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Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung für eine Antriebsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es sind bereits Filtereinrichtungen für Antriebsmaschinen, insbesondere eine Öl-, Luft- oder Kraftstofffiltereinrichtung, die dazu vorgesehen sind, ein Betriebs- und/oder Kühlmedium für die Antriebsmaschine zu filtern, und die ein Filtermedium und einen Filterrahmen aufweisen, in dem das Filtermedium umlaufend befestigt ist und der dazu vorgesehen ist, in einem Aufnahmeschacht gedichtet befestigt zu werden, bekannt. Die für Antriebsmaschinen vorgesehenen Filtereinrichtungen werden dabei üblicherweise in ein Gehäuse eingelegt, das anschließend wieder verschlossen werden muss, und/oder auf einen Sockel aufgeschraubt, wodurch eine Montage und/oder ein Wechsel solcher Filtereinrichtung mit einem hohen Aufwand verbunden ist, wodurch insbesondere der Wechsel nicht ohne besondere Fachkenntnisse durchzuführen ist, weshalb der Wechsel häufig seltener als notwendig durchgeführt wird.
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Aus der
DE 10 2005 048 841 B3 ist bereits eine Filtereinrichtung bekannt, die ein Filtermedium und einen Filterrahmen aufweist, in dem das Filtermedium umlaufend befestigt ist und der dazu vorgesehen ist, in einem Aufnahmeschacht gedichtet befestigt zu werden, wobei der Filterrahmen eine Befestigungseinheit aufweist, die für eine Befestigung des Filterrahmens in dem Aufnahmeschacht durch eine Schiebebewegung vorgesehen ist.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, für eine Antriebsmaschine eine Filtereinrichtung bereitzustellen, mittels der eine Motoreffizienz und/oder eine Motorlebensdauer verbessert werden kann. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einer Filtereinrichtung für eine Antriebsmaschine, insbesondere eine Öl-, Luft- oder Kraftstofffiltereinrichtung, die dazu vorgesehen ist, ein Betriebs- und/oder Kühlmedium für die Antriebsmaschine zu filtern, und die ein Filtermedium und einen Filterrahmen aufweist, in dem das Filtermedium umlaufend befestigt ist und der dazu vorgesehen ist, in einem Aufnahmeschacht gedichtet befestigt zu werden.
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Es wird vorgeschlagen, dass der Filterrahmen eine Befestigungseinheit aufweist, die für eine Befestigung des Filterrahmens in dem Aufnahmeschacht durch eine Schiebebewegung vorgesehen ist. Dadurch kann die für eine Antriebsmaschine vorgesehene Filtereinrichtung einfach und sicher montiert werden, wodurch ein Wartungsaufwand für einen Filterwechsel an der Antriebsmaschine reduziert werden kann. Zudem kann eine Wahrscheinlichkeit, dass die Filtereinrichtung fehlerhaft montiert wird, gesenkt werden, wodurch insgesamt eine Motoreffizienz und damit auch eine Motorlebensdauer verbessert werden kann. Unter einem „Betriebs- und/oder Kühlmedium” soll dabei insbesondere ein für den Betrieb der Antriebsmaschine erforderliches gasförmiges und/oder flüssiges Medium verstanden werden, wie insbesondere ein Kraftstoff, ein für eine Verbrennung des Kraftstoffs erforderliches Gas, ein Kühl- und/oder Schmiermittel, das in der Antriebsmaschine in einem Kühl- und/oder Schmierkreislauf herumgepumpt wird, und/oder ein Kühlmittel, das der Antriebsmaschine von außerhalb zugeführt wird. Unter einem „Filtermedium” soll insbesondere ein für das Betriebs- und/oder Kühlmittel durchlässiges Medium verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, Schmutzpartikel aus dem Betriebs- und/oder Kühlmittelmedium mechanisch herauszufiltern und zu speichern. Unter einem „Filterrahmen” soll insbesondere ein formstabiles Element zur Aufnahme des Filtermediums verstanden werden. Unter einer „Schiebebewegung” soll insbesondere eine im Wesentlichen lineare Bewegung entlang einer Einschieberichtung verstanden werden, die durch die Befestigungseinheit zumindest über eine Teilstrecke geführt ist. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Befestigungseinheit wenigstens ein Führungselement aufweist, das entlang einer Einschieberichtung orientiert ist und das dazu vorgesehen ist, den Filterrahmen beim Einschieben gegenüber dem Aufnahmeschacht zu positionieren. Dadurch kann eine besonders einfache Montage für die Filtereinrichtung in dem Aufnahmeschacht erreicht werden. Unter einem „entlang der Einschieberichtung orientierten Führungselement” soll insbesondere ein Führungselement verstanden werden, das eine Haupterstreckungsrichtung aufweist, die im Wesentlichen entlang der Einschieberichtung orientiert ist, wodurch das Führungselement den Filterrahmen bei einer Bewegung entlang der Einschieberichtung führt. Unter einer Befestigungseinheit, die das Führungselement aufweist”, soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, den Filterrahmen während der Schiebebewegung zu führen und in einer Endposition zu fixieren.
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Vorzugsweise weist der Filterrahmen eine senkrecht zu der Einschieberichtung orientierte Stirnseite auf, an der das zumindest eine Führungselement angeordnet ist. Dadurch kann eine konstruktiv besonders einfache Ausgestaltung auch für die Filtereinrichtungen der Antriebsmaschine gefunden werden. Insbesondere kann dadurch eine Kraft, die zum Einschieben der Filtereinrichtung in den Aufnahmeschacht notwendig ist, reduziert werden.
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Vorzugweise sind die Führungselemente des Filterrahmens in Bezug auf eine Mittellinie der Stirnseite asymmetrisch angeordnet und/oder ausgeführt. Dadurch kann eine eindeutige Einbaulage für die Filtereinrichtung definiert werden, wodurch die Gefahr einer Fehlmontage reduziert werden kann. Unter einer Mittellinie der Stirnseite soll dabei insbesondere eine Mittellinie verstanden werden, zu der der Filterrahmen im Wesentlichen symmetrisch ausgeführt ist, d. h. insbesondere eine Mittellinie, die parallel zu einer Durchströmungsrichtung orientiert ist, oder eine Mittellinie, die parallel zu der flächigen Erstreckung des Filtermediums orientiert ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Führungselement des Filterrahmens als ein Führungsschacht ausgebildet. Dadurch kann die Befestigungseinheit konstruktiv einfach ausgebildet werden. Unter einem „Führungsschacht” soll dabei insbesondere eine zur Führung des Filterrahmes vorgesehene Ausnehmung verstanden werden.
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Weiter wird eine Antriebsmaschinenvorrichtung, insbesondere Kraftfahrzeugantriebsmaschinenvorrichtung, mit einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung und einem Betriebs- und/oder Kühlmittelkanal, der einen Aufnahmeschacht für die Filtereinrichtung ausbildet und in den die Filtereinrichtung einschiebbar ist, vorgeschlagen.
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Vorzugsweise ist eine Verbindung zwischen dem Filterrahmen und dem Aufnahmeschacht zumindest in eingeschobenem Zustand gedichtet. Dadurch kann eine besonders hohe Betriebssicherheit für die Filterung der Betriebs- und/oder Kühlmedien der Antriebsmaschine erreicht werden, wodurch eine Betriebssicherheit erhöht werden kann. insbesondere bei Filtereinrichtungen für die Antriebsmaschine ist eine hohe Zuverlässigkeit bezüglich der Filtereinrichtung wichtig, da Verschmutzungen leicht zu einem Ausfall und/oder einer Beschädigung von Komponenten der Antriebsmaschine führen können. Unter „gedichtet” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Verbindung zwischen dem Filterrahmen und dem Aufnahmeschacht verhindert, dass das Betriebs- und/oder Kühlmittel durch einen Spalt zwischen dem Filterrahmen und dem Aufnahmeschacht ungefiltert hindurchströmt. Vorzugsweise ist zwischen dem Filterrahmen und dem Aufnahmeschacht ein zusätzliches Filterelement angeordnet. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, die Verbindung passgenau auszuführen und auf ein zusätzliches Dichtungselement zu verzichten.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Filtermedium der Filtereinrichtung eine flächige Erstreckung aufweist, entlang der die Filtereinrichtung in den Aufnahmeschacht eingeschoben ist. Dadurch kann ein besonders einfaches Design für das Filtermedium gefunden werden, wodurch beispielsweise Produktionskosten für die Filtereinrichtung der Antriebsmaschine reduziert werden können. Durch das Einschieben entlang der flächigen Erstreckung kann die Filtereinrichtung besonders einfach montiert werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass der Aufnahmeschacht zumindest ein Führungselement aufweist, das gemeinsam mit dem Führungselement des Filterrahmens zur Positionierung der Filtereinrichtung in dem Aufnahmeschacht vorgesehen ist. Dadurch kann die Filtereinrichtung besonders einfach in dem Betriebs- und/oder Kühlmittelkanal fixiert werden.
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Vorzugsweise ist das Führungselement des Aufnahmeschachts als ein Führungszapfen ausgebildet, der zumindest in eingeschobenem Zustand in das als Führungsschacht ausgebildete Führungselement der Filtereinrichtung eingreift. Unter einem Führungszapfen soll insbesondere eine Ausgestaltung des Führungselements verstanden werden, bei dem das Führungselement gegenüber einer umgebenden Wandung des Betriebs- und/oder Kühlmittelkanals als eine Erhebung ausgebildet ist.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
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1 eine Antriebsmaschinenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung und
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2 die Filtervorrichtung in einem Querschnitt entlang einer Linie II-II aus 1.
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Die 1 und 2 zeigen eine Antriebsmaschinenvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung 10. Die Antriebsmaschinenvorrichtung ist Teil einer Antriebsmaschine, für die die Filtereinrichtung 10 vorgesehen ist. Die Filtereinrichtung 10 ist dazu vorgesehen, ein Betriebs- und/oder Kühlmedium für die Antriebsmaschine zu filtern, um Schutzstoffe mechanisch aus dem Betriebs- und/oder Kühlmedium zu entfernen. Die Betriebs- und/oder Kühlmedien, für die die Filtereinrichtung 10 vorgesehen sein kann, sind dabei beispielsweise Luft, Öl oder Kraftstoff. Die Filtereinrichtung 10 kann in äquivalenter Ausgestaltung einen Luftfilter für Ansaugluft zur Verbrennung, einen Luftfilter für Kühlluft, einen Ölfilter für das Öl der Antriebsmaschine oder einen Kraftstofffilter ausbilden.
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Die Filtereinrichtung 10 umfasst ein Filtermedium 11 und einen Filterrahmen 12. Der Filterrahmen 12 und das Filtermedium 11 sind an das zu filternde Betriebs- und/oder Kühlmedium angepasst. Für Luft, die als Ansaug- oder Kühlluft der Antriebsmaschine zugeführt wird, werden beispielsweise andere Materialen für das Filtermedium 11 und den Filterrahmen 12 verwendet, als wenn die Filtereinrichtung 10 einen Ölfilter ausbildet, der von Öl durchströmt wird, welches Temperaturen von 90 Grad Celsius und mehr aufweisen kann.
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Der Filterrahmen 12 und das Filtermedium 11 sind fest miteinander verbunden. Der Filterrahmen 12 weist eine Innenseite 21 auf, an der das Filtermedium 11 umlaufend befestigt ist. Das Filtermedium 11 und der Filterrahmen 12 sind dabei unlösbar miteinander verbunden, beispielsweise durch eine stoffschlüssige Verbindung. Der Filterrahmen 12 und das Filtermedium 11 sind lediglich unter Zerstörung von wenigstens einem Teil des Filterrahmens 12 und/oder des Filtermediums 11 voneinander trennbar. Zur Befestigung kann das Filtermedium 11 beispielsweise in den Filterrahmen 12 eingeklebt sein. Grundsätzlich sind aber auch andere Verbindungen denkbar, die lediglich durch Zerstörung lösbar sind.
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Der Filterrahmen 12 umschließt eine in etwa rechtwinklige Fläche. Das Filtermedium 11 weist eine im Wesentlichen flächige Erstreckung auf. Die Filtereinrichtung 10 ist dazu vorgesehen, in einem Betriebs- und/oder Kühlmittelkanal angeordnet zu werden, der von dem Betriebs- und/oder Kühlmittelmedium während eines Betriebs durchströmt wird. Der Filterrahmen 12 und das Filtermedium 11 sind dicht miteinander verbunden, d. h. eine von dem Filterrahmen 12 umschlossenen Fläche ist vollständig mit dem Filtermedium 11 ausgefüllt.
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Der Betriebs- und/oder Kühlmittelkanal der Antriebsmaschinenvorrichtung bildet einen Aufnahmeschacht 13 für die Filtereinrichtung 10 aus. Die Filtereinrichtung 10 ist in den Aufnahmeschacht 13 einschiebbar. Der Filterrahmen 12 der Filtereinrichtung 10 ist dazu vorgesehen, in dem Aufnahmeschacht 13 gedichtet befestigt zu werden, d. h. der Aufnahmeschacht 13 und der Filterrahmen 12 weisen in montiertem Zustand eine dichte Verbindung auf, die verhindert, dass das Betriebs- und/oder Kühlmittelmedium um den Filterrahmen 12 mit dem Filtermedium 11 herumströmt und somit ungefiltert zu der Antriebsmaschine gelangt.
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Zur Befestigung in dem Aufnahmeschacht 13 weist der Filterrahmen 12 eine Befestigungseinheit 14 auf, die für eine Befestigung des Filterrahmens 12 in dem Aufnahmeschacht 13 mittels einer Schiebebewegung vorgesehen ist. Zur Befestigung in dem Aufnahmeschacht 13 wird der Filterrahmen 12 lediglich in den Aufnahmeschacht 13 eingeschoben. Kräfte, die aufgrund der Durchströmung mit dem Betriebs- und/oder Kühlmittel auf die Filtereinrichtung 10 wirken, werden vollständig von der Befestigungseinheit 14 aufgenommen. Die Befestigungseinheit 14 definiert dabei eine Einschieberichtung 17, entlang der der Filterrahmen 12 in den Aufnahmeschacht 13 einschiebbar ist. Der Aufnahmeschacht 13 ist durch eine Wandung des Betriebs- und/oder Kühlmittelkanals ausgebildet.
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Entlang der Einschieberichtung 17 umfasst der Filterrahmen 12 an seinem Außenumfang zwei Seitenflächen 22, 23, deren Oberflächen im Wesentlichen parallel zu der Einschieberichtung 17 orientiert sind, sowie zwei Stirnseiten 18, 24, deren Oberflächen im Wesentlichen senkrecht zu der Einschieberichtung 17 orientiert sind. Die Befestigungseinheit 14 selbst weist zwei Führungselemente 15, 16 auf, die entlang der Einschieberichtung 17 orientiert sind und die dazu vorgesehen sind, den Filterrahmen 12 beim Einschieben in den Aufnahmeschacht 13 gegenüber dem Aufnahmeschacht 13 zu positionieren. Zur Aufnahme der Kräfte, die beim Durchströmen mit dem Betriebs- und/oder Kühlmittel auf die Filtereinrichtung 10 wirken, fixieren die Führungselemente 15, 16 den Filterrahmen 12 zumindest in einer Richtung, die senkrecht zu der Einschieberichtung 17 und damit parallel zu der flächigen Erstreckung des Filtermediums 11 orientiert ist.
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Eine der Stirnseiten 18, 24, die senkrecht zu der Einschieberichtung 17 orientiert sind, bildet in Bezug auf die Einschieberichtung 17 die vordere Stirnseite 18 aus. Die Führungselemente 15, 16 der Befestigungseinheit 14 sind an der vorderen Stirnseite 18 angeordnet. Die Führungselemente 15, 16 sind dabei als Führungsschächte ausgebildet, dessen Haupterstreckungsrichtungen parallel zu der Einschieberichtung 17 orientiert ist. Der Filterrahmen 12 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel an der vorderen Stirnseite 18 zwei Aussparungen auf, die die Führungselemente 15, 16 ausbilden. In einer Querschnittsebene senkrecht zu der Einschieberichtung 17 weises die Führungselemente 15, 16 einen runden Querschnitt auf, d. h. die Aussparungen sind nahezu kreisförmig ausgeführt. Die Führungselemente 15, 16 sind somit einstückig mit dem Filterrahmen 12 ausgebildet.
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Eine Verbindung zwischen dem Aufnahmeschacht 13 und dem Filterrahmen 12 der Filtereinrichtung 10, der in den Aufnahmeschacht 13 einschiebbar ist, ist zumindest in eingeschobenem Zustand gedichtet. Der Filterrahmen 12 weist an den nach außen gewandten Seitenflächen 22, 23 und den Stirnseiten 18, 24 ein Dichtungselement 25 auf, das die Verbindung zwischen dem Aufnahmeschacht 13 und dem Filterrahmen 12 abdichtet. Das Dichtungselement 25 läuft um den Außenumfang des Filterrahmes 12 vollständig um. Es ist aber auch denkbar, dass das Dichtungselement 25 lediglich an einem Teil des Außenumfangs angeordnet ist, wie insbesondere lediglich an den Seitenflächen 23, 24 und der vorderen Stirnseite 18.
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Die Filtereinrichtung 10 ist entlang der flächigen Erstreckung, die das Filtermedium 11 aufweist, in den Aufnahmeschacht 13 eingeschoben. Die Einschieberichtung 17, entlang der die Filtereinrichtung 10 in den Aufnahmeschacht 13 einschiebbar ist, ist senkrecht zu einer Durchströmungsrichtung 26 ausgerichtet, entlang der das Betriebs- und/oder Kühlmedium das Filtermedium 11 durchströmt. Das Filtermedium 11 weist dabei eine Plissierung mit einer länglichen Knickerstreckung auf, die parallel zu der Einschieberichtung 17 verläuft.
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Der Aufnahmeschacht 13 weist zwei Führungselemente 19, 20 auf, die korrespondierend zu den Führungselementes 15, 16 des Filterrahmens 12 ausgebildet sind. Die Führungselemente 19, 20 des Aufnahmeschachts 13 sind als Führungszapfen ausgebildet, die in eingeschobenem Zustand in die Führungselemente 15, 16 des Filterrahmens 12, die als Führungsschächte ausgebildet sind, eingreifen.
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Die Führungselemente 15, 16 des Filterrahmens 12 sind in Bezug auf eine Mittellinie der vorderen Stirnseite 18 asymmetrisch angeordnet und ausgeführt. Die Führungselemente 15, 16 weisen an der Stirnseite 18 eine Anordnung auf, mittels der eine Einbaulage der Filtereinrichtung 10 in dem Aufnahmeschacht 13 eindeutig vorgegeben ist. Die beiden Führungselemente 15, 16 sind dazu gegenüber der Mittellinie, die parallel zu der flächigen Erstreckung des Filtermediums 11 verläuft, versetzt ausgeführt. In Bezug auf das Filtermedium 11 ist dabei entlang der Durchströmungsrichtung 26 das Führungselement 15 vor dem Filtermedium 11 angeordnet und das Führungselement 16 nach dem Filtermedium 11 angeordnet.
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Die beiden Führungselemente 19, 20 des Aufnahmeschachts 13 sind korrespondierend zu den Führungselementen 15, 16 des Filterrahmens 12 angeordnet. Zudem weisen die beiden Führungselemente 19, 20 eine unterschiedliche Größe auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Führungselement 20 entlang der Einschieberichtung 17 eine wesentlich größere Erstreckung auf als das Führungselement 19. Die Führungselemente 15, 16 des Filterrahmens 12 weisen eine begrenzte Tiefe auf, d. h. sie sind nicht als Löcher ausgeführt, sondern sind in Form von Mulden ausgebildet, deren Tiefe parallel zu der Einschieberichtung 17 orientiert ist. Durch die unterschiedlichen Tiefen kann die Filtereinrichtung 10 lediglich in der richtigen Einbaulage vollständig in den Aufnahmeschacht 13 eingeschoben werden.
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Der Betriebs- und/oder Kühlmittelkanal, der den Aufnahmeschacht 13 ausbildet, weist zur Führung der Filtereinrichtung 10 lediglich die Führungselemente 19, 20 auf, die an einer Seite des Aufnahmeschachts 13 angeordnet sind, die in montiertem Zustand der Stirnseite 18 des Filterrahmens 12 gegenüber liegt. Im Bereich des Aufnahmeschachts 13 weist der Betriebs- und/oder Kühlmittelkanal ansonsten einen im Wesentlichen kantenfreien Verlauf auf. Insbesondere Flächen des Betriebs- und/oder Kühlmittelkanals, die in montiertem Zustand den Seitenflächen 22, 23 des Filterrahmens 12 zugewandt sind, sind dabei im Wesentlichen eben ausgeführt. An diesen Flächen des Betriebs- und/oder Kühlmittelkanals sind keine Führungselemente zur Führung und/oder Befestigung der Filtereinrichtung 10 angeordnet. Eine nicht näher dargestellte Fläche des Betriebs- und/oder Kühlmittelkanals, die eine Öffnung zum Einschieben der Filtereinrichtung 10 in den Aufnahmeschacht 13 aufweist, kann grundsätzlich weitere Wirkflächen zur Abstützung des Filterrahmens 12 aufweisen. Grundsätzlich ist aber auch denkbar, zur Sicherung des Filterrahmens 12 einen nicht näher dargestellten Deckel für den Aufnahmeschacht 13 vorzusehen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Filtereinrichtung
- 11
- Filtermedium
- 12
- Filterrahmen
- 13
- Aufnahmeschacht
- 14
- Befestigungseinheit
- 15
- Führungselement
- 16
- Führungselement
- 17
- Einschieberichtung
- 18
- Stirnseite
- 19
- Führungselement
- 20
- Führungselement
- 21
- Innenseite
- 22
- Seitenfläche
- 23
- Seitenfläche
- 24
- Stirnseite
- 25
- Dichtungselement
- 26
- Durchströmungsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005048841 B3 [0003]