WO2002031339A1 - Gehäuse zur aufnahme eines luftfilterelements - Google Patents

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WO2002031339A1
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air
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air filter
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Udo Marchart
Ralf Ziegler
Peter Erlewein
Wolfgang Banscher
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Audi Ag
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    • B01D—SEPARATION
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D2271/022—Axial sealings

Definitions

  • the present invention relates to a housing for receiving an air filter element with a housing base and a housing cover.
  • a set of sub-elements for forming a series of air filter housings for filtering the air supplied to an internal combustion engine of a work vehicle is known.
  • This set essentially comprises two basic elements and three different series of partial elements with slightly different dimensions, which can be selectively attached to the two basic elements.
  • an air filter housing is known from US Pat. No. 2,480,379, which is designed such that it can be connected to various types of internal combustion engines by means of interchangeable inlet elements and outlet elements.
  • the interchangeable sub-elements of the air filter housing which have different dimensions, should be particularly simple.
  • the object is achieved by a housing with the features of claim 1.
  • a housing with the features of claim 1. By the air filter element within the housing between a first carrier element, which is arranged on the housing base, and a second carrier element, which is arranged on the housing cover, can be positioned, by means of the first carrier element and / or the second carrier element is sealed or a separation is made between the unfiltered air space and the clean air space, different air filter elements with different dimensions can be held in a uniform housing formed from a housing base and a housing cover.
  • the two carrier elements are flat and relatively small, so that the manufacture and storage of the air filter housing according to the invention is far simpler and therefore also much cheaper than the prior art.
  • the first carrier element is advantageously designed as an essentially circular disk, each with a sealing lip on the top and on the bottom.
  • the two sealing lips on the one hand facilitate the positioning of the first carrier element on the housing base and on the other hand achieve the seal between the unfiltered air space and the clean air space.
  • the circular first carrier element is particularly stable due to its shape, so that the air filter element to be accommodated in the housing can be held clamped therein.
  • the second carrier element is also advantageously designed as an essentially annular disk, each with a sealing lip on the top and on the bottom. As with the first carrier element, this facilitates positioning and achieves the seal.
  • the annular second carrier element also creates a connection opening between the interior of the tubular air filter element and the interior of the dome-like housing cover.
  • the two carrier elements could, however, also be welded or glued to the housing base and / or the housing cover in order to achieve a seal.
  • an air guide element is molded onto the second carrier element, it can flow into the housing cover through the connection opening from the air filter element. filtered air in the desired manner, so that the flow resistance within the housing is reduced.
  • the air mass meter is optimally positioned there.
  • air mass meters of different sizes can be easily positioned on the second carrier element within the air filter housing.
  • first and the second carrier element can also be designed in reverse, that is to say that the first carrier element is designed as an annular disk and that the second carrier element is designed as a circular disk.
  • the air filter element to be received by the housing is preferably tubular, so that standardized air filter elements that are commercially available can be used for this purpose.
  • the unfiltered air side is arranged on the outside and the clean air side on the inside of their cylindrical jacket.
  • the housing base expediently has a lateral inlet opening for the unfiltered air and the housing cover has a lateral outlet opening for the filtered air.
  • the housing base also has a central opening which can be covered or closed by means of the circular first support element or, if the first support element arranged on the housing base is annular, as an inlet or outlet opening for the filtered one Air can serve. If the second support element arranged in the housing cover is circular, the passage to the lateral inlet or outlet opening in the housing cover can also be covered or closed.
  • the housing cover has a support shoulder that runs around the wall.
  • the second carrier element with its sealing lip can rest on this support shoulder, a seal being achieved between the unfiltered air space and the clean air space, which is not impaired by the outlet opening arranged laterally above the support shoulder in the housing cover.
  • FIG. 1 shows a housing for receiving an air filter element with two
  • Figure 2 shows the housing according to a second embodiment
  • Figure 3 shows the housing according to a third embodiment.
  • the housing for receiving a tubular air filter element 1 comprises a trough-like housing base 2 and a corresponding dome-like housing cover 3.
  • the unfiltered air passes through a lateral inlet opening 4 in the housing base 2 into the unfiltered air space 5 within the housing. From there, the unfiltered air enters the outside of the air filter element 1 on the outside and out of the air filter element 1 on the inside of the clean air as filtered air. Thereupon, the air located in the clean air space 6 inside the housing is fed through a lateral outlet opening 7 in the housing cover 3 to the intake manifold of an internal combustion engine, not shown.
  • Two support elements 8, 9 are provided for positioning the air filter element 1 in the housing base 2 or in the housing cover 3 and for sealing the unfiltered air space 5 from the clean air space 6.
  • the first carrier element 8 arranged on the housing base 2 is designed as an essentially circular flat disk, each with a sealing lip 10, 11 on the top and on the bottom.
  • a central opening 12 of the housing base 2 is covered or closed by this first carrier element 8.
  • the two sealing lips 10, 11 lie on the lower end face of the air filter element 1 or on the housing base 2.
  • the second carrier element 9 arranged on the housing cover 3 is designed as an essentially annular flat disk, each with a sealing lip 10, 11 on the top and bottom and a central connection opening 13.
  • the second carrier element 9 rests on a peripheral shoulder 14 of the housing cover 3.
  • the two sealing lips 10, 11 lie on the support shoulder 14 of the housing cover 3 or on the upper end face of the air filter element 1, and the connecting opening 13 allows the air filtered by the air filter element 1 to pass into the housing cover 3.
  • the unfiltered air space 5 extends essentially within the housing base 2 and the clean air space 6 extends essentially within the housing cover 3, the separation of these two spaces 5, 6 by the air filter element 1 and is realized by the annular second carrier element 9.
  • a funnel-like air guiding element 15 is also formed on the side of the second carrier element 9. This air guiding element 15 facilitates the exit of the filtered air from the clean air space within the housing cover 3 through the outlet opening 7 of the housing cover 3 to the intake manifold of the internal combustion engine.
  • a tubular air guiding element 15 is formed on the second carrier element 9.
  • This air guide element 15 connects to the connection opening 13 of the second carrier element 9, which is designed as an annular disk, and carries an air mass meter 16 in its interior.
  • the unfiltered air space 5 extends both within the housing base 2 and within the housing cover 3, while the clean air space 6 extends essentially within the tubular air filter element 1 and within the first carrier element 8 arranged on the housing base 2. Accordingly, in this third embodiment, the filtered air is not supplied to the intake manifold of the internal combustion engine through the outlet opening 7 in the housing cover 3, but through the central opening 12 in the housing base 2.
  • the first carrier element 8 arranged on the housing base 2 is designed as a type of spacer with two parallel annular disks and a tubular air guiding element 15 arranged between them, the two sealing lips 10, 11 abutting the lower end face of the air filter element 1 and the housing base 2, respectively.
  • An air mass meter 16 is again provided within the tubular air guiding element 15.
  • the second carrier element 9 arranged on the housing cover 3 is in this third leadership form, however, cup-shaped, wherein the two sealing lips 10, 11 rest on the support shoulder 14 of the housing cover 3 or on the upper end face of the air filter element 1, so that thereby the lateral outlet opening 7 of the housing cover 3 is closed.

Abstract

Bei einem Gehäuse zur Aufnahme eines Luftfilterelements (1) mit einem Gehäuseboden (2) und einem Gehäusedeckel (3) wird vorgeschlagen, dass das Luftfilterelement (1), innerhalb des Gehäuse zwischen einem ersten Trägerelement (8), das am Gehäuseboden (2) angeordnet ist, und einem zweiten Trägerelement (9), das am Gehäusedeckel (3) angeordnet ist, positionierbar ist, wobei mittels des ersten Trägerelements (8) und/oder des zweiten Trägerelements (9) eine Abdichtung zwischen dem Rohlauftraum (5) und dem Reinluftraum (6) verwirklicht ist. Vorschlagsgemäss wird erreicht, dass sowohl der Gehäuseboden (2) und der Gehäusedeckel (3) wie auch die beiden Trägerelemente (8, 9) des Gehäuses, welche zur Abstimmung auf verschiedenen Typen von Brennkraftmaschinen unterschiedliche Abmessungen aufweisen können, besonders einfach ausgebildet sind.

Description

Gehäuse zur Aufnahme eines Luftfilterelements
B E S C H R E I B U N G
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse zur Aufnahme eines Luftfilterelements mit einem Gehäuseboden und einem Gehäusedeckel.
Aus der Druckschrift DE 689 02 370 T2 ist ein Satz von Teilelementen zur Bildung einer Serie von Luftfiltergehäusen zum Filtern der einer Brennkraftmaschine eines Arbeitsfahrzeugs zugeführten Luft bekannt. Dieser Satz umfasst im Wesentlichen zwei Basiselemente und drei verschiedene Serien von Teilelementen mit geringfügig unterschiedlichen Abmessungen, die selektiv an den beiden Basiselementen befestigt werden können.
Des weiteren ist aus der Druckschrift US 2,480,379 ein Luftfiltergehäuse bekannt, das so ausgestaltet ist, dass es mittels austauschbarer Einlasselemente und Auslasselemente an verschiedene Typen von Brennkraftmaschinen angeschlossen werden kann.
Indem bei diesem Stand der Technik jeweils bestimmte Elemente ausgetauscht werden, ist es somit möglich, verschiedene Luftfiltergehäuse zu bilden, die zur Verwendung in Fahrzeugen mit unterschiedlichen Dimensionen und unterschiedlichen Maschinen geeignet sind. Dadurch können die Kosten bei der Herstellung und Lagerhaltung der Luftfiltergehäuse deutlich reduziert werden.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Gehäuse zur Aufnahme eines Luftfilterelements zu schaffen. Dabei sollen insbesondere die austauschbaren Teilelemente des Luftfiltergehäuses, welche verschiedene Abmessungen aufweisen, besonders einfach ausgebildet sein. Gelöst wird die Aufgabe durch ein Gehäuse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Indem das Luftfilterelement innerhalb des Gehäuses zwischen einem ersten Trägerelement, das am Gehäuseboden angeordnet ist, und einem zweiten Trägerelement, das am Gehäusedeckel angeordnet ist, positionierbar ist, wobei mittels des ersten Trägerelements und/oder des zweiten Trägerelements eine Abdichtung bzw. eine Trennung zwischen dem Rohluftraum und dem Reinluftraum verwirklicht ist, können verschiedene Luftfilterelemente mit unterschiedlichen Abmessungen in einem einheitlichen, aus einem Gehäuseboden und einem Gehäusedeckel gebildeten Gehäuse gehalten werden. Die beiden Trägerelemente sind dabei flach und relativ klein ausgebildet, so dass die Herstellung und die Lagerhaltung des erfindungsgemäßen Luftfiltergehäuses gegenüber dem Stand der Technik weitaus einfacher und daher auch weitaus kostengünstiger ist.
Vorteilhaft ist das erste Trägerelement als eine im Wesentlichen kreisförmige Scheibe mit jeweils einer Dichtungslippe an der Oberseite und an der Unterseite ausgebildet. Durch die beiden Dichtungslippen wird zum einem die Positionierung des ersten Trägerelements am Gehäuseboden erleichtert und zum anderen die Abdichtung zwischen dem Rohluftraum und dem Reinluftraum erreicht. Das kreisförmige erste Trägerelement ist dabei aufgrund seiner Formgebung besonders stabil, so dass das in dem Gehäuse aufzunehmende Luftfilterelement darin klemmend gehalten werden kann.
Ebenfalls vorteilhaft ist das zweite Trägerelement als eine im Wesentlichen ringförmige Scheibe mit jeweils einer Dichtungslippe an der Oberseite und an der Unterseite ausgebildet. Dadurch wird wie beim ersten Trägerelement die Positionierung erleichtert und die Abdichtung erreicht. Durch das ringförmige zweite Trägerelement ist außerdem zwischen dem Inneren des rohrförmigen Luftfilterelements und dem Innern des kuppelartigen Gehäusedeckels eine Verbindungsöffnung geschaffen.
Alternativ zu den Dichtungslippen könnten die beiden Trägerelemente jedoch auch mit dem Gehäuseboden und/oder dem Gehäusedeckel verschweißt oder verklebt sein, um eine Abdichtung zu erreichen.
Ist an das zweite Trägerelement ein Luftleitelement angeformt, so kann die vom Luftfilterelement durch die Verbindungsöffnung in den Gehäusedeckel einströ- mende gefilterte Luft in gewünschter Weise geleitet werden, so dass der Strömungswiderstand innerhalb des Gehäuses reduziert wird.
Trägt das zweite Trägerelement im Bereich seiner Verbindungsöffnung einen Luftmassenmesser, so ist der Luftmassenmesser dort optimal positioniert. Außerdem können auf diese Weise auch verschieden groß dimensionierte Luftmassenmesser an dem zweiten Trägerelement einfach innerhalb des Luftfiltergehäuses positioniert werden.
Bei Bedarf können das erste und das zweite Trägerelement jedoch auch umgekehrt ausgebildet sein, das heißt dass das erste Trägerelement als ringförmige Scheibe ausgebildet ist und dass das zweite Trägerelement als kreisförmige Scheibe ausgebildet ist.
Bevorzugt ist das von dem Gehäuse aufzunehmende Luftfilterelement rohrför- mig ausgebildet, damit hierfür im Handel befindliche genormte Luftfilterelemente verwendet werden können. Bei diesen Luftfilterelementen ist die Rohluftseite an der Außenseite und die Reinluftseite an der Innenseite ihres zylindrischen Mantels angeordnet.
Zweckmäßig weist der Gehäuseboden eine seitliche Einlassöffnung für die ungefilterte Luft und der Gehäusedeckel eine seitliche Auslassöffnung für die gefilterte Luft auf. Zur Erhöhung der Flexibilität und zur Gewichtsersparnis weist der Gehäuseboden zudem eine zentrale Öffnung auf, die mittels des kreisförmigen ersten Trägerelements abgedeckt bzw. verschlossen werden kann oder dann, wenn das am Gehäuseboden angeordnete erste Trägerelement ringförmig ausgebildet ist, als Ein- oder Auslassöffnung für die gefilterte Luft dienen kann. Ist das im Gehäusedeckel angeordnete zweite Trägerelement kreisförmig ausgebildet, so kann der Durchgang zu der seitlichen Einlass- bzw. Auslassöffnung im Gehäusedeckel zudem abgedeckt bzw. verschlossen werden.
Zur Erleichterung der Positionierung von unterschiedlich hoch bauenden Luftfilterelementen innerhalb des Gehäuses weist der Gehäusedeckel eine wand- seitig umlaufende Auflageschulter auf. An dieser Auflageschulter kann das zweite Trägerelement mit seiner Dichtungslippe aufliegen, wobei zwischen dem Rohluftraum und dem Reinluftraum eine Abdichtung erreicht wird, welche durch die oberhalb der Auflageschulter seitlich im Gehäusedeckel angeordnete Auslassöffnung nicht beeinträchtigt wird. Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Gehäuse zur Aufnahme eines Luftfilterelements mit zwei
Trägerelementen gemäß einer ersten Ausführungsform;
Figur 2 das Gehäuse gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
Figur 3 das Gehäuse gemäß einer dritten Ausführungsform.
Das Gehäuse zur Aufnahme eines rohrförmigen Luftfilterelements 1 umfasst einen wannenartigen Gehäuseboden 2 und einen damit korrespondierenden kuppelartigen Gehäusedeckel 3.
Die ungefilterte Luft gelangt durch eine seitliche Einlassöffnung 4 im Gehäuseboden 2 in den Rohluftraum 5 innerhalb des Gehäuses. Von dort tritt die ungefilterte Luft an der außenliegenden Rohluftseite des Luftfilterelements 1 ein und an der innenliegenden Reinluftseite des Luftfilterelements 1 als gefilterte Luft aus. Daraufhin wird die im Reinluftraum 6 innerhalb des Gehäuses befindliche Luft durch eine seitliche Auslassöffnung 7 im Gehäusedeckel 3 dem Saugrohr einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine zugeführt.
Zur Positionierung des Luftfilterelements 1 in dem Gehäuseboden 2 bzw. in dem Gehäusedeckel 3 und zur Abdichtung des Rohluftraumes 5 gegenüber dem Reinluftraum 6 sind zwei Trägerelemente 8, 9 vorgesehen.
Gemäß den Figuren 1 und 2 ist das am Gehäuseboden 2 angeordnete erste Trägerelement 8 als eine im Wesentlichen kreisförmige ebene Scheibe mit jeweils einer Dichtungslippe 10, 11 an der Oberseite und an der Unterseite ausgebildet. Durch dieses erste Trägerelement 8 wird eine zentrale Öffnung 12 des Gehäusebodens 2 abgedeckt bzw. verschlossen Die beiden Dichtungslippen 10, 11 liegen dabei an der unteren Stirnseite des Luftfilterelements 1 bzw. am Gehäuseboden 2 an. Und das am Gehäusedeckel 3 angeordnete zweite Trägerelement 9 ist als eine im Wesentlichen ringförmige ebene Scheibe mit jeweils einer Dichtungslippe 10, 11 an der Ober- und Unterseite sowie einer mittigen Verbindungsöffnung 13 ausgebildet. Das zweite Trägerelement 9 liegt an einer wandseitig umlaufenden Auflageschulter 14 des Gehäusedeckels 3 auf. Die beiden Dichtungslippen 10, 11 liegen dabei an der Auflageschulter 14 des Gehäusedeckels 3 bzw. an der oberen Stirnseite des Luftfilterelements 1 an und die Verbindungsöffnung 13 ermöglicht den Durchtritt der vom Luftfilterelement 1 gefilterten Luft in den Gehäusedeckel 3.
In der ersten und bei der zweiten Ausführungsform aus den Figuren 1 und 2 erstreckt sich der Rohluftraum 5 im Wesentlichen innerhalb des Gehäusebodens 2 und erstreckt sich der Reinluftraum 6 im Wesentlichen innerhalb des Gehäusedeckels 3, wobei die Trennung dieser beiden Räume 5, 6 durch das Luftfilterelement 1 sowie durch das ringförmige zweite Trägerelement 9 realisiert ist.
In der Figur 1 ist seitlich am zweiten Trägerelement 9 zudem ein trichterartiges Luftleitelement 15 angeformt. Dieses Luftleitelement 15 erleichtert den Austritt der gefilterten Luft aus dem Reinluftraum innerhalb des Gehäusedeckels 3 durch die Auslassöffnung 7 des Gehäusedeckels 3 zu dem Saugrohr der Brennkraftmaschine.
Und in der Figur 2 ist am zweiten Trägerelement 9 dagegen ein röhrenartiges Luftleitelement 15 angeformt. Dieses Luftleitelement 15 schließt sich an die Verbindungsöffnung 13 des als ringförmige Scheibe ausgebildeten zweiten Trägerelements 9 an und trägt in seinem Innern einen Luftmassenmesser 16.
In der dritten Ausführungsform gemäß der Figur 3 erstreckt sich der Rohluftraum 5 sowohl innerhalb des Gehäusebodens 2 wie auch innerhalb des Gehäusedeckels 3, während sich der Reinluftraum 6 im Wesentlichen innerhalb des rohrförmigen Luftfilterelements 1 und innerhalb des am Gehäuseboden 2 angeordneten ersten Trägerelements 8 erstreckt. Demnach wird die gefilterte Luft bei dieser dritten Ausführungsform nicht durch die Auslassöffnung 7 im Gehäusedeckel 3, sondern durch die zentrale Öffnung 12 im Gehäuseboden 2 dem Saugrohr der Brennkraftmaschine zugeführt.
Das am Gehäuseboden 2 angeordnete erste Trägerelement 8 ist dabei als eine Art Abstandshalter mit zwei parallelen ringförmigen Scheiben und einem dazwischen angeordneten röhrenartigen Luftleitelement 15 ausgebildet, wobei die beiden Dichtungslippen 10, 11 an der unteren Stirnseite des Luftfilterelements 1 bzw. an dem Gehäuseboden 2 anliegen. Innerhalb des röhrenartigen Luftleitelements 15 ist wiederum ein Luftmassenmesser 16 vorgesehen. Das am Gehäusedeckel 3 angeordnete zweite Trägerelement 9 ist bei dieser dritten Aus- führungsform dagegen topfförmig ausgebildet, wobei die beiden Dichtungslippen 10, 11 an der Auflageschulter 14 des Gehäusedeckels 3 bzw. an der oberen Stirnseite des Luftfilterelements 1 anliegen, so dass hierdurch die seitliche Auslassöffnung 7 des Gehäusedeckels 3 verschlossen ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Gehäuse zur Aufnahme eines Luftfilterelements mit einem Gehäuseboden und einem Gehäusedeckel,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Luftfilterelement (1) innerhalb des Gehäuses zwischen einem ersten Trägerelement (8), das am Gehäuseboden (2) angeordnet ist, und einem zweiten Trägerelement (9), das am Gehäusedeckel (3) angeordnet ist, positionierbar ist, wobei mittels des ersten Trägerelements (8) und/oder des zweiten Trägerelements (9) eine Abdichtung zwischen dem Rohluftraum (5) und dem Reinluftraum (6) verwirklicht ist.
2. Gehäuse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trägerelement (8) als eine im Wesentlichen kreisförmige Scheibe mit jeweils einer Dichtungslippe (10, 11) an der Oberseite und an der Unterseite ausgebildet ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Trägerelement (9) als eine im Wesentlichen ringförmige Scheibe mit jeweils einer Dichtungslippe (10, 11) an der Oberseite und an der Unterseite ausgebildet ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Trägerelement (9) ein Luftleitelement (15) angeformt ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Trägerelement (9) im Bereich seiner Verbindungsöffnung (13) einen Luftmassenmesser (16) trägt.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfilterelement (1) rohrförmig ausgebildet ist.
7. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseboden (2) eine seitliche Einlassöffnung (4) für die ungefilterte Luft und der Gehäusedeckel (3) eine seitliche Auslassöffnung (7) für die gefilterte Luft aufweist.
Gehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseboden (2) eine zentrale Öffnung (12) aufweist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (3) eine wandseitig umlaufende Auflageschulter (14) aufweist.
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