DE102004016997B4

DE102004016997B4 - Abgedichtete Luftfilterbaugruppe

Info

Publication number: DE102004016997B4
Application number: DE102004016997A
Authority: DE
Inventors: Neville Jimmy Novi Bugli; Celine Jee Birmingham Dixon
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2004-04-02
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2024-04-03
Also published as: US6890366B2; US20040206058A1; DE102004016997A1; GB2400574A; GB0401425D0

Abstract

Eine Luftfilterbaugruppe (100) für ein Luftinduktionssystem eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor, die Luftfilterbaugruppe (100) mit:
– einem Gehäuse (110), welches einen Luftfilterbehälter (114) und eine Luftfilterabdeckung (116) aufweist;
– mindestens einem ersten Flansch (128) der an dem Luftfilterbehälter (114) angeordnet ist;
– mindestens einem zweiten Flansch (130), der an der Luftfilterabdeckung (116) angeordnet ist; wobei der erste Flansch (128) und der zweite Flansch (130) einen Filterhaltebereich definieren.
– einem Filter (112), der innerhalb des Gehäuses (110) angeordnet ist, wobei der Filter (112) die Fähigkeit besitzt, die Umgebungsluft zu filtern;
und wobei ein Bereich des Filters (112) zwischen dem ersten Flansch (128) und dem zweiten Flansch (130) gehalten wird, so dass der Filter (112) innerhalb des Gehäuses (110) abgedichtet eingeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flansch (128) und der zweite Flansch (130) einen Verzahnungsbereich zur Verbindung des ersten Flansches (128) mit dem zweiten Flansch...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftfilterbaugruppe für Filteranlagen und ein Luftinduktionssystem eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bekanntermaßen werden Luftinduktionsfilter für Motoren in Fahrzeugen eingesetzt, um Fremdstoffe aus der Luft herauszufiltern, welche in den Motor gelangt. Früher wurden die Luftinduktionsfilter aus gefaltetem Papier hergestellt, das in einem Kunststoff- oder Metallrahmen saß. Der Luftinduktionsfilter und der Rahmen wurden im Motorraum des Fahrzeugs befestigt. Diese Luftinduktionsfilter wurden einmal genutzt und dann entsorgt.
Aus der US 2002/0020156 A1 ist eine Luftfilterbaugruppe mit einem Gehäuse, welches einen Luftfilterbehälter und eine Luftfilterabdeckung aufweist, mit einem mindestens einem ersten Flansch, der an dem Luftfilterbehälter angeordnet ist, mit mindestens einem zweiten Flansch, der an der Luftfilterabdeckung angeordnet ist und mit einem Filter bekannt, der innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Der Filter besitzt die Fähigkeit, Umgebungsluft zu filtern, und der erste und zweite Flansch definieren einen Filterhaltebereich, mit dem ein Bereich des Filters zwischen dem ersten und zweiten Flansch gehalten wird.
Aus der EP 1 110 593 A1 ist eine Luftfilterbaugruppe mit einem eine Abdeckung und ein Behälter umfassenden Gehäuse bekannt. Behälter und Abdeckung sind durch Rastverbindungen miteinander verbunden.
Aus der US 4,133,661 A ist ebenfalls eine Luftfilterbaugruppe mit einem eine Abdeckung und ein Behälter umfassenden Gehäuse bekannt. Behälter und Abdeckung sind mittels auf der Gehäuseaußenseite angeordneten verschraubten Laschen verbunden.
Gegenwärtig wird ein netzartiger Schaumstofffilter verwendet, der normalerweise aus Schaumstoff hergestellt und, auf Grund der hohen Temperaturen im Motorraum, in einem Kunststoffgehäuse untergebracht ist. Das Schaumstoffmaterial ist mehrere Schichten stark und wird mit dem Gehäuse mit Hilfe von Stäben oder Nieten, welche die Oberfläche des Filters durchdringen, befestigt.
Somit besteht ein Bedarf in der Industrie an abgedichteten Oberflächen innerhalb von Gehäusen der Luftfilterbaugruppen, damit der Filter im Gehäuse vollständig abgedichtet ist. Dies ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Luftfilterbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorliegende Erfindung eignet sich u. a. für eine Luftinduktions-Filteranlage. Die Luftfilterbaugruppe umfasst ein Gehäuse und einen Filter, welcher sich im Gehäuse befindet. Um den Filter im Gehäuse zu versiegeln bzw. abzudichten, ist das Gehäuse mit einem Filterhaltebereich und einem ineinandergeifenden Bereich ausgestattet.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft den Filterhaltebereich, der einen Hohlraum definiert, der den Filter aufnimmt und festhält. Der ineinandergeifende Bereich hält die Luftfilterabdeckung am Luftfilterbehälter.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Tatsache, dass der Luftfilterbehälter mit einem gebogenen Flansch ausgestattet ist. Die Luftfilterabdeckung ist mit einem entsprechenden Flansch ausgestattet, der zu dem gebogenen Flansch auf dem Behälter passt. Der Filter wird zwischen dem Luftfilterbehälter und der Luftfilterabdeckung zusammengepresst.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Figurenbeschreibung und die begleitenden Skizzen offensichtlich. Es zeigen:
1: eine perspektivische Ansicht eines Luftfilters der vorliegenden Erfindung der in einem Fahrzeug installiert ist,
2: eine vergrößerte Ansicht einer erfindungsgemäßen Luftfilterbaugruppe.
3: einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Blockiermechanismusses innerhalb der Luftfilterbaugruppe.
4: einen Querschnitt einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsvariante des.
Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsvarianten ist nur exemplarisch zu verstehen und soll keineswegs die Erfindung, ihre Anwendung oder ihren Gebrauch eingrenzen.
Bezug nehmend auf die Figuren und speziell auf 1, wird eine Ausführungsvariante eines Luftfilters 10, entsprechend der vorliegenden Erfindung, für ein Fahrzeug 12 gezeigt. Wie dargestellt, umfasst das Fahrzeug 12 eine Karosserie 14 und einen Motor (nicht dargestellt), der an der Karosserie 14 montiert ist. Das Fahrzeug 12 schließt auch einen Lufteinlassschlauch 16 mit ein, der funktionsgemäß mit der Luftfilterbaugruppe 10 verbunden ist. Die Luftfilterbaugruppe 10 ist ebenso, mit verwendbaren Mitteln wie z. B. Halterungen (nicht dargestellt), an der Karosserie 14 montiert. Die Luftfilterbaugruppe 10 saugt die Umgebungsluft durch den Lufteinlassschlauch 16 an und filtert die Luft, bevor sie in den Motor des Fahrzeugs 12 gelangt. Obgleich in der vorliegenden Erfindung ausdrücklich der Einbau einer Luftfilterbaugruppe 10 in ein Luftinduktionssystem erläutert wird, dass die Luftfilterbaugruppe 10 auch in anderen Fahrzeugbereichen, wie z. B. einer Wärmeventilations-Klimaanlage (HVAC) einsetzbar ist. Die Luftfilterbaugruppe 10 kann auch in anderen Bereichen als der Automobilindustrie genutzt werden.
Insbesondere auf 2 verweisend, umfasst die Luftfilterbaugruppe 10 ein Gehäuse 20 und einen Filter 22 der im Gehäuse 20 untergebracht ist, um Fremdstoffe aus der Luft, welche zum Motor strömt herauszufiltern und Kohlenwasserstoffdämpfe vom Motor aufzunehmen, wenn der Motor nicht läuft. Das Gehäuse 20 ist mit passenden Behelfsmitteln (nicht dargestellt) an der Karosserie 14 des Fahrzeugs 12 befestigt. Das Gehäuse 20 umfasst einen Luftfilterbehälter 24 und eine Luftfilterabdeckung 26. Der Filter 22 kann jede verwendbare Form haben, vorzugsweise passend zur Form des Gehäuses 20. Der Filter 22 sollte vorzugsweise an die Größe und die Dichtungsanforderungen des Gehäuses 20 angepasst sein, wobei solche Formen komplizierte geometrische Formen umfassen können.
Wie in 2 gezeigt, ist der Filter 22 vielschichtig und umfasst eine Mehrzahl von individuellen und separaten Schichten 28, 30, 32, 34 und 36. Obgleich in den Figuren ein Filter mit 5 Schichten dargestellt und beschrieben wird, kann der Filter 22 auch aus mehr oder weniger als 5 Schichten bestehen. Die Anzahl der Schichten aus denen ein Filter hergestellt wird, ist von der Dichtung und anderen Bedingungen abhängig. Ein vielschichtiger Luftfilter wird in der US 6.464.761 beschrieben, auf den im Rahmen dieser Anmeldung hingewiesen werden soll, wobei deren Inhalt für diese Anmeldung in vollem Umfang Gültigkeit hat.
Gemäß 2 kann die Luftfilterbaugruppe 10 außerdem ein Sieb 38 umfassen, das an einer Seite des Filters 22 anliegt. Die Luftfilterbaugruppe 10 kann außerdem ein zweites Sieb 40 umfassen, das an der anderen Seite des Filters 22 anliegt. Das Sieb 38 soll den Luftfilter schützen, indem es größere Partikel aus der Luft filtert. Auf der anderen Seite ist das zweite Sieb 40 in die Luftfilterbaugruppe 10 integriert, um den Filter 22 während des Betriebes des Fahrzeugs 12 zu schützen. Wie später erläutert wird, drücken das Sieb 38 und das zweite Sieb 40 die erste Schicht 28 und die fünfte Schicht 36 des Filters 22 zusammen, um eine Festigkeit zu erzielen, die eine dichte Oberfläche bildet. Die Siebe 38 und 40 sind optional.
Insbesondere verweisend auf die 2 und 3, umfasst der Luftfilterbehälter 24 eine Grundplatte 42 die an der Karosserie 14 befestigt ist. Die Grundplatte 42 definiert eine Öffnung 44 zur Befestigung an einem Luftein lassschlauch 16. Die Grundplatte 42 ist im Allgemeinen plan und kann, wie dargestellt, rechteckig oder aber auch jede andere komplizierte geometrischen Form haben, die durch die Dichtung und den Platzbedarf vorgeschrieben wird. Der Luftfilterbehälter 24 hat Seitenwände 46, die sich von der Grundplatte 42 aus erstrecken. Die Grundplatte 42 und die Seitenwände 46 definieren einen Hohlraum 48, zur Aufnahme des Filters 22. Der Luftfilterbehälter 24 wird vorzugsweise aus einem relativ festen Material gefertigt, vorzugsweise einen Kunststoff wie Polypropylen, Nylon etc.. Der Luftfilterbehälter 24 hat vorzugsweise eine monolithische Struktur, die integral, einheitlich und einteilig ist.
Gemäß 2 umfasst auch die Luftfilterabdeckung 26, wie auch der Luftfilterbehälter 26, eine zweite Grundplatte 50 und sich von dieser erstreckenden Seitenwände 52. Eine L-förmige Wand 53 kann sich optional von den Seitenwänden 52 aus erstrecken, um eine zusätzliche Unterstützung der Luftfilterabdeckung 26 und des Siebes 38 zu bieten (vgl. 3). Die Luftfilterabdeckung 26 ist vorzugsweise aus einem relativ festen Material gefertigt, vorzugsweise einem Kunststoff wie Polypropylen, Nylon etc.. Die Luftfilterabdeckung 26 hat vorzugsweise eine monolithische Struktur, die integral, einheitlich und einteilig ist.
Insbesondere verweisend auf 3 wird der Filter 22 mit dem Gehäuse 20, mit Hilfe eines ersten Flansches 56 auf dem Luftfilterbehälter 24 und eines zweiten Flansches 58 auf der Luftfilterabdeckung 26 abgedichtet. Der erste Flansch 56 erstreckt sich üblicherweise senkrecht zur Seitenwand 46 auf dem Luftfilterbehälter 24. Der zweite Flansch 58 erstreckt sich üblicherweise von der L-förmigen Wand 53 auf der Luftfilterabdeckung 26 aus, so dass der zweite Flansch 58 oberhalb des ersten Flansches 56 positioniert ist. Wenn der Luftfilterbehälter 24 und die Luftfilterabdeckung 26 zusammengebaut sind, definiert der erste Flansch 56 und der zweite Flansch 58 eine Filterhaltebereich 60 und einen Verzahnungsbereich 62 (auch ineinander greifender Bereich 62).
Wie dargestellt, definiert der Filterhaltebereich 60 einen zweiten Hohlraum 61, der es ermöglicht, dass der Filter 22 zwischen dem ersten Flansch 56 und dem zweiten Flansch 58 eingesetzt und zusammengepresst werden kann. Insbesondere eine Schicht, die fünfte Schicht 36, des Filters 22 ist übergroß, so dass ein Teil der Schicht in den zweiten Hohlraum 61 eingesetzt wird.
Wie in den 3 und 4 dargestellt, ist der Filterhaltebereich 60 mit mindestens einer Rückhaltewulst 64 auf dem ersten Flansch 56 und zumindest einer Rückhaltewulst 66 auf dem zweiten Flansch 58 ausgestattet, um den Filter 22 an seinem Platz zu halten und ein zu starkes Vibrieren des Filters zu verhindern. Vorzugsweise erstrecken sich die Rückhaltewulste 66 und 68 seitlich nach Innen in Richtung des Hohlraums 61 und drücken sich in die fünfte Schicht 36 des Filters 22. Die Rückhaltewulste 64 und 66 halten den Filter 22 an seinem Platz und verhindern, dass der Filter 22 vibriert. Der in hohem Grade komprimierte Filter 22 und die Rückhaltewulste 64 und 66 verhindern das Durchströmen von ungefilterter Luft hinter den Filter 22, was eine hohe Zuverlässigkeit zur Folge hat. Alternativ zur Befestigung mit Nieten oder Stäben sind auch eine ununterbrochene Wulst an den Flanschen 56, 58 denbar, der auch eine zusätzliche Dichtung zur Verfügung stellt.
Gemäß 3 erstreckt sich ein Verzahnungsbereich 62 nach außen und über die Filterhaltebereich 60 hinaus. Die Aufgabe des Verzahnungsbereichs 62 ist es den ersten Flansch 56 mit dem zweiten Flansch 58 zu verbinden. Der Verzahnungsbereich 62 wird mit mindestens Auskragung 68 auf dem ersten Flansch 56 versehen.
Die Auskragung 68 wird so gestaltet, dass sie mit einer entsprechenden O berfläche 70 des zweiten Flansches 58 verbunden werden kann. Wie dargestellt, werden der Luftfilterbehälter 24 und die Luftfilterabdeckung 26 über den Verzahnungsbereich 62 miteinander verbunden. Diese Anordnung stellt sicher, dass die Luftfilterabdeckung 26, während des Zusammen- und Einbaus der Luftfilterbaugruppe 10 in das Fahrzeug 12, korrekt auf dem Luftfilterbehälter 24 sitzt.
Um den Filter 22 im Gehäuse 20 vollständig zu versiegeln, werden der erste Flansch 56 und der zweite Flansch 58 in der Richtung geschweißt, die durch die Pfeile 72 gezeigt wird.
Das Schweißen kann auf alle möglichen bekannten Weisen, wie Laserschweißen, Erschütterungsschweißen usw., durchgeführt werden. Dies stellt sicher, dass die fünfte Schicht 36 des Filters 22, die in den zweiten Hohlraum 61 eingesetzt wird, zusammengepresst und an das Gehäuse 20 geschweißt ist. Wenn der Luftfilterbehälter 24 und die Luftfilterabdeckung 26 zusammengebaut werden, wird der Teil des Filters 22, der im zweiten Hohlraum 61 angeordnet ist Kompression ausgesetzt, so dass eine Presspassung zwischen dem Filter 22 und dem Gehäuse 20 verursacht wird. Außerdem kann der Filter entlang der Behälter/Abdeckungsschnittstelle sichtbar sein, während der erste Flansch 56 und der zweite Flansch 58 aneinander geschweißt werden. Dies ermöglicht einerseits eine zusätzliche Sicherheitsüberprüfung während des Zusammenbaus der Luftfilterbaugruppe 10 und andererseits eine Überprüfung, ob der Filter 22 richtig im Gehäuse 20 sitzt. Die hochgradig komprimierte Schaumstoffschicht ist wasserabweisend und verringert die Gefahr der Aufnahme im Kontaktbereich des Behälters mit der Abdeckung.
4 stellt eine alternative Ausführungsvariante dar, wie man den Filter 22 im Gehäuse 20 versiegeln kann. Wie in der ersten Ausführungsvariante umfasst eine Luftfilterbaugruppe 100 ein Gehäuse 110 und einen Filter 112, der im Gehäuse 110 untergebracht ist. Wie der oben beschriebene Filter 22, filtert der Filter 110 die Umgebungsluft, bevor die Luft in den Motor gelangt und nimmt alle Kohlenwasserstoffe auf, die der ausgeschaltete Motor abgibt. Das Gehäuse 110 umfasst einen Luftfilterbehälter 114 und eine Luftfilterabdeckung 116. Der Luftfilterbehälter 114 und die Luftfilterabdeckung 116 definieren einen Hohlraum 120 worin der Filter 112 positioniert wird.
Der Luftfilterbehälter 114 hat eine Grundplatte (nicht dargestellt) und eine, sich von der Grundplatte aus erstreckende Wand 122. Die Luftfilterabdeckung 116 hat auch eine Grundplatte (nicht dargestellt) und eine zweite Wand 124, die im Allgemeinen senkrecht auf der Grundplatte steht. Eine L-förmige Wand 126 steht so auf der zweiten Wand 124, so dass der Rand der Luftfilterabdeckung 116 eine abgestufte Oberfläche aufweist.
Der Filter 112 wird innerhalb des Gehäuses 110 abgedichtet, indem ein Flansch 128, der sich von der Wand 122 des Luftfilterbehälters 114 aus erstreckt und ein zweiter Flansch 130, der sich von der L-förmigen Wand 126 der Luftfilterabdeckung 116 aus erstreckt, vorgesehen sind. Wie dargestellt, ist der Flansch 128 vorzugsweise U-förmig, so dass der Luftfilterbehälter 114 eine Rinne 132 zwischen den U-förmigen Wänden bildet. Der U-förmige Flansch 128 schützt den Filter 112 vor Wasser, das in den Filter gelangen könnte. Vorzugsweise umfasst der U-förmige Flansch 128 den Umfang der Luftfilterabdeckung 116.
Während des Zusammenbaus der Luftfilterbaugruppe 100, wird die Luftfilterabdeckung 116 über dem Luftfilterbehälter 114 positioniert. Der zweite Flansch 130 auf der Luftfilterabdeckung 116 wird in die Rinne 132 eingesetzt, die durch den U-förmigen Flansch 128 gebildet wird, so dass die Luftfilterabdeckung 116 in den Luftfilterbehälter 114 einschnappt. Um friktionelle Passung einen Formschluss zwischen dem U-förmigen Flansch 128 und dem zweiten Flansch 130 zu erreichen, wird das eine Ende des U-förmigen Flansches 128 mit einer Erhebung 134 und das Ende des zweiten Flansches 130 mit einer entsprechenden Erhebung 136 ausgestattet. Folglich, da die Luftfilterabdeckung 116 formschlüssig in den Luftfilterbehälter 114 eingeschnappt ist, stellen die erste und die zweite Erhebung 136 und 138 sicher, dass eine Einwegdichtung gebildet ist. Mit anderen Worten kann die Luftfilterbaugruppe 100 nicht geöffnet werden, ohne die Erhebungen 136, 138 zu zerstören. Wie dargestellt, wird der Filter 112 zusammengepresst, während die Luftfilterbaugruppe 100 zusammengebaut wird. Der Filter 112 wird in der Rinne 132 positioniert, die vom U-förmigen Flansch 128 auf dem Luftfilterbehälter 114 gebildet wird. Um den Filter 112 im Gehäuse 110 weiter zu versiegeln, kann das Gehäuse 110 entlang des Umfangs geschweißt werden.
Wie oben gesehen, ermöglicht sowohl die erste als auch die zweite Ausführungsvariante der Luftfilterbaugruppe 10, 100 eine vorteilhafte Methode, den Filter 22, 112 im Gehäuse 20, 110 abzudichten. Die Dichtungen der oben beschriebenen Ausführungsvarianten stellen sicher, dass der Filter 22, 112 nicht leicht entfernt werden kann. Zusätzlich stellen die oben genannten Dichtungskonfigurationen auch sicher, dass der Filter 22, 112 nichtzu stark vibriert, wodurch die Geräusche und Vibrationen im Fahrzeug 12 reduziert werden.
Fachleuten ist es auf der Basis der vorangegangenen detaillierten Beschreibung, den Figuren und Patentansprüchen möglich, Verbesserungen und Änderungen zur bevorzugten Ausführungsvarianten zu machen, ohne dabei den Erfindungsgedanken zu verlassen, der in den folgenden Patentansprüchen definiert wird.

Claims

Eine Luftfilterbaugruppe (100) für ein Luftinduktionssystem eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor, die Luftfilterbaugruppe (100) mit: – einem Gehäuse (110), welches einen Luftfilterbehälter (114) und eine Luftfilterabdeckung (116) aufweist; – mindestens einem ersten Flansch (128) der an dem Luftfilterbehälter (114) angeordnet ist; – mindestens einem zweiten Flansch (130), der an der Luftfilterabdeckung (116) angeordnet ist; wobei der erste Flansch (128) und der zweite Flansch (130) einen Filterhaltebereich definieren. – einem Filter (112), der innerhalb des Gehäuses (110) angeordnet ist, wobei der Filter (112) die Fähigkeit besitzt, die Umgebungsluft zu filtern; und wobei ein Bereich des Filters (112) zwischen dem ersten Flansch (128) und dem zweiten Flansch (130) gehalten wird, so dass der Filter (112) innerhalb des Gehäuses (110) abgedichtet eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flansch (128) und der zweite Flansch (130) einen Verzahnungsbereich zur Verbindung des ersten Flansches (128) mit dem zweiten Flansch (130) definieren und dass der erste Flansch (128) als U-förmiger Flansch ausgeführt ist, so dass eine Rinne (132) durch den U-förmigen Flansch (128) definiert ist, und dass der zweite Flansch (130) in die Rinne (132) einschnappbar ist, so dass die Luftfilterabdeckung (116) in den Luftfilterbehälter (114) einschnappbar ist.
Die Luftfilterbaugruppe (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein netzartiges Sieb (38) aufweist, wobei das Sieb (38) den Filter (112) im Gehäuse (110) festhält.
Die Luftfilterbaugruppe (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filterhaltebereich den Filter (112) im Gehäuse (110) hält und der Verzah nungsbereich die Luftfilterabdeckung (116) mit dem Luftfilterbehälter (114) verbindet.
Die Luftfilterbaugruppe (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flansch (128) mindestens einen Rückhaltewulst (136) im Filterhaltebereich aufweist und wobei mindestens ein Rückhaltewulst (136) seitlich in den Filter (112) ragt, so dass mindestens ein Rückhaltewulst (136) den Filter (112) zusammenpresst.
Die Luftfilterbaugruppe (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (112) als vielschichtiger Filter ausgeführt ist, wobei eine der Schichten des Filters (112) in dem Filterhaltebereich gepresst abgedichtet ist.