空气过滤器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种空气过滤器(1)，特别用于内燃机的新鲜空气系统，优选用于机动车，包括外罩(2)、中间板(3)，并具有通道口(9)和过滤元件(4)，外罩(2)具有第一外罩壳(5)和第二外罩壳(6)，中间板(3)在外罩(2)中使粗制室(7)与清洁室(8)隔开，过滤元件(4)被安装在通道口(9)中。当过滤元件(4)具有环绕的密封件(15)，以及中间板(3)在其邻接通道口(9)的内侧边缘(17)上具有环绕的密封件轮廓(18)时，提供有效的密封，前述密封件(15)安置在所述密封件轮廓(18)上。
【专利说明】空气过滤器
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有权利要求1的前述部分特征的空气过滤器，特别用于内燃机的新鲜空气系统，优选用于机动车。此外，本发明涉及所述空气过滤器的制造方法。
【背景技术】
[0002]DE102006039952A1公开了一种空气过滤器，包括外罩、中间板和过滤元件。外罩具有第一外罩壳和第二外罩壳。中间板在外罩中使粗制室与清洁室隔开，并具有通道口。过滤元件安装在通道口中。通过将中间板用作用于过滤元件的载体，关于过滤元件形状的大幅独立成型，可构造该外罩。由此，可更好地利用可用的结构空间。
[0003]人们已经发现外罩中清洁室和粗制室之间的致密分隔是个问题。
[0004]本发明致力于为发明背景中所提及类型的空气过滤器提供改善的实施方式的问题，该改善的实施方式特别以有效的密封来区别。此外，还针对简单组装的能力。
[0005]根据本发明该问题通过独立权利要求的主题解决。有利的实施方式是从属权利要求的主题。
【发明内容】
[0006]本发明基于以下总体思想:使过滤元件装配有围绕的密封件，处于组装状态的该围绕的密封件以密封方式倚靠围绕的密封件轮廓，其中该密封件轮廓构建在内部边缘上，该内部边缘邻接中间板的通道口。以此方式，过滤元件使通道口以气密方式(gas-tightmanner)或对应地空气气密方式(air-tight manner)闭合,从而空气不可避免地必须流经过滤元件，以从粗制室来到清洁室。
[0007]这种中间板的使用使得特别能在不同的外罩内容纳相同的过滤元件，或在相同的外罩内布置不同的过滤元件。在这些情况下，上述中间板用作适配器。
[0008]此时的中间板优选为相对于两个外罩壳的单独的组件。其上安装有密封件的过滤元件为相对于中间板和两个外罩壳的单独的组件。优选地，外罩以两个壳型的结构实现，使得只提供两个外罩壳，该两个外罩壳与中间板一起完成外罩。在此情况下，清洁室由中间板和一个外罩壳或第一外罩壳界定，而粗制室由中间板和另一个外罩壳或第二外罩壳界定。
[0009]根据特别有利的实施方式，另外可以提供一个固定架，该固定架围绕密封件背离密封件轮廓的一侧沿着过滤元件延展，并被紧固在中间板上。利用所述固定架，一方面通过提高的可靠性可确保牢固性，因为利用上述固定架在密封件的区域中产生了固定的支撑。通过固定架的安装，密封件被布置在密封件轮廓和固定架之间。
[0010]相对于中间板和两个外罩壳，所述固定架优选为独立的组件。相对于装配有所述密封件的过滤元件，该固定架也是独立的组件。
[0011]根据另一有利的实施方式，所述固定架可使密封件抵靠密封件轮廓预先绷紧，这改善了密封件的功效。
[0012]在进一步有利的另一实施方式中，所述密封件可与过滤元件稳固地连接。另一方面，所述固定架优选相对于过滤元件松弛布置。由此过滤元件可借由固定架紧固在中间板上。换句话说，过滤元件借由通道口区域中的密封件安装至中间板中，由此过滤元件的定位发生在中间板上。通过固定架的安装，从而发生过滤元件紧固在中间板上。因此，可执行在中间板上单独固定或直接固定过滤元件。具体地，因此，过滤元件可仅仅借由上述固定架紧固在中间板上。
[0013]有利地，固定架可借由夹具元件紧固在中间板上，这简化了安装，因为可执行独立的紧固装置。具体地，此处的夹具元件可一体化地形成在固定架上，这降低了制造成本。
[0014]所述中间板可以与固定架的夹具元件互补的方式具有反夹具元件,该反夹具元件与固定架的夹具元件共同作用于使固定架紧固在中间板上。所述反夹具元件简化了安装。此时也是有利的是在中间板上一体化形成所述反夹具元件，以降低制造成本。
[0015]密封件在其背离密封件轮廓的一侧可形成优选闭合的环绕密封件槽，该密封件槽特别具有U型横截面剖面。由此，上述密封件在径向具有一定的弹性，从而该密封件可以径向预应力径向抵靠密封件轮廓。此外，基本能在固定架上形成环绕边缘，该环绕边缘至少部分突出进入密封件的槽中。例如，轴向预应力可通过环绕边缘转移至密封件上。在此范围内，随着环绕边缘以与槽互补的方式形成，径向预应力也可通过该环绕边缘导入密封件中。
[0016]根据另一有利的实施方式，所述密封件轮廓可形成优选闭合的环绕轮廓槽，该环绕轮廓槽有利地具有U型横截面剖面。上述密封件被安装至该轮廓槽中。因此，借由上述槽限定了用于密封件的支架，这简化了安装和有效密封的实现。具体地，密封件和槽可几何上彼此共同作用，使得密封件内部轴向和径向抵靠密封件轮廓，同时外部径向抵靠密封件轮廓。因此，密封效果具有特别高的质量。可选地，另外可提供密封件可浸入槽中深至它也轴向抵靠密封件轮廓。
[0017]有利地，在另一实施方式中可提供，固定架具有优选闭合的环绕边缘，其外轮廓以与槽的外壁内轮廓互补的方式成型。因此，固定架也可通过其边缘使其中安装有密封件的槽闭合。具体地，此时固定架的边缘可至少部分浸入槽中。
[0018]根据另一实施方式，中间板可在其环绕的外侧边缘被焊接，使得第一外罩壳的边缘面向第二外罩壳。这种焊接连接可被相对简单地产生，并在第一外罩壳和中间板之间产生有效密封。
[0019]在另一实施方式中，中间板可在其环绕的外侧边缘借由夹具元件紧固至第二外罩壳面向第一外罩壳的边缘。换言之，第二外罩壳不直接被紧固至第一外罩壳，而是被直接紧固至中间板，而中间板有利地被直接紧固至第一外罩壳。具体地，可提供，有利地借由夹具元件，中间板不可分离地与第一外罩壳连接，而它可分离地与第二外罩壳连接。所述夹具元件可优选整体形成在中间板上。
[0020]在另一实施方式中，中间板的内侧边缘可沿着整个外周与中间板的外侧边缘隔开。尽管内侧边缘围绕通道口，但外侧边缘轴向布置在外罩壳彼此相对的边缘之间。通过内侧边缘和外侧边缘之间的距离，内侧边缘的几何形状可完全独立于外侧边缘的几何形状成型。此外，过滤元件由此被外罩内的空气本体(air volume)完全围绕。所述空气本体形成用于过滤元件，特别是用于密封件的热绝缘。
[0021]当一种温度稳定性低于外罩壳和中间板的温度稳定性的材料用于过滤元件的密封件时，此处提供的构造类型的特别优点显现。与外罩壳的典型塑料相比，高级别的密封材料具有相对低的温度稳定性。通常，空气过滤器被布置在汽车的发动机室内，使得在内燃机的运行期间，在空气过滤器的区域中可出现超过密封材料的阈值温度的温度。通过过滤元件的定位，该过滤元件此处借由中间板提供在过滤器外罩内部，密封件的热负荷可被显著降低。这特别用于中间板的内侧边缘与中间板的外侧边缘隔开的情况。在内燃机的运行期间，此外持久吸入新鲜空气，由此使过滤元件和密封件冷却。当关闭内燃机时，空气本体形成围绕过滤元件的密封件的绝缘，这保护密封件不受来自外界作用的热的影响。这在后加热阶段期间特别有利，后加热阶段在内燃机关闭后立即出现，并且在后加热阶段中不再有新鲜空气吸入，而内燃机由于进行燃烧过程仍然非常热，因此放出大量的热。
[0022]在另一有利的实施方式中，过滤元件可被构造为平的，并处于过滤器平面中。平的过滤元件也可设计为板式过滤器。它们可具有矩形外部轮廓，并可有利地具有折叠的过滤材料。中间板在邻接内侧边缘的区域中可被构造为平的，并可处于板平面中。有利地，过滤器平面和板平面此时相对于彼此可以是倾斜的。由此，将过滤元件定位在外罩的内部，完全独立于外罩壳之间的分隔平面的位置，从而过滤器外罩的构造可取决于结构空间并独立于过滤器元件的几何形状的条件来进行。
[0023]本发明还涉及一种用于制造所述空气过滤器的方法。根据本发明的制造方法，首先中间板被紧固至第一外罩壳，例如借由焊接法。然后，过滤元件被安装至中间板的通道口中，使得密封件抵靠密封件轮廓。因此，为了将过滤元件固定在中间板上，安装固定架。此时有利地，固定架被夹在中间板上。最后，第二外罩壳被紧固至中间板，有利地通过夹具紧固。因此，产生特别易于实现并能手动进行的空气过滤器的组装。
[0024]本发明的其它重要特征和优点来自于从属权利要求、附图，以及基于附图的各个图的相关描述。
[0025]应理解的是上述提及和下文将要进一步解释的特征不仅能以分别描述的组合使用，还能以其它组合使用，或单独使用，而不背离本发明的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]本发明的优选示例性实施方式示于附图中，并在以下说明中得到更详细地解释，其中相同的附图标记指代相同或相似或功能相同的组件。
[0027]分别示意性示出了:
[0028]图1:空气过滤器的侧视图，部分截面；
[0029]图2:空气过滤器的分解等距图；
[0030]图3?10:不同制造阶段的空气过滤器的等距图。
【具体实施方式】
[0031]根据图1?10，有利地用于内燃机的新鲜空气系统，即优选地用于机动车中的空气过滤器I包括外罩2、中间板3和过滤兀件4。外罩2具有第一外罩壳5和第二外罩壳6。中间板3使外罩2中的粗制室7与清洁室8隔开并具有通道口 9。过滤元件4被安装在通道口 9中。第一外罩壳5在清洁侧具有空气出口 10。第二外罩壳6在粗制侧具有空气入口
11。中间板的外侧边缘12被布置在第一外罩壳5的边缘13和第二外罩壳6的边缘14之间。[0032]过滤元件4具有环绕的密封件15，其有利地由适宜的密封材料制得。此时，密封件15可被注射到过滤元件4的过滤主体16上或在过滤元件4的过滤主体16上形成泡沫。过滤主体16由过滤材料构成，该过滤材料特别可形成为网状并可折叠。优选地,过滤材料和密封材料不同。例如，密封件15由聚氨酯构成，即特别由聚氨酯泡沫构成。
[0033]中间板3具有内侧边缘17，该内侧边缘17环绕通道口 9并具有环绕的密封件轮廓
18。在组装状态时，密封件15抵靠密封件轮廓18。
[0034]此处提供的空气过滤器I另外还包括固定架19。固定架19被布置在密封件15背离密封件轮廓18的一侧上。此时，固定架19被紧固至中间板3，例如在内侧边缘17的区域中。此外，固定架19以闭合方式在圆周方向上沿着过滤元件延伸。在组装状态时，密封件15被布置在密封件轮廓18和固定架19之间。有利地，固定架19可将密封件15预先压靠密封件轮廓18。
[0035]密封件15有利地与过滤元件4稳固地连接。如此处所述，密封件15可注射或形成泡沫至过滤主体16上。固定架19相对于过滤元件4松弛布置，因此，使得在固定架19和过滤元件4之间不存在固定的连接。过滤元件4当前借由固定架19紧固在中间板3上。此时，固定架19可有利地借由夹具元件20被紧固至中间板3。在此实施例中，这些夹具元件20—体地形成在固定架19上。在此实施例中，夹具元件20与夹具元件21共同作用，用于将固定架19紧固在中间板3上，夹具元件21被构建在中间板3上。有利地，在中间板3上还一体地形成反夹具元件21。在此实施例中，反夹具元件21布置在内侧边缘17的区域中。
[0036]在背离密封件轮廓18的一侧，密封件15可具有闭合的环绕槽22，该环绕槽22具有U型或V型横截面剖面。
[0037]密封件轮廓18则具有闭合的环绕槽23，该环绕槽23具有U型横截面剖面。密封件15被安装入密封件轮廓18的槽23中。有利地，密封件轮廓18的密封件15和槽23几何上彼此共同作用，使得密封件内部径向地抵靠密封件轮廓18，同时外部径向地抵靠密封件轮廓18。密封件15的槽22此时能实现密封件15的径向弹性，这导致密封件15在密封件轮廓18上内部径向和外部径向地径向预先形成应力。在此实施例中，在图1中，轴向距离在密封件15和密封件轮廓18之间轴向可见，使得密封件15和密封件轮廓18之间不存在轴向接触。然而，同样，容易想到如下构造，密封件15另外还与密封件轮廓18轴向接触。
[0038]固定架19具有闭合的环绕边缘24，其外部轮廓有利地以与密封件轮廓18的槽23的外壁25的内部轮廓互补的方式成型。在组装状态时，固定架19由此可通过其边缘24使密封件轮廓18的槽23闭合。相似地，支架24在此可至少部分地浸入所述槽23中。
[0039]在完成的组装状态时，将中间板3在其外侧边缘12处与第一外罩壳5的边缘13焊接。此外，中间板3借由夹具元件26被紧固至第二外罩壳6的边缘14。这些夹具元件26还有利地一体地形成在中间板3上。
[0040]如特别从图4可见，中间板3的内侧边缘17沿着整个圆周与中间板3的外侧边缘12隔开。此外，过滤元件4被构造为平的过滤元件4，具体为板式过滤元件，使得其位于图1中用虚线表示的过滤平面27中。中间板3在区域28中被构造为平的，区域28邻接内部边缘17，并在基本为圆周的截面上环绕内侧边缘17，使得所述区域28位于图1中用虚线表示的板平面29中。由此可见，过滤平面27和板平面29以彼此倾斜的方式延伸。[0041]有利地，空气过滤器I的所有组件由塑料制成，其中可将相同的塑料用于外罩壳
5、6，中间板3和固定架19。过滤元件4的过滤主体16有利地由与密封件15的密封材料不同的塑料制成，其中至少密封件15的密封材料由与外罩壳5、6，中间板3和固定架19不同的塑料构成。
[0042]密封件15的密封材料的耐温性低于外罩壳5、6和/或中间板3的材料的耐温性。为了保护密封件15不受太大的热作用影响，密封件15以距边缘12 —定距离安装，以环绕方式提供。因此，以环绕方式形成的空气本体存在于边缘12和密封件15之间，该空气本体形成不受太大的热作用影响的保护，特别在关闭内燃机的后加热阶段期间。此时在区域28中形成空气本体，如特别可从图4看出。
[0043]以下借助于图3至图10更详细地解释用于制造所述空气过滤器I的方法。
[0044]根据图3，首先中间板3被紧固至第一外罩壳5。此时优选焊接工艺，特别是摩擦焊接法或激光焊接法。
[0045]根据图4，此时存在由第一外罩壳5和中间板3构成的套件，其含有清洁室8。
[0046]根据图5，此时安装了过滤元件4，其中过滤元件4用其过滤主体16使通道口 9闭合。与此同时，密封件15此时被安装在密封件轮廓18的槽23中。
[0047]根据图6,此时存在第一外罩壳5、中间板4和过滤兀件4的套件。
[0048]根据图7，然后安装固定架19。即，固定架19被紧固至中间板3上，其中夹具元件20与反夹具元件21共同作用。
[0049]根据图8，此时存在由第一外罩壳5、中间板3、过滤元件4和固定架19装配地构成的套件，其含有清洁室4。
[0050]因此，根据图9，第二外罩壳6被安装在前述套件上。为此，第二外罩壳6被紧固在中间板3上，即借由夹具元件26夹住。
[0051]最后,根据图10,存在完整的空气过滤器I,其由第一外罩壳5、中间板3、过滤兀件
4、固定架19和第二外罩壳6构成。
【权利要求】
1.一种空气过滤器，特别用于内燃机的新鲜空气系统，特别用于机动车，包括: 外罩(2),所述外罩(2)具有第一外罩壳(5)和第二外罩壳(6)； 中间板(3)，所述中间板(3)在所述外罩(2)中使粗制室(7)与清洁室⑶隔开，并具有通道口(9)； 过滤元件(4),所述过滤元件(4)被安装在所述通道口(9)内； 其特征在于， 所述过滤元件(4)具有环绕的密封件(15)； 所述中间板(3)在邻接所述通道口(9)的内侧边缘(17)上具有密封轮廓(18)，前述密封件(15)放置在所述密封件轮廓(18)上。
2.根据权利要求1所述的空气过滤器，其特征在于，包括固定架(19)，所述固定架(19)围绕所述密封件(15)背离所述密封件轮廓的一侧沿着所述过滤元件(4)延伸，并被紧固至所述中间板(3)。
3.根据权利要求2所述的空气过滤器，其特征在于， 所述固定架(19)使所述密封件(15)预应力抵靠所述密封件轮廓(18)。
4.根据权利要求2 或3所述的空气过滤器，其特征在于， 所述密封件(15)稳固地与所述过滤元件(4)连接。
5.根据权利要求2至4中一项所述的空气过滤器，其特征在于， 所述固定架(19)相对于所述过滤元件(4)松弛布置。
6.根据权利要求2至5中一项所述的空气过滤器，其特征在于， 所述过滤元件⑷借由所述固定架(19)紧固在所述中间板(3)上。
7.根据权利要求2至6中一项所述的空气过滤器，其特征在于， 所述固定架(19)借由夹具元件(20)紧固在所述中间板(3)上，其中特别能提供所述夹具元件(20) —体地形成在所述固定架(19)上。
8.根据权利要求7所述的空气过滤器，其特征在于， 所述中间板⑶具有反夹具元件(21)，所述反夹具元件(21)与所述固定架(19)的夹具元件(20)共同作用于将所述固定架(19)紧固在所述中间板(3)上，其中特别能提供所述反夹具元件(21) —体地形成在所述中间板(3)上。
9.根据权利要求1至8中一项所述的空气过滤器，其特征在于， 所述密封件轮廓(18)形成环绕的槽(23)，在所述槽(23)中安装有所述密封件(15)，其中特别能提供所述密封件(15)和所述槽(23)几何上彼此共同作用，使得所述密封件(15)内部径向及外部径向地抵靠所述密封件轮廓(18)。
10.根据权利要求2和9所述的空气过滤器，其特征在于， 所述固定架(19)具有环绕的边缘(24)，所述边缘(24)的外部轮廓以与所述槽(23)的外壁(25)的内部轮廓互补的方式成型。
11.根据权利要求1至10中一项所述的空气过滤器，其特征在于， 所述中间板(3)在所述中间板(3)的环绕的外侧边缘(12)处与所述第一外罩壳(5)面向所述第二外罩壳(6)的边缘(13)焊接。
12.根据权利要求1至11中一项所述的空气过滤器，其特征在于， 所述中间板⑶在所述中间板⑶的环绕的外侧边缘(12)处借由夹具元件(26)被紧固至所述第二外罩壳(6)面向所述第一外罩壳(5)的边缘(14)，其中特别能提供所述夹具元件(26) —体地形成在所述中间板(3)上。
13.根据权利要求1至12中一项所述的空气过滤器，其特征在于， 所述中间板⑶的内侧边缘(17)沿着整个外周与所述中间板(3)的外侧边缘(12)分隔开。
14.根据权利要求1至13中一项所述的空气过滤器，其特征在于， 所述密封件(15)的温度稳定性低于所述外罩壳(5,6)和所述中间板(3)的温度稳定性。
15.根据权利要求1至14中一项所述的空气过滤器，其特征在于， 所述过滤元件(4)被构造为平整的，并位于过滤平面(27)中； 所述中间板(3)在邻接所述内侧边缘(17)的区域(28)中被构造为平整的，并处于板平面(29)中； 所述过滤平面(27)以相对于板平面(29)倾斜的方式延伸。
16.一种用于制造根据权利要求1至15中一项所述的空气过滤器(I)的方法，包括以下步骤: 将中间板(3)紧固在所述第一外罩壳(5)上； 将所述过滤元件(4)安装至所述通道口(9)中，使得所述密封件(15)抵靠所述密封件轮廓(18)； 放置所述固定架(19)以用于将所述过滤元件⑷稳固在所述中间板(3)上； 将第二外罩壳(6)紧固在所述中间板(3)上。
【文档编号】B01D46/10GK104024622SQ201280057551
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年11月27日 优先权日:2011年12月1日
【发明者】斯文·亚历山大·凯泽 申请人:马勒国际有限公司