DE102020109080A1 - Filter housings, in particular air filter housings - Google Patents
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Abstract
Ein Filtergehäuse weist eine Druckmessöffnung zum Anschluss einer Druckmesseinheit auf, wobei an der Gehäuseaußenseite ein Anschlussflansch angeordnet ist, der mit einem ersten und einem zweiten Sensorkanal versehen ist, wobei der erste Sensorkanal mit der Druckmessöffnung verbunden ist.A filter housing has a pressure measuring opening for connecting a pressure measuring unit, a connection flange being arranged on the outside of the housing, which flange is provided with a first and a second sensor channel, the first sensor channel being connected to the pressure measuring opening.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung bezieht sich auf ein Filtergehäuse, insbesondere Luftfiltergehäuse, mit einer Druckmessöffnung im Filtergehäuse zum Anschluss einer Druckmesseinheit.The invention relates to a filter housing, in particular an air filter housing, with a pressure measuring opening in the filter housing for connecting a pressure measuring unit.
Stand der TechnikState of the art
In
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen ein Filtergehäuse so auszubilden, dass mit geringen Anpassungen wahlweise eine oder mehrere Druckmesseinheiten an das Filtergehäuse anschließbar sind.The invention is based on the object of using simple structural measures to design a filter housing in such a way that, with minor adjustments, one or more pressure measuring units can optionally be connected to the filter housing.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This object is achieved according to the invention with the features of
Das Filtergehäuse ist Teil einer Filtereinrichtung, insbesondere eines Luftfilters, beispielsweise zur Filtration der einer Brennkraftmaschine zuzuführenden Verbrennungsluft. Der Luftfilter kann in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, insbesondere in Personenkraftwagen oder Nutzfahrzeugen oder gegebenenfalls in motorisierten Zweirädern. Es kommt aber auch beispielsweise eine Filtration der einem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden Luft in Betracht.The filter housing is part of a filter device, in particular an air filter, for example for filtering the combustion air to be supplied to an internal combustion engine. The air filter can be used in motor vehicles, in particular in passenger cars or commercial vehicles or, if appropriate, in motorized two-wheelers. However, for example, filtration of the air to be supplied to a vehicle interior can also be considered.
Die Filtereinrichtung umfasst neben dem Filtergehäuse auch ein Filterelement, das in dem Filtergehäuse aufgenommen ist. In das Filtergehäuse ist eine Druckmessöffnung eingebracht, welche sich vorzugsweise auf der Reinseite des Filterelements befindet und beispielsweise im Bereich eines Auslasses des Filtergehäuses angeordnet ist. An die Druckmessöffnung kann eine Druckmesseinheit auf der Außenseite des Filtergehäuses angeschlossen werden, bei der es sich entweder um einen Druckmesssensor, einen Druckschalter oder um einen Wartungsindikator handelt. Mithilfe des Druckmesssensors kann die absolute Druckdifferenz zwischen der Reinseite vom Filtergehäuse und der Umgebung ermittelt werden. Über den Wartungsindikator oder Druckschalter, welcher vorteilhafterweise bei einem vorbestimmten Differenzdruck zwischen Reinseite und Umgebungsdruck anschlägt, kann angezeigt werden, wenn eine Wartung der Filtereinrichtung erforderlich wird.In addition to the filter housing, the filter device also comprises a filter element which is received in the filter housing. A pressure measurement opening is made in the filter housing, which is preferably located on the clean side of the filter element and is arranged, for example, in the area of an outlet of the filter housing. A pressure measuring unit, which is either a pressure measuring sensor, a pressure switch or a maintenance indicator, can be connected to the pressure measuring opening on the outside of the filter housing. With the help of the pressure measuring sensor, the absolute pressure difference between the clean side of the filter housing and the environment can be determined. The maintenance indicator or pressure switch, which advantageously strikes at a predetermined differential pressure between the clean side and the ambient pressure, can be used to indicate when maintenance of the filter device is required.
Das erfindungsgemäße Filtergehäuse ist mit einem Anschlussflansch versehen, der sich an der Gehäuseaußenseite befindet und über den entweder eine oder zwei Druckmesseinheiten angeschlossen werden können. Der Anschlussflansch bildet ein weiteres Gehäusebauteil und ist Bestandteil des Filtergehäuses.The filter housing according to the invention is provided with a connection flange which is located on the outside of the housing and via which either one or two pressure measuring units can be connected. The connection flange forms a further housing component and is part of the filter housing.
In dem Anschlussflansch sind ein erster Sensorkanal und ein zweiter Sensorkanal geführt. Der erste Sensorkanal ist mit der Druckmessöffnung im Filtergehäuse verbunden, der zweite Sensorkanal ist mit dem ersten Sensorkanal verbunden. Die beiden Sensorkanäle, welche vorzugsweise geradlinig ausgebildet sind, verlaufen innerhalb des Anschlussflansches in unterschiedliche Richtungen, wobei die Endabschnitte der Sensorkanäle an unterschiedlichen Seiten des Anschlussflansches liegen.A first sensor channel and a second sensor channel are guided in the connection flange. The first sensor channel is connected to the pressure measurement opening in the filter housing, the second sensor channel is connected to the first sensor channel. The two sensor channels, which are preferably straight, run in different directions within the connection flange, the end sections of the sensor channels being on different sides of the connection flange.
Diese Ausführung hat den Vorteil, dass bedarfsweise entweder nur eine Druckmesseinheit oder zwei Druckmesseinheiten an den Anschlussflansch angeschlossen werden. Sofern nur eine Druckmesseinheit an den Anschlussflansch angeschlossen werden soll, wird diese Druckmesseinheit über den Endabschnitt mit dem ersten oder dem zweiten Sensorkanal verbunden. Der Endabschnitt des anderen Sensorkanals ist dagegen verschlossen. Sollen dagegen beide Sensorkanäle mit jeweils einer Druckmesseinheit verbunden werden, so erfolgt der Anschluss der Druckmesseinheiten über die jeweiligen offenen Endabschnitte jedes Sensorkanals.This embodiment has the advantage that, if necessary, either only one pressure measuring unit or two pressure measuring units can be connected to the connection flange. If only one pressure measuring unit is to be connected to the connection flange, this pressure measuring unit is connected to the first or the second sensor channel via the end section. In contrast, the end section of the other sensor channel is closed. If, on the other hand, both sensor channels are to be connected to one pressure measuring unit each, the pressure measuring units are connected via the respective open end sections of each sensor channel.
Es ist somit möglich, den Anschlussflansch als vereinheitlichtes Bauteil für verschiedene Anwendungsfälle auszuführen. Nach Wahl des Anwenders können an den Anschlussflansch eine oder mehrere Druckmesseinheiten angeschlossen werden. Die Schnittstellengeometrie, insbesondere zwischen dem Anschlussflansch und dem Filtergehäuse, ändert sich hierbei nicht.It is thus possible to design the connection flange as a standardized component for different applications. At the discretion of the user, one or more pressure measuring units can be connected to the connection flange. The interface geometry, in particular between the connection flange and the filter housing, does not change here.
Es kann gegebenenfalls zweckmäßig sein, mehr als zwei Sensorkanäle in dem Anschlussflansch anzuordnen, wobei sämtliche Sensorkanäle direkt oder indirekt mit der Druckmessöffnung strömungs- bzw. druckverbunden sind. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass der zweite Sensorkanal vom ersten Sensorkanal verzweigt und der dritte Sensorkanal vom ersten oder vom zweiten Sensorkanal verzweigt. Vorteilhafterweise verlaufen sämtliche Sensorkanäle innerhalb des Anschlussflansches in unterschiedliche Richtungen und liegen die Endabschnitte der Sensorkanäle an unterschiedlichen Seiten des Anschlussflansches.It may possibly be expedient to arrange more than two sensor channels in the connection flange, all of the sensor channels being directly or indirectly connected to the pressure measurement opening in terms of flow or pressure. This takes place, for example, in that the second sensor channel branches off from the first sensor channel and the third sensor channel branches off from the first or from the second sensor channel. Advantageously, all of the sensor channels run in different directions within the connection flange and the end sections of the sensor channels are located on different sides of the connection flange.
Der Anschlussflansch ist, gemäß bevorzugter Ausführung, separat von dem Filtergehäuse ausgebildet und mit dem Filtergehäuse verbunden, insbesondere im Filtergehäuse verschraubt. Der Anschlussflansch kann aus dem gleichen Material wie das Filtergehäuse gefertigt sein, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial.According to a preferred embodiment, the connection flange is formed separately from the filter housing and connected to the filter housing, in particular screwed into the filter housing. The connection flange can be made from the same material as the filter housing, in particular from a plastic material.
In einer alternativen Ausführung ist der Anschlussflansch einteilig mit dem Filtergehäuse ausgebildet. Das Filtergehäuse ist vorteilhafterweise als Spritzgussbauteil ausgeführt und wird im Kunststoff-Spritzgießverfahren hergestellt. Bei einteiliger Ausführung des Anschlussflansches mit dem Filtergehäuse wird auch der Anschlussflansch im gleichen Herstellungsschritt wie das Filtergehäuse hergestellt.In an alternative embodiment, the connection flange is designed in one piece with the filter housing. The filter housing is advantageously designed as an injection molded component and is manufactured using the plastic injection molding process. If the connection flange is made in one piece with the filter housing, the connection flange is also manufactured in the same manufacturing step as the filter housing.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung verläuft der erste Sensorkanal im Anschlussflansch koaxial zu der Druckmessöffnung, die in die Wand des Filtergehäuses eingebracht ist. Dementsprechend liegen die Druckmessöffnungsachse und die Kanalachse des ersten Sensorkanals koaxial. Der erste Sensorkanal und vorteilhafterweise auch der zweite Sensorkanal sind jeweils in sich geradlinig ausgebildet. Die Druckmessöffnung in der Wand des Filtergehäuses erstreckt sich vorteilhafterweise rechtwinklig zu dem Strömungsverlauf im Filtergehäuse.According to a further advantageous embodiment, the first sensor channel in the connection flange runs coaxially to the pressure measurement opening which is made in the wall of the filter housing. Accordingly, the pressure measurement opening axis and the channel axis of the first sensor channel are coaxial. The first sensor channel and advantageously also the second sensor channel are each designed to be linear. The pressure measurement opening in the wall of the filter housing advantageously extends at right angles to the flow path in the filter housing.
Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung liegen ein Endabschnitt des ersten Sensorkanals an der Vorderseite des Anschlussflansches, die der Außenfläche des Filtergehäuses abgewandt ist, und ein Endabschnitt des zweiten Sensorkanals an einer Seitenfläche des Anschlussflansches. Der erste Sensorkanal verläuft in dieser Ausführung vorteilhafterweise koaxial zu der Druckmessöffnung in der Wand des Filtergehäuses und erstreckt bis zur Vorderseite des Anschlussflansches, wohingegen der zweite Sensorkanal unter einem Winkel zum ersten Sensorkanal verläuft, insbesondere rechtwinklig zum ersten Sensorkanal, und zu einer obenliegenden, untenliegenden oder seitlich liegenden Seitenfläche des Anschlussflansches führt. In dieser Ausführung erfährt das Fluid, welches aus dem Inneren des Filtergehäuses über die Druckmessöffnung und den ersten Sensorkanal geführt ist, keine Umlenkung bis zum Erreichen der Druckmesseinheit. Der zweite Sensorkanal verläuft hierzu unter einem Winkel, so dass das Fluid entsprechend umgelenkt wird.According to yet another advantageous embodiment, an end section of the first sensor channel is located on the front side of the connection flange, which faces away from the outer surface of the filter housing, and an end section of the second sensor channel is located on a side surface of the connection flange. In this embodiment, the first sensor channel advantageously runs coaxially to the pressure measurement opening in the wall of the filter housing and extends to the front of the connection flange, whereas the second sensor channel runs at an angle to the first sensor channel, in particular at right angles to the first sensor channel, and to an overhead, lower or lower sensor channel Lateral side surface of the connection flange leads. In this embodiment, the fluid which is led from the interior of the filter housing via the pressure measurement opening and the first sensor channel is not deflected until it reaches the pressure measurement unit. For this purpose, the second sensor channel runs at an angle so that the fluid is deflected accordingly.
Über die Sensorkanäle breitet sich Druck aus, und in der Druckmesseinheit wird ein statischer Druck gemessen. Eine Durchströmung der Sensorkanäle, verbunden mit einem Fluidtransport durch die Sensorkanäle hindurch, findet dagegen in bevorzugter Ausführung nicht statt.Pressure spreads through the sensor channels and a static pressure is measured in the pressure measuring unit. In contrast, in a preferred embodiment, there is no flow through the sensor channels, combined with a fluid transport through the sensor channels.
Da die Sensorkanäle innerhalb des Anschlussflansches in unterschiedliche Richtungen verlaufen, befinden sich entsprechend die Endabschnitte der Sensorkanäle an unterschiedlichen Positionen des Anschlussflansches. Dies hat den Vorteil, dass mehrere Druckmesseinheiten ohne gegenseitige Behinderung an dem Anschlussflansch montiert werden können.Since the sensor channels run in different directions within the connection flange, the end sections of the sensor channels are correspondingly at different positions on the connection flange. This has the advantage that several pressure measuring units can be mounted on the connection flange without mutual hindrance.
Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der Anschlussflansch quaderförmig oder zumindest annähernd quaderförmig ausgebildet. Der Anschlussflansch erhebt sich über die Außenwand des Filtergehäuses und wird, bei separater Ausführung vom Filtergehäuse, mit diesem verbunden, insbesondere verschraubt. Es kann zweckmäßig sein, an dem Anschlussflansch einen oder mehrere Schraubendome anzuordnen, welche für die Befestigung einer Druckmesseinheit und/oder zum Anschrauben des Anschlussflansches an das Filtergehäuse verwendet werden. Bei quaderförmiger Ausführung des Anschlussflansches befindet sich beispielsweise in jedem Eckbereich des Anschlussflansches jeweils ein Schraubendom, so dass insgesamt vier Schraubendome am Anschlussflansch vorhanden sind. Ein Teil der Schraubendome kann für die Verschraubung des Anschlussflansches mit dem Filtergehäuse verwendet werden, ein weiterer Teil zur Befestigung einer oder mehrerer Druckmesseinheiten am Anschlussflansch.According to yet another advantageous embodiment, the connecting flange is cuboid or at least approximately cuboid. The connection flange rises above the outer wall of the filter housing and, if it is designed separately from the filter housing, is connected to it, in particular screwed. It can be useful to arrange one or more screw domes on the connection flange, which are used for fastening a pressure measuring unit and / or for screwing the connection flange onto the filter housing. In the case of a cuboid design of the connection flange, there is, for example, a screw dome in each corner area of the connection flange, so that a total of four screw domes are present on the connection flange. Some of the screw domes can be used to screw the connection flange to the filter housing, while another part can be used to fasten one or more pressure measuring units to the connection flange.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der Anschlussflansch zweiteilig mit einem Flanschgrundkörper und einem Flanschadapter ausgebildet, wobei über den Austausch des Flanschadapters verschiedene Ausführungsvarianten bei gleichbleibendem Flanschgrundkörper realisiert werden können. Der Flanschadapter ist Träger einer oder mehrerer Druckmesseinheiten. Dies ermöglicht es, bei gleichem Flanschgrundkörper entweder einen Flanschadapter für zwei Druckmesseinheiten oder einen Flanschadapter für nur eine Druckmesseinheit anzuschließen. Der Flanschgrundkörper und der Flanschadapter sind vorteilhafterweise miteinander verschraubt. Der Flanschgrundkörper kann einteilig mit dem Filtergehäuse ausgebildet oder ebenfalls an das Filtergehäuse angeschraubt sein.In a further advantageous embodiment, the connection flange is designed in two parts with a flange base body and a flange adapter, with different embodiment variants can be implemented with the flange base body remaining the same by exchanging the flange adapter. The flange adapter supports one or more pressure measuring units. This makes it possible to connect either a flange adapter for two pressure measuring units or a flange adapter for only one pressure measuring unit with the same flange base body. The flange base body and the flange adapter are advantageously screwed together. The flange base body can be formed in one piece with the filter housing or can also be screwed onto the filter housing.
Es kann zweckmäßig sein, über ineinandergreifende Formschlusselemente am Flanschgrundkörper und am Flanschadapter eine eindeutige Montageposition des Flanschadapters festzulegen (Poka-Yoke-Lösung).It can be useful to define a clear mounting position of the flange adapter by means of interlocking form-fit elements on the flange base body and on the flange adapter (poka-yoke solution).
Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf eine Filtereinrichtung wie beispielsweise einen Luftfilter mit einem vorbeschriebenen Filtergehäuse und einem im Filtergehäuse aufgenommenen Filterelement. An den Anschlussflansch am Filtergehäuse ist mindestens eine Druckmesseinheit angeschlossen. Der Anschlussflansch wird bevorzugt in einem Kunststoff-Spritzgießverfahren hergestellt. Der Endabschnitt zumindest eines Sensorkanals wird in dem Gießwerkzeug des Anschlussflansches bedarfsweise entweder mit Filtergehäusematerial verschlossen oder durch Einsetzen eines Schiebers in das Werkzeug offen gelassen. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass der Anschlussflansch mit einem einheitlichen Werkzeug hergestellt werden kann, wobei Modifikationen zum Öffnen oder Schließen eines Sensorkanals im Anschlussflansch über das Einsetzen eines Schiebers in das Werkzeug realisiert werden. Dagegen sind keine Änderungen im Werkzeug erforderlich. Je nachdem, ob beispielsweise nur eine Druckmesseinheit oder ob zwei Druckmesseinheiten mit dem Anschlussflansch verbunden werden sollen, kann durch die entsprechende Wahl von Schiebern oder Einlegteilen in das Werkzeug der Endabschnitt entweder nur eines Sensorkanals oder von zwei Sensorkanälen geöffnet werden, so dass sich die betreffenden Sensorkanäle durch den Anschlussflansch hindurchgehend bis zur Außenseite des Anschlussflansches erstrecken und eine Druckmesseinheit angeschlossen werden kann.The invention also relates to a filter device such as an air filter with a previously described filter housing and a filter element accommodated in the filter housing. At least one pressure measuring unit is attached to the connection flange on the filter housing connected. The connection flange is preferably produced in a plastic injection molding process. The end section of at least one sensor channel is, if necessary, either closed with filter housing material in the casting tool of the connection flange or left open by inserting a slide into the tool. This embodiment has the advantage that the connection flange can be produced with a uniform tool, modifications for opening or closing a sensor channel in the connection flange being implemented by inserting a slide into the tool. In contrast, no changes in the tool are required. Depending on whether, for example, only one pressure measuring unit or two pressure measuring units are to be connected to the connection flange, the end section of either only one sensor channel or two sensor channels can be opened by selecting slides or inserts in the tool, so that the relevant sensor channels are opened extend through the connection flange to the outside of the connection flange and a pressure measuring unit can be connected.
Sofern das Filtergehäuse gemeinsam mit einem Anschlussflansch als einteiliges Kunststoffbauteil im Spritzgießverfahren hergestellt wird, kann entsprechend verfahren werden und bedarfsweise der Endabschnitt der Sensorkanäle durch das Einsetzen von Schiebern entweder offen bleiben oder geschlossen werden.If the filter housing is manufactured together with a connection flange as a one-piece plastic component in the injection molding process, the corresponding procedure can be followed and, if necessary, the end section of the sensor channels either remain open or closed by inserting slides.
In einer weiteren Ausführung, die sich ebenfalls auf ein Verfahren zur Herstellung eines Anschlussflansches für ein vorbeschriebenes Filtergehäuse im Kunststoff-Spritzgießverfahren bezieht, werden ein Endabschnitt oder mehrere Endabschnitte der Sensorkanäle in dem Anschlussflansch in dem Werkzeug mit Anschlussflanschmaterial verschlossen. Bedarfsweise kann nach Beendigung des Kunststoff-Spritzgießverfahrens der Endabschnitt eines verschlossenen Sensorkanals oder beider verschlossener Sensorkanäle durch Bohren oder Stanzen wieder geöffnet werden. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass das Spritzgießverfahren für alle Varianten des Anschlussflansches in gleicher Weise durchgeführt wird und erst im Anschluss an das Spritzgießverfahren der Anschlussflansch durch Aufbohren oder Stanzen eines Endabschnitts eines Sensorkanals modifiziert wird.In a further embodiment, which also relates to a method for producing a connection flange for a filter housing described above in the plastic injection molding process, one or more end sections of the sensor channels in the connection flange in the tool are closed with connection flange material. If necessary, after the plastic injection molding process has ended, the end section of a closed sensor channel or both closed sensor channels can be opened again by drilling or punching. This embodiment has the advantage that the injection molding process is carried out in the same way for all variants of the connection flange and the connection flange is only modified after the injection molding process by drilling or punching an end section of a sensor channel.
FigurenlisteFigure list
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
-
1 eine Seitenansicht eines Luftfilters, mit einem Anschlussflansch am Auslass, über den eine oder mehrere Druckmesseinheiten anschließbar sind, -
2 eine perspektivische Teilansicht des Anschlussflansches mit angeschlossenem Drucksensor und angeschlossenem Wartungsindikator, -
3 einen Schnitt durch den Anschlussflansch mit Drucksensor und Wartungsindikator gemäß2 , -
4 eine perspektivische Detailansicht des Anschlussflansches mit nur einem angeschlossenen Wartungsindikator, jedoch ohne Drucksensor, -
5 einen Schnitt durchden Anschlussflansch gemäß 4 , -
6 eine Ausführungsvariante des Anschlussflansches mit einem Flanschgrundkörper und einem Flanschadapter in Explosionsdarstellung, -
7 der Anschlussflansch aus 6 in montierter Darstellung.
-
1 a side view of an air filter, with a connection flange at the outlet, via which one or more pressure measuring units can be connected, -
2 a perspective partial view of the connection flange with connected pressure sensor and connected maintenance indicator, -
3 a section through the connection flange with pressure sensor and maintenance indicator according to2 , -
4th a perspective detailed view of the connection flange with only one connected maintenance indicator, but without a pressure sensor, -
5 a section through the connection flange according to4th , -
6th a variant of the connection flange with a flange base body and a flange adapter in an exploded view, -
7th the connection flange6th in assembled representation.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference symbols.
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention
In
Das Filtergehäuse
Die Befestigung des Filtergehäuses
In den
Wie der Schnittdarstellung gemäß
Der zweite Sensorkanal
In den
Der Kanalverlauf zu dem Wartungsindikator
Des Weiteren ist
Am Flanschgrundkörper
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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DE102009033261A1 (en) | 2008-08-12 | 2010-02-18 | Mann + Hummel Gmbh | filter system |
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2020
- 2020-04-01 DE DE102020109080.3A patent/DE102020109080A1/en not_active Ceased
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