過濾元件和過濾系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有密封區(qū)和保持區(qū)的過濾元件以及一種用于這種過濾元件的安裝的過濾系統(tǒng)，所述過濾元件具體地是用作內(nèi)燃發(fā)動機的空氣過濾器。
【背景技術(shù)】
[0002]已知空氣過濾器可用于對機動車輛中的內(nèi)燃發(fā)動機的燃燒進(jìn)氣進(jìn)行過濾，例如，乘用車輛、商務(wù)車輛、生產(chǎn)機器、農(nóng)用車輛，但可用于固定發(fā)電機等。這種空氣過濾器通常包括殼體、空氣入口和空氣出口，并且具有位于殼體中的可拆除和可更換的主過濾元件。殼體經(jīng)常包括維修蓋或進(jìn)出蓋，該蓋是用于進(jìn)入被容納在內(nèi)部中的過濾元件以便進(jìn)行維修。因此，已將過濾元件拆卸并且用全新的過濾元件加以更換，全面檢修后重新使用或者用使用過但經(jīng)全面檢修的過濾元件更換。
[0003]DE 20 2008 018 217 U1描述了一種空氣過濾器系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有空氣過濾器殼體和可維修的空氣過濾器元件。該可維修的空氣過濾器元件位于殼體內(nèi)部，準(zhǔn)備進(jìn)行操作?？諝膺^濾器元件具有在第一閉合蓋和第二閉合蓋之間延伸的過濾器主體。該過濾器主體包圍并限定開放的過濾器內(nèi)部。第一閉合蓋是開放的并且具有經(jīng)過該蓋的空氣流開口的閉合蓋。第二閉合蓋是閉合的并且具有外端表面的閉合蓋。殼體密封裝置被設(shè)置在第一閉合蓋上，并且與空氣過濾器殼體對齊從而將空氣過濾器元件加以密封并將它保持在殼體中。提供突出/接收裝置作為另一個保持裝置，該裝置包括第一和第二元件。
[0004]突出/接收裝置的第一元件位于第二閉合蓋的外端表面上。以規(guī)定的方式使第一元件與進(jìn)出蓋接合。突出/接收裝置的第二元件位于進(jìn)出蓋上。第二元件具有螺旋環(huán)元件并且可以是環(huán)狀突起或者環(huán)狀接收槽。突出/接收裝置的第一元件和第二元件相互接合從而在第二端上提供空氣過濾器元件的固定的保持器。突出/接收裝置的第一元件與第二元件是處于非旋轉(zhuǎn)接合。
[0005]通常在某個時間段的操作之后將空氣過濾器的過濾元件加以更換。根據(jù)所產(chǎn)生塵埃的量，空氣過濾器的使用壽命可總計長達(dá)數(shù)天，例如在使用于工程機械的情況下，在具有較低塵埃負(fù)荷的環(huán)境中長達(dá)數(shù)月。
[0006]尤其是在頻繁地更換過濾元件時，殼體中的過濾元件的安全可靠的密封件是重要的。該密封件應(yīng)當(dāng)被設(shè)計成是熱穩(wěn)定和防振的。在安裝或運行中也必須確保過濾元件的密封不接觸到極端的振動或搖動。然而，與此同時，過濾元件自身應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地不具有任何金屬元件，以便可以在不產(chǎn)生問題的情況下對過濾元件進(jìn)行熱處理。
[0007]因此，本發(fā)明的一個目的是制造一種過濾元件，該過濾元件在經(jīng)過濾流體的區(qū)域與未經(jīng)過濾流體的區(qū)域之間具有可靠的密封，這將確?？煽康拿芊?，尤其是在維修期間更換過濾元件時。
[0008]本發(fā)明的另一個目的是制造一種用于容納這種可更換過濾元件的過濾系統(tǒng)，該過濾元件具有可靠的密封和安全的可安裝性。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，前述目的是通過包括過濾器主體和至少一個端盤的過濾元件而實現(xiàn)，其中端盤具有密封裝置，該密封裝置具有徑向密封區(qū)和獨立的保持區(qū)，該保持區(qū)與密封區(qū)同軸地布置并且起徑向浮動軸承的作用。
[0010]基于其它的權(quán)利要求、描述和附圖，可了解本發(fā)明的優(yōu)選實施例和優(yōu)點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提出一種包括過濾器主體的過濾元件；該過濾器主體具有被布置在過濾元件的清潔側(cè)和未處理側(cè)之間的縱向軸線、以及被布置在過濾器主體的一個端面上的至少一個第一端盤。該端盤具有密封裝置，該密封裝置是用于形成在清潔側(cè)和未處理側(cè)之間的密封。另外，該密封裝置具有徑向地形成密封的密封區(qū)和獨立的保持區(qū)，該保持區(qū)與密封區(qū)同軸地布置并且起徑向浮動軸承的作用。
[0012]當(dāng)被安裝入殼體中和/或被保持區(qū)支撐時，過濾元件可以徑向地居中。由于將保持區(qū)設(shè)計成浮動軸承，因而在安裝在殼體中之后過濾元件也可以在此軸承中軸向地移動，因此可以補償制造公差，使得振動可以對過濾介質(zhì)具有較小的有害影響，并且也可以補償在操作期間由于水吸收所導(dǎo)致的長度變化。因此，在數(shù)毫米范圍內(nèi)的長度變化(例如通?！?毫米)會是可容許的。保持區(qū)也可有利地適用于殼體壁的相對的內(nèi)表面，因此也可以徑向地支撐該內(nèi)表面。浮動軸承在徑向方向上延伸并且優(yōu)選地在一個平面中與密封區(qū)對準(zhǔn)，該密封區(qū)與浮動軸承同軸地布置。保持區(qū)優(yōu)選地在徑向方向上位于密封區(qū)的外部，由此吸收用于保持過濾元件的保持力并且保持將過濾元件遠(yuǎn)離密封區(qū)，該密封區(qū)優(yōu)選地徑向地位于保持區(qū)的內(nèi)部。因此保持區(qū)和密封區(qū)被布置使得它們在它們的功能上完全地相互分開。因此，密封件可以有效地且持續(xù)地發(fā)揮其密封功能，甚至在有振動負(fù)荷的情況下。具體地，保持區(qū)可以是被徑向地布置到密封區(qū)的環(huán)狀主體。
[0013]具有密封區(qū)和保持區(qū)的密封裝置可有利地被布置在過濾元件的一個端面上，與此同時該端面是用于在清潔側(cè)的過濾元件的內(nèi)側(cè)區(qū)流出的經(jīng)過濾流體的出口。由于此端面，可以將過濾元件首先插入過濾系統(tǒng)的殼體，因此當(dāng)把密封區(qū)應(yīng)用于殼體時，過濾元件可以形成用于過濾系統(tǒng)的未處理側(cè)的密封。浮動軸承形成保持區(qū)向殼體的應(yīng)用。在這種情況下，過濾元件的第二端面可具有端盤，該端盤在用唇將殼體密閉時相當(dāng)于固定軸承，并且優(yōu)選地也提供相對于殼體從過濾元件的清潔側(cè)到未處理側(cè)的密封。然而，在一個替代實施例中，在出口端的過濾元件的端面也可相當(dāng)于固定軸承，并且與唇內(nèi)側(cè)接觸的相對的端面例如可具有根據(jù)本發(fā)明的密封區(qū)和保持區(qū)，因此可相當(dāng)于徑向浮動軸承。在一個替代實施例中，也可想到根據(jù)本發(fā)明的密封區(qū)和根據(jù)本發(fā)明的保持區(qū)位于過濾元件的相反的端面。
[0014]利用密封/進(jìn)入嚴(yán)格密封的保持幾何形狀所導(dǎo)致的密封區(qū)與保持區(qū)的功能分離，一方面嚴(yán)格地保持，另一方面與由聚氨酯泡沫所制成端盤(其中密封和保持的功能通常是組合的)的使用相反，其具有如下優(yōu)點:它有效地減小作用于過濾元件的密封件的負(fù)荷而且有利地通過對不同材料進(jìn)行選擇的可能性而實現(xiàn)這兩個功能。即使密封件的密封唇幾何形狀應(yīng)當(dāng)與限位器接觸，但可以利用保持區(qū)的保持元件來限制振動的路徑。另外，可以在安裝中利用定位輔助件實現(xiàn)定位方向，定位輔助件被共軸地布置在保持區(qū)的周圍，例如以徑向延伸的帶子或粗節(jié)等形式而提供定位輔助件。
[0015]密封區(qū)可有利地具有外周密封件，該密封件包括至少一個密封唇，因此在安裝到殼體中時，可以相對于未處理側(cè)將過濾元件的清潔側(cè)加以密封。其中未過濾流體流動的區(qū)域與其中經(jīng)過濾流體流動的區(qū)域之間可靠的密封是使過濾系統(tǒng)運行的基本前提。在毫米范圍的間隔處的多個密封唇的應(yīng)用對于確保特別可靠的密封是有利的。通常，可以選擇采用例如三室密封形式的三個密封唇。該密封件可以徑向地面朝內(nèi)以及徑向地面朝外，并且僅取決于密封表面在殼體壁上的布置。
[0016]在一個優(yōu)選實施例中，保持區(qū)可具有至少一個保持元件。由于一個端區(qū)，過濾元件例如與在清潔側(cè)的流體的出口區(qū)相反，并且，過濾元件被固定地被支撐在殼體中。保持區(qū)是用于在操作期間在另一端將過濾元件固定在殼體中并且保持過濾元件，因此例如可以補償長度公差和由于水分吸收所造成的長度延長。當(dāng)保持區(qū)是由頸圈構(gòu)成時，例如中心地被布置在縱向軸線周圍，可以有利地在徑向方向上的外側(cè)上的表面處將保持元件應(yīng)用于頸圈，并且保持元件可與在過濾系統(tǒng)的殼體壁上的相對的表面接觸。因此，例如，具有數(shù)毫米厚度的扁平塑料元件優(yōu)選地適用于保持元件。實際的保持功能有利地是由保持元件自身而實施。
[0017]減振功能可優(yōu)選地由至少一個緩沖元件提供。對過濾元件在殼體中保持的減振是有利的，因為振動會在過濾系統(tǒng)的操作期間發(fā)生，尤其是在內(nèi)燃發(fā)動機中并且最常見的是在車輛的運行期間。這種振動可以導(dǎo)致對過濾元件的早期磨損和/或過濾元件的密封件的密封效果的失敗。
[0018]可將至少一個緩沖元件有利地布置在面朝徑向方向的至少一個保持元件的表面上。緩沖元件可以顯示保持元件與殼體壁的相對表面之間的其減振功能，并且可以有效地防致過濾元件發(fā)生由于振動所造成的損壞?？梢杂欣貙⒕彌_元件設(shè)計成使得它可以保持過濾元件的質(zhì)量，當(dāng)保持多達(dá)5 kg的塵埃時該質(zhì)量通?？梢愿哌_(dá)8 kg，并且可以減輕振動，在車輛的領(lǐng)域該振動通常等于重力加速度的5倍，并且在高峰使可多達(dá)重力加速度的10倍。這樣，當(dāng)應(yīng)用于殼體部件(諸如殼體壁的相對表面)時，緩沖元件可以顯示其減振效果并因此有效地保護(hù)過濾元件免于振動的影響。
[0019]保持元件也可用于將過濾元件預(yù)先附著到殼體，從而大大地簡化組裝過程，諸如將過濾元件插入殼體，其中會產(chǎn)生在4至5千牛頓范圍內(nèi)的力。
[0020]保持區(qū)和/或密封區(qū)可優(yōu)選地被設(shè)計成同心地被布置在縱向軸線的周圍。因此，可以將保持力對稱地分布到過濾元件，這延長過濾系統(tǒng)的使用壽命。因此，密封區(qū)有利地被對稱地負(fù)載并且可以盡可能長地執(zhí)行其密封功能。這樣，保持區(qū)(其可在徑向方向上被布置在端盤的外側(cè)上)可以有利地吸收保持力并因此減小這些保持力作用于密封件的負(fù)荷，這相應(yīng)地提高過濾系統(tǒng)的不透