过滤元件以及具有过滤元件的过滤系统的制作方法
过滤元件以及具有过滤元件的过滤系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种过滤元件（10），其包括带有纵轴线（L）的过滤体（12）、布置在端侧（15）上的敞开的或者封闭的第一端部盘（16）以及布置在对置的端侧（17）上的第二端部盘（18），其中所述第二端部盘（18）具有密封结构（24），由此在将所述过滤元件（10）装入到壳体中时能够相对于所述壳体（108）的内部区域（118）密封所述第二端部盘（18）与所述壳体（108）的盖子（110）之间的区域（119）。本发明还涉及一种用于可更换地装入这种过滤元件（10）的过滤系统（100）。
【专利说明】过滤元件以及具有过滤元件的过滤系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种过滤元件、尤其用作内燃机的空气过滤器的过滤元件以及装入这种过滤元件的过滤系统。
【背景技术】
[0002]由DE 29780439 Ul公开了空气过滤器结构，其中如此构造所述过滤元件和壳体，从而进行“预净化”过程，该过程已经将粗糙的脏物从空气中除去了，在其与过滤元件接触之前。例如为在那里转入的空气流构造壳体，该空气流首先围绕过滤元件地(或者限制在其上地)转入回路流动中或者螺旋状的模型中，从而由于旋流作用已经将粗糙的脏物颗粒或者浮尘颗粒分离。
[0003]在常规的系统中，将显著程度的湍流与进入系统中的入口上的空气流进行连接。这种湍流会相应负面地影响预分离的效果。因此在一些系统中所述壳体包括内部结构防止这一情况。其能够提前用较大的浮尘颗粒添加过滤介质。此外，所述浮尘颗粒会在其以较大速度引向过滤介质上时损坏过滤介质。
[0004]此外，在DE 29780439 Ul中提出一种完整的过滤装置，其包括壳体、可移动的并且可替换的过滤元件、基本上如上所述，以及预净化装置，如此构造并且布置该预净化装置，使得空气切向地得到引导，当其进入壳体中时；也就是说在圆形的或者螺旋形的流动模型中，该流动模型限定了过滤元件或者至少在一开始基本上围绕过滤元件引导。
【发明内容】
[0005]本发明的任务是提出一种具有改进的流动特性的过滤元件，其实现了粗糙的脏物颗粒的有效的预分离。
[0006]本发明的另一任务是实现一种用于容纳这种可更换的具有改进的流动特性的过滤元件的过滤系统，其实现了粗糙的脏物颗粒的有效的预分离。
[0007]所述任务根据本发明的方面在一种过滤元件中得到解决，其中第二端部盘具有密封结构，由此在将过滤元件装入壳体中时第二端部盘和壳体盖子之间的区域能够相对于壳体内部区域进行密封。
[0008]本发明的有利的设计方案和优点从其他权利要求、说明以及附图中获得。
[0009]提出一种过滤元件，该过滤元件包括具有纵轴线的过滤体、布置在端侧上的敞开的或者封闭的第一端部盘以及布置在对置的端侧上的第二端部盘。在此，该第二端部盘具有密封结构，由此在将过滤元件装入壳体中时能够将第二端部盘和壳体盖子之间的区域相对于壳体内部区域进行密封。优选所述第一端部盘是敞开的，也就是说具有中央开口用于导出经过过滤的流体，并且所述第二端部盘构造成封闭的。然而本发明也能够考虑用在具有两个敞开的端部盘或者在敞开的第一端部盘上具有单个或者额外的密封结构的结构中。
[0010]所述过滤元件有利地如此布置在过滤系统中，使得有待过滤的介质也就是例如载有灰尘的空气通过入口流入壳体中并且切向地在过滤元件上滑过，该过滤元件的过滤体特地为有待过滤的介质构造成可渗透并且在两个端部上通过端部盘封闭，其中一个端部盘通常对于有待过滤的介质来说是不可渗透的。通过切向地流过过滤元件将流动置于围绕过滤元件旋转的运动之中，也就是旋流运动中。在这种旋流预分离中通过流体的旋转将离心力作用到空气中可能的粗糙的灰尘以及脏物颗粒上，由此能够大部分地预分离这些颗粒。现有技术中，过滤元件的封闭的端部盘和壳体盖之间的区域能够由有待过滤的介质流过，由此一方面能够引起壳体内部区域中的湍流，该湍流会降低旋流效果的效率，另一方面能够将一部分粗脏物沉积在端部盘的区域内。因此，按本发明所述端部盘具有密封结构，该密封结构在将过滤元件装入壳体中时将端部盘和壳体盖子之间的区域与壳体其余内部区域进行密封。在此，该密封结构例如能够构造成弹性环，该弹性环在端部盘的高度上或者其下方直接抵靠在过滤体的外周上。如果壳体的盖子经由过滤元件套装到壳体上，那么盖子的合适构造的内轮廓例如以抵靠在内部的盖子凸缘(Deckelbund)的形式滑到密封结构上并且如此经由密封结构将空间也就是在端部盘区域内相对于过滤系统的其余内部空间进行密封。环状式的所述密封结构能够通过各个接片与端部盘连接，从而在套装盖子时即使公差位置很窄也负责使密封结构不能向下推以及如此损失密封作用。为了实现密封结构的可靠的密封作用，有利的是所述密封结构的外直径构造得大于位于内部的盖子凸缘的内直径，其中根据所选择的材料零点几毫米的重叠足够了。所述密封结构例如以密封唇的形式狭窄地抵靠到位于内部的盖子凸缘的轮廓上。由此，端部盘和盖子之间的区域不能再环流并且降低有待过滤的介质的湍流。由此，有利地明显提高了过滤系统的预分离度，因为所述流动能够更好地跟随所希望的旋流运动并且在壳体外壁上分离粗糙的脏物颗粒并且能够通过脏物出口排出。因为端部盘和盖子之间的区域位于流动路径外面，所以在壳体中旋转的空气流的在那里出现的漩涡以及偏转只是不需要对过滤系统的压力损耗作出贡献。旋转流的动能在那里不能有效地用于分离脏物。
[0011]尤其当密封结构的密封作用是密封粉尘的，从而实现所述作用和优点时就已经足够了。因此完全流动密封的或者水密封的密封是有利的，然而在技术上不是强制需要的。
[0012]所述密封结构能够有利地环状地包围第二端部盘的周边。该密封结构例如能够以O形环的形式包围端部盘，该O形环抵靠在端部盘的径向外面的周边上。由此能够实现端部盘与壳体盖子之间区域的非常可靠以及均匀的密封。通过O形环的厚度能够合适地调节过滤元件与盖子内直径的配合度，从而实现将盖子简单地装配到壳体上和/或过滤元件的装配，并且在另一侧上实现可靠的密封。
[0013]此外，所述密封结构段状地常规或者非常规地中断。这种布置能够在操作很不灵活地实现盖子的装配时证实是有利的。通过这种中断的密封结构能够实现更简单的装配，并且用有待过滤的介质抑制端部盘和盖子之间区域的环流能够与在连续的布置中实现的类似地起作用。
[0014]在有利的实施方式中，所述密封结构具有径向向外指向的密封面、尤其用于密封盖子的朝向壳体内腔收缩的壁段或者框架(Zarge)的密封面。这具有以下优点，即在密封结构上在运行中不需要通过过滤元件的预张紧在壳体中形成的持续的轴向力，这种力会额外地提高过滤元件的轴向载荷。
[0015]在另一有利的实施方式中，所述密封结构由环状地围绕端部盘的径向外周环绕的密封唇形成。该密封唇优选超出过滤体的周边和/或端部盘的径向外表面延伸出来。
[0016]所述密封结构能够有利地喷射到第二端部盘上。这简化了过滤元件的装配，因为密封结构以这种方式在支承时不会丢失或者在装配时能够移动。无论如何，配合过滤元件的密封结构也存在于装配中并且不能互换。通过能够事后喷射密封结构，也能够为密封作用选择具有配合的弹性的材料并且不固定到端部盘的材料上。
[0017]另一方面在另一有利的设计方案中也能够将密封结构与第二端部盘构造成一体的。如果端部盘的材料要具有适合于密封作用的弹性，那么该密封结构也能够与端部盘在工作流程中喷射到过滤体上并且如此与端部盘构造成一体的。这示出了成本非常低廉的形式，用来转换额外的密封结构。上面所述的优点也适用于此，即密封结构不会丢失并且也能够不互换。
[0018]优选所述第一和/或第二端部盘由可在注型壳中加工的浇注材料例如聚氨脂或者优选聚氨脂泡沫形成。在此，所述过滤体能够在浇注过程中嵌入端部盘材料中。在此，密封结构的外部形状能够以简单的方式通过注型壳在有待形成的端部盘的径向外部的区域内预先给出。
[0019]在有利的设计方案中，所述过滤体例如能够由锯齿状折叠的(起褶的)过滤折叠式结构(filterbalg)制成并且构造成环状封闭的。所述褶皱例如能够通过用于更长的过滤体的计量褶皱或者旋转褶皱制成。所述过滤折叠式结构例如能够由纸或者由纤维素或者由塑料和纤维素组成的混合纤维制成。所述过滤折叠式结构还能够以滑动表面进行滚压处理和/或构造以不同压模设计的表面用于加固和/或建立用于灰尘堆积的空腔。所述过滤折叠式结构能够具有涂层和/或防水件用于挡住湿气。也能够替代地涂有纳米纤维。所述过滤体还能够用纤维卷轴在结构上进行强化。这种材料作为过滤介质的使用是用于实现这种过滤元件的非常经济的方案。同时，所描述的造型提供了稳定的装置，从而给出了过滤体的自承载的结构并且由此给出了有利的装配特性。
[0020]所述过滤元件能够有利地用作空气过滤器尤其内燃机的空气过滤器。内燃机的可靠的运行也以可靠并且有利地过滤用于燃烧运行的吸入空气为基础。为此，所描述的过滤元件是经济的方案。
[0021]同样有利的是，所述过滤元件用作颗粒过滤器尤其内燃机的颗粒过滤器。在此，所描述的过滤元件的可靠的装配以及经济的可更换性也有着决定性的意义。
[0022]本发明根据另一方面涉及一种具有按本发明的过滤元件的过滤系统，其包括基本上围绕纵轴线同心构造的壳体、同样围绕纵轴线同心构造的用于封闭所述壳体的盖子、布置在壳体和/或盖子上的用于输送有待过滤的介质尤其空气的入口、在盖子或者壳体上朝向壳体内腔收缩的壁段或者框架，其中在壳体上相对于纵轴线同心地设置有用于导出经过过滤的介质的出口，所述过滤元件的密封结构如此抵靠在所述框架上，使得沿轴向在端部盘与盖子或者壳体之间形成的容积区域与壳体的、环状地包围所述过滤体的、通流的区域分开。
[0023]在此，在壳体上在出口区域中能够设置密封结构，该密封结构与过滤元件的第一端部盘的径向密封相对应，其中所述过滤元件可更换地布置在过滤系统的壳体中。在此，这种过滤系统的重要优点在于过滤元件的可靠并且稳定的装配以及在维护中过滤元件的非常经济的可更换性。刚好在较低的使用寿命中，如其在农业机械和建筑机械使用中出现的那样，快速的可更换性有着较大的意义。
[0024]有利地能够在过滤系统的入口区域内设置旋流分离器并且在壳体或者盖子上设置脏物出口。所述旋流分离器包括将有待过滤的介质进行旋转的引导几何形状。入口优选切向地指向壳体的内部空间，优选在壳体的出口侧的端部上，从而将流动强制变为围绕过滤元件的旋转运动。通过这种旋转将赃物集中在壳体壁的区域内并且在合适的位置上例如在壳体盖上在壳体的对置于出口端部的端部上通过脏物出口排出。通过从优待过滤的空气中预分离大部分脏物能够决定性地延长原本的过滤元件的使用寿命。
[0025]所述密封结构优选径向地相对于所谓的框架进行密封。柱形的管状的壁定义为框架，该壁轴向从壳体的盖子(或者也从出口区域中其他的壳体部件)经由过滤元件的长度的一部分(例如过滤元件的长度的百分之20到40之间)延伸到壳体内腔中并且在此优选同轴地包围过滤元件。在壳体或者说盖子的外壁与所述框架之间，由此形成了环状的流动区域，在该流动区域中流体能够自由旋转。所述框架以较小的距离、优选小于1mm的距离、特别优选小于5mm的距离包围过滤元件。所述密封结构优选径向尤其密封地抵靠在框架上。惊人地指出，在端部盘和盖子之间的区域的由此实现的密封以及由此该区域与壳体的通流区域之间的分隔获得了旋流-预分离功效的改进。
[0026]当盖子或者其他壳体部件的朝向壳体内腔收缩的壁段或者框架延伸到过滤元件的端部盘处，从而使得密封结构抵靠在框架上时，与没有沿着过滤体延伸的框架的、同样在端部盘和盖子之间的区域中仍发生流动旋转的过滤系统相比，通过按本发明的密封件同样存在积极的作用。
[0027]根据本发明的另一设计方案，次级元件能够布置在过滤元件的内部。能够由承载结构以柱形设计构成的次级元件具有以下任务，即在更换过滤元件时保持过滤系统的出口继续封闭，从而没有脏物会进入该区域中，而净化或者更新过滤元件，其中所述承载的结构用可渗透的过滤介质例如毛毡覆盖。能够相对于过滤系统的纵轴线同心地布置在过滤元件内部的次级元件例如通过螺栓连接与壳体连接并且相对于壳体设有密封件。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]其他优点从下面的【专利附图】
【附图说明】中获得。在附图中示出了本发明的实施例。附图、说明书以及权利要求包含大量组合特征。本领域技术人员也有针对性地单个考虑所述特征并且总结出其他有意义的组合。
[0029]附图示例性地示出:
图1是按本发明实施例的过滤系统的透视图，其具有切向的入口、中央的出口以及底部的脏物出口；
图2是按本发明实施例的过滤系统的纵剖图；
图3是按本发明实施例的具有喷射在第二端部盘上的密封结构的过滤元件；
图4是按本发明实施例的过滤系统的盖侧部件的剖面，其示出了喷射在第二端部盘上的密封结构。
[0030]在附图中相同的或者同类的组件设有相同的附图标记。附图仅仅示出了例子并且不限制于此。
【具体实施方式】
[0031]图1示出了按本发明实施例的过滤系统100的透视图，该过滤系统例如能够用作内燃机的空气过滤器，其具有切向的入口 102、壳体端侧上的中央出口 104以及底侧的脏物出口 106。示出了圆形过滤器结构，其由壳体108组成，该壳体用盖子110例如借助螺栓连接或者插接连接封闭。在作为空气过滤系统的使用中，载有灰尘的空气流入入口 102，该入口切向于内部装入的空气过滤元件进行布置，使得壳体108内部的空气通过过滤元件上的流入保护件置于旋转运动之中。在附图中没有示出过滤元件和流入保护件。通过由空气的旋转运动引起的旋流作用使得离心力作用到流动空气的灰尘颗粒上，使得其能够部分地在壳体壁上分离并且通过脏物出口 106从过滤系统100中流出。由此极少地加载过滤元件，提高了过滤元件的使用寿命。净化的空气能够通过中央的出口 104从壳体108中排出。
[0032]在图2中示出了按本发明实施例的过滤系统100的纵剖面，其具有切向的入口102、中央的出口 104以及底侧的脏物出口 106。过滤系统100的壳体108在其端侧120上用盖子110封闭。基本上由围绕纵轴线L同心的过滤体12组成的过滤元件10在两个对置的端侧15、17上用敞开的第一端部盘16以及第二端部盘18封闭，所述端部盘例如能够由聚氨脂泡沫或者弹性体制成。所述过滤体12例如能够由锯齿状折叠的(起褶的)过滤折叠式结构构成并且构造成环状封闭的。所述褶皱例如能够通过用于较长过滤体12的计量褶皱或者旋转褶皱制成。过滤折叠式结构例如能够由纸、纤维素或者由塑料和纤维素组成的混合纤维制成并且以滑动表面滚压处理和/或构造以不同压模设计的表面用于加固和/或建立用于灰尘堆积的空腔。所述过滤折叠式结构能够具有涂层和/或防水件用于挡住湿气。也能够替代地涂有纳米纤维。所述过滤体12还能够用纤维卷轴在结构上进行强化。
[0033]所述第二端部盘18具有支撑粒20，该支撑粒从第二端部盘的轴向外表面轴向向外延伸并且圆形地优选通常围绕纵轴线L隔开地布置并且在装入容纳的壳体108中时抵靠在盖子10的内表面例如内部的盖轮廓114上地轴向支撑在盖子110上。在所述过滤元件10的内部50，壳体固定的支撑管14围绕纵轴线L同心地布置并且在支撑管14的出口侧的端部上固定地与壳体108连接。第二端部盘18的面对支撑管14的表面位于支撑管14的面对端部盘18敞开的端部上。如果在盖子110封闭时将盖子110的内部的盖轮廓114压到端部盘18上，那么该力通过端部盘18经由支撑粒20传递到端部盘18上，该端部盘能够进一步支撑在支撑管14上。以这种方式将过滤元件10经由第二端部盘18轴向地朝盖子110并且由此朝壳体108张紧并且由此固定支承在过滤元件10的端侧17、盖子侧的端部上。因为所述支撑粒20将端部盘18与盖子110隔开，所以在盖子110和端部盘18之间形成了没有由材料填充的敞开的区域119，也称作死容积。
[0034]此外，在内部的盖轮廓114中安置了肋状的突起12，用该突起能够啮合或者抓住第二端部盘18的弹性材料，从而由此在运行中振动时保障过滤元件10防止可能的扭转。此夕卜，也能够在支撑管14的面对端部盘18的端部上考虑凹处22，该凹处实现了支撑管14与端部盘18的进一步啮合或者抓住,从而确保由振动引起的过滤元件10的进一步扭转止动。
[0035]在过滤元件10的对置的端侧15上，在第一端部盘16上安置了径向密封件26，该径向密封件与壳体108的密封轮廓116相对应，也就是说密封地抵靠在其上并且过滤元件10借助于其朝过滤的空气空间封闭未过滤的空气空间。
[0036]载有灰尘的空气能够通过入口 102沿着箭头方向40流入，该入口在这种情况下作为切向的入口示出并且通过空气的借助于旋流分离器36引起的旋转运动实现旋流运行。灰尘颗粒能够通过旋转运动部分预分离地沉积在内部的壳体壁上并且通过脏物出口 106在将过滤壳体108装入水平位置中时通过重力向下从过滤系统100中排空。这种预分离发生在壳体的内部区域118中，优选发生在壳体108的内部上，在该区域中载有灰尘的空气能够自由流动。在第二端部盘18和壳体108的盖子110之间布置了也能够称作死容积的区域119，该区域通过与第二端部盘18 —体地并且材料统一构造的密封结构24进行密封，从而不会在该区域119中发生环流。所述密封结构24例如能够环状地安置在端部盘18的周边上。另一方面，这不一定需要用于阻碍区域119中的环流，使得密封结构24在端部盘18的周边上连续地相对于壳体108和/或盖子110密封。所述密封结构24也能够段状地中断，从而防止环流。如在图2中所示，密封结构优选径向相对于所谓的框架240进行密封。该框架240是柱形的管状的壁，该壁轴向从壳体108的盖子110(或者也从出口 104区域中其他的壳体部件108)经由过滤元件10的长度的一部分(例如过滤元件10的长度的百分之二十和四十之间)延伸到壳体内腔中并且在此优选同轴地包围过滤元件10。在壳体108或者说盖子110的外壁与所述框架240之间，由此形成了环状的流动区域，在该流动区域中流体能够自由旋转。所述框架240以较小的距离、优选小于1mm的距离、特别优选小于5mm的距离包围过滤元件10。所述密封结构24优选径向尤其密封地抵靠在框架240上。惊人地指出，在端部盘18和盖子110之间的区域119的由此实现的密封以及由此该区域119与壳体108的通流区域之间的分隔获得了旋流-预分离效率的改进。
[0037]空气在运行时在灰尘颗粒部分分离之后进一步通过过滤体12沿着箭头方向42、44流入过滤元件的内部50。在此，灰尘壳体根据过滤介质取决于过滤介质中特定的参数。因此，根据灰尘进入情况，在一定的使用时间之后更换所述过滤元件10。过滤后的空气经由出口 104沿着箭头方向46流出。
[0038]在过滤元件10的内部50安置了次级元件28，该次级元件基本上由承载的结构、带有相对可渗透的过滤介质例如毛毡的主体52构成，并且在更换过滤元件10时保持在壳体108中用于保护例如内燃机的进一步空气引导防止进入的灰尘颗粒以及其他物质。所述次级元件28以敞开的端部54插入壳体108的出口侧部件上的壳体座58中。过滤元件10的第二端部盘18位于次级元件28的封闭的端部55上，由此在封闭壳体盖110时力能够通过端部盘18的支撑粒20导入次级元件28的构造成把手56的封闭端部中并且将次级元件28如此固定地压到其壳体座58中，用所述封闭端部能够将次级元件再从壳体座58中取出并且由此也从壳体108中取出。
[0039]如在图1和2中所示的这种过滤系统通常用在建筑机械和农业机械领域中。其突出之处在于较大的坚实度并且由于较高的过滤负载而具有很短的使用寿命。带有加载的过滤元件的过滤系统在此必须承受1kg或者更大的重量增加。
[0040]图3示出了按图2的过滤元件10的视图，其具有按本发明实施例的在第二端部盘18上一体地并且材料统一构造的密封结构24。该过滤元件10由过滤体12组成，该过滤体在两个端侧15、17上用端部盘16、18封闭。第二端部盘18在上侧上具有用于壳体中轴向张紧以及径向支撑的支撑粒20，当使用过滤元件10并且用盖子从外面封闭壳体时，在盖子上能够用端部盘18的支撑粒20张紧并且啮合过滤元件10。所述密封结构24在图3中作为径向的密封圈示出，该密封圈与端部盘18—体地构造，然而也能够在喷射过程中喷到端部盘18上，例如以双组件喷射方法实现，其中密封结构24作为软组件围绕硬的塑料喷射的端部盘结构18进行喷射。此外，所述密封结构24也能够作为中断的结构实现，因为不需要完整的密封件用于阻碍端部盘18和壳体盖子110之间区域中端部盘18的环绕。
[0041]图4示出了按本发明实施例的过滤系统100的盖子侧的部件的剖面，尤其在图1中所示的带有图2和3中所示的过滤元件的过滤系统的剖面，其中示出了与第二端部盘一体地并且材料统一地构造的密封结构24。示出了过滤元件10的由过滤体12和第二端部盘18组成的部分，并且在过滤元件10内部示出了在壳体侧装配的支撑管14以及同样安置在壳体座中的次级元件28。在过滤元件10在壳体108中的装配之后并且盖子110在端侧120上封闭之后，该盖子经由支撑粒20压到第二端部盘18上。该端部盘18在另一侧上压到支撑管14的面对端部盘18的端部上并且压到次级元件28的带有把手56的封闭的端部55上。在此，在附图中示出了以盖子110、支撑管14以及次级元件28穿过端部盘18。因为端部盘18的材料有利的是聚氨脂泡沫或者类似的弹性材料，所以端部盘18在实际中压在盖子110、支撑管14和次级元件28之间，并且如此将力从盖子110传递到支撑管14以及次级元件28上。以这种方式通过端部盘18固定地夹紧过滤元件10并且由此固定地进行支承。此外，所述端部盘18也将次级元件28固定地压到其壳体座中。
[0042]在端部盘18和盖子110之间能够看到安置在端部盘18上的密封结构24，该密封结构实现壳体内部区域相对于端部盘18和盖子110之间区域119的密封，从而防止具有未过滤介质的区域119的环绕。由此一方面防止弄脏该区域119。此外通过壳体内部区域中未过滤的介质的显著的均匀流动实现脏物颗粒经由旋流效应的提高的预分离。在此，所述密封结构24例如能够构造成弹性环，该弹性环在端部盘18的高度上或者其下方抵靠在过滤体12的外周上。如果壳体108的盖子110通过过滤元件10置于壳体108上，那么盖子110的合适构造的内轮廓例如以抵靠在内部的盖子凸缘的形式滑到密封结构24上并且如此经由密封结构24将空间也就是在端部盘18的范围内相对于过滤系统100的其余内部空间50进行密封。这种环状式的密封结构24能够通过各个接片与端部盘18连接，从而如此在套装盖子110时即使在公差位置很窄时也负责不能将密封结构24向下移动以及由此损坏密封作用。在图4的细节中明显的是，所述密封结构24优选如在其附图中所示与尤其封闭的优选由聚氨脂或者聚氨脂薄膜压注的端部盘18构造成一体的。这种密封结构在这种情况下通过环状的围绕端部盘18的径向外周环绕的密封唇形成，其轴向延伸仅仅为厚度沿着端部盘18的轴向的一部分。在此，密封唇的轴向延伸，下面也称作宽度优选小于10mm、特别优选小于5_。该密封唇优选沿径向超出过滤体12的周边和/或端部盘18的径向外表面延伸出来，该径向延伸例如在1-1Omm之间。
【权利要求】
1.过滤元件(10)，包括带有纵轴线(L)的过滤体(12)、布置在端侧(15)上的敞开的第一端部盘(16)和布置在对置的端侧(17)上的封闭的第二端部盘(18)，其中所述第二端部盘(18)具有密封结构(24)，由此在将所述过滤元件(10)装入到壳体中时能够相对于所述壳体(108)的内部区域(118)密封所述第二端部盘(18)与所述壳体(108)的盖子(110)之间的区域(119)。
2.按权利要求1所述的过滤元件，其中所述密封结构(24)环状地包围所述第二端部盘(18)的外周。
3.按上述权利要求中任一项所述的过滤元件，其中所述密封结构(24)具有径向向外指向的密封面。
4.按权利要求3所述的过滤元件，其中所述密封结构(24)由环状地围绕所述端部盘(18)的径向外周环绕的密封唇形成。
5.按权利要求4所述的过滤元件，其中所述密封唇沿径向超出所述过滤体(12)的周边和/或所述端部盘(18)的径向外表面延伸出来。
6.按上述权利要求中任一项所述的过滤元件，其中所述密封结构(24)段状地中断。
7.按上述权利要求中任一项所述的过滤元件，其中所述密封结构(24)被喷射到所述第二端部盘(18)上或者与所述第二端部盘(18)—体地尤其由在注型壳中浇注的聚氨脂或者聚氨脂泡沫制成。
8.按上述权利要求中任一项所述的过滤元件，其中所述过滤体(12)锯齿状褶皱地、环状封闭地构造并且优选由纸或者由纤维素或者由塑料与纤维素构成的混合纤维或者由纤维素纤维层与塑料纤维层构成的混合纤维制成。
9.按上述权利要求中任一项所述的过滤元件(10)的用途，用作空气过滤器、尤其用作内燃机的空气过滤器。
10.过滤系统(100)、尤其用于内燃机的吸入空气的空气过滤系统，具有按上述权利要求中任一项所述的过滤元件(10),包括: ?壳体(108)，所述壳体围绕纵轴线(L)基本上同心地构造， ?封闭所述壳体(108)的盖子(110)，所述盖子同样围绕所述纵轴线(L)同心地构造， ?布置在所述壳体(108)和/或所述盖子(110)上的入口( 102)，所述入口用于输送有待过滤的介质、尤其空气， ?所述盖子(110)上或者所述壳体(108 )上朝向壳体内腔收缩的壁段或者框架，所述过滤元件(10)的密封结构(24)如此抵靠在所述框架上，使得沿轴向在所述端部盘(18)与所述盖子(110)或者所述壳体(108)之间形成的容积区域(119)与所述壳体的环状包围所述过滤体(12)的、通流的区域分开。
11.按上述权利要求所述的过滤系统， 其中在所述壳体(108)上相对于纵轴线(L)同心地设置有用于导出经过过滤的介质的出口( 104)，其中在所述壳体(108)上在所述出口( 104)的区域内设置有密封轮廓(116)，所述密封轮廓与所述过滤元件(10)的第一端部盘(16)的径向密封件(26)相对应，其中所述过滤元件(10)可更换地布置在所述过滤系统(100)的壳体(108)中。
12.用于改进过滤系统、尤其按上述两个权利要求中任一项所述的过滤系统的预分离功效的方法，所述过滤系统包括带有盖子的、柱形的壳体以及尤其按权利要求1到10中任一项所述的、带有两个端部盘的、柱形的、环状封闭的过滤元件，其中流入的流体尤其由于在壳体壁与过滤元件之间的环状的流动区域中的偏心的切向的流入而进行旋转，并且流体能够在其中旋转的腔室通过构造在所述过滤元件的端部盘上的密封结构与容积区域(119)分开，其中所述密封结构抵靠在所述盖子或者所述壳体上朝向壳体内腔收缩的壁段或者框架上，而所述容积区域沿轴向在具有构造在其上的密封结构的端部盘与所述壳体或者所述盖子之间形成。
【文档编号】F02M35/024GK104415619SQ201410442017
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2013年9月2日
【发明者】M.考夫曼, K-D.鲁兰 申请人:曼·胡默尔有限公司
【专利摘要】本发明涉及一种过滤元件（10），其包括带有纵轴线（L）的过滤体（12）、布置在端侧（15）上的敞开的或者封闭的第一端部盘（16）以及布置在对置的端侧（17）上的第二端部盘（18），其中所述第二端部盘（18）具有密封结构（24），由此在将所述过滤元件（10）装入到壳体中时能够相对于所述壳体（108）的内部区域（118）密封所述第二端部盘（18）与所述壳体（108）的盖子（110）之间的区域（119）。本发明还涉及一种用于可更换地装入这种过滤元件（10）的过滤系统（100）。
【专利说明】过滤元件以及具有过滤元件的过滤系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种过滤元件、尤其用作内燃机的空气过滤器的过滤元件以及装入这种过滤元件的过滤系统。
【背景技术】
[0002]由DE 29780439 Ul公开了空气过滤器结构，其中如此构造所述过滤元件和壳体，从而进行“预净化”过程，该过程已经将粗糙的脏物从空气中除去了，在其与过滤元件接触之前。例如为在那里转入的空气流构造壳体，该空气流首先围绕过滤元件地(或者限制在其上地)转入回路流动中或者螺旋状的模型中，从而由于旋流作用已经将粗糙的脏物颗粒或者浮尘颗粒分离。
[0003]在常规的系统中，将显著程度的湍流与进入系统中的入口上的空气流进行连接。这种湍流会相应负面地影响预分离的效果。因此在一些系统中所述壳体包括内部结构防止这一情况。其能够提前用较大的浮尘颗粒添加过滤介质。此外，所述浮尘颗粒会在其以较大速度引向过滤介质上时损坏过滤介质。
[0004]此外，在DE 29780439 Ul中提出一种完整的过滤装置，其包括壳体、可移动的并且可替换的过滤元件、基本上如上所述，以及预净化装置，如此构造并且布置该预净化装置，使得空气切向地得到引导，当其进入壳体中时；也就是说在圆形的或者螺旋形的流动模型中，该流动模型限定了过滤元件或者至少在一开始基本上围绕过滤元件引导。
【发明内容】
[0005]本发明的任务是提出一种具有改进的流动特性的过滤元件，其实现了粗糙的脏物颗粒的有效的预分离。
[0006]本发明的另一任务是实现一种用于容纳这种可更换的具有改进的流动特性的过滤元件的过滤系统，其实现了粗糙的脏物颗粒的有效的预分离。
[0007]所述任务根据本发明的方面在一种过滤元件中得到解决，其中第二端部盘具有密封结构，由此在将过滤元件装入壳体中时第二端部盘和壳体盖子之间的区域能够相对于壳体内部区域进行密封。
[0008]本发明的有利的设计方案和优点从其他权利要求、说明以及附图中获得。
[0009]提出一种过滤元件，该过滤元件包括具有纵轴线的过滤体、布置在端侧上的敞开的或者封闭的第一端部盘以及布置在对置的端侧上的第二端部盘。在此，该第二端部盘具有密封结构，由此在将过滤元件装入壳体中时能够将第二端部盘和壳体盖子之间的区域相对于壳体内部区域进行密封。优选所述第一端部盘是敞开的，也就是说具有中央开口用于导出经过过滤的流体，并且所述第二端部盘构造成封闭的。然而本发明也能够考虑用在具有两个敞开的端部盘或者在敞开的第一端部盘上具有单个或者额外的密封结构的结构中。
[0010]所述过滤元件有利地如此布置在过滤系统中，使得有待过滤的介质也就是例如载有灰尘的空气通过入口流入壳体中并且切向地在过滤元件上滑过，该过滤元件的过滤体特地为有待过滤的介质构造成可渗透并且在两个端部上通过端部盘封闭，其中一个端部盘通常对于有待过滤的介质来说是不可渗透的。通过切向地流过过滤元件将流动置于围绕过滤元件旋转的运动之中，也就是旋流运动中。在这种旋流预分离中通过流体的旋转将离心力作用到空气中可能的粗糙的灰尘以及脏物颗粒上，由此能够大部分地预分离这些颗粒。现有技术中，过滤元件的封闭的端部盘和壳体盖之间的区域能够由有待过滤的介质流过，由此一方面能够引起壳体内部区域中的湍流，该湍流会降低旋流效果的效率，另一方面能够将一部分粗脏物沉积在端部盘的区域内。因此，按本发明所述端部盘具有密封结构，该密封结构在将过滤元件装入壳体中时将端部盘和壳体盖子之间的区域与壳体其余内部区域进行密封。在此，该密封结构例如能够构造成弹性环，该弹性环在端部盘的高度上或者其下方直接抵靠在过滤体的外周上。如果壳体的盖子经由过滤元件套装到壳体上，那么盖子的合适构造的内轮廓例如以抵靠在内部的盖子凸缘(Deckelbund)的形式滑到密封结构上并且如此经由密封结构将空间也就是在端部盘区域内相对于过滤系统的其余内部空间进行密封。环状式的所述密封结构能够通过各个接片与端部盘连接，从而在套装盖子时即使公差位置很窄也负责使密封结构不能向下推以及如此损失密封作用。为了实现密封结构的可靠的密封作用，有利的是所述密封结构的外直径构造得大于位于内部的盖子凸缘的内直径，其中根据所选择的材料零点几毫米的重叠足够了。所述密封结构例如以密封唇的形式狭窄地抵靠到位于内部的盖子凸缘的轮廓上。由此，端部盘和盖子之间的区域不能再环流并且降低有待过滤的介质的湍流。由此，有利地明显提高了过滤系统的预分离度，因为所述流动能够更好地跟随所希望的旋流运动并且在壳体外壁上分离粗糙的脏物颗粒并且能够通过脏物出口排出。因为端部盘和盖子之间的区域位于流动路径外面，所以在壳体中旋转的空气流的在那里出现的漩涡以及偏转只是不需要对过滤系统的压力损耗作出贡献。旋转流的动能在那里不能有效地用于分离脏物。
[0011]尤其当密封结构的密封作用是密封粉尘的，从而实现所述作用和优点时就已经足够了。因此完全流动密封的或者水密封的密封是有利的，然而在技术上不是强制需要的。
[0012]所述密封结构能够有利地环状地包围第二端部盘的周边。该密封结构例如能够以O形环的形式包围端部盘，该O形环抵靠在端部盘的径向外面的周边上。由此能够实现端部盘与壳体盖子之间区域的非常可靠以及均匀的密封。通过O形环的厚度能够合适地调节过滤元件与盖子内直径的配合度，从而实现将盖子简单地装配到壳体上和/或过滤元件的装配，并且在另一侧上实现可靠的密封。
[0013]此外，所述密封结构段状地常规或者非常规地中断。这种布置能够在操作很不灵活地实现盖子的装配时证实是有利的。通过这种中断的密封结构能够实现更简单的装配，并且用有待过滤的介质抑制端部盘和盖子之间区域的环流能够与在连续的布置中实现的类似地起作用。
[0014]在有利的实施方式中，所述密封结构具有径向向外指向的密封面、尤其用于密封盖子的朝向壳体内腔收缩的壁段或者框架(Zarge)的密封面。这具有以下优点，即在密封结构上在运行中不需要通过过滤元件的预张紧在壳体中形成的持续的轴向力，这种力会额外地提高过滤元件的轴向载荷。
[0015]在另一有利的实施方式中，所述密封结构由环状地围绕端部盘的径向外周环绕的密封唇形成。该密封唇优选超出过滤体的周边和/或端部盘的径向外表面延伸出来。
[0016]所述密封结构能够有利地喷射到第二端部盘上。这简化了过滤元件的装配，因为密封结构以这种方式在支承时不会丢失或者在装配时能够移动。无论如何，配合过滤元件的密封结构也存在于装配中并且不能互换。通过能够事后喷射密封结构，也能够为密封作用选择具有配合的弹性的材料并且不固定到端部盘的材料上。
[0017]另一方面在另一有利的设计方案中也能够将密封结构与第二端部盘构造成一体的。如果端部盘的材料要具有适合于密封作用的弹性，那么该密封结构也能够与端部盘在工作流程中喷射到过滤体上并且如此与端部盘构造成一体的。这示出了成本非常低廉的形式，用来转换额外的密封结构。上面所述的优点也适用于此，即密封结构不会丢失并且也能够不互换。
[0018]优选所述第一和/或第二端部盘由可在注型壳中加工的浇注材料例如聚氨脂或者优选聚氨脂泡沫形成。在此，所述过滤体能够在浇注过程中嵌入端部盘材料中。在此，密封结构的外部形状能够以简单的方式通过注型壳在有待形成的端部盘的径向外部的区域内预先给出。
[0019]在有利的设计方案中，所述过滤体例如能够由锯齿状折叠的(起褶的)过滤折叠式结构(filterbalg)制成并且构造成环状封闭的。所述褶皱例如能够通过用于更长的过滤体的计量褶皱或者旋转褶皱制成。所述过滤折叠式结构例如能够由纸或者由纤维素或者由塑料和纤维素组成的混合纤维制成。所述过滤折叠式结构还能够以滑动表面进行滚压处理和/或构造以不同压模设计的表面用于加固和/或建立用于灰尘堆积的空腔。所述过滤折叠式结构能够具有涂层和/或防水件用于挡住湿气。也能够替代地涂有纳米纤维。所述过滤体还能够用纤维卷轴在结构上进行强化。这种材料作为过滤介质的使用是用于实现这种过滤元件的非常经济的方案。同时，所描述的造型提供了稳定的装置，从而给出了过滤体的自承载的结构并且由此给出了有利的装配特性。
[0020]所述过滤元件能够有利地用作空气过滤器尤其内燃机的空气过滤器。内燃机的可靠的运行也以可靠并且有利地过滤用于燃烧运行的吸入空气为基础。为此，所描述的过滤元件是经济的方案。
[0021]同样有利的是，所述过滤元件用作颗粒过滤器尤其内燃机的颗粒过滤器。在此，所描述的过滤元件的可靠的装配以及经济的可更换性也有着决定性的意义。
[0022]本发明根据另一方面涉及一种具有按本发明的过滤元件的过滤系统，其包括基本上围绕纵轴线同心构造的壳体、同样围绕纵轴线同心构造的用于封闭所述壳体的盖子、布置在壳体和/或盖子上的用于输送有待过滤的介质尤其空气的入口、在盖子或者壳体上朝向壳体内腔收缩的壁段或者框架，其中在壳体上相对于纵轴线同心地设置有用于导出经过过滤的介质的出口，所述过滤元件的密封结构如此抵靠在所述框架上，使得沿轴向在端部盘与盖子或者壳体之间形成的容积区域与壳体的、环状地包围所述过滤体的、通流的区域分开。
[0023]在此，在壳体上在出口区域中能够设置密封结构，该密封结构与过滤元件的第一端部盘的径向密封相对应，其中所述过滤元件可更换地布置在过滤系统的壳体中。在此，这种过滤系统的重要优点在于过滤元件的可靠并且稳定的装配以及在维护中过滤元件的非常经济的可更换性。刚好在较低的使用寿命中，如其在农业机械和建筑机械使用中出现的那样，快速的可更换性有着较大的意义。
[0024]有利地能够在过滤系统的入口区域内设置旋流分离器并且在壳体或者盖子上设置脏物出口。所述旋流分离器包括将有待过滤的介质进行旋转的引导几何形状。入口优选切向地指向壳体的内部空间，优选在壳体的出口侧的端部上，从而将流动强制变为围绕过滤元件的旋转运动。通过这种旋转将赃物集中在壳体壁的区域内并且在合适的位置上例如在壳体盖上在壳体的对置于出口端部的端部上通过脏物出口排出。通过从优待过滤的空气中预分离大部分脏物能够决定性地延长原本的过滤元件的使用寿命。
[0025]所述密封结构优选径向地相对于所谓的框架进行密封。柱形的管状的壁定义为框架，该壁轴向从壳体的盖子(或者也从出口区域中其他的壳体部件)经由过滤元件的长度的一部分(例如过滤元件的长度的百分之20到40之间)延伸到壳体内腔中并且在此优选同轴地包围过滤元件。在壳体或者说盖子的外壁与所述框架之间，由此形成了环状的流动区域，在该流动区域中流体能够自由旋转。所述框架以较小的距离、优选小于1mm的距离、特别优选小于5mm的距离包围过滤元件。所述密封结构优选径向尤其密封地抵靠在框架上。惊人地指出，在端部盘和盖子之间的区域的由此实现的密封以及由此该区域与壳体的通流区域之间的分隔获得了旋流-预分离功效的改进。
[0026]当盖子或者其他壳体部件的朝向壳体内腔收缩的壁段或者框架延伸到过滤元件的端部盘处，从而使得密封结构抵靠在框架上时，与没有沿着过滤体延伸的框架的、同样在端部盘和盖子之间的区域中仍发生流动旋转的过滤系统相比，通过按本发明的密封件同样存在积极的作用。
[0027]根据本发明的另一设计方案，次级元件能够布置在过滤元件的内部。能够由承载结构以柱形设计构成的次级元件具有以下任务，即在更换过滤元件时保持过滤系统的出口继续封闭，从而没有脏物会进入该区域中，而净化或者更新过滤元件，其中所述承载的结构用可渗透的过滤介质例如毛毡覆盖。能够相对于过滤系统的纵轴线同心地布置在过滤元件内部的次级元件例如通过螺栓连接与壳体连接并且相对于壳体设有密封件。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]其他优点从下面的【专利附图】
【附图说明】中获得。在附图中示出了本发明的实施例。附图、说明书以及权利要求包含大量组合特征。本领域技术人员也有针对性地单个考虑所述特征并且总结出其他有意义的组合。
[0029]附图示例性地示出:
图1是按本发明实施例的过滤系统的透视图，其具有切向的入口、中央的出口以及底部的脏物出口；
图2是按本发明实施例的过滤系统的纵剖图；
图3是按本发明实施例的具有喷射在第二端部盘上的密封结构的过滤元件；
图4是按本发明实施例的过滤系统的盖侧部件的剖面，其示出了喷射在第二端部盘上的密封结构。
[0030]在附图中相同的或者同类的组件设有相同的附图标记。附图仅仅示出了例子并且不限制于此。
【具体实施方式】
[0031]图1示出了按本发明实施例的过滤系统100的透视图，该过滤系统例如能够用作内燃机的空气过滤器，其具有切向的入口 102、壳体端侧上的中央出口 104以及底侧的脏物出口 106。示出了圆形过滤器结构，其由壳体108组成，该壳体用盖子110例如借助螺栓连接或者插接连接封闭。在作为空气过滤系统的使用中，载有灰尘的空气流入入口 102，该入口切向于内部装入的空气过滤元件进行布置，使得壳体108内部的空气通过过滤元件上的流入保护件置于旋转运动之中。在附图中没有示出过滤元件和流入保护件。通过由空气的旋转运动引起的旋流作用使得离心力作用到流动空气的灰尘颗粒上，使得其能够部分地在壳体壁上分离并且通过脏物出口 106从过滤系统100中流出。由此极少地加载过滤元件，提高了过滤元件的使用寿命。净化的空气能够通过中央的出口 104从壳体108中排出。
[0032]在图2中示出了按本发明实施例的过滤系统100的纵剖面，其具有切向的入口102、中央的出口 104以及底侧的脏物出口 106。过滤系统100的壳体108在其端侧120上用盖子110封闭。基本上由围绕纵轴线L同心的过滤体12组成的过滤元件10在两个对置的端侧15、17上用敞开的第一端部盘16以及第二端部盘18封闭，所述端部盘例如能够由聚氨脂泡沫或者弹性体制成。所述过滤体12例如能够由锯齿状折叠的(起褶的)过滤折叠式结构构成并且构造成环状封闭的。所述褶皱例如能够通过用于较长过滤体12的计量褶皱或者旋转褶皱制成。过滤折叠式结构例如能够由纸、纤维素或者由塑料和纤维素组成的混合纤维制成并且以滑动表面滚压处理和/或构造以不同压模设计的表面用于加固和/或建立用于灰尘堆积的空腔。所述过滤折叠式结构能够具有涂层和/或防水件用于挡住湿气。也能够替代地涂有纳米纤维。所述过滤体12还能够用纤维卷轴在结构上进行强化。
[0033]所述第二端部盘18具有支撑粒20，该支撑粒从第二端部盘的轴向外表面轴向向外延伸并且圆形地优选通常围绕纵轴线L隔开地布置并且在装入容纳的壳体108中时抵靠在盖子10的内表面例如内部的盖轮廓114上地轴向支撑在盖子110上。在所述过滤元件10的内部50，壳体固定的支撑管14围绕纵轴线L同心地布置并且在支撑管14的出口侧的端部上固定地与壳体108连接。第二端部盘18的面对支撑管14的表面位于支撑管14的面对端部盘18敞开的端部上。如果在盖子110封闭时将盖子110的内部的盖轮廓114压到端部盘18上，那么该力通过端部盘18经由支撑粒20传递到端部盘18上，该端部盘能够进一步支撑在支撑管14上。以这种方式将过滤元件10经由第二端部盘18轴向地朝盖子110并且由此朝壳体108张紧并且由此固定支承在过滤元件10的端侧17、盖子侧的端部上。因为所述支撑粒20将端部盘18与盖子110隔开，所以在盖子110和端部盘18之间形成了没有由材料填充的敞开的区域119，也称作死容积。
[0034]此外，在内部的盖轮廓114中安置了肋状的突起12，用该突起能够啮合或者抓住第二端部盘18的弹性材料，从而由此在运行中振动时保障过滤元件10防止可能的扭转。此夕卜，也能够在支撑管14的面对端部盘18的端部上考虑凹处22，该凹处实现了支撑管14与端部盘18的进一步啮合或者抓住,从而确保由振动引起的过滤元件10的进一步扭转止动。
[0035]在过滤元件10的对置的端侧15上，在第一端部盘16上安置了径向密封件26，该径向密封件与壳体108的密封轮廓116相对应，也就是说密封地抵靠在其上并且过滤元件10借助于其朝过滤的空气空间封闭未过滤的空气空间。
[0036]载有灰尘的空气能够通过入口 102沿着箭头方向40流入，该入口在这种情况下作为切向的入口示出并且通过空气的借助于旋流分离器36引起的旋转运动实现旋流运行。灰尘颗粒能够通过旋转运动部分预分离地沉积在内部的壳体壁上并且通过脏物出口 106在将过滤壳体108装入水平位置中时通过重力向下从过滤系统100中排空。这种预分离发生在壳体的内部区域118中，优选发生在壳体108的内部上，在该区域中载有灰尘的空气能够自由流动。在第二端部盘18和壳体108的盖子110之间布置了也能够称作死容积的区域119，该区域通过与第二端部盘18 —体地并且材料统一构造的密封结构24进行密封，从而不会在该区域119中发生环流。所述密封结构24例如能够环状地安置在端部盘18的周边上。另一方面，这不一定需要用于阻碍区域119中的环流，使得密封结构24在端部盘18的周边上连续地相对于壳体108和/或盖子110密封。所述密封结构24也能够段状地中断，从而防止环流。如在图2中所示，密封结构优选径向相对于所谓的框架240进行密封。该框架240是柱形的管状的壁，该壁轴向从壳体108的盖子110(或者也从出口 104区域中其他的壳体部件108)经由过滤元件10的长度的一部分(例如过滤元件10的长度的百分之二十和四十之间)延伸到壳体内腔中并且在此优选同轴地包围过滤元件10。在壳体108或者说盖子110的外壁与所述框架240之间，由此形成了环状的流动区域，在该流动区域中流体能够自由旋转。所述框架240以较小的距离、优选小于1mm的距离、特别优选小于5mm的距离包围过滤元件10。所述密封结构24优选径向尤其密封地抵靠在框架240上。惊人地指出，在端部盘18和盖子110之间的区域119的由此实现的密封以及由此该区域119与壳体108的通流区域之间的分隔获得了旋流-预分离效率的改进。
[0037]空气在运行时在灰尘颗粒部分分离之后进一步通过过滤体12沿着箭头方向42、44流入过滤元件的内部50。在此，灰尘壳体根据过滤介质取决于过滤介质中特定的参数。因此，根据灰尘进入情况，在一定的使用时间之后更换所述过滤元件10。过滤后的空气经由出口 104沿着箭头方向46流出。
[0038]在过滤元件10的内部50安置了次级元件28，该次级元件基本上由承载的结构、带有相对可渗透的过滤介质例如毛毡的主体52构成，并且在更换过滤元件10时保持在壳体108中用于保护例如内燃机的进一步空气引导防止进入的灰尘颗粒以及其他物质。所述次级元件28以敞开的端部54插入壳体108的出口侧部件上的壳体座58中。过滤元件10的第二端部盘18位于次级元件28的封闭的端部55上，由此在封闭壳体盖110时力能够通过端部盘18的支撑粒20导入次级元件28的构造成把手56的封闭端部中并且将次级元件28如此固定地压到其壳体座58中，用所述封闭端部能够将次级元件再从壳体座58中取出并且由此也从壳体108中取出。
[0039]如在图1和2中所示的这种过滤系统通常用在建筑机械和农业机械领域中。其突出之处在于较大的坚实度并且由于较高的过滤负载而具有很短的使用寿命。带有加载的过滤元件的过滤系统在此必须承受1kg或者更大的重量增加。
[0040]图3示出了按图2的过滤元件10的视图，其具有按本发明实施例的在第二端部盘18上一体地并且材料统一构造的密封结构24。该过滤元件10由过滤体12组成，该过滤体在两个端侧15、17上用端部盘16、18封闭。第二端部盘18在上侧上具有用于壳体中轴向张紧以及径向支撑的支撑粒20，当使用过滤元件10并且用盖子从外面封闭壳体时，在盖子上能够用端部盘18的支撑粒20张紧并且啮合过滤元件10。所述密封结构24在图3中作为径向的密封圈示出，该密封圈与端部盘18—体地构造，然而也能够在喷射过程中喷到端部盘18上，例如以双组件喷射方法实现，其中密封结构24作为软组件围绕硬的塑料喷射的端部盘结构18进行喷射。此外，所述密封结构24也能够作为中断的结构实现，因为不需要完整的密封件用于阻碍端部盘18和壳体盖子110之间区域中端部盘18的环绕。
[0041]图4示出了按本发明实施例的过滤系统100的盖子侧的部件的剖面，尤其在图1中所示的带有图2和3中所示的过滤元件的过滤系统的剖面，其中示出了与第二端部盘一体地并且材料统一地构造的密封结构24。示出了过滤元件10的由过滤体12和第二端部盘18组成的部分，并且在过滤元件10内部示出了在壳体侧装配的支撑管14以及同样安置在壳体座中的次级元件28。在过滤元件10在壳体108中的装配之后并且盖子110在端侧120上封闭之后，该盖子经由支撑粒20压到第二端部盘18上。该端部盘18在另一侧上压到支撑管14的面对端部盘18的端部上并且压到次级元件28的带有把手56的封闭的端部55上。在此，在附图中示出了以盖子110、支撑管14以及次级元件28穿过端部盘18。因为端部盘18的材料有利的是聚氨脂泡沫或者类似的弹性材料，所以端部盘18在实际中压在盖子110、支撑管14和次级元件28之间，并且如此将力从盖子110传递到支撑管14以及次级元件28上。以这种方式通过端部盘18固定地夹紧过滤元件10并且由此固定地进行支承。此外，所述端部盘18也将次级元件28固定地压到其壳体座中。
[0042]在端部盘18和盖子110之间能够看到安置在端部盘18上的密封结构24，该密封结构实现壳体内部区域相对于端部盘18和盖子110之间区域119的密封，从而防止具有未过滤介质的区域119的环绕。由此一方面防止弄脏该区域119。此外通过壳体内部区域中未过滤的介质的显著的均匀流动实现脏物颗粒经由旋流效应的提高的预分离。在此，所述密封结构24例如能够构造成弹性环，该弹性环在端部盘18的高度上或者其下方抵靠在过滤体12的外周上。如果壳体108的盖子110通过过滤元件10置于壳体108上，那么盖子110的合适构造的内轮廓例如以抵靠在内部的盖子凸缘的形式滑到密封结构24上并且如此经由密封结构24将空间也就是在端部盘18的范围内相对于过滤系统100的其余内部空间50进行密封。这种环状式的密封结构24能够通过各个接片与端部盘18连接，从而如此在套装盖子110时即使在公差位置很窄时也负责不能将密封结构24向下移动以及由此损坏密封作用。在图4的细节中明显的是，所述密封结构24优选如在其附图中所示与尤其封闭的优选由聚氨脂或者聚氨脂薄膜压注的端部盘18构造成一体的。这种密封结构在这种情况下通过环状的围绕端部盘18的径向外周环绕的密封唇形成，其轴向延伸仅仅为厚度沿着端部盘18的轴向的一部分。在此，密封唇的轴向延伸，下面也称作宽度优选小于10mm、特别优选小于5_。该密封唇优选沿径向超出过滤体12的周边和/或端部盘18的径向外表面延伸出来，该径向延伸例如在1-1Omm之间。
【权利要求】
1.过滤元件(10)，包括带有纵轴线(L)的过滤体(12)、布置在端侧(15)上的敞开的第一端部盘(16)和布置在对置的端侧(17)上的封闭的第二端部盘(18)，其中所述第二端部盘(18)具有密封结构(24)，由此在将所述过滤元件(10)装入到壳体中时能够相对于所述壳体(108)的内部区域(118)密封所述第二端部盘(18)与所述壳体(108)的盖子(110)之间的区域(119)。
2.按权利要求1所述的过滤元件，其中所述密封结构(24)环状地包围所述第二端部盘(18)的外周。
3.按上述权利要求中任一项所述的过滤元件，其中所述密封结构(24)具有径向向外指向的密封面。
4.按权利要求3所述的过滤元件，其中所述密封结构(24)由环状地围绕所述端部盘(18)的径向外周环绕的密封唇形成。
5.按权利要求4所述的过滤元件，其中所述密封唇沿径向超出所述过滤体(12)的周边和/或所述端部盘(18)的径向外表面延伸出来。
6.按上述权利要求中任一项所述的过滤元件，其中所述密封结构(24)段状地中断。
7.按上述权利要求中任一项所述的过滤元件，其中所述密封结构(24)被喷射到所述第二端部盘(18)上或者与所述第二端部盘(18)—体地尤其由在注型壳中浇注的聚氨脂或者聚氨脂泡沫制成。
8.按上述权利要求中任一项所述的过滤元件，其中所述过滤体(12)锯齿状褶皱地、环状封闭地构造并且优选由纸或者由纤维素或者由塑料与纤维素构成的混合纤维或者由纤维素纤维层与塑料纤维层构成的混合纤维制成。
9.按上述权利要求中任一项所述的过滤元件(10)的用途，用作空气过滤器、尤其用作内燃机的空气过滤器。
10.过滤系统(100)、尤其用于内燃机的吸入空气的空气过滤系统，具有按上述权利要求中任一项所述的过滤元件(10),包括: ?壳体(108)，所述壳体围绕纵轴线(L)基本上同心地构造， ?封闭所述壳体(108)的盖子(110)，所述盖子同样围绕所述纵轴线(L)同心地构造， ?布置在所述壳体(108)和/或所述盖子(110)上的入口( 102)，所述入口用于输送有待过滤的介质、尤其空气， ?所述盖子(110)上或者所述壳体(108 )上朝向壳体内腔收缩的壁段或者框架，所述过滤元件(10)的密封结构(24)如此抵靠在所述框架上，使得沿轴向在所述端部盘(18)与所述盖子(110)或者所述壳体(108)之间形成的容积区域(119)与所述壳体的环状包围所述过滤体(12)的、通流的区域分开。
11.按上述权利要求所述的过滤系统， 其中在所述壳体(108)上相对于纵轴线(L)同心地设置有用于导出经过过滤的介质的出口( 104)，其中在所述壳体(108)上在所述出口( 104)的区域内设置有密封轮廓(116)，所述密封轮廓与所述过滤元件(10)的第一端部盘(16)的径向密封件(26)相对应，其中所述过滤元件(10)可更换地布置在所述过滤系统(100)的壳体(108)中。
12.用于改进过滤系统、尤其按上述两个权利要求中任一项所述的过滤系统的预分离功效的方法，所述过滤系统包括带有盖子的、柱形的壳体以及尤其按权利要求1到10中任一项所述的、带有两个端部盘的、柱形的、环状封闭的过滤元件，其中流入的流体尤其由于在壳体壁与过滤元件之间的环状的流动区域中的偏心的切向的流入而进行旋转，并且流体能够在其中旋转的腔室通过构造在所述过滤元件的端部盘上的密封结构与容积区域(119)分开，其中所述密封结构抵靠在所述盖子或者所述壳体上朝向壳体内腔收缩的壁段或者框架上，而所述容积区域沿轴向在具有构造在其上的密封结构的端部盘与所述壳体或者所述盖子之间形成。
【文档编号】F02M35/024GK104415619SQ201410442017
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2013年9月2日
【发明者】M.考夫曼, K-D.鲁兰 申请人:曼·胡默尔有限公司
相关技术
网友询问留言
已有0条留言
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！
1