(57)【要約】      （修正有）【課題】フィルタ要素およびフィルタ要素用のハウジングを提供する。【解決手段】着脱可能なハウジングカバー１２を有するハウジング１０内に着脱可能に挿入するためのフィルタ要素２０が提供される。さらに、フィルタ要素用のハウジングが提供される。エアフィルタ要素２０は、管状支持構造２２を有し、管状支持構造にフィルタ媒体２１が配設され、支持構造２２の１つの前端面に結合区域２３、２５が設けられ、結合区域が、管状支持構造の長手方向軸の方向でハウジング本体１１と前記ハウジングカバーの間でエアフィルタ要素を挟持するためのクランプデバイス３０、４０と結合されるように設計され、結合区域が、固定要素２４、２６を備え、エアフィルタ要素がハウジング１０内に着脱可能に設置されるときにクランプデバイスに対する結合区域および／または支持構造の回転を阻止する。【選択図】図４
2013000742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着脱可能なハウジングカバー（１２）を有するハウジング（１０）内に着脱可能に設置するためのエアフィルタ要素（２０）であって、
フィルタ媒体（２１）が配設された管状支持構造（２２）を具備し、該支持構造（２２）の１つの前端面には結合区域（２３；２５）が設けられ、
前記結合区域（２３；２５）が、前記管状支持構造（２２）の長手方向軸の方向でハウジング本体（１１）と前記ハウジングカバー（１２）の間で前記エアフィルタ要素（２０）を挟持するためのクランプデバイス（３０；４０）と結合されるように設計され、
前記結合区域（２３；２５）が、前記エアフィルタ要素（２０）が前記ハウジング（１０）内に着脱可能に設置されるときに、前記クランプデバイス（３０；４０）に対する前記結合区域（２３；２５）および／または前記支持構造（２２）の回転を阻止する固定要素（２４）を備えるエアフィルタ要素（２０）。
【請求項２】
前記結合区域（２３；２５）および／または前記固定要素（２４）の形状が、前記クランプデバイス（３０；４０）の形状に適合される請求項１に記載のエアフィルタ要素。
【請求項３】
前記結合区域（２３）が、固定要素として隆起部（２４）を具備し、前記隆起部（２４）の間に、前記クランプデバイス（３０）の１枚の板ばね（３２）をそれぞれ収容することができ、前記クランプデバイス（３０）が、対を成して向かい合う少なくとも２枚の板ばね（３２）を有し、前記板ばね（３２）が、ディスク（２１）の外周に配設される請求項１または２に記載のエアフィルタ要素。
【請求項４】
前記結合区域（２３）が、固定要素として、半径方向に延在する凹部を具備し、前記凹部内に、前記クランプデバイス（３０）の１枚の板ばね（３２）をそれぞれ収容することができ、前記クランプデバイス（３０）が、対を成して向かい合う少なくとも２枚の板ばね（３２）を有し、前記板ばね（３２）が、ディスク（２１）の外周に配設される請求項１〜３のいずれか一項に記載のエアフィルタ要素。
【請求項５】
前記結合区域（２５）が湾曲したディスクを備え、前記湾曲したディスクが、前記支持構造（２２）の端面に対して外方向に湾曲される請求項１〜４のいずれか一項に記載のエアフィルタ要素。
【請求項６】
前記結合区域（２３）が、固定要素として隆起部を具備し、前記隆起部を、皿ばねを備える前記クランプデバイス（４０）のディスク（４１）の穴（４２）に収容することができる請求項５に記載のエアフィルタ要素。
【請求項７】
ハウジング本体（１１）と前記ハウジングカバー（１２）との間でエアフィルタ要素（２０）を挟持するように設計されたクランプデバイス（３０；４０）が、前記結合区域（２３）ではなく、前記フィルタ要素の前端部、特に前記エアフィルタ要素（２０）の管状支持構造（２２）の端面に提供され、前記クランプデバイス（３０；４０）が、前記管状支持構造（２２）の長手方向軸の方向で前記エアフィルタ要素（２０）を挟持するために、前記ハウジングカバー（１２）の結合区域（２３；２５）と結合することができるように設計され、前記クランプデバイス（３０；４０）が、前記結合区域（２３；２５）の固定要素（２４；２５）と協働して、前記エアフィルタ要素（２０）が前記ハウジング（１０）内に着脱可能に設置されるときに前記クランプデバイス（３０；４０）に対する前記結合区域（２３；２５）および／または前記フィルタ要素（２０）および／または前記支持構造（２２）の回転を阻止する請求項１に記載のエアフィルタ要素。
【請求項８】
着脱可能に設置可能な空気を濾過するためのエアフィルタ要素（２０）用のハウジング（１０）であって、
着脱可能なハウジングカバー（１２）と、ハウジング本体（１１）と前記ハウジングカバー（１２）との間で前記エアフィルタ要素（２９）を挟持するように設計されたクランプデバイス（３０；４０）とを備え、
前記クランプデバイス（３０；４０）が、前記管状支持構造（２２）の長手方向軸の方向で前記エアフィルタ要素（２０）を挟持するために、前記エアフィルタ要素（２０）の管状支持構造（２２）の端面に設けられた前記エアフィルタ要素（２０）の結合区域（２３；２５）と結合することができるように設計され、
前記クランプデバイス（３０；４０）が、前記結合区域（２３；２５）の固定要素（２４；２５）と協働して、前記エアフィルタ要素（２０）が前記ハウジング（１０）内に着脱可能に設置されるときに前記クランプデバイス（３０；４０）に対する前記結合区域（２３；２５）および／または前記支持構造（２２）の回転を阻止するハウジング（１０）。
【請求項９】
前記クランプデバイス（３０；４０）の形状が、前記固定要素（２４；２５）の形状に適合される請求項８に記載のハウジング。
【請求項１０】
クランプデバイス（３０）がディスク（３１）を有し、前記ディスク（３１）の外周に、対を成して向かい合う少なくとも２枚の板ばね（３２）が配設される請求項８または９に記載のハウジング。
【請求項１１】
前記クランプデバイス（４０）が皿ばねを備える請求項８または９に記載のハウジング。
【請求項１２】
前記クランプデバイス（３０；４０）が少なくとも部分的に金属から形成される請求項８〜１１のいずれか一項に記載のハウジング。
【請求項１３】
前記ハウジングカバー（１２）に、前記クランプデバイス（３０；４０）ではなく結合区域（２３；２５）が設けられて、フィルタ要素に提供されたクランプデバイス（３０；４０）と結合して、前記管状支持構造（２２）の長手方向軸の方向でハウジング本体（１１）と前記ハウジングカバー（１２）の間で前記エアフィルタ要素（２０）を挟持し、前記結合区域（２３；２５）が、固定要素（２４）を備え、前記エアフィルタ要素（２０）が前記ハウジング（１０）に着脱可能に設置されるときに前記クランプデバイス（３０；４０）に対する前記結合区域（２３；２５）および／または前記支持構造（２２）の回転を阻止する請求項８に記載のハウジング。
【請求項１４】
請求項８〜１２のいずれか一項に記載のハウジング（１０）と、前記ハウジング（１０）に挿入された請求項１〜７のいずれか一項に記載のエアフィルタ要素（２０）とを備えるフィルタアセンブリ（１）。
【請求項１５】
特に請求項１〜６のいずれか一項に記載のエアフィルタ要素（２０）を、特に請求項７〜１１のいずれか一項に記載のハウジング（１０）に取り付けるための方法であって、第１のステップで、前記フィルタ要素が第１のハウジング構成要素に挿入され、第２のステップで、前記ハウジングが第２のハウジング構成要素（１２）、例えばカバーによって閉じられ、前記第２のハウジング要素が前記第１のハウジング要素と接続され、クランプデバイス（３０）が、前記第２のハウジング構成要素（１２）と前記フィルタ要素（２０）の間に挟持され、それにより前記クランプデバイス（３０）が、シール座部の方向で前記フィルタ要素を挟持する方法。
【請求項１６】
特に請求項７〜１１のいずれか一項に記載のハウジング（１０）において、特に請求項１〜６のいずれか一項に記載のエアフィルタ要素（２０）を交換するための方法であって、前記ハウジングが開かれ、フィルタ要素が取り外され、最後に、請求項１３に記載の方法に従ってフィルタ要素が設置される方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気を濾過するために使用することができるフィルタ要素、およびフィルタ要素用のハウジングに関する。特に、本発明は、エアフィルタ要素、エアフィルタ要素用のハウジング、およびフィルタアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルタ要素は、流体の流れまたは気体状媒体を濾過するために使用される。それらは、例えば、自動車の乗員室内に案内される気流を濾過するために使用される。これに関連して、自動車に組み込まれた空気調和システムを特に使用して、外気中に含まれる有害物質や臭気などに関して、外気を浄化する。この文脈で、適切なフィルタもしくはキャビンエアフィルタは、例えば、粒子フィルタ、脱臭フィルタ、またはそれらの組合せである。
【０００３】
さらに、内燃機関に供給される空気から浮遊物質をなくす必要がある。例えばトラック、建設機械、農業機械、さらには船舶用エンジンなどのためのそのようなエアフィルタは、動作中に非常に大きな機械的負荷を受けるので、確実にかつ頑強に設計しなければならない。
【０００４】
フィルタは通常、着脱可能なハウジングカバーを有するハウジングを有し、交換可能なフィルタ要素をハウジング内に取り付けることができる。通常、フィルタ要素は、管状設計を有し、ハウジング内に取り付けられるときにハウジング内に固定される。
【０００５】
（特許文献１）が、フィルタ要素用のハウジング内で、ポリウレタンフォーム（ＰＵＲフォームとも呼ばれる）から形成された支持ノブによってフィルタ要素が挟持されるフィルタアセンブリを示す。
【０００６】
しかし、ポリウレタンフォーム、すなわち支持ノブの材料は、蓄熱（人工的な蓄熱）もしくは熱衝撃、または温度変化を受けると緩まる。すなわち、ポリウレタンフォームは、蓄熱後に力を失う。これにより、フィルタ要素がハウジング内に保持された状態で、フィルタアセンブリおよびその部品、すなわちハウジング、フィルタ要素、およびハウジングカバーが振動励振する場合に、個々の部品間のより大きい危険な運動がたびたび生じる。そのような振動励振は、例えば、フィルタアセンブリが組み込まれた自動車の動作中に生じることがある。
【０００７】
（特許文献２）は、ハウジングを備えるフィルタアセンブリであって、ハウジング内で、フィルタインサートを挟持するための螺旋ばねがハウジングと交換可能なフィルタインサートとの間に配設されるフィルタアセンブリを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ドイツ実用新案第２０  ２００７  ００２  ９０６  Ｕ１号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１７１６９０２Ａ号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、機能向上されたフィルタ要素、および機能向上されたフィルタ要素用のハウジングを形成することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、特許請求項１に記載の特徴を備えるフィルタ要素によって達成される。
【００１１】
それによれば、着脱可能なハウジングカバーを有するハウジング内に着脱可能に挿入するためのフィルタ要素が提供される。エアフィルタ要素は、管状支持構造を具備し、そこにフィルタ媒体が配設される。管状支持構造の１つの前端面に結合区域が設けられ、結合区域は、ハウジング本体とハウジングカバーの間でエアフィルタ要素を挟持するためのクランプデバイスと結合されるように設計され、結合区域は、固定要素を備えて、エアフィルタ要素がハウジング内に着脱可能に設置されるときにクランプデバイスに対する結合区域および／または支持構造の回転を阻止する。
【００１２】
フィルタ要素は、例えば内燃機関用の燃焼空気を濾過するためのエアフィルタ要素である。
【００１３】
提案されるフィルタ要素は、単純な構成であり、高い費用対効率で製造することができる。結合区域の設計は、同時に、ハウジング内でのフィルタ要素の挟持が蓄熱時でさえ力を失わないことを保証する。さらに、フィルタ要素とハウジングの間の公差を補償することができる。さらに、フィルタ要素は、ハウジングに対してねじれないように固定される。その結果、振動励振時にも安全な、ハウジング内でのフィルタ要素の座部が実現される。さらに、例えば、結合区域の設計により、粒子を含んだフィルタ要素の重量を挟持によってしっかりと支えることも保証される。
【００１４】
フィルタ要素のさらなる有利な実施形態は、従属請求項に記載する。
【００１５】
フィルタ要素の実施形態において、フィルタ要素は、ハウジングもしくはシール座部と排他的にプラグ式に着脱可能に接続することができる。その結果、取付けおよび／または取外しが単純化され、時間のかかる差込み接続またはねじ接続が不要となる。
【００１６】
好ましくは、固定要素の形状がクランプデバイスの形状に適合される。このようにすると、特にねじれを防止したハウジング内でのフィルタ要素の挟持を実現することができる。
【００１７】
結合区域は、固定要素として隆起部を具備することができ、隆起部の間にクランプデバイスの１枚の板ばねをそれぞれ収容することができ、クランプデバイスは、ディスクの外周に配設された、対を成して向かい合う少なくとも２枚の板ばねを有する。これに関連して、隆起部は、角柱の形状を有することができる。
【００１８】
代替または追加として、結合区域が、半径方向に延在する凹部を具備することができ、凹部にクランプデバイスの１枚の板ばねをそれぞれ収容することができ、板ばねは、ディスクの外周に配設された、対を成して向かい合う少なくとも２枚の板ばねを有する。
【００１９】
代替または追加として、収容デバイスは、湾曲したディスク、特に円形湾曲したディスクでもよく、このディスクは、管状支持構造の端面に対して外側に向けて湾曲される。これは、ハウジングカバーにあるクランプデバイスがより大きな領域を覆うことができ、それにより、クランプデバイスのばね領域の外側にフィルタ要素用の小さな支持領域を提供するという利点を有する。
【００２０】
この代替形態では、結合区域が固定要素として隆起部を具備し、隆起部を、皿ばねであるクランプデバイスのディスクの穴内に収容することもできる。
【００２１】
さらに、上記の目的は、請求項７に記載の特徴を有するハウジングによって達成される。
【００２２】
それによれば、空気を濾過するための着脱可能に取付可能なフィルタ要素用のハウジングまたはフィルタ座部が提供される。ハウジングは、着脱可能なハウジングカバーと、クランプデバイスとを備え、クランプデバイスが、ハウジング本体とハウジングカバーの間でエアフィルタ要素を挟持するように設計され、クランプデバイスが、管状支持構造の長手方向軸の方向でエアフィルタ要素を挟持するために、エアフィルタ要素の管状支持構造の端面に設けられたエアフィルタ要素の結合区域と結合することができるように設計され、クランプデバイスが、結合区域の固定要素と協働して、エアフィルタ要素がハウジング内に着脱可能に設置されるときにクランプデバイスに対する結合区域および／または支持構造の回転を阻止する。
【００２３】
好ましくは、クランプデバイスの形状が固定要素の形状に適合される。
【００２４】
クランプデバイスがディスクを有し、ディスクの外周に、対を成して向かい合う少なくとも２枚の板ばねを配設することができる。
【００２５】
あるいは、クランプデバイスは皿ばねでよい。
【００２６】
クランプデバイスは金属から形成することができる。その結果、より高温で力を失うことがあるというクランプ手段としてのＰＵＲノブの欠点がなくされる。
【００２７】
代替実施形態では、フィルタ要素に関連付けて説明した結合区域を、ハウジングカバーに提供することができ、それに従って、ハウジングに関連付けて説明したクランプデバイスをフィルタ要素に提供し、特にそこに着脱不能に接続することができる。
【００２８】
前述したハウジングおよびハウジングに挿入される前述したフィルタ要素は、フィルタアセンブリを形成することができる。
【００２９】
本発明は、さらに、特に本発明によるエアフィルタ要素を、特に本発明によるエアフィルタハウジングに取り付けるための方法であって、第１のステップで、フィルタ要素が第１のハウジング構成要素に挿入され、特に、フィルタ要素のシールがハウジングのシール座部と係合し、第２のステップで、ハウジングが第２のハウジング構成要素、例えばカバーによって閉じられ、第２のハウジング要素が第１のハウジング要素と接続され、クランプデバイスが、第２のハウジング構成要素とフィルタ要素の間、特に第２のハウジング構成要素とフィルタ要素の前端面、例えば端部プレート、または管状支持構造との間に挟持される方法に関する。これを行う際、フィルタ要素は、シール座部の方向で挟持され、特に、対応する結合区域と係合して回転を阻止する。
【００３０】
さらに、本発明は、エアフィルタ要素を交換するためのプロセスであって、ハウジングが開かれ、フィルタ要素が取り外され、最後に、前述したステップに従ってフィルタ要素が挿入されるプロセスに関する。
【００３１】
本発明のさらなる可能な実装形態は、例示的実施形態に関して前述または後述する特徴または実施形態の明示していない組合せも含む。この文脈で、当業者はまた、本発明のそれぞれの基本形態に対する改良または補完として個々の態様を追加されよう。
【００３２】
本発明のさらなる実施形態は、下位クレーム、および後述する本発明の例示的実施形態の対象である。
【００３３】
以下、本発明を、添付図面を参照して、例示的実施形態としての特別な実施形態に基づいてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１の例示的実施形態によるフィルタ要素が着脱可能に取り付けられたエアフィルタの断面図である。
【図２】第１の例示的実施形態によるエアフィルタのクランプデバイスの斜視図である。
【図３】図１のエアフィルタの断面拡大詳細図である。
【図４】図１のエアフィルタのさらなる断面拡大詳細図である。
【図５】図１のエアフィルタのハウジングのハウジングカバーの上面斜視図である。
【図６】図１のエアフィルタのハウジングのハウジングカバーの底面斜視図である。
【図７】第１の例示的実施形態の修正形態によるクランプデバイスの幾何形状の概略図である。
【図８】第１の例示的実施形態の修正形態によるクランプデバイスの幾何形状の概略図である。
【図９】第１の例示的実施形態の修正形態によるクランプデバイスの幾何形状の概略図である。
【図１０】第２の例示的実施形態によるフィルタ要素が着脱可能に取り付けられたエアフィルタの断面図である。
【図１１】第２の例示的実施形態によるエアフィルタのクランプデバイスの斜視図である。
【図１２】図１０のエアフィルタの断面拡大詳細図である。
【図１３】図１０のエアフィルタのハウジングカバーの詳細図である。
【図１４】クランプデバイスを備える図１０のフィルタ要素の上面斜視図である。
【図１５】クランプデバイスを備える図１０のフィルタ要素の別の上面斜視図である。
【図１６】図４と同様のエアフィルタの変形形態の断面拡大詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図面において、別段の定めがない限り、同一または同様の要素には同一の参照番号を付してある。
【００３６】
以下、内燃機関、例えば自動車の燃焼空気用のフィルタを参照しながら本発明を説明する。対応するフィルタ要素は、空気を濾過する代わりに、例えば油など、別の気体状媒体さらには液体媒体を濾過するように設計することもできる。
【００３７】
第１の例示的実施形態によれば、図１に示されるように、フィルタ１は、ハウジング本体１１と、着脱可能なハウジングカバー１２とを有するハウジング１０を備え、ハウジングカバー１２は、この場合にはクランプ１３によってハウジング本体１１に保持されている。ハウジング１０、より正確にはハウジング本体１１のシール座部１４に、フィルタ要素２０が着脱可能に組み込まれる。黒いブロック矢印で示される流れの方向で、未処理の空気、すなわち浄化されていない空気をハウジング１０内に導き入れることができる。未処理の空気は、フィルタ要素２０に入って接触し、フィルタ要素２０が、未処理の空気から不純物を濾過する。不純物を除去された空気、すなわち浄化された空気は、ハウジング１０から、白いブロック矢印で示される方向に放出することができる。空気を濾過するために、フィルタ要素２０は、管状支持構造２２の周りに敷設されたフィルタ媒体２１を有する。すなわち、フィルタ要素２１は、管状支持構造２２の外側ケースに配設される。管状支持構造２２は、格子状の管壁を有する。管状支持構造２２は、管もしくは中央管として設計される。図２に拡大して示されているクランプデバイス３０が、ハウジングカバー１２と管状支持構造２２の間に配設される。ハウジング１０内のフィルタ要素２０は、クランプデバイス３０によって軸方向および半径方向で挟持することができる。これに関連して、フィルタ要素２０は、ハウジング１０内で、ハウジングカバーとフィルタ要素２０用のシール座部１４との間に挟持され、そのようにして固定される。
【００３８】
図１は、ハウジングカバー１２がクランプ１３によってハウジング本体１１に取り付けられる場合を示す。フィルタ要素２０の組立てもしくは取付け、または解体もしくは取外しに関して、ハウジングカバー１２をハウジング本体１１から取り外すことができるように、クランプ１３を、ハウジング本体１１およびハウジングカバー１２に対するそれらの挟持状態から緩めることができる。この状態で、フィルタ要素２０を、開いたハウジング１０に挿入する、またはそこから取り外すことができる。その後、クランプ１３によってハウジングカバー１２を再びハウジング本体１１に取り付けることができる。
【００３９】
図２は、この例示的実施形態によるクランプデバイス３０の形状を示す。クランプデバイス３０は、環状ディスク３１を有し、その外側に６枚の板ばねが配設される。板ばね３２は、それぞれほぼ矩形状であり、それらの矩形の短辺でディスク３１に取り付けられる。それぞれ２枚の板ばね３２が、互いに向かい合わせに、ディスク３１に直接位置される。すなわち、板ばね３２は、対を成してディスク３１に配設される。図２の灰色のブロック矢印の方向でクランプデバイス３０に圧力が及ぼされる場合、板ばね３２は、図２に示されるよりも広がって離れる。この場合、クランプデバイス３０は、その支持体に圧力を及ぼす。この例示的実施形態では、クランプデバイス３０は、金属、特にばね鋼から形成される。
【００４０】
図３および図４は、ハウジングカバー１２内でのクランプデバイス３０の組立て位置をより詳細に示す。クランプデバイス３０は、嵌合デバイス１５によってハウジングカバー１２に取り付けられる。図４で最も良く見ることができるように、これを実現するために、嵌合デバイス１５は、環状ディスク３１（図２）の中央の穴に係入する。ここで、図２〜図４に示されるように、クランプデバイス３０によってハウジングカバー１２がハウジング本体１０に取り付けられ、フィルタ要素２０がハウジング１０内に収容される場合、クランプデバイス３０は、管路２２の結合区域２３内に取り付けられる。結合区域２３は、フィルタ要素２０がハウジング１０に正しく取り付けられた場合にハウジングカバー１２に面する管状支持構造２２の管路端部もしくは端面に配設される。ハウジング１０およびフィルタ要素２０は、ハウジングカバー１２が閉じられてフィルタ要素２０がハウジング内に組み込まれたときにクランプデバイス３０が収容デバイス２３に圧力を及ぼすような寸法を有する。これに関連して、結合区域２３は、窪みもしくは凹部として形作られる。このようにして、結合区域２３は、フィルタ要素２０の軸方向でクランプデバイス３０の圧力を吸収し、さらにクランプデバイス３０に逆圧を及ぼすことができるように設計される。圧力は、図４に灰色のブロック矢印で示される力の流れに沿って管路２２に分散される。収容デバイス２３は、さらに隆起部２４を具備することができ、各隆起部２４は、２つの隆起部２４の間にそれぞれ１枚の板ばね３２が配設されるように収容デバイス２３に設けられる。各隆起部２４は、結合区域２３の固定要素２４である。固定要素２４は、エアフィルタ要素２０がハウジング１０内に着脱可能に取り付けられた場合に、クランプデバイス３０に対する結合区域２３および／または管状支持構造２２の回転を阻止する。
【００４１】
図１６は、図４と同様に、クランプデバイスおよび結合デバイスの変形形態を示す。この変形形態では、図４においてハウジングカバー１２に配設されていたクランプデバイスが、フィルタ要素、特にその端面に、または管路２２に取り付けられている。したがって、フィルタ要素２０の側で既に説明した結合区域は、この変形形態ではハウジングカバー１２に提供される。なお、各要素は、他の実施形態と同様に設計することができ、したがって同一または機能的に同一の要素には同じ参照番号を付してある。
【００４２】
図５は、管状支持構造２２の収容デバイス２３にある隆起部２４に対するクランプデバイス３０の配置をより詳細に示す。図５は、実質的にフィルタ要素２０の軸方向に設けられた結合区域２３の壁にクランプデバイス３０が圧力を全く及ぼしていない場合を示す。すなわち、クランプデバイス３０が結合区域２３に半径方向圧力を全く及ぼしていない場合が示されている。見やすくするために、図５において、クランプデバイス３０の隆起部２４および板ばね３２全てには参照番号を付していない。
【００４３】
図５に示されるように、隆起部２４は、実質的に角柱の形状に設計される。隆起部２４の角柱の底部は、実質的にフィルタ要素２０の軸方向に設けられた結合区域２３の壁、およびフィルタ要素２０の管状支持構造２２に当接する。結合区域２３は、隆起部２４の間で、板ばね３２の形状に合うように設計される。すなわち、図３および図４に示されるように、結合区域２３は、クランプデバイス３０の板ばね３２を収容することができる場所、すなわち実質的に平坦な表面を有する。したがって、隆起部２４は、管状支持構造２２においてクランプデバイス３０を支持するための幾何形状を成す。隆起部２４は、板ばね３２もしくはクランプデバイス３０を結合区域２３内に案内する働きをする。結合区域２３もしくは固定要素２４とクランプデバイス３０とが嵌まり合うように適合される。このようにして、それらは、適合型または相補型システムを形成する。クランプデバイス３０の板ばね３２と結合区域２３の隆起部２４とは、合わさって一周の円を成すように互いに相補的である。
【００４４】
これらの実施形態は全て、一方では、ハウジング１０とフィルタ要素２０の公差を補償することができ、他方では、シール座部１４（図１）においてフィルタ要素２０の所要の圧力が発生されるので、ハウジング内へのフィルタ要素２０の確実な組立てを保証する。隆起部２４は、ハウジング１０内へのフィルタ要素２０の設置のねじれ防止の信頼性を改良もしくは実現する。
【００４５】
図６は、ハウジングカバー１２がハウジング１０から取り外されたときのハウジングカバー１２を下から示す。この場合、嵌合デバイス１５によってハウジングカバー１２に取り付けられているクランプデバイス３０が見える。さらに、ハウジングカバー１２は取付リング１６を具備し、取付けまたは取外しのために取付リング１６にハウジングカバー１２を保持することができることを理解することができる。さらに、ハウジングカバー１２はフランジ１７を有し、フランジ１７は、ハウジング本体１１へのハウジングカバー１２の取付け中に、ハウジング本体１１に挿入される。ハウジングカバー１２を補強する働きをする複数の補強リブ１８が、内側でハウジングカバー１２のカバープレートに取り付けられる。見やすくするために、図６において、補強リブ１８全てには参照番号を付していない。さらに、図６には接続部片１９が示されており、例えば、サイクロン式濾過などによって未処理の空気から分離することができた粒子を接続部片１９を通してハウジング１０から放出することができる。
【００４６】
第１の例示的実施形態の修正形態として、クランプデバイス３０に関して他の幾何形状を使用することもできる。例えば、クランプデバイス３０は、図７〜図９に示されるような形状を有することもできる。
【００４７】
図７は、第１の例示的実施形態のクランプデバイス３０の第１の修正形態の側面図である。この場合、クランプデバイス３０は、第１の例示的実施形態のクランプデバイス３０に非常に類似している。
【００４８】
図８は、第１の例示的実施形態のクランプデバイス３０の第２の修正形態の上面図である。この修正形態では、図１に示されるようにフィルタ要素２０がハウジング１０内に設置されるときに、ハウジング１０内でフィルタ要素２０がねじれることはあり得ない。
【００４９】
図９は、第１の例示的実施形態のクランプデバイス３０の第３の修正形態の上面図である。この修正形態でも、図１に示されるようにフィルタ要素２０がハウジング１０内に設置されるときに、ハウジング１０内でフィルタ要素２０がねじれることはあり得ない。
【００５０】
図８および図９の例は、それぞれ中央開口を有し、中央開口は心合わせに役立つことがあり、円周に沿って可撓性ストリップがばね薄板ストリップとして提供される。例えば、４枚のばね薄板ストリップが、板金の平面から下または上に向けて湾曲され、設置された状態での軸方向ばね効果を保証する。対応するクランプデバイスは、高い費用対効率で板金から切り抜いて、湾曲させることができる。当然、他の幾何形状も想定可能である。
【００５１】
図１０は、フィルタ要素２０の第２の例示的実施形態を説明するための、図１に示されるのと同様の断面図である。第２の例示的実施形態のフィルタ１およびフィルタ要素２０は、多くの部分で、第１の例示的実施形態のフィルタ１およびフィルタ要素２０と同様に設計される。したがって、以下では、第１の例示的実施形態と第２の例示的実施形態の相違点のみを説明する。その他の点は第１の例示的実施形態の説明を参照されたい。
【００５２】
図１０に示され、より詳細には図１１に示されるように、この例示的実施形態によるハウジングカバー１２は、第１の例示的実施形態とは異なり、クランプデバイス４０を有する。クランプデバイス４０は皿ばねである。これに関連して、クランプデバイス４０は、ディスク４１として形作られ、ディスク４１に星形の穴４２が形成される。この例示的実施形態では、クランプデバイス４０は、金属、特にばね鋼から形成される。
【００５３】
この異なる形状のクランプデバイス４０により、管状支持構造２２は、第１の例示的実施形態の結合区域２３とは形状が異なる結合区域２５を有する。
【００５４】
図１２および図１３は、ハウジングカバー１２内へのクランプデバイス４０の組立て位置をより詳細に示す。クランプデバイス４０は、ハウジングカバー１２に取り付けられる。図１３で最もよく見ることができるように、ハウジングカバー１２は、丸い、特に円形の開口を有し、開口の下でハウジングカバー１２の内側にクランプデバイス４０が配設される。これに関連して、ディスク４１（図１１）は、ハウジングカバー１２の開口よりも大きい直径を有する。ここで、図１０および図１２に示されるように、ハウジングカバー１２がクランプデバイス４０によってハウジング本体１０に取り付けられ、フィルタ要素２０がハウジング１０内に収容される場合、クランプデバイス４０は、管状支持構造２２の結合区域２５内に取り付けられる。この例示的実施形態でも、結合区域２５は、フィルタ要素２０がハウジング１０内に正しく取り付けられた場合にハウジングカバー１２に面する管状支持構造２２の管路端部もしくは端面に配設される。ハウジング１０およびフィルタ要素２０は、ハウジングカバー１２が閉じられてフィルタ要素２０がハウジング１０内に組み込まれたときにクランプデバイス４０が結合区域２５に対して圧力を及ぼすような寸法を有する。これに関連して、結合区域２５は、湾曲したディスクもしくはプレートとして形作られる。図１２に示されるように、結合区域２５のディスクの湾曲は、管路２２の軸方向で外方向に向けられる。このようにして、結合区域２５は、フィルタ要素２０の軸方向でクランプデバイス４０の圧力を吸収し、さらにクランプデバイス４０に逆圧を及ぼすことができるように設計される。圧力は、図１２に灰色のブロック矢印によって示される力の流れに沿って管路２２に分散される。
【００５５】
図１４は、クランプデバイス４０が、挟持力を及ぼされずに、湾曲した結合区域２５の上にある場合を示す。したがって、クランプデバイス４０の中央、すなわち穴４２の領域内の部分は、クランプデバイス４０のディスク４１の平面内にある。
【００５６】
図１５は、湾曲した結合区域２５に対してクランプデバイス４０が押圧された場合を示す。したがって、クランプデバイス４０の中央、すなわち穴４２の領域内の部分は、湾曲した結合区域２５によって、クランプデバイス４０のディスク４１の平面から湾曲される。その結果、図１５に示される場合には、クランプデバイス４０は挟持されている。
【００５７】
クランプデバイス４０と湾曲した結合区域２５のシステムは、ハウジングカバー１２にあるクランプデバイス４０がより大きな領域を覆うことができ、したがって穴４１（図１１）のばね領域の外側にフィルタ要素２０用の小さな支持領域を提供するという利点を有する。
【００５８】
したがって、この例示的実施形態でも、結合区域２３とクランプデバイス４０は嵌まり合うように適合される。このようにして、それらも、適合型または相補型システムを形成する。
【００５９】
上述したフィルタ１、フィルタ要素２０、およびハウジング１０の例示的実施形態は全て、個別に、または全ての可能な組合せで使用することができる。これに関して、特に以下の修正形態が想定可能である。
【００６０】
フィルタ要素２０の組立て位置での状況を考慮しなければならない限り、クランプデバイス３０および／または結合区域２３に関して、図示して上述したもの以外の幾何形状および寸法を選択することができ、上述したようにハウジング１０へのフィルタ要素２０の着脱可能な組立てが可能である。
【００６１】
クランプデバイス３０および結合区域２３は、好ましくは、第１の例示的実施形態およびその修正形態の図で示されるように、管状支持構造２２もしくはフィルタ要素２０の端面で中央に配設される。クランプデバイス４０および結合区域２５も、好ましくは、第２の例示的実施形態の図に示されるように、管状支持構造２２もしくはフィルタ要素２０の端面で中央に配設される。
【００６２】
第１の例示的実施形態での隆起部２４の代わりに、結合区域２３は、半径方向に延在する凹部も具備することができ、凹部にクランプデバイス３０の板ばね３２をそれぞれ収容することができる。隆起部２４または凹部の数は自由に選択することができる。特に、隆起部２４または凹部を１つだけ、したがって固定要素２４を１つだけ結合区域２３に提供することができる。
【００６３】
クランプデバイス３０の板ばね３２の数は適切に選択することができる。２枚の板ばね３２のみを向かい合わせにディスク３１に位置決めすることができる。あるいは、第１の例示的実施形態で説明したようにより多数の板ばね３２を提供することもできる。
【００６４】
第２の例示的実施形態の１つの修正形態では、結合区域２５も、固定要素として隆起部（図示せず）を具備することができ、この隆起部は、クランプデバイス４０のディスク４１の穴の中に突出する。複数の隆起部を設けることもできる。
【００６５】
クランプデバイス４０の星形部分４２の頂点の数は適切に選択することができる。さらに、穴４１の形状も適切に選択することができる。
【００６６】
また、クランプデバイス３０は、金属ではなく、合成材料から形成することもできる。さらに、クランプデバイス４０も、金属ではなく、合成材料から選択することができる。
【図１】
2013000742.tif 000003
【図２】
2013000742.tif 000004
【図３】
2013000742.tif 000005
【図４】
2013000742.tif 000006
【図５】
2013000742.tif 000007
【図６】
2013000742.tif 000008
【図７】
2013000742.tif 000009
【図８】
2013000742.tif 000010
【図９】
2013000742.tif 000011
【図１０】
2013000742.tif 000012
【図１１】
2013000742.tif 000013
【図１２】
2013000742.tif 000014
【図１３】
2013000742.tif 000015
【図１４】
2013000742.tif 000016
【図１５】
2013000742.tif 000017
【図１６】
2013000742.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月16日(2012.8.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着脱可能なハウジングカバー（１２）を有するハウジング（１０）内に着脱可能に設置するためのエアフィルタ要素（２０）であって、
フィルタ媒体（２１）が配設された管状支持構造（２２）を具備し、該支持構造（２２）の１つの前端面には結合区域（２３；２５）が設けられ、
前記結合区域（２３；２５）が、前記管状支持構造（２２）の長手方向軸の方向でハウジング本体（１１）と前記ハウジングカバー（１２）の間で前記エアフィルタ要素（２０）を挟持するためのクランプデバイス（３０；４０）と結合されるように設計され、
前記結合区域（２３；２５）が、前記エアフィルタ要素（２０）が前記ハウジング（１０）内に着脱可能に設置されるときに、前記クランプデバイス（３０；４０）に対する前記結合区域（２３；２５）および／または前記支持構造（２２）の回転を阻止する固定要素（２４）を備えるエアフィルタ要素（２０）。
【請求項２】
前記結合区域（２３；２５）および／または前記固定要素（２４）の形状が、前記クランプデバイス（３０；４０）の形状に適合される請求項１に記載のエアフィルタ要素。
【請求項３】
前記結合区域（２３）が、固定要素として隆起部（２４）を具備し、前記隆起部（２４）の間に、前記クランプデバイス（３０）の１枚の板ばね（３２）をそれぞれ収容することができ、前記クランプデバイス（３０）が、対を成して向かい合う少なくとも２枚の板ばね（３２）を有し、前記板ばね（３２）が、ディスク（２１）の外周に配設される請求項１または２に記載のエアフィルタ要素。
【請求項４】
前記結合区域（２３）が、固定要素として、半径方向に延在する凹部を具備し、前記凹部内に、前記クランプデバイス（３０）の１枚の板ばね（３２）をそれぞれ収容することができ、前記クランプデバイス（３０）が、対を成して向かい合う少なくとも２枚の板ばね（３２）を有し、前記板ばね（３２）が、ディスク（２１）の外周に配設される請求項１〜３のいずれか一項に記載のエアフィルタ要素。
【請求項５】
前記結合区域（２５）が湾曲したディスクを備え、前記湾曲したディスクが、前記支持構造（２２）の端面に対して外方向に湾曲される請求項１〜４のいずれか一項に記載のエアフィルタ要素。
【請求項６】
前記結合区域（２３）が、固定要素として隆起部を具備し、前記隆起部を、皿ばねを備える前記クランプデバイス（４０）のディスク（４１）の穴（４２）に収容することができる請求項５に記載のエアフィルタ要素。
【請求項７】
ハウジング本体（１１）と前記ハウジングカバー（１２）との間でエアフィルタ要素（２０）を挟持するように設計されたクランプデバイス（３０；４０）が、前記結合区域（２３）ではなく、前記フィルタ要素の前端部、特に前記エアフィルタ要素（２０）の管状支持構造（２２）の端面に提供され、前記クランプデバイス（３０；４０）が、前記管状支持構造（２２）の長手方向軸の方向で前記エアフィルタ要素（２０）を挟持するために、前記ハウジングカバー（１２）の結合区域（２３；２５）と結合することができるように設計され、前記クランプデバイス（３０；４０）が、前記結合区域（２３；２５）の固定要素（２４；２５）と協働して、前記エアフィルタ要素（２０）が前記ハウジング（１０）内に着脱可能に設置されるときに前記クランプデバイス（３０；４０）に対する前記結合区域（２３；２５）および／または前記フィルタ要素（２０）および／または前記支持構造（２２）の回転を阻止する請求項１に記載のエアフィルタ要素。
【請求項８】
着脱可能に設置可能な空気を濾過するためのエアフィルタ要素（２０）用のハウジング（１０）であって、
着脱可能なハウジングカバー（１２）と、ハウジング本体（１１）と前記ハウジングカバー（１２）との間で前記エアフィルタ要素（２９）を挟持するように設計されたクランプデバイス（３０；４０）とを備え、
前記クランプデバイス（３０；４０）が、前記管状支持構造（２２）の長手方向軸の方向で前記エアフィルタ要素（２０）を挟持するために、前記エアフィルタ要素（２０）の管状支持構造（２２）の端面に設けられた前記エアフィルタ要素（２０）の結合区域（２３；２５）と結合することができるように設計され、
前記クランプデバイス（３０；４０）が、前記結合区域（２３；２５）の固定要素（２４；２５）と協働して、前記エアフィルタ要素（２０）が前記ハウジング（１０）内に着脱可能に設置されるときに前記クランプデバイス（３０；４０）に対する前記結合区域（２３；２５）および／または前記支持構造（２２）の回転を阻止するハウジング（１０）。
【請求項９】
前記クランプデバイス（３０；４０）の形状が、前記固定要素（２４；２５）の形状に適合される請求項８に記載のハウジング。
【請求項１０】
クランプデバイス（３０）がディスク（３１）を有し、前記ディスク（３１）の外周に、対を成して向かい合う少なくとも２枚の板ばね（３２）が配設される請求項８または９に記載のハウジング。
【請求項１１】
前記クランプデバイス（４０）が皿ばねを備える請求項８または９に記載のハウジング。
【請求項１２】
前記クランプデバイス（３０；４０）が少なくとも部分的に金属から形成される請求項８〜１１のいずれか一項に記載のハウジング。
【請求項１３】
前記ハウジングカバー（１２）に、前記クランプデバイス（３０；４０）ではなく結合区域（２３；２５）が設けられて、フィルタ要素に提供されたクランプデバイス（３０；４０）と結合して、前記管状支持構造（２２）の長手方向軸の方向でハウジング本体（１１）と前記ハウジングカバー（１２）の間で前記エアフィルタ要素（２０）を挟持し、前記結合区域（２３；２５）が、固定要素（２４）を備え、前記エアフィルタ要素（２０）が前記ハウジング（１０）に着脱可能に設置されるときに前記クランプデバイス（３０；４０）に対する前記結合区域（２３；２５）および／または前記支持構造（２２）の回転を阻止する請求項８に記載のハウジング。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれか一項に記載のハウジング（１０）と、前記ハウジング（１０）に挿入された請求項１〜７のいずれか一項に記載のエアフィルタ要素（２０）とを備えるフィルタアセンブリ（１）。
【請求項１５】
特に請求項１〜７のいずれか一項に記載のエアフィルタ要素（２０）を、特に請求項８〜１３のいずれか一項に記載のハウジング（１０）に取り付けるための方法であって、第１のステップで、前記フィルタ要素が第１のハウジング構成要素に挿入され、第２のステップで、前記ハウジングが第２のハウジング構成要素（１２）、例えばカバーによって閉じられ、前記第２のハウジング要素が前記第１のハウジング要素と接続され、クランプデバイス（３０）が、前記第２のハウジング構成要素（１２）と前記フィルタ要素（２０）の間に挟持され、それにより前記クランプデバイス（３０）が、シール座部の方向で前記フィルタ要素を挟持する方法。
【請求項１６】
特に請求項１〜７のいずれか一項に記載のハウジング（１０）において、特に請求項８〜１３のいずれか一項に記載のエアフィルタ要素（２０）を交換するための方法であって、前記ハウジングが開かれ、フィルタ要素が取り外され、最後に、請求項１３に記載の方法に従ってフィルタ要素が設置される方法。
【外国語明細書】
【発明の名称】Filter element and housing for a filter
element
Technical field
The present invention
relates to a filter element that can be used for filtering air, as well as to a
housing for the filter element. In
particular, the invention relates to an air-filter element, a housing for an
air-filter element and a filter assembly.
Filter elements
are used for filtering fluid flows or gaseous media. They are, for example,
used for filtering an air flow that is guided into the passenger compartment of
a motor vehicle. In this connection, an air-conditioning system built into the
motor vehicle is in particular used to purify the outdoor air with respect to
noxious substances, odors, etc., contained therein. In this context,
appropriate filters or cabin air filters, respectively, are, for example,
particle filters, odor filters or a combination thereof. 
Furthermore, it is
necessary to eliminate suspended matters from air that is supplied to an
internal combustion engine. Such air filters, for example for trucks,
construction machines, agricultural machines or even marine engines must be
designed reliably and robustly, for they are exposed to extreme mechanical load
during operation.
Filter usually
have a housing with a detachable housing cover, wherein a replaceable filter
element can be mounted into the housing. Usually, the filter element has a
tubular design and is fixed in the housing when the filter element is mounted
into the housing.
Background art
DE 20 2007 002 906
U1 shows a filter assembly in which a filter element is clamped by means of
support knobs made of foam of polyurethane (PU), also called PUR foam, in a
housing for the filter element.
However, the foam
of polyurethane, i. e. the material of the support knobs, is released after
heat storage (artificial storage) or temperature impact, respectively, or
temperature change. In other words, the foam of polyurethane is force-free
after heat storage. With the filter element held in the housing this leads
again and again to the fact that in case of vibration excitation of the filter
assembly and its parts, that is to say housing, filter element and housing
cover, greater critical movements between individual parts occur. Such a
vibration excitation may, for example, occur during the operation of a motor vehicle
into which the filter assembly is built in.
EP 1 716 902 A
discloses a filter assembly with a housing into which between housing and
replaceable filter insert a spiral spring for clamping the filter insert is
disposed.
Disclosure of the
invention
It is, therefore,
the objective of the invention to create an enhanced filter element and an
enhanced housing for a filter element.
This objective is
accomplished by a filter element with the characteristics of patent claim 1.
Accordingly, a
filter element for a detachable insertion into a housing with a detachable
housing cover is provided. The air-filter element features a tubular support
structure where a filter medium is disposed. At one front side of the tubular
support structure is a coupling section disposed that is designed to be coupled
with a clamping device for clamping the air filter element between a housing
body and the housing cover, wherein the coupling section comprises a fixing
element for blocking a rotation of the coupling section and/or the support
structure in relation to the clamping device when the air filter element is
installed detachably in the housing.
The filter element
is preferably an air-filter element, for example for filtering combustion air
for an internal combustion engine.
The suggested filter
element is of simple construction and can be manufactured in a cost-efficient
way. The design of the coupling section ensures at the same time that the
clamping of the filter element in the housing does not become force-free even
with heat storage. Furthermore, tolerances between filter element and housing
can be compensated. Furthermore, the filter element is secured against torsion
in relation to the housing. As a result, a safe seat of the filter element in
the housing is realized also in case of vibration excitation. Furthermore, it
is for example also ensured by the design of the coupling section that the
clamping firmly holds a weight of the filter element loaded with particles.
Further
advantageous embodiments of the filter element are mentioned in the dependent
claims.
In embodiments of
the filter element, the same is exclusively pluggably connectable with the
housing or the seal seat, respectively. As a result, mounting and/or
dismounting is simplified and time-consuming bayonet or screwed connections are
avoided.
Preferably, the
shape of the fixing element is adapted to the shape of the clamping device. In
this way, an especially twist-proof clamping of the filter element in the
housing can be achieved.
It is possible
that the coupling section features as fixing elements projections between which
one leaf spring each of the clamping device can be accommodated which has at
least two pairwise opposing leaf springs which are disposed at the outer
circumference of a disk. In this connection, the projections can have the shape
of a prism.
Alternatively or
additionally it is possible that the coupling section features radially
extending recesses into which one leaf spring each of the clamping device can
be accommodated which has at least two pairwise opposing leaf springs which are
disposed at the outer circumference of a disk.
Alternatively or
additionally the accommodating device can also be a curved, in particular
circularly curved disk that is curved towards the outside with respect to the
end face of the tubular support structure. This has the advantage that the
clamping device in the housing cover can cover a larger area and thus offers
outside of the spring area of the clamping device small support areas for the
filter element.
With the latter
alternative it is also possible that the coupling section as fixing element
features a projection that can be accommodated in a hole of a disk of the
clamping device which is a disk spring.
The objective is
furthermore accomplished by a housing with the characteristics of patent claim
7.
Accordingly, a
housing or a filter seat for a detachably mountable filter element for filtering
air is provided. The housing has a detachable housing cover and a clamping
device that is designed to clamp the air filter element between a housing body
and the housing cover, wherein the clamping device is designed in such a way
that it can be coupled with a coupling section of the air-filter element that
is disposed at the end face of a tubular support structure of the air-filter
element, for clamping the air-filter element in the direction of a longitudinal
axis of the tubular support structure, and that the clamping device cooperates
with a fixing element of the coupling section for blocking a rotation of the
coupling section and/or the support structure in relation to the
clamping device when the air filter element is installed detachably in the
housing.
Preferably, the
shape of the clamping device is adapted to the shape of the fixing element.
It is possible
that the clamping device has a disk at the outer circumference of which at
least two pairwise opposing leaf springs are disposed.
Alternatively, the
clamping device can be a disk spring.
The clamping
device can be made of metal. As a result, the disadvantage of PUR knobs as
clamping means that can become force-free at higher temperatures is eliminated.
In an alternative
embodiment, the coupling section described in connection with the filter
element can be provided at the housing cover and accordingly, the clamping
device described in connection with the housing can be provided at the filter
element and in particular connected undetachably thereto.
The previously
described housing and the previously described filter element which is inserted
into the housing can form a filter assembly.
The invention
relates furthermore to a method for mounting an air-filter element, in particular
according to the invention, into an air-filter housing in particular according
to the invention, wherein in a first step the filter element is inserted into a
first housing component, wherein in particular a seal of the filter element
engages with a seal seat of the housing, wherein in a second step the housing
is closed by means of a second housing component, for example a cover, wherein the
second housing component is connected with the first housing component and a
clamping device is clamped between the second housing component and the filter
element, in particular between the second housing component and a frontal end
of the filter element, for example an end plate or a tubular support structure.
In doing so, the filter element is clamped in the direction of the seal seat
and in particular engages with a corresponding coupling section for blocking a
rotation.
The invention
relates furthermore to a process for changing an air-filter element, wherein
the housing is opened, a filter element is removed and finally a filter element
according to the previously described steps is inserted.
Further possible
implementations of the invention comprise also not explicitly mentioned
combinations of characteristics or embodiments described previously or in the
following with respect to the examples of an embodiment. In this context, the
person of skill in the art will add also individual aspects as improvements or
complements to the respective basic form of the invention. 
Further
embodiments of the invention are subject of the subclaims as well as of the examples
of an embodiment of the invention described in the following.
Brief Description
of the Drawings
In the following,
the invention is described more in detail with reference to the attached
drawing and based on special embodiments as examples of an embodiment. It is
shown in:
Fig. 1 a sectional
view of an air filter into which a filter element according to a first example
of an embodiment is detachably mounted;
Fig. 2 a
three-dimensional view of a clamping device of the air filter according to the
first example of an embodiment;
Fig. 3 an enlarged
detail view of the sectional view of the air filter of Fig. 1;
Fig. 4 a further
enlarged detail view of the sectional view of the air filter of Fig. 1;
Fig. 5 a
three-dimensional top view onto a housing cover of a housing of the air filter
of Fig. 1;
Fig. 6 a
three-dimensional bottom view under the housing cover of a housing of the air
filter of Fig. 1;
Fig. 7 to Fig. 9
schematic views of geometries of the clamping device according to modifications
of the first example of an embodiment;
Fig. 10 a
sectional view of an air filter into which a filter element according to a
second example of an embodiment is detachably mounted;
Fig. 11 a
three-dimensional view of a clamping device of the air filter according to the
second example of an embodiment;
Fig. 12 an
enlarged detail view of the sectional view of the air filter of Fig. 10;
Fig. 13 a detail
view of the housing cover of the air filter of Fig. 10;
Fig. 14 a
three-dimensional top view of the filter element of Fig. 10 with clamping device;
Fig. 15 another
three-dimensional top view of the filter element of Fig. 10 with clamping
device; and
Fig. 16 an
enlarged detail view of the sectional view of a variant of an air filter in
analogy to Fig. 4.
In the figures,
identical or analog elements have the same reference numerals, unless otherwise
stated.
Embodiment(s) of
the Invention
In the following,
the invention is described with reference to a filter for the combustion air of
an internal combustion engine, for example a motor vehicle. Instead for
filtering air, corresponding filter elements can be designed for filtering, for
example, another gaseous or even liquid medium, such as, for example, oil.
As shown in Fig.
1, the filter 1 comprises according to the first example of an embodiment a
housing 10 with a housing body 11 and a detachable housing cover 12 which in
this case is held by means of clamps 13 at the housing body 11. In a seal seat
14 of the housing 10, more precisely of the housing body 11, a filter element
20 is built in detachably. In the flow direction illustrated by the black block
arrow raw air, unpurified air, can be introduced into the housing 10. The raw
air enters into contact with the filter element 20 which filters impurities
from the raw air. Air cleaned from impurities, the purified air, can be
discharged from the housing 10 in the direction indicated by the white block
arrow. For filtering the air, the filter element 20 has a filter medium 21 that
is laid around a tubular support structure 22. That is, the filtering element
21 is disposed at the outer case of the tubular support structure 22. The
tubular support structure 22 has a grid-shaped tube wall. The tubular support
structure 22 is designed as tube or central tube, respectively. A clamping
device 30 that is enlarged in Fig. 2 is disposed between housing cover 12 and tubular
support structure 22. The filter element 20 in the housing 10 can be clamped
axially and radially by means of the clamping device 30. In this connection,
the filter element 20 is clamped in the housing 10 between housing cover and
the seal seat 14 for the filter element 20 and fixed in this way.
Fig. 1 shows the
case where the housing cover 12 is attached to the housing body 11 by means of
the clamps 14. For assembly or mounting, respectively, or for disassembly or
dismounting, respectively, of the filter element 20, the clamps 13 can be
loosened from their clamping to the housing body 11 and the housing cover 12 so
that the housing cover 12 can be removed from the housing body 11. In this
state, the filter element 20 can be inserted into the open housing 10 or
removed. After that, the housing cover 12 can again be attached by means of the
clamps 13 to the housing body 11.
Fig. 2 illustrates
the shape of the clamping device 30 according to this example of an embodiment.
The clamping device 30 has an annular disk 31 to which six leaf springs are
disposed outside. The leaf springs 32 are more or less rectangular each and are
attached with their narrow side of the rectangle to the disk 31. Two leaf
springs 32 each are directly located opposite each other at the disk 31. That
is, the leaf springs 32 are disposed pairwise at the disk 31. If a pressure is
exerted on the clamping device 30 in the direction of the gray block arrow in
Fig. 2, the leaf springs 32 spread more apart than shown in Fig. 2. In this case,
the clamping device 30 exerts a pressure on its support. In this example of an
embodiment, the clamping device 30 is made of metal, in particular of spring
steel.
Fig. 3 and 4 show
the assembly location of the clamping device 30 in the housing cover 12 more in
detail. The clamping device 30 is attached to the housing cover 12 by means of
an interlocking device 15. As can be best seen in Fig. 4, to achieve this, the
interlocking device 15 engages into the hole in the center of the annular disk
31 (Fig. 2). Now, if the housing cover 12 is mounted with the clamping device
30 at the housing body 10, wherein the filter element 20 is accommodated in the
housing 10, as shown in Fig. 2 to Fig. 4, the clamping device 30 is then
mounted in a coupling section 23 of the pipe 22. The coupling section 23 is
disposed at the pipe end or the end face, respectively, of the tubular support
structure 22, the pipe end or the end face, respectively, facing the housing
cover 12 if the filter element 20 is correctly mounted in the housing 10. The
housing 10 and the filter element 20 have such dimensions that the clamping
device 30 exerts pressure on the accommodating device 23 when the housing cover
12 is closed and the housing is built into the filter element 20. In this connection,
the coupling section 23 is shaped as indentation or recess, respectively. In
this way, the coupling section 23 is designed in such a way that it can absorb
the pressure of the clamping device 30 in axial direction of the filter element
20 and furthermore exert a counter-pressure on the clamping device 30. The
pressure is distributed in the pipe 22 along the flow of forces that is
specified in Fig. 4 by gray block arrows. The accommodating device 23 can
additionally feature projections 24 which are each disposed in the
accommodating device 23 in such a way that one leaf spring 32 each is disposed
between two projections 24. Each projection 24 is a fixing element 24 of the
coupling section 23. The fixing element 24 blocks a rotation of the coupling
section 23 and/or the tubular support structure 22 in relation to the clamping
device 30 if the air-filter element 20 is mounted detachably into the housing
10.
Fig. 16 shows in
analogy to Fig. 4 a variant of a clamping device and a coupling device, wherein
the clamping device disposed at the housing cover 12 in Fig. 4 is now attached
to the filter element, in particular to its end plate or to the pipe 22.
Accordingly, the coupling section already described on the side of the filter
element 20 is provided in this variant at the housing cover 12. By the way, the
elements can be designed in analogy to the other embodiments, accordingly,
identical or functionally identical elements have the same reference numerals.
Fig. 5 illustrates
more in detail the arrangement of the clamping device 30 relative to the
projections 24 in the accommodating device 23 of the tubular support structure
22. Fig. 5 shows the case when the clamping device 30 does not exert any
pressure on the wall of the coupling section 23 that is substantially disposed
in axial direction of the filter element 20. In other words, the case is shown
in which the clamping device 30 does not exert any radial pressure on the
coupling section 23. For the sake of clarity not all projections 24 and leaf
springs 32 of the clamping device 30 are provided with reference numerals in
Fig. 5. 
As shown in Fig.
5, the projections 24 are substantially designed in the shape of a prism. The
bottom of the prisms of the projections 24 abuts against the wall of the
coupling section 23 that is substantially disposed in axial direction of the
filter element 20 and its tubular support structure 22. Between the projections
24, the coupling section 23 is designed in the shape of the leaf springs 32.
That is, the coupling section 23 has there where the leaf springs 32 of the
clamping device 30 are to be accommodated, a substantially plane surface, as
shown in Fig. 3 and Fig. 4. The projections 24, therefore, form a supporting
geometry for the clamping device 30 in the tubular support structure 22. The
projections 24 serve to guide the leaf springs 32 or the clamping device 30,
respectively, into the coupling section 23. The coupling section 23 or the
fixing elements 24, respectively, and the clamping device 30 are adapted to fit
together. In this way, they form a compatible or complementary system. The leaf
springs 32 of the clamping device 30 and the projections 24 of the coupling
section 23 complement each other in such a way that they form together a full
circle.
All these embodiments
ensure a reliable assembly of the filter element 20 in the housing, for, on the
one hand, tolerances between housing 10 and filter element 20 can be
compensated and, on the other hand, the necessary pressure of the filter
element 20 in the seal seat 14 is generated (Fig. 1). The projections 24 can
improve or realize, respectively, the torsional reliability of the installation
of the filter element 20 into the housing 10.
Fig. 6 shows the
housing cover 12 from below when the housing cover 12 is removed from the
housing 10. In this case, the clamping device 30 attached to the housing cover
12 by means of the interlocking device 15 is visible. In addition, it can be
recognized that the housing cover 12 features a mounting ring 16 at which the
housing cover 12 can be held for mounting or dismounting. Furthermore, the
housing cover 12 has a flange 17 which is inserted into the housing body 11
during mounting of the housing cover 12 at the housing body 11. Several
reinforcing ribs 18 that serve to reinforce the housing cover 12 are attached
inside to the cover plate of the housing cover 12. For the sake of clarity not
all reinforcing ribs 18 are provided with reference numerals in Fig. 6.
Furthermore, a connecting piece 19 is shown in Fig. 6 via which, for example,
particles can be discharged from the housing 10 that could be, for example,
separated from the raw air by means of a cyclone filtration. 
As modification of
the first example of an embodiment other geometries can also be used for the
clamping device 30. For example, the clamping device 30 can also have the shape
as shown in Fig. 7 to Fig. 9. 
Fig. 7 shows a
first modification of the clamping device 30 of the first example of an
embodiment in a lateral view. The clamping device 30 is in this case very
similar to the clamping device 30 of the first example of an embodiment.
Fig. 8 shows a
second modification of the clamping device 30 of the first example of an
embodiment in a top view. With this modification there is no torsion of the
filter element 20 in the housing 10 possible when the filter element 20 is
installed in the housing 10, as shown in Fig. 1. 
Fig. 9 shows a
third modification of the clamping device 30 of the first example of an
embodiment in a top view. With this modification, too, there is no torsion of
the filter element 20 in the housing 10 possible when the filter element 20 is
installed in the housing 10, as shown in Fig. 1.
The examples of
the figures 8 and 9 have a central opening each which can serve for the
centering, and along the circumference flexible strips are provided as spring
sheet strips The four spring sheet strips are, for example, bent from the plane
of the sheet metal towards the bottom or the top and ensure an axial spring
effect in the installed state. The corresponding clamping device can be cut out
cost-efficiently of sheet metal and bent. Other geometries are, of course,
conceivable.
Fig. 10 shows a
similar sectional view, as shown in Fig. 1, for explaining a second example of
an embodiment of the filter element 20. The filter 1 and the filter element 20
of the second example of an embodiment are in many parts designed similarly to
the filter 1 and the filter element 20 of the first example of an embodiment.
In the following are, therefore, only described the differences between the
first and the second example of an embodiment. Apart of that, reference is made
to the description of the first example of an embodiment.
As shown in Fig.
10 and more in detail in Fig. 11, the housing cover 12 according to this example
of an embodiment has in contrast to the first example of an embodiment a
clamping device 40. The clamping device 40 is a disk spring. In this
connection, the clamping device 40 is shaped as a disk 41 in which a hole 42 in
the shape of a star is formed. In this example of an embodiment, the clamping
device 40 is made of metal, in particular of spring steel.
Due to the other
shape of the clamping device 40, the tubular support structure 22 has a
coupling section 25 the shape of which differs from the coupling section 23 of
the first example of an embodiment. 
Fig. 12 and 13
show the assembly location of the clamping device 40 in the housing cover 12
more in detail. The clamping device 40 is attached to the housing cover 12. As
can be seen best in Fig. 13, the housing cover 12 has a round, in particular
circular, opening under which the clamping device 40 is disposed inside of the
housing cover 12. In this connection, the disk 41 (Fig. 11) has a larger
diameter than the opening in the housing cover 12. Now, if the housing cover 12
is mounted with the clamping device 40 at the housing body 10, wherein the
filter element 20 is accommodated in the housing 10, as shown in Fig. 10 and
Fig. 12, the clamping device 40 is then mounted in the coupling section 25 of the
tubular support structure 22. The coupling section 25 is disposed also in this
example of an embodiment at the pipe end or the end face, respectively, of the
tubular support structure 22, the pipe end or the end face, respectively,
facing the housing cover 12 if the filter element 20 is correctly mounted in
the housing 10. The housing 10 and the filter element 20 have such dimensions
that the clamping device 40 exerts pressure on the coupling section 25 when the
housing cover 12 is closed and the filter element 20 is built into the housing
10. In this connection, the coupling section 25 is shaped as curved disk or
plate, respectively. The curvature of the disk of the coupling section 25 is in
axial direction of the pipe 22 outwardly directed, as shown in Fig. 12. In this
way, the coupling section 25 is designed in such a way that it can absorb the
pressure of the clamping device 40 in axial direction of the filter element 20
and furthermore exert a counter-pressure on the clamping device 40. The
pressure is distributed in the pipe 22 along the flow of forces that is
specified in Fig. 12 by gray block arrows. 
Fig. 14 shows the
case in which the clamping device 40 lies unclamped on the curved coupling
section 25. As a result, the parts are in the center of the clamping device 40,
i. e. in the area of the hole 42, in the plane of the disk 41 of the clamping
device 40.
Fig. 15 shows the
case in which the clamping device 40 is pressed against the curved coupling
section 25. As a result, the parts in the center of the clamping device 40, i.
e. in the area of the hole 42, are bent by means of the curved coupling section
25 from the plane of the disk 41 of the clamping device 40. As a result, the
clamping device 40 is clamped in the case shown in Fig. 15.
The system of
clamping device 40 and curved coupling section 25 has the advantage that the
clamping device 40 in the housing cover 12 can cover a larger area and thus
offers outside of the spring area, of the hole 41 (Fig. 11), small support
areas for the filter element 20.
Thus, in this
example of an embodiment, too, the coupling section 23 and the clamping device
40 are adapted to fit together. In this way, they also form a compatible or
complementary system.
All examples of an
embodiment of the filter 1, the filter element 20 and the housing 10 described
above can be used individually or in all possible combinations. In this
connection, in particular the following modifications are conceivable.
Other geometries
and dimensions as those shown and described can be chosen for the clamping
device 30 and/or the coupling section 23 as far as the circumstances at the
assembly location of the filter element 20 have to be taken into consideration
and a detachable assembly of the filter element 20 in the housing 10 is possible,
as described above.
The clamping
device 30 and the coupling section 23 are preferably disposed centrally at the
end face of the tubular support structure 22 or the filter element 20,
respectively, as shown in the figures of the first example of an embodiment and
its modifications. The clamping device 40 and the coupling section 25 also are
preferably disposed centrally at the end face of the tubular support structure
22 or the filter element 20, respectively, as shown in the figures of the
second example of an embodiment.
Instead of
projections 24 in the first example of an embodiment the coupling section 23
can also feature radially extending recesses in which a leaf spring 32 each of
the clamping device 30 can be accommodated. The number of projections 24 or
recesses can be chosen freely. In particular, only one projection 24 or recess
and therefore only one fixing element 24 can be provided in the coupling
section 23.
The number of leaf
springs 32 of the clamping device 30 can be chosen as suitable. Also only two
leaf springs 32 can be oppositely positioned at the disk 31. Alternatively,
also more leaf springs 32 as described in the first example of an embodiment
can be provided. 
In one
modification of the second example of an embodiment the coupling section 25 as
fixing element can also feature a projection not shown which protrudes into the
hole 42 of the disk 41 of the clamping device 40. Also more than one projection
can be disposed.
The number of star
prongs of the star 42 of the clamping device 40 can be chosen as suitable. In
addition, the shape of the hole 41 can also be chosen as suitable.
The clamping
device 30 can also be made of synthetic material instead of metal. In addition,
the clamping device 40 can also be made of synthetic material instead of metal.
【請求項１】Air filter element (20) for a detachable
installation in a housing (10) with a detachable housing cover (12), wherein
the air-filter element (20) features a tubular support structure (22), at which
a filter medium (21) is disposed, wherein at one front side of the support
structure (22) a coupling section (23; 25) is disposed which is designed to be
coupled with a clamping device (30; 40) for clamping the air filter element
(20) into the direction of a longitudinal axis of the tubular support structure
(22) between a housing body (11) and the housing cover (12), and wherein the
coupling section (23; 25) comprises a fixing element (24) for blocking a
rotation of the coupling section (23; 25) and/or of the support structure (22)
in relation to the clamping device (30; 40) when the air filter element (20) is
detachably installed in the housing (10).
【請求項２】
Air-filter element
according to claim 1, wherein the coupling section (23; 25) and/or the shape of
the fixing element (24) is adapted to the shape of the clamping device (30;
40).
【請求項３】
Air-filter element
according to claim 1 or 2, wherein the coupling section (23) features as fixing
elements projections (24) between which one leaf spring (32) each of the clamping
device (30) can be accommodated which has at least two pairwise opposing leaf
springs (32) which are disposed at an outer circumference of a disk (21).
【請求項４】
Air-filter element
according to one of the claims 1 to 3, wherein the coupling section (23) features
as fixing elements radially extending recesses in which one leaf spring (32)
each of the clamping device (30) can be accommodated which has at least two
pairwise opposing leaf springs (32) which are disposed at the outer
circumference of a disk (21).
【請求項５】
Air-filter element
according to one of the claims 1 to 4, wherein the coupling section (25)
comprises a curved disk which is curved outward in relation to the end face of
the support structure (22).
【請求項６】
Air-filter element
according to claim 5, wherein the coupling section (23) as fixing element
features a projection that can be accommodated in a hole (42) of a disk (41) of
the clamping device (40) which comprises a disk spring.
【請求項７】
Air-filter element
according to claim 1, wherein instead of the coupling section (23) a clamping
device (30; 40) which is designed for clamping the air-filter element (29)
between a housing body (11) and the housing cover (12) is provided at a frontal
end of the filter element, in particular at an end face of a tubular support
structure (22) of the air-filter element (20), wherein the clamping device (30;
40) is designed in such a way that it can be coupled with a coupling section
(23; 25) of the housing cover (12) for clamping the air-filter element (20) in
the direction of a longitudinal axis of the tubular support structure (22), and
that the clamping device (30; 40) cooperates with a fixing element (24; 25) of
the coupling section (23; 25) for blocking a rotation of the coupling section
(23; 25) and/or of the filter element (20) and/or of the support structure (22)
in relation to the clamping device (30; 40) when the air filter element (30) is
installed detachably in the housing (10).
【請求項８】
Housing (10) for a
detachably installable air-filter element (20) for filtering air, with a
detachable housing cover (12) and a clamping device (30; 40) that is designed
for clamping the air-filter element (29) between a housing body (11) and the housing
cover (12), wherein the clamping device (30; 40) is designed in such a way that
it can be coupled with a coupling section (23; 25) of the air-filter element
(20) that is disposed at an end face of a tubular support structure (22) of the
air-filter element (20) for clamping the air-filter element (20) in the
direction of a longitudinal axis of the tubular support structure (22), and
that the clamping device (30; 40) cooperates with a fixing element (24; 25) of
the coupling section (23; 25) for blocking a rotation of the coupling section
(23; 25) and/or of the support structure (22) in relation to the
clamping device (30; 40) when the air filter element (30) is installed
detachably in the housing (10).
【請求項９】
Housing according
to claim 8, wherein the shape of the clamping device (30; 40) is adapted to the
shape of the fixing element (24; 25).
【請求項１０】
Housing according
to claim 8 or 9, wherein clamping device (30) has a disk (31) at the outer
circumference of which at least two pairwise opposing leaf springs (32) are
disposed.
【請求項１１】
Housing according
to claim 8 or 9, wherein the clamping device (40) comprises a disk spring.
【請求項１２】
Housing according
to one of the claims 8 to 11, wherein the clamping device (30; 40) is made at
least partially of metal.
【請求項１３】
Housing according
to claim 8, wherein instead of the clamping device (30; 40) a coupling section
(23; 25) is provided at the housing cover (12) for coupling with a clamping
device (30; 40) provided at a filter element for clamping the air filter element
(20) into the direction of a longitudinal axis of the tubular support structure
(22) between a housing body (11) and the housing cover (12), wherein the
coupling section (23; 25) comprises a fixing element (24) for blocking a
rotation of the coupling section (23; 25) and/or of the support structure (22)
in relation to the clamping device (30; 40) when the air filter element (20) is
installed detachably in the housing (10).
【請求項１４】
Filter assembly
(1) with a housing (10) according to one of the claims 8 to 12 and an
air-filter element (20) according to one of the claims 1 to 7 which is inserted
into the housing (10).
【請求項１５】
Method for
mounting an air-filter element (20), in particular according to one of the
claims 1 to 6, into a housing (10), in particular according to one of the
claims 7 to 11, wherein in a first step the filter element is inserted into a
first housing component, wherein in a second step the housing is closed by
means of a second housing component (12), for example a cover, wherein the
second housing component is connected with the first housing component and a
clamping device (30) is clamped between the second housing component (12) and
the filter element (20) in such a way that the clamping device (30) clamps the
filter element in the direction of the seal seat.
【請求項１６】
Method for
changing an air-filter element (20), in particular according to one of the
claims 1 to 6, in a housing (10), in particular according to one of the claims
7 to 11, wherein the housing is opened, a filter element is removed and finally
a filter element according to the method according to claim 13 is installed.
A filter element
(30), in particular an air filter element (20), for a detachable insertion into
a housing (10) with a detachable housing cover (12) is provided. Furthermore,
the housing for the filter element (30) is provided.  The air filter
element (20) has a tubular support structure (22), at which a filter medium
(21) is disposed, wherein at one front side of the support structure (22) a
coupling section (23; 25) is disposed which is designed to be coupled with a
clamping device (30; 40) for clamping the air filter element (20) into the
direction of a longitudinal axis of the tubular support structure (22) between
a housing body (11) and a housing cover (12), and wherein the coupling section
comprises a fixing element (24; 26) for blocking a rotation of the coupling
section (23; 25) and/or of the support structure (22) in relation to the
clamping device (30; 40) when the air filter element (20) is installed
detachably in the housing (10).
Representative
Drawing:4
【図１】
2013000742.tif 000019
【図２】
2013000742.tif 000020
【図３】
2013000742.tif 000021
【図４】
2013000742.tif 000022
【図５】
2013000742.tif 000023
【図６】
2013000742.tif 000024
【図７】
2013000742.tif 000025
【図８】
2013000742.tif 000026
【図９】
2013000742.tif 000027
【図１０】
2013000742.tif 000028
【図１１】
2013000742.tif 000029
【図１２】
2013000742.tif 000030
【図１３】
2013000742.tif 000031
【図１４】
2013000742.tif 000032
【図１５】
2013000742.tif 000033
【図１６】
2013000742.tif 000034