DE102016217351A1 - Filter device, in particular air filter, for a fresh air system of an internal combustion engine - Google Patents

Filter device, in particular air filter, for a fresh air system of an internal combustion engine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftfiltereinrichtung (1) für eine Frischluftanlage einer Brennkraftmaschine. Die Luftfiltereinrichtung (1) umfasst ein Filtergehäuse (2), welches einen Gehäuseinnenraum (3) begrenzt und einen Gehäusetopf (4), einen Gehäusedecke (5), einen Reinlufteinlass (7) und einen Reinluftauslass (8) aufweist. Die Luftfiltereinrichtung (1) umfasst außerdem ein radial inneres und ein radial äußeres Wickelfilter (8a, 8b), die eine mit dem Rohlufteinlass (5) fluidisch verbundene Rohseite (9) von einer mit dem Reinluftauslass (6) fluidisch verbundenen Reinseite (10) trennen. Das radial innere Wickelfilter (8a) weist einen sich entlang einer axialen Richtung (A) erstreckenden zylindrischen inneren Filterkörper (11a) aus einem gewickelten Filtermedium auf. Das radial äußere Wickelfilter (8b) weist einen sich entlang der axialen Richtung (A) erstreckenden, ringförmigen äußeren Filterkörper (11b) aus einem gewickelten Filtermedium auf, welcher den inneren Filterkörper (11a) radial außen teilweise umhüllt. Der innere Filterkörper (11a) weist eine entlang der axialen Richtung (A) gemessene erste Bauhöhe (h1) auf, und der äußere Filterkörper (11b) weist eine entlang der axialen Richtung (A) gemessene zweite Bauhöhe (h2) auf, die von der ersten Bauhöhe (h1) verschieden ist.The invention relates to an air filter device (1) for a fresh air system of an internal combustion engine. The air filter device (1) comprises a filter housing (2) which delimits a housing interior (3) and has a housing pot (4), a housing cover (5), a clean air inlet (7) and a clean air outlet (8). The air filter device (1) also comprises a radially inner and a radially outer winding filter (8a, 8b) which separate a raw side (9) fluidically connected to the unfiltered air inlet (5) from a clean side (10) fluidically connected to the clean air outlet (6) , The radially inner wound filter (8a) has a cylindrical inner filter body (11a) of a wound filter medium extending along an axial direction (A). The radially outer winding filter (8b) has an annular outer filter body (11b), which extends along the axial direction (A), of a wound filter medium which partially encloses the inner filter body (11a) radially on the outside. The inner filter body (11a) has a first height (h1) measured along the axial direction (A), and the outer filter body (11b) has a second height (h2) measured along the axial direction (A) first height (h1) is different.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfiltereinrichtung für eine Frischluftanlage einer Brennkraftmaschine, sowie eine Frischluftanlage mit einer solchen Luftfiltereinrichtung.The invention relates to an air filter device for a fresh air system of an internal combustion engine, as well as a fresh air system with such an air filter device.

Ein gattungsgemäßes Luftfilter ist beispielsweise aus der DE 27 567 51 A1 bekannt und umfasst ein Filtergehäuse, das einen Gehäusetopf, einen Gehäusedeckel, einen Lufteinlass zum Einleiten von Rohluft in das Filtergehäuse und einen Luftauslass zum Ausleiten der Reinluft aus dem Filtergehäuse aufweist. Ferner umfasst das Luftfilter ein Wickelfilter, das austauschbar im Filtergehäuse angeordnet ist und darin eine mit dem Rohlufteinlass fluidisch verbundene Rohseite von einer mit dem Reinluftauslass fluidisch verbundenen Reinseite trennt. Typischerweise sind am Filtergehäuse innenseitig Strömungsleitelemente ausgeformt, welche das Strömungsverhalten der durch die Rohseite strömenden Rohluft, insbesondere unmittelbar nach dem Durchtritt durch den Rohlufteinlass, verbessern können.A generic air filter is for example from the DE 27 567 51 A1 and comprises a filter housing having a housing pot, a housing cover, an air inlet for introducing unfiltered air into the filter housing and an air outlet for discharging the clean air from the filter housing. Furthermore, the air filter comprises a wound filter, which is arranged interchangeable in the filter housing and therein separates a raw side fluidly connected to the unfiltered air inlet from a clean side fluidly connected to the clean air outlet. Typically, flow guide elements are formed on the inside of the filter housing, which can improve the flow behavior of the raw air flowing through the raw side, in particular immediately after passing through the unfiltered air inlet.

Herkömmliche Filtereinrichtungen können zur Verbesserung der Filterwirkung nicht nur mit einem einzigen Filterelement, sondern mit zwei Filterelementen ausgestattet sein, wobei eines der beiden Filterelemente vom anderen Filterelement umhüllt wird.Conventional filter devices can be equipped to improve the filter effect not only with a single filter element, but with two filter elements, wherein one of the two filter elements is covered by the other filter element.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Luftfiltereinrichtung der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, welche sich durch eine verbesserte Filterwirkung auszeichnet.The present invention addresses the problem of providing for an air filter device of the type mentioned in an improved embodiment, which is characterized by an improved filtering effect.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentsprüche.This object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Preferred embodiments are the subject of dependent patent claims.

Grundgedanke der Erfindung ist demnach, eine Luftfiltereinrichtung mit zwei Wickelfiltern auszustatten. Die beiden Wickelfilter werden jeweils durch ein gewickeltes Filtermedium mit wechselseitig verschlossenen Kanälen gebildet. Eines der beiden Wickelfilter, welches im Folgenden als „radial inneres Wickelfilter” bezeichnet wird, besitzt die geometrische Formgebung eines Zylinders. Das andere der beiden Wickelfilter, welches im Folgenden als „radial äußeres Wickelfilter” bezeichnet wird, besitzt die geometrische Formgebung eines Hohlzylinders. Das radial innere Wickelfilter ist erfindungsgemäß in dem hohlzylindrischen, radial äußeren Wickelfilter angeordnet. Mit anderen Worten, das radial äußere Wickelfilter wird teilweise, nämlich in der radialen Richtung des radial inneren Wickelfilters, vom radial äußeren Wickelfilter zumindest teilweise umhüllt. Das radial innere Wickelfilter ist dabei dichtend mit dem radial äußeren Wickelfilter verbunden. Diese Verbindung kann direkt beispielsweise durch eine Verklebung der Filtermedien miteinander oder indirekt durch ein Zwischenstück gebildet sein. Hierbei kann das Zwischenstück auch einen Abstand der Wickelfilter zueinander überbrücken. Vorzugsweise ist das Zwischenstück mit der inneren Mantelfläche des äußeren Wickelfilters und mit der äußeren Mantelfläche des inneren Wickelfilters verklebt oder verschweißt.The basic idea of the invention is therefore to equip an air filter device with two winding filters. The two wound filters are each formed by a wound filter medium with mutually closed channels. One of the two wound filters, which is referred to below as "radially inner wound filter", has the geometric shape of a cylinder. The other of the two wound filters, which is referred to below as "radially outer winding filter", has the geometric shape of a hollow cylinder. The radially inner wound filter is arranged according to the invention in the hollow cylindrical, radially outer wound filter. In other words, the radially outer winding filter is partially, namely in the radial direction of the radially inner winding filter, at least partially enveloped by the radially outer winding filter. The radially inner winding filter is sealingly connected to the radially outer winding filter. This connection can be formed directly, for example by gluing the filter media together or indirectly through an intermediate piece. In this case, the intermediate piece can also bridge a distance of the wound filter to each other. Preferably, the intermediate piece with the inner circumferential surface of the outer winding filter and with the outer circumferential surface of the inner winding filter is glued or welded.

Die beiden Wickelfilter weisen erfindungsgemäß entweder eine unterschiedliche axiale Bauhöhe auf oder sind entlang der axialen Richtung versetzt zueinander angeordnet. Möglich ist auch eine Kombination beider Varianten. Allen erfindungsgemäßen Varianten ist dabei gemeinsam, dass im Gehäuseinnenraum axial zumindest ein Bereich vorhanden ist, in welchem nur einer der beiden Filterkörper angeordnet ist, und zwar entweder im Bereich des Rohlufteinlasses oder des Reinluftauslasses oder in beiden Bereichen. Dies erlaubt eine verbesserte Einleitung der Rohluft in die Wickelfilter und eine verbesserte Ausleitung der Reinluft nach dem Durchströmen der Wickelfilter. Insbesondere kann die Rohluft rohseitig gleichmäßig im Gehäuseinnenraum verteilt werden, bevor sie auf die Wickelfilter wird. Nach dem Durchströmen der Wickelfilter wird ein reinseitiges Aufstauen der Reinluft im Gehäuseinnenraum verhindert. Eine erfindungsgemäße Realisierung der Filtereinrichtung erlaubt eine Minimierung des Bedarfs an Bauraum für die erfindungsgemäße Filtereinrichtung. Gleichzeitig kann die Filtereinrichtung flexibel an anwendungsspezifische Erfordernisse, etwa betreffend die Anordnung von Rohlufteinlass und Reinluftauslass, angepasst werden. Die Verwendung gleich zweier Wickelfilter erhöht dabei die mittels der Luftfiltereinrichtung erzielbare Filterwirkung.According to the invention, the two wound filters either have a different axial height or are arranged offset from one another along the axial direction. It is also possible a combination of both variants. All the variants according to the invention have in common that at least one region is present axially in the housing interior, in which only one of the two filter bodies is arranged, either in the region of the unfiltered air inlet or the clean air outlet or in both regions. This allows an improved introduction of the raw air into the wound filter and an improved discharge of the clean air after flowing through the wound filter. In particular, the raw air raw side can be evenly distributed in the housing interior before it is on the wound filter. After flowing through the wound filter, a pure-side damming of the clean air in the housing interior is prevented. An inventive implementation of the filter device allows a minimization of the need for space for the filter device according to the invention. At the same time, the filter device can be adapted flexibly to application-specific requirements, for example with regard to the arrangement of unfiltered air inlet and clean air outlet. The use of two winding filters increases the filter effect that can be achieved by means of the air filter device.

Eine erfindungsgemäße Luftfiltereinrichtung für eine Frischluftanlage einer Brennkraftmaschine umfasst ein Filtergehäuse, welches einen Gehäuseinnenraum begrenzt und einen Gehäusetopf, einen Gehäusedeckel, einen Rohlufteinlass und einen Reinluftauslass aufweist. Die Luftfiltereinrichtung umfasst weiterhin ein radial inneres und ein radial äußeres Wickelfilter, die beide austauschbar im Gehäuseinnenraum angeordnet sind und im Gehäuseinnenraum eine mit dem Rohlufteinlass fluidisch verbundene Rohseite von einer mit dem Reinluftauslass fluidisch verbundenen Reinseite trennen. Das radial innere Wickelfilter weist einen sich entlang einer axialen Richtung erstreckenden zylindrischen inneren Filterkörper aus einem gewickelten Filtermedium auf. Entsprechend weist das radial äußere Wickelfilter einen sich entlang der axialen Richtung erstreckenden ringförmigen äußeren Filterkörper aus einem gewickelten Filtermedium auf. Die Filtermedien der beiden Filterkörper können verschieden oder identisch sein.An air filter device according to the invention for a fresh air system of an internal combustion engine comprises a filter housing which delimits a housing interior and has a housing pot, a housing cover, a unfiltered air inlet and a clean air outlet. The air filter device further comprises a radially inner and a radially outer winding filter, both of which are arranged interchangeable in the housing interior and separate in the housing interior a fluid side connected to the raw air inlet raw side of a cleanly connected to the clean air outlet clean side. The radially inner wound filter has a cylindrical inner filter body, which extends along an axial direction, of a wound filter medium. Accordingly, the radially outer wound filter has an annular outer filter body extending along the axial direction of a wound filter medium. The filter media of the two filter bodies may be different or identical.

Erfindungsgemäß weist der innere Filterkörper beginnend bei einer ersten inneren Ebene und endend bei einer zweiten inneren Ebene eine sich entlang der axialen Richtung gemessene erste Bauhöhe auf. Der äußere Filterkörper weist beginnend bei einer ersten äußeren Ebene und endend bei einer zweiten äußeren Ebene eine sich entlang der axialen Richtung gemessene zweite Bauhöhe auf. Die besagten Ebenen erstrecken sich senkrecht zur axialen Richtung. According to the invention, the inner filter body, starting at a first inner level and ending at a second inner level has a first height measured along the axial direction. The outer filter body has, starting at a first outer level and ending at a second outer level, a second height measured along the axial direction. The said planes extend perpendicular to the axial direction.

Erfindungsgemäß ist die axiale Position der ersten inneren Ebene von der axialen Position der ersten äußeren Ebene verschieden. Alternativ oder zusätzlich ist die axiale Position der zweiten inneren Ebene von der axialen Position der zweiten äußeren Ebene. Auf diese Weise wird die erfindungswesentliche Anordnung der beiden Filterkörper mit unterschiedlichen axialen Bauhöhen und/oder axial versetzt zueinander realisiert. Dadurch steht gegenüber herkömmlichen zweistufigen Wickelfiltern mit identischer Filterhöhe und axial nicht zueinander versetzten Filterkörpern eine vergrößerte Filterfläche zur Verfügung, wodurch ein verbesserter Filtereffekt erzielt wird.According to the invention, the axial position of the first inner plane is different from the axial position of the first outer plane. Alternatively or additionally, the axial position of the second inner plane is from the axial position of the second outer plane. In this way, the invention essential arrangement of the two filter body with different axial heights and / or axially offset from each other is realized. As a result, compared to conventional two-stage Wickelfiltern with identical filter height and axially non-staggered filter bodies an enlarged filter area available, whereby an improved filter effect is achieved.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Bauhöhe von der ersten Bauhöhe verschieden. Bei einer dazu alternativen, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Bauhöhe gleich der ersten Bauhöhe, wobei die beiden Filterkörper axial versetzt zueinander angeordnet sind.In a preferred embodiment, the second height is different from the first height. In an alternative, also preferred embodiment, the second height is equal to the first height, wherein the two filter bodies are arranged axially offset from one another.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung steht am radial äußeren Filterkörper von dessen Mantelfläche im Bereich seiner Stirnseite eine radial nach außen weisende umlaufende Endscheibe ab, welche am Filtergehäuse befestigt ist. Alternativ kann auch ein axial und oder radial abstehender, hülsenförmiger Dichtungshalter angeordnet sein, der die Filterelemente im Filtergehäuse positioniert und abdichtet. Diese Maßnahme erleichtert eine einfache Montage beider Wickelfilter am Filtergehäuse.In an advantageous development is on the radially outer filter body of the lateral surface in the region of its end face from a radially outwardly facing circumferential end plate, which is fixed to the filter housing. Alternatively, an axially and or radially projecting, sleeve-shaped seal holder can be arranged, which positions and seals the filter elements in the filter housing. This measure facilitates easy installation of both wrap filters on the filter housing.

Besonders bevorzugt kann die Endscheibe einen Befestigungsabschnitt aufweisen, der in einer vom Gehäusetopf und vom Gehäusedeckel gemeinsam gebildeten Aufnahme aufgenommen ist. Alternativ kann der Befestigungsabschnitt auch nur in einem der beiden Gehäuseteile aufgenommen sein.Particularly preferably, the end plate may have a fastening portion, which is received in a receptacle formed by the housing pot and the housing cover together. Alternatively, the attachment portion may be accommodated only in one of the two housing parts.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst der Befestigungsabschnitt ein in der Aufnahme aufgenommenes Dichtungselement, mittels welchem die Rohseite gegen die Reinseite des Gehäuseinnenraums abgedichtet ist. Die genannten Maßnahmen erlauben eine einfache, gleichwohl mechanisch stabile Befestigung der beiden Wickelfilter am Filtergehäuse. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Herstellungskosten der Luftfiltereinrichtung aus.In an advantageous development of the attachment portion comprises a received in the recording sealing element, by means of which the raw side is sealed against the clean side of the housing interior. The measures mentioned allow a simple, yet mechanically stable attachment of the two wound filters on the filter housing. This has an advantageous effect on the manufacturing costs of the air filter device.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist der Rohlufteinlass oder der Reinluftauslass in einer Umfangswand des Gehäusedeckels angeordnet. Der Reinluftauslass bzw. der Rohlufteinlass ist hingegen in einer Stirnwand des Gehäusetopfs angeordnet. Diese Variante ermöglicht eine vorteilhafte, seitliche Ausströmung der Reinluft aus dem Gehäuseinnenraum.In another advantageous development, the unfiltered air inlet or the clean air outlet is arranged in a peripheral wall of the housing cover. By contrast, the clean air outlet or the unfiltered air inlet is arranged in an end wall of the housing pot. This variant allows an advantageous, lateral outflow of clean air from the housing interior.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung sind der Rohlufteinlass und der Reinluftauslass in einander gegenüberliegenden Stirnwänden von Gehäusedeckel und Gehäusetopf angeordnet. Diese Variante erlaubt eine vorteilhafte axiale Einleitung der Rohluft in die Rohseite.In another advantageous development, the unfiltered air inlet and the clean air outlet are arranged in opposite end walls of the housing cover and housing pot. This variant allows an advantageous axial introduction of the raw air into the raw side.

Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung können der Rohlufteinlass in einer Umfangswand des Gehäusetopfs und der Reinluftauslass in einer Umfangswand des Gehäusedeckels angeordnet sein, oder umgekehrt.In a further advantageous development, the unfiltered air inlet can be arranged in a circumferential wall of the housing pot and the clean air outlet can be arranged in a peripheral wall of the housing cover, or vice versa.

Besonders bevorzugt sind die dem Gehäusetopf zugewandten Stirnseiten des inneren und des äußeren Filterkörpers bündig zueinander im Gehäuseinnenraum angeordnet. Alternativ dazu können die dem Gehäusedeckel zugewandten Stirnseiten des inneren und des äußeren Filterkörpers bündig zueinander im Gehäuseinnenraum angeordnet sein.Particularly preferably, the housing pot facing end faces of the inner and the outer filter body are arranged flush to each other in the housing interior. Alternatively, the housing cover facing end faces of the inner and the outer filter body can be arranged flush with each other in the housing interior.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist zwischen dem inneren Filterkörper und dem Gehäusedeckel ein Stabilisierungselement angeordnet, welches sich axial einenends am Gehäusedeckel und anderenends am inneren oder am äußeren Filterkörper abstützt. Mittels eines solchen Stabilisierungselements können unerwünschte Bewegungen der beiden Filterkörper in axialer Richtung verhindert werden.In an advantageous development, a stabilizing element is arranged between the inner filter body and the housing cover, which is supported axially at one end on the housing cover and the other end on the inner or on the outer filter body. By means of such a stabilizing element, undesired movements of the two filter bodies in the axial direction can be prevented.

Zweckmäßig besitzt besagtes Stabilisierungselement je nach Ausbildung und Anordnung der beiden Wickelfilter im Gehäuseinnenraum eine zylindrische, eine ringförmige oder eine ringsegmentförmige Geometrie. In allen drei Fällen lässt sich das Stabilisierungselement besonders einfach in den Gehäuseinnenraum einpassen.Suitably, said stabilizing element has a cylindrical, an annular or a ring-segment-shaped geometry, depending on the design and arrangement of the two wound filters in the housing interior. In all three cases, the stabilization element can be particularly easily fit into the housing interior.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform weisen die beiden Filterkörper in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung eine ovale oder eine kreisrunde Geometrie auf.In another preferred embodiment, the two filter bodies in a cross section perpendicular to the axial direction on an oval or a circular geometry.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gilt für den axialen Abstand X1 zwischen der ersten inneren Ebene und der ersten äußeren Ebene und dem Durchmesser D1 des Rohlufteinlasses mit kreisrunder Geometrie folgende Beziehung: X1 >= 0,2·D1. Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, dass auf diese Weise sichergestellt werden kann, dass zwischen nach Eintritt der Rohluft durch den Rohlufteinlass in den Gehäuseinnenraum ausreichend Volumen zur Verfügung steht, um in der Rohseite eine gleichmäßige Verteilung der Rohluft vor dem Durchströmen der Filterkörper sicherzustellen. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Belastung der Filterkörper beim Durchströmen mit der Rohluft sichergestellt. Alternativ oder zusätzlich gilt bei dieser Variante für den axialen Abstand X2 zwischen der zweiten inneren Ebene und der zweiten äußeren Ebene und dem Durchmesser D2 des Rohluftauslasses mit kreisrunder Geometrie folgende Beziehung: X2 >= 0,2·D2. Experimentelle Untersuchungen haben ergeben, dass auf diese Weise für die Reinluft nach dem Durchströmen der Filterkörper im Gehäuseinnenraum ausreichend Volumen zur Verfügung steht, um ein Aufstauen der Luftmasse vor dem Austritt durch den Reinluftauslass zu verhindern.In a further preferred embodiment, for the axial distance X1 between the first inner plane and the first outer plane and the diameter D1 of the unfiltered air inlet of circular geometry, the following relationship applies: X1> = 0.2 * D1. Experimental studies have shown that this can be ensured can that between the raw air through the unfiltered air inlet into the housing interior sufficient volume is available to ensure a uniform distribution of the raw air before flowing through the filter body in the raw side. In this way, a uniform load on the filter body is ensured when flowing through the raw air. Alternatively or additionally applies in this variant for the axial distance X2 between the second inner plane and the second outer plane and the diameter D2 of Rohluftauslasses with circular geometry following relationship: X2> = 0.2 · D2. Experimental investigations have shown that in this way for the clean air after flowing through the filter body in the housing interior sufficient volume is available to prevent damming of the air mass before exiting through the clean air outlet.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gilt für den axialen Abstand X1 zwischen der ersten inneren Ebene und der ersten äußeren Ebene und der Querschnittsfläche des Rohlufteinlasses mit beliebiger Geometrie folgende Beziehung: X1 >= 0,2·(4·Y1/π)0,5. Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, dass auf diese Weise sichergestellt werden kann, dass zwischen nach Eintritt der Rohluft durch den Rohlufteinlass in den Gehäuseinnenraum ausreichend Volumen zur Verfügung steht, um eine gleichmäßige Verteilung der Rohluft vor dem Durchströmen der Filterkörper in der Rohseite sicherzustellen. Alternativ oder zusätzlich gilt bei dieser Variante für den axialen Abstand X2 zwischen der zweiten inneren Ebene und der zweiten äußeren Ebene und der Querschnittsfläche Y2 des Rohluftauslasses mit beliebiger Geometrie folgende Beziehung: X2 >= 0,2·(4·Y2/π)0,5. Experimentelle Untersuchungen haben ergeben, dass auf diese Weise für die Reinluft nach dem Durchströmen der Filterkörper im Gehäuseinnenraum ausreichend Volumen zur Verfügung steht, um ein reinseitiges Aufstauen der Luftmasse vor dem Austritt zu verhindern.In another preferred embodiment, the following relationship applies to the axial distance X1 between the first inner plane and the first outer plane and the cross-sectional area of the unfiltered air intake of arbitrary geometry: X1> = 0.2 * (4 * Y1 / π) 0.5 . Experimental investigations have shown that in this way it can be ensured that sufficient volume is available between the raw air inlet through the unfiltered air inlet into the interior of the housing in order to ensure even distribution of unfiltered air before it flows through the filter bodies in the raw side. Alternatively or additionally, in this variant, the following relationship applies to the axial distance X2 between the second inner plane and the second outer plane and the cross-sectional area Y2 of the Rohluftauslasses with any geometry: X2> = 0.2 · (4 · Y2 / π) 0, 5 . Experimental investigations have shown that in this way for the clean air after flowing through the filter body in the housing interior sufficient volume is available to prevent a pure-sided damming of the air mass before exiting.

Die Erfindung betrifft ferner eine Frischluftanlage für eine Brennkraftmaschine mit einer vorangehend vorgestellten Luftfilterreinrichtung. Die voranstehend erläuterten Vorteile der erfindungsgemäßen Luftfiltereinrichtung übertragen sich daher auch auf die erfindungsgemäße Frischluftanlage.The invention further relates to a fresh air system for an internal combustion engine with a previously presented air cleaner device. The above-explained advantages of the air filter device according to the invention are therefore also transferred to the fresh air system according to the invention.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be explained in more detail in the following description.

Es zeigen, jeweils schematisch:It show, each schematically:

1–9 unterschiedliche Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Luftfiltereinrichtung, 1 - 9 different embodiments of an air filter device according to the invention,

10–12 Weiterbildungen der Luftfiltereinrichtung der 1 bis 9 mit einem Stabilisierungselement zum Stabilisieren der Befestigung der Filterkörper im Filtergehäuse. 10 - 12 Further developments of the air filter device of 1 to 9 with a stabilizing element for stabilizing the attachment of the filter body in the filter housing.

Die 1 zeigt in Beispiel einer erfindungsgemäßen Luftfiltereinrichtung 1 für eine Frischluftanlage einer Brennkraftmaschine in einer Schnittdarstellung. Die Luftfiltereinrichtung 1 umfasst ein Filtergehäuse 2, welches einen Gehäuseinnenraum 3 begrenzt. Das Filtergehäuse 2 umfasst außerdem einen Gehäusetopf 4, einen Gehäusedeckel 5, einen Rohlufteinlass 6 sowie einen Reinluftauslass 7.The 1 shows in example an air filter device according to the invention 1 for a fresh air system of an internal combustion engine in a sectional view. The air filter device 1 includes a filter housing 2 which has a housing interior 3 limited. The filter housing 2 also includes a housing pot 4 , a housing cover 5 , a Rohlufteinlass 6 as well as a clean air outlet 7 ,

Die Luftfiltereinrichtung 1 umfasst außerdem ein radial inneres Wickelfilter 8a und ein radial äußeres Wickelfilter 8b. Beide Wickelfilter 8a, 8b sind durch ein gewickeltes Filtermedium mit wechselseitig geschlossenen Kanälen gebildet, was in den Figuren aus Gründen der Übersichtlichkeit halber nicht genauer dargestellt ist. Beide Wickelfilter 8a, 8b sind austauschbar im Gehäuseinnenraum 3 angeordnet. Die beiden Wickelfilter 8a, 8b trennen eine mit dem Rohlufteinlass 6 fluidisch verbundene Rohseite 9 von einer mit dem Reinluftauslass 7 fluidisch verbundenen Reinseite 10.The air filter device 1 also includes a radially inner winding filter 8a and a radially outer winding filter 8b , Both wrap filters 8a . 8b are formed by a wound filter medium with mutually closed channels, which is not shown in more detail in the figures for reasons of clarity. Both wrap filters 8a . 8b are interchangeable in the housing interior 3 arranged. The two winding filters 8a . 8b separate one with the unfiltered air intake 6 fluidically connected raw side 9 from one to the clean air outlet 7 fluidically connected clean side 10 ,

Entsprechend 1 weist das radial innere Wickelfilter 8a einen sich entlang einer axialen Richtung A erstreckenden zylindrischen inneren Filterkörper 11a aus dem gewickelten Filtermedium auf. Eine erste Stirnseite 17a1 des radial inneren Wickelfilters 8a ist dem Gehäusetopf 4 zugewandt. Eine zweite Stirnseite 17b1 des radial inneren Wickelfilters 8a ist dem Gehäusedeckel 5 zugewandt. Gemäß 1 weist das radial äußere Wickelfilter 8b einen sich entlang der axialen Richtung A erstreckenden ringförmigen äußeren Filterkörper 11b aus dem gewickelten Filtermedium auf. Eine erste Stirnseite 17a2 des radial äußeren Wickelfilters 8b ist dem Gehäusetopf 4 zugewandt. Eine zweite Stirnseite 17b2 des radial äußeren Wickelfilters 8b ist dem Gehäusedeckel 5 zugewandt.Corresponding 1 has the radially inner winding filter 8a a cylindrical inner filter body extending along an axial direction A. 11a from the wound filter medium. A first front page 17a1 the radially inner winding filter 8a is the housing pot 4 facing. A second front side 17b1 the radially inner winding filter 8a is the case cover 5 facing. According to 1 has the radially outer winding filter 8b an annular outer filter body extending along the axial direction A. 11b from the wound filter medium. A first front page 17a2 the radially outer winding filter 8b is the housing pot 4 facing. A second front side 17b2 the radially outer winding filter 8b is the case cover 5 facing.

Die axiale Richtung A der Luftfiltereinrichtung 1 ist dabei durch eine Längsmittelachse M des Filtergehäuses 2 definiert. Die axiale Richtung A erstreckt sich parallel zur Längsmittelachse M. Eine radiale Richtung R steht senkrecht zur axialen Richtung A. Eine Umfangsrichtung U rotiert um die Längsmittelachse M um. Die gewickelten Filtermedien der beiden Filterkörper 11a, 11b können identisch oder verschieden sein. Die beiden Filterkörper 11a, 11b können koaxial zueinander im Gehäuseinnenraum 3 angeordnet sein.The axial direction A of the air filter device 1 is by a longitudinal center axis M of the filter housing 2 Are defined. The axial direction A extends parallel to the longitudinal center axis M. A radial direction R is perpendicular to the axial direction A. A circumferential direction U rotates about the longitudinal center axis M. The wound filter media of the two filter bodies 11a . 11b can be identical or different. The two filter bodies 11a . 11b can coaxial with each other in the housing interior 3 be arranged.

Zur Verdeutlichung sind in 2 die beiden Wickelfilter 8a, 8b bzw. die beiden Filterkörper 11a, 11b ohne das Filtergehäuse 2 in perspektivischer Darstellung gezeigt. Wie die 1 und 2 erkennen lassen, steht am äußeren Filterkörper 11b von dessen Mantelfläche im Bereich der dem Gehäusedeckel 5 zugewandten Stirnseite 17b radial nach außen eine umlaufende Endscheibe 13 ab, welche am Filtergehäuse 2 befestigt ist. Auf diese Weise können die beiden Filterkörper 11a, 11b am Filtergehäuse 2 gehalten werden.For clarity, in 2 the two wrap filters 8a . 8b or the two filter bodies 11a . 11b without the filter housing 2 shown in perspective. As the 1 and 2 let recognize, stands on the outer filter body 11b from its lateral surface in the region of the housing cover 5 facing end face 17b radially outward a circumferential end plate 13 off, which on the filter housing 2 is attached. In this way, the two filter bodies 11a . 11b on the filter housing 2 being held.

Im Beispiel der 1 – wie auch in allen anderen noch zu diskutierenden Beispielen weist der innere Filterkörper 11a beginnend bei einer ersten inneren Ebene E11 und endend bei einer zweiten inneren Ebene E12 eine entlang der axialen Richtung A gemessene erste Bauhöhe h1 auf. Der äußere Filterkörper 11b weist beginnend bei einer ersten äußeren Ebene E21 und endend bei einer zweiten äußeren Ebene E22 eine entlang der axialen Richtung A gemessene zweite Bauhöhe h2 auf. Die besagten Ebenen E11, E12, E21, E22 erstrecken sich quer zur axialen Richtung A. Die axialen Positionen der Ebenen E11, E12, E21, E22 werden durch die axialen Positionen der ersten bzw. zweiten Stirnseite 17a1, 17b1 des radial inneren Wickelfilters 8a bzw. der ersten bzw. zweiten Stirnseite 17a2, 17b2 des radial äußeren Wickelfilters 8b definiert.In the example of 1 - As in all other examples still to be discussed, the inner filter body 11a beginning at a first inner plane E11 and ending at a second inner plane E12 a measured along the axial direction A first height h1. The outer filter body 11b has, starting at a first outer plane E21 and ending at a second outer plane E22 on a measured along the axial direction A second height h2. The said planes E11, E12, E21, E22 extend transversely to the axial direction A. The axial positions of the planes E11, E12, E21, E22 are defined by the axial positions of the first and second end faces 17a1 . 17b1 the radially inner winding filter 8a or the first or second end face 17a2 . 17b2 the radially outer winding filter 8b Are defined.

Im Beispiel gemäß 1 ist die axiale Position der zweiten inneren Ebene E12 von der axialen Position der zweiten äußeren Ebene E22 verschieden. Die axialen Positionen der ersten inneren Ebene E11 und der ersten äußeren Ebene E21 sind hingegen identisch. Die zweite Bauhöhe h2 ist von der ersten Bauhöhe h1 verschieden. Im Beispiel der 1 weist die erste Bauhöhe h1 einen größeren Wert auf als die zweite Bauhöhe h2.In the example according to 1 For example, the axial position of the second inner plane E12 is different from the axial position of the second outer plane E22. The axial positions of the first inner plane E11 and the first outer plane E21, however, are identical. The second height h2 is different from the first height h1. In the example of 1 the first height h1 has a greater value than the second height h2.

Im Beispiel der 1 und 2 weisen die beiden Filterkörper 11a, 11b sowie das Filtergehäuse 2 in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A eine ovale Geometrie auf. Möglich ist aber auch eine kreisrunde Geometrie (nicht gezeigt).In the example of 1 and 2 show the two filter bodies 11a . 11b as well as the filter housing 2 in a cross section perpendicular to the axial direction A an oval geometry. But also possible is a circular geometry (not shown).

Der Rohlufteinlass 6 ist in einer Stirnwand 14a des Gehäusetopfs 4 angeordnet. Der Reinluftauslass 7 ist in einer Umfangswand 16 des Gehäusedeckels 5 angeordnet. Die beiden dem Gehäusetopf 4 zugewandten Stirnseiten 17a1, 17a2 des inneren und des äußeren Filterkörpers 11a, 11b sind bündig zueinander im Gehäuseinnenraum 3 angeordnet.The Rohlufteinlass 6 is in a front wall 14a of the housing pot 4 arranged. The clean air outlet 7 is in a peripheral wall 16 of the housing cover 5 arranged. The two the housing pot 4 facing end faces 17a1 . 17a2 the inner and the outer filter body 11a . 11b are flush with each other in the housing interior 3 arranged.

Die Luftfiltereinrichtung 1 gemäß den 1 und 2 erlaubt eine überwiegend axiale Durchströmung der beiden Filterkörper 11a, 11b, ein axiales Einleiten der Rohluft in den Gehäuseinnenraum 3 sowie ein Ausleiten der Reinluft aus dem Gehäuseinnenraum 3 entlang der radialen Richtung R. Der Rohlufteinlass 6 und Der Reinluftauslass 7 können bzgl. ihrer Anordnung im Gehäusetopf 4 bzw. im Gehäusedeckel 5 vertauscht sein.The air filter device 1 according to the 1 and 2 allows a predominantly axial flow through the two filter body 11a . 11b , An axial introduction of the raw air into the housing interior 3 and a discharge of the clean air from the housing interior 3 along the radial direction R. The unfiltered air intake 6 and the clean air outlet 7 can respect their arrangement in the housing pot 4 or in the housing cover 5 be reversed.

Die 3 und 4 zeigen eine Variante des Beispiels der 1 und 2. Die 3 zeigt die Luftfiltereinrichtung 1 ohne Filtergehäuse 2, die 4 mit Filtergehäuse 2. Auch im Beispiel der 3 und 4 weisen die beiden Filterkörper 11a, 11b sowie das Filtergehäuse 2 im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A eine ovale Geometrie auf. Möglich ist aber auch eine kreisrunde Geometrie (nicht gezeigt). Im Beispiel der 3 bzw. 4 ist die axiale Position der ersten inneren Ebene E11 von der axialen Position der ersten äußeren Ebene E21 verschieden. Die axialen Positionen der zweiten inneren Ebene E12 und der zweiten äußeren Ebene E22 sind hingegen identisch. Des Weiteren weist die erste Bauhöhe h1 des inneren Filterkörpers 11a einen größeren Wert auf als die zweite Bauhöhe h2 des äußeren Filterkörpers 11b. Im Gegensatz zum Beispiel der 1 und 2 sind bei der Luftfiltereinrichtung 1 gemäß den 3 und 4 die dem Gehäusedeckel 5 zugewandten Stirnseiten 17b1, 17b2 des ersten und des zweiten Filterkörpers 11a, 11b bündig zueinander im Gehäuseinnenraum 3 angeordnet. Der Rohlufteinlass 6 ist in einer Umfangswand 19 des Gehäusetopfs 4 angeordnet. Außerdem ist der Reinluftauslass 7 in einer Stirnwand 14b des Gehäusedeckels 5 angeordnet. Bei der Luftfiltereinrichtung 1 gemäß den 3 bzw. 4 ist eine radiale Einströmung der Rohluft und eine axiale Ausströmung der Reinluft möglich. Der Rohlufteinlass 6 und der Reinluftauslass 7 können bzgl. ihrer Anordnung im Gehäusetopf 4 bzw. im Gehäusedeckel 5 vertauscht sein.The 3 and 4 show a variant of the example of 1 and 2 , The 3 shows the air filter device 1 without filter housing 2 , the 4 with filter housing 2 , Also in the example of 3 and 4 show the two filter bodies 11a . 11b as well as the filter housing 2 in cross-section perpendicular to the axial direction A an oval geometry. But also possible is a circular geometry (not shown). In the example of 3 respectively. 4 For example, the axial position of the first inner plane E11 is different from the axial position of the first outer plane E21. The axial positions of the second inner plane E12 and the second outer plane E22, however, are identical. Furthermore, the first height h1 of the inner filter body 11a a greater value than the second height h2 of the outer filter body 11b , In contrast to the example of 1 and 2 are at the air filter device 1 according to the 3 and 4 the housing cover 5 facing end faces 17b1 . 17b2 the first and the second filter body 11a . 11b flush with each other in the housing interior 3 arranged. The Rohlufteinlass 6 is in a peripheral wall 19 of the housing pot 4 arranged. In addition, the clean air outlet 7 in a front wall 14b of the housing cover 5 arranged. In the air filter device 1 according to the 3 respectively. 4 is a radial inflow of raw air and an axial outflow of clean air possible. The Rohlufteinlass 6 and the clean air outlet 7 can respect their arrangement in the housing pot 4 or in the housing cover 5 be reversed.

Die 5 bis 8 zeigen drei weitere Varianten der Luftfiltereinrichtung 1, deren Filterkörper 11a, 11b sich hinsichtlich ihrer axialen Bauhöhen h1, h2 und ihrer Relativpositionen zueinander entlang der axialen Richtung A voneinander unterscheiden. Die 5, 6 und 7 zeigen jeweils nur die beiden Wickelfilter 8a 8b bzw. Filterkörper 11a, 11b ohne das Filtergehäuse 2. Die 8 zeigt die Anordnung der 7 mit dem Filtergehäuse 2.The 5 to 8th show three other variants of the air filter device 1 , whose filter body 11a . 11b differ with respect to their axial heights h1, h2 and their relative positions to each other along the axial direction A from each other. The 5 . 6 and 7 show only the two winding filters 8a 8b or filter body 11a . 11b without the filter housing 2 , The 8th shows the arrangement of 7 with the filter housing 2 ,

Im Beispiel gemäß 5 ist die axiale Position der zweiten inneren Ebene E12 von der axialen Position der zweiten äußeren Ebene E22 verschieden. Die axialen Positionen der ersten inneren Ebene E11 und der ersten äußeren Ebene E21 sind hingegen identisch. Im Beispiel der 5 weist die zweite Bauhöhe h2 des äußeren Filterkörpers 11b einen größeren Wert auf als die erste Bauhöhe h1 des inneren Filterkörpers 11a. Die dem Gehäusetopf 4 zugewandten Stirnseiten 17a1, 17a2 des inneren und des äußeren Filterkörpers 11a, 11b sind bündig zueinander im Gehäuseinnenraum 3 angeordnet (der Gehäusetopf 4 ist in 5 der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt). Entsprechend sind die dem Gehäusedeckel 5 zugewandten Stirnseiten 17b des inneren und des äußeren Filterkörpers 11a, 11b axial versetzt zueinander angeordnet.In the example according to 5 For example, the axial position of the second inner plane E12 is different from the axial position of the second outer plane E22. The axial positions of the first inner plane E11 and the first outer plane E21 are however identical. In the example of 5 has the second height h2 of the outer filter body 11b a larger value than the first height h1 of the inner filter body 11a , The the housing pot 4 facing end faces 17a1 . 17a2 the inner and the outer filter body 11a . 11b are flush with each other in the housing interior 3 arranged (the housing pot 4 is in 5 not shown for clarity). Accordingly, the housing cover 5 facing end faces 17b the inner and the outer filter body 11a . 11b axially offset from one another.

Im Beispiel der 6 ist die axiale Position der ersten inneren Ebene E11 von der axialen Position der ersten äußeren Ebene E21 verschieden. Die axialen Positionen der zweiten inneren Ebene E12 und der zweiten äußeren Ebene E22 sind hingegen identisch. Auch im Beispiel der 6 weist die zweite Bauhöhe h2 des äußeren Filterkörpers 11b einen größeren Wert auf als die erste Bauhöhe h1 des inneren Filterkörpers 11a. Die dem Gehäusedeckel 5 zugewandten Stirnseiten 17b1, 17b2 des inneren und des äußeren Filterkörpers 11a, 11b sind bündig zueinander im Gehäuseinnenraum 3 angeordnet (der Gehäuseboden 4 ist in 5 der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt). Entsprechend sind die dem Gehäusetopf 4 zugewandten Stirnseiten 17a des inneren und des äußeren Filterkörpers 11a, 11b axial versetzt zueinander angeordnet.In the example of 6 For example, the axial position of the first inner plane E11 is different from the axial position of the first outer plane E21. The axial positions of the second inner plane E12 and the second outer plane E22, however, are identical. Also in the example of 6 has the second height h2 of the outer filter body 11b a larger value than the first height h1 of the inner filter body 11a , The housing cover 5 facing end faces 17b1 . 17b2 the inner and the outer filter body 11a . 11b are flush with each other in the housing interior 3 arranged (the housing bottom 4 is in 5 not shown for clarity). Accordingly, the housing pot 4 facing end faces 17a the inner and the outer filter body 11a . 11b axially offset from one another.

Beim Beispiel der 7 weist die erste Bauhöhe h1 des inneren Filterkörpers 11a einen größeren Wert auf als die zweite Bauhöhe h2 des äußeren Filterkörpers 11b. Sowohl die ersten Stirnseiten 17a1, 17a2 der beiden Filterkörper 11a, 11b als auch die den Stirnseiten 17a1, 17a2 axial gegenüberliegenden Stirnseiten 17b1, 17b2 sind axial versetzt zueinander angeordnet, so dass der äußere Filterkörper 11b den inneren Filterkörper 11a entlang der axialen Richtung A vollständig umhüllt. Folglich sind bei der Luftfiltereinrichtung 1 der 7 die axialen Positionen aller vier Ebenen, also der ersten inneren Ebene E11, der ersten äußeren Ebene E21, der zweiten inneren Ebene E12 und der zweiten äußeren Ebene E22 verschieden. Besonders bevorzugt kann der innere Filterkörper 11a bzgl. der axialen Richtung A mittig zum äußeren Filterkörper 11b angeordnet sein. Diese Variante erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn die Rohluft in radialer Richtung R in den Gehäuseinnenraum 3 eingeleitet und auch in radialer Richtung R wieder aus dem Gehäuseinnenraum 3 ausgeleitet werden soll.In the example of 7 has the first height h1 of the inner filter body 11a a greater value than the second height h2 of the outer filter body 11b , Both the first faces 17a1 . 17a2 the two filter body 11a . 11b as well as the front ends 17a1 . 17a2 axially opposite end faces 17b1 . 17b2 are arranged axially offset from one another, so that the outer filter body 11b the inner filter body 11a completely enveloped along the axial direction A. Consequently, in the air filter device 1 of the 7 the axial positions of all four planes, ie the first inner plane E11, the first outer plane E21, the second inner plane E12 and the second outer plane E22 are different. Particularly preferably, the inner filter body 11a with respect to the axial direction A centered to the outer filter body 11b be arranged. This variant proves to be particularly advantageous when the unfiltered air in the radial direction R in the housing interior 3 introduced and also in the radial direction R back from the housing interior 3 should be discharged.

Dies verdeutlicht die 8, welche der Darstellung der 7 um das Filtergehäuse 2 ergänzt entspricht. Wie 8 erkennen lässt, sind der Rohlufteinlass 6 in der Umfangswand 19 des Gehäusetopfs 4 und der Reinluftauslass 7 in der Umfangswand 16 des Gehäusedeckels 5 angeordnet. Der Rohlufteinlass 6 und der Reinluftauslass 7 sind in einem jeweiligen axialen Bereich im Filtergehäuse 2 angeordnet, in welchen sich der innere Filterkörper 11a erstreckt, nicht aber der äußere Filterkörper 11b. Dies ermöglicht eine wirksame Einleitung der Rohluft in die Rohseite 9 bzw. der Reinluft aus der Reinseite 10.This clarifies the 8th which is the representation of the 7 around the filter housing 2 complements corresponds. As 8th can recognize, are the Rohlufteinlass 6 in the peripheral wall 19 of the housing pot 4 and the clean air outlet 7 in the peripheral wall 16 of the housing cover 5 arranged. The Rohlufteinlass 6 and the clean air outlet 7 are in a respective axial region in the filter housing 2 arranged, in which the inner filter body 11a extends, but not the outer filter body 11b , This allows an effective introduction of the raw air in the raw side 9 or the clean air from the clean side 10 ,

In der 8 ist auch ein axialer Abstand X1 zwischen der ersten inneren Ebene E11 und der ersten äußeren Ebene E21 vermerkt. Für den Abstand X1 und den Durchmesser D1 des Rohlufteinlasses 6 mit kreisrunder Geometrie folgende Beziehung: X1 >= 0,2·D1. Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, dass auf diese Weise sichergestellt werden kann, dass zwischen nach Eintritt der Rohluft durch den Rohlufteinlass 6 in den Gehäuseinnenraum 3 ausreichend Volumen zur Verfügung steht, um eine gleichmäßige Verteilung der Rohluft vor dem Durchströmen der Filterkörper 11a, 11b in der Rohseite 9 sicherzustellen. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Belastung der Filterkörper 11a, 11b beim Durchströmen mit der Rohluft sichergestellt. Besitzt der Rohlufteinlass 6 keine kreisrunde Geometire, so dass eine Querschnittsfläche des Rohlufteinlasses 6 beliebige Geometrie aufweist, so ändert sich obiger Zusammenhang zu X1 >= 0,2·(4·Y1/π)0,5. Dabei ist Y1 die Querschnittsfläche des Rohlufteinlasses 6.In the 8th is also noted an axial distance X1 between the first inner plane E11 and the first outer plane E21. For the distance X1 and the diameter D1 of the unfiltered air intake 6 with circular geometry, the following relationship: X1> = 0.2 · D1. Experimental investigations have shown that it can be ensured in this way that between after entering the unfiltered air through the unfiltered air inlet 6 in the housing interior 3 sufficient volume is available to evenly distribute the raw air before flowing through the filter body 11a . 11b in the raw side 9 sure. In this way, a uniform load on the filter body 11a . 11b ensured when flowing through the raw air. Owns the Rohlufteinlass 6 no circular geometire, leaving a cross-sectional area of the unfiltered air intake 6 has any geometry, the above relationship changes to X1> = 0.2 · (4 · Y1 / π) 0.5 . Where Y1 is the cross-sectional area of the unfiltered air inlet 6 ,

In der 8 ist außerdem ein axialer Abstand X2 zwischen der zweiten inneren Ebene E12 und der zweiten äußeren Ebene E22 vermerkt. Für den axialen Abstand X2 zwischen der zweiten inneren Ebene E12 und der zweiten äußeren Ebene E22 und den Durchmesser D2 des Rohluftauslasses 7 mit kreisrunder Geometrie folgende Beziehung: X2 >= 0,2·D2. Experimentelle Untersuchungen haben ergeben, dass auf diese Weise für die Reinluft nach dem Durchströmen der Filterkörper im Gehäuseinnenraum 3 ausreichend Volumen zur Verfügung steht, um ein Aufstauen der Luftmasse vor dem Austritt durch den Reinluftauslass 7 zu verhindern. Besitzt der Rohluftauslass 7 keine kreisrunde Geometrie, so dass eine Querschnittsfläche des Rohluftauslasses 7 eine beliebige Geometrie aufweist, so ändert sich obiger Zusammenhang zu X2 >= 0,2·(4·Y2/π)0,5. Dabei ist Y2 die Querschnittsfläche des Rohluftauslasses 7. Obige Beziehungen gelten selbstredend nicht nur für das Beispiel der 8, sondern, soweit sinnvoll, auch für die anderen vorliegend erläuterten und noch zu erläuternden Beispiele. Insbesondere gelten obige Zusammenhänge für diejenigen Varianten, in welchen Rohlufteinlass 6 bzw. Rohlufteinlass 7 umfangsseitig im Filtergehäuse 2 angeordnet sind.In the 8th In addition, an axial distance X2 between the second inner plane E12 and the second outer plane E22 is noted. For the axial distance X2 between the second inner plane E12 and the second outer plane E22 and the diameter D2 of the raw air outlet 7 with circular geometry the following relationship: X2> = 0.2 · D2. Experimental investigations have shown that in this way for the clean air after flowing through the filter body in the housing interior 3 sufficient volume is available to damming the air mass before exiting through the clean air outlet 7 to prevent. Has the raw air outlet 7 no circular geometry, so that a cross-sectional area of Rohluftauslasses 7 has any geometry, the above relationship changes to X2> = 0.2 * (4 * Y2 / π) 0.5 . Here, Y2 is the cross-sectional area of the raw air outlet 7 , The above relationships are of course not just for the example of 8th but, as far as appropriate, also for the other presently explained and yet to be explained examples. In particular, the above relationships apply to those variants in which unfiltered air intake 6 or unfiltered air intake 7 circumferentially in the filter housing 2 are arranged.

Beim Beispiel der 9 weist die zweite Bauhöhe h2 des äußeren Filterkörpers 11b einen größeren Wert auf als die erste Bauhöhe h1 des inneren Filterkörpers 11a. Sowohl die ersten Stirnseiten 17a1, 17a2 der beiden Filterkörper 11a, 11b als auch die den Stirnseiten 17a1, 17a2 axial gegenüberliegenden Stirnseiten 17b1, 17b2 sind axial versetzt zueinander angeordnet, so dass der äußere Filterkörper 11b den inneren Filterkörper 11a entlang der axialen Richtung A vollständig umhüllt. Somit sind auch bei der Luftfiltereinrichtung 1 der 9 die axialen Positionen aller vier Ebenen, also der ersten inneren Ebene E11, der ersten äußeren Ebene E21, der zweiten inneren Ebene E12 und der zweiten äußeren Ebene E22 verschieden. Besonders bevorzugt kann der innere Filterkörper 11a bzgl. der axialen Richtung A mittig zum äußeren Filterkörper 11b angeordnet sein. Diese Variante erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn die Rohluft in axialer Richtung A in den Gehäuseinnenraum 3 eingeleitet und auch in axialer Richtung A wieder aus dem Gehäuseinnenraum 3 ausgeleitet werden soll. Auf diese Weise werden zwischen den beiden Filterkörpern 11a, 11b und dem Gehäusetopf 4 bzw. dem Gehäusedeckel 5 jeweils eine Verteilerzone 15a zum Verteilen der in die Rohseite 9 eingebrachten Rohluft auf die Filterkörper 11a, 11b sowie eine Sammlerzone 15b zum Sammeln der gefilterten Reinluft vor dem Ausleiten aus der Reinseite 10 gebildet.In the example of 9 has the second height h2 of the outer filter body 11b a larger value than the first height h1 of the inner filter body 11a , Both the first faces 17a1 . 17a2 the two filter body 11a . 11b as well as the the front ends 17a1 . 17a2 axially opposite end faces 17b1 . 17b2 are arranged axially offset from one another, so that the outer filter body 11b the inner filter body 11a completely enveloped along the axial direction A. Thus, also in the air filter device 1 of the 9 the axial positions of all four planes, ie the first inner plane E11, the first outer plane E21, the second inner plane E12 and the second outer plane E22 are different. Particularly preferably, the inner filter body 11a with respect to the axial direction A centered to the outer filter body 11b be arranged. This variant proves to be particularly advantageous when the unfiltered air in the axial direction A in the housing interior 3 introduced and also in the axial direction A again from the housing interior 3 should be discharged. In this way, between the two filter bodies 11a . 11b and the housing pot 4 or the housing cover 5 one distribution zone each 15a for distributing to the raw side 9 introduced raw air to the filter body 11a . 11b as well as a collector zone 15b to collect the filtered clean air before discharging from the clean side 10 educated.

Die 10 illustriert eine Weiterbildung der Luftfiltereinrichtung 1. Bei der Luftfiltereinrichtung 1 gemäß 10 ist axial zwischen dem inneren Filterkörper 11a und dem Gehäusedeckel 5 ein Stabilisierungselement 20 angeordnet, welches keinen nennenswerten Druckwiderstand für die Luft bildet. Beispielsweise kann dieses Stabilisierungselement eine grobe Gitterstruktur aufweisen. Dabei weist die zweite Bauhöhe h2 des radial äußeren Filterkörpers 11b einen größeren Wert auf als die erste Bauhöhe h1 des inneren Filterkörpers 11a. Das Stabilisierungselement 20 kann sich somit axial am Gehäusedeckel 5 und am radial inneren Filterkörper 11a abstützten. Das Stabilisierungselement 20 wird radial außen vom äußeren Filterkörper 11b eingefasst. Das Stabilisierungselement 20 kann beispielsweise mittels einer Klebverbindung dauerhaft am Gehäusedeckel 5 fixiert sein. Mittels des Stabilisierungselements 20 kann der radial innere Filterkörper 11a hinsichtlich unerwünschter axialer Relativbewegungen gegenüber dem Filtergehäuse 2 stabilisiert werden. Im Beispiel der 10 besitzt das Stabilisierungselement 20 die geometrische Formgebung eines ovalen Zylinders.The 10 illustrates a development of the air filter device 1 , In the air filter device 1 according to 10 is axially between the inner filter body 11a and the housing cover 5 a stabilizing element 20 arranged, which forms no significant pressure resistance for the air. For example, this stabilizing element may have a coarse grid structure. In this case, the second height h2 of the radially outer filter body 11b a larger value than the first height h1 of the inner filter body 11a , The stabilizing element 20 can thus be axially on the housing cover 5 and on the radially inner filter body 11a abstützten. The stabilizing element 20 becomes radially outward from the outer filter body 11b edged. The stabilizing element 20 For example, by means of an adhesive bond permanently on the housing cover 5 be fixed. By means of the stabilizing element 20 can the radially inner filter body 11a with regard to undesirable axial relative movements relative to the filter housing 2 be stabilized. In the example of 10 has the stabilizing element 20 the geometric shape of an oval cylinder.

Alternativ zu dem Stabilisierungselement kann auch ein Sicherheitselement vorgesehen werden, welches im Falle des Filterwechsels oder falls der Wickelfilter beschädigt ist, verhindert, dass Verunreinigungen in den Reinluftauslass gelangen.As an alternative to the stabilizing element, it is also possible to provide a security element which, in the case of filter replacement or if the wound filter is damaged, prevents contaminants from entering the clean air outlet.

Die 11 zeigt eine alternative Variante des Beispiels der 10. Im Beispiel der 11 weist die erste Bauhöhe h1 des inneren Filterkörpers 11a einen größeren Wert auf als die zweite Bauhöhe h2 des äußeren Filterkörpers 11b. Das Stabilisierungselement 20 stützt sich axial einenends am Gehäusedeckel 5 und anderenends am äußeren Filterkörper 11b ab. Das Stabilisierungselement 20 besitzt eine ringförmige geometrische Formgebung und fasst den inneren Filterkörper 11a radial außen ein. Das Stabilisierungselement 20 kann beispielsweise lösbar durch Klemmkraft oder mittels einer Klebverbindung dauerhaft am Gehäusedeckel 5 fixiert sein. Im Beispiel der 11 besitzt das Stabilisierungselement 20 eine ringförmige geometrische Formgebung. Mittels des Stabilisierungselements 20 gemäß 11 kann der äußere Filterkörper 11b hinsichtlich unerwünschter axialer Relativbewegungen gegenüber dem Filtergehäuse 2 stabilisiert werden.The 11 shows an alternative variant of the example of 10 , In the example of 11 has the first height h1 of the inner filter body 11a a greater value than the second height h2 of the outer filter body 11b , The stabilizing element 20 supports itself axially at one end on the housing cover 5 and at the other end on the outer filter body 11b from. The stabilizing element 20 has an annular geometric shape and holds the inner filter body 11a radially outside. The stabilizing element 20 For example, permanently releasable by clamping force or by means of an adhesive bond on the housing cover 5 be fixed. In the example of 11 has the stabilizing element 20 an annular geometric shape. By means of the stabilizing element 20 according to 11 can the outer filter body 11b with regard to undesirable axial relative movements relative to the filter housing 2 be stabilized.

Das Beispiel der 12 zeigt eine weitere, vereinfachte Variante des Beispiels der 11, bei welcher das Stabilisierungselement 20 ringsegmentförmig ausgebildet ist und sich im Bereich des Reinluftauslasses 7 axial einenends am Gehäusedeckel 5 und anderenends am äußeren Filterkörper 11b abstützt.The example of 12 shows a further simplified variant of the example of 11 in which the stabilizing element 20 is formed annular segment-shaped and in the region of the clean air outlet 7 axially at one end on the housing cover 5 and at the other end on the outer filter body 11b supported.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 2756751 A1 [0002] DE 2756751 A1 [0002]

Claims (13)

Luftfiltereinrichtung (1) für eine Frischluftanlage einer Brennkraftmaschine, – mit einem Filtergehäuse (2), welches einen Gehäuseinnenraum (3) begrenzt und einen Gehäusetopf (4), einen Gehäusedecke (5), einen Rohlufteinlass (6) und einen Reinluftauslass (7) aufweist, – mit einem radial inneren und einem radial äußeren Wickelfilter (8a, 8b), jeweils aus einem gewickelten Filtermedium, die beide austauschbar im Gehäuseinnenraum (3) angeordnet sind und darin eine mit dem Rohlufteinlass (5) fluidisch verbundene Rohseite (9) von einer mit dem Reinluftauslass (6) fluidisch verbundenen Reinseite (10) trennen, – wobei das radial innere Wickelfilter (8a) einen sich entlang einer axialen Richtung (A) erstreckenden zylindrischen inneren Filterkörper (11a) aus einem gewickelten Filtermedium aufweist, – wobei das radial äußere Wickelfilter (8b) einen sich entlang der axialen Richtung (A) erstreckenden ringförmigen äußeren Filterkörper (11b) aus einem gewickelten Filtermedium aufweist, welcher den inneren Filterkörper (11a) radial außen teilweise umhüllt, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Filterkörper (11a) beginnend bei einer ersten inneren Ebene (E11) und endend bei einer zweiten inneren Ebene (E12) eine sich entlang der axialen Richtung (A) gemessene erste Bauhöhe (h1) aufweist und der äußere Filterkörper (11b) beginnend bei einer ersten äußeren Ebene (E21) und endend bei einer zweiten äußeren Ebene (E22) eine sich entlang der axialen Richtung gemessene zweite Bauhöhe (h2) aufweist, – wobei eine axiale Position der ersten inneren Ebene (E12) von der axialen Position der ersten äußeren Ebene (E21) verschieden ist und/oder die axiale Position der zweiten inneren Ebene (E12) von der axialen Position der zweiten äußeren Ebene (E22) verschieden ist.Air filter device ( 1 ) for a fresh air system of an internal combustion engine, - with a filter housing ( 2 ), which has a housing interior ( 3 ) and a housing pot ( 4 ), a housing cover ( 5 ), a Rohlufteinlass ( 6 ) and a clean air outlet ( 7 ), - with a radially inner and a radially outer wound filter ( 8a . 8b ), each of a wound filter medium, both interchangeable in the housing interior ( 3 ) are arranged and therein with the unfiltered air inlet ( 5 ) fluidly connected raw side ( 9 ) from one to the clean air outlet ( 6 ) fluidly connected clean side ( 10 ), - wherein the radially inner wound filter ( 8a ) extending along an axial direction (A) extending cylindrical inner filter body ( 11a ) of a wound filter medium, - wherein the radially outer wound filter ( 8b ) extending along the axial direction (A) annular outer filter body ( 11b ) comprises a wound filter medium which surrounds the inner filter body ( 11a ) radially outside partially enveloped, characterized in that the inner filter body ( 11a ) starting at a first inner plane (E11) and ending at a second inner plane (E12) has a measured along the axial direction (A) first height (h1) and the outer filter body ( 11b ) starting at a first outer plane (E21) and ending at a second outer plane (E22) has a second height (h2) measured along the axial direction, - wherein an axial position of the first inner plane (E12) from the axial position the first outer plane (E21) is different and / or the axial position of the second inner plane (E12) is different from the axial position of the second outer plane (E22). Luftfilterreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bauhöhe (h2) von der ersten Bauhöhe (h1) verschieden ist, oder dass die zweite Bauhöhe (h2) gleich der ersten Bauhöhe (h1) ist, wobei die beiden Filterkörper (11a, 11b) axial versetzt zueinander angeordnet sind.Air filter device according to claim 1, characterized in that the second height (h2) is different from the first height (h1), or that the second height (h2) is equal to the first height (h1), wherein the two filter bodies ( 11a . 11b ) are axially offset from one another. Luftfilterreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am äußeren Filterkörper (11b) von einer Stirnseite (17b2) oder von einer Mantelfläche des äußeren Filterkörpers (11b) radial nach außen eine umlaufende Endscheibe (13) absteht, welche am Filtergehäuse (2) befestigt ist.Air filter device according to claim 1 or 2, characterized in that on the outer filter body ( 11b ) from one end face ( 17b2 ) or from a jacket surface of the outer filter body ( 11b ) radially outwardly a circumferential end plate ( 13 ) protrudes, which on the filter housing ( 2 ) is attached. Luftfilterreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohlufteinlass (6) oder der Reinluftauslass (7) in einer Umfangswand (16) des Gehäusedeckels (5) angeordnet ist und dass der Reinluftauslass (7) oder der Rohlufteinlass (6) in einer Stirnwand (14a, 14b) des Gehäusetopfs (4) oder des Gehäusedeckels (5) angeordnet ist, oder umgekehrt.Air filter device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the unfiltered air inlet ( 6 ) or the clean air outlet ( 7 ) in a peripheral wall ( 16 ) of the housing cover ( 5 ) and that the clean air outlet ( 7 ) or the unfiltered air intake ( 6 ) in an end wall ( 14a . 14b ) of the housing pot ( 4 ) or the housing cover ( 5 ), or vice versa. Luftfilterreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dass der Rohlufteinlass (6) und der Reinluftauslass (7) in einander gegenüberliegenden Stirnwänden des Gehäusetopfs (4) bzw. des Gehäusedeckels (5) angeordnet sind.Air filter device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the unfiltered air inlet ( 6 ) and the clean air outlet ( 7 ) in opposite end walls of the housing pot ( 4 ) or the housing cover ( 5 ) are arranged. Luftfilterreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dass der Rohlufteinlass (6) in einer Umfangswand (19) des Gehäusetopfs (4) und der Reinluftauslass (7) in einer Umfangswand (16) des Gehäusedeckels (5) angeordnet sind, oder umgekehrt.Air filter device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the unfiltered air inlet ( 6 ) in a peripheral wall ( 19 ) of the housing pot ( 4 ) and the clean air outlet ( 7 ) in a peripheral wall ( 16 ) of the housing cover ( 5 ), or vice versa. Luftfilterreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Gehäusetopf (4) zugewandten Stirnseiten (17a1, 17a2) des inneren und äußeren Filterkörpers (11a, 11b) bündig zueinander im Gehäuseinnenraum (3) angeordnet sind, oder dass die dem Gehäusedeckel (5) zugewandten Stirnseiten (17b1, 17b2) des inneren und äußeren Filterkörpers (11a, 11b) bündig zueinander im Gehäuseinnenraum (3) angeordnet sind.Air filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the housing pot ( 4 ) facing end faces ( 17a1 . 17a2 ) of the inner and outer filter body ( 11a . 11b ) flush with each other in the housing interior ( 3 ) are arranged, or that the housing cover ( 5 ) facing end faces ( 17b1 . 17b2 ) of the inner and outer filter body ( 11a . 11b ) flush with each other in the housing interior ( 3 ) are arranged. Luftfilterreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem inneren Filterkörper (11a) und dem Gehäusedeckel (5) ein Stabilisierungselement (20) angeordnet ist, welches sich axial einenends am Gehäusedeckel (5) und anderenends am inneren oder am äußeren Filterkörper (11a, 11b) abstützt.Air filter device according to one of the preceding claims, characterized in that between the inner filter body ( 11a ) and the housing cover ( 5 ) a stabilizing element ( 20 ) is arranged, which axially at one end on the housing cover ( 5 ) and at the other end on the inner or outer filter body ( 11a . 11b ) is supported. Luftfilterreinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stabilisierungselement (20) eine zylindrische oder eine ringförmige oder eine ringsegmentförmige geometrische Formgebung besitzt.Air filter device according to claim 8, characterized in that the stabilizing element ( 20 ) has a cylindrical or an annular or a ring-segment-shaped geometric shape. Luftfilterreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Filterkörper (11a, 11b) in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung (A) eine ovale oder eine kreisrunde Geometrie aufweisen.Air filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the two filter bodies ( 11a . 11b ) in a cross section perpendicular to the axial direction (A) have an oval or a circular geometry. Luftfilterreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass – für einen axialen Abstand X1 zwischen der ersten inneren Ebene (E11) und der ersten äußeren Ebene (E21) und dem Durchmesser D1 des Rohlufteinlasses (6) mit kreisrunder Geometrie folgende Beziehung gilt: X1 >= 0,2·D1; und/oder dass – für den axialen Abstand X2 zwischen der zweiten inneren Ebene (E21) und der zweiten äußeren Ebene (E22) und dem Durchmesser D2 des Rohluftauslasses (7) mit kreisrunder Geometrie folgende Beziehung gilt: X1 >= 0,2·D2.Air filter device according to one of the preceding claims, characterized in that - for an axial distance X1 between the first inner plane (E11) and the first outer plane (E21) and the diameter D1 of the unfiltered air inlet ( 6 ) with circular geometry has the following relation: X1> = 0.2 · D1; and / or that For the axial distance X2 between the second inner plane (E21) and the second outer plane (E22) and the diameter D2 of the raw air outlet ( 7 ) with circular geometry, the following relationship applies: X1> = 0.2 · D2. Luftfilterreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass – für den axialen Abstand (X1) zwischen der ersten inneren Ebene (E11) und der ersten äußeren Ebene (E21) und der Querschnittsfläche (Y1) des Rohlufteinlasses (6) mit beliebiger Geometrie folgende Beziehung gilt: X1 >= 0,2·(4·Y1/π)0,5; und/oder dass – für den axialen Abstand (X2) zwischen der zweiten inneren Ebene (E21) und der zweiten äußeren Ebene (E22) und der Querschnittsfläche (Y2) des Rohluftauslasses (7) mit beliebiger Geometrie folgende Beziehung gilt: X2 >= 0,2·(4·Y2/π)0,5.Air filter device according to one of the preceding claims, characterized in that - for the axial distance (X1) between the first inner plane (E11) and the first outer plane (E21) and the cross-sectional surface (Y1) of the Rohlufteinlasses ( 6 ) with any geometry, the following relationship applies: X1> = 0.2 · (4 · Y1 / π) 0.5 ; and / or that - for the axial distance (X2) between the second inner plane (E21) and the second outer plane (E22) and the cross-sectional area (Y2) of the Rohluftauslasses ( 7 ) with any geometry the following relationship applies: X2> = 0.2 · (4 · Y2 / π) 0.5 . Frischluftanlage für eine Brennkraftmaschine mit einer Luftfilterreinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Fresh air system for an internal combustion engine with an air filter device ( 1 ) according to any one of the preceding claims.
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