DE60132559T2

DE60132559T2 - Luftfilterelement mit einem integrierten Radialdichtring

Info

Publication number: DE60132559T2
Application number: DE60132559T
Authority: DE
Inventors: Brian T. Kearney Ehrenberg
Original assignee: Baldwin Filters Inc
Current assignee: Baldwin Filters Inc
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2021-09-15
Also published as: EP3097968A2; EP1889648B1; CA2357071A1; KR100490696B1; HK1112435A1; EP1258278A3; CA2357071C; EP1889648A3; EP1258278A2; EP1258278B1; DE60132559D1; EP1258278B2; EP3097968B1; ZA200107584B; AU753090B1; EP1889648A2; EP3097968A3; KR20020088047A; US6447567B1; ES2301517T3

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf Luftfilter, insbesondere bezieht sie sich auf einen verbesserten Luftfilter, der eine an Ort und Stelle geformte, radiale Dichtung bereitstellt.
Hintergrund der Erfindung
Gefaltete Papierfilterelemente kommen in Überlandlastwagen, in landwirtschaftlichen, selbst angetriebenen und geländegängigen Geräten zum Einsatz, um zu verhindern, dass Schmutz und Staub mit der eintretenden Luftzufuhr in den Motor eindringen. Ein gängiger Typ eines Luftfilterelementes besteht in jenem, welcher eine radiale Dichtung bereitstellt, wobei eine üblicherweise an der Innenseite des offenen Filterendteiles angebrachte Dichtung in einer abdichtenden Weise mit einem Rohr oder einer Leitung, die dem Motor Luft zuführt, in Verbindung steht. In den meisten Fällen wird die Luft in das Gehäuse hinein gesaugt und zwar durch das Luftsäuberungselement in einer von Außen nach Innen führenden Richtung. In dem Luftstrom mitgeführte Schmutzstoffe werden dadurch daraus entfernt, dass derselbe durch das gefaltete Papiermedium hindurch strömt, dessen Endteile auf der einen Seite in einer geschlossenen, geformten Endkappe und auf der anderen Seite in einer offenen, geformten Endkappe eingekapselt sind. Die Dichtung an der Seite mit der offenen Endkappe wird dadurch zu Stande gebracht, dass eine dem Innern zugekehrte, radiale Dichtung, die aus einem gummiartigen Material hergestellt ist, um die nach Außen gerichtete Fläche eines zylinderartig geformten Auslasselementes des Gehäuses zusammengedrückt oder gestreckt wird.
Das U.S. Patent No 4.720.292 enthüllt ein Luftfilterelement bei welchem beide Endkappen auf einer Formgebung beruhen. Der radiale Dichtungsfilter an der offenen geformten Endkappe wird durch das weiche gummiartige Material geliefert, welches die Endkappe bildet. Der Dichtungsteil selbst wird durch die innere Auskleidung des Packungsmediums getragen. Es wird behauptet, dass ein Vorteil des Filterelementes in der Tatsache besteht, dass das radiale Dichtungselement auf der inneren Auskleidung getragen wird und dass die Kräfte auf der inneren Auskleidung (wie etwa diejenigen die entstehen, wenn das Filterelement eingeengt wird) die innere Auskleidung nach Innen umbiegen und den Druck auf die radiale Dichtung vergrößern. Ein gemäß diesen Lehren hergestelltes Filterelement besitzt verschiedene Nachteile, wobei nicht einmal der geringste derselben auf der Tatsache beruht, dass die Abdichtungskraft der radialen Verschlussdichtung direkt proportional zu den Kräften ist, die durch die innere Auskleidung auf die Dichtung ausgeübt werden. Aus diesem Grunde können die Bedingungen bei einem verstopften Filter, welche die innere Auskleidung verformen können, ungleichmäßige Kräfte auf die Dichtung ausüben. Der Filter ist ebenfalls schwach auf der geschlossenen Seite der Endkappe. Die Einbettmischung aus Urethan, welche zur Herstellung der Endkappe dient, kann dazu neigen, sich ausgeprägt zu verformen, falls sie relativ hohen Druckunterschieden ausgesetzt wird.
Das U.S. Patent No 5.484.466 zeigt einen weiteren Luftfilter mit einer radialen Dichtung. Die radiale Dichtung nach dem '466 er Patent besteht aus einem separat geformten Element aus Nitril, welches einen Abschnitt aufweist, der in die geformte Endkappe hinein eingekapselt ist. Das Dichtungselement selbst, obschon es von der geformten Endkappe getragen wird, bildet ein separates Element und verschafft eine unabhängige radiale Dichtung. Jedoch leidet die in dem '466 er Patent gezeigte Struktur an dem Problem, leicht kostspieliger zu sein als andere Filterelemente, dies wegen des separat geformten Dichtungsteils. Die Struktur führt ebenfalls zu einem Filter, der etwas mehr Gewicht aufweist und teurer ist.
Das U.S. Patent No 5.954.849 enthüllt ein Filterelement, das ein erstes und ein zweites Ende aufweist, und eine Verlängerung des Filtermediums, eine äußere Auskleidung, eine innere Auskleidung sowie einen Dichtungsring. Die erste Endkappe besteht hauptsächlich aus einem geschäumten Polyurethan, welches eine Dichte im geformten Zustand von annähernd 14–22 Pfund pro Kubikfuß aufweist. Der Dichtungsring erstreckt sich nur von der äußeren Oberfläche der ersten Endkappe her nach Außen. Der Dichtungsring besteht aus einem geformten Teil der ersten Endkappe und wird im Wesentlichen durch geschäumtes Polyurethan mit einer Formdichte von annähernd 14–22 Pfund pro Kubikfuß gebildet. Der Dichtungsring besitzt einen axial gerichteten oberen Rand, einen ersten sowie einen zweiten Seitenwandteil und eine Basis. Der erste Seitenwandteil und der zweite Seitenwandteil sind unmittelbar angrenzend an den oberen Rand des Dichtungsrings und winklig in Bezug auf denselben angeordnet.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen zylindrischen Luftfilter herzustellen mit einem an Ort und Stelle geformtem radialen Dichtungsring, in welchem die an Ort und Stelle geformte Dichtung im Wesentlichen gegenüber den Kräften isoliert ist, die üblicherweise der inneren Auskleidung aufgezwungen werden.
Es ist ein Ziel einen Luftfilter mit einer radialen Dichtung bereitzustellen, wobei die radiale Dichtung gegenüber der inneren Auskleidung isoliert ist, welche jedoch leichter im Gewicht und geringer im Kostenaufwand ist als andere isolierte Ausführungen.
Ein weiteres und detailliertes Ziel besteht darin, eine an Ort und Stelle geformte, radiale Dichtung in einem Luftfilter bereitzustellen, welche genau zentriert ist in Bezug auf das Filtrierpackungsmedium, welche jedoch eine Abdichtungskraft verschafft, die im Wesentlichen unabhängig ist von den Kräften, welche dem Packungsmedium und dessen Auskleidungen aufgezwungen werden.
Ein resultierendes Ziel besteht darin, einen Filter herzustellen mit einer radialen Dichtung, welche eine ausgezeichnete Abdichtungsintegrität bei hohen und tiefen Temperaturextremen und unter Vibrationsbedingungen, wie sie üblicherweise vorkommen, aufweist.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden stärker offensichtlich aufgrund der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, wenn man dieselbe im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die beiliegenden, in die Spezifikation eingearbeiteten und einen Teil derselben bildenden Zeichnungen illustrieren einige Aspekte der vorliegenden Erfindung, und, zusammen mit der Beschreibung, dienen sie dazu, die Grundsätze der Erfindung zu erläutern. Die Zeichnungen beinhalten:
1 ist eine Querschnittsdarstellung, die axial durch eine Luftfiltereinheit aufgenommen ist, welche mit einem Filterelement ausgestattet ist, welches seinerseits gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert ist.
2 ist eine Perspektivdarstellung eines Filters, welcher gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert ist.
3 ist eine Querschnittsansicht, die im Allgemeinen entlang den Linien 3-3 in der 2 aufgenommen ist.
4 ist eine partielle Querschnittsansicht in einem vergrößerten Maßstab bezüglich des Bereiches in der 3, der durch einen Kreis 4 identifiziert ist.
5 ist eine Perspektivansicht, die einen Einsatzring entsprechend der Ausführung gemäß 2 zeigt.
6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Einsatzringes, welche im Allgemeinen entlang den Linien 6-6 in der 5 aufgenommen ist.
7 ist ein Schema, welches eine Form zur Gestaltung der mit einer Dichtung versehenen offenen Endkappe des Filters gemäß 2 zeigt.
8 ist ein Schema, welches die linke Hälfte der Form aus 7 zeigt und welches Aspekte der Formgebungsarbeit bei der Gestaltung der mit einer Dichtung versehenen Endkappe darstellt; und
9 ist ein partielles Schema, welches einen Teil der geschlossenen Endkappe des Filters gemäß 2 zeigt, und welches in einem vergrößerten Maßstab den Bereich aus der 3 darstellt, welcher durch den Kreis 9 identifiziert ist,.
Während die Erfindung im Zusammenhang mit verschiedenen bevorzugten Ausführungen beschrieben wird, besteht jedoch keinerlei Absicht, die Erfindung auf diese Ausführungen zu begrenzen. Ganz im Gegenteil besteht die Absicht darin, sämtliche Alternativen, Änderungen und Gleichwertiges innerhalb des Zieles der Erfindung, so wie in den angefügten Ansprüchen definiert, zu umfassen.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungen.
Wenden wir uns nun den Zeichnungen zu, so ist zu bemerken, dass zum Zwecke der Illustration die Erfindung in den Zeichnungen derart dargestellt worden ist, wie sie in einem Luftfilterelement 20 eingebaut ist, welches besonders angepasst ist zum Einsatz in Motoren von Überlandlastwagen und von landwirtschaftlichen Fahrzeugen. Das Luftfilterelement 20 beinhaltet ein äußeres Gehäuse 21 mit einem rohrförmigen Einlass 22, um nicht filtrierte Luft in die Einheit einzulassen. Das Gehäuse beinhaltet ebenfalls eine obere Wand 23 mit einer zentral angeordneten Auslassöffnung 24, um die filtrierte Luft in die Ansaugung des Motors abzuführen. Eine Platte 25 liegt unter der oberen Wand 23 und ist an derselben befestigt, auch wird sie mit einer zentral angeordneten Buchse 26 ausgelegt, welche sich über eine kurze Strecke nach unten in die Auskleidung 21 erstreckt.
Die Abschließung des Bodens der Auskleidung 21 besteht aus einer selektiv abnehmbaren tellerförmigen Abdeckung 27 mit einer Bodenwand 28. Die Abdeckung wird über einen O-Ring 29 gegenüber dem unteren Ende des Gehäuses abgedichtet und kann von dem unteren Ende des Gehäuses abgezogen werden, um Einlass in das Innere des Gehäuses zu gewähren.
Innerhalb des Gehäuses 21 ist ein Luftfilterelement 30 eingerichtet, welches, so wie dies ebenfalls in den 2 und 3 gezeigt wird, aufgebaut ist aus einem so genannten Filtrierpackungsmedium 32, welches seinerseits aus einer inneren Auskleidung 33 und einer äußeren Auskleidung 34 mit dazwischen liegender Röhre des Filtermediums 35 besteht. Das untere Ende des Filters 30 ist abgedichtet mit Hilfe einer geschlossenen Endkappe 36, welche, so wie dies nachstehend beschrieben wird, ein eingelegtes Element ausmacht, welches das Filtermedium 35 und die Auskleidungen 33, 34 einkapselt. Das andere Ende des Filterelements 30 umfasst eine offene Endkappe in der Form eines kreisförmigen Ringes 38, welcher, ähnlich wie die Endkappe 36, die Enden des Filtermediums 35 und die Auskleidungen 33, 34 einkapselt. Anders als die untere Endkappe besitzt die obere Endkappe jedoch eine Öffnung zum Aufnehmen eines Lufteinlasselementes, in dem vorliegenden Beispiel das Rohr 26. Bei der Ausübung der Erfindung wird die Endkappe 38 mit einer elastischen radialen Dichtung 40 ausgebildet, welche sich auf einen von der Endkappe 38 getragenen Ring abstützt, welche jedoch verhältnismäßig von der inneren Auskleidung 33 isoliert ist.
Der Aufbau der radialen Dichtung 40 und der offenen Endkappe 38 kann am besten beurteilt werden bei einer gleichzeitigen Bezugnahme auf die 3 und 4. So wie dies nachstehend mit weiterreichenden Details beschrieben wird, wird die offene Endkappe 38 aus einem elastischen, gummiartigen Material hergestellt, in der bevorzugten Ausführung aus einem geschäumten Polyurethan, welches sich während der Aushärtung ausdehnt. Eingebettet im Innern des gummiartigen Materials befindet sich der Basisteil 41 eines im Wesentlichen steifen Einsatzringes 42. Der Einsatzring 42 besitzt einen zylindrischen Flansch 43, der aus der Endkappe 38 hervor ragt. Eine an Ort und Stelle gebildete Dichtung 44, die aus dem gleichen Material wie die Endkappe 38 besteht und zeitgleich mit der Endkappe 38 geformt wird, wird auf einer ersten Oberfläche 45 des zylindrischen Flansches 43 getragen. Eine zweite oder nach hinten ausgerichtete Oberfläche 46 des zylindrischen Flansches 43 ist im Wesentlichen frei von Urethanmaterial, welches die Endkappe 38 bildet, so dass ein im Wesentlichen von Urethanmaterial freier Spalt 50 zwischen der Oberfläche 46 des zylindrischen Flansches und der inneren Auskleidung 33 vorliegt. Die verhältnismäßige Steifheit des geschlossenen Ringes 42 und des Spaltes 50 zwischen dem Ring und der Auskleidung, dienen dazu, die Dichtung 44 von der inneren Auskleidung 33 zu isolieren, dies aus Gründen, die nachstehend erklärt werden.
Der Arbeitsablauf der Formgebung, welche die Endkappe 38 und die einheitliche Dichtung 44 bildet, wird nachstehend beschrieben. Es soll ausreichen im Augenblick zu sagen, dass der auf diese Weise geformte radiale Dichtungsring 44 aufgrund der Tatsache, dass er auf dem Einsatzring 42 getragen wird und aufgrund der Tatsache, dass Maßnahmen ergriffen werden, um sicherzustellen, dass der Einsatzring konzentrisch zu dem Filter verläuft, ebenfalls konzentrisch mit dem Filter verläuft. Der Spalt 50, der dabei behilflich ist, den Einsatzring und seine Dichtung im Wesentlichen von Kräften zu isolieren, welche von der inneren Auskleidung auferlegt werden, unterbindet in Koppelung mit der relativen Steifheit des Ringes, diejenigen Kräfte an der inneren Auskleidung, welche dazu tendieren könnten, die Form derselben zu verändern, und hält sie davon ab als eine sich ändernde Kraft auf den radialen Dichtungsring auferlegt zu werden. Auf diese Weise behält die Dichtung 44 seine Abdichtungsfähigkeit unter Temperaturextremen und in Gegenwart von Vibrationen, selbst dann, wenn die Belastung auf die innere Auskleidung 33 versuchen sollte, ungleichmäßige Kräfte aufzuzwingen. Der Ring 42, und im Wesentlichen sein Flansch 43 werden hierin als im Wesentlichen steif beschrieben. Hierunter sind solche Materialien zu verstehen, vor allem Kunststoff, welche starr oder halbstarr sind, und welche, falls sie zu Ringen geformt werden, so wie dies dargestellt worden ist, dazu tendieren, ihre Form und ihre Dimensionsstabilität beizubehalten, dies unter Bedingungen, wie sie üblicherweise im Rahmen von solchen Filteranwendungen angetroffen werden.
Es ist ebenfalls bekannt, dass in dem Falle eines beispielsweise verstopften oder teilweise verstopften Filters, die beträchtliche Veränderung des Druckes über das Filterelement hinweg ein Durchbiegen des Filterelementes und der inneren Auskleidung hin in die Richtung des Zentrums des Filters hervorrufen kann. Diese Durchbiegungskräfte werden weitgehend isoliert aufgrund des Spaltes 50 und der minimalen Verbindung zwischen dem relativ steifen Ring 41 und den Filtrierpackungselementen in der Endkappe 38.
Betrachtet man nun die 5 und 6, so sieht man mit weiterreichenden Details eine bevorzugte Form eines Einsatzringes, der bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung nützlich ist. Der Ring 42 besitzt einen üblicherweise unter 41 dargestellten Basisabschnitt und einen üblicherweise unter 43 dargestellten Flanschabschnitt. So wie in der 3 ersichtlich ist, wird der Basisteil 41 in das Material der Endkappe 38 eingekapselt und der Flansch 43 ragt aus der Endkappe hervor.
Wie mit mehr Details dargestellt, umfasst der Ring 42 eine Vielzahl von Füssen 51, die um den Umfang des Ringes herum verteilt sind, dies zum Tragen des Ringes in einer Form während der Bildung der Endkappe. Der von der Basis 41 getragene Flanschteil 43 umfasst einen konischen Abschnitt 53, gefolgt von einem Dichtungsteil 54. Der Dichtungsteil 54 weist einen äußeren Durchmesser auf, der bündig ins Innere der Innenauskleidung hinein passt, und somit zur Eingrenzung des Fluids dient. Der konische Teil 53 führt die innere Auskleidung hin auf den Dichtungsteil 54. Der Sitz zwischen dem Teil 54 und der inneren Auskleidung kann als Sitz mit einem Zwischenraum von Null betrachtet werden und er ist dazu bestimmt, das geschäumte Urethan davon abzuhalten in die Passung einzudringen und so in den offenen Raum 50 (4) zwischen der nicht geformten Oberfläche des Flansches und die innere Auskleidung zu gelangen. Das geschäumte Urethan wird während seiner Ausdehnung dem Weg des geringsten Widerstandes folgen, und die Begrenzung des Fluids ist dazu bestimmt, aus dieser Tatsache Nutzen dadurch zu ziehen, dass es dem Urethan gestattet wird einem Weg mit niedrigerem Widerstand in die, Falten des Filtermediums hinein zu folgen. Über dem Dichtungsteil 54 abgestützt, in der veranschaulichten Darstellung mit Hilfe des konischen Abschnitts 53, befindet sich der die Dichtung tragende Flansch 43, welcher eine erste Oberfläche 45 aufweist, auf welcher die Dichtung gebildet werden soll, und eine zweite Oberfläche 46, welche im Wesentlichen frei von Dichtungsmaterial bleiben sollte. In der veranschaulichten Darstellung ist ein konischer Abschnitt 56 dem vertikalen Teil 55 des zylindrischen Flansches 43 überlagert. Der konische Abschnitt 56 dient dazu, die Ausdehnung des Urethanmaterials nach oben hin zu begrenzen. Zusätzlich dient derselbe dazu, den Ring noch weiter zu versteifen, wobei die Zunahme der horizontalen Ausrichtung dabei behilflich ist, die Steifheit des Ringes noch weiter zu vergrößern. In der veranschaulichten Darstellung enthält der Ring ebenfalls eine Vielzahl von Öffnungen 57 (siehe 5), durch welche das Urethanmaterial eindringt, um mechanische Sperren zwischen dem Einsatzring aus Kunststoff 42 und der ausgebildeten Endkappe 38 zu ergeben.
Der Einsatzring 42 dient ebenfalls dazu, das Packungsmedium 32 für den Gießvorgang an Ort und Stelle zu halten. Zu diesem Zweck umfasst ein jeder der Füße 51 eine Grundfläche 60, welche ausgelegt ist um mit dem unteren Teil der inneren Auskleidung im Eingriff zu stehen und um als Halt für die innere Auskleidung zu dienen. Ein kontinuierlicher Ring 62 wird ebenfalls auf den Füssen 51 getragen. Der Ring 62 dient dazu, mit dem unteren Teil des Filtermediums 35 im Eingriff zu stehen, um so das Filtermedium während des Gießvorganges an Ort und Stelle zu halten. Die äußere Auskleidung muss durch die Form an Ort und Stelle gehalten werden, so wie dies nachstehend beschrieben wird.
In Betracht gezogen wird die 7, die eine Form darstellt, welche nützlich ist, um eine gegossene Endkappe zu formen, welche einen Einsatzring aus Kunststoff einkapselt, so wie dies oben beschrieben worden ist. Ein Körper 70 stellt die eine Abdichtung bildende Oberflächen 72 zum Begrenzen der Gestalt der äußeren Oberfläche des radialen Dichtungsrings bereit. Die bevorzugte Dichtung besitzt einen konischen Einführabschnitt 72a und sie verbindet einen im Wesentlichen seitlich geraden zylindrischen Dichtungsabschnitt 72b (siehe 4). Die Abschnitte 72 der Form sind von Bedeutung, um diese Eigenschaft zu gewährleisten. Der Boden der Form besitzt einen kreisrunden Rand 73, auf welchem die Füße 51 des Ringes getragen werden müssen. Eine untere Fläche 74, welche etwas unterhalb des Randes 73 positioniert ist, ist angepasst, um den Boden der Dichtung zu begrenzen. Eine Vorrichtung 75 zum Bilden eines festlegenden Randes ist in dem Umfang der Form vorgesehen. Eine obere Plattform 76 ist vorgesehen zum Tragen der äußeren Auskleidung und sie dient ebenfalls als Sitz für den äußeren Abschnitt des Filterelementes. Greifeinschnitte werden in dem äußeren Abschnitt der geformten Endkappe mit Hilfe der örtlich begrenzten Einschnitte 78 gebildet.
8 zeigt die Form (nur die linke Seite), welche in einer betriebsbereiten Anordnung mit einem Filtrierpackungsmedium 32 während des Vorganges der Formgebung steht. Unmittelbar bevor die Filterelemente an ihren Platz gebracht werden, wird eine abgemessene Menge Urethan und Aktivatormaterial in den unteren Teil der Form eingebracht. Das Material wird mit Hilfe der Gestalt der Form derart verteilt, dass eine beträchtliche Menge an Material zur Verfügung steht zum Schäumen in den Bereich und zum Ausfüllen desselben, dort wo die Dichtung gebildet werden soll.
Es wird ersichtlich werden, dass, mit dem Ring an seinem Platz, eine Kammer 80 gebildet wird, welche den Raum darstellt, in welchem der radiale Dichtungsring gebildet werden wird. Die Übergangs- und Abdichtungsoberflächen 72a, 72b für den radialen Dichtungsring werden von den Oberflächen 72 der Form gebildet. Die zweite Seite der Kammer wird durch die Oberfläche 45 des Einsatzringes 42 begrenzt. Es wird ersichtlich, dass die Füße 51 des Ringes 42 auf dem Boden 73 aufsitzen. Es wird ebenfalls ersichtlich, dass die innere Auskleidung durch die konische Fläche 53 des Einsatzringes bis hin zur Berührung mit der Abdichtungsfläche 54 geführt wird, während sie an dem Abschnitt 60 der Füße 51 gestützt wird. Das rohrförmige Filterelement wird auf dem Ring 62 in der Nähe des inneren Umfangs und auf dem Boden 76 am äußeren Umfang getragen. Die äußere Auskleidung wird ebenfalls auf dem Boden 76 getragen. Ein genügender Abstand zwischen der äußeren Auskleidung und der Endwand der Form liefert eine Gummidichtung, welche die äußere Auskleidung einkapselt.
Nachdem das Urethan und das Aktivatormaterial eingebracht worden sind, beginnt das Material sofort sich auszudehnen, um die Kammer 80 zu füllen und den radialen Dichtungsring zu bilden. Zur gleichen Zeit wird das Material sich in einem geringeren Ausmaß ausdehnen, um die unteren Teile der inneren und der äußeren Auskleidung und den unteren Abschnitt des Filtermediums zu umschließen und einzukapseln. Der Boden des geformten Materials und der äußere Umfang des geformten Materials werden durch die Gestalt der Form bestimmt, während die obere Ausdehnung, das Eindringen in den Filter hinein, durch die Menge des eingebrachten Materials geregelt wird. Die Fluideingrenzung zwischen der inneren Auskleidung und der Oberfläche 54 des Dichtungsringes neigt dazu, das Schäumen des Urethans daran zu hindern, in den Spalt 50 einzudringen (4), welcher zwischen dem zylindrischen Flansch und der inneren Auskleidung gebildet wird.
Nach dem Aushärten des Urethanmaterials, welche relativ schnell abläuft, wird der Filter aus dem Formgebungskörper 70 entfernt. Die Dichtungsoberfläche 72 besitzt genügend Elastizität, um das Entnehmen der geformten Endkappe aus der Form 70 zu gestatten. Der Filter kann alsdann umgedreht werden und die zweite geschlossene Endkappe kann eingekapselt werden, um das zweite Ende vollständig abzudichten.
Die Formenabschnitte für die geschlossene Endkappe sind in den Zeichnungen nicht dargestellt worden. Alles was benötigt wird, ist eine relativ einfache untere Formschale, da die obere Ausdehnung nicht durch eine Schale geregelt zu werden braucht, dieselbe kann allein durch das Einbringen und durch die Menge an Materialien gesteuert werden. Eine Eigenschaft von Bedeutung in der unteren Form ist die Anordnung einer Kante 95 (eine Vertiefung in der Form), welche im Wesentlichen übereinstimmt mit der Position der inneren Auskleidung. Die Bildung der Form auf diese Art und Weise wird bestens in der 9 dargestellt, und zwar mit einer vergrößerten kreisrunden Erhöhung 90, die eine Zunahme der Menge und der Dicke des Materials an der Stelle ausmacht, wo die innere Auskleidung in die geschlossene Endkappe hinein eingekapselt wird. Dieses zusätzliche Material neigt dazu, Konzentrationen der Beanspruchungen zu vermindern, welche ansonsten dem verhältnismäßig dünnen Material der Endkappe auferlegt würden. Dasselbe ist dabei behilflich, ein Versagen der Endkappe oder eine Bewegung der inneren Auskleidung innerhalb der Endkappe zu verhindern. Die geschlossene Endkappe kann ebenfalls derart gestaltet werden, dass Aufstellfüße 95 (siehe 1) hergestellt werden, so wie dies üblich ist.
Man wird es nun zu schätzen wissen, dass das, was offengelegt worden ist, eine verbesserte Form eines zylindrischen Luftfilters darstellt, der gekennzeichnet ist durch die Wirtschaftlichkeit der Herstellung, gekoppelt mit einer Struktur, in welcher die in der offenen Endkappe ausgebildete radiale Dichtung im Wesentlichen von der inneren Auskleidung isoliert ist. Ein im Wesentlichen steifer Einsatzring besitzt einen in dem Schaummaterial eingekapselten Boden, welcher die Endkappe bildet sowie einen aufrechten zylindrischen Flansch, der den radialen Dichtungsring auf einer Oberfläche trägt und welcher auf der anderen Oberfläche gegen die Ablagerung von Urethanmaterial geschützt ist.

Claims

Luftfilterelement (30), das in Kombination umfasst: ein rohrförmiges Filtermedium (35) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende; eine rohrförmige, innere Auskleidung (33), welche das Filtermedium (35) trägt und welche ebenfalls ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist; gekennzeichnet durch; das Filterelement (30) mit einer geschlossenen Endkappe (36), die von einem geformten Schaummaterial gebildet wird, welches das erste Ende der Auskleidung (33) sowie das Filtermedium (35) einkapselt, einen Einsatzring (42) aus einem im Wesentlichen steifen Material, welcher umfasst: einen im Allgemeinen zylindrischen Flansch (43) mit einer inneren Oberfläche (45), die positioniert ist, um eine Dichtung (44) zu tragen; einen Dichtungsteil (54), der den zylindrischen Flansch (43) trägt und von der Größe her so bemessen ist, dass er bündig ins Innere der inneren Auskleidung (33) hinein passt; und einen Basisteil (41), der den Dichtungsteil (54) tragt; den Einsatzring (42), der ins Innere des zweiten Endes der inneren Auskleidung (33) eingepasst wird, wobei der Dichtungsteil (54) bündig mit der inneren Auskleidung (33) im Eingriff steht; und eine offene Endkappe (38), die aus einem geformten kompressiblen Schaummaterial mit einer ausreichenden Rückfederung gebildet ist, um als eine Dichtung zu dienen, wobei das Schaummaterial den Basisteil (41) des Einsatzringes (42), das zweite Ende der inneren Auskleidung (33) und das Filtermedium (35) sowie die innere Oberfläche (45) des zylindrischen Flansches (43) umfasst, wobei Gestalt und Dimension des Schaummaterials auf der inneren Oberfläche (45) so konfiguriert sind, dass sie einen Dichtring als einen Teil der offenen Endkappe (38) bilden.
Kombination gemäß Anspruch 1, bei welcher der Einsatzring (42) einen konischen Teil (53) zwischen dem zylindrischen Flansch (43) und dem Dichtungsteil (54)) aufweist, wobei der konische Teil (53) von der Größe her so bemessen ist, dass er mit der inneren Auskleidung (33) im Eingriff steht, um die innere Auskleidung (33) zu dem Dichtungsteil (54) zu leiten.
Kombination gemäß Anspruch 2, bei welcher der Dichtungsteil (54) einen im Wesentlichen geradseitigen zylindrischen Abschnitt umfasst, der zwischen dem konischen Teil (53) und dem Basisteil (41) positioniert ist.
Kombination gemäß Anspruch 1, die weiterhin eine Auskleidungsstütze umfasst, welche unterhalb des Dichtungsteils (54) positioniert ist und von dem Basisteil (41) getragen wird.
Kombination gemäß Anspruch 4, bei welcher der Basisteil (41) eine Vielzahl von Füßen (51) umfasst, welche den Dichtungsteil (54) tragen und die Auskleidungsstütze definieren.
Kombination gemäß Anspruch 5, welche weiterhin einen ringförmigen Filtermediumsträger (62) umfasst, der auf der Vielzahl von Füßen (51) in einer Position angeordnet ist, um das Filtermedium (53) zu tragen.
Kombination gemäß Anspruch 6, bei welcher der zylindrische Flansch (43) des Einsatzringes (42) einen oberen konischen Abschnitt (56) aufweist, der so positioniert ist, dass er die Bewegung des kompressiblen Schaummaterials während der Formgebung begrenzt.
Kombination gemäß Anspruch 7, bei welcher der Winkel der Verjüngung ausreichend ist, um die Steifigkeit des Einsatzringes (42) herauf zu setzen.
Kombination gemäß Anspruch 7, bei welcher der obere konische Abschnitt (56) eine Vielzahl von Aperturen (57) aufweist, die mit dem Schaummaterial gefüllt sind, um eine mechanische Verriegelung zwischen dem Einsatzring (42) und dem Schaummaterial bereitzustellen, um das Material dazu zu veranlassen, die Aperturen (57) zu füllen und eine Rotation des Ringes (42) in dem Filter (30) zu verhindern.
Kombination gemäß Anspruch 1, bei welcher die Form des Schaummaterials auf der inneren Oberfläche (45) des zylindrischen Flansches einen konischen Führungsabschnitt (72a) aufweist, der in einen im Wesentlichen geradseitigen zylindrischen Abschnitt (72b) der Dichtung (44) übergeht.
Kombination gemäß Anspruch 1, bei welcher die geschlossene Endkappe (36) einen erhöhten Wulst (90) aufweist, der konzentrisch zu dem Filterelement (30) ist und über die innere Auskleidung (33) angeordnet ist, um eine Spannungskonzentration zu vermindern, welche durch das Biegen der inneren Auskleidung (33) verursacht wird.
Kombination gemäß irgendeinem der Ansprüche 1–11, bei welcher der Einsatzring (42) ein im Wesentlichen steifes Plastikmaterial umfasst.
Kombination gemäß irgendeinem der Ansprüche 1–12, bei welcher der Verdichtungsteil (54) eine Fluidbegrenzung bildet.
Kombination gemäß Anspruch 13, bei welcher die Fluidbegrenzung das Schaummaterial davon abhält, den Bereich zwischen dem zylindrischen Flansch (43) und der inneren Auskleidung (33) zu füllen.
Kombination gemäß irgendeinem der Ansprüche 1–14, welche ferner eine äußere Auskleidung (34) umfasst, die das Filtermedium (35) trägt.
Kombination gemäß irgendeinem der Ansprüche 1–15, bei welcher die offene Endkappe (38) ringförmig in ihrer Form ist.
Kombination gemäß irgendeinem der Ansprüche 1–16, bei welcher die Dichtung an Ort und Stelle geformt wird.
Kombination gemäß irgendeinem der Ansprüche 1–17, bei welcher das kompressible Schaummaterial von einem schaumförmigen Urethan gebildet wird.
Kombination gemäß irgendeinem der Ansprüche 1–18, bei welcher das kompressible Schaummaterial eine Form ausfüllt, um die Dichtung zu bilden.