Фильтрующий элемент
Изобретение относится к фильтрующему элементу, в частности устройства для фильтрации газа, предпочтительно системы вентиляции транспортного средства. Фильтрующий элемент (1) имеет по меньшей мере одно фильтрующее тело (2) из фильтрующего материала (5), несущую конструкцию (3) для размещения соответствующего фильтрующего тела (2), и внутреннее пространство (4), которое закрыто в окружном направлении (6) несущей конструкцией (3) и по меньшей мере одним фильтрующим телом (2) и которое ограничено в осевом направлении несущей конструкцией (3). Несущая конструкция (3) отлита на указанном по меньшей мере одном фильтрующем теле (2) с образованием монолитного пластикового узла. Несущая конструкция (3) содержит два осевых конца, из которых по меньшей мере один конец выполнен в виде открытого конца (17). Открытый конец (17) охватывает в окружном направлении (6) соединительное отверстие (18), которое сообщается по текучей среде в осевом направлении с внутренним пространством (4). Фильтрующее тело (2) содержит складчатый фильтрующий материал и имеет несколько карманов V-образного сечения, которые прилегают друг к другу в окружном направлении. Открытые наружу карманы и открытые внутрь карманы чередуются в окружном направлении. Открытый конец (17) содержит ряд зубьев (20), расположенных с прилеганием друг к другу и проходящих в соединительное отверстие. Технический результат: отливка несущей конструкции (3) под давлением на по меньшей мере одном фильтрующем теле (2) с образованием монолитного пластикового узла позволяет упростить конструкцию и снизить ее стоимость. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 31 ил.
Изобретение относится к фильтрующему элементу, в частности устройства для фильтрации газа, предпочтительно устройства для фильтрации воздуха системы вентиляции транспортного средства, с признаками ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Из документа EP 2292311 A1 известен фильтрующий элемент, который содержит несколько фильтрующих тел из фильтрующего материала и несущую конструкцию для размещения фильтрующих тел. Кроме того, известный фильтрующий элемент содержит внутреннее пространство, которое в окружном направлении закрыто несущей конструкцией и фильтрующими телами и которое ограничено в осевом направлении. В известном фильтрующем элементе отдельные фильтрующие тела состоят из фильтрующих пластин, которые изготовляются независимо от фильтрующего элемента. Кроме того, в известном фильтрующем элементе несущая конструкция собрана из подходящей комбинации материалов и рамных частей. В результате этого изготовление известного фильтрующего элемента является относительно дорогостоящим.
Из документа DE 2004005904 А1 известен фильтрующий элемент, который содержит по меньшей мере три фильтрующих тела, которые состоят из одного сплошного сложенного фильтрующего материала и которые в окружном направлении охватывают внутреннее пространство. На осевых торцевых сторонах фильтрующих элементов расположены концевые пластины. Дополнительно на осевой торцевой стороне концевых пластин может быть расположена закрывающая пластина для запирания внутреннего пространства в осевом направлении. Указанный фильтрующий элемент также собирается из большого количества отдельных деталей, в результате чего его изготовление является дорогостоящим.
Из документа DE 102007024287 А1 известен фильтрующий элемент, в котором между двумя концевыми пластинами расположено имеющее в поперечном сечении U-образную форму фильтрующее тело, причем открытая сторона фильтрующего тела закрыта торцевой пластиной, которая может быть выполнена заодно с указанными концевыми пластинами. В этом случае концевые пластины и торцевая пластина изготавливаются отдельно от фильтрующего тела и устанавливаются традиционным способом на фильтрующее тело или соединяются с ним посредством пластификации, склеивания или сварки.
Настоящее изобретение нацелено на решение проблемы, заключающейся в поиске для фильтрующего элемента указанного выше типа пути, который, в частности, приведет к возможности обеспечить его сравнительно недорогое изготовление.
В соответствии с настоящим изобретением указанная проблема решена объектами независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты реализации являются предметом зависимых пунктов формулы.
В основе настоящего изобретения лежит идея об отливке под давлением несущей конструкции по меньшей мере на одном фильтрующем теле с образованием монолитного пластикового узла. Иными словами, несущая конструкция образована телом, которое образовано литьем под давлением и которое представляет собой единый конструктивный элемент, причем изготовление несущей конструкции производится непосредственно по меньшей мере на одном фильтрующем теле. За счет этого упрощается изготовление фильтрующего элемента, так как в форме для литья под давлением размещается только соответствующее фильтрующее тело, вокруг которого затем отливается несущая конструкция из пластика. В этом случае вокруг соответствующего фильтрующего тела отливается несущая конструкция из пластика, так что она непрерывно охватывает в окружном направлении соответствующее фильтрующее тело поперечно направлению протекания потока. Для фильтрующего тела, которое предпочтительно выполнено плоским и прямоугольным, это означает, что пластик несущей конструкции непрерывно проходит вдоль наружного края четырех сторон фильтрующего тела. В то же время при отливке под давлением несущей конструкции создается внутреннее пространство, закрытое в окружном направлении и ограниченное в осевом направлении с одной стороны.
Используемый для реализации соответствующего фильтрующего тела фильтрующий материал может быть выполнен однослойным или многослойным. Если используется многослойный фильтрующий материал, то отдельные слои фильтрующего материала могут обладать различными свойствами, например, с целью реализации различных эффектов фильтрации. Различные свойства материала также относятся к использованию различных фильтрующих материалов.
Предпочтительным является вариант реализации, при котором фильтрующее тело состоит из складчатого фильтрующего материала, поскольку складчатый фильтрующий материал обеспечивает сравнительно большую поверхность и в соответствии с этим обеспечивает сравнительно низкое сопротивление потоку.
В соответствии с одним из предпочтительных вариантов реализации соответствующее фильтрующее тело может быть выполнено в виде пластины, например в виде плиссированного пластинчатого фильтрующего тела. Пластинчатое фильтрующее тело предпочтительно выполнено гладким и проходит в одной плоскости пластины, в частности зеркально-симметрично плоскости симметрии.
Предпочтительно может быть предусмотрено, что соответствующее фильтрующее тело имеет прямоугольное поперечное сечение в плоскости, в которой проходит указанное окружное направление или которая проходит перпендикулярно осевому направлению фильтрующего элемента. В этом случае четыре стороны поперечного сечения проходят предпочтительно прямолинейно, предпочтительно с образованием прямоугольного, квадратного, трапециевидного или параллелограммного поперечного сечения, а также другого четырехугольного поперечного сечения правильной и неправильной формы. В качестве альтернативы по меньшей мере одна из сторон, предпочтительно по меньшей мере две лежащих друг против друга стороны, могут быть изогнутыми, за счет чего соответствующее цилиндрическое тело формирует цилиндрический сегмент.
В соответствии с другим вариантом реализации проходящая в окружном направлении радиальная граница внутреннего пространства может быть сформирована, предпочтительно только, по меньшей мере одним участком несущей конструкции и с помощью соответствующего фильтрующего тела. Таким образом, указанное по меньшей мере одно фильтрующее тело и несущая конструкция чередуются в окружном направлении в пределах указанной радиальной границы внутреннего пространства.
Особо предпочтительным является вариант реализации, при котором несущая конструкция содержит два осевых конца, по меньшей мере один из которых выполнен в виде открытого конца. Другой конец может быть выполнен открытым или закрытым. В случае реализации несущей конструкции с закрытым концом, он закрывает внутреннее пространство фильтрующего элемента в осевом направлении. По меньшей мере один открытый конец охватывает соединительное отверстие фильтрующего элемента в окружном направлении, причем это соединительное отверстие обеспечивает сообщение с внутренним пространством в осевом направлении. При двух открытых концах противолежащий конец может уплотняться конструкцией корпуса или другими конструктивными элементами или, аналогично первому открытому концу, может соединяться с другим соединительным отверстием. В зависимости от направления протекания потока через фильтрующее тело, соединительное отверстие служит в качестве впускного отверстия или выпускного отверстия. Если соответствующее фильтрующее тело выполнено из складчатого фильтрующего материала, оно имеет несколько прилегающих друг к другу в окружном направлении фильтрующего элемента карманов с V-образным поперечным сечением, причем открытые наружу карманы и открытые внутрь карманы чередуются в окружном направлении фильтрующего элемента. Открытый конец несущей конструкции, для сопряжения с контуром из складчатого фильтрующего материала соответствующего фильтрующего тела, может содержать ряд зубьев, расположенных с прилеганием друг другом и проходящих в соединительные отверстия, причем указанные зубья соответственно запирают открытый наружу карман на продольном конце, обращенном к открытому концу несущей конструкции. Таким образом предотвращается боковое обтекание потоком соответствующего фильтрующего тела. В то же время зубья образуют между собой промежутки в окружном направлении фильтрующего элемента для того, чтобы соответственно сохранить открытый внутрь карман соответствующего фильтрующего тела открытым в осевом направлении. Таким образом может осуществляться выход потока газа из открытого внутрь кармана в осевом направлении, а также вход потока газа в открытые внутрь карманы в осевом направлении практически без отклонения и, следовательно, с уменьшенным сопротивлением потоку. Указанные зубья предпочтительно сформированы соответственно поперечному сечению карманов, и имеют, таким образом, V-образный профиль, заостренный внутрь. Предпочтительно промежутки между зубьями сформированы в соответствии с карманами и имеют, таким образом, в предпочтительном случае V-образный профиль, заостренный наружу. Даже если сквозное протекание в области промежутков между зубьями не требуется или оказывается невозможным, использование таких зубьев и, следовательно такой конфигурации промежутков между зубьями, ведет к тому, что для герметичного запирания соответствующей осевой торцевой стороны соответствующего фильтрующего тела требуется лишь сравнительно небольшое количество пластика.
В соответствии с другим вариантом реализации, при котором несущая конструкция также содержит два осевых конца, по меньшей мере один из концов выполнен в виде открытого конца. Другой конец может быть выполнен, как уже было описано выше, открытым или закрытым. Открытый конец может охватывать в окружном направлении соединительное отверстие, которое сообщается в осевом направлении с внутренним пространством, при этом в соответствии с предпочтительным вариантом реализации на открытом конце снаружи может быть расположена изготовленная отдельно от несущей конструкции концевая пластина, которая содержит проходное отверстие, расположенное на одной прямой с соединительным отверстием. Такая концевая пластина, которая изготовлена в частности из пластика, может быть приварена к несущей конструкции, приклеена к ней или пластифицирована на ней. Концевая пластина может содержать патрубок, который выступает в осевом направлении от концевой пластины и охватывает проходное отверстие в окружном направлении. С помощью этого патрубка фильтрующий элемент может быть присоединен к пути прохождения газа простым способом. В корпусе фильтра фильтрующего устройства может быть выполнено сформированное в соответствие с патрубком крепление патрубка, в которое может вставляться такой патрубок. В случае двух открытых концов, другой открытый конец может быть выполнен аналогично первому открытому концу и уплотняться посредством конструкции корпуса или других элементов или соединяться с соединительным отверстием.
В соответствии с одним предпочтительным вариантом реализации выполненные на открытом конце зубья могут проходить в открытое поперечное сечение проходного отверстия концевой пластины. Это означает, что зубья проходят в проходное отверстие поперечно осевому направлению. В этом случае указанные выше промежутки между зубьями обеспечивают упрощенный впуск или выпуск и увеличение имеющегося поперечного сечения, через которое проходит поток. В качестве альтернативы возможен вариант реализации, при котором внутренние концы зубьев остаются вне открытого поперечного сечения проходного отверстия. Это означает, что в осевом направлении поперечное сечение, через которое проходит поток, не перекрывается зубьями.
Согласно другому варианту реализации несущая конструкция также содержит два осевых конца, из которых по меньшей мере один конец выполнен в виде открытого конца. Другой конец может быть выполнен, как уже указывалось выше, открытым или закрытым. Открытый конец может охватывать в окружном направлении соединительное отверстие, которое сообщается в осевом направлении с внутренним пространством. Кроме того, на открытом конце снаружи может быть выполнено путем литья под давлением закрытое в окружном направлении уплотнение, которое окружает соединительное отверстие. Для отливки уплотнения может использоваться, например, двухкомпонентная техника или 2-К-техника. В частности, отливка уплотнения из пластика может производиться в той же форме для литья под давлением, в которой была произведена отливка несущей конструкции на соответствующем фильтрующем теле. Такое уплотнение обеспечивает возможность введения фильтрующего элемента в корпус фильтра с обеспечением герметичности. В этом случае можно отказаться от концевой пластины с патрубком. Уплотнение может проходить вдоль наружного края открытого конца. Таким образом, уплотнение проходит, в частности, снаружи вдоль проходящих внутрь зубьев и, в частности, направлено вовне относительно обращенных наружу вершин промежутков между зубьями. В случае двух открытых концов другой открытый конец может быть выполнен аналогично первому открытому концу и уплотняться конструкцией корпуса или другими конструктивными элементами или может соединяться с соединительным отверстием.
Кроме того, уплотнение может быть выполнено в виде осевого уплотнения. Это означает, что уплотнение контактирует в осевом направлении с сопряженной уплотнительной поверхностью, в частности в условиях осевого предварительного напряжения. Альтернативно уплотнение может быть также выполнено в виде радиального уплотнения. Это означает, что уплотнение радиально контактирует с соответствующей сопряженной уплотнительной поверхностью, предпочтительно в условиях предварительного напряжения. В качестве альтернативы возможен вариант реализации, при котором уплотнение действует в осевом направлении и радиально. В этом случае, в собранном состоянии, уплотнение прилегает к сопряженной уплотнительной поверхности как в осевом направлении, так и радиально, предпочтительно под предварительным напряжением. Соответствующая сопряженная уплотнительная поверхность располагается в этом случае в корпусе фильтра соответствующего фильтрующего устройства.
Согласно другому предпочтительному варианту реализации могут быть предусмотрены по меньшей мере два фильтрующих тела, которые расположены с прилеганием друг с другом в окружном направлении и без соприкосновения. Это означает, что в окружном направлении фильтрующего элемента между сопряженными фильтрующими телами расположен участок несущей конструкции. Таким образом несущая конструкция одновременно выполняет функцию корпуса. При таком варианте реализации возможно использование двух отдельных фильтрующих тел.
В этом случае указанные по меньшей мере два фильтрующих тела могут быть по существу идентичными, то есть выполненными в виде одинаковых деталей. Представляется, однако, возможным также такой вариант реализации, при котором предусмотрены два различных по геометрической форме фильтрующих тела. Например, фильтрующие тела могут различаться по осевой длине. Фильтрующие тела также могут иметь различные расположения на закрытом конце несущей конструкции. Например, продольный конец одного фильтрующего тела может проходить в нормальной плоскости, которая расположена перпендикулярно осевому направлению, в то время как продольный конец другого фильтрующего тела располагается в плоскости, проходящей под наклоном к нормальной плоскости и осевому направлению.
В случае варианта реализации, при котором предусмотрены два фильтрующих тела, фильтрующий элемент может иметь прямоугольное поперечное сечение, причем оба фильтрующих тела расположены друг против друга и образуют две длинных стороны прямоугольного поперечного сечения или две коротких стороны прямоугольного поперечного сечения. Другие, расположенные друг против друга стороны прямоугольного поперечного сечения образуются в этом случае участками несущей конструкции, которая также выполняет функцию корпуса.
При другом варианте реализации предусмотрен лишь один фильтрующий элемент, причем в этом случае несущая конструкция проходит в окружном направлении по меньшей мере на 180° вокруг внутреннего пространства и таким образом в большой степени берет на себя функцию корпуса. В данном случае также примечательно, что фильтрующее тело может иметь форму пластины, прямоугольную форму и, в частности быть выполненным в виде плоской конструкции, чтобы обеспечить максимально равномерное прохождение потока через фильтрующее тело.
Согласно настоящему изобретению предложен способ для изготовления фильтрующего элемента описанного выше типа, который включает этап размещения по меньшей мере одного фильтрующего тела из по меньшей мере складчатого фильтрующего материала в форме для литья под давлением, а также этап литья под давлением монолитной несущей конструкции по меньшей мере на одном фильтрующем теле с образованием фильтрующего элемента, внутреннее пространство которого в окружном направлении закрыто несущей конструкцией и по меньшей мере одним фильтрующим телом.
После отливки несущей конструкции производство фильтрующего элемента завершается. В общем случае, однако, представляется возможным использование той же формы для литья под давлением с целью отливки уплотнения на открытом конце несущей конструкции. Кроме того, представляется возможным после отливки несущей конструкции установить на ее открытом конце концевую пластину с проходным отверстием.
Другие важные признаки и преимущества настоящего изобретения вытекают из дополнительных пунктов формулы изобретения, из чертежей и из соответствующего описания фигур, приведенного на основании чертежей.
Очевидно, что указанные выше и еще подлежащие в последующем пояснению признаки могут использоваться не только в указанной комбинации, но и в других комбинациях или по отдельности без выхода за рамки настоящего изобретения.
Предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения показаны на чертежах и поясняются более подробно в нижеследующем описании, причем одни и те же ссылочные обозначения относятся к одинаковым или выполняющим одинаковую функцию конструктивным элементам.
Приведены схематические чертежи, на которых:
Фиг. 1 показывает изометрический вид фильтрующего элемента,
Фиг. 2 показывает изометрический вид фильтрующего элемента с пространственным разделением деталей,
Фиг. 3a-3f показывают изометрические виды фильтрующего элемента по фиг.1 на различных этапах производства,
Фиг. 4 показывает изометрический вид фильтрующего элемента согласно другому варианту реализации,
Фиг. 5 показывает увеличенный детальный вид фильтрующего элемента по фиг. 4
Фиг. 6 показывает увеличенный детальный вид, аналогичный фиг. 5, но для другого варианта реализации,
Фиг. 7 показывает изометрический вид (a) и осевой вид (b) фильтрующего элемента согласно другому варианту реализации,
Фиг. 8 показывает изометрический (a) вид и осевой вид (b) с частичным разрезом фильтрующего элемента согласно другому варианту реализации,
Фиг. 9-12 показывают соответственно изометрический вид фильтрующего элемента с концевой пластиной (a) и при отсутствии концевой пластины (b) согласно различным вариантам реализации,
Фиг. 13 показывает осевой вид с частичным разрезом асимметричного фильтрующего элемента,
Фиг 14-16 показывают изометрические виды фильтрующего элемента согласно другим вариантам реализации,
Фиг. 17 показывает изометрические виды фильтрующего элемента с различных направлений (a) рассмотрения согласно другому варианту реализации,
Фиг. 18, 19 показывают изометрические виды фильтрующих элементов согласно другим вариантам реализации.
В соответствии с фиг. 1-19 фильтрующий элемент 1, который предпочтительно является элементом для фильтрации газа, в частности элементом воздушного фильтра, содержит по меньшей мере одно фильтрующее тело 2, несущую конструкцию 3 и внутреннее пространство 4. Таким образом, фильтрующий элемент 1 представляет собой фильтрующий элемент с полой камерой. Фильтрующее тело 2 состоит из фильтрующего материала 5, который является однослойным или многослойным и как показано в приведенных вариантах реализации имеет предпочтительно складчатую форму. Несущая конструкция 3 служит для размещения соответствующего фильтрующего тела 2 и таким образом фиксирует пространственное положение соответствующего фильтрующего тела 2. Внутреннее пространство 4 окружено в обозначенном двойной стрелкой окружном направлении 6 несущей конструкцией 3 и соответствующим фильтрующим телом 2. Кроме того, внутреннее пространство 4 ограничено несущей конструкцией 3 в осевом направлении 7, которое обозначено двойной стрелкой, на конце, который по меньшей мере на фиг. 1-16 расположен на стороне, обращенной от наблюдателя. Несущая конструкция 3 представляет собой пластиковую деталь, полученную методом литья под давлением, которая отлита на фильтрующем теле 2 таким образом, что несущая конструкция 3 образует единый пластиковый узел.
Предпочтительный способ изготовления фильтрующего элемента 1 поясняется ниже более подробно со ссылкой на фиг. 3a-3f.
Сначала в соответствии с фиг. 3a на сердечник 8 литьевой формы 9 для литья под давлением устанавливается изготовленный заранее и независимо от прочих компонентов фильтрующего элемента 1 фильтрующий материал 5 для формирования фильтрующего тела 2. Если, как в данном случае, для изготовления фильтрующего тела 2 используется складчатый материал 5, то сердечник 8 преимущественно содержит некоторое количество ребер 10, которые сформированы с возможностью сопрягаться с открытыми внутрь карманами 11 (см. фиг. 8b) соответствующего фильтрующего тела 2, так что сердечник 8 может удерживать неподвижным фильтрующий материал 5 для формирования фильтрующего тела 2.
В соответствии с фиг. 3b сближают боковые части 12 инструмента 9, также содержащие некоторое количество ребер 13, которые сформированы с возможностью сопрягаться с открытыми наружу карманами 14 (фиг. 8b) соответствующего фильтрующего тела 2 и которые в соответствии с фиг. 3c примыкают к указанным открытым наружу карманам 14, и фиксируют фильтрующий материал 5 на сердечнике 8 для формирования соответствующего фильтрующего тела 2. Как видно из чертежей, фильтрующий материал 5 соответствующего фильтрующего тела имеет периферический край 15, который остается снаружи закрытой формы, состоящей из сердечника 8 и боковых частей 12, которые полностью покрывают фильтрующий материал 5 соответствующего фильтрующего тела 2 изнутри и снаружи за исключением указанного периферического края 15.
Затем осуществляют литье под давлением с образованием несущей конструкции 3 в соответствии с фиг. 3d. В целях наглядности на указанной фигуре внешняя форма инструмента 9 не показана. Несущая конструкция 3 отливается под давлением таким образом, что она полностью отхватывается свободно расположенными краями 15 фильтрующего материала 5 или соответственно отливается вокруг них, обеспечивая их герметичное закрытие. Только путем отливки под давлением несущей конструкции 3 осуществляется фиксация фильтрующего материала 5 или его пространственного расположения с целью формирования соответствующего фильтрующего тела 2.
Затем, как видно из фиг. 3e, боковые части удаляются. После этого, как видно из фиг. 3f, может удаляться сердечник 8.
Так формируется фильтрующий элемент 1, состоящий из несущей конструкции и двух объединенных фильтрующих тел 2. На указанном элементе могут быть размещены такие компоненты, как, например, концевая пластина или уплотнение, что, однако, поясняется ниже более подробно.
В соответствии с фиг. 1-19 несущая конструкция 3 содержит два осевых конца, а именно один закрытый конец 16 и один открытый конец 17. Оба конца 16, 17 располагаются друг напротив друга в осевом направлении 7. Открытый конец 17 окружает в окружном направлении 6 соединительное отверстие 18, которое в осевом направлении 7 сообщается с внутренним пространством 4.
Как было пояснено со ссылками на приведенные варианты реализации, фильтрующий материал 5 соответствующего фильтрующего тела 2 сложен таким образом, что обеспечено чередование открытых внутрь карманов 11 (фиг. 8b) и открытых наружу карманов 14 (фиг. 8b) в окружном направлении 6. При этом карманы 11, 14 имеют соответственно V-образное поперечное сечение. В соответствии с одним из представленных вариантов реализации открытый конец 17 несущей конструкции 3 для соответствующего фильтрующего тела 2 содержит ряд 19 зубьев 20, расположенных с прилеганием друг к другу в окружном направлении 6. При этом указанные зубья 20 проходят поперечно продольному направлению 7 в соединительное отверстие 18. Кроме того, зуб 20 запирает соответствующий открытый наружу карман 14 на продольном конце фильтрующего материала 5 или фильтрующего тела 2, обращенном к открытому концу 17 несущей конструкции 3. Заостренные внутрь зубья 20 образуют между собой в окружном направлении 6 промежутки 21, которые также имеют V-образный профиль и заострены наружу. При этом указанные промежутки 21 между зубьями соответствуют открытым внутрь карманам 11. Посредством зубьев 20 или промежутков 21 между зубьями открытые внутрь карманы 11 открыты в осевом направлении на конце соответствующего фильтрующего тела 2 и обращены к открытому концу 17 несущей конструкции 3 так, что их поперечное сечение относится к поперечному сечению соединительного отверстия 18.
В вариантах реализации по фиг. 1, 2 и 7-19 на открытом конце 17 несущей конструкции 3 на обращенной от внутреннего пространства 4 наружной стороне установлена концевая пластина 22, которая изготовлена отдельно от несущей конструкции 3 и содержит проходное отверстие 23. В собранном состоянии проходное отверстие 23 лежит на одной прямой с соединительным отверстием 18, так что обеспечивается возможность сообщения с внутренним пространством 4 через проходное отверстие 23. В противоположность установленной на несущей конструкции 3 концевой пластине 22, на закрытом конце 16 размещена концевая стенка 28, которая запирает внутреннее пространство 4 в осевом направлении напротив соединительного отверстия 18 и которая сформирована заодно с несущей конструкцией 3.
Как видно из варианта реализации, показанного на фиг. 7a и 7b, размеры фильтрующего элемента 1 могут выбираться таким образом, чтобы зубья 20 проходили в открытое поперечное сечение проходного отверстия 23. В качестве альтернативы, как видно из варианта реализации, показанного на фиг. 8a и 8b только в качестве примера, указанные размеры могут быть выбраны таким образом, что зубья 20 не проходят в открытое поперечное сечение проходного отверстия 23. В этом случае концы зубьев 20, которые лежат во внутреннем пространстве и не показаны подробно, остаются вне открытого поперечного сечения проходного отверстия 23. Таким образом, поперечное сечение проходного отверстия 23 задает поперечное сечение, через которое может осуществляться протекание потока для сообщения с внутренним пространством 4. В описанном выше случае по фиг. 7 проходящие в открытое поперечное сечение проходного отверстия 23 зубья 20 уменьшают поперечное сечение, через которое может протекать поток и через которое может быть достигнуто внутреннее пространство 4.
В соответствии с показанными вариантами реализации концевая пластина 22 может содержат патрубок 24, который охватывает проходное отверстие 23 в окружном направлении 6 и который выступает в осевом направлении наружу на обращенной от внутреннего пространства 4 стороне. Патрубок 24 образует, в частности, присоединительный патрубок, и в зависимости от направления прохождения потока через фильтрующий элемент 1 образует впускной патрубок 24 или выпускной патрубок 24. Крепление концевой пластины 22 на открытой стороне 17 несущей конструкции 3 осуществляется подходящим способом, который обеспечивает достаточное уплотнение. Например, концевая пластина 22 может быть приварена к несущей конструкции 3 или приклеена к ней. Представляется также возможным пластификация концевой пластины 22 на несущей конструкции 3.
На фиг. 4-6 показаны альтернативные варианты реализации, в которых концевая пластина 22 не предусмотрена. Вместо этого на открытом конце 17 несущей конструкции 3 на обращенной от внутреннего пространства 4 наружной стороне расположено проходящее непрерывно в окружном направлении 6 уплотнение 25, прохождение которого выбрано таким образом, что оно охватывает соединительное отверстие 18. Соответственно уплотнение 25 отлито под давлением на несущей конструкции 3, предпочтительно с использованием двухкомпонентной методики. Для приведенных вариантов реализации уплотнение 25 проходит вдоль наружного края 26 (фиг. 3f) открытого конца 17 несущей конструкции 3. В примерах по фиг. 4 и 5 уплотнение 25 выполнено в виде осевого уплотнения, которое в собранном состоянии прилегает в осевом направлении к сопряженной уплотнительной поверхности, в частности под предварительным напряжением. При этом осевое уплотнение 25 выступает в осевом направлении от открытого конца 17 несущей конструкции 3. В отличие от этого фиг. 6 показывает вариант реализации, при котором уплотнение 25 выполнено в виде радиального уплотнения, которое в собранном состоянии, в частности под предварительным напряжением, прилегает к соответствующей сопряженной уплотнительной поверхности. Радиальное уплотнение 25 выступает радиально над краем 26 (фиг. 3f) открытого конца 17 несущей конструкции 3. В других случаях представляется возможным также вариант реализации, при котором уплотнение 25 обеспечивает как осевое, так и радиальное уплотняющее действие. В этом случае уплотнение 25 выступает как в осевом направлении над открытым концом 17, так и радиально над краем 26.
Варианты реализации, показанные на фиг. 1-13 и 17-19, соответственно предусматривают два фильтрующих тела 2. Показанный на фиг. 14 вариант реализации предусматривает четыре фильтрующих тела 2. Показанный на фиг. 15 вариант реализации предусматривает три фильтрующих тела 2. Показанный на фиг. 16 вариант реализации предусматривает одно единственное фильтрующее тело 2.
Если предусмотрены по меньшей мере два фильтрующих тела 2, то они или их фильтрующий материал 5 расположены в окружном направлении 6 с прилеганием друг к другом и без соприкосновения. Между соседними фильтрующими телами 2 в окружном направлении 6 проходит участок 27 несущей конструкции 3, который, таким образом, принимает на себя функцию корпуса для ограничения внутреннего пространства 4 радиально или поперечно продольному направлению 7. В большинстве приведенных вариантов реализации фильтрующих элементов 1, в которых используются по меньшей мере два фильтрующих тела 2, указанные тела 2 собраны идентично, а именно предпочтительно как одинаковые детали. Это позволяет повысить рентабельность изготовления соответствующего фильтрующего элемента 1. Напротив, на фиг. 13 и 17-19 только в качестве примера показаны варианты реализации, согласно которым используются различные фильтрующие тела 2, которые отличаются друг от друга по меньшей мере своей геометрией. Согласно варианту реализации по фиг.13 фильтрующее тело 2, которое показано справа, имеет прямоугольное поперечное сечение, в то время как фильтрующее тело 2, изображенное на фиг. 13 слева, имеет трапециевидное поперечное сечение. На фиг. 17-19 соответствующее верхнее фильтрующее тело 2 выполнено значительно более коротким в осевом направлении, чем соответствующее нижнее фильтрующее тело 2. Кроме того, в указанных вариантах реализации конец нижнего фильтрующего тела 2 обращен к закрытому концу 16 или закрытой концевой стенке 28 и имеет другой наклон относительно осевого направления 7, нежели верхнее фильтрующее тело 2. Например, в варианте реализации, показанном на фиг. 17a и 17b, сторона нижнего фильтрующего тела 2, обращенная наружу в осевом направлении к закрытому концу 16, расположена в нормальной плоскости, которая проходит перпендикулярно осевому направлению 7, в то время как обращенная к закрытому концу 16 несущей конструкции 3 сторона верхнего фильтрующего тела 2 лежит в данном случае в плоскости, которая проходит под наклоном к продольному направлению 7, то есть между 0° и 90°. В варианте реализации, показанном на фиг. 18, обращенные к закрытому концу 16 продольные концы обоих фильтрующих тел 2 расположены в плоскостях, проходящих под различным наклоном по отношению к продольному направлению и к поперечному направлению. В варианте реализации, показанном на фиг. 19, обращенные к закрытому концу 16 продольные концы обоих фильтрующих тел 2 лежат в одной общей плоскости, которая расположена под наклоном к плоскости, нормальной осевому направлению 7, и под наклоном к осевому направлению 7.
В вариантах реализации по фиг. 1-10 фильтрующий элемент 1 содержит два фильтрующих тела 2 и имеет по существу прямоугольное поперечное сечение. Прямоугольное поперечное сечение имеет обычно две длинные стороны и две короткие стороны, которые соответственно располагаются диаметрально друг против друга. В варианте реализации, показанном на фиг. 9a и 9b, оба фильтрующих тела 2 образуют две длинные стороны прямоугольного поперечного сечения, в то время как два участка 27 несущей конструкции 3 образуют две короткие стороны прямоугольного поперечного сечения. В отличие от этого на фиг. 10а и 10b показан вариант реализации, в котором два фильтрующих тела 2 образуют две коротких стороны прямоугольного поперечного сечения, в то время как два участка 27 несущей конструкции 3 образуют две длинных стороны прямоугольного поперечного сечения.
На фиг. 11a и 11b показан вариант реализации, в котором фильтрующий элемент 1 имеет по существу трапециевидное поперечное сечение. На фиг. 12a и 12b показан вариант реализации, в котором фильтрующий элемент 1 имеет поперечное сечение по существу в форме параллелограмма.
В варианте реализации, показанном на фиг. 14, четыре фильтрующих тела 2 расположены в соответствие с четырьмя сторонами квадрата. В варианте реализации, показанном на фиг. 15, три фильтрующих тела 2 распределены равномерно в окружном направлении.
На фиг. 16 показан вариант реализации, в котором фильтрующий элемент 1 содержит единственное фильтрующее тело 2. В этом случае несущая конструкция 3 содержит участок 27, который проходит в окружном направлении 6 по меньшей мере на 180° вокруг внутреннего пространства 4 и таким образом образует существенную часть корпуса, радиально ограничивающую внутреннее пространство 4.
1. Фильтрующий элемент, в частности устройства для фильтрации газа, предпочтительно системы вентиляции транспортного средства, содержащий
- по меньшей мере одно фильтрующее тело (2) из фильтрующего материала (5),
- несущую конструкцию (3) для размещения соответствующего фильтрующего тела (2),
- внутреннее пространство (4), которое закрыто в окружном направлении (6) несущей конструкцией (3) и указанным по меньшей мере одним фильтрующим телом (2) и которое ограничено в осевом направлении несущей конструкцией (3),
отличающийся тем,
- что несущая конструкция (3) отлита на указанном по меньшей мере одном фильтрующем теле (2) с образованием монолитного пластикового узла,
- несущая конструкция (3) содержит два осевых конца, из которых по меньшей мере один конец выполнен в виде открытого конца (17),
- указанный открытый конец (17) охватывает в окружном направлении (6) соединительное отверстие (18), которое сообщается по текучей среде в осевом направлении с внутренним пространством (4),
- соответствующее фильтрующее тело (2) содержит складчатый фильтрующий материал (5) и имеет несколько карманов (11, 14) V-образного сечения, которые прилегают друг к другу в окружном направлении (6), причем открытые наружу карманы (14) и открытые внутрь карманы (11) чередуются в окружном направлении (6), и
- открытый конец (17) соответствующего фильтрующего тела (2) содержит ряд (19) зубьев (20), расположенных с прилеганием друг к другу и проходящих в соединительное отверстие (18), причем указанные зубья соответственно закрывают открытый наружу карман (14) на продольном конце, обращенном к открытому концу (17) несущей конструкции (3).
2. Фильтрующий элемент по п. 1,
отличающийся тем,
что соответствующее фильтрующее тело (2) выполнено в форме пластины.
3. Фильтрующий элемент по п. 1 или 2,
отличающийся тем,
что соответствующее фильтрующее тело (2) имеет четырехстороннее поперечное сечение.
4. Фильтрующий элемент по п. 1,
отличающийся тем,
что проходящая в окружном направлении (6) радиальная граница внутреннего пространства (4) сформирована по меньшей мере одной частью несущей конструкции (3) и соответствующим фильтрующим телом (2).
5. Фильтрующий элемент по п. 1,
отличающийся тем,
- что несущая конструкция (3) содержит два осевых конца, из которых по меньшей мере один конец выполнен в виде открытого конца (17),
- указанный открытый конец (17) охватывает в окружном направлении (6) соединительное отверстие (18), которое сообщается по текучей среде в осевом направлении с внутренним пространством (4),
- на открытом конце (17) снаружи расположена изготовленная отдельно от несущей конструкции (3) концевая пластина (22), которая содержит проходное отверстие (23), расположенное на одной прямой с соединительным отверстием (18).
6. Фильтрующий элемент по п. 5,
отличающийся тем,
- что зубья (20) проходят в открытое поперечное сечение проходного отверстия (23) или
- внутренние концы зубьев (20) остаются вне открытого поперечного сечения проходного отверстия (23).
7. Фильтрующий элемент по п. 1,
отличающийся тем,
- что несущая конструкция (3) содержит два осевых конца, из которых по меньшей мере один конец выполнен в виде открытого конца (17),
- открытый конец (17) охватывает в окружном направлении (6) соединительное отверстие (18), которое сообщается по текучей среде в осевом направлении с внутренним пространством (4),
- на открытом конце (17) снаружи отлито проходящее непрерывно в окружном направлении (6) уплотнение (25), которое охватывает соединительное отверстие (18).
8. Фильтрующий элемент по п. 7,
отличающийся тем,
- что уплотнение (25) выполнено в виде осевого уплотнения, или
- что уплотнение (25) выполнено в виде радиального уплотнения, или
- что уплотнение (25) выполнено в виде уплотнения с осевым и радиальным действием.
9. Фильтрующий элемент по п. 1,
отличающийся тем,
что предусмотрены по меньшей мере два фильтрующих тела (2), которые расположены в окружном направлении (6) с прилеганием друг к другу и без соприкосновения.
10. Фильтрующий элемент по п. 9,
отличающийся тем,
что предусмотрены по меньшей мере два фильтрующих тела (2) с различной геометрической формой.
11. Фильтрующий элемент по п. 1,
отличающийся тем,
- что предусмотрены два фильтрующих тела (2), а
- фильтрующий элемент (1) имеет прямоугольное поперечное сечение, при этом
- оба фильтрующих тела (2) расположены напротив друг друга и образуют две длинные стороны прямоугольного поперечного сечения или две короткие стороны прямоугольного поперечного сечения.
12. Фильтрующий элемент по п. 1,
отличающийся тем,
- что предусмотрено лишь одно фильтрующее тело (2), а
- несущая конструкция (3) проходит в окружном направлении (6) вокруг внутреннего пространства (4) на угол по меньшей мере 180°.
13. Способ изготовления фильтрующего элемента (1), в частности по одному из предшествующих пунктов, который содержит этапы:
- размещения по меньшей мере одного фильтрующего тела (2) из фильтрующего материала (5) в форме (9) для литья под давлением,
- литья под давлением монолитной несущей конструкции (3) по меньшей мере на одном фильтрующем теле (2) с образованием фильтрующего элемента (1), внутреннее пространство (4) которого в окружном направлении (6) закрыто несущей конструкцией (3) и указанным по меньшей мере одним фильтрующим телом (2).
