(57)【要約】【課題】  エアフィルタエレメント、フィルタハウジング及びフィルタ装置を提供する。【解決手段】  シリンダ状中心パイプ（１１）を備えたエアフィルタエレメント（１０）が提供され、ここでは中心管（１１）の一端に、工具からエアフィルタエレメント（１０）にトルクを伝達するための機構（１８）が備えられ、及び中心管（１１）の他端に、フィルタエレメント（１０）を挿入／回転動作によってシリンダ状支持本体（２１）に着脱自在に装着するための締結機構（１４）が備えられる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ状の中心管（１１）を備えたエアフィルタエレメント（１０）であって、前記中心管（１１）の一端に、工具から前記エアフィルタエレメント（１０）にトルクを伝達するためのトルク伝達機構（１８）を備え、前記中心管（１１）の他端に、前記フィルタエレメント（１０）を挿入又は回転動作によってシリンダ状支持本体（２１）に着脱自在に設置するための締結機構（１４）を備える、エアフィルタエレメント（１０）。
【請求項２】
前記トルク伝達機構（１８）が、前記中心管（１１）のシリンダ軸に関して回転対称性を有しない突出部又は凹部として形成される、請求項１に記載のエアフィルタエレメント（１０）。
【請求項３】
前記中心管（１１）の一端に、底部に前記トルク伝達機構（１８）を備えたタブ型凹部（１７）を有する端部ディスク（１６）を備える、請求項１又は２に記載のエアフィルタエレメント（１０）。
【請求項４】
前記トルク伝達機構（１８）が、前記凹部（１７）のリムにおいて互いに反対側に位置決めされて備えられる少なくとも２つの突出部を有する、請求項３に記載のエアフィルタエレメント（１０）。
【請求項５】
前記端部ディスク（１６）と前記中心管（１１）とが単体として形成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のエアフィルタエレメント（１０）。
【請求項６】
上部ハウジング部品（２０ｂ）と、前記上部ハウジング部品（２０）に着脱自在に結合される底部ハウジング部品（２０ａ）とを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のエアフィルタエレメント（１０）を収容するためのフィルタハウジング（２０）であって、
前記底部ハウジング部品（２０ａ）に空気透過性のシリンダ状支持本体（２１）が備えられ、前記シリンダ状支持本体（２１）が、前記底部ハウジング部品（２０ａ）と向かい合うその端部に、前記エアフィルタエレメント（１０）を挿入又は回転動作によって締結するための前記エアフィルタエレメントのフィルタ関連締結機構（１４）と相互作用するハウジング関連締結機構（２４）を有する、フィルタハウジング（２０）。
【請求項７】
前記底部ハウジング部品（２０ａ）が前記シリンダ状支持本体（２１）と共に単体として形成される、請求項６に記載のフィルタハウジング（２０）。
【請求項８】
前記シリンダ状支持本体（２１）が空気透過性の格子として形成される、請求項６又は７に記載のフィルタハウジング（２０）。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか一項に記載のフィルタハウジング（２０）に装着される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のエアフィルタエレメント（１０）を備えた、特に携帯型ハンドヘルド電動工具用のフィルタ装置（４０）。
【請求項１０】
前記フィルタエレメント（１０）が前記支持本体（２１）に完全に且つ確動的に収容される、請求項９に記載のフィルタ装置（４０）。
【請求項１１】
第２のシリンダ状フィルタエレメント（６０）をさらに含み、前記支持本体（２１）が前記第２のシリンダ状フィルタエレメント（６０）の中心管を形成する、請求項９又は１０に記載のフィルタ装置（４０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気をろ過するためのフィルタエレメント、かかるフィルタエレメント用のハウジング、並びにかかるフィルタエレメントとハウジングとを含むフィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルタエレメントは、流体の流れ又は気体媒質のろ過に使用される。例えばフィルタエレメントを使用して、自動車の乗員室内に誘導される空気の流れがろ過される。この目的では、フィルタエレメントは特に自動車に装着された空調機器において、環境空気から健康上有害な物質、臭気などを除去するために用いられ得る。かかるフィルタの例は、粒子フィルタ、臭気フィルタ又はそれらの組み合わせである。フィルタエレメントのさらなる使用分野は、内燃機関に供給される空気から浮遊粒子を取り除くエアフィルタである。概してかかるエアフィルタはハウジングを有し、そこに交換可能なエアフィルタエレメントが提供される。
【０００３】
（特許文献１）は、その底部にいくつかの垂直に配列されたロッドを有するフィルタハウジングを含むエアフィルタを開示する。それらのロッドにフィルタエレメントを押し嵌めることができ、フィルタハウジングはカバーで閉じることができる。このカバーは、フィルタハウジングの底まで延在するちょうボルトによってねじ結合される。従って、単にちょうボルトを解除するだけでカバーを取り外すことができるとともに、フィルタエレメントは手で交換することができ、そのために別途工具を要することはないため、フィルタエレメントの交換を簡単な方法で実現することができる。しかしながら工具を使わないかかる簡単な交換は、実際には不可能とされることが望ましい場合が多く、なぜならフィルタエレメントが消費者により不適切な方法で、又は誤ったフィルタエレメントを使用して交換されるリスクがあるためである。それによってひいてはろ過機能が不十分になったり、又はフィルタ材の摩耗が早まったりし得る。
【０００４】
（特許文献２）は、互いに着脱自在に結合される２つのコップ型のハウジングシェルを含むエアフィルタを開示し、ここでそれらのシェルのうち下側のシェルは、そこに一体化された円錐形の支持パイプを有する。この支持パイプ上に円錐形の丸いフィルタエレメントが押し嵌められ、続いて上側のハウジングシェルが下側のハウジングシェル上に置かれ、支持パイプの一端とねじ結合される。このエアフィルタではハウジングシェルは互いにねじ結合され、従って工具なしに解除することはできないが、ねじ結合はスクリュードライバによって実現することができるため、ここでもまたフィルタエレメントが不適切に交換されるリスクがあり、前述の欠点を伴う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４，５８８，４２６号明細書
【特許文献２】国際公開第００／５６４２３  Ａ１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って本発明の目的は、構成が単純で、且つ容易に製造することができると同時に、工具、特に特殊工具がない場合にはフィルタハウジングに収容されたフィルタエレメントを交換できない、又は交換に必ず困難を伴うことを確実にする改良されたエアフィルタエレメント、かかるフィルタエレメント用のフィルタハウジング並びにフィルタ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本目的は、請求項１の特徴を有するエアフィルタエレメントにより解決される。
【０００８】
従って、シリンダ状の中心管を含むエアフィルタエレメントが提供され、ここでは中心管の一端に、工具からエアフィルタエレメントにトルクを伝達するためのトルク伝達機構が提供され、及び中心管の他端に、フィルタエレメントを挿入／回転動作によってシリンダ状支持本体に着脱自在に装着するための締結機構が提供される。
【０００９】
挿入／回転動作による結合の例は、ねじ結合、バイオネット結合、ロック式結合及び／又はスナップ結合である。挿入／ロック式結合と比較した挿入／回転結合の利点は、それが振動を受けても解除され難いことであり、これは特に、トラック、建設機械、及び農機具などでの使用に有利である。設置されたエアフィルタエレメントは支持本体に収容され、従ってその外周が支持本体に覆われているため、それを支持本体から手で取り外すことはできないか、又は取り外しに必ず困難を伴う。このように支持本体は、特に破損に関するフィルタエレメントの機械的保護もまた提供することができる。これは特に、フィルタ交換中に機器が安定した位置に置かれることが必ずしも確実でなく、従ってフィルタハウジングが開いた状態でその機器を地面に落とした場合にフィルタエレメントが破損するリスクがある携帯型の機器に関連して重要となり得る。締結手段のトルク伝達機構との組み合わせにより、工具によって簡単な動作で支持本体に取り付けたり、そこから取り外したりすることができる一方で、工具なしには取り付け又は取り外しに必ず困難を伴い得るフィルタエレメントが提供される。
【００１０】
フィルタエレメントのさらなる実施形態が従属請求項に開示される。
【００１１】
フィルタエレメントの端部にトルク伝達機構として回転対称でないセクションを備えるとき、適切な構成の工具によることでトルクは十分に伝達される。トルク伝達機構は、中心管のシリンダ軸に関して回転対称でない突出部又は凹部として設計され得る。例えば、中心管を閉鎖するカバー上に多角形の凹部が提供されてもよく、又は工具によるねじ込み動作を可能にするビード若しくは突出部がカバー上に提供されてもよい。
【００１２】
中心管の一端に、底部にトルク伝達機構を備えるタブ型凹部を有する端部ディスクが提供されてもよい。これに関連してタブ型凹部とは、直径が深さより大きい止まり穴型の凹部として理解されるべきである。トルク伝達機構は特に、端部ディスクの凹部の底から立ち上がる、しかし端部ディスクの上側リムより下側に位置する突出部として設計することができる。端部ディスクの凹部に備えられる突出部は、そのために特別に設計された工具のトルクを伝達する手段として機能する。これらの突出部は凹部に備えられるため、支持本体から手でエアフィルタエレメントのねじを緩めたり、又はそれを取り外したりするには不適である。このようにして、特殊工具なしには支持本体からエアフィルタエレメントを取り外すことができない、又は取り外しに必ず困難を伴うことを確実にすることができ、エアフィルタエレメントの不適切な交換を防ぐことができる。タブ型凹部は、上から見たとき円形であってもよい；それにより工具の使用が容易となる。
【００１３】
突出部の側面は凹部の底面に対して略直角、すなわち７５〜１０５度の角度を画定してもよい。さらに凹部は、上から見たとき円形状であってもよい。突出部の側面は、実質的に凹部のリムから中心管のシリンダ軸に向かって半径方向に延在してもよい。従って、特殊工具と突出部との間に大きい接触面を確保することができ、突出部から特殊工具が外れ落ちることが回避され得る。
【００１４】
エアフィルタエレメントには、例えば少なくとも２つの突出部を備えさせることができる。さらにこれらの突出部は、凹部のリム上で互いの反対側に備えられてもよい。その結果、特殊工具のトルクを伝達する手段として比較的短い突出部を使用することができる；これによりエアフィルタエレメントを手で取り外すことが一層困難となる。
【００１５】
例えば、半径方向に延在する突出部の側面の長さは、凹部の半径の半分未満であってもよい。例えば突出部は、凹部のリム上で互いの反対側に位置するように備えられてもよい。これによりトルクをエアフィルタエレメントに効率的に伝達することが可能となる。
【００１６】
端部ディスクと中心管とは単体として構成することができる。これにより、例えば射出成形による、別途封止することのないフィルタエレメントの単純且つ安価な製造が可能となる。
【００１７】
本目的は、請求項６の特徴を有するフィルタハウジングによりさらに解決される。
【００１８】
従って、上述のエアフィルタエレメントを収容するためのフィルタハウジングが提供され、このフィルタハウジングは、ハウジング上部部品と、ハウジング上部部品に着脱自在に結合されるハウジング底部部品とを含み、ここでハウジング底部部品には空気透過性のシリンダ状支持本体が提供され、この支持本体は、ハウジング底部部品と向かい合うその端部に、挿入／回転動作によってエアフィルタエレメントを取り付けるための、エアフィルタエレメントのフィルタ関連締結機構と相互作用するハウジング関連締結手段を有する。
【００１９】
ハウジング底部部品はシリンダ状支持本体と共に単体として構成することができる。これにより、一方でより高い圧力抵抗が提供され、他方で設置又は取り外しの間の操作性の向上が確保される。さらに、それゆえにフィルタハウジングを単純且つ安価な方法で製造することができる。
【００２０】
シリンダ状支持本体は空気透過性の格子構造として設計することができる。これにより比較的高い安定性の支持本体が提供され、ここではフィルタを通る空気の流れに支持本体の比較的大きい外表面が用いられ得る。
【００２１】
２つのハウジングシェル（ハウジング上部部品及びハウジング底部部品）は、例えばバックル又は着脱自在なねじ結合によって一体に保持され得る。
【００２２】
一実施形態では、ハウジングを開けるため、ハウジング上部部品とハウジング底部部品との間に配置されたピボット軸受を中心にハウジング上部部品を枢動して折り返すように開くことができ、それにより支持パイプにアクセス可能となる。
【００２３】
一実施形態において、特にハウジング上部部品及び／又はハウジング底部部品の側面に、サイクロンフィルタ段用の空気吸入開口が備えられる。サイクロンフィルタ段は、好ましくはプレセパレータとして１つ又は複数のハウジング部品に一体化される。サイクロンフィルタ段は特に少なくとも１つのインラインサイクロンセルによって形成され、このインラインサイクロンセルは、空気の流れに回転運動を付与するための吸入口側の転向手段を備えたパイプ、及び粒子の割合がより高い半径方向外側に位置する流れ範囲を分離するための吐出口側の浸漬パイプ、並びにこのように分離された粒子を排出するための排出開口を含む。サイクロンフィルタ段は、特に好ましくは、そこから出る流れがフィルタエレメントに直接向かうことなく、その傍を通り過ぎて流れるように配置される。このようにしてフィルタエレメントのより均一な負荷を実現することができる。さらに好ましくは、サイクロンフィルタ段から出る流れは第２のフィルタエレメントの傍を通り過ぎて流れることができ、サイクロンフィルタ段の反対側に位置決めされたハウジング壁に送り込まれ得る。これもまた、特にサイクロンフィルタ段として最小数のインラインサイクロンしか使用しない場合に、フィルタエレメントでの流入をより均一にすることに寄与し得る。
【００２４】
本目的は、請求項９の特徴を有するフィルタ装置によりさらに解決される。かかるフィルタ装置は、上述のフィルタハウジングに装着される上記に開示されるとおりのエアフィルタエレメントを含む。
【００２５】
このフィルタ装置の一実施形態において、フィルタエレメントは確動的な嵌合（ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｆｉｔ）で完全に支持本体に収容される。このようにフィルタエレメントを完全に支持本体に収容するため、支持本体はフィルタエレメントを外側から、フィルタエレメントの上端が支持パイプの上縁より下側に位置決めされるように取り囲む。従ってフィルタエレメントの上端が支持パイプから突出しないため、フィルタエレメントの上端を手で把持することもできず、工具なしに取り外すことは不可能か、又は可能であっても必ず困難を伴う。
【００２６】
フィルタ装置のさらなる実施形態において、第２のシリンダ状フィルタエレメントがさらに提供される。第２のフィルタエレメントは好ましくは、リング状に閉じられた繊維ろ材がジグザグ型に折り畳まれたフィルタベローを有する。支持本体が特に第２のシリンダ状フィルタエレメントの中心管となり、従って内側に対するフィルタベローの半径方向支持が確保され得る。結果的に多段ろ過を実現することができ、ここでは好ましくは第２のフィルタエレメントが最初に外部（未処理側）から内部（清浄側）に流れを通して、比較的大きい粒子をろ過する主フィルタエレメントとして機能し、補助フィルタエレメントとしての第１のフィルタエレメントが比較的小さい粒子をろ過するよう機能する。これに関連して、第１のフィルタエレメントは挿入／回転動作によって固定することができる。第２のフィルタエレメントは支持本体に押し嵌めるように構成することができる。支持本体が第２のフィルタエレメント（主フィルタエレメント）の中心管となる場合、この第２のフィルタエレメントはそれ自体の中心管を有する必要がないため、より単純な構成となり得る。第２のフィルタエレメントは第１のフィルタエレメント又は支持本体に押し嵌めるように設計されてもよく、すなわち工具なしに装着及び取り外しできてもよい。好ましくは第２のフィルタエレメントは、流出開口を備える端部ディスクと、第１のフィルタエレメント又は支持本体に対する封止として機能するシールとを有する。このシールは、好ましくは環状構成のラジアルシールとして設計され、未処理側を清浄側と分離するように第１のフィルタエレメント又は支持本体のシリンダ状封止面を係合することができる。さらに、第２のフィルタエレメントは第２の閉じた端部ディスクを有することが好ましい。
【００２７】
本発明のさらなる可能な実施態様には、実施形態に関連して上記又は以下に記載される特徴又は実施形態の変形例の明示的に記載されない組み合わせも含まれる。これに関連して、当業者はまた、本発明のそれぞれの基本形態に改良又は補足として個別の態様を加えることになるであろう。
【００２８】
本発明について、添付の図面を参照して、且つ具体的な実施形態の変形例を実施形態として用いて、以下にさらに詳細に説明する。各図には、以下が示される：
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】フィルタ装置の斜視図
【図２】フィルタエレメント並びにフィルタエレメントが設置される底部ハウジングシェルの斜視図
【図３】図２のフィルタエレメント及びハウジングシェルの断面図
【図４】詳細図によるフィルタエレメントのハウジングシェルとの結合
【図５】フィルタハウジングの底部ハウジングシェルの斜視図
【図６】フィルタ装置の底部ハウジングシェル及び主フィルタエレメントの斜視図
【００３０】
図では、特に指示がない場合、同じ又は機能的に同じ要素には同じ参照符号が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に本発明を、内燃機関、例えば自動車の燃焼空気用フィルタを用いて説明する。対応するフィルタエレメントは、空気をろ過するように設計するのでなく、例えば別の気体媒質、又はさらには液状媒質、例えばオイルをろ過するように設計することができる．
【００３２】
以下では、図１〜図５を用いて、一実施形態に係るフィルタエレメント１０を含むフィルタ装置１を開示する。図１はフィルタ装置１の斜視図である。図２は、フィルタエレメント１０が設置されているフィルタ装置の流体密ハウジング２０の底部ハウジングシェル２０ａの斜視図である。図３は、図２におけるフィルタエレメント１０及びハウジングシェル２０ａの断面図である。図４は、フィルタエレメント１０のハウジングシェル２０ａとの結合を詳細図で示す。図５は、フィルタハウジング２０の底部ハウジングシェル２０ａの斜視図である。
【００３３】
これに関連して「上部」及び「底部」という表現は、図における向きに関するもので、必ずしも装着された状態のフィルタ装置１の向きに関するとは限らないことに留意しなければならない。
【００３４】
エアフィルタとして具体化されるこの実施形態のフィルタ装置１は、プラスチック材料などのフィルタハウジング２０に収容されるフィルタエレメント１０（図２〜図４を参照のこと）を有する。フィルタハウジング２０は、支持体２１を含む底部ハウジングシェル２０ａと、上部ハウジングシェル２０ｂとを有する。
【００３５】
２つのハウジングシェル２０ａと２０ｂとは、バックル２２によって一体に保持され得る。バックル２２が開いているとき、底部ハウジングシェル２０ａの後壁の上端に備えられるピボット軸受２３を中心としてハウジングシェル２０ｂを枢動させて折り返すように開くことができ、それにより支持管２１にアクセス可能となる。支持管２１には、以下に詳細に記載する方法でフィルタエレメント１０が収容され、固定される。
【００３６】
サイクロンフィルタ段２５用の空気吸入開口が、上部ハウジングシェル２０ｂの側面に備えられる。サイクロンフィルタ段２５は上部ハウジングシェル２０ｂに一体化される。ろ過により粒子を取り除く空気は、空気吸入開口２４を通ってサイクロンフィルタ段２５に送り込まれる。サイクロンフィルタ段２５では、最初にサイクロン分離によって粒子が空気と分離される。粒子は排出開口２６を介して取り除かれてもよい。サイクロンフィルタ段は特に少なくとも１つのインラインサイクロンによって形成され、このインラインサイクロンには、空気の流れに回転運動を付与するための吸入側における転向手段を有するパイプと、粒子の割合がより高い半径方向外側に位置する流れ範囲を分離するための吐出口側の浸漬パイプとが備えられる。サイクロンフィルタ段は、特に好ましくは、そこから出る流れがフィルタエレメントに直接向かうことなく、その傍を通り過ぎて流れるように配置される。このようにしてフィルタエレメントのより均一な負荷を実現することができる。さらに、サイクロンフィルタ段から出る流れが第２のフィルタエレメントの傍を通り過ぎて流れ、サイクロンフィルタ段の反対側に位置決めされたハウジング壁に送り込まれることが好ましい。これもまた、特にサイクロンフィルタ段として最小数のインラインサイクロンしか使用しない場合に、フィルタエレメントでの流入をより均一にすることに寄与し得る。
【００３７】
このように予備的に清浄化された空気は、次に支持パイプ２１に供給されるフィルタエレメントを通過し、そこに備えられるフィルタ材によって浄化される。浄化された空気は、最後に支持パイプ２１の下側の底部ハウジングシェル２０ａの底にある空気吐出口ソケット２７（図４を参照のこと）からハウジングを離れる。浄化された空気は自動車などの内燃機関に供給され得る。
【００３８】
特に図３で分かるとおり、フィルタエレメント１０はシリンダ状の中心管１１を含み、そのシリンダ状外表面は、中心管１１の上端にある第１のシール１３によって取り付けられたフィルタ材１２に取り囲まれている。フィルタエレメント１０は支持パイプ２１内に嵌装される。支持パイプ２１はシリンダ状の格子型支持本体であり、底部ハウジングシェル２０ａと単体として形成される。これに関連して支持パイプ２１の下端は、底部ハウジングシェル２０ａの底に形成される底部ハウジングシェル２０ａのカップ型セクションに隣接し、それによりフィルタ装置１により高い安定性が提供される。
【００３９】
中心管１１はその下端に、ハウジングシェル２０ａにおいてフィルタエレメント１０を締結するための締結手段を有する。フィルタにおけるこの締結手段は、例示される実施形態ではねじ切り部１４として形成される。ねじ切り部１４とフィルタ材１２との間に第２のシール１５が配置される。フィルタの締結手段はハウジングの締結手段と相互作用し、それによりフィルタエレメント１０が支持パイプ２１に固定される。より正確には、ハウジングにおいて支持パイプ２１の下端にねじ切り部２９が備えられる。従ってフィルタエレメント１０を支持パイプ２１に挿入／回転動作によって固定することができる。これに関連して、フィルタエレメント１０は最初に、フィルタ関連ねじ切り部１４がハウジング関連ねじ切り部２９に載るまで支持パイプ２１に軸方向に押し込まれる。フィルタエレメント１０を回転させると、フィルタエレメント１０が支持パイプ２１にねじ結合される。ねじ切り部１４及び２９は中心管１１又は支持管２１の全周にわたって備えられるべきではないが、周囲に沿っていくつかの区間に分かれた突出部として形成することもできる。特にねじ切り部１４及び２９は、フィルタエレメント１０を比較的小さい角度、例えば９０度以下又は４５度以下の角度だけ回転させることにより支持パイプ２１に固定することができるように形成されてもよい。このようにしてフィルタエレメント１０の迅速な固定が可能となる。フィルタエレメント１０はまた、上述のねじ結合に代えて、バイオネット結合、ロック式結合及び／又はスナップ結合によって支持パイプ２１に固定されてもよい。かかる結合であっても、フィルタエレメント１０は挿入／回転動作によって支持パイプ２１に固定される。
【００４０】
中心管１１の上端に、中心管１１を気密に閉鎖する端部ディスク１６が備えられる。例示される実施形態では、中心管１１と端部ディスク１６とは単体構成であるが、端部ディスクを別個の要素として提供することもまた可能である。端部ディスク１６にはタブ型凹部１７が備えられ、これは例示される実施形態では逆円錐台形である。端部ディスク１６は第１の環状セクション１６ａを有し、これは中心管１１のシリンダ壁に隣接し、且つそれと直角に半径方向に内側に向かって延在する。第２の環状セクション１６ｂはこの環状セクション１６ａの内端に隣接し、第１の環状セクション１６ａと共に例えば１１０〜１６０度、例えば約１３５度の角度を画定する。ディスク型の第３のセクション１６ｃはこの第２のセクション１６ｂに隣接し、第２のセクション１６ｂと共に凹部１７を形成する。第１のシール１３もまた環形状であり、端部ディスクの第１のセクション１６ａ並びにそこに置かれるフィルタ材１２の端部を取り囲むことによってフィルタ材１２を中心管１１の端部で固定する。第１のシール１３の材料としてはポリウレタン（ＰＵ）の発泡体又はＰＵＲ発泡体を使用することができる。
【００４１】
エアフィルタエレメント１０には、工具からエアフィルタエレメントにトルクを伝達するためのトルク伝達機構が備えられる。そのため、凹部１７の内側リム、すなわち第２のセクション１６ｂが第３のセクション１６ｃと交わるところに、半径方向に延在する少なくとも１つの突出部１８が備えられる。例示される実施形態では、トルク伝達機構として２つの突出部１８ａ及び１８ｂが備えられ、これらは凹部１７のリムから凹部１７のリムと端部ディスク１６の中心との間のほぼ中間にある位置まで延在する。これらの突出部１８ａ及び１８ｂは、凹部１７の底から端部ディスク１６の上側リムより低い高さまで突出する突出部を形成する。図２に例示される実施形態では、２つの突出部１８ａ及び１８ｂは略平行六面形であり、リムの対向する位置に位置決めされて、すなわち１８０度の角度だけずれている。
【００４２】
突出部１８ａ及び１８ｂを用いることで、フィルタエレメント１０を支持パイプ２１に装着し、又はそこから取り外すことができる。装着するには、フィルタエレメント１０を支持パイプ２１の中に、ねじ切り部１４及び２９が互いに載るまで前述の方法で押し込む。以上で、詳細には開示されない特殊工具によってフィルタエレメント１０を回して固定することができる。そのために特殊工具を凹部１７に挿入し、突出部１８ａ及び１８ｂの側面を横向きに押し進めるようにして回す。突出部１８ａ及び１８ｂは特殊工具のトルクを吸収し、そのトルクをフィルタエレメント１０に伝達する。突出部１８ａ及び１８ｂへのトルクの伝達に好適でなければならないという制限を除いては、特殊工具の構成に関して制限はない。例えば、特殊工具の端部に、スクリュードライバと同様の矩形のブレードが備えられてもよい。しかしながら、特殊工具の形状が凹部１７に合致し、すなわち突出部１８用の凹部を備えた円錐台の形状を有することもまた可能である。
【００４３】
例えば整備に関連して、フィルタエレメント１０を支持パイプ２１から解除するときは、そのためにもまた特殊工具が必要となる。支持パイプ２１に完全に収容されている状態では、フィルタエレメント１０は格子型の支持パイプ２１に取り囲まれているため、手で把持したり、ねじを緩めたりすることはできない。また上端にも、工具なしにフィルタエレメント１０にトルクを伝達できるような取っ掛かりとなる箇所がない。従ってフィルタエレメント１０は、手で支持パイプ２１に固定したり、若しくはそこから解除したりすることはできず、又は固定及び解除に必ず困難を伴う。必要な特殊工具を利用できるのは概して認定の修理店若しくは販売代理店、又は適正な認可若しくは訓練を受けた整備要員に限られるため、これによりフィルタエレメント１０の適切な交換が確実となる。
【００４４】
突出部１８の側面は凹部の底面に対して例えば７５〜１０５度、好ましくは実質的に９０度の角度を画定する。突出部１８の側面は、凹部１７のリムから中心管１１のシリンダ軸に向かって略半径方向に延在する。従って、特殊工具と突出部１８との間に大きい接触面を確保することができ、突出部１８から特殊工具が外れ落ちることが回避される。さらに、突出部１８を凹部のリムに、すなわち回転軸から可能な限り遠く隔てて提供することにより、効率的なトルク伝達が確保される。
【００４５】
この実施形態のフィルタハウジング２０は工具なしに開閉することができる。これに関連してバックルによる閉鎖が、片手で素早く操作可能である。支持パイプ２１は格子型の構成であり、フィルタエレメント１０の端部まで延在するため、上記に記載したとおり、フィルタエレメント１０を工具なしに装着したり取り外したりすることはできない。従って、フィルタエレメント１０の装着及び取り外し用の特殊工具が必要である；これにより正しい整備作業が確実となる。しかしながら、フィルタハウジング２０は片手で開けることができ、且つフィルタエレメント１０は簡単な挿入／回転動作で固定することができるため、これは少しの操作で行うことができる。
【００４６】
例示される実施形態では２つの突出部１８が備えられているが、３つ以上の突出部１８を有することもまた可能である。また、凹部１７の片側のリムから端部ディスク１６の中心を通ってリムの反対側まで延在する連続的な突出部のみを備えることも可能である。さらに、互いに反対側になく、例えば凹部１７のリムに沿って９０度の角度をなす２つの突出部１８ａ及び１８ｂを備えることもまた可能である。これには適切な構成の特殊工具が必要であり、単一の矩形ブレードなどによって交換され得ることが防止される。
【００４７】
フィルタハウジング２０とフィルタエレメント１０とを含むフィルタ装置１は、サイクロンフィルタ段２５によるサイクロン前置ろ過作用とフィルタエレメント１０による主ろ過作用とによる２段階ろ過を達成する。しかしながら、より多数のフィルタ段を備えることもまた可能である。かかるフィルタ装置５０を図６に概略的に示す。
【００４８】
この実施形態に係るフィルタ装置５０は、上述のフィルタハウジング２０と、さらなる詳細は示されない補助フィルタエレメントと、並びに主フィルタエレメント６０とを有する。上述のフィルタエレメント１０を補助フィルタエレメントとして用いることができ、従ってこれに関連して既に考察したフィルタハウジング２０及びフィルタエレメント１０の態様を改めて説明することはしない。図６は、フィルタハウジング２０の底部ハウジングシェル２０ａ並びに支持パイプ２１に押し嵌められた第２のフィルタエレメント６０のみを示す。
【００４９】
例示される構成において、フィルタエレメント６０は、主フィルタエレメント６０と補助フィルタエレメントとを含むフィルタ装置５０のうちの主フィルタエレメントとして機能する。主フィルタエレメント６０もまたシリンダ状であり、フィルタ材６１に囲い込まれた、詳細には示されないシリンダ状の格子型中心管を含む。中心管の端部にはポリウレタン（ＰＵ）又はＰＵＲ発泡体の端部ディスク６２が備えられ、これがシリンダ状の中心管を気密に閉鎖する。
【００５０】
主フィルタエレメント６０のフィルタ材６１は、空気からより大きい粒子をろ過して取り除くように設計され、補助フィルタエレメントのフィルタ材はより細かい粒子をろ過して取り除くように設計される。
【００５１】
サイクロンフィルタ段２５による前置ろ過後、ろ過される空気は主フィルタエレメント６０のフィルタ材６１を通過し、支持パイプ２１を通過し、次に補助フィルタエレメントのフィルタ材を透過することで、次に底部ハウジングシェル２０ａの底にある空気吐出開口を通じて外に誘導される。結果的に３段階ろ過が提供される。
【００５２】
主フィルタエレメント６０は、手で単純な動作によって支持パイプ２１に押し込んだり、そこから取り外したりすることができ、従って交換を迅速且つ簡単に行うことができる。これに関連して、補助フィルタエレメントが上述のようにして構成されるため、フィルタ装置を完全に交換するためには特殊工具を要することが確実となり、従って正しい整備が確実となる。
【００５３】
有利な実施形態では、支持パイプ２１が同時に主フィルタエレメント６０の中心パイプとしても機能し得る。従って追加的な構成要素を回避することができ、それによりフィルタ装置を一層高い費用対効果で実現することが可能となる。
【００５４】
上述の実施形態はあくまでも例示的な実施形態として理解されるべきであり、同様に保護範囲に包含されることが意図される他の構成が考えられ得る。例えば、トルク伝達機構はまた、回転対称性を有しない多角形の凹部として端部ディスクに備えられてもよい。さらにまた、トルク伝達機構として端部ディスクにいくつかの凹部を備えさせることも可能である。さらに、トルク伝達機構を、端部ディスク上の回転対称性を有しない１つ又は複数の突出部として設計することが可能である。これらの又は他の幾何学的構成により、トルク伝達機構が鍵と鍵穴の原則に従い工具と相互作用し、工具なしには装着できない、又は装着に必ず困難を伴うこともまた確実にすることができる。
【図１】
2013000743.tif 000003
【図２】
2013000743.tif 000004
【図３】
2013000743.tif 000005
【図４】
2013000743.tif 000006
【図５】
2013000743.tif 000007
【図６】
2013000743.tif 000008
【外国語明細書】
【発明の名称】  Air Filter Element, Filter Housing and Filter
Arrangement
Technical Field
The present invention
concerns a filter element for filtering air, a housing for such a filter
element, as well as a filter arrangement with such a filter element and
housing.
Prior Art
Filter elements
are used for filtering fluid flows or gaseous media. For example, they are used
for filtering an air flow that is guided into a passenger compartment of a
motor vehicle. For this purpose, they can be used in particular in an
air-conditioning device mounted in a motor vehicle in order to clean ambient
air from health-hazardous substances, odors or the like. Examples of such
filters are particle filters, odor filters or combinations thereof. A further
field of use of filter elements are air filters that remove suspended particles
from the air that is supplied to an internal combustion engine. Generally, such
air filters have a housing in which an exchangeable air filter element is
provided.
U.S. patent U.S.
4,588,426 discloses an air filter with a filter housing having at its bottom
several vertically arranged rods. A filter element can be pushed onto the rods
and the filter housing can be closed by a cover. The cover is screw-connected
by means of a wing bolt that extends to the bottom of the filter housing. The
exchange of the filter element can be realized thus in a simple way because the
cover can be removed by simply releasing the wing bolt and the filter element
can be exchanged by hand without this requiring an additional tool. However, it
is often desirable that such a simple exchange without tool is actually not
made possible because it carries the risk that the filter element is exchanged
by the consumer in an inappropriate way or by using a wrong filter elements.
This, in turn, can cause an insufficient filtering action or can cause the
filter material to wear faster.
WO 00/56423 A1
discloses an air filter with two cup-shaped housing shells that are detachably
connected to each other, wherein the lower one of the shells has a conical
support pipe integrated therein. Onto this support pipe, a conical round filter
element is pushed and subsequently the top housing shell is placed onto the
lower housing shell and is screw-connected with one end of the support pipe. In
this air filter the housing shells are screw-connected to each other so that a
release without tool is not possible, but the screw connection can be realized
by a screwdriver so that here there is also the risk of improper exchange of
the filter element with the aforementioned disadvantages.
It is therefore an
object of the invention to provide an improved air filter element, a filter
housing for such a filter element as well as a filter arrangement that are of a
simple configuration and can be produced easily and, at the same time, ensure
that the filter element received in the filter housing cannot be exchanged, or
exchanged only with difficultly, without a tool, in particular a special tool.
Summary of the
Invention
This object is
solved by an air filter element with the features of claim 1.
Accordingly, an
air filter element is provided with a cylindrical central tube wherein at one
end of the central tube a torque transmission device for transmitting torque
from a tool onto the air filter element is provided and at the other end of the
central tube a fastening device for detachably mounting the filter element in a
cylindrical support body by means of an insertion/rotation movement is
provided.
Examples for
connections by means of an insertion/rotation movement are screw connections,
bayonet connections, locking connection and/or snap connections. An advantage
of insertion/rotation connections compared to insertion/locking connections is
that they release less easily as a result of vibrations which is advantageous
in particular for use in trucks, construction machinery, agricultural machines
and the like. The installed air filter element cannot be removed, or removed
only with difficulty, by hand from the support body because it is received in
the support body and therefore its outer circumference is covered by the support
body. In this way, the support body can provide in particular also a mechanical
protection of the filter element with respect to damages. This can be important
in particular in connection with portable devices where a stable positioning of
the device during filter exchange cannot always be ensured and therefore the
risk of damage of filter elements exists when the devices drop to the ground
with the filter housing being open. The combination of fastening means with the
torque transmission device provides a filter element which by means of a tool
can be attached to and removed from a support body with a simple movement but,
without a tool, can be attached or released only with difficultly.
Further
embodiments of the filter element are disclosed in the dependent claims.
With an
appropriate configuration of the tool, it is sufficient for transmission of
torque when at the end of the filter element a section is provided as a torque
transmission device that is not of rotational symmetry. The torque transmission
device can be designed relative to the cylinder axis of the central tube as a
projection or recess that is not of rotational symmetry. For example, on a
cover that closes off the central tube a polygonal recess can be provided or
beads or projections on the cover can be provided that enable a screwing-in
action by means of a tool.
At one end of the
central tube an end disk can be provided that has a tub-shaped recess that is
provided at its bottom with the torque transmission device. In this context, a
tub-shaped recess is to be understood as a recess of a blind bore shape having
a diameter that is greater than its depth. The torque transmission device can
be designed in particular as a projection that rises from the bottom of the
recess in the end disk but is positioned below the upper rim of the end disk.
The projections that are provided in the recess of the end disk serve as means
of transmitting torque of a tool especially designed for this. Because these
projections are provided in a recess, they are not suitable for unscrewing or
removing the air filter element by hand from the support body. In this way, it
can be ensured that the air filter element cannot be removed, or removed only
with difficulty, from the support body without a special tool, and an improper
exchange of the air filter element can be prevented. The tub-shaped recess,
when viewed from above, can be of a circular shape; this facilitates the use of
the tool.
The lateral
surfaces of the projections can define a substantially right angle, i.e., an
angle of 75 to 105 degrees with the bottom surface of the recess. Moreover, the
recess, when viewed from above, can be circular. The lateral surfaces of the
projections can substantially extend in radial direction from the rim of the recess
in the direction toward the cylinder axis of the central tube. Accordingly, a
large contact surface between the special tool and the projections can be
ensured and sliding off of the special tool from the projections can be
avoided.
The air filter
element can be provided, for example, with at least two projections. The
projections can moreover be provided opposite each other on the rim of the
recess. Accordingly, relatively short projections can be used as means of
transmitting torque of a special tool; this makes a removal of the air filter
element by hand even more difficult.
For example, the
length of the lateral surfaces of the projections extending in radial direction
can be less than half the radius of the recess. The projections can be
provided, for example, so as to be located opposite to each other on the rim of
the recess. This enables an efficient transmission of torque onto the air
filter element.
The end disk and
the central tube can be monolithically configured. This enables a simple and inexpensive
manufacture of the filter element without additional seals, for example, by
injection molding.
The object is
further solved by a filter housing with the features of claim 6.
Accordingly, a
filter housing for receiving the above described air filter element is provided
that comprises a housing top part and a housing bottom part that is detachably
connected to the housing top part, wherein on the housing bottom part an
air-permeable cylindrical support body is provided that has at its end that is
facing the housing bottom part housing-associated fastening means interacting
with the filter-associated fastening devices of the air filter element for
attachment of the air filter element by means of an insertion/rotation
movement.
The housing bottom
part can be configured monolithically together with the cylindrical support
body. This provides, on the one hand, a greater pressure resistance and
ensures, on the other hand, improved handling during installation or removal.
Moreover, the filter housing can thus be produced in a simple and inexpensive
way.
The cylindrical
support body can be designed as an air-permeable grid structure. This provides
a relatively high stability of the support body wherein the relatively large
outer surface of the support body can be used for the air flow through the
filter.
The two housing
shells (housing top part and housing bottom part) can be held together, for
example, by means of a buckle or a detachable screw connection.
In one embodiment,
for opening the housing, the housing top part can be pivoted and folded open
about a pivot bearing that is arranged between housing top part and housing
bottom part so that the support pipe becomes accessible.
In one embodiment,
an air inlet opening for a cyclone filter stage is provided in particular
laterally on the housing top part and/or the housing bottom part. The cyclone
filter stage is preferably integrated as a preseparator into the housing part
or parts. The cyclone filter stage is in particular formed by means of at least
one inline cyclone cell that comprises a pipe provided with an inlet-side
deflection means for imparting a rotational movement to the air flow and an
outlet-side immersion pipe for separating the radially outwardly located flow
areas with higher particle proportion as well as a discharge opening for
discharging the thus separated particles. The cyclone filter stage is arranged
especially preferred such that the flow exiting from it is not directly
oriented onto a filter element but flow past it. In this way, a more uniform
loading of the filter element can be achieved. It is further preferred that the
flow that is exiting from the cyclone filter stage can flow past the second
filter element and can be directed onto a housing wall that is positioned
opposite the cyclone filter stage. This can also contribute to a more uniform
inflow at the filter elements, in particular when only a minimal number of
inline cyclones are used as a cyclone filter stage.
The object is
further solved by a filter arrangement with the features of claim 9. Such a
filter arrangement comprises an air filter element as disclosed above that is
mounted in an above described filter housing.
In one embodiment
of this filter arrangement, the filter element is completely received with
positive fit in the support body. For such a complete reception of the filter
element in the support body, the support body surrounds the filter element
externally so that the upper end of the filter element is positioned below the
top edge of the support pipe. Accordingly, the upper end of the filter element
does not project from the support pipe so that the upper end of the filter
element also cannot be gripped by hand and removal without a tool is not
possible or possible only with difficulty.
In a further
embodiment of the filter arrangement, a second cylindrical filter element is
provided moreover. The second filter element has preferably a zigzag-shaped
folded filter bellows of a fibrous filter medium that is closed to a ring. The
support body forms in particular a central tube of the second cylindrical
filter element so that a radial support of the filter bellows relative the
interior can be ensured. Accordingly, a multi-stage filtration can be realized
wherein the second filter element is preferably flowed through first from the
exterior (raw side) to the interior (clean side) and serves as a main filter
element for filtration of relatively large particles and the first filter
element as a secondary filter element serves for filtration of relatively small
particles. In this connection, the first filter element can be secured by means
of an insertion/rotation movement. The second filter element can be configured
to be pushed onto the support body. When the support body forms a central tube
of the second filter element (main filter element), this second filter element
can be of a simpler configuration because it must not have its own central
tube. The second filter element can be designed to be pushed onto the first
filter element or the support body, i.e., can be mounted and removed without a
tool. Preferably, the second filter element has an end disk with an outflow
opening and a seal which serves for sealing relative to the first filter
element or the support body. This seal is preferably designed as a radial seal
that is of an annular configuration and can engage a cylindrical sealing
surface of the first filter element or the support body such that the raw side
is separated from the clean side. It is further preferred that the second
filter element has a second closed end disk.
Further possible
implementations of the invention comprise also combinations that are not
explicitly described of features or embodiment variants described above or in
the following in respect to the embodiments. In this connection, a person of
skill in the art will also add individual aspects as improvements or
supplements to the respective basic form of the invention.
Brief Description
of the Drawings
The invention will
be explained in the following in more detail with reference to the attached
drawings and with the aid of special embodiment variants as embodiments. It is
shown in:
Fig. 1 a
perspective view of a filter arrangement;
Fig. 2 a perspective
view of a filter element as well as of a bottom housing shell in which the
filter element is installed
Fig. 3 a sectioned
view of the filter element and of the housing shell of Fig. 2;
Fig. 4 in a detail
view the connection of the filter element with the housing shell;
Fig. 5 a
perspective view of the bottom housing shell of the filter housing; and
Fig. 6 a
perspective view of a bottom housing shell and a main filter element of a
filter arrangement.
In the Figures the
same or functionally the same elements, if nothing else is indicated, are
provided with the same reference characters.
Embodiment(s) of
the Invention
The invention will
be explained in the following with the aid of a filter for the combustion air
of an internal combustion engine, for example, a motor vehicle. Instead of
being designed for filtering air, corresponding filter elements can be
designed, for example, for filtering another gaseous or even liquid medium, for
example, oil.
In the following,
with the aid of Figs. 1 to 5, a filter arrangement 1 with a filter element 10
according to one embodiment is disclosed. Fig. 1 is a perspective view of a
filter arrangement 1. Fig. 2 is a perspective view of bottom housing shell 20a
of a fluid-tight housing 20 of the filter arrangement in which the filter
element 10 is installed. Fig. 3 is a sectioned view of the filter element 10
and of the housing shell 20a in Fig. 2. Fig. 4 shows in a detail view the
connection of the filter element 10 with the housing shell 20a. Figure 5 is a
perspective view of the bottom housing shell 20a of the filter housing 20.
It should be noted
that the expressions “top” and “bottom” relate in this context to the
orientation in the Figures and not necessarily to the orientation of the filter
arrangement 1 in the mounted state.
The filter
arrangement 1 of this embodiment embodied as an air filter has a filter element
10 (compare Figs. 2 to 4) which is received in a filter housing 20 of plastic
material or the like. The filter housing 20 has a bottom housing shell 20a with
a support 21 and a top housing shell 20b.
The two housing
shells 20a and 20b can be held together by means of a buckle 22. When the
buckle 22 is open, the housing shell 20b can be pivoted and folded open about a
pivot bearing 23 that is provided at the upper end of the rear wall of the
bottom housing shell 20a so that the support tube 21 is accessible. In the
support tube 21, in the way to be described in detail below, the filter element
10 is received and secured.
An air inlet
opening 24 for a cyclone filter stage 25 is provided laterally at the top
housing shell 20b. The cyclone filter stage 25 is integrated into the top
housing shell 20b. Through the air inlet opening 24, the air from which the
particles are to be removed by filtering is conveyed into the cyclone filter
stage 25. In the cyclone filter stage 25, particles are first separated from
the air by means of cyclone separation. The particles can be removed by means
of a discharge opening 26. The cyclone filter stage is in particular formed by
at least one inline cyclone that is provided with a pipe having deflection
means at the inlet side for imparting a rotational movement to the air flow and
an outlet-side immersion pipe for separation of radially outwardly located flow
areas with higher particle proportion. The cyclone filter stage is arranged
particularly preferred such that the flow exiting from it is not oriented
directly onto a filter element but flows past it. In this way, a more uniform
loading of the filter element can be achieved. It is further preferred that the
flow that is exiting from the cyclone filter stage flows past the second filter
element and is directed onto a housing wall that is positioned opposite the
cyclone filter stage. This can also contributed to a more uniform inflow at the
filter elements, in particular when only a minimal number of inline cyclones
are used as a cyclone filter stage.
The thus
pre-cleaned air then passes through the filter element that is provided in the
support pipe 21 and is purified by the filter material provided therein. The
purified air leaves the housing finally through an air outlet socket 27
(compare Fig. 4) at the bottom of the bottom housing shell 20a below the
support pipe 21. The purified air can be supplied to an internal combustion
engine of a motor vehicle or the like.
As can be seen in
particular in Fig. 3, the filter element 10 comprises a cylindrical central
tube 11 whose cylindrical outer surface is surrounded by a filter material 12
attached by a first seal 13 on the upper end of the central tube 11. The filter
element 10 is fitted into the support pipe 21. The support pipe 21 is a
cylindrical grid-shaped support body which is formed monolithically with the
bottom housing shell 20a. The lower end of the support pipe 21 adjoins in this
connection a cup-shaped section of the bottom housing shell 20a that is formed
at the bottom of the bottom housing shell 20a so that the filter arrangement 1
is provided with greater stability.
At its lower end,
the central tube 11 has fastening means for fastening the filter element 10 at
the housing shell 20a. This fastening means at the filter is formed in the
illustrated embodiment as a thread 14. Between the thread 14 and the filter
material 12 a second seal 15 is arranged. The fastening means at the filter
interact with fastening means at the housing in order to secure the filter
element 10 in the support pipe 21. More precisely, at the housing at the lower
end of the support pipe 21 a thread 29 is provided. The filter element 10 can
thus be secured in the support pipe 21 by means of an insertion/rotation
movement. In this connection, it is first pushed in axial direction into the
support pipe 21 until the filter-associated thread 14 rests on the
housing-associated thread 29. By rotation of the filter element 10, the filter
element 10 is screw-connected to the support pipe 21. The threads 14 and 29
must not be provided about the entire circumference of the central tube 21 or
the support tube 21 but can also be formed as several section-wise projections
along the circumference. In particular, the threads 14 and 29 can be formed
such that the filter element 10 by rotation about a relatively small angle, for
example, an angle not greater than 90 degrees or not greater than 45 degrees,
can be secured in the support pipe 21. In this way, a fast fixation of the
filter element 10 is possible. Instead of the above described screw connection,
the filter element 10 can be secured also by means of a bayonet, locking and/or
snap connection in the support pipe 21. Even for such connections, the filter
element 10 is secured by an insertion/rotation movement in the support pipe 21.
At the upper end
of the central tube 11, an end disk 16 is provided that closes off air-tightly
the central tube 11. In the illustrated embodiment, the central tube 11 and the
end disk 16 are of a monolithic configuration but it is also possible to
provide the end disk as a separate element. In the end disk 16 the tub-shaped
recess 17 is provided that, in the illustrated embodiment, has the shape of an
upside-down circular truncated cone. The end disk 16 has a first annular
section 16a that adjoins the cylindrical wall of the central tube 11 and
extends at a right angle thereto radially in inward direction. A second annular
section 16b adjoins the inner end of this annular section 16a and defines
together with the first annular section 16a an angle of, for example, 110 to
160 degrees, for example, approximately 135 degrees. A disk-shaped third
section 16c adjoins this second section 16b and forms together with the second
section 16b the recess 17. The first seal 13 is also of an annular shape and
surrounds the first section 16a of the end disk as well as the end of the
filter material 12 that is placed thereon so that the filter material 12 is
secured at the end of the central tube 11. Foam of polyurethane (PU) or PUR
foam can be used as a material for the first seal 13.
The air filter
element 10 is provided with a torque transmission device for transmitting
torque from a tool onto the air filter element. For this purpose, at the inner
rim of the recess 17, i.e., at the location where the second section 16a meets
the third section 16c, at least one projection 18 extending in radial direction
is provided. In the illustrated embodiment, as a torque transmission device two
projections 18a and 18b are provided which extend from the rim of the recess 17
to a location that is approximately at the center between the rim of the recess
17 and the center of the end disk 16. These projections 18a and 18b form
projections that project from the bottom of the recess 17 up to a height that
is below the upper rim of the end disk 16. In the embodiment illustrated in
Fig. 2, the two projections 18a and 18b are substantially of a parallelepipedal
shape and are positioned at opposed locations of the rim, i.e., displaced by an
angle of 180 degrees.
By means of the
projections 18a and 18b, the filter element 10 can be mounted on or removed from
the support pipe 21. For mounting, the filter element 10 is pushed in the afore
described way into the support pipe 21 until the threads 14 and 29 rest on each
other. With a special tool that is not disclosed in detail, the filter element
10 can now be turned and secured. For this purpose, the special tool is
inserted into the recess 17 and turned so that it is laterally forced against
the lateral surfaces of the projections 18a and 18b. The projections 18a and
18b absorb the torque of the special tool and transmit the torque to the filter
element 10. There is no limitation with regard to the configuration of the
special tool, aside from the limitation that it must be suitable to transmit
torque to the projections 18a and 18b. For example, at the end of the special
tool a rectangular blade, similar to that of a screwdriver, can be provided.
However, it is also possible that the shape of the special tool is matched to
the recess 17, i.e., has the shape of a truncated cone with recesses for the
projections 18.
When, for example,
in connection with maintenance, the filter element 10 is to be released from
the support pipe 21, the special tool is required also for this purpose. In the
state in which it is completely received in the support pipe 21, the filter
element 10 is surrounded by the grid-shaped support pipe 21 so that it cannot
be gripped by hand and unscrewed. On the upper end, there is also no point of
attack with which, without a tool, torque can be transmitted onto the filter
element 10. Accordingly, the filter element 10 cannot be secured in or released
from the support pipe 21 by hand, or secured and released only with difficulty.
In this way, a proper exchange of the filter element 10 is ensured because the
required special tool in general is available only at authorized repair shops
or dealerships or to appropriately authorized or trained maintenance personnel.
The lateral
surfaces of the projections 18 define an angle of, for example, 75 to 105
degrees and preferably substantially 90 degrees relative the bottom of the
recess. The lateral surfaces of the projections 18 extend substantially in
radial direction from the rim of the recess 17 in the direction of the cylinder
axis of the central tube 11. Accordingly, a large contact surface between the
special tool and the projections 18 can be ensured and sliding off of the
special tool from the projections 18 is avoided. Moreover, by providing the
projections 18 at the rim of the recess, i.e., removed as far as possible from the
axis of rotation, an efficient torque transmission is ensured.
The filter housing
20 of this embodiment can be opened and closed without a tool. The buckle
closure enables in this connection a fast one-hand operation. Since the support
pipe 21 is of a grid-shaped configuration and extends up to the end of the
filter element 10, it is not possible to mount and remove the filter element 10
without a tool, as described above. Accordingly, a special tool for mounting
and removing the filter element 10 is required; this ensures proper maintenance
work. However, this can be done with a few manipulations because the filter
housing 20 can be opened with one hand and the filter element 10 can be secured
with a simple insertion/rotation movement.
In the illustrated
embodiment, two projections 18 are provided but it is also possible to have
more than two projections 18. Also, it is possible to provide only a continuous
projection that extends from the rim on one side across the center of the end
disk 16 up to the opposite rim of the recess 17. Moreover, it is also possible
to provide the two projections 18a and 18b not opposite each other but, for
example, at an angle of 90 degrees along the rim of the recess 17. This
requires an appropriate configuration of the special tool and prevents that it
can be replaced by a single rectangular blade or the like. 
The filter
arrangement 1 that comprises the filter housing 20 and the filter element 10
effects a two-stage filtration with a cyclone prefiltering action with the cyclone
filter stage 21 and a main filtering action with the filter element 10. It is
however also possible to provide more filter stages. Such a filter arrangement 50 is schematically
illustrated in Fig. 6.
The filter
arrangement 50 according to this embodiment has the above described filter
housing 20, a secondary filter element that is not shown in more detail, as
well as a main filter element 60. The above described filter element 10 can be
employed as a secondary filter element so that aspects of the filter housing 20
and the filter element 10 that have already been discussed will not be
explained again in this context. Fig. 6 shows only the bottom housing shell 20a
of the filter housing 20 as well as the second filter element 60 that is pushed
onto the support pipe 21.
In the illustrated
arrangement, the filter element 60 serves as a main filter element of a filter
arrangement 50 that comprises the main filter element 60 and the secondary
filter element. The main filter element 60 is also cylindrical and comprises a
cylindrical grid-shaped central tube, not illustrated in detail, that is
enveloped by a filter material 61. At the end of the central tube an end disk
62 of polyurethane (PU) or PUR foam is provided which closes off the
cylindrical central tube air-tightly.
The filter
material 61 of the main filter element 60 is designed for filtering out larger
particles and the filter material of the secondary filter element is designed
for filtering out finer particles from the air.
After
prefiltration with the cyclone filter stage 25 the air to be filtered passes
through the filter material 61 of the main filter element 60, passes
through the support pipe 21, and penetrates then the filter material of the secondary
filter element in order to then be guided outwardly through the air outlet
opening at the bottom of the bottom housing shell 20a. Accordingly, a
three-stage filtration is provided.
The main filter
element 60 can be pushed into and removed from the support pipe 21 by hand with
a simple movement so that the exchange can be done quickly and simply. In this
connection, because of the configuration of the secondary filter element in the
above described way, it is ensured that for complete exchange of the filter
arrangement a special tool is required so that proper maintenance is ensured.
In an advantageous
embodiment, the support pipe 21 can serve simultaneously as a central pipe of
the main filter element 60. Accordingly, an additional component can be avoided
which enables an even more cost-efficient realization of the filter
arrangement.
The above
described embodiment is only to be understood as an exemplary one and other
configurations are conceivable that are also meant to be encompassed by the scope
of protection. For example, the torque transmission device can also be provided
in the end disk as a polygonal recess that has no rotation symmetry. Moreover,
it is also possible that as a torque transmission device several recesses are
provided in the end disk. Moreover, it is possible that the torque transmission
device is designed as a projection or projections on the end disk that has/have
no rotational symmetry. With these or other geometries, it can also be ensured
that the torque transmission device interacts in accordance with the
key-and-lock principle with a tool and, without it, cannot be mounted or only
mounted with difficulty.
【請求項１】
Air filter element
(10) with a cylindrical central tube (11), wherein, at one end of the central
tube (11), a torque transmission device (18) for transmitting torque from a
tool to the air filter element (10) is provided and, at the other end of the
central tube (11), a fastening device (14) for detachable installation of the
filter element (10) in a cylindrical support body (21) by means of an
insertion/rotation movement is provided.
【請求項２】
Air filter element
(10) according to claim 1, wherein the torque transmission device (18) is
formed as a projection or recess that has no rotational symmetry relative to the
cylinder axis of the central tube (11).
【請求項３】
Air filter element
(10) according to claim 1 or 2, wherein on the one end of the central tube (11)
an end disk (16) is provided that has a tub-shaped recess (17) that is provided
at its bottom with the torque transmission device (18).
【請求項４】
Air filter element
(10) according to claim 3, wherein the torque transmission device (18) has at
least two projections that are provided, positioned opposite each other, on the
rim of the recess (17).
【請求項５】
Air filter element
(10) according to one of the claims 1 to 4, wherein the end disk (16) and the
central tube (11) are monolithically formed.
【請求項６】
Filter housing
(20) for receiving an air filter element (10) according to one of the claims 1
to 5, comprising a top housing part (20b) and a bottom housing part (20a) that
is detachably connected to the top housing part (20), wherein on the bottom
housing part (20a) an air-permeable cylindrical support body (21) is provided
that has at its end that is facing the bottom housing part (20a) a
housing-associated fastening device (24) interacting with a filter-associated
fastening device (14) of the air filter element for fastening the air filter
element (10) by means of an insertion/rotation movement.
【請求項７】
Filter housing
(20) according to claim 6, wherein the bottom housing part (20a) is
monolithically formed together with the cylindrical support body (21).
【請求項８】
Filter housing
(20) according to claim 6 or 7, wherein the cylindrical support body (21) is
formed as an air-permeable grid.
【請求項９】
Filter arrangement
(40) in particular for a portable hand-held power tool, with an air filter
element (10) according to one of the claims 1 to 5, which is mounted in a
filter housing (20) according to one of the claims 6 to 8.
【請求項１０】
Filter arrangement
(40) according to claim 9, wherein the filter element (10) is received
completely and positively in the support body (21).
【請求項１１】
Filter arrangement
(40) according to claim 9 or 10, furthermore comprising a second cylindrical
filter element (60), wherein the support body (21) forms a central tube of the
second cylindrical filter element (60).
An air filter
element (10) with a cylindrical central pipe (11) is provided wherein at one
end of the central tube (11) a device (18) for transmission of torque from a
tool to the air filter element (10) is provided and at the other end of the
central tube (11) a fastening device (14) for detachably mounting the filter
element (10) in a cylindrical support body (21) by means of an
insertion/rotation movement is provided.
Representative
Drawing: 3
【図１】
2013000743.tif 000009
【図２】
2013000743.tif 000010
【図３】
2013000743.tif 000011
【図４】
2013000743.tif 000012
【図５】
2013000743.tif 000013
【図６】
2013000743.tif 000014