DE102015014482A1

DE102015014482A1 - Filterelementeinheit für einen Luftfilter mit einer zweiteiligen durch Brücken verbundenen Dichtung

Info

Publication number: DE102015014482A1
Application number: DE102015014482.0A
Authority: DE
Inventors: Sridhar Venkatraman; Mridul Sharma; Daniel Schmid; Deepak MK; Rohit Dattatray Surve; Jithin VR
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2014-12-06
Filing date: 2015-11-11
Publication date: 2016-06-09
Also published as: US20160160816A1; US10113516B2; CN105673271A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Filterelementeinheit. Die Filterelementeinheit kann in einem Luftfilter (10) eines Fahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor verwendet werden. Der Luftfilter weist ein Filtergehäuse (12) mit einem unteren Teil (16) und einem oberen Teil (14) auf. Die Filterelementeinheit kann zwischen dem unteren Teil (16) und dem oberen Teil (14) eingesetzt werden. Die Filterelementeinheit trennt eine Seite mit schmutziger Luft von einer Seite mit sauberer Luft des Luftfilters (10). Die Filterelementeinheit weist ein Filterelement (28) und eine Dichtung (38) auf. Ein erster Teil der Dichtung (38) umgibt das Filterelement (28). Ein zweiter Teil der Dichtung (38) ist über mindestens zwei Brücken mit dem ersten Teil verbunden. Der erste Teil und zweite Teil können daher vollkommen unterschiedlich gebildet sein, um unterschiedliche Abdichtungsanforderungen zu befriedigen. Jedoch kann die Dichtung (38), obwohl der erste Teil und der zweite Teil unabhängig voneinander gestaltet sein können, dennoch auf einmal im Filtergehäuse (12) installiert werden, da die Dichtung (38) aus nur einem einzelnen Stück besteht.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Filterelementeinheit für einen Luftfilter. Ein solcher Luftfilter kann zum Filtern von Luft in einem Lufteintritt eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeuges verwendet werden.
Hintergrundtechnik
DE 10 2004 026 105 A1 offenbart einen Luftfilter für einen Verbrennungsmotor. Der Luftfilter umfasst ein Filterelement. Um Luft zu filtern, trifft ein Luftstrom das Filterelement von unten, durchläuft das Filterelement und verlässt es von seiner Oberseite. Der Luftfilter weist eine flache Struktur auf, sodass er auf dem Verbrennungsmotor angebracht werden kann.
WO 2011/076586 A1 zeigt einen Luftfilter mit einer Dichtung. Die Dichtung dichtet ein Filterelement des Luftfilters an einem Filtergehäuse des Luftfilters ab.
WO 2013/093685 A1 offenbart einen Luftfilter für einen Verbrennungsmotor. Der Luftfilter weist ein Filtergehäuse auf. In dem Filtergehäuse trennt ein Filterelement eine Seite mit schmutziger Luft von einer Seite mit sauberer Luft. Das Filtergehäuse weist einen Kanalisierungsabschnitt mit einem Einlass und Auslass für die Luft und einen Filterabschnitt mit dem Filterelement auf. Das Filterelement ist über einen Filterabschnitt der Dichtung an der Seite mit sauberer Luft abgedichtet. Die Dichtung weist außerdem einen Kanalisierungsabschnitt zum Abdichten des Kanalisierungsabschnittes des Gehäuses auf. Der Kanalisierungsabschnitt und Filterabschnitt der Dichtung teilen sich einen gemeinsamen Abschnitt.
FR 2 922 269 A1 , US 4,861,359 A und EP 1 433 947 A2 zeigen jeweils einen ähnlichen Luftfilter mit einer Dichtung zum Abdecken zweier Abschnitte eines Filtergehäuses.
DE 10 2010 020 261 A1 offenbart einen Luftfilter mit einer Dichtung. Die Dichtung deckt drei Öffnungen des Luftfilters ab.
US 2004/0011010 A1 zeigt einen Luftfilter und ein entsprechendes Filterelement zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor. Der Luftfilter weist eine Eintrittsschalldämpfungskammer auf, wo externe Luft eintritt und an ein Filterelement weitergegeben wird. Die Eintrittsschalldämpfungskammer wird durch eine Dichtung des Filterelements abgedichtet.
Letztendlich offenbart EP 0 534 079 A2 einen Luftfilter mit einer Dichtung. Ein Hauptteil der Dichtung dichtet ein Filterelement auf einer Einlasskammer eines Filtergehäuses ab. Ein zusätzlicher Teil der Dichtung dichtet eine Auslasskammer des Filtergehäuses ab. Die Einlasskammer und Auslasskammer sind durch eine Trennwand getrennt. Der Hauptteil der Dichtung teilt eine gemeinsame Brücke mit dem zusätzlichen Teil der Dichtung, wobei die Brücke auf die Trennwand gesetzt ist.
Die Dichtungen der zuvor erwähnten Filterelementeinheiten stellen für beide Teile der Dichtung den gleichen Querschnitt bereit. Die im Fach bekannten Dichtungen sind daher in Bezug auf ihre Anwendung bei verschiedenen Kanälen des Luftfilters unflexibel. Zum Beispiel kann die Dichtung angewandt werden, um einem ersten Kanal radiale Abdichtungseigenschaften und einem zweiten Kanal axiale Abdichtungseigenschaften bereitzustellen. Solche unterschiedlichen Abdichtungseigenschaften werden bis jetzt von einer einzelnen Dichtung mit homogenem Querschnitt und zwei Öffnungen nicht bereitgestellt, sondern nur von zwei verschiedenen individuellen Dichtungen. Jedoch müssen zwei verschiedene individuelle Dichtungen auf aufwendige Weise angebracht werden.
Offenbarung der Erfindung
Daher ist das Ziel der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer Filterelementeinheit mit einer Dichtung, die während ihrer Herstellung anpassbar ist, um verschiedene Kanäle eines Luftfilters abzudichten.
Dieses Ziel wird durch eine Filterelementeinheit nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Modifikationen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
Die Filterelementeinheit für einen Luftfilter eines Fahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor weist ein Filterelement mit einem Filtermedium und eine einteilige Dichtung mit einem ersten Teil und einem zweiten Teil auf, wobei der erste Teil das Filterelement umgibt, um das Filterelement gegenüber einem ersten Kanal eines Filtergehäuses des Luftfilters abzudichten, wobei der zweite Teil dazu in der Lage ist, einen zweiten Kanal des Filtergehäuses abzudichten und wobei der erste Teil und der zweite Teil über mindestens zwei Brücken der Dichtung miteinander verbunden sind.
Die Dichtung (Abdichtungsstruktur) gemäß der Erfindung kann als zwei „Dichtungsringe” angesehen werden, die über mindestens zwei Brücken miteinander verbunden sind, wobei die Dichtungsringe und die Brücken alle aus einem einzelnen Stück gefertigt sind. Aufgrund der Brücken können beide Dichtungsringe (erster Teil und zweiter Teil) der Dichtung auf einmal im Filtergehäuse installiert werden. Jedoch bietet die Dichtung immer noch die Anpassungsfähigkeit zweier individueller Dichtungsringe, um individuelle Abdichtungsanforderungen zu erfüllen.
Bevorzugt ist der erste Teil der Dichtung gebaut, um zwei Aufgaben zu erfüllen: Erstens dichtet er das Filterelement in Bezug auf einen ersten Kanal des Filtergehäuses ab. Zweitens dichtet er die Verbindung zwischen einem unteren Teil, d. h. einem ersten Stück des Filtergehäuses, gegenüber einem oberen Teil, d. h. einem zweiten Stück, des Filtergehäuses an diesem ersten Kanal ab. Der zweite Teil der Dichtung dichtet vorzugsweise die Verbindung zwischen dem unteren Teil und dem oberen Teil des Filtergehäuses an dem zweiten Kanal ab.
Vorzugsweise sind der erste Teil und der zweite Teil der Dichtung über drei Brücken miteinander verbunden. Die Dichtung ist dann sowohl stabil als auch leicht aus ihrer Form entfernbar gebaut.
Um eine platzsparende Anordnung des Luftfilters zu erreichen, weist der erste Teil vorzugsweise eine im Wesentlichen rechteckige Form auf.
Es können minimale Platzanforderungen für den Luftfilter erreicht werden, wenn der zweite Teil eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist.
Um das Abdichten des Filterelements und die einfache Handhabung des Filterelements während der Installation im Filtergehäuse zu verbessern, weist der erste Teil vorzugsweise einen Hohlraum auf, in den ein Vorsprung des Filterelements zumindest teilweise eingeführt ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weisen der erste Teil und der zweite Teil unterschiedliche Querschnitte auf, um jeweils an dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal unterschiedliche Abdichtungsanforderungen zu erfüllen.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die Brücken einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Ein rechteckiger Querschnitt gewährleistet ein einfaches Entfernen der Dichtung aus ihrer Form. Außerdem garantieren die Brücken eine gute Stabilität der Dichtung.
Um die Gestaltung und Produktion der Dichtung zu vereinfachen, weisen alle Brücken vorzugsweise den gleichen Querschnitt auf.
Der erste Teil und/oder der zweite Teil können zumindest eine Rippe für den Einbau der Dichtung in das Filtergehäuse aufweisen. Die Rippe vereinfacht das schnelle Einsetzen der Dichtung in das Filtergehäuse. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen der erste Teil und/oder der zweite Teil zwei sich in der axialen Richtung, d. h. in der Richtung des Luftstromes durch den Kanal, gegenüberliegende Rippen auf.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen der erste Teil und/oder der zweite Teil zwei mindestens zwei Dichtungsvorsprünge zum Abdichten eines Kanals in seiner axialen Richtung, d. h. in der Richtung des Luftstromes durch den Kanal, auf.
Die Dichtung gemäß der Erfindung ist bevorzugt aus Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-(EPDM)-Gummi gefertigt, um eine hohe Elastizität sowie guten chemischen Widerstand zu erreichen. Die Dichtung kann auch aus Polyurethan (PU) gefertigt sein, um eine langfristige reproduzierbare Elastizität zu erreichen.
Die Erfindung bezieht sich auch auf einen zuvor beschriebenen Luftfilter mit einem Filtergehäuse und einem Filterelement, wobei das Filterelement eine Seite mit schmutziger Luft von einer Seite mit sauberer Luft in dem ersten Kanal trennt und der zweite Teil der Dichtung einen zweiten Kanal abdichtet, der zu einem Einlass oder einem Auslass des Luftfilters führt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren der Zeichnungen, die wesentliche Details zeigen, und aus den Patentansprüchen ersichtlich. Die individuellen Merkmale können jeweils in Varianten der Erfindung in jeder Kombination individuell ausgeführt oder zusammen ausgeführt werden.
1 zeigt einen ersten Luftfilter in einer Explosionsdarstellung;
2 zeigt eine Filterelementeinheit des ersten Luftfilters nach 1;
3 zeigt einen zweiten Luftfilter in einer Explosionsdarstellung;
4 zeigt eine Dichtung der Filterelementeinheit nach 2;
5 zeigt einen ersten Querschnitt der Dichtung nach 4 an der Position A-A;
6 zeigt einen zweiten Querschnitt der Dichtung nach 4 an der Position B-B;
7 zeigt einen dritten Querschnitt der Dichtung nach 4 an der Position C-C;
8 zeigt einen vierten Querschnitt der Dichtung nach 4 an der Position D-D.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
1 zeigt einen ersten Luftfilter 10 mit einem Filtergehäuse 12. Das Filtergehäuse 12 umfasst einen oberen Teil 14 und einen unteren Teil 16. Die Ausdrücke „oberer” und „unterer” entsprechen dabei der Installationsrichtung des ersten Luftfilters 10 in einem Fahrzeug (nicht gezeigt). Der obere Teil 14 kann über Schnappverbindungen 18, 20 mit dem unteren Teil 16 verbunden werden. Der erste Luftfilter 10 ist in der Regel auf einem Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) des Fahrzeuges installierbar.
Daher weist der erste Luftfilter 10 eine im Wesentlichen flache, rechteckige Form auf.
Das Filtergehäuse 12 weist einen Einlass 22 und einen Auslass 24 auf. Der Einlass 22 leitet die Luft in eine Seite mit schmutziger Luft 26. Danach durchläuft die Luft ein Filterelement 28, tritt in eine Seite mit sauberer Luft 30 ein und verlässt den ersten Luftfilter 10 über den Auslass 24. Daher wird das Filterelement 28, das ein Filtermedium 32 umfasst, in einem Aufwärtsstrom von der Luft getroffen. Anders gesagt ist der Luftstrom von unten gegen das Filtermedium 32 gerichtet. Der Aufwärtsstrom hat den Vorteil, dass kondensiertes Wasser die Luft in der Seite mit sauberer Luft 30 nicht verschmutzt.
Das Filterelement 28 ist in einem ersten Kanal 34 des Filtergehäuses 12 installiert. Die Seite mit schmutziger Luft 26 ist Teil eines zweiten Kanals 36 des Filtergehäuses. Der erste Kanal 34 und zweite Kanal 36 sind beide durch eine Dichtung 38 abgedichtet. Anders gesagt dichtet die Dichtung 38 den ersten Kanal 34 und den zweiten Kanal 36 zwischen dem unteren Teil 16 und dem oberen Teil 14 des Filtergehäuses 12 ab.
2 zeigt eine Filterelementeinheit 40, bestehend aus dem Filterelement 28 und der Dichtung 38. Die Dichtung 38 ist aus einem Stück gefertigt. Sie weist einen ersten Teil 42, der das Filterelement 28 umgibt, und einen zweiten Teil 44 auf. Der erste Teil 42 und zweite Teil 44 weisen eine im Wesentlichen rechteckige Form auf. Sie sind über drei Brücken 46, 48, 50 der Dichtung 38 miteinander verbunden. Daher kann der erste Teil 42 unabhängig vom zweiten Teil 44 der Dichtung 38 gestaltet sein.
3 zeigt einen zweiten Luftfilter 52. Er weist ein Filtergehäuse 54 mit einem oberen Teil 56 und einem unteren Teil 58 auf. Der untere Teil 58 stellt einen Einlass 60 und einen Auslass 62 bereit. Im Filtergehäuse 54 ist die Filterelementeinheit 40 (siehe auch 2) installiert. Das Filtergehäuse 54 weist einen ersten Kanal 64 und einen zweiten Kanal 66 auf. Im Gegensatz zu dem ersten Luftfilter 10 (siehe 1) führt in dem zweiten Luftfilter 52 der zweite Kanal 66 anstelle des ersten Kanals 34 (siehe 1) zu dem Auslass 62. Der zweite Kanal 66 kann daher als ein Raum zum Homogenisieren des Luftstromes am Auslass 62 verwendet werden. Die Geschwindigkeit und andere Eigenschaften eines solchen homogenisierten Luftstromes können genauer gemessen werden.
4 zeigt die Dichtung 38 (siehe auch 2). Die Dichtung 38 ist vorzugsweise aus Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-(EPDM)-Gummi gefertigt, um eine hohe Elastizität sowie guten chemischen Widerstand zu erreichen. Die Dichtung 38 kann auch aus Polyurethan (PU) gefertigt sein, um eine langfristige reproduzierbare Elastizität zu erreichen.
5 zeigt einen ersten Querschnitt der Dichtung 38 an der Position A-A (siehe 4). 5 zeigt daher einen Querschnitt des ersten Teils 42 (siehe 2) der Dichtung 38. In diesem ersten Teil 42 weist die Dichtung 38 einen Hohlraum 68 auf, um einen umgebenden Vorsprung (nicht gezeigt) des Filterelements 28 (siehe 2) aufzunehmen. In dem ersten Teil 42 weist die Dichtung 38 außerdem einen ersten Dichtungsvorsprung 70 und einen zweiten Dichtungsvorsprung 72 zum Abdichten des ersten Kanals 64 (siehe 3) in seiner axialen Richtung auf, d. h. in der Richtung des Luftstromes durch den ersten Kanal 64.
6 zeigt einen zweiten Querschnitt der Dichtung 38 an der Position B-B (siehe 4). 6 zeigt daher einen Querschnitt des zweiten Teils 44 (siehe 2) der Dichtung 38 In diesem zweiten Teil 44 weist die Dichtung 38 einen ersten Dichtungsvorsprung 74, einen zweiten Dichtungsvorsprung 76, einen dritten Dichtungsvorsprung 78 und einen vierten Dichtungsvorsprung 80 zum Abdichten des zweiten Kanals 66 (siehe 3) in seiner axialen Richtung auf, d. h. in der Richtung des Luftstromes durch den zweiten Kanal 66. Wie aus 5 und 6 ersichtlich ist, weisen der erste Teil 42 (siehe 2) und der zweite Teil 44 (siehe 2) der Dichtung 38 unterschiedliche Querschnitte auf. Die Querschnitte sind für die individuellen Abdichtungsanforderungen sowohl des ersten Kanals 34, 64 (siehe 1 und 3) als auch des zweiten Kanals 36, 66 (siehe 1 und 3) optimiert.
7 zeigt einen dritten Querschnitt der Dichtung 38 an der Position C-C (siehe 4). Im Gegensatz zu dem Querschnitt an der Position B-B (siehe 6) weist die Dichtung 38 an der Position C-C zwei Rippen 82, 84 für den reibungslosen Einbau der Dichtung 38 in das Filtergehäuse 12, 54 auf (siehe 1 und 3). Der zweite Teil 44 (siehe 2) könnte ebenfalls vollständig den Querschnitt nach 6 aufweisen oder vollständig den Querschnitt nach 7 aufweisen.
8 zeigt einen vierten Querschnitt der Dichtung 38 an der Position D-D (siehe 4), d. h. 8 zeigt einen Querschnitt der Brücke 48 (siehe 2). Die Brücke 48 – sowie die anderen Brücken 46 und 50 (siehe 2) – weist einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Die Brücken 46, 48 und 50 sind daher einfach aus der Form entfernbar.
Schlussendlich bezieht sich die Erfindung auf eine Filterelementeinheit. Die Filterelementeinheit kann in einem Luftfilter eines Fahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor verwendet werden. Der Luftfilter weist ein Filtergehäuse mit einem unteren Teil und einem oberen Teil auf. Die Filterelementeinheit kann zwischen dem unteren Teil und dem oberen Teil eingesetzt werden. Die Filterelementeinheit trennt eine Seite mit schmutziger Luft von einer Seite mit sauberer Luft des Luftfilters. Die Filterelementeinheit weist ein Filterelement und eine Dichtung auf. Ein erster Teil der Dichtung umgibt das Filterelement. Der erste Teil weist vorzugsweise eine im Wesentlichen rechteckige Form auf. Ein zweiter Teil der Dichtung ist über mindestens zwei, vorzugsweise drei Brücken mit dem ersten Teil verbunden. Der erste Teil und zweite Teil können daher vollkommen unterschiedlich gebildet sein, um unterschiedliche Abdichtungsanforderungen zu befriedigen. Jedoch kann die Dichtung, obwohl der erste Teil und der zweite Teil unabhängig voneinander gestaltet sein können, dennoch auf einmal im Filtergehäuse installiert werden, da die Dichtung aus nur einem einzelnen Stück besteht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004026105 A1 [0002]
WO 2011/076586 A1 [0003]
WO 2013/093685 A1 [0004]
FR 2922269 A1 [0005]
US 4861359 A [0005]
EP 1433947 A2 [0005]
DE 102010020261 A1 [0006]
US 2004/0011010 A1 [0007]
EP 0534079 A2 [0008]

Claims

Filterelementeinheit (40) für einen Luftfilter (10, 52) eines Fahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor, wobei die Filterelementeinheit (40) ein Filterelement (28) mit einem Filtermedium (32) und eine einteilige Dichtung (38) mit einem ersten Teil (42) und einem zweiten Teil (44) aufweist, wobei der erste Teil (42) das Filterelement (28) umgibt, um das Filterelement (28) gegenüber einem ersten Kanal (34, 64) eines Filtergehäuses (12, 54) des Luftfilters (10, 52) abzudichten, wobei der zweite Teil (44) dazu in der Lage ist, einen zweiten Kanal (36, 66) des Filtergehäuses (12, 54) abzudichten und wobei der erste Teil (42) und der zweite Teil (44) über mindestens zwei Brücken (46, 48, 50) der Dichtung (38) miteinander verbunden sind.
Filterelementeinheit nach Anspruch 1, wobei der erste Teil (42) und der zweite Teil (44) über drei Brücken (46, 48, 50) miteinander verbunden sind.
Filterelementeinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Teil (42) eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist.
Filterelementeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Teil (44) eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist.
Filterelementeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Teil (42) einen Hohlraum (68) aufweist, in den ein Vorsprung des Filterelements (28) zumindest teilweise eingeführt ist.
Filterelementeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Teil (42) und der zweite Teil (44) unterschiedliche Querschnitte aufweisen.
Filterelementeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brücken (46, 48, 50) einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
Filterelementeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Teil (42) und/oder der zweite Teil (44) mindestens eine Rippe (82, 84) für die Anordnung der Dichtung (38) in dem Filtergehäuse (12, 54) aufweisen.
Filterelementeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Teil (42) und/oder der zweite Teil (44) mindestens zwei Dichtungsvorsprünge (70, 72, 74, 76, 78, 80) zum Abdichten eines Kanals (34, 64, 36, 66) in seiner axialen Richtung aufweisen.
Luftfilter (10, 52) mit einem Filtergehäuse (12, 54) und einem Filterelement (28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Filterelement (28) eine Seite mit schmutziger Luft (26) von einer Seite mit sauberer Luft (30) in dem ersten Kanal (34, 64) trennt und der zweite Teil (44) der Dichtung (38) einen zweiten Kanal (36, 66) abdichtet, der zu einem Einlass (22) oder einem Auslass (62) des Luftfilters (10, 52) führt.