DE69004260T2

DE69004260T2 - Filtervorrichtung, insbesondere für die ansaugluft von brennkraftmaschinen.

Info

Publication number: DE69004260T2
Application number: DE90910967T
Authority: DE
Inventors: Sten Klippare; Per Svensson
Original assignee: Volvo AB
Current assignee: Volvo AB
Priority date: 1989-07-05
Filing date: 1990-07-04
Publication date: 1994-02-24
Anticipated expiration: 2010-07-05
Also published as: EP0480993A1; SE8902440D0; DE69004260D1; EP0480993B1; AU6078390A; WO1991000423A1; US5160519A; SE8902440L

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.
Die übliche Bauart eines Luftfilters für Verbrennungsmotoren hat ein zylindrisches Filtergehäuse mit einer Auslaßöffnung an einem Ende. Der Rohrstutzen zum Verbinden des Filters mit der Einlaßleitung ist am Endblech des Gehäuses befestigt und das Filterelement, das üblicherweise einen rohrförmigen Filterkörper hat, stößt mit einem Ende über eine dazwischengelegte Dichtung an der Endfläche an, die den Auslaß umgibt, wobei die Dichtung dann zusammengedrückt wird, wenn der Filterkörper durch das andere Endblech des Gehäuses gegen das Auslaß-Endblech gedrückt wird; dabei dient das andere Endblech dann, wenn es an Ort und Stelle ist, als Abdeckung.
Diese axial abdichtenden Filter haben einen wesentlichen Nachteil. Aufgrund der Tatsache, daß der Filter zwischen die Endbleche des Gehäuses eingepaßt werden muß, muß auf die axiale Abmessung sowohl des Filterelementes als auch des Filtergehäuses besonders geachtet werden. Irgendwelche Abweichungen können zu Leckagen oder zu einer Zerstörung des Filterelementes führen.
Eine bekannte Lösung für dieses Problem besteht darin, das Filterelement radial abzudichten. Das Filterelement ist dabei an seiner inneren Seitenfläche am Auslaßende mit einem radialen Dichtring versehen, der gegen das Rohrende abdichtet, das eine Verlängerung des Auslaßstutzens darstellt, der in das Filtergehäuse hineinragt. Das einzige Erfordernis zu einem axialen Einpassen besteht auf diese Weise darin, daß die Filterdichtung in den Rohrstutzen hineingelangen muß.
Das Erfordernis, daß das Rohrende sich in das Filtergehäuse hinein erstrecken muß, gegen den das Filterelement abgedichtet ist, schafft jedoch technische Produktionsschwierigkeiten. Beispielsweise kann eine nach innen gerichtete, zylindrische Fläche durch eine Blasverformung des Gehäuses nicht erzeugt werden. Eine Lösung für dieses Problem, wie sie beispielsweise in der US-A-4 720 292 beschrieben ist, besteht darin, den Auslaßstutzen vom Filtergehäuse getrennt herzustellen und ihn am Auslaß-Endblech so zu befestigen, daß der Endabschnitt des Auslaßstutzens in das Filtergehäuse hineinragt.
Durch die JP-A-5 543 263 ist eine Filtervorrichtung nach dem Gattungsbetriff des Anspruchs 1 bekannt, wobei eine äußere Endfläche des Rohrstutzens an eine Endfläche der Gasleitung anstößt. Der Rohrstutzen und die Gasleitung sind miteinander verbunden und mit Hilfe eines umlaufenden, ringförmigen elastischen Elementes abgedichtet, das sich über die gesamte Länge des Rohrstutzens erstreckt. Das elastische Element dient dazu, eine Leckage zwischen dem Filtergehäuse und der Gasleitung auszuschalten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Filtervorrichtung weiterzuentwickeln.
Diese Aufgabe wird mit Hilfe einer Filtervorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
Diese Merkmale machen eine Montage sehr einfach. Das elastische Element, das beispielsweise die Form einer Gummihülse haben kann, ist radial zusammengefaltet und wird in die Auslaßöffnung des Gehäuses eingeschoben und dann wird ihm die Möglichkeit gegeben, sich so auszudehnen, daß der Kantenabschnitt in eine Nut gleitet. Der Rohrstutzen wird dann in die Hülse eingeschoben, die auf diese Weise in ihrem ausgedehnten Zustand befestigt ist. Auf diese Weise dient ein einzelnes Element sowohl als elastisches Befestigungsmittel für den Rohrstutzen als auch als schwingungsabsorbierendes Mittel zwischen der Einlaßleitung und dem Filtergehäuse als auch als Abdichtungsvorrichtung zwischen dem Rohr und der Einlaßleitung und als Kompensationsmittel für Abweichungen bei den axialen Abmessungen. Der Rohrstutzen dient als Ausdehnungsmittel für das elastische Element ebenso wie als Träger für die Dichtung auf dem Filterelement.
Die Erfindung wird nun im einzelnen anhand von Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigen:
Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch die obere Hälfte einer Filtervorrichtung nach der Erfindung und
Fig. 2 und 3 sind längsgeschnittene Teilansichten von abgewandelten Ausführungen entsprechend dem mit II bezeichneten Bereich in Fig. 1.
In Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 im allgemeinen ein Filtergehäuse und mit der Bezugsziffer 2 ist allgemein ein Filterelement bezeichnet, das im Filitergehäuse 1 enthalten ist. Das Filtergehäuse 1 besteht aus einem zylindrischen Element 3, beispielsweise aus blasgeformtem Kunststoff, mit Endblechen 4 und 5, von denen das Endblech 4 eine auf das zylindrische Element 3 geschraubte Abdeckung bildet, die am Filterelement befestigt isL, wohingegen das Endblech 5 mit dem zylindrischen Element 3 einstückig ist und eine Auslaßöffnung 6 aufweist. Ein Einlaßrohr 7 öffnet sich in das zylindrische Element 3 hinein. Das Filterelement 2 umfaßt ein Paar von perforierten, koaxialen Zylindern 8 und 9 mit einem dazwischenliegenden Filtermaterial 10 an sich bekannter Art, beispielsweise aus gefaltetem Papier oder aus Stahlwolle.
Ein aus Kunststoff oder Metall bestehender Rohrstutzen 11 ist mit Hilfe einer Hülse 12 aus Gummi oder einem ähnlichen Material in der Auslaßöffnung 6 des Gehäuses befestigt. Der Rohrstutzen 11 hat einen Abschnitt 11a, der einen größeren Durchmesser hat als der Abschnitt 11b sowie einen radialen Abschnitt 11c, der den Übergang zwischen den Abschnitten 11a und 11b bildet. Die Hülse 12 hat einen dickeren Abschnitt 12a und einen dünneren Abschnitt 12b. Die radiale Wand 11c dient als Anschlagfläche für das dickere Ende der Hülse 12. Das gegenüberliegende Ende der Hülse 12 erstreckt sich zum äußeren Ende des Rohrstutzens 11 nach außen. Der dickere Abschnitt 12a der Hülse 12 hat eine Umfangsnut 13, in die hinein sich die Kanne 14 der Gehäusewand 5 erstreckt. Das Ende 15 der Einlaßleitung des Motors ist über den Abschnitt 12b der Hülse geschoben und mit Hilfe einer Schlauchklemme 18 befestigt.
Das in Fig. 1 rechts gelegene Ende des Filterelementes 2 ist durch ein thermoplastisches Elastomer, zum Beispiel PUR, abgedeckt, das eine Abdeckung 16 bildet, die einen winkligen Teil 17 hat, der sich in den inneren Zylinder oder die Auskleidung 9 des Filterelementes hinein erstreckt und der gegen den Abschnitt 11a des Rohrstutzens eine radiale Dichtung bildet. Alternativ kann das Bauteil 16 auch aus einer Metallabdeckung bestehen, auf die eine Dichtung 17 aufgeklebt ist.
Beim Montieren der Filtervorrichtung 1 wird die Rülse 12 zunächst gefaltet und dann in die Öffnung 6 so eingeschoben, daß die Nut 13 mit der Kante 14 ausgerichtet ist; danach wird es der Hülse ermöglicht, sich zu ihrer Ursprungsform so auszudehnen, daß die Kante 14 in die Nut 13 hineinschlüpft. Danach wird der Rohrstutzen 11 von links in den Figuren soweit eingeschoben, bis die radiale Fläche 11c mit dem linken Ende der Hülse in Berührung kommt. Das nachfolgende Befestigen des Endes 15 der Einlaßleitung an der Hülse 12 führt dazu, daß das Gehäuse 1, der Rohrstutzen 11, die Hülse 12 und das Leitungsende 15 in bezug aufeinander festgelegt sind. Die Elastitzität des dickeren Teiles 12a der Hülse 12 gewährleistet jedoch eine gewisse Relativbewegung zwischen dem Rohrstutzen 11 und dem Endblech 5 des Gehäuses, um Maßabweichungen zu kompensieren, um Belastungen zu verteilen und um Schwingungen zu absorbieren. Nach dem Einbau des Filterelementes 2 trägt der Dichtungsring 17 dazu bei, die Befestigung des Rohrstutzens im Gehäuse aufrecht zu erhalten.
Fig. 2 zeigt eine Filtervorrichtung nach der Erfindung in einer weiterentwickelten Form. Der Rohrstutzen 11 ist hier dauernd an einem Sekundär- oder Sicherheitsfilter 20 befestigt. Im übrigen stimmt diese Ausführungsform mit der oben beschriebenen überein und in Fig. 2 sind für die entsprechenden Bauteile dieselben Bezugsziffern verwendet worden wie in Fig. 1. Der Sekundärfilter umfaßt ein perforiertes Rohr 21, dessen rechtes, in Fig. 2 dargestelltes Ende permanent am Rohrstutzen 11 befestigt ist, zum Beispiel mit Hilfe eines Klebstoffes.
Beim Ersetzen des Hauptfilters 2 verhindert der Sekundärfilter 20, daß Schmutz in den Motor eingesaugt wird, wenn dieser bei einer Wartungsarbeit ohne Hauptfilter angelassen wird. Dasselbe tritt dann ein, wenn der Hauptfilter beschädigt sein sollte. Zum Entfernen des Sekundärfilters muß die Schlauchklemme 18 um die Einlaßleitung 15 herum entfernt werden, da der Auslaßstutzen 11 mit dem Sekundärfilter entfernt wird.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, die sich von derjenigen gemäß Fig. 1 nur durch eine etwas andere Form des dickeren Teiles 12a der Hülse 12 unterscheidet sowie durch die Form der Kante 14 des Gehäuses. Die Nut 13 ist breiter und die Kante 14 hat einen axialen Flansch 14a. Durch die Einstellung der Elastizität und der Dicke des Hülsenteiles 12a, der Breite der Nut 13 und der Form der Kante 14 ist es möglich, sowohl den winkelmäßigen Ausrichtungsfehler zwischen dem Rohrstutzen, der Einlaßleitung und dem Filtergehäuse auszugleichen als auch die Belastungs-Verteilung.

Claims

1. Filtervorrichtung zum Filtern eines gasförmigen Mediums mit einem Filtergehäuse, das eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung für das Medium hat, einem im Gehäuse eingeschlossenen Filterelemente, das zwischen den Öffnungen liegt und einem Rohrstutzen, der mit der Auslaßöffnung des Gehäuses zur Verbindung mit einer Gasleitung verbunden ist, wobei sich der Rohrstutzen durch die Auslaßöffnung hindurcherstreckt und einen Abschnitt hat, der in das Innere des Gehäuses hineinragt, sowie mit einem elastischen, ringförmigen Element (12), das zwischen der Kante (14) der Auslaßöffnung und der Außenfläche des Rohrstutzens liegt und sich axial über den Rohrstutzen hinaus erstreckt, um eine Dichtung zwischen dem Rohrstutzen und einer Gasleitung zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzenabschnitt, der sich in das Innere des Gehäuses hineinerstreckt, eine Oberfläche hat, die eine Dichtfläche gegen eine Dichtung auf dem Filterelement bildet und daß sich die Gasleitung axial über das elastische Element und den Rohrstutzen erstreckt, wobei das elastische Element eine radiale Dichtung bildet, die zwischen der Gasleitung und dem Rohrstutzen eingeklemint ist.

2. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische, ringförmige Element (12) außen mit einer Umfangsnut (13) versehen ist, in die sich ein Kantenabschnitt (14) hinein erstreckt, der eine Auslaßöffnung (6) umgibt.

3. Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (11) Abschnitte (11a, 11b) hat, die unterschiedliche Durchmesser aufweisen und daß das elastische, ringförmige Element mit einer radialen Wand (11c) in Berührung ist, die den Übergang zwischen den Abschnitten unterschiedlichen Durchmessers bildet.

4. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische, ringförmige Element (12) einen Endabschnitt (12a) hat, dessen Dicke größer als die des verbleibenden Abschnittes (12b) ist und daß die Umfangsnut (13) in dem genannten Endabschnitt (12a) angeordnet ist.

5. Filtervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (11a) des Rohrstutzens (11) mit dem größeren Durchmesser sich in das Filtergehäuse (1) hinein erstreckt und daß derjenige Endabschnitt (12a) des elastischen, ringförmigen Elementes, das die größere Dicke aufweist, mit der radialen Wand (11c) in Berührung ist.

6. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (11a) des Rohrstutzens, der sich in das Filtergehäuse hinein erstreckt, eine Außenfläche hat, die eine Dichtungsfläche gegen die innere Fläche eines Dichtungsringes (17) auf einem zylindrischen Filter-Hauptelement (2) bildet sowie eine Innenfläche, die eine Dichtungsfläche gegen die äußere Fläche eines Dichtungsringes auf einem Sekundär- oder Sicherheitsfilter (20) bildet, der konzentrisch im Hauptfilterelement angeordnet ist.

7. Filtervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (11) am Sekundär- oder Sicherheitsfilter (20) dauernd befestigt ist, so daß bei dessen Entfernung aus dem Gehäuse gleichzeitig auch der Rohrstutzen entfernt wird.

8. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische, ringförmige Element (12) einstückig mit der mit ihm verbundenen Gasleitung (15) hergestellt ist.