(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタエレメント（１）と、
一端側に濾過すべき流体の流入口、該一端側と対向する他端側に前記フィルタエレメント（１）によって濾過された流体の流出口を有するとともに、該フィルタエレメント（１）がエアフィルタハウジング（１００）内に装着された時に該フィルタエレメント（１）の第１の接触面（７１）に係合する対応接触面（１７１）を有するエアフィルタハウジング（１００）と
を備えたエアフィルタであって、
前記フィルタエレメント（１）は、前記フィルタエレメント（１）が前記エアフィルタハウジング（１００）内に装着された状態において、前記流入口から前記流出口に向かって前記エアフィルタハウジング（１００）内を流れる流体のフロー方向に沿う方向であるフィルタハウジング軸線（Ａ）方向に延在するとともに、該フィルタエレメント軸線（Ａ）と直交する平面内に延在し、
前記フィルタエレメント（１）は、
フィルタ媒体と、
前記フィルタ媒体の濾過されていないガスの吸気面領域側から濾過されたガスの排気面領域側を漏れ防止の形で離間させるように設計された前記第１の接触面（７１）を有する封止構成（７０）と
を有し、
前記第１の接触面（７１）を形成する輪郭線は、前記フィルタエレメント（１）の周方向に延在し、且つ前記フィルタエレメント軸線（Ａ）と直交する装着方向（Ｅ）に対して傾斜し、
前記装着方向（Ｅ）に沿って前記フィルタエレメント（１）を装着する時に、前記第１の接触面（７１）と、前記エアフィルタハウジング（１００）側の前記対応接触面（１７１）とが、比較的遅い時点ではじめて互いに接触することを特徴とするエアフィルタ。
【請求項２】
前記第１の接触面（７１）を形成する前記輪郭線は、前記フィルタエレメント（１）の周方向に延在し、且つフィルタエレメント（１）の装着方向（Ｅ）に曲率をもって傾斜する輪郭線であることを特徴とする請求項１項に記載のエアフィルタ。
【請求項３】
前記封止構成（７０）が、前記フィルタ媒体の濾過されていないガスの吸気面領域側に位置する、請求項１または２に記載のエアフィルタ。
【請求項４】
前記フィルタエレメント（１）が、前記フィルタエレメント軸線（Ａ）と直交する平面内に、輪郭線がほぼ直線状の第１の部分（１８）と、輪郭線がほぼ直線状の第２の部分（１９）とを有し、前記第１の部分（１８）及び前記第２の部分（１９）が、装着方向（Ｅ）に向かって互いに近づくように傾斜する両側テーパ形状に形成される、請求項１から３のいずれか１項に記載のエアフィルタ。
【請求項５】
前記フィルタエレメント（１）は、内側のフィルタ媒体（２０）と、該内側のフィルタ媒体（２０）の外側に位置する外側フィルタ媒体（１０）とを有し、
該内側のフィルタ媒体（２０）と該外側のフィルタ媒体（１０）夫々の一方の軸端部（１２、２２）同士が封止要素（５２）によって接続され、
該外側フィルタ媒体（１０）の他側の軸端部（１１）に、該外側フィルタ媒体（１０）の形状保持を行う形状保持シェル（６０）が設けられている、請求項１から４のいずれか１項に記載のエアフィルタ。
【請求項６】
前記形状保持シェル（６０）には、前記封止構成（７０）が設けられている、請求項５に記載のエアフィルタ。
【請求項７】
前記封止構成（７０）が弾性変形する、請求項１から６のいずれか１項に記載のエアフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアフィルタに係り、特に、最適化された封止構成を備えた内燃機関用のエアフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に必要な燃焼空気は、内燃機関の運転効率と寿命とを増大させるために、一般に濾過されてから燃焼室へ供給される。燃焼空気の濾過には、一般にエアフィルタ装置が使用される。これは、建設業又は農業などの分野で使用する周囲空気の特殊な汚濁負荷にさらされる環境で稼働する内燃機関に関して特に重要である。特に建設業又は農業などの分野では、時折、燃焼空気の濾過を必要とする極めて高い塵埃負荷が発生する。塵埃の微粒子の粒径の範囲は一般に事前に不明であるため、内燃機関へ十分に清潔な燃焼空気を供給することができるように、エアフィルタ装置は、内燃機関の動作に干渉する可能性があるあらゆる粒径の微粒子を確実に除去できるような設計でなければならない。
【０００３】
特に、車両内又は車両上で使用される内燃機関の分野では、寸法を小さく保ち、他方でエアフィルタ装置の高い濾過効率を可能にしておくために、濾過効率を最適化し、空間を最適化したエアフィルタシステムの構成は必須である。
【０００４】
例えば、引用文献１（ＥＰ１３６４６９５Ａ１）は、内部燃焼空気のシリンダに供給される燃焼空気を濾過作用に曝すために内燃機関の吸気マニホールド内に組み込まれるエアフィルタを開示する。エアフィルタは、実質的に３部構成で、燃焼空気が軸方向に流れフィルタハウジング内に閉鎖式の蓋によって半径方向に挿入可能な交換式フィルタカートリッジとして構成されたフィルタエレメントをフィルタハウジング内に備える。フィルタカートリッジは、その上流側に大粒の塵埃微粒子の分離に役立つサイクロンプリセパレータを配置している。フィルタカートリッジの下流側には、蓋が開いている時にフィルタハウジング内に半径方向に挿入可能な２次又は精密フィルタエレメントがある。サイクロンプリセパレータ、フィルタカートリッジ、及び精密フィルタエレメントは半径方向に順次奥へ向かって配置され、濾過される燃焼空気はそれることなく半径方向にそれらを通過する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＥＰ１３６４６９５Ａ１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、動作の安全性を向上させる最適化された封止構成を備えたエアフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、下記の実施形態がその中に開示された独立請求項の主題によって解決される。
【０００８】
本発明の例示的な実施形態によれば、フィルタエレメントが実質的に軸方向の伸張方向に伸張し、それに実質的に直交する平面内で半径方向に伸張し、フィルタエレメントが濾過されていないガスの側と濾過されたガスの側とを有するフィルタ媒体を備え、フィルタエレメントがエアフィルタハウジング壁に対して濾過されていないガスの側から濾過されたガスの側を漏れ防止の形で離間させるように設計された第１の接触面を有する封止構成を有し、第１の接触面が周方向に延在し、不適切な装着を防止する軸方向の伸張方向に対して非対称の構成を有する幾何学構造を有する内燃機関のエアフィルタ用のフィルタエレメントが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
こうして、非対称の構成を提供することで、不適切な操作、特にエアフィルタハウジング内の不適切な装着を防止することができ、操作者が不適切な装着を認識できるか又は防止することができるフィルタエレメントを提供することができる。エアフィルタハウジング内のフィルタエレメントの不適切な装着の防止によってエアフィルタの誤動作を防止することができる。さらに、関連する接触面の封止構成が適切に適合し、フィルタエレメント内を通過してエアフィルタハウジングに至る漏れフローが確実に防止される。こうして、エアフィルタによって濾過しなければならない内燃機関にとって有害な微粒子によって引き起こされる内燃機関の重大な損傷が防止することができる。特に、そのような微粒子が濾過されないままエアフィルタハウジングを通過し内燃機関の燃焼室に達することを防止することができる。さらに、エアフィルタハウジング内のフィルタエレメントの不適切な装着によってフィルタエレメント自体も損傷し又はフィルタエレメントの濾過効率が低下することを防止することができる。特に、エアフィルタハウジング又はフィルタエレメントが互いに一致する幾何学構造の場合、不適切な装着によってエアフィルタハウジング内のフロー状況全体が変化しエアフィルタがもはや規定の方法で貫通せず、したがって、例えば、フィルタエレメントのある領域がフローを取り込み、又は所望の強さよりも強力に貫通し、これと対照的に、フィルタエレメントの他の領域は全く又はほとんど貫通しなくなる。不適切な装着を防止することで、特に負荷が強すぎる領域が濾過水によって迅速に閉塞される時に発生することがあり、その結果、エアフィルタ内のフロー状況が大幅に変化するフィルタエレメントの極めて不均等な負荷を防止することができる。特に、フロー抵抗が大幅に変化するので、エアフィルタの濾過効率が阻害されるだけでなく、必要な量の空気が内燃機関に供給されないため、内燃機関の運転効率も悪化する。さらに、エアフィルタハウジング内へのフィルタエレメントの不適切な装着を防止することで、フィルタエレメントのフィルタ媒体は所望の方法で貫通し、空気流によって機械的に変形したり破壊される可能性がなくなる。同時に、フィルタエレメント、したがって、エアフィルタ全体の濾過効率と信頼性が確保される。さらに、フィルタエレメント上に配置された封止構成の非対称の接触面によって、フィルタハウジング内のフィルタエレメントを交換する操作要員はフィルタエレメントがエアフィルタハウジング内に正しく挿入されているか否か、又は操作要員によって直ちに修正可能な不適切な可能性がある装着があるか否かを発見することができる。
【００１０】
封止構成は実質的に剛性の接触面であってもよく、実質的に可撓性の接触面であってもよい。この場合、可撓性の接触面は、剛性及び可撓性の接触面の逆圧によって変形可能な接触面と理解すべきである。変形は、一方で可塑性又は非復元性であるが、他方で弾性又は自己復元性であってもよい。
【００１１】
本発明の例示的な実施形態によれば、第１の接触面は、装着方向の平面への間隔が装着方向に単調に増大する表面に配置されている。
【００１２】
言い換えれば、エアフィルタハウジング内へのフィルタエレメントの挿入時に封止構成の接触面の力の負荷が比較的遅い時点で実現されて封止表面の横断方向の摺動及び相互摩耗が実質的に防止されるように、第１の接触面は、装着方向に対して傾斜した平面内又は湾曲した面内に配置することができる。特に、特定の微粒子も封止表面に堆積する可能性がある塵埃が堆積した環境では、封止表面上に堆積した微粒子によって相互にこすれる封止表面が損傷することを防止するために対応する封止接触面相互の摩耗作用が防止されることは重要である。
【００１３】
本発明の例示的な実施形態によれば、封止構成は湾曲した面内で延在する。
【００１４】
湾曲した面内に封止構成を配置することで、傾斜して延在する平面と比較して装着の奥行きの低減が達成され、同時にエアフィルタハウジングの最も低い位置の装着位置から見た封止構成の信頼できる係合が確実に行われる。この低い位置は、一般に封止要素の挿入後は操作要員からはもはや容易に見えないので、特にこの領域では、封止要素の接触面の信頼できる係合が確実に行われなければならない。特に接触面の湾曲した構成によって、例えば、封止リップが偶然に折り畳まれ、信頼できる封止作用がもはや確実に行われないことを防止することができる。
【００１５】
本発明の例示的な実施形態によれば、封止幾何学構造は周方向に変化する輪郭を有する。
【００１６】
そのような周方向の輪郭の変化は、例えば、封止リップ又は接触面を広げることで、また弾性の封止要素のより厚い構成によって実現することができる。さらに、周方向の断面も変化するので、特に封止要素の断面のさまざまな位置を考慮しなければならない。特に、エアフィルタハウジングの下部領域で封止幾何学構造の半径方向の力の負荷を高めるように、一方、装着位置から見てエアフィルタハウジングの中央及び上部領域では、封止幾何学構造の軸方向の力の負荷を高めるように装着位置から見た輪郭を設計することができる。これによって周縁に沿った封止幾何学構造のさまざまな構成、特に変化する輪郭が可能になる。
【００１７】
本発明の例示的な実施形態によれば、封止構成は、流出側に対向するフィルタエレメントの領域内に位置する。
【００１８】
こうして、フィルタエレメントの外壁面は、特にフィルタエレメントが折り畳んだ蛇腹フィルタの時に吸気面としても使用することができる。フィルタエレメントが複数の折り畳んだ蛇腹のフィルタである実施形態では、さらに追加の中央の吸気通路が提供される。濾過された塵埃は濾過されていないガスの側に位置するので、濾過されていないガスの側には、大型の吸気面領域を提供しなければならない。これは、例えば、濾過されていないガスの側に２つの吸気通路を提供することで達成することができる。しかし、封止構成は、吸気側に対向するフィルタエレメントの領域内にも配置することができるが、この場合には、外壁面はもはや一般に吸気用に利用することができない。いわゆるコイルフィルタ又はコンパクト要素又は溝付フィルタを使用する時にはこれはあまり重要ではない。何故なら、一般にコンパクト要素又はコイルフィルタ又は溝付フィルタの場合、外壁面は吸気面として設計されず、吸気は主にフィルタエレメントの端面を通して実現するからである。
【００１９】
本発明の例示的な実施形態によれば、フィルタエレメントは、半径方向の伸張方向平面内に第１のほぼ直線状の断面と第２のほぼ直線状の断面とを有し、第１のほぼ直線状の断面と第２のほぼ直線状の断面は、半径方向の伸張方向平面内で互いにテーパ状に拡幅されている。
【００２０】
こうして、特に半径方向の封止作用の場合に、ほぼ直線状の断面が早い時点でエアフィルタハウジングの対応する封止表面による力の負荷にさらされることなくエアフィルタハウジング内にフィルタエレメントを挿入することができる。こうして、特に封止表面上の塵埃又は微粒子の堆積の場合、封止表面間の長い摩擦路が実質的に防止され、封止幾何学構造の損傷が防止される。さらに、フィルタエレメントのこの楔状の構成によって、エアフィルタハウジングへのフィルタエレメントの容易で簡単な挿入を達成することができる。例えば半径方向の封止作用の場合、エアフィルタハウジングの蓋は、挿入開口の方向の対応する半径方向の封止作用を生成することができる。
【００２１】
本発明の例示的な実施形態によれば、フィルタエレメントは、流出側のフィルタエレメントの端面全体にわたって半径方向の伸張方向平面内で少なくとも部分的に延在し、フィルタエレメントの外壁面全体にわたって軸方向に少なくとも部分的に延在する形状保持シェルを有する。
【００２２】
そのような形状保持シェルは、一方で衝撃又は縁部保護デバイスとしての役割を果たすことができるが、画定された封止幾何学構造を提供するために封止構成を施してもよい。さらに、形状保持シェル上にエアバッフルなどのフロー誘導デバイスを提供して、フィルタエレメントと一緒にエアフィルタハウジングの内部に最適化されたフローの幾何学構造を提供することができる。例えば、フィルタエレメントが複数の蛇腹フィルタの形態で提供されると、形状保持シェルも、例えば、外側に折り畳んだ蛇腹の折り畳み部の奥行き全体にわたって延在できる。しかし、これによって吸気通路の有効吸気表面積が低減することがある。コイルフィルタ又はコンパクトフィルタなどの外壁面に吸気面が必要ないような構造に設計されたフィルタエレメントの場合、形状保持シェルは外壁面全体にわたっても延在できる。
【００２３】
本発明の例示的な実施形態によれば、形状保持シェル上に封止構成が提供される。
【００２４】
こうして、位置と幾何学構造に関して封止構成を安定化させるために形状保持シェルの形状安定性が使用されるので偶然に変形することはない。形状保持シェルは、フィルタエレメントの周縁に沿ってその輪郭が変わることがあり、例えば、形状保持シェル上に傾斜して位置する封止構成も実現することができる。これは、例えば、封止表面の横断的摩耗を防止するために傾斜した平面又は湾曲した面上に封止構成が配置される実施形態に特に関連する。
【００２５】
本発明の例示的な実施形態によれば、封止構成の第１の接触面は弾性変形する。
【００２６】
一般に、エアフィルタハウジング内のフィルタエレメントはエアフィルタの寿命の間に数回交換されるので、エアフィルタハウジング側の封止幾何学構造は、一般にフィルタエレメント側の封止幾何学構造よりも寿命が長い。一般に弾性変形する封止構成は損傷をより受けやすいため、損傷を受けやすい封止幾何学構造、この例ではフィルタエレメント上に提供された弾性変形封止構成がより頻繁に交換され、また交換性が向上することが重要である。特に、封止構成の弾性変形する部分で一般に発生する封止構成又は封止幾何学構造全体の損傷の場合、エアフィルタ全体を交換する代わりにフィルタエレメントだけを交換する方がはるかに簡単で低コストである。さらに、一般にエアフィルタの交換は熟練要員しか実行することができないが、フィルタエレメント自体の交換はそれに対応する内燃機関の操作者又は操作要員が実行することができる。
【００２７】
本発明の例示的な実施形態によれば、第１の接触面は、対向する辺を備えた凹状の封止輪郭を有する。
【００２８】
そのような封止輪郭は、封止表面を横断する比較的長い円弧距離が提供されるように、例えばウェブの形態の対応する封止表面を備えていてもよい。こうして、封止構成の封止特性が一般に向上する。特に、凹状の封止輪郭の対向する両方の辺によってエアフィルタハウジング内のフィルタエレメントの位置決めが改善され自己安定化安全作用が向上する。
【００２９】
本発明の例示的な実施形態によれば、対向する辺の少なくとも一方は、周方向に延在する少なくとも１つの突出するリブを有する。
【００３０】
こうして、特に突出するリブがエアフィルタハウジングによって封止幾何学構造の突出する縁部又はウェブのクランプを可能にする一定の弾性及び解放作用を有する時に、エアフィルタハウジングの対応する封止表面による凹状の封止構成の自己安全効果が達成することができる。周方向のいくつかの突出するリブを提供する際に、濾過されていないガスの側と濾過されたガスの側との漏れ防止の形の離間を向上させるいくつかの周方向に延在する封止線を提供することができる。さらに、突出するリブ間の挿入およびクランプによる自己安全効果が改善される。
【００３１】
本発明の例示的な実施形態によれば、第１の接触面の押圧方向は、フィルタハウジング内にフィルタエレメントが装着可能な装着方向に実質的に垂直である。
【００３２】
特にフロー方向を横断する装着方向の場合、エアフィルタハウジング内及びフィルタエレメント上の周方向に切れ目がない封止表面が提供され、濾過されたガスの側と濾過されていないガスの側とを漏れ防止の形で確実に離間させる２つの画定された封止表面が互いに接触する。流出方向に向いたフィルタエレメント上の接触面と、吸気方向に向いたエアフィルタハウジングのそれに対応する接触面とによって、押圧力は動作で引き起こされる空気流によってさらに増大し、こうして封止状況を改善することができる。
【００３３】
本発明の例示的な実施形態によれば、フィルタエレメントは、フィルタエレメントに対して第１の移動位置から第２の移動位置へ移動可能な押圧力付勢デバイスを備え、第１の移動位置の押圧力付勢デバイスはフィルタハウジングへのフィルタエレメントの挿入を可能にするように設計され、第２の移動位置の押圧力付勢デバイスは、エアフィルタハウジング上に支持されてエアフィルタハウジングの封止構成へのフィルタエレメントの封止構成の押圧力付勢を生むように設計されている。
【００３４】
こうして、押圧力付勢デバイスが第１の移動位置にある状態で、フィルタエレメントを、例えば、フロー方向を横断してエアフィルタハウジング内に導入することができる。第２の移動位置にある押圧力付勢デバイスを起動することで、対応する力をエアフィルタハウジング上に印加して支持することができ、エアフィルタハウジングの対応する封止表面に対してフィルタエレメントの封止構成の接触面を押し当てることができる。こうして、力を大きく消費せずにエアフィルタハウジングの適切な位置に先にフィルタエレメントを挿入し、その後で初めて、濾過されたガスの側と濾過されていないガスの側とを漏れ防止の形で離間させるために対応する封止構成に力を加える対応する押圧力付勢作用が実行される。
【００３５】
本発明の例示的な実施形態によれば、押圧力付勢デバイスは、枢支軸を中心に枢動（回動）可能なようにフィルタエレメント上に取り付けられ、エアフィルタハウジングに力の負荷を与える表面を有し、枢動（回動）時に押圧力付勢表面は枢支軸に対して偏心運動（所定角度の回動）を行う。
【００３６】
こうして、偏心を提供することで、封止構成上の押圧力が利用することができ、特定のてこ作用を用いて相対的に最小の力の消費で封止構成上の高い押圧力を達成することができる。枢支軸に対する押圧面の偏心構成（所定角度の回動）によって、力の増大がある種の楔作用によって生成される。押圧力付勢表面は、押圧力付勢作用が連続的な力によって実質的に実現するように湾曲していてもよい。さらに、押圧力付勢表面は、封止幾何学構造上の適切な押圧力付勢を達成するために押圧力付勢デバイスが超えなければならない特定のしきい値が提供されるように設計することができる。特に、そのようなしきい値を超えることでフィルタハウジング内へのフィルタエレメントの適切な導入と封止幾何学構造への適切な押圧力付勢が実行されたという認識可能な徴候を操作要員に提供する。
【００３７】
本発明の例示的な実施形態によれば、押圧力付勢デバイスは、押圧力付勢デバイスが第１の移動位置から第２の移動位置へ、またその逆へ移動可能なように設計されたハンドルを有し、第１の移動位置のハンドルは、フィルタハウジングにフィルタエレメントを装着する又はフィルタハウジングからフィルタエレメントを取り外すためのグリップとして設計されている。
【００３８】
こうして、ハンドルを備えた押圧力付勢デバイスは挿入工程の操作の助けとしても使用することができ、押圧力付勢デバイスのハンドルを装着と押圧力付勢のために使用することができる。さらに、押圧力付勢デバイスのハンドルが第１の移動位置でフィルタエレメントから半径方向に突出して手袋着用時にも簡単な起動と操作が可能である一方、第２の移動位置又は起動位置のハンドルがフィルタエレメントと面一に位置してもはやフィルタエレメントから半径方向に突出せず、第２の動作位置、すなわち、第２の移動位置のフィルタエレメントの装着サイズをコンパクトに保ちかつそのようにしてエアフィルタハウジングの外形寸法を小さく保つように押圧力付勢デバイスのハンドルを配置することができる。
【００３９】
本発明の例示的な実施形態によれば、封止構成は、フィルタエレメントの下流側に配置された安全要素の濾過されていないガスの側からフィルタエレメントの濾過されたガスの側を漏れ防止の形で離間させるように設計された第２の接触面を有する。
【００４０】
こうして、フィルタエレメント上に、エアフィルタハウジングに対してフィルタエレメントの封止作用を提供するだけでなく下流側の安全要素の封止構成も提供する封止構成を提供することができる。第１の接触面と第２の接触面とを備えたそのような封止構成は、特に形状保持シェル上に提供することもできる。封止構成上に第１の接触面と第２の接触面とを提供することで、交換式フィルタエレメントの封止構成全体を実質的に１つの周縁領域上に集中させることができる。さらに、特に頻繁に交換すべき消耗部品又は使い捨て部品として設計されたフィルタエレメント上に提供される時には、損傷しやすい封止幾何学構造を定期的に交換することが可能になる。
【００４１】
本発明の例示的な実施形態によれば、第２の接触面は、弾性であるように設計され第１の接触面及び第２の接触面が一体化要素を形成する。こうして、第１の接触面と第２の接触面とを備えた封止構成の簡単な製造が可能になり、特に、摩耗と損傷を受けやすい第１の接触面と第２の接触面の弾性領域は、簡単に交換が可能である。さらに、第１の接触面と第２の接触面とを備えた封止構成をフィルタエレメント上に着脱可能に提供することができる。こうして、第１の接触面と第２の接触面とを備えたこの一体化要素を単独で交換するか又はフィルタエレメントだけを交換することができ、その間第１の接触面と第２の接触面とを有するそのままの一体化要素はエアフィルタハウジング内にあり、又はエアフィルタハウジング内に挿入される前に新たに挿入されたフィルタエレメントに少なくとも施すか又は接続することができる。
【００４２】
本発明の例示的な実施形態によれば、本発明のフィルタエレメントとエアフィルタハウジングとを備えた内燃機関用のエアフィルタであって、エアフィルタハウジングがフィルタエレメントの封止構成に一致する第１の接触面を備えた封止構成を有するエアフィルタが提供される。
【００４３】
本発明の例示的な実施形態によれば、内燃機関用のエアフィルタであって、エアフィルタハウジングがフィルタハウジングの力受け面上に作用する封止構成の押圧力付勢作用が吸収されるような方法でフィルタエレメントの押圧力付勢デバイスの押圧力付勢のための表面の力受け面を有するエアフィルタが提供される。
【００４４】
当然ながら、上記の個々の特徴を互いに組み合わせて個々の効果の総計を超える有利な効果を部分的に得ることができることに留意されたい。
【００４５】
本発明の上記及びその他の態様は、以下に説明する例示的な実施形態に関連して説明し開示する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
以下、添付の図面を参照しながら、例示的な実施形態を開示する。
【図１】本発明の例示的な実施形態による内部に挿入するフィルタエレメントを備えたエアフィルタハウジングの概略構成を示す図である。
【図２】斜めに配置された又は傾斜した封止構成による最終挿入前のフィルタエレメントとエアフィルタハウジングの概略断面図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態によるエアフィルタエレメントの半径方向の伸張平面内の概略断面図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態によるフィルタエレメントの断面図である。
【図５】本発明の例示的な実施形態による封止構成を示す図である。
【図６】本発明の例示的な実施形態による形状保持シェル上の封止構成の輪郭断面図である。
【図７】本発明の例示的な実施形態による封止幾何学構造を示す図である。
【図８】本発明の別の例示的な実施形態の例示的な封止幾何学構造を示す図である。
【図９】本発明の例示的な実施形態によるフィルタエレメントの断面図である。
【図１０】本発明の例示的な実施形態による押圧力付勢デバイスを備えたフィルタエレメントの構成を示す図である。
【図１１】本発明の例示的な実施形態による押圧力付勢デバイスを備えたエアフィルタハウジング内に挿入するフィルタエレメントを示す図である。
【図１２】本発明の例示的な実施形態による第１の接触面と第２の接触面とを備えた封止幾何学構造の断面図である。
【図１３】フィルタエレメント、エアフィルタハウジング、及び安全要素の間の封止幾何学構造の別の例示的な実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図１は、エアフィルタハウジングの蓋１９９を備えたエアフィルタハウジング１００の概略図を示す。さらに、この実施形態では、特にフィルタエレメントとエアフィルタハウジングとが延在する軸方向の伸張方向Ａに実質的に直交する装着方向Ｅに沿ってエアフィルタハウジング内に挿入されるフィルタエレメント１が示されている。また、この軸方向の伸張方向に沿って、一般にエアフィルタハウジング及びフィルタエレメント１内で濾過すべき空気のフロー又は濾過すべき流体のフローが生成される。図示の実施形態では、例えば、エアフィルタハウジング１００内にフィルタエレメントを挿入し、又はエアフィルタハウジング１００内からフィルタエレメント１を取り出せるように、エアフィルタハウジング上にグリップ又はグリップ窪み９４が配置されている。蓋１９９は、便宜的に、エアフィルタハウジング１００を漏れ防止の形で閉鎖してエアフィルタハウジングの適切な動作が確実に行われる封止幾何学構造を有する。さらに、エアフィルタハウジングの蓋１９９は、フィルタエレメント１をエアフィルタハウジング１００内に配置するための構成又は構造上の手段を有することができ、他方で、フィルタエレメントとエアフィルタハウジングの封止が係合し、一定の力を受ける押圧力付勢作用が実現することができる。
【００４８】
フィルタエレメント１は、例えば、半径方向に入れ子状態に配置された１つ又は複数の折り畳んだ蛇腹からなるいわゆる折り畳んだフィルタエレメントであってもよい。フィルタエレメントは、楕円でも円形の設計でもよいがそのような外形形状に限定はされない。また、フィルタエレメントは、端面に実質的に吸気及び流出を有するコンパクト要素の形態のいわゆるコイルフィルタ又は溝付きフィルタであってもよい。
【００４９】
図２は、フィルタエレメント１が接触面７１を有する封止構成７０を備える長軸方向又は軸方向の伸張方向Ａの概略断面図を示す。フィルタハウジング１００は、フィルタエレメントがフィルタハウジング１００内に装着された時にフィルタエレメント１の接触面７１に係合する対応する接触面１７１を有する。これら２つの接触面７１、１７１は、エアフィルタハウジング１００内の濾過されたガスの側に対する濾過されていないガスの側の漏れ防止の封止を提供する。図２に示す実施形態では、封止構成の接触面は、斜めに又は傾斜して設計されている。これによって、挿入方向Ｅに沿ったフィルタエレメント１の挿入時に、接触面７１、１７１が比較的遅い時点ではじめて互いに接触し、こうして、封止表面又は接触面７１、１７１の互いの引きずり運動が防止される。特に封止表面又は接触面７１、１７１上に塵埃微粒子又は例えば砂の粒子がある時には、封止表面が互いに擦れる時に封止表面の損傷が予測される。封止構成７０の斜めの位置決めによって、そのような損傷をできる限り防止できる。封止構成７０は、斜めに位置決めする平面内だけでなく図２に示す湾曲した面内にも配置することができる。便宜的に、接触面７１の表面又は平面の湾曲又は傾斜は接触面１７１の湾曲又は傾斜に対応する。しかし、図２に示す傾斜又は湾曲ははるかに小さくてもよく、基本的に接触面７１、１７１の弾性、フィルタの寸法、環境条件などによって変化する。したがって、図２には、斜めの又は湾曲した接触面の基本原理を示す概略図のみを示している。
【００５０】
図３は、軸方向の伸張方向Ａに実質的に直交する半径方向の伸張方向のエアフィルタエレメントの概略断面図を示す。図３に示す実施形態では、エアフィルタエレメントは、第１のほぼ湾曲した領域１６と第２のほぼ湾曲した領域１７とを有する。その間に、第１のほぼ直線状の断面１８と第２のほぼ直線状の断面１９がそれぞれある。この例では、ほぼ直線状の断面１８及び１９も一般的に第１及び第２の湾曲した断面１６、１７の湾曲よりもはるかに小さい湾曲を有していてもよいことを理解されたい。図示の平面内のほぼ直線状の断面１８及び１９が半径方向の伸張方向に互いにテーパ状である、すなわち、互いに対して傾くここに示す構成によって、フィルタエレメント１を挿入方向Ｅにエアフィルタハウジング内に容易に挿入することができる。これに関連して、対応する断面平面内の楔状の構成の結果として、断面１６、１７、１８、及び１９によって形成される周縁に沿ったエアフィルタハウジング内の対応する相手側の封止での対応する封止の接触が比較的遅い時点ではじめて実現される。こうして、封止表面の互いの摩耗が防止される。２つのほぼ直線状の断面のそのような傾いた構成はエアフィルタハウジングに対するフィルタエレメントの半径方向の封止作用に関して特に重要である。この例では、図３に示す構成は、ほぼ直線状の断面１８及び１９の大幅に誇張された傾きを示しているが、実際にはこの傾きは、フィルタエレメント１の構成によって変化するはるかに小さい傾きであることを理解されたい。半径方向の封止の場合、エアフィルタハウジング上に対応する相手側封止表面を配置することができ、ここで実質的に湾曲した断面１７とほぼ直線状の断面１８及び１９に対する対応する封止接触面をエアフィルタハウジングの下部に配置し、一方、湾曲した断面１６に対応する接触面をエアフィルタハウジングの蓋の上に配置することができる。
【００５１】
図４は、フィルタエレメント１の概略断面図を示す。図４に示すフィルタエレメントは、外側の折り畳んだ蛇腹１０と内側の折り畳んだ蛇腹２０とを備えるいわゆる複数蛇腹フィルタである。内側の折り畳んだ蛇腹２０を外側の折り畳んだ蛇腹１０に対して傾けて内側の折り畳んだ蛇腹２０と外側の折り畳んだ蛇腹１０との間に吸気通路を形成することができる。図示の実施形態では、フィルタエレメント１が図示の実施形態では外側の折り畳んだ蛇腹１０の端面を覆い、さらに外側のフィルタ蛇腹の外壁面の一部にわたって延在する形状保持シェル６０を備える。これに関連して、形状保持シェルは、必須条件として外側の折り畳んだ蛇腹全体にわたって延在してはならないが、外側の折り畳んだ蛇腹の一部にわたって半径方向に延在してもよいので、オプションとして、吸気通路又は流出通路（フロー方向によって）の拡大した吸気表面積が提供される。また、そのような形状保持シェルをいわゆるコイルフィルタ又は溝付フィルタ上に提供することもでき、その場合に、吸気表面積は、一般に覆われる範囲が比較的小さく、安定化は外壁面によって達成される。図示の実施形態では、形状保持シェル６０は、例えばカラー６５上に配置された弾性リップ７４からなる封止構成７０を有する。エアフィルタハウジング上の対応する接触面にそのようなリップを押し当てて軸方向の封止を実行することができる。また、例えば、リップ７４の封止構成７０と形状保持シェル６０のカラー６５との中間の空間に適当な突起を係合させてそのようなリップを半径方向の封止作用に使用することができる。これを図６に関連して以下に詳細に開示する。
【００５２】
図５は、封止構成７０が形状保持シェル６０のカラー６５の周方向に延在する溝上又は内に配置された別の封止幾何学構造を示す。図５に示す実施形態では、封止構成７０は、窪んでいて凹状の接触面７１を有する。封止構成７０の周方向に沿って、封止構成は、例えば、半径方向のウェブ７５を提供することでその輪郭を変えることができる。ウェブによってエアフィルタエレメント１がエアフィルタハウジング内に誤った向きに挿入されることが防止できる。特に、そのようなウェブ７６又は非対称の構成によって、フィルタエレメントが実際にはそうでないのにフィルタエレメントがエアフィルタハウジング内に正しく配置されていると操作者に信じ込ませるようなエアフィルタハウジング内の位置に置かれることが防止される。言い換えれば、操作者は、一方の周方向の封止輪郭の非対称の構成によってフィルタエレメントが対応する相手側の封止表面上に適切に位置していないと直ちに判定し、直ちにこのエラーを検出し修復してから内部燃焼又はエアフィルタを再び適切に操作することができる。
【００５３】
図６は、弾性リップの形態の封止構成７０がカラー６５上に配置された図４に関連して上述した封止幾何学構造を示す。この弾性リップは、接触面７１がエアフィルタハウジングのウェブに対して封密に固定されるように封止リップ７４と突起６５との間にエアフィルタハウジングが係合する時に、例えば、半径方向の封止として機能する。さらに、図６に示す封止構成は、例えば、封止リップ７４が軸方向に道を開けるよう設計され、外向きに配置された接触面７１がエアフィルタハウジング１００のそれに対応する接触面１７１に押し当てられる。
【００５４】
それとは対照的に、図７は、エアフィルタハウジングの対応する接触面に接触面７１が実質的に軸方向にだけ接触するように設計されたいくらか簡単な封止幾何学構造を示す。同様に形状保持シェル６０上に配置され、図示の実施形態では、軸方向に接触面７１を有する封止構成を収容するカラー６５が提供される。カラーは、半径方向外側にテーパ状になるように設計され、したがって、封止構成７０のための安定した負荷搬送支持面が得られる。
【００５５】
図８は、封止構成７０が、例えば、カラー６５上の周方向に延在する軸方向に開く溝内に位置する封止構成の別の例示的な実施形態を示す。さらに、図８に示す実施形態は、接触面７１ａ及び７１ｂ上にリブ状の突起７２ａ、７２ｂを有する。図８ではそれらのリブ状の突起の一部しか示していないが、これより少ないか又は多いリブ状の突起を提供してもよい。これらのリブ状の突起は、例えば、エアフィルタハウジング内に軸方向に延在するウェブを収容してクランプでき、したがって、フィルタエレメントは、エアフィルタハウジングの蓋などの追加の安全デバイスが除去された時でもエアフィルタハウジング内に確実に保持されている。さらに、複数のリブ７２ａ、７２ｂは、エアフィルタハウジング内の濾過されていないガスの側と濾過されたガスの側の信頼できる封止作用を確実に行う複数の周方向に延在する封止表面を表す。
【００５６】
当然ながら、図５、図６、図７、及び図８に関連して開示した封止構成は、特にカラー６５の上側に位置する封止構成とそのようなカラーの下側に位置する封止構成に対して互いに組み合わせることができる。こうして、モノリシック部品として製造可能でエアフィルタハウジング内のさまざまな異なる幾何学構造に適したフィルタエレメントを提供することができる。さらに、封止構成は、必須条件として形状保持シェル６０上にあってはならないが、エアフィルタハウジング上の別の封止支持体上にあってもよいことを理解されたい。
【００５７】
図９は、複数蛇腹フィルタとして設計されたエアフィルタエレメント１の例示的な実施形態を示す。図９に示す複数蛇腹フィルタは、外側の折り畳んだ蛇腹１０と外側の折り畳んだ蛇腹１０の半径方向に内側に配置された内側の折り畳んだ蛇腹２０とを有する。図９に示す実施形態の折り畳んだ蛇腹１０及び２０は、第２の軸端部１２、２２で漏れ防止の形で封止要素５２によって接続しているので、この場所で濾過されていないガスの側と濾過されたガスの側との確実な離間が可能になる。さらに、図９に示す実施形態では、外側の折り畳んだ蛇腹１０の第１の軸端部１１に封止幾何学構造を備える形状保持シェル６０が提供される。外側の折り畳んだ蛇腹１０の湾曲した断面１６及び１７（図示せず）とほぼ直線状の断面１８及び１９に加えて、内側の折り畳んだ蛇腹２０は、湾曲した断面２６とほぼ直線状の断面２８及び２９とをさらに有する。２つの直線状の断面２８及び２９は、漏れ防止の形で封止要素５１によって封止され、フィルタエレメント１又はエアフィルタハウジングの濾過されたガスの側と濾過されていないガスの側は互いに離間させることができる。
【００５８】
図９に示す２つのほぼ直線状の断面１８及び１９は互いに実質的に平行に設計されているが、エアフィルタハウジング内の接触面７１及び１７１上の接触に関して挿入方向Ｅの半径方向の挿入が容易になるように、両者は互いに向かってテーパ状であってもよい。この場合、図８に示す封止幾何学構造に実質的に対応する図９に示す封止幾何学構造を半径方向の封止作用に適した封止幾何学構造と交換することができる。
【００５９】
図１０は、フィルタエレメントが押圧力付勢デバイス８０を備えた本発明の別の例示的な実施形態を示す。この押圧力付勢デバイス８０は、エアフィルタハウジング内にフィルタエレメントを挿入できる第１の移動位置８１と、エアフィルタハウジング内にエアフィルタエレメント１の位置を固定し対応する力を軸方向に加えることができるためフィルタエレメントの対応する（エアフィルタハウジング１００と対峙する）接触面７１がエアフィルタハウジング１００の対応する（フィルタエレメント１と対峙する）接触面１７１に押し当てられる第２の移動位置８２とを有する。これは、例えば、第１の移動位置８１から第２の移動位置８２への移動によって、対応する力接触面８３を軸方向に移動させ封止構成の押圧力付勢作用が実現される偏心構成によって実現可能である。これに関連して、押圧力付勢デバイスは、枢支軸Ｓを中心に枢動（回動）可能で、この軸を中心として偏心構成も回転（所定角度の回動）することができる。さらに、押圧力付勢デバイスは、第２の移動位置８２でフィルタエレメント１の外壁面に寄りかかって基本的にフィルタエレメントから半径方向に突出しないグリップ８４を有することができる。一方、第１の移動位置８１のグリップ８４は、フィルタエレメント１から間隔があるため、例えば、手袋を着用した操作者によっても問題なく取り外すことができる。さらに、押圧力付勢デバイスは、その上で押圧力付勢デバイス８０が枢支軸Ｓを中心に回転可能なように支持されたカラーを有していてもよく、このカラー８６は、フィルタエレメント１の安全カラーとしての役割を果たすことができる。特に、このカラーは、特にエアフィルタハウジングに対する押圧力付勢作用と力の効果が対応する力接触面８３によって一点のみに働く時に、封止周縁に沿って力を均一に分散させる役割を果たす。押圧力付勢デバイス８０又はカラー８６は、フィルタエレメントに着脱可能及び交換可能に接続することができる。特に、カラー上に、一方でエアフィルタハウジング１００に対してフィルタエレメント１を封止し、オプションとして、フィルタエレメント１又はエアフィルタハウジング１００に対して下流側に配置された安全要素２００を封止するために封止幾何学構造全体を提供することができる。これは、エアフィルタハウジング１００、下流側の安全要素２００、及びフィルタエレメント１が互いに隣接する半径方向に位置する周方向に延在する封止接触面を有する一方で、カラーがエアフィルタハウジング１００と安全要素２００とフィルタエレメント１とに対して半径方向に封止する周方向に延在する封止面を有することで達成することができる。それぞれの封止面は、一平面内に配置することができるが、傾斜するか又は段差があってもよい。したがって、特にカラー８６上の封止要素が弾性の時にすべてのコンポーネントを互いに封止するには１つの弾性封止要素があればよい。
【００６０】
図１１は、エアフィルタハウジング１００内にフィルタエレメント１が挿入されエアフィルタハウジングがエアフィルタハウジングの蓋１９９によって閉鎖された図を示す。この装着位置で、押圧力付勢デバイス８０は、フィルタエレメント１の力接触面８３がエアフィルタハウジングの対応する接触面１０１に押し当てられる第２の移動位置８２にある。これに関連して、押圧力付勢デバイスのグリップ８４はフィルタエレメント１の外壁面に対して少ない空間で寄りかかるため、エアフィルタハウジングの蓋１９９を閉鎖することができる。フィルタエレメント１を取り外す場合、エアフィルタハウジング１００のハウジングの蓋１９９が取り外され、グリップ８４によって押圧力付勢デバイス８０が第１の移動位置８１へ移動し、グリップ８４は、フィルタエレメントの外壁面からさらに間隔を置かれるのでグリップ８４を把持しハウジング１００からフィルタエレメントを取り外すことができる。第１の移動位置８１で、力接触面８３とエアフィルタハウジング１００のそれに対応する接触面１０１との間の押圧力付勢作用が解放され、フィルタエレメント１とその接触面７１がエアフィルタハウジングの接触面１７１から解放される。
【００６１】
図１２は、封止構成７０が第１の接触面７１と第２の接触面７２とを備える封止構成の別の例示的な実施形態を示す。第１の接触面は、エアフィルタハウジングの封止構成１７０の接触面１７１に寄りかかるように設計されている。さらに、第２の接触面７２は、安全要素２００の対応する接触面２７２に寄りかかるように設計されているので、２つの接触面７１及び７２を備えた封止構成７０によってエアフィルタハウジング１００に対するフィルタエレメント１の封止作用が達成されるだけでなく、安全要素又は安全フィルタエレメント２００に対するフィルタエレメント１００の漏れ防止の封止作用も達成される。安全要素は、多くの場合、フィルタエレメント１の不具合の場合に塵埃の微粒子が内燃機関の燃焼マニホールドに達する前にそれらを捕捉できるように提供されている。これは、例えば、主要素の交換の際に塵埃の微粒子が内燃機関、特に燃焼室に侵入することを防止するためにフィルタハウジングから主要素を一時的に取り外す時に当てはまる。これに関連して、接触面７１及び７２が１つの要素に例えば連続する封止輪郭の形で一体形成されるように封止構成７０を設計することができる。
【００６２】
図１３は、フィルタハウジング１００に対するフィルタエレメント１の軸方向の封止作用が対応する接触面７１、１７１によって実現する図６に関連して開示された封止構成を備えた幾何学構造を示す。
【００６３】
「備える」という用語は追加の要素を除外しないことに留意されたい。同様に、「ある」及び「１つの」という用語は、いくつかの要素及びステップを除外しない。
【００６４】
使用された参照番号はもっぱら本開示の理解を助けるためのものであって、限定的と解釈してはならない。本発明で追求する保護は請求の範囲に記載する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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