具有粗分离器的空气滤清器的制造方法

具有粗分离器的空气滤清器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有粗分离器的空气滤清器，所述空气滤清器具有优化的进气几何特征，其中粗分离器的流出几何特征与滤清器元件的流入几何特征协调一致。
【专利说明】具有粗分离器的空气滤清器
[0001]本申请是国际申请号为“PCT / EP2009 / 052319”，国际申请日为2009年2月26日，申请号为“200980114804.1”且发明名称为“具有粗分离器的空气滤清器”的发明专利申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种具有粗分离器的空气滤清器，而且尤其是涉及这样一种具有粗分离器的空气滤清器，它在粗分离器的流出几何形状与主滤清器的过滤元件的流入面之间具有相互协调一致的流动几何特征。
[0003]尤其是在使用于汽车上或汽车里的内燃机范围里，设计一种效率优化和尺寸优化的空气滤清系统是绝对必要的，这样使外形尺寸小，而且在另一个方面可以使空气滤清装
置有高的效率。
【背景技术】
[0004]由例如EP1364695A1已知一种空气滤清器,它集成在内燃机的进气歧管里，以便使输送给内燃机气缸的燃烧空气进行过滤。空气滤清器的结构基本上有三个部分，而且在滤清器外壳里具有一过滤元件，它设计成可更换的滤芯，该滤芯轴向由燃烧空气流过，而径向通过可关闭的顶盖插入在滤清器外壳里。滤芯的前面是粗分离器旋流器，它用于分离粗的污染颗粒。在滤芯的下游是次级的过滤元件或者说精细过滤元件，该次级的过滤元件或者说精细过滤元件同样也在顶盖打开时可以插入在滤清器外壳里。旋流器-粗分离器、滤芯和精细过滤元件轴向一前一后地布置，并且没有转向地使所要清洗的燃烧空气在轴向方向上流过。

【发明内容】

[0005]本发明的任务是提供一种具有粗分离器的空气滤清器，它具有一种优化的流入几何特征，以便按此方式使空气滤清系统的效率实现优化。
[0006]本发明的任务通过独立权利要求的主题来解决，其中改进的实施形式在从属权利要求中说明。
[0007]按照本发明的一种举例的实施形式提供了一种用于内燃机的空气滤清器，它具有空气滤清器外壳，粗分离器，其中空气滤清器外壳具有用于过滤元件的支座和原气空腔部位，其中原气空腔部位通过空气滤清器外壳相对于空气滤清器被限定，并且通过在原气侧的外壳面或者说流入面相对于所要装入的过滤元件被限定，其中粗分离器具有排气结构，其中排气结构与所要装入的过滤元件的流入面相对应，其中粗分离器具有旋流器装置，所述旋流器装置具有多个分别具有流出通道的单一旋流器，其中流出通道对准于所要装入的过滤元件的流入面分布，其中空气滤清器外壳的支座设计用于接纳过滤元件，其形式为一种具有外置的滤清波纹管和与其径向内置的滤清波纹管的多重波纹管滤清器，其中单一旋流器中的至少一部分用它们的流出通道对准于一条线，以与所要装入的过滤元件的流入通道相对应。
[0008]由于粗分离器旋流器和作为主滤清器的过滤元件的不同作用原理，在空气滤清器外壳里具有不同过滤阶段的不同的作用原理和工作方式。它们可以通过说明的空气滤清器进行优化，使得在一般情况下与单个旋流器的排风口相对应的流出通道与对应的流入面对准，所述流入面对于多重波纹管滤清器通常由流入通道得到，该流入通道例如通过两个相互并排布置的滤清波纹管构成。旋流器装置的单个旋流器如此指向，使其流出通道或者说其出口与过滤元件对应的流入通道对准，使得从单个旋流器流出的空气很少或者不流向一端面，这个端面可能会导致加大空气阻力。按此方式可以使空气滤清器装置的整个流动阻力得以优化，其方法是:使粗分离器的流出通道与多重波纹管滤清器的流入通道相对应地布置。因为多重波纹管滤清器受结构限制，在通常情况下具有环状的流入通道，因此有意义的是:为了使流动阻力实现优化，在空气滤清器装置内使单个旋流器的流出通道如此指向，以至于它们与环形的流入通道几何特征相对应。单个旋流器也可以与多个流入通道对准，这些通道例如相互同心地布置。流入通道并不强制是环形的，而同样也可以设计成横截面为线状或者面状。这里可能有意义的是:被粗分离器的单个旋流器排出的空气流或者说流体流，不必或者只是有限地进行流动反向或者流动转向。
[0009]按照本发明的一种举例的实施形式，单个旋流器中的至少一部分用其流出通道切向地沿着所要装入的过滤元件的外圆周对准。
[0010]一个这样的结构可以实现流动优化地流入装入滤清器外壳里的过滤元件，此时这个过滤元件具有流入面，这个流入面至少部分地通过过滤元件的外壳面来限定。这例如在波纹管滤清器时是这种情况，该波纹管滤清器具有密封结构，该密封结构使得清洁空气侧和原气侧相对于空气滤清器外壳在流出侧分开。不排除附带地设有单个旋流器的装置或者也可以另一粗分离器的装置，该另一粗分离器通过过滤元件的端面通向过滤元件。
[0011]按照本发明的一种举例的实施形式，提出一种用于内燃机的空气滤清器，它具有空气滤清器外壳和粗分离器，其中空气滤清器外壳具有用于过滤元件的支座和原气空腔部位，其中原气空腔部位通过空气滤清器外壳被限定于空气滤清器，并且通过一个在原气侧的外壳面或者说-流入面被限定于一个所要装入的过滤元件，其中粗分离器具有一个排气结构，其中排气结构与一个所要装入的过滤元件的流入面相对应，其中粗分离器具有旋流器装置，该旋流器装置具有多个分别具有流出通道的单一旋流器，其中流出通道对准于所要装入的过滤元件的流入面分布，其中单一旋流器中的至少一部分用它们的流出通道切向地沿着所要装入的过滤元件的外圆周对准。
[0012]按此方式不管是否设有另一粗分离器或者说另外的单个旋流器，它们都通过轴向方向流入过滤元件，对于通过外壳面的流入提供一种优化的流入几何特征。尤其是如果设有一种仅仅通过外部的外壳面而流入的过滤元件，那么粗分离器或者说单个旋流器是必不可少的，所述粗分离器或者说单个旋流器使得流体经过端面流向过滤元件。而这样的过滤元件的整个空气滤清装置的流动阻力可以实现优化，其方法是使单个旋流器用它们的流出通道切向地沿着所要装入的过滤元件的外圆周对准。切向对准可以使流入的空气或者说流入的流体分布在较大的圆周面上或者说较大的圆周通道上，在所述较大的圆周面或者说较大的圆周通道上也延伸了过滤元件的流入面或者说外表面。
[0013]按照本发明的一种举例的实施形式，单一旋流器成一列布置在所要装入的过滤元件的轴向伸展的方向上。
[0014]在单个旋流器成一条线的布置中可以设计使流入通道实现优化，因此复杂费事地引导要滤清的空气或者说要滤清的流体是不可缺少的。，当在功能上是有利的话，单一旋流器可以不仅成一条线对准，以便例如使空气滤清器外壳或者说空气滤清器装置的结构宽度设计得窄，而且也可以沿着所要装入的过滤元件的圆周对准。
[0015]按照本发明的一种举例的实施形式，空气滤清器外壳具有相对于要使用的过滤元件的径向外壳面在圆周方向上变小的距离。
[0016]按此方式可以考虑，切向导引的、要过滤的空气或流体循环地围绕过滤元件的外圆周而运动，而且沿着圆周部分要过滤的流体流过空气滤清器的过滤面，从而使还需要过滤的流体总量沿着圆周而变少。按此方式还可以在流体量沿着圆周变少和在距离与之一致地减少时，使流体在过滤元件的流入侧的压力基本保持不变，从而使过滤元件的过滤效率可以设计成在圆周上更加均匀，或者说在优化的情况下保持不变。
[0017]按照本发明的一种举例的实施形式，空气滤清器外壳具有台阶，它使至所要装入的过滤元件的小距离的部位径向向外与至所要装入的过滤元件的大距离的部位连接起来。
[0018]按此方式可以在该台阶里设计有排气结构。尤其是可以通过这样的装置使空气滤清器外壳的整体结构形式和结构体积设计得更紧凑。这个台阶同时可以相对于环绕面设计成直角的，但也可以根据情况设计成倾斜的。这个台阶的面例如径向从所要装入的过滤元件处伸展离开。这个台阶尤其是对于椭圆形的所要装入的过滤元件和用于装入椭圆形的所述过滤元件所设有的空气滤清器外壳来说设在椭圆的弯曲较小的部位里。
[0019]按照本发明的一种举例的实施形式，在这个台阶里设有排气结构的一个出口或者说多个出口，其中单一旋流器的流出通道对准在基本为切向的方向上。
[0020]按此方式这个台阶可以用作为支座，用于布置单一旋流器的出口，以便可以使从单一旋流器流出的流体流经过长的距离围绕着所要装入的过滤元件的几乎整个圆周流动，而并不过分地通过例如可折叠过滤器的折叠在圆周方向上使空气流制动住。
[0021]按照本发明的一种举例的实施形式，在这个台阶里设有至少一个单一旋流器的出口，所述出口在基本切向方向上设有流出通道。
[0022]按此方式尤其可以在使用多个单一旋流器时，提供一种在空气滤清器外壳里的比较紧凑的流入几何特征，这样由于多个单一旋流器，例如沿着平行于所要装入的过滤元件的轴向伸展方向的一条线，在比较大的宽度上形成环流。
[0023]按照本发明的一种举例的实施形式，多个单一旋流器用其流出通道对准于分布在所要装入的多重波纹管滤清器的至少两个波纹管之间的环形间隙。
[0024]按此方式可以使空气滤清器装置的流动阻力进一步优化，其方法是:使粗分离器的流出通道与多重波纹管滤清器的流入通道相对应地布置。因为多重波纹管滤清器受结构限制，在一般情况下具有环形的流入通道，因此有意义的是:为了在空气滤清器装置内的流动阻力的优化，将单一旋流器流出通道如此定向，使得它们与环形流入通道几何特征相对应地设定方向。单一旋流器可以均匀地分布在环形间隙的伸展线上。单一旋流器也可以对准于多个、例如相互同心地布置的流入通道。
[0025]按照本发明的一种举例的实施形式，空气滤清器具有多重波纹管滤清器形状的过滤元件，它具有外置的滤清波纹管和相对于外置的滤清波纹管径向内置的滤清波纹管，其中外置滤清波纹管的折叠深度小于与之相邻的径向内置滤清波纹管的折叠深度。
[0026]按此方式，可以使流入通道，尤其是在流入一个位于两个滤清波纹管之间的环形间隙时，径向向外布置得比较远，因此流入通道由此可以比径向更靠里布置的流入通道具有更大的有效横截面。这由环形间隙的较大圆周得出，此时这个圆周可以布置得径向更靠外。此外通过提供较大的折叠深度，在径向内置的波纹管时，可以使内波纹管和外波纹管的表面负载相互接近，从而产生一种均匀的过滤表面负载。
[0027]按照本发明的一种举例的实施形式，在外置波纹管上，在向着流入侧的一侧上设有保持形状的壳罩，其中壳罩只是部分地在径向方向上在外置波纹管的折叠深度上延伸。
[0028]按此方式通过保持形状的壳罩实现了过滤元件的形状稳定性，这尤其对于波纹管滤清器具有意义，而没有不必要地封闭波纹管的端面。更确切的是，可以使用在过滤折叠部之间的敞开面作为在轴向方向上的附加流入面，从而加大了在外波纹管和一个内波纹管之间的流入通道的有效横截面。相应波纹管的原气侧和纯气侧可以通过粘接封闭起来，这种粘接然而为了可靠地分开，必须只是位于波纹管的一侧。此外可以在保持形状的壳罩上设有导引空气或流体的装置，例如像空气导板，以便能够最佳地和空气动力学有利地流向流入通道。这例如可以是在保持形状的壳罩端面侧的流入面的一种漏斗状结构，它避免了流体技术方面的阻滞点。
[0029]按照本发明的一种举例的实施形式，单一旋流器具有旋流器通道，在其入口端设有导板装置，设计该导板装置用于使流入的空气或流体围绕旋流器通道的伸展轴线进行转动运动，而且其中在其出口端上设有同心的出口装置，该出口装置具有内置的清洁空气出口和外置的过滤颗粒出口。
[0030]按此方式可以用比较紧凑的结构形式提供单一旋流器，在该单一旋流器中，使需要清洁的空气或需要清洁的流体在旋流器通道里产生旋转运动，从而使要滤出的颗粒由于离心力运动到在旋流器通道的外壁上，并在继续沿着旋流器通道的轴向伸展方向流动时被压在环形槽之间，该环形槽位于内置的清洁空气出口之外并且是外置的过滤颗粒出口。将重的过滤颗粒清洗掉的空气或流 体则经过内置的清洁空气出口到达单一旋流器的流出部位，该流出部位对准于过滤元件的流入面。
[0031]按照本发明的一种举例的实施形式设有用于内燃机的空气滤清器，它具有空气滤清器外壳和粗分离器，其中空气滤清器外壳具有用于过滤元件的支座和原气空腔部位，其中原气空腔部位通过空气滤清器外壳相对于空气滤清器被限定，并且通过在原气侧的外壳面或者说流入面相对于所要装入的过滤元件被限定，其中粗分离器具有排气结构，其中排气结构与所要装入的过滤元件的流入面相对应，其中粗分离器具有旋流器装置，该旋流器装置具有多个分别具有流出通道的单一旋流器，其中流出通道对准所要装入的过滤元件的流入面地分布，其中设计空气滤清器外壳的支座用于放置卷绕的笛形过滤器
(Flotenf ilter )形式^勺紧凑3^过^虑元件，i亥紧凑3^过^虑元件具有$本1轴向阶流入
面，其中多个单一旋流器用它们的流出通道对准于所要装入的笛形过滤器的流入面地分布，并且在多个具有其流出通道的单一旋流器和所要装入的笛形过滤器流入面之间布置了扩散装置，设计该扩散装置用于使压力均匀地分布在流入面上。
[0032]按此方式可以实现均匀的流入并因此实现均匀的过滤元件负载，尤其也是对笛形过滤器，这种笛形过滤器基本上只通过端面流入。尤其是可以通过扩散装置实现，不仅流入紧凑型过滤元件的端面部位，这些端面部位在单一旋流器的直接的流出通道里，而且可以实现均匀的过滤负载。扩散装置例如可以由流体导板或空气导板的装置组成，然而也可以是一种简单的格栅装置，这种格栅装置使真正的流动过程均匀化。扩散装置可以具有不同定位的空气导板，它们一方面可以允许均匀的分布，但也可以引起空气旋转运动或者说流体旋转运动，该空气旋转运动或者说流体旋转运动延长了在扩散装置或者说单一旋流器的流出面和紧凑型过滤元件的端面之间的路程，而不必加长空气滤清器外壳的结构长度。按此方式也可以使流入空气实现均匀化。
[0033]按照本发明的一种举例的实施形式，空气滤清器具有卷绕的笛形过滤器形式的紧凑型过滤元件，它具有基本上轴向的流入面。
[0034]按照本发明的一种举例的实施形式，紧凑型过滤元件的流入面在位于单一旋流器的流出通道方向上的部位里具有凹处。
[0035]按此方式可以实现不同过滤流的均匀流入，尤其是可以根据一种这样的在紧凑型过滤元件的流入侧提供一定的空气引导或流体引导功能的凹处。这样的凹处例如可以在卷绕过滤器的卷的加工方法中形成，尤其是当这样的凹处沿着椭圆形的、具有端面侧流入面的紧凑型过滤元件或笛形过滤器过滤元件设计成大致为环形时。凹处可以与外椭圆形圆周轮廓或圆形圆周轮廓同心地构造，因此形成一种流入槽，单一旋流器的相应流出通道与该流入槽对准。在一种加工方法中这例如可以通过如下措施来达到:在所要卷绕的笛形几何形状的总长度上先使它从流入侧的边棱起逐渐变小，接着又加宽，从而在卷绕状态下，在紧凑型过滤元件或者说卷绕过滤元件的端面上形成一种环绕槽形状的凹处。
[0036]按照本发明的一种举例的实施形式，在圆周方向上，在空气滤清器外壳的外壁和所要装入的过滤元件的流入面之间有流体导板装置。用这样的导板装置可以在空气滤清器外壳之内形成优化的流通几何形状，从而可以对流动通道进行更加精细的调整，而空气滤清器外壳的整个几何形状不必修改。
[0037]应该理解，也可以将前面所述的特征进行组合，这样一方面可以产生一种协同的交替作用，这种作用超出了所述特征的单一作用之和。
[0038]以下根据附图对于发明的举例的实施形式加油说明和叙述。
【专利附图】

【附图说明】
[0039]图1示出一种具有粗分离器和装入的波纹管过滤元件的空气滤清器的一种举例实施形式。
[0040]图2示出一种具有装入的波纹管过滤元件的空气滤清器的一种举例实施形式。
[0041]图3示出一种具有切向布置的旋流器的空气滤清器的一种举例实施形式。
[0042]图4示出一种具有切向流入的旋流器的空气滤清器的径向剖视图。
[0043]图5示出从一侧具有两个流入通道或流出通道的过滤元件的视图。
[0044]图6示出一种具有流入通道或流出通道的过滤元件的视图。
[0045]图7示出一个具有从一侧有流入通道的过滤元件的粗分离器几何形状的视图。
[0046]图8示出一个具有从一侧有两个流入通道的过滤元件的粗分离器几何形状的视图。
[0047]图9示出一种按照本发明的一种举例实施形式的多重波纹管过滤元件。[0048]图10示出一种在图7中所示的、具有倾斜设置的旋流器的粗分离器几何形状的视图。
[0049]图11示出一种具有两个布置在侧面的、在轴向方向上实现流入的旋流器组的粗分离器几何形状。
[0050]图12示出图11所示实施形式的一种空气滤清器外壳的内视图。
[0051]图13示出一种实施形式，其中旋流器被径向流入。
[0052]图14示出一种实施形式，其中旋流器极大程度上布置在空气滤清器外壳的圆周上并且被径向流入。
[0053]图15示出一种具有笛形过滤元件、卷绕状过滤元件、或紧凑型过滤元件的空气滤清器的一种举例实施形式。
[0054]图16示出一种具有扩散装置的空气滤清器的一种举例实施形式。
[0055]图17示出沿着具有流入的旋流器的紧凑型过滤元件或笛形过滤元件的一个轴线伸展方向的剖视图。
[0056]以下所述的实施形式绝不能理解为有局限，而是表明了适宜的，担不是仅有的发明实施形式。
【具体实施方式】
[0057]图1示出了一种空气滤清器100以及粗分离器120的一种举例实施形式。粗分离器具有旋流器装置130，该旋流器装置在这里所述的实施形式中具有多个单一旋流器140。单一旋流器分别具有一个流出方向148。旋流器140的流出方向在这里指向空气滤清器外壳的原气空腔102。在空气滤清器外壳100里装有过滤元件1，它在这里设计成多重波纹管滤清器的形式。预分离的颗粒可以通过排尘管座129无需附加的抽吸例如通过借助于重力、马达的脉动等等而自动排出。这种简单的、节省成本的结构可以导致旋流器单元更大的直径，然而这种结构并不容易堵塞。
[0058]这里所示的过滤元件具有外波纹管10以及内波纹管20。由于图1所示装入方向的限制，在用于过滤元件1的空气滤清器外壳的支座101部位里在空气滤清器外壳的向着原料气原气侧的那一侧上设置密封装置，通过具有两个波纹管10，20的过滤元件1的设计，在两个波纹管10，20之间形成流入通道。过滤元件1在这里所示的实施形式中设有保持形状的壳罩60，在该壳罩上这里也设有过滤元件1的密封结构，用该密封结构使过滤元件1装入在空气滤清器外壳100的支座101里。在图1所示的实施形式中，内波纹管20的两个对置侧面借助于密封元件51连接起来，从而使原气侧102和纯气侧103相对于过滤元件1相互渗透空气密封地分开。因为图1所示的空气滤清器具有一种结构，在该结构上支座101轴向布置在粗分离器的方向上，因此在相对应地构造一种这里所示的双波纹管滤清器时，形成唯一的流入通道，这个流入通道以环形间隙的形状环绕在过滤元件的原气侧的流入面上。单一旋流器140这里对准于流入通道的环形间隙的结构，因此流出通道148与流入通道的环形间隙相对应。在过滤元件的流出侧，第一波纹管10和第二波纹管20用第二密封元件52密封地连接，从而也在这一侧确保了过滤元件1的纯气侧和原气侧相对于过滤元件1的渗透空气密封地分开。
[0059]图2示出了空气滤清器的一种备选实施形式，该空气滤清器具有布置在空气滤清器外壳100上的粗分离器120。这里粗分离器120也具有旋流器装置130，它具有多个单一旋流器140。相比于图1所示的装置，该在图2中所示的粗分离器120具有许多单一旋流器。粗分离器或者说旋流器装置的排气结构121这里也按过滤元件的流入几何特征进行优化地来布置。粗分离的颗粒也可以通过排尘管座129借助于外部的抽吸排出，例如通过排气喷射器或者其它的低压源，如散热器风扇。为此需要附加的管路。同时可以使旋流器单元的直径变小，这在原理上引起更高的分离率。
[0060]与图1相反，过滤元件装入在一方向上，在该方向上用于空气滤清器外壳100的过滤元件1的支座101布置在空气滤清器外壳100的背离粗分离器120的一侧。因此支座和用于使过滤元件相对于空气滤清器外壳100实现密封的密封结构也位于空气滤清器外壳相对于过滤元件1的纯气侧。按此方式加大了原气范围102，这是因为图2所示的空气滤清器具有过滤元件，该过滤元件可以通过两个流入通道实现流入。图2所示的过滤元件1可以通过外壳面实现流入，因为原气空腔102也是侧面在过滤元件1旁边经过，一直到布置在支座101部位里的密封线。除此之外，在图2里设计成双波纹管滤清器的过滤元件1具有另一流入通道，该另一流入通道基本上由内波纹管20的原气侧限定并且在这里分布在过滤元件1的中间。正如参照图1所述的那样，内波纹管20的两个相互对置的侧面与这里在纯气侧上的密封元件51相互连接，而外波纹管10和内波纹管20在原气侧与密封元件52气密地相互连接。
[0061]由于在图2中所示的结构提供了两个流入通道，因此单一旋流器140可以分别对准于对应的流入通道。因为流入通道一个径向在外部并且一个径向在内部位于过滤元件1的端面上，因此单一旋流器140 —方面可以设计成略小于在图1所示的实施形式中，然而为此覆盖住两个流入通道的整个环形间隙长度，该环形间隙长度在图2所示的实施形式中远远长于图1中唯一的环形间隙的长度。
[0062]图3示出了本发明的另一种举例的实施形式，其中除了布置在空气滤清器的轴向伸展方向A上的粗分离器120之外，在侧面还布置另一粗分离器120，该另一粗分离器原理上可以具有与布置在轴向伸展方向上的粗分离器类似的或者相同的构造。径向布置的第二粗分离器120也具有一有多个单一旋流器140的旋流器装置130，所述单一旋流器分别又具有一流出通道148。应该理解到，一种这样径向布置的粗分离器装置也可以设计成没有轴向布置的粗分离器装置，从而只是设计了径向布置的、具有单一旋流器140的粗分离器。图3所示的实施形式示出了一空气滤清器，它具有空气滤清器外壳100，该空气滤清器外壳具有双重波纹管过滤器作为过滤元件1，在该过滤元件中，原气空腔102相对于清洁气腔103的密封在纯气侧103 —侧布置在支座101部位里的密封缝上。按此方式对于过滤元件1来说，在空气滤清器外壳100里又形成类似于图2的双通道的流入几何形状，此时一流入通道对中布置以及另一流入通道布置在径向外面，使得通过该径向外面布置的流入通道可以经过外波纹管10的外表面进行流入。按此方式，通过内波纹管20构成的内流入通道的内部的外壳面通过轴向布置的、具有上面装有单一旋流器的粗分离器实现流入，而径向外面布置的流入通道则经过外波纹管10的外部的外壳面，通过径向布置的、上面装有单一旋流器140的粗分离器120实现流入。按此方式可以实现有目的地流入外表面，以便能够在空气滤清器外壳里达到最佳的流动几何特征。
[0063]图4示出了在过滤元件1或空气滤清器外壳100的径向伸展方向上的剖视图。在这种布置中，可以见到单一旋流器140的径向布置，它在这里所示的实施形式中用其流出通道148相对于过滤元件1的外壳面对准在切向方向上。单一旋流器140具有旋流器通道143，该旋流器通道具有入口侧141和出口侧144。入口侧141具有空气导板装置142，其布置成使得流入的空气或者说流入的流体围绕着旋流器通道143的纵轴线转动，使位于其中的粉尘颗粒由于离心力的作用而被甩到旋流器通道143的外壁上，而且所述粉尘颗粒在叠加有从入口侧141在出口侧144的方向上的流动时，就掉入或压入到旋流器通道壳体和出口漏斗之间的中间腔145里。按此方式可以取决于离心力地、将所要清洁的流体或所要清洁的空气里的重粉尘颗粒清洗掉，而除去了粉尘颗粒的空气则从清洁空气出口孔148流入空气滤清器外壳100的原气空腔102里。空气滤清器外壳在图4所示的实施形式中有一部位，这个部位至所要装入的空气滤清器1只有小的距离，空气滤清器在图4中用114表示。除此之外空气滤清器外壳100也有一部位116，这个部位从空气滤清器外壳至所要装入的空气滤清器元件1具有相对大的距离。两个部位114和116通过台阶115相互分开，其中这个台阶在图4所示的实施形式中布置在径向方向上。在这个台阶里例如可以设有单一旋流器的开口，尤其是当该开口在切向方向上被鼓入空气到空气滤清器外壳1的内腔或者说原气空腔102里时。按此方式使流入的流体或者说流入的空气切向围绕着过滤元件1转动，从而不仅流入位于紧靠旋流器出口的过滤元件1的外壳面部位，而且也在圆周方向上、流入过滤元件1的其它远离的部位里。因为取决于运行情况，所要清洁的流体或者说所要清洁的空气流过过滤元件1的过滤面，因此所要清洁的流体量在环绕方向上较小，这是因为它逐渐地经过过滤面从原气空腔102转入这里没有示出的清洁气腔里。通过位于空气滤清器外壳100和过滤元件1之间的中间腔的一种逐渐变小的结构设计，然而可以使所要清洁的流体或所要清洁的空气的压力基本上在过滤元件1的整个圆周长度上保持不变。尤其是为了避免在台阶15上的流入开口部位里产生涡流，可以设计有空气导板110或者其它导引流动和优化的装置。取代单一旋流器也可以设有一种简单的管座，它引起一种具有切向流入的空气流入。通过切向的流入和围绕过滤元件1流动的圆形导向，可以在外壳100里实现粗分离。在这种情况下粉尘移除机构可以集成在外壳里，以便将分离的颗粒从外壳里排出。
[0064]图5示出了一种折叠式过滤器元件的简图，其中示意示出了单一旋流器流出通道148的布置。图5示出了一种实施形式，其中过滤元件具有两个流入通道，类似于图2和3所示的实施形式。保持形状的壳罩60连同布置在其上面的密封几何结构位于空气滤清器外壳的背离于单一旋流器140的轴向方向上。在图5所示的实施形式中，外波纹管10和内波纹管20通过第二密封元件52渗透空气密封地相互连接起来，从而使流入单一旋流器的所要清洁的空气流入到外过滤器通道以及内过滤器通道里。通过外过滤器通道，所要清洁的空气经过外折叠过滤器的外部的外壳面流入在这里没有示出的清洁气部位，而通过内流入通道流入的空气则经过内波纹管的内部的外壳面流入清洁气部位。
[0065]图6示出了一种过滤元件的布置，该过滤元件可以基本上与图5所示的过滤元件一致，其中然而这个过滤元件则从轴向对置侧进行观察。在这种情况下流入通道通过外过滤元件10的内部的外壳面和内过滤元件20的外部的外壳面构成。这样形成的环形通道通过单一旋流器140的流出通道148实现流入。内折叠过滤器20的对置的内部的外壳面通过第一密封元件51渗透空气密封地密封。保持形状的壳罩60在图6所示的视图中设计得相对较窄，因此无论是外波纹管10的端面还是内波纹管20的端面也都用作流入面。可以理解的是，对于内滤清波纹管20位于内部的或者说对于外滤清波纹管10位于外部的纯气侧的折叠侧分别与第一密封元件51或者说密封的保持形状的壳罩60渗透空气密封地连接，从而又保证了在原气侧和纯气侧的可靠分开。
[0066]图7示出了粗分离器几何形状的视图，该粗分离器几何形状具有过滤元件，其在一侧有一流入通道。旋流器140沿着流入通道的开孔分布。旋流器并不直接紧随所要装入的过滤元件1的圆周轮廓，而是在这里所说的实施形式中稍有偏离。按此方式可以实现无论是就流入特性的优化，还是在旋流器的位置需要方面的几何布置的优化。在侧面设有粉尘出口 129，经过它在旋流器140里分离出的颗粒可以或者通过重力，或者通过外部抽吸而排出。
[0067]图8示出了粗分离器几何形状的视图，该粗分离器几何形状具有过滤元件，其在一侧有两个流入通道。这里所示的旋流器140的直径略小于图7所示的旋流器的直径。然而这些旋流器如此分布，以至于它们通向两个流入通道，即一个中央里面的流入通道和一个中央外面的流入通道。这里也优先在流入和几何布置方面进行优化，因此可以按照两种观点来提供优化的布置。
[0068]图9示出了一种双波纹管过滤元件的三维立体简图，其中这里从倾斜上方可以见到的一侧与图6所示的折叠过滤器的视图相对应，而这里遮盖住的下侧则与图5所示的过滤元件1的视图相对应。在图9中由于是过滤元件的立体图，可以多少更明显地看到折叠过滤元件的构造简况。保持形状的壳罩60这里设有密封装置，该密封装置可以嵌入在空气滤清器外壳的这里没有表示出的支座里。保持形状的壳罩60在这里所示的实施形式中只是局部地布置在外波纹管10的折叠深度上，以便按此方式改进外波纹管的流入面，尤其是外波纹管10内部的外壳面的流入面，只要从这一侧进行流入的话。
[0069]图10示出了一种在图7中示出的、具有倾斜设置的旋流器的粗分离器几何形状。旋流器用其出口或者说流出几何形状与流入通道对准。这不仅可以通过对应的沿着圆周的分布进行，而且也可以通过旋流器出口的对准来进行。既可以是整个旋流器，也可以只是其出口是倾斜的。
[0070]图11示出了具有两个侧面设置的旋流器组的粗分离器几何形状，所述旋流器组在轴向方向上实现流入。旋流器140在所示的实施形式中布置在边缘，因此中央部位例如对于外壳罩或者外壳盖仍可接近以用于更换过滤元件。旋流器既可以倾斜地又可以径向地使流体流入过滤元件。此外旋流器装置130的旋流器出口也可以这样设置，使得在空气滤清器外壳100里产生一种切向的流动。粗分离器128的旋流器单元具有粉尘排出口 129用于排出分离的颗粒。
[0071]图12示出了图11所示实施形式的一种空气滤清器外壳的内视图。这里明显地可以看到出口几何形状148，该出口几何形状通入空气滤清器外壳100的内部。径向进行流入。出口可以具有中间腔，该中间腔允许实现均匀的压力分布，尤其是当旋流器之一堵塞时。通过一种向真正的旋流器出口的横向流动可以实现均匀地流入空气滤清器外壳100。旋流器本身这里并没有示出。
[0072]图13示出了一种实施形式，其中旋流器被径向地流入。在这里所示的布置中旋流器直接通入空气滤清器外壳100的内腔。尤其是对于径向看到的旋流器，具有粗分离器的空气滤清器外壳100的结构长度可以较短。
[0073]图14示出了一种实施形式，其中旋流器极大程度上布置在空气滤清器外壳的圆周上，并且径向地进行流入。沿着几乎整个圆周的布置允许实现均匀的流入。粉尘出口 129则可以合并用于旋流器装置的两侧。空气滤清器外壳的端面空着，使得在那里也可以设有一孔盖，以便更换过滤元件。旋流器也可以径向伸入到位于过滤元件前的空腔里，使得空气滤清器外壳的径向伸长也可以比较小。在盖上或者盖里面也可以设有旋流器，使得这些旋流器就可以在打开时翻开，以便可以够到外壳的内腔，尤其是当旋流器径向伸向里面时。
[0074]图15示出了本发明的另一种举例的实施形式，它具有空气滤清器，该空气滤清器具有空气滤清器外壳100和过滤元件支座101，后者在这里布置在空气滤清器外壳的纯气侧的轴向方向上。在图15所示的空气滤清器外壳里在这里装入紧凑元件形式的或者说笛形过滤器形式或者说卷绕式过滤器形式的过滤元件1。这种卷绕式过滤器或者说笛形过滤器具有一流入面，该流入面一般正交于通流方向地布置。图15所示的笛形过滤器或者说卷绕状过滤器一般没有沿着外圆周布置的流入面。因而对于在图15中所示的笛形过滤器或者说卷绕状过滤器来说，在什麽位置上将过滤元件用的支座布置在空气滤清器外壳100上并且布置相应的密封一般就不重要了。所述密封也可以布置在原气侧102，而不是在纯气侧103，这样做对真正的过滤结果并没有影响。然而应该阻止密封装置布置在原气侧102的支座101上，从而可以将更多的粉尘颗粒在空气滤清器外壳内收集起来，粉尘颗粒例如进入到过滤元件1和空气滤清器外壳100之间，但它们不能从那里移走。图15所示的粗分离器120又具有旋流器装置130，该旋流器装置具有多个单一旋流器140，其开口指向过滤元件1的流入面2。在一种这样的布置中，当设有较少数量的单一旋流器时造成只是流入面13的某些部位用所要清洁的空气进行流入。因而可能合理的是:在粗分离器120的流出部位和过滤元件1的流入面2之间设有扩散装置150，正如与图16所示的那样。一种这样的扩散装置例如可以用于，使得来自粗分离器120可能的不均匀流出实现均匀化，从而使得在过滤元件1的流入面2上的流入均匀地进行。一种这样的扩散装置150例如可以由一种无纺布，或者也可以由其它适合的材料，如发泡材料构成，然而扩散装置150也可以具有导板装置，借助于导板装置使得流入空气这样分布在过滤元件1的流入面2上，从而形成一种均匀的流入。此外设于扩散装置150里的导板可以这样布置，使得空气在扩散装置150后面引起围绕轴向伸展方向A的旋转运动,从而延长在扩散装置150和流入面2之间流过的路程，然而不必改变在扩散装置150和流入面2之间的距离。按此方式也可以实现均匀化地流入流入面2。
[0075]图17示出了本发明的另一种举例的实施形式，其中过滤元件1的流入面2设有凹处14，从而经过流出通道148实现优化地流入被单一旋流器140所排出的空气。一种这样的凹处例如可以在卷绕式过滤器的制造过程中按如下制成:在第一卷绕部位里靠近卷绕芯，使所要卷绕的笛形过滤器材料加宽，而所要卷绕的材料的宽度首先减小，然后又加宽，从而在加上的卷绕厚度上形成凹处14。这既可以在圆形的又可以在椭圆形的卷绕过滤器时达到。应该理解到，通过不对称的侧向移动，在卷绕一种等宽度的笛形过滤器材料时，也可以实现这样的凹处，因而在图17中未示出的，对置的流出侧形成一种相应类似的突起。
[0076]应该指出，“包括”的概念并不排除其它的元件，同样如“一个”的概念也不排除多个元件和步骤。[0077]所应用的附图标记只是用于提高可理解性，决不要看作为限制，其中本发明的保护范围通过权利要求反映。
【权利要求】
1.内燃机的空气滤清器，具有 空气滤清器外壳(100)， 粗分离器(120)， 其中空气滤清器外壳(100)具有用于过滤元件的支座(101)和原气空腔部位， 其中原气空腔部位(102)通过空气滤清器外壳(100)相对于空气滤清器被限定并且通过在原气侧的外壳面或者说流入面相对于所要装入的过滤元件被限定， 其中粗分离器(120)具有排气结构(121)，其中排气结构与所要装入的过滤元件的流入面相对应， 其中粗分离器(120)具有旋流器装置(130)，所述旋流器装置具有多个分别具有流出通道(148)的单一旋流器(140)，其中流出通道(148)对准于所要装入的过滤元件的流入面分布， 其中空气滤清器外壳(100)的支座(101)设计用于接纳过滤元件，过滤元件的形式为具有外置的滤清波纹管和相对于该外置的滤清波纹管径向内置的滤清波纹管的多重波纹管滤清器，其中单一旋流器(140)中的至少一部分用它们的流出通道(148)对准于与所要装入的过滤元件的流入通道相对应的线。
2.按权利要求1所述的空气滤清器，其中至少一部分单一旋流器(140)用它们的流出通道切向地沿着所要装入的过滤元件的外圆周对准。
3.按权利要求2所述的空气滤清器，其中单一旋流器(140)成一列布置在所要装入的过滤元件的轴向伸展方向(A)上。
4.按权利要求2或3所述的空气滤清器，其中空气滤清器外壳(100)具有相对于要装入的过滤元件的径向外壳面在圆周方向上变小的距离。
5.按权利要求2或3所述的空气滤清器，其中空气滤清器外壳(100)具有台阶(115)，台阶使至所要装入的过滤元件小距离(114)的部位径向向外与至所要装入的过滤元件大距离(116)的部位连接起来。
6.按权利要求5所述的空气滤清器，其中在台阶(115)里设有排气结构(121)的出口(147)，所述出口在基本切向的方向上设有流出通道(148)。
7.按权利要求6所述的空气滤清器，其中，在台阶(115)里设有至少一个单一旋流器(140)的出口(147)，所述出口在基本切向的方向上设有流出通道(148)。
8.按权利要求1至3之一所述的空气滤清器，其中多个单一旋流器(140)用其流出通道(148)对准于分布在所要装入的多重滤清波纹管的至少两个滤清波纹管之间的环形间隙。
9.按权利要求1至3之一所述的空气滤清器，其中空气滤清器(100)具有多重波纹管滤清器形式的过滤元件(I)，它具有外置的滤清波纹管(10)和与之径向内置的滤清波纹管(20)，其中外置滤清波纹管(10)的折叠深度小于与之相邻的径向内置滤清波纹管(20)的折叠深度。
10.按权利要求9所述的空气滤清器，其中外置波纹管(10)在向着流入侧的面上具有保持形状的壳罩(60)，其中壳罩(60)只是部分地在径向方向上在外置波纹管(10)的折叠深度上延伸。
11.按权利要求1至3中之一所述的空气滤清器，其中单一旋流器(140)具有旋流器通道(143)，在其入口端(141)设有导板装置(142)，设计该导板装置用于使流入的空气围绕旋流器通道(143)的伸展轴线转动运动，而且在其出口端(144)上设有同心的出口装置，它具有内置的清洁空气出口(146)和外置的过滤颗粒出口(145)。
12.按权利要求1所述的空气滤清器，其中所述单个旋流器与要装入的过滤元件的多个流入通道对准。
13.按权利要求12所述的空气滤清器，其中所述过滤元件的流入通道相互同心地布置。
14.按权利要求12或13所述的空气滤清器，其中提供两个流入通道，流入通道中的一个径向在外部并且另一个径向在内部位于过滤元件(I)的端面上。
15.按权利要求14所述的空气滤清器，其中一个流入通道分布在过滤元件(I)的中间并且基本上由内波纹管(20)的原气侧限定。
16.按权利要求14或15所述的空气滤清器，其中所述单个旋流器对准两个所述流入通道。
17.按权利要求12或13所述的空气滤清器，其中单个旋流器的一部分沿着所要装入的过滤元件的外圆周对准。
【文档编号】F02M35/08GK103644053SQ201310546001
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2009年2月26日 优先权日:2008年2月26日
【发明者】K·明克尔, M·科尔奇克, S·贝克尔, M·海姆 申请人:曼·胡默尔有限公司