Filterelement

30-07-2020 дата публикации
Номер:
DE102019201022A1
Принадлежит: Mahle International GmbH
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Номер заявки: 20-19-10201022
Дата заявки: 28-01-2019

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement mit einem sich in einer Umfangsrichtung erstreckenden Filterkörper und einer an den Filterkörper axial stirnseitig angebrachten Endscheibe. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Filtereinrichtung mit einem derartigen Filterelement.

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Schallreduzierende Maßnahmen spielen bei Filtereinrichtungen mit Filterelementen, insbesondere solche, die zum Filtern eines Gases, beispielsweise von Luft, zum Einsatz kommen, eine zunehmend wichtige Rolle. Beim Einsatz derartiger Filterelemente in einer Frischluftanlage, beispielsweise von einem Fahrzeug, ist es zunehmend wichtig, schallreduzierende Maßnahmen bereitzustellen, um die von außen wahrnehmbaren Geräusche zu reduzieren.

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Zu derartigen schallreduzierenden Maßnahmen gehört der Einsatz von schallreduzierenden Elementen aus Vlies und Schaum, welche in einem Filtergehäuse einer zugehörigen Filtereinrichtung angeordnet werden. Derartige Filtereinrichtungen sind aus der WO2016/045926WO 2016/045926 A1A1 sowie der DE102017109319DE 10 2017 109 319 A1A1 bekannt. Die schallreduzierenden Elemente sind zu einem flachen Filterelement der Filtereinrichtung in einem Filtergehäuse angeordnet und am Filtergehäuse fixiert.

[4]

Ein Filterelement mit einer schallreduzierenden Maßnahme ist aus der DE10110029DE 101 10 029 A1A1 bekannt. Das Filterelement dient dem Filtern von Luft in einer Frischluftanlage zur Zuführung von Luft zu einer Brennkraftmaschine und weist zum Filtern der Luft einen ringförmigen Filterkörper auf, an dem axial stirnseitig eine Endscheibe angebracht ist. Die schallreduzierende Maßnahme besteht darin, die Endscheibe mit einer Resonatorkammer zu versehen, welche über eine Öffnung mit einem vom Filterkörper umschlossenen Innenraum des Filterelements fluidisch verbunden ist. Eine solche schallreduzierende Maßnahme führt zu einem erhöhten Bauraumbedarf und ist ferner konstruktiv kompliziert umzusetzen.

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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit der Aufgabe, für ein Filterelement der eingangs genannten Art sowie für eine Filtereinrichtung mit einem derartigen Filterelement verbesserte oder zumindest andere Ausführungsformen anzugeben, die sich insbesondere durch eine einfache Umsetzung und/oder eine effiziente Schalldämmung und/oder einen verbesserten Betrieb auszeichnen.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Filterelement mit einem sich in einer Umfangsrichtung erstreckenden Filterkörper und einer axial endseitig am Filterkörper angebrachten Endscheibe, an der Endscheibe und vorteilhaft zum Filterkörper beabstandet eine Schalldämmmatte anzubringen. Ein derartiges Anbringen der Schalldämmmatte an der Endscheibe ermöglicht eine bauraumsparende Realisierung einer Schallabsorption unmittelbar am Filterelement. Zudem lässt sich die schalldämmende Maßnahme auf diese Weise kostengünstig umsetzen. Darüber hinaus ist es hierdurch möglich, die Schalldämmmatte bei einem Wechsel des Filterelements mit auszutauschen, so dass im Betrieb entstehende, die schallreduzierende Wirkung einschränkende negative Beeinträchtigungen der Schalldämmmatte, beispielsweise ein Verstopfen der Schalldämmmatte, beim Austausch des Filterelements nicht fortgeführt werden. In der Folge wird die Schalldämmung bei jedem Wechsel des Filterelements erneuert. Insgesamt wird somit über einen verlängerten Zeitraum der zugehörigen Filtereinrichtung eine zuverlässige Schallreduzierung erzielt. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird ferner ein unmittelbarer Kontakt zwischen der Schalldämmmatte und dem Filterkörper verhindert, so dass entsprechende Beeinträchtigungen des Filterkörpers, welcher insbesondere die Filterwirkung des Filterkörpers reduzieren können, ausgeschlossen oder zumindest reduziert sind.

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Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist das Filterelement den Filterkörper aus einem Filtermaterial auf, der somit im Betrieb ein zu filterndes Fluid, insbesondere Luft, filtert. Der Filterkörper ist hierzu im Betrieb radial vom Fluid durchströmt. Die Endscheibe ist axial stirnseitig am Filterkörper angebracht, begrenzt den Filterkörper insbesondere axial endseitig. Die Schalldämmmatte ist hierbei an der Endscheibe, vorzugsweise zum Filterkörper beabstandet angebracht.

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Die vorliegen gegebenen Richtungen sind in Bezug auf die Axialrichtung zu verstehen. Dementsprechend verläuft radial bzw. die Radialrichtung quer zur axial bzw. Axialrichtung. Die Umfangsrichtung verläuft um die Axialrichtung.

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Die Schalldämmmatte kann prinzipiell an einem radialen Außenrand der Endscheibe angebracht sein. Hierzu kann der Außenrand der Endscheibe derart dimensioniert sein, dass sich die Schalldämmmatte vereinfacht an der Endscheibe anbringen lässt. Beispielsweis können der Außenrand und die Schalldämmmatte, insbesondere im Wesentlichen, gleiche axiale Ausdehnungen bzw. Dicken aufweisen.

[11]

Vorteilhaft ist die Schalldämmmatte auf der vom Filterkörper abgewandten Seite der Endscheibe angebracht. Somit steht der Schalldämmmatte eine vergrößere Fläche zur Verfügung, so dass die Schalldämmmatte großflächiger vorgesehen werden kann.

[12]

Die Endscheibe ist zweckmäßig dauerhaft am Filterkörper angebracht. Zudem ist die Schalldämmmatte bevorzugt dauerhaft an der Endscheibe derart angebracht, dass in einer zugehörigen Filtereinrichtung beim Austausch des Filterelements die Schalldämmmatte zwangsläufig mit dem Filterelement ausgetauscht wird.

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Bevorzugst ist es, wenn der Filterkörper an der Endscheibe einplastifiziert ist. Zu diesem Zweck kann die Endscheibe, insbesondere auf der dem Filterkörper zugewandten Seite, plastifiziert und der Filterkörper in den plastifizierten Bereich eingedrückt sein.

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Der Filterkörper kann sich in Umfangsrichtung geschlossen erstrecken, insbesondere ringförmig ausgebildet sein. In diesem Fall kann das Filterelement als Ringfilterelement ausgebildet sein.

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Vorstellbar sind auch Varianten, bei denen der Filterkörper in Umfangsrichtung offen ausgebildet ist. Insbesondere ist der Filterkörper ringsegmentförmig oder hufeisenförmig ausgebildet.

[16]

Vorteilhaft sind Ausführungsformen, bei denen die Schalldämmmatte unmittelbar an der Endscheibe angebracht ist. Dies verringert den benötigten Bauraum und ermöglicht eine effiziente Schalldämmung, insbesondere weil die Schalldämmmatte axial größer dimensioniert werden kann.

[17]

Die Schalldämmmatte kann prinzipiell aus jedem schalldämmenden Material hergestellt sein. Die Schalldämmmatte ist vorteilhaft aus Schaumstoff und/oder aus Vlies hergestellt. Dies ermöglicht eine effiziente Schalldämmung und eine kostengünstige Herstellung der Schalldämmmatte und somit des Filterelements.

[18]

Das Filterelement kann selbstverständlich auch zwei Endscheiben aufweisen, welche axial gegenüberliegend angeordnet sind und jeweils an einer axialen Stirnseite des Filterkörpers angebracht sind, den Filterkörper insbesondere axial begrenzen, derart, dass der Filterkörper zwischen den Endscheiben angeordnet ist. Vorstellbar ist es, an der jeweiligen Endscheibe eine zugehörige Schalldämmmatte auf besagte Art anzubringen. Denkbar ist es auch, an lediglich einer der Endscheiben eine derartige Schalldämmmatte anzubringen.

[19]

Die Schalldämmmatte erstreckt sich vorteilhaft über die gesamte verfügbare Fläche der Endscheibe. Auf diese Weise ist es möglich, die erwünschte schallreduzierende Wirkung auch bei einer reduzierten axialen Erstreckung der Schalldämmmatte, nachfolgend auch Mattendicke genannt, zu realisieren. Mit anderen Worten, die Schalldämmmatte überdeckt die Endscheibe vorteilhaft gänzlich.

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Weist die Endscheibe eine durchströmbare Öffnung auf, über welche eine fluidische Verbindung mit einem vom Filterkörper umschlossenen, insbesondere begrenzten, Innenraum hergestellt ist, so ist die Schalldämmmatte radial außenseitig der Öffnung an der Endscheibe angebracht und umgibt die Öffnung in Umfangsrichtung insbesondere geschlossen. Somit wird trotz der Öffnung die Endscheibe möglichst gänzlich von der Schalldämmmatte bedeckt.

[21]

Weist die Endscheibe einen axial von der vom Filterkörper abgewandten Seite abstehenden Kragen auf, ist es bevorzugt, wenn die Schalldämmmatte den Kragen radial außenseitig umgibt, insbesondere umschließt. Bevorzugt ist es dabei, wenn die Schalldämmmatte, insbesondere unmittelbar, am Kragen anschließt.

[22]

Der Kragen kann dabei die Öffnung randseitig einfassen und somit eine Strömungspfad des Fluids definieren.

[23]

Alternativ kann der Kragen zusammen mit einer Abschlusswand der Endscheibe eine axial nach außen gerichtete Ausstülpung oder Erhöhung der Endscheibe bilden, mit welcher das Filterelement in einem zugehörigen Filtergehäuse positioniert wird, wobei das Filtergehäuse zu diesem Zweck eine mit der Erhöhung, vorzugsweise formschlüssig, zusammenwirkende Struktur, insbesondere Aufnahme, aufweist. Vorzugsweise verläuft die Abschlusswand radial und/oder in Umfangsrichtung geschlossenen, so dass die im Ergebnis fluiddicht ist.

[24]

Eine möglichst großflächige Bedeckung der Endscheibe kann ferner dadurch erreicht werden, dass die Schalldämmmatte radial bis zu einem radial äußeren Außenrand der Endscheibe verläuft.

[25]

Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Schalldämmmatte in Umfangsrichtung geschlossen ist.

[26]

Als vorteilhaft erweisen sich Ausführungsformen, bei denen die Schalldämmmatte in zumindest einem Teilabschnitt, vorteilhaft in lediglich einem Teilabschnitt, eine sich radial, insbesondere endseitig, verjüngende Form aufweist. Das heißt, dass in einem radial außenseitigen Teilabschnitt der Schalldämmmatte, die Schalldämmmatte sich radial nach außen verjüngt oder umgekehrt. Dies führt zu vorteilhaften aerodynamischen Eigenschaften des Filterelements. Insbesondere wird somit die Anströmung der Schalldämmmatte verbessert und/oder der durch die Schalldämmmatte verursachte Druckverlust im Fluid reduziert. Bevorzugt ist es dabei, wenn der Teilabschnitt im Bereich eines fluidischen Anschlusses der zugehörigen Filtereinrichtung angeordnet ist, der vorteilhaft radial außenseitig des Teilabschnitts angeordnet ist und durch den bevorzugt das zu filternde Fluid, insbesondere die zu filternde Luft, in die Filtereinrichtung strömt.

[27]

Die Schalldämmmatte kann prinzipiell auf beliebige Weise an der Endscheibe angebracht sein.

[28]

Vorteilhaft sind Ausführungsformen, bei denen die Schalldämmmatte stoffschlüssig an der Endscheibe angebracht ist. Somit ist es möglich, die Schalldämmmatte kostengünstig und einfach sowie bauraumsparend an der Endscheibe anzubringen. Insbesondere ist die Schalldämmmatte hierbei auf der Endscheibe geklebt.

[29]

Zu denken ist auch an Varianten, bei denen die Schalldämmmatte durch eine zugehörige Befestigungseinrichtung an der Endscheibe angebracht ist, welche die Schalldämmmatte an der Endscheibe hält. Vorstellbar ist es, die Befestigungseinrichtung mit einem an der Endscheibe fixierten Stift und einer am Stift angebrachten Klemmscheibe anzuordnen, wobei der Stift durch die Schalldämmmatte geführt ist und die Klemmscheibe auf der von der Endscheibe abgewandten Seite der Schalldämmmatte angeordnet ist, so dass die Schalldämmmatte zwischen der Klemmscheibe und der Endscheibe geklemmt ist.

[30]

Es versteht sich, dass neben dem Filterelement auch eine Filtereinrichtung mit einem solchen Filterelement, welches vorteilhaft austauschbar in einem Filtergehäuse der Filtereinrichtung angeordnet ist, zum Umfang dieser Erfindung gehört.

[31]

In der Filtereinrichtung trennt der Filterkörper einen Reinbereich von einem Rohbereich, wobei der Reinbereich derjenige Bereich ist, in den das zu filternde Fluid, insbesondere die zu filternde Luft, nach dem Durchströmen des Filterkörpers gelangt, wogegen der Rohbereich derjenige Bereich ist, durch den das zu filternde Fluid, insbesondere die zu filternde Luft, vor dem Durchströmen des Filterkörpers strömt.

[32]

Insbesondere ist der Reinbereich der Innenraum des Filterelements, welcher radial außenseitig und in Umfangsrichtung vom Filterkörper umschlossen, insbesondere begrenzt ist. Der Rohbereich umfasst demgegenüber einen Spalt der zwischen der radialen Außenseite des Filterkörpers und dem Filtergehäuse ausgebildet ist. Das heißt also insbesondere, dass das Filterelement radial von außen nach innen durchströmt ist.

[33]

Besonders bevorzugt ist die Schalldämmmatte im Rohbereich der Filtereinrichtung angeordnet. Das heißt insbesondere, dass die vom Filterkörper abgewandte Seite der Endscheibe im Rohbereich angeordnet ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich möglicherweise von der Schalldämmmatte lösende Bestandteile in den Reinbereich und zu nachfolgenden Anwendungen, beispielsweise zu einer Brennkraftmaschine oder einer Brennstoffzelle oder einem Verdichter zum Verdichten des gefilterten Fluids, insbesondere der Luft, gelangen oder eine entsprechende Gefahr zumindest reduziert.

[34]

Das Filtergehäuse weist zweckmäßig einen Anschluss zum Einlassen des zu filternden Fluids, insbesondere der zu filternden Luft, in das Gehäuse auf. Der Anschluss bildet also einen Einlass, durch den im Betrieb das zu filternde Fluid, insbesondere die zu filternde Luft, in die Filtereinrichtung und zum Filterelement strömt.

[35]

Bevorzugt ist es hierbei, wenn besagter Anschluss, also der Einlass, radial außenseitig der Schalldämmmatte, insbesondere radial außenseitig des Teilabschnitts, angeordnet ist, derart, dass die Schalldämmmatte im Betrieb vom zu filternden Fluid, insbesondere von der zu filternden Luft, radial angeströmt ist. Auf diese Weise lässt sich eine besonders effektive Schalldämmung mit Hilfe der Schalldämmmatte erreichen.

[36]

Vorteilhaft ist es hierbei, wenn eine axiale Erstreckung der Schalldämmmatte, also die Mattendicke, zumindest im Bereich des Anschlusses kleiner ist als eine axiale Erstreckung eines der Schalldämmmatte zugewandten Durchströmungsquerschnitts des Anschlusses. Insbesondere ist die Mattendicke, zumindest im besagten Bereich, kleiner als besagter Durchströmungsquerschnitt in Axialrichtung. Somit wird eine möglichst ungehinderte Strömung des zu filternden Fluids in das Gehäuse erreicht, so dass durch die Schalldämmmatte bedingte Druckverluste in der Filtereinrichtung reduziert sind.

[37]

Das Filtergehäuse ist vorteilhaft mehrteilig ausgebildet, so dass das Filtergehäuse zum Austausch des Filterelements geöffnet und verschlossen werden kann. Bevorzugt weist das Filtergehäuse einen Gehäusetopf und einen den Gehäusetopf lösbar verschließenden Gehäusedeckel auf.

[38]

Die Erfindung ist vorzugsweise zur Reinigung der Verbrennungsluft eines Verbrennungsmotors vorgesehen. Alternativ kann die Erfindung auch in der Zuluftleitung von Kompressoren oder Brennstoffzellen verwendet werden.

[39]

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

[40]

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

[41]

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.

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Es zeigen, jeweils schematisch

  • 1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Darstellung eines Brennkraftmaschinensystems mit einer Filtereinrichtung,
  • 2 einen Längsschnitt durch die Filtereinrichtung,
  • 3 einen Längsschnitt durch die Filtereinrichtung bei einem anderen Ausführungsbeispiel,
  • 4 einen Längsschnitt durch die Filtereinrichtung bei einem weiteren Ausführungsbeispiel,
  • 5 eine geschnittene Draufsicht auf die Filtereinrichtung aus 4,
  • 6 einen Längsschnitt durch die Filtereinrichtung bei einem anderen Ausführungsbeispiel.

[43]

Eine Filtereinrichtung 1 kann Bestandteil einer Frischluftanlage 2 sein, wie sie beispielsweise in 1 stark vereinfacht und schaltplanartig dargestellt ist. Die Frischluftanlage 2 ist im gezeigten Beispiel Bestandteil eines Brennkraftmaschinensystems 3, das in einem Fahrzeug 4 zum Einsatz kommen kann und neben der Frischluftanlage 2 mit der Filtereinrichtung 1 eine Brennkraftmaschine 5 aufweist, der mit Hilfe der Frischluftanlage 2 Luft zugeführt wird. Ebenso kann die Filtereinrichtung 1 zum Filtern von einem Kompressor oder einem Verdichter (jeweils nicht gezeigt) oder einer Brennstoffzelle (nicht gezeigt) zuzuführendem Fluid, insbesondere Luft, zum Einsatz kommen.

[44]

Das gezeigte Brennkraftmaschinensystem 3 umfasst ferner eine Abgasanlage 6 zum Abführen von in der Brennkraftmaschine 5 entstehendem Abgas. Die Filtereinrichtung 1 dient dem Reinigen bzw. Filtern der der Brennkraftmaschine 5 zuzuführenden Luft und ist somit in der Frischluftanlage 2 stromauf der Brennkraftmaschine 5 angeordnet. Die Filtereinrichtung 1 ist über einen ersten Anschluss 7 und einen zweiten Anschluss 8 in der Frischluftanlage 2 eingebunden, wobei zu filternde Luft durch den ersten Anschluss 7, der somit als Einlass 9 fungiert, in die Filtereinrichtung 1 strömt, darin gefiltert wird und über den zweiten Anschluss 8 aus der Filtereinrichtung 1 strömt, der somit als Auslass 10 fungiert. Im gezeigten Beispiel weist das Brennkraftmaschinensystem 3 ferner einen Verdichter 11 zum Verdichten der Luft auf, welcher in der Frischluftanlage 2 stromab der Filtereinrichtung 1 angeordnet ist. Der Verdichter 11 kann Bestandteil eines im Übrigen nicht gezeigten Abgasturboladers 12 sein.

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Zum Filtern der Luft weist die Filtereinrichtung 1, wie beispielsweise 2 entnommen werden kann, ein Filterelement 13 auf. Das Filterelement 13 weist einen Filterkörper 14 auf, der sich in einer Umfangsrichtung 16 erstreckt (siehe 5), derart, dass der Filterkörper 14 einen Innenraum 17 in einer Radialrichtung 18 und in Umfangsrichtung 16 begrenzt. In einer Axialrichtung 15 endseitig bzw. stirnseitig des Filterkörpers 14 weist das Filterelement 13 eine am Filterkörper 14 angebrachte Endscheibe 19 auf. Im gezeigten Beispiel erstreckt sich der Filterkörper 14 in Umfangsrichtung 16 geschlossen und ist ringförmig ausgebildet. Das Filterelement 13 weist ferner eine an der Endscheibe 19 angebrachte Schalldämmmatte 20 auf, die aus Schaumstoff und/oder Vlies hergestellt ist. In 2 ist dabei ein Längsschnitt entlang der Axialrichtung 15 durch die Filtereinrichtung 1 zu sehen. Im gezeigten Beispiel ist die Schalldämmmatte 20 auf der von Filterkörper 14 abgewandten Seite der Endscheibe 19 angebracht.

[46]

Das Filterelement 13 ist in einem Filtergehäuse 21, nachfolgend auch kurz Gehäuse 21 genannt, der Filtereinrichtung 1 austauschbar aufgenommen, wobei in den 2 bis 4 lediglich ein Gehäusedeckel 39 des Filtergehäuses 21 gezeigt ist, der einen in diesen Figuren nicht gezeigten Gehäusetopf 40 (siehe 6), in welchem das Filterelement 13 austauschbar aufgenommen ist, lösbar verschließt. Zu erkennen ist, dass der erste Anschluss 7 bzw. der Einlass 9, durch den Luft in die Filtereinrichtung 1 einströmt, radial außenseitig der Endscheibe 19 bzw. der Schalldämmmatte 20 angeordnet und zu dieser beabstandet, im gezeigten Beispiel im Gehäusedeckel 39 ausgebildet, ist. Die Luft strömt dabei entlang der Schalldämmmatte 20 in einen radial zwischen dem Filterkörper 14 und dem Filtergehäuse 21 ausgebildeten Spalt 22, strömt durch den Filterkörper 14 radial und wird somit gefiltert und gelangt anschließend in den Innenraum 17. Der Strömungspfad 23 der Luft ist dabei durch Pfeile angedeutet. Der Innenraum 17 bildet somit einen Reinbereich 24 des Filterelements 13 bzw. der Filtereinrichtung 1, in den gefilterte Luft strömt und welchen der Filterkörper 14 von einem Rohbereich 25 trennt, durch welchen die Luft vor dem Durchströmen des Filterkörpers 14 strömt und welcher den Spalt 22 umfasst. Die gefilterte Luft strömt vom Innenraum 17 bzw. dem Reinbereich 24 zum zweiten Anschluss 8 bzw. dem Auslass 10 und gelangt somit aus der Filtereinrichtung 1.

[47]

Die Schalldämmmatte 20 ist also im Ergebnis im Rohbereich 25 angeordnet. In der Folge stellt der Filterkörper 14 eine Barriere für sich möglicherweise lösende Bestandteile der Schalldämmmatte 20 dar, derart, dass diese durch den Filterkörper 14 gefiltert werden. Die Anordnung der Schalldämmmatte 20 auf der vom Filterkörper 14 abgewandten Seite der Endscheibe 19 führt ferner dazu, dass die Schalldämmmatte 20 den durchströmbaren Teil des Spaltes 22 zwischen dem Filterkörper 14 und dem Gehäuse 21 nicht verkleinert. Zudem ist die Schalldämmmatte 20 zum Filterkörper 14 beabstandet, so dass eine Durchströmung des Filterkörpers 14 von der Schalldämmmatte 20 nicht oder zumindest nicht unmittelbar reduziert wird.

[48]

Im gezeigten Beispiel einen weist der Gehäusedeckel 39 im Bereich des ersten Anschlusses 7 und somit des Einlasses 9 einen radial schrägen Verlauf auf, derart, dass das Gehäuse 21 im Bereich des ersten Anschlusses 7 axial weiter absteht.

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Die gezeigte Endscheibe 19 weist eine Öffnung 26 auf, welche zentral in der Endscheibe 19 ausgebildet ist und die radial außenseitig von einem axial auf der vom Filterkörper 14 abgewandten Seite abstehenden Kragen 27 eingefasst ist. Zu erkennen ist, dass die Schalldämmmatte 20 die verfügbare Fläche der Endscheibe 19 außerhalb der Öffnung 26 bzw. des Kragens 27 gänzlich überdeckt. Die Schalldämmmatte 20 schließt hierbei radial innenseitig am Kragen 27 an und verläuft radial bis zu einem radial äußeren Außenrand 28 der Endscheibe 19. Die Schalldämmmatte 20 verläuft ferner in Umfangsrichtung 16 geschlossen, so dass sie im Ergebnis ringförmig ausgebildet ist. Im gezeigten Beispiel schließt der Kragen 27 axial endseitig an einer radial und in Umfangsrichtung 16 geschlossenen Abschlusswand 36 der Endscheibe 19 an, mit welcher der Kragen 27 eine axial nach außen gerichtete Erhöhung 37 in der Art einer Ausstülpung bildet, über welcher das Filterelement 13 im Filtergehäuse 21 positioniert ist. Zu diesem Zweck weist das Filtergehäuse 21 eine Aufnahme 38 auf, in welcher die Erhöhung 37 formschlüssig aufgenommen ist.

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Zu erkennen ist ferner, dass eine axiale Erstreckung der Schalldämmmatte 20, nachfolgend auch Mattendicke 29 genannt, kleiner ist als ein der Schalldämmmatte 20 zugewandter und durchströmbarer Strömungsquerschnitt 30 des ersten Anschlusses 7 und somit des Einlasses 9. Auf diese Weise werden der durch die Schalldämmmatte 20 verursachte Strömungswiderstand und somit die entsprechenden Druckverluste reduziert.

[51]

In 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des Filterelements 13 und somit der Filtereinrichtung 1 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 2 gezeigten Beispiel dadurch, dass die Schalldämmmatte 20 einen radial außenseitigen dem ersten Anschluss 7 und dem Strömungsquerschnitt 30 zugewandten Teilabschnitt 31 aufweist, in welchem sich die Schalldämmmatte 20 radial nach außen, insbesondere kontinuierlich, verjüngt. In der Folge nimmt im Teilabschnitt 31 die Mattendicke 29 radial nach außen ab. Auf diese Weise wird eine aerodynamisch vorteilhafte Form der Schalldämmmatte 20 erreicht, so dass die Luft über den ersten Anschluss 7 bzw. den Einlass 9 verbessert, insbesondere mit einem reduzierten Druckverlust in die Filtereinrichtung 1 strömt.

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Bei den in den 2 und 3 gezeigten Beispielen ist die Schalldämmmatte 20 stoffschlüssig an der Endscheibe 19, vorzugsweise unmittelbar, angebracht. Insbesondere ist die Schalldämmmatte 20 an der Endscheibe 19 geklebt.

[53]

In den 4 und 5 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des Filterelements 13 und somit der Filtereinrichtung 1 gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels dadurch, dass die Schalldämmmatte 20 mit Hilfe einer Befestigungseinrichtung 32 an der Endscheibe 19 angebracht ist. Hierbei ist in 4 der Längsschnitt der Filtereinrichtung 1 wie in 2 zu sehen, wogegen 5 eine Draufsicht auf die Filtereinrichtung 1 mit geschnittenem Gehäusedeckel 39 zeigt.

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Die gezeigte Befestigungseinrichtung 32 weist zumindest einen Stift 33 mit jeweils zugehöriger Klemmscheibe 34 auf, wobei die gezeigte Befestigungseinrichtung 32 vier derartige Stifte 33 mit jeweils zugehöriger Klemmscheibe 34 aufweist, welche in Umfangsrichtung 16 verteilt angeordnet sind, wobei in 5 die Klemmscheiben 34 nicht gezeigt sind. Die Stifte 33 sind an der Endscheibe 19 fixiert. Insbesondere kann die Endscheibe 19 an den Stiften 33 angespritzt sein. Die Klemmscheibe 34 ist beispielsweise aus Blech hergestellt. Die jeweilige Klemmscheibe 34 ist derart angeordnet, dass die Schalldämmmatte 20 axial zwischen der Klemmscheibe 34 und der Endscheibe 19 eingeklemmt ist. Im gezeigten Beispiel ist der jeweilige Stift 33 ferner durch die Schalldämmmatte 20 geführt, welche somit für den jeweiligen Stift 33 eine zugehörige Aussparung 35 aufweist.

[55]

Aus 5 geht ferner hervor, dass das Filterelement 13 in der gezeigten Draufsicht eine ovale Außenkontur aufweist. Zu erkennen ist ferner, dass der Filterkörper 13 in Umfangsrichtung 16 geschlossen ist und eine ovale Form aufweist. Der Kragen 27 weist in diesem Beispiel einen mehreckigen, vorliegend einen sechseckigen, Querschnitt auf, um eine fehlerhafte Positionierung des Filterelements 13 im Gehäuse 21 zu verhindern oder die entsprechende Gefahr zu reduzieren. Zudem kann durch die Ausgestaltung des Kragens 27 die Gefahr des Einsatzes ungeeigneter Filterelemente vermieden oder zumindest reduziert werden. Auch in diesem Beispiel erstreckt sich die Schalldämmmatte 20 über die gesamte verfügbare und vom Filterkörper 14 abgewandte Fläche der Endscheibe 19. Folglich ist die Endscheibe 19 in 5 nicht sichtbar.

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6 zeigt einen Längsschnitt durch die Filtereinrichtung 1 bei einem anderen Ausführungsbeispiel. Dieses Beispiel unterscheidet sich von dem in 2 gezeigten Beispiel durch die Anordnung und Ausbildung der Schalldämmmatte 20. Bei diesem Beispiel ist die Schalldämmmatte 20 an der vom Einlass 9 entfernten und dem Auslass 10 (nicht gezeigt) nahen Endscheibe 19 angebracht. Dabei ist die Schalldämmmatte 20 am Außenrand 28 dieser Endscheibe 19 und zum Filterkörper 14 beabstandet angebracht. In diesem Beispiel ist die Schalldämmmatte 20 in Umfangsrichtung 16 nicht geschlossen, erstreckt sich also lediglich in einem Teilbereich der Endscheibe 19 um die Endscheibe 19. In diesem Teilbereich wirkt die Schalldämmmatte 20 zusätzlich als Strömungsbarriere für das zu filternde Fluid, so dass dieses an einer Strömung entlang der Schalldämmmatte 20 und am Filterkörper 14 vorbei gehindert ist. *****

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

[57]

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Zitierte Patentliteratur

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  • WO 2016/045926 A1
  • DE 102017109319 A1
  • DE 10110029 A1



Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement (13) mit einem sich in einer Umfangsrichtung (16) erstreckenden Filterkörper (14) aus einem Filtermaterial und einer axial stirnseitig an den Filterkörper (14) angebrachten Endscheibe (19). Eine effiziente und bauraumsparende Schalldämpfung wird dadurch erreicht, dass an der Endscheibe (19) eine Schalldämmmatte (20) angebracht ist.Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Filtereinrichtung (1) mit einem solchen Filterelement (13).



Filterelement (13), insbesondere für eine Frischluftanlage (2) eines Fahrzeugs (4),
- mit einem im Betrieb radial durchströmten Filterkörper (14) aus einem Filtermaterial zum Filtern eines Fluids, insbesondere von Luft, wobei sich der Filterkörper (14) in einer Umfangsrichtung (16) erstreckt,
- mit einer axial stirnseitig am Filterkörper (14) angebrachten Endscheibe (19), dadurch gekennzeichnet, dass an der Endscheibe (19) eine Schalldämmmatte (20) angebracht ist.

Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämmmatte (20) auf der vom Filterkörper (14) abwandten Seite der Endscheibe (19) angebracht ist.

Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Endscheibe (19) einen axial auf der vom Filterkörper (14) abgewandten Seite abstehenden Kragen (27) aufweist,
- dass die Schalldämmmatte (20) den Kragen (27) radial außenseitig umgibt.

Filterelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (27) axial an einer radial verlaufenden Abschlusswand (36) anschließt und zusammen mit der Abschlusswand (36) eine Erhöhung (37) der Endscheibe (19) zur Positionierung des Filterelements (13) in einem zugehörigen Filtergehäuse (21) bildet.

Filterelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die die Schalldämmmatte (20) am Kragen (27) anschließt.

Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
- dass der Filterkörper (14) einen Reinbereich (24), in den ein vom Filterkörper (14) gefiltertes Fluid, insbesondere gefilterte Luft, strömt, von einem Rohbereich (25) trennt,
- dass die Schalldämmmatte (20) im Rohbereich (25) angeordnet ist.

Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schalldämmmatte (20) radial bis zu einem radial äußeren Außenrand (28) der Endscheibe (19) verläuft.

Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämmmatte (20) in zumindest einem Teilabschnitt (31) eine sich radial verjüngende Form aufweist.

Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämmmatte (20) in Umfangsrichtung (16) geschlossen ist.

Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämmmatte (20) auf der Endscheibe (19) stoffschlüssig angebracht ist.

Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (13) eine Befestigungseinrichtung (32) aufweist, mit welcher die Schalldämmmatte (20) an der Endscheibe (19) angebracht ist.

Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkörper in Umfangsrichtung geschlossen, insbesondere ringförmig, oder offen, insbesondere hufeisenförmig, ausgebildet ist.

Filtereinrichtung (1) mit einem Filtergehäuse (21) und einem im Filtergehäuse (21) austauschbar angeordneten Filterelement (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Filterkörper (14) einen Reinbereich (24), in den ein vom Filterkörper (14) gefiltertes Fluid, insbesondere gefilterte Luft, strömt, von einem Rohbereich (25) trennt.

Filtereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohbereich (25) einen radial zwischen dem Filtergehäuse (21) und dem Filterkörper (14) ausgebildeten Spalt (22) umfasst.

Filtereinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (21) einen radial außenseitig der Schalldämmmatte (20) angeordneten Anschluss (7) aufweist, durch den im Betrieb ein durch das Filterelement (13) zu filterndes Fluid, insbesondere Luft, in das Filtergehäuse (21) strömt.