 1 einen Schnitt durch eine als Luftfilter ausgebildete Filtereinrichtung, die in einem zweiteiligen Filtergehäuse ein Filterelement aufweist, wobei das Filterelement über eine Rasteinrichtung in seiner montieren Position fixiert und zugleich die beiden Gehäuseteile über die Rasteinrichtung zusammengehalten sind,
- 2 eine perspektivische Ansicht des Gehäuseunterteils,
- 3 eine perspektivische Ansicht des Filterelementes mit dem von einem Filterrahmen eingefassten Filtermedium, wobei am Filterrahmen Rastelemente in Form von Schnapphaken angespritzt sind.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein Luftfilter 1 im Schnitt dargestellt, bestehend aus einem Gehäuse 2 mit einem Gehäuseunterteil 3 und einem Gehäuseoberteil 4 sowie mit einem Filterelement 5, das im Inneren des Gehäuses 2 aufgenommen ist. Das Filterelement 5 umfasst ein Filtermedium 6, welches von dem zu reinigenden Fluid durchströmt wird, und einen Filterrahmen 7, der das Filtermedium 6 einrahmt und das Filterelement 5 in der gewünschten Position innerhalb des Gehäuses 2 fixiert. Außerdem dient der Filterrahmen 7 als Träger eines Dichtungselementes 15, insbesondere eines Dichtringes, der an der radial außen liegenden Seite des Filterrahmens 7 angeordnet ist und an der Innenwand des Filtergehäuses anliegt und für eine strömungsdichte Separierung von Roh- und Reinseite des Filterelementes sorgt.
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Das Filtermedium 6 ist beispielsweise als zickzackförmig gefaltetes Filterpapier ausgeführt oder als Filtervlies oder dergleichen.
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Zur Fixierung des Filterelementes 5 im Innern des Gehäuses 2 einerseits und zur Verbindung der beiden Gehäuseteile 3 und 4 andererseits ist eine Rasteinrichtung 8 vorgesehen, die auf Seiten des Filterelementes 5 ein Rastelement 9 umfasst und auf Seiten der Gehäuseteile 3, 4 Rastösen 13 und 14, wobei sich die Rastösen 13 am Gehäuseunterteil 3 und die Rastösen 14 am Gehäuseoberteil 4 befinden. Das Rastelement 9 ist einteilig mit dem Filterrahmen 7 des Filterelementes 5 ausgebildet, wobei Filterrahmen 7 und Rastelement 9 zweckmäßigerweise aus Kunststoff bestehen und im Spritzgussverfahren an das Filtermedium angespritzt werden.
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Das Rastelement 9 umfasst einen von dem Filterrahmen 7 radial nach außen verzweigenden Hakenträger 10 sowie zwei Schnapphaken 11 und 12, die an der radialen Außenseite des Hakenträgers 10 angeordnet und einteilig mit diesem ausgebildet sind. Die Schnapphaken 11 und 12 sind bezogen auf die Trennebene zwischen den Gehäuseteilen 3 und 4, in der zugleich der Hakenträger 10 liegt, nach unten bzw. nach oben abgebogen und ragen formschlüssig in die Rastösen 13 und 14 am Gehäuseunterteil 3 bzw. am Gehäuseoberteil 4 ein. Die Verbindung zwischen den Schnapphaken 11 und 12 und den Rastösen 13 bzw. 14 ist als Schnappverbindung ausgeführt, indem die Schnapphaken unter Ausnutzen ihrer Eigenelastizität in die Rastösen eingeführt werden und mit diesen bezogen auf die Löserichtung zwischen den Gehäuseteilen 3 und 4 eine formschlüssige Rastverbindung eingehen. In der in 1 dargestellten Rastposition liegt ein stirnseitiger, abgewinkelter Endabschnitt jedes Schnapphakens 11 bzw. 12 unmittelbar auf dem Rand jeder Rastöse 13 bzw. 14, wodurch in Löserichtung der Formschluss realisiert ist. Auf Grund ihrer Eigenelastizität ist sowohl ein Einschnappen der Schnapphaken in die Rastösen durchführbar als auch ein Lösen der Schnapp- bzw. Rastverbindung, um die Gehäuseteile 3 und 4 voneinander lösen zu können, beispielsweise zum Austausch des Filterelements im Rahmen der Wartung.
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Die beschriebene Rasteinrichtung 8 weist den Vorteil auf, dass keine zusätzlichen, darüber hinaus gehenden Verbindungselemente zur Fixierung des Gehäuseoberteils am Gehäuseunterteil erforderlich sind. Des Weiteren können Fixierelemente entfallen, über die das Filterelement 5 im Inneren des Gehäuses 2 in der gewünschten Position gehalten wird. Beide Funktionen, also die Sicherung des Filterelements im Gehäuse sowie die Verbindung der beiden Gehäuseteile miteinander, werden mithilfe der gemeinsamen Rasteinrichtung durchgeführt. Die Rasteinrichtung 8 befindet sich hierbei auf der Außenseite des Gehäuses und ist somit von außen zugänglich, so dass auch ein Lösen der Rasteinrichtung ohne Weiteres bewerkstelligt werden kann.
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Erfindungsgemäß sind in die Stirnseite eines Gehäuseteils, beispielsweise in die Stirnseite des Gehäuseoberteils 4, Nuten für die Aufnahme des Hakenträgers 10 eingebracht um sicherzustellen, dass in der zusammengesetzten Position die Stirnseiten beider Gehäuseteile 3 und 4 flächig aufeinander liegen und somit ein dichter Abschluss gewährleistet ist.
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Wie 2 zu entnehmen, sind die Rastösen 13 am Gehäuseunterteil benachbart zur Stirnseite des Gehäuseunterteils angeordnet, auf die die Stirnseite des Gehäuseoberteils aufgesetzt wird. Zweckmäßigerweise befindet sich die Oberseite der Rastösen 13 geringfügig unterhalb der Stirnseite, in gleicher Weise liegen auch die Rastösen 14 am Gehäuseoberteil mit geringem axialem Abstand zur Stirnseite des Gehäuseoberteils, damit in der montieren Position (1) die Rastösen 13 und 14 zueinander einen Mindestabstand aufweisen, der das Einführen der Schnapphaken 11 und 12 am Rastelement 9 erlaubt.
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Wie 2 in Verbindung mit 3 zu entnehmen, ist der Grundquerschnitt des Luftfilters rechteckförmig, wobei an den gegenüberliegenden Längsseiten des Gehäuses jeweils zwei Rastösen angeordnet sind und dementsprechend an den gegenüberliegenden Längsseiten des Filterelementes 5 jeweils zwei Rastelemente 9 mit den Schnapphaken 11 und 12 positioniert sind. Die Schmalseiten des Gehäuses bzw. des Filterelementes sind dagegen frei von Rasteinrichtungen.