DE60316176T2

DE60316176T2 - Luftfilter; auswechselbare filterpatrone; und verfahren

Info

Publication number: DE60316176T2
Application number: DE60316176T
Authority: DE
Inventors: James R. Chanhassen SCOTT; Carolyn J. Bloomington FINNERTY; Steven Scott Richfield GIESEKE; Douglas Lee Waconia IDDINGS; William M. Coon Rapids JULIAR; Gregory Monticello LAVALLEE
Original assignee: Donaldson Co Inc
Current assignee: Donaldson Co Inc
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2023-10-24
Also published as: US20100126131A1; US8852309B2; US7070642B2; ATE529171T1; EP1558360A1; JP4443513B2; CN1826163A; US20040134171A1; EP1987872B1; US10029199B2; US20160271546A1; US7662203B2; US20130269302A1; EP2243537A1; EP1558360B1; US7988757B2; CN101311521B; CN100406102C; AU2003301731A1; US20150020487A1

Description

Anwendungsgebiet der Offenbarung:
Die vorliegende Offenbarung betrifft Luftreiniger. Insbesondere betrifft sie eine Luftreinigeranordnung mit herausnehmbaren und austauschbaren (d. h., wartungsfähigen) Filtereinsätzen. Die offenbarte besondere Anordnung nutzt in einer ersten Stufe einen Separator oder Vorreiniger, um den Betrieb zu erleichtern. Es wird auch ein Verfahren zur Herstellung zur Verfügung gestellt.
Hintergrund
Luftfilterung wird in einer Vielzahl von Anordnungen angewandt. Eine typische Anwendung ist ein Luftreiniger für die Ansaugluft von Verbrennungsmotoren. Nach einer Anwendungszeit ist die Wartung des Filtermediums im Reiniger notwendig, entweder durch Reinigen oder vollständigen Austausch. Typischerweise ist das Filtermedium bei einem für einen Verbrennungsmotor, wie z. B. in einem Fahrzeug, verwendeten Luftreiniger in einer entfernbaren oder austauschbaren (d. h. wartungsfähigen) Komponente, Element oder Einsatz enthalten. Beispiele sind in den US-Patenten 4,211,543 ; 4,135,899 ; 3,672,130; B1 5,445,241 ; 5,700,304 ; 6,051,042 ; 6,039,778 ; 5,547,480 ; 5,755,842 ; und 5,800,581 sowie der PCT-Veröffentlichung WO 89/01818 gezeigt. Die US-Anmeldung 09/729,033 , angemeldet am 4. Dezember 2000, zeigt ebenfalls solch ein Element, wobei eine einzigartige Wechselwirkung zwischen dem Element und einer Endabdeckung gezeigt ist.
Verbesserungen bei Filteranordnungen bezüglich der Montage und der Anwendung sind wünschenswert.
Zusammenfassung
Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbesserungen in Filterpatronen und Luftreinigeranordnungen gemäß den Ansprüchen 1 bzw. 10. Die Technik wurde ins besondere zur Anwendung bei Luftreinigern zum Reinigen von Motoransaugluft für einen Verbrennungsmotor entwickelt, wie sie bei einem Fahrzeug, wie z. B. einem Bus, einem Lastkraftwagen oder bei fahrbaren Gerätschaften, wie einem Traktor oder Baugerätschaften oder einem stationären Generator verwendet werden. Die Verbesserungen betreffen generell Luftreiniger, in denen Filtermedium Teil einer entfernbaren und austauschbaren (d. h. wartungsfähigen) Komponente ist.
Durch die vorliegende Offenbarung werden eine Reihe von Verbesserungen hervorgebracht, und in den Figuren werden Ausführungsformen, die Beispiele der verschiedenen beschriebenen Verbesserungen darstellen, zur Verfügung gestellt. Es ist jedoch nicht notwendig, dass alle der beschriebenen möglichen Verbesserungen in ein gegebenes Luftreinigersystem oder eine gegebene Komponente inkorporiert sind; und Abweichungen von den beschriebenen Ausführungsformen sind möglich.
Viele der Verbesserungen betreffen mögliche einzigartige Konstruktionen von Primärfilterelementeinsätzen. Beispiele dieser optionalen Verbesserungen, die unten ausführlich beschrieben sind, umfassen:

1a. Eine verbesserte Konstruktion, die unter anderem die optionale Anwendung eines Außenträgers in dem Primärfiltereinsatz erlaubt; und keinen Innenträger für das Faltenmedium, der sich über die gesamte Länge des Elementes erstreckt;
2a. Verbesserte Konstruktionen betreffend die Art und Weise, in der der Primärfiltereinsatz an einem Luftreinigergehäuse befestigt und abgedichtet ist;
3a. Eine Verbesserung eines Außenträgergerüstes solch eines Einsatzes, betreffend: (a) einen abgeschirmten Bereich zur Anwendung in Verbindung mit einer Staubevakuierungseinrichtung; (b) einen durchlässigen Bereich, um den Luftstrom zum Medium in einer bevorzugten Art und Weise zu erlauben;
4a. Eine verbesserte Form zum Anpassen bestimmter Gehäusemerkmale;
5a. Eine verbesserte Verriegelung an einem geschlossenen Ende des Filters, um eine Rotationsbewegung des Filters während der Anwendung zu verhindern;
6a. Verbesserung einer Außengerüstkonstruktion zum Erleichtern der Herstellung und des Zusammenbaus des Einsatzes.

Optionale Verbesserungen, die hierin vorgesehen sind, betreffen auch die vom Primärfiltereinsatz während der Anwendung umgebene Konstruktion. Einige dieser optionalen Verbesserungen betreffen zum Beispiel die folgenden:

1b. Einen bevorzugten Träger, der innerhalb der Luftreinigeranordnung des Primärfiltereinsatzes separat installierbar ist, um als ein Innenträger für Faltenmedium wirksam zu sein;
2b. Optionaler Einbau des oben unter 1b aufgezeigten Trägers als ein Träger, z. B. als ein Außenträger, für einen bevorzugten Sicherheitsfiltereinsatz;
3b. Verbesserte und vorteilhafte Anordnungen zum Befestigen des Trägers und/oder Sekundärfiltereinsatzes an einem Luftreinigergehäuse;
4b. Eine verbesserte optionale Wechselwirkung zwischen inneren und äußeren Auskleidungen eines Sicherheitselementeinsatzes; und
5b. Eine optionale verbesserte Form-/Passung-Beziehung zwischen einem Sicherheitselement oder Innenträger und dem Primärfiltereinsatz.

Außerdem sind die hierin beschriebenen Verbesserungen auch in Bezug auf Luftreinigergehäuse vorgesehen. Einige der Verbesserungen betreffen zum Beispiel die folgenden:

1c. Merkmale in dem Gehäuse zum Verbessern einer bevorzugten unabhängigen Befestigung eines Primärfiltereinsatzes und Innenträgers (oder optional eines Sicherheitsfiltereinsatzes);
2c. Eine optionale verbundene Gehäuseseitenwand, um einen Wechsel in der Ausrichtung von Gehäusekomponenten zu erlauben, wie z. B. eine Einlasswinkelausrichtung in Bezug auf einen Staubstromauslass;
3c. Bevorzugte Positionen von Einlass, Auslass und Staubausstoßrohrleitungen;
4c. Eine verbesserte optionale Endabdeckung, die durch eine nichtdrehbare Verschlussanordnung befestigbar ist, die nicht unbedingt zusätzliche Verriegelungen oder ähnliche Konstruktionen erfordert;
5c. Eine verbesserte Vorreinigeranordnung, die optional an einer Endabdeckung befestigt ist;
6c. Eine verbesserte optionale Abdeckung, die so befestigt ist, dass sie durch einen Teil des Gehäuses umgeben ist, im Gegensatz dazu, dass ein Teil der Abdeckung einen Teil des Gehäuses überlappt;
7c. Eine verbesserte optionale Rotationsteilverriegelung zwischen der Abdeckung und dem Gehäuse; und
8c. Eine Abdeckung, die ein verbessertes Element eines Vorsprung/Aufnahmemechanismus umfassen kann, um die unerwünschte Rotation eines zugehörigen Primärfiltereinsatzes während der Anwendung zu verhindern.

Hierin werden außerdem Verbesserungen an einer mit einer Luftreinigergehäuseseitenwand verbundenen Gehäuseendabdeckung vorgesehen. Einige dieser optionalen Verbesserungen betreffen zum Beispiel die folgenden:

1d. Vorsehen einer geschlossenen Endabdeckung, die optional einen permanent daran befestigten Vorreiniger umfasst;
2d. Eine geschlossene Endabdeckung mit einem optionalen integral als Formteil ausgebildeten Verriegelungsmechanismus zum nicht drehbaren Eingriff mit einer Gehäuseseitenwand während der Anwendung;
3d. Ein besonderer optionaler, flexibler Verriegelungsmechanismus, der durch eine Zungen/Schlitz-Presspassung mit einer Endabdeckung in Eingriff bringbar ist;
4d. Eine verbesserte optionale Teilverriegelung zum Befestigen einer Endabdeckung an einer Gehäuseseitenwand;
5d. Eine verbesserte optionale Befestigungsanordnung, bei der eine Endabdeckung mit einem Teil der Gehäuseseitenwand befestigt ist, die die Endabdeckung umgibt, und ohne dass ein Teil der Endabdeckung die Gehäusewand umgibt; und
6d. Eine verbesserte optionale Verriegelungsanordnung an der Endabdeckung zum Eingriff mit einem Teil eines zugehörigen Primärfiltereinsatzes während der Anwendung.

Hierin sind auch Verbesserungen bei der Anwendung vorgesehen.
Aus der ausführlichen Beschreibung wird auch offensichtlich, dass die bevorzugten Komponenten so ausgebildet sein können, dass die Herstellung und der Zusammenbau erleichtert wird. Beispiele einiger dieser optionalen Verbesserungen umfassen die folgenden:

1e. Einen verbesserten optionalen Außenträger für einen Primärfiltereinsatz, der die Herstellung erleichtert;
2e. Bevorzugte optionale Gehäusekomponenten, die die oben beschriebenen Merkmale in Konfigurationen umfassen, die unter Anwendung von Kunststoffformteilherstellungsverfahren einfach hergestellt werden können;
3e. Bevorzugte optionale Verfahren zum Befestigen und Abdichten eines Primärfiltereinsatzes in einem Gehäuse;
4e. Bevorzugte optionale Verfahren zum Befestigen und Abdichten eines Sekundärfilters oder eines Sicherheitsfiltereinsatzes in einem Gehäuse; und
5e. Verbesserte und bevorzugte optionale Verfahren zum Halten von Medium in einem Primärfiltereinsatz.
6e. Verbesserte und bevorzugte (optionale) Verfahren zum Halten von Medium in einem Sekundär- oder Sicherheitsfiltereinsatz.

In den Zeichnungen sind spezielle Beispiele von Merkmalen, die für das Obige sorgen, gezeigt und unten in der ausführlichen Beschreibung beschrieben. Generell sind Einzelne anwendbar, um eine Verbesserung vorzusehen. In den dargestellten bevorzugten Ausführungsformen sind ausgewählte der verschiedenen Merkmale in einzigartigen verbesserten Luftreinigern und in einzigartigen Luftreinigerkomponentenanordnungen aufeinander abgestimmt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Seitenansicht einer Filteranordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die eine aus der Anordnung der 1 herausnehmbare Komponente zeigt
3 ist eine seitliche Schnittansicht der Anordnung der 1–2, dargestellt ohne ein herausnehmbares Staubevakuierungsventil:
4 ist eine vergrößerte auseinandergezogene, fragmentarische, perspektivische Außenansicht einer Endabdeckungskomponente eines Primärfiltereinsatzes der Anordnung der 1;
5 ist eine vergrößerte, auseinandergezogene, perspektivische Innenansicht der in 4 dargestellten Komponenten;
6 ist eine Seitenansicht einer Primärfiltereinsatzkomponente der Anordnung von 1;
7 ist eine zum Ende 58 gerichtete Endansicht des in 6 dargestellten Filtereinsatzes;
8 ist eine perspektivische Ansicht einer Komponente des in den 6–7 dargestellten Filtereinsatzes;
9 ist eine Endansicht einer Gehäusekomponente der in 1 dargestellten Anordnung, gezeigt mit entfernter Endabdeckungskomponente und mit sichtbaren bestimmten inneren Komponenten;
10 ist eine seitliche Schnittansicht der Gehäusekomponente der 9 entlang der Linie 10-10 der 9;
11 ist eine Seitenansicht einer Sicherheitselementkomponente der Anordnung der 1;
12 ist eine seitliche Schnittansicht der Sicherheitselementkomponente der 11 entlang der Linie 12-12, 11;
13 ist eine auseinander gezogene Ansicht der Sicherheitselementkomponente der 11;
14 ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines Luftreinigers gemäß der vorliegenden Offenbarung;
15 ist eine fragmentarische perspektivische Ansicht einer zweiten alternativen Ausführungsform eines Luftreinigers gemäß der vorliegenden Offenbarung;
16 ist eine Endansicht eines Teiles einer dritten alternativen Ausführungsform eines Luftreinigers gemäß der vorliegenden Offenbarung;
17 ist eine seitliche Schnittansicht entlang der Linie 17-17, 16;
18 ist eine vergrößerte fragmentarische Ansicht eines Teiles der in 17 gezeigten Anordnung mit einem darin installierten Sicherheitselement;
19 ist eine perspektivische Ansicht einer vierten alternativen Ausführungsform eines Luftreinigers gemäß der vorliegenden Offenbarung;
20 ist eine fragmentarische perspektivische Ansicht eines Teiles eines alternativen Primärelementes, das in einem Luftreiniger gemäß der vorliegenden Offenbarung anwendbar ist:
21 ist eine fragmentarische Schnittansicht eines alternativen Primärfilterelementes gemäß der vorliegenden Offenbarung;
22 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren alternativen Luftreinigergehäuses gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
23 ist eine fragmentarische Schnittansicht eines Teiles der 22.
24 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines weiteren alternativen Luftreinigers gemäß der vorliegenden Offenbarung.
25 ist eine auseinandergezogene schematische perspektivische Ansicht, die ein Abdeckungselement und einen Primärluftfilterelementeinsatz der Anordnung der 24 zeigt.
26 ist eine Seitenansicht des in 25 dargestellten Primärfilterelementeinsatzes.
27 ist eine seitliche Schnittansicht der in 24 dargestellten Anordnung.
28 ist eine perspektivische Ansicht eines Einlassendes einer weiteren Ausführungsform eines Luftreinigers gemäß der vorliegenden Offenbarung.
29 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der in 28 dargestellten Anordnung.
30 ist eine perspektivische Ansicht von zwei der, in 29 dargestellten, Komponenten, in Richtung einer Innenseitenfläche einer Einlassendabdeckung gesehen.
31 ist eine seitliche Schnittansicht der in 28 dargestellten Anordnung.
32 ist eine Seitenansicht einer Primärfilterelementkomponente, die in der Anordnung der 28–31 anwendbar ist.
33 ist eine perspektivische Ansicht einer Außengerüstkomponente, die in dem in 32 dargestellten Primärfilterelement anwendbar ist.
Ausführliche Beschreibung
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Luftreinigeraufbau. Es ist eine Vielzahl von Verbesserungen an bekannten Luftreinigern vorgesehen. Verschiedene oder ausgewählte Verbesserungen können angewandt werden, um einen geeigneten Luftreiniger vorzusehen. Der in den 1–13 dargestellte besondere Luftreiniger und die Alternativen der 14–33 zeigen oder demonstrieren Beispiele von vielen der hierin beschriebenen verschiedenen Verbesserungen. Es ist nicht erforderlich, dass in jeder und allen Ausführungen der Techniken und Prinzipien der vorliegenden Offenbarung alle beschriebenen Verbesserungen verwendet werden müssen. Viele der Merkmale sind in den anhängigen proviso rischen US-Anmeldungen des gleichen Inhabers 60/421,882, angemeldet am 28. Oktober 2002, und 60/453,737, angemeldet am 6. März 2003, beschrieben.
I. Allgemeiner Luftreinigeraufbau und -arbeitsweise
Das Bezugszeichen 1, 1, bezeichnet generell eine Luftreinigeranordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung. Die dargestellte besondere Luftreinigeranordnung 1 ist eine Motorverbrennungsluft-Ansaugluftreinigeranordnung 2. Viele der hierin beschriebenen Verfahren können bei der Filterung oder Reinigung einer Vielzahl von Gasen angewandt werden. Die offenbarten Einzelheiten wurden jedoch insbesondere zur Anwendung in einer Luftreinigeranordnung entwickelt, zum Beispiel zur Anwendung zur Reinigung der Motoransaugluft für einen Verbrennungsmotor, wie dem Motor eines Fahrzeuges, wie eines Lastkraftwagens, eines Busses, eines Traktors oder von Baugerätschaften; oder für einen Generator.
Bezugnehmend auf 1 umfasst eine Luftreinigeranordnung 2 üblicherweise ein Gehäuse 3, das besitzt: einen Lufteinlass 5; einen Luftauslass 6; und eine Staubausstoßvorrichtung oder ein Sinkrohr 7. Die Luftreinigeranordnung 2 umfasst außerdem optional Montagefüße oder Lager 8, um die Befestigung daran zu erleichtern. (Alternativ könnte die Anordnung 2 mit einem separaten Befestigungsband oder einer Befestigungsschelle befestigt sein). Es wird vorweg genommen, dass die typische Ausrichtung für das in 1 dargestellte Gehäuse 2 in Benutzung grundsätzlich horizontal ist (d. h., mit sich horizontal erstreckendem Rohr 6, wie allgemein in 1 gezeigt, wobei das Sinkrohr 7 nach unten zeigt). Viele der hierin beschriebenen Prinzipien und Verfahren können jedoch für Luftreinigeranordnungen angewandt werden, die in anderen Ausrichtungen befestigt sind.
Das dargestellte besondere Gehäuse 2 hat eine üblicherweise zylinderförmige Außengehäuseseitenwand 9; d. h., die Seitenwand 9 ist im allgemeinen im Querschnitt rund. Der Einlass 5 ist für die gezeigte Ausführungsform ein Seiteneintritt 5a, d. h., der Eintritt 5a geht durch die Seitenwand 9. Insbesondere ist der Einlass 5 ein runder tangentialer Einlass 10. Der Ausdruck „tangential" soll in diesem Zusammenhang angeben, dass eine Mittellinie 11 des runden Einlasses 10 nicht zu einer Mittelachse 12, 3, des Gehäuses 3 gerichtet ist, sondern die Mittellinie 11 ist eher mehr tangential ausgerichtet. Dieses bewirkt, dass die durch den Tangentialeinlass 10 eintretende (und somit in den Bereich 14, 3, gelenkte) Luft sich in einem Wirbelmuster zu bewegen beginnt. Das Wirbelmuster wird durch die bevorzugte, im allgemeinen zylindrische Form der Seitenwand 9 erleichtert.
Immer noch bezugnehmend auf 1 ist der Luftauslass 6 ein runder, axialer Auslass 15. Mit „axial" ist in diesem Zusammenhang gemeint, dass eine Mittellinie des Auslasses 15, 3, sich parallel zu einer Mittellinie oder -achse 12, 3, des Gehäuses 3 erstreckt. In dem gezeigten besonderen Beispiel ist die Mittellinie des Auslasses 15 koaxial mit der Mittellinie 12 des Gehäuses 3, weil die bevorzugte Gehäuseseitenwand 9 einen runden Querschnitt besitzt und der Auslass 6 nicht exzentrisch angeordnet ist. Natürlich sind alternative Konfigurationen möglich, diese Besondere ist jedoch günstig. Der Hinweis darauf, dass der Auslass 15 rund ist, ist ein Hinweis auf die allgemeine Form des Innenraumes der Luftströmungsrohrleitung.
Bezugnehmend auf 3 hat die Seitenwand 9 erste und zweite gegenüberliegende Enden 16 bzw. 17. Das erste Ende 16 ist durch eine Abdeckung 18 geschlossen, die den von dieser vorstehenden Auslass 6 besitzt. Bezugnehmend auf 3 ist die Abdeckung 18 mit dem Ende 16 einstückig und von diesem nicht trennbar, und in der gezeigten bevorzugten Ausführung hat die Abdeckung 18 mindestens zwei, in diesem Fall drei Bereiche oder Stufen mit unterschiedlichem Durchmesser, angegebenen mit 18a, 18b und 18c. Die entsprechenden Innendurchmesser oder Stufen verringern sich mit 18a > 18b > 18c. Die Funktion dieser Stufen wird aus den weiteren Erläuterungen verständlich.
Der Abzweig 6a im Auslassrohr 6 dient zur Befestigung von optionalen Druck- oder Drosselungsanzeigern oder anderen Gerätschaften.
Für die gezeigte besondere Ausführungsform befindet sich das Staubsinkrohr 7 nahe dem ersten Ende 16.
Das Ende 17, 1, definiert ein offenes Ende, und der Luftreiniger 2 umfasst einen Einlass 5 benachbart dazu. Das offene Ende 17 in der Seitenwand 19 ist für den Luftdurchgang dort hindurch durch die Abdeckung 20 geschlossen.
Im Allgemeinen hat die Abdeckung 20 im Endbereich 20a keine dort hindurchgehende Öffnung und ist ein an der Seitenwand 9 zum Verschließen des Endes 17 befestigter, abnehmbarer Zugangs- oder Wartungsdeckel 21. Der Wartungsdeckel 21 wird periodisch geöffnet oder abgenommen, um einen Wartungszugang zu einem Innenraum 23, 3, des Gehäuses für die Inspektion, die Wartung oder Montage von darin enthaltenen Komponenten zur Verfügung zu stellen. Für die dargestellte besondere Ausführungsform ist der Wartungsdeckel 21 für den – Wartungszugang zum Innenraum 23 vollständig von der Seitenwand 9 abnehmbar. Der Deckel 21 kann an einem Rest 25 (10) des Gehäuses 3 in vierfacher Weise befestigt werden, zum Beispiel durch die Anwendung von Verschlüssen, Schrauben oder anderen Konstruktionen. Unten sind verschiedene geeignete Befestigungsmechanismen gezeigt und erläutert.
Die Aufmerksamkeit wird nun auf 2 gerichtet. In 2 ist eine Luftreinigeranordnung 2 in auseinandergezogener perspektivischer Ansicht dargestellt, sodass bestimmte abtrennbare Komponenten sichtbar sind. Bezugnehmend auf 2 umfassen die dargestellten Komponenten: Gehäuseabschnitt 25 (d. h., das Gehäuse 3 ohne die Abdeckung 20); Wartungsdeckel 21; ein herausnehmbares und austauschbares Primärfilterelement oder Filtereinsatz 30; optionales herausnehmbares und austauschbares Sekundärsicherheitselement oder -einsatz 31; und Staubausstoßventil 32 (in Phantomlinie und nicht herausgenommen gezeigt). Der Primäreinsatz 30 ist in der Seitenansicht in 6 dargestellt; und der Sicherheitseinsatz 31 ist in Seitenansicht in 11 dargestellt. Das Staubausstoßventil 32 ist herausnehmbar, bei normaler Anwendung des Luftreinigers 2 wird es jedoch, wenn das Ventil 32 einmal installiert ist, nicht entfernt, außer es wird beschädigt.
Immer noch Bezugnehmend auf 2 umfasst die Luftreinigeranordnung 2 außerdem einen Vorreiniger 35. Im Allgemeinen ist ein Vorreiniger, wie zum Beispiel der Vorreiniger 35, wirksam, um bestimmtes teilchenförmiges Material aus einem Luftstrom zu entfernen, bevor der Luftstrom in das Medium des Primärfil terelementes oder des Primärfiltereinsatzes 30 geführt wird. Ein Vorteil davon ist, dass er für eine längere Lebensdauer des Primärfiltereinsatzes 30 sorgt. Für die dargestellte besondere Anordnung ist der Vorreiniger 35 am Wartungsdeckel 21 befestigt und wird bei normaler bevorzugter Arbeitsweise niemals getrennt und ist in der Tat ohne Beschädigung der Abdeckung nicht trennbar. In einer alternativen, unten in Verbindung mit 21 erläuterten Ausführungsform ist der Vorreiniger an dem Primärfilterelement oder dem Primärfiltereinsatz installiert und befestigt.
Bezugnehmend auf 5 umfasst der Vorreiniger 35: eine Zyklonrampenkomponente 36; und eine im Allgemeinen zylindrische Abschirmungskomponente 37; wobei die Rampe 36 an einer Außenfläche 42 der Abschirmung 37 angeordnet ist. In der gezeigten Ausführungsform sind die Rampe 36 und die Abschirmung 37 einstückig miteinander ausgebildet, wobei die beiden zusammen als ein Einziges Kunststoffformteil ausgebildet sind. Am Ende 36a, der Bereich 36b hinter der Rampe 36 (d. h., zwischen der Rampe 36 und einem Ende 20a der Abdeckung 20), ist die Rampe 36 durch ein Ende 38 geschlossen. Die Arbeitsweise der Komponenten 36, 37 (und somit des Vorreinigers 35) wird teilweise durch Bezugnahme auf die allgemeine Arbeitsweise der Luftreinigeranordnung 2 zu verstehen sein.
Während der normalen Arbeitsweise tritt zu filternde Luft durch den tangentialen Einlass 10, 1, in den Raum 14, 3, in die Luftreinigeranordnung 2 ein. Der Raum 14 ist allgemein als zwischen einer Innenfläche 41 (der Gehäuseseitenwand 9) und einer Außenfläche 42 (der Abschirmung 37) liegend definiert. Der Eingang in den Raum 14 liegt vorzugsweise in einem der Bereiche 43a, 43b, 5, wo sich die Rampe 36 nicht wesentlich vom Ende 20a wegbewegt hat. Wegen des bevorzugten tangentialen Eintrittes wird der in den Raum 14 gelenkte Luftstrom im wesentlichen in eine kreisförmige, umfängliche oder zyklonische Strömung gelenkt. Für die gezeigte besondere Ausführungsform und bezugnehmend auf die allgemeine Sichtweise der 1, wenn von der Außenseite des Luftreinigers 2 zur Abdeckung 20 hin geschaut wird, würde diese Strömung in Uhrzeigerrichtung sein. Natürlich könnte die Luftreinigeranordnung für eine entgegengesetzte Strömungsrichtung ausgebildet sein.
Nochmals bezugnehmend auf 3 wird die Luft beim Eintreten in den Raum 14 in den Vorreiniger 35 geführt. Die Zyklonrampe 36 ist angeordnet, um zu helfen, der Luft ein Spiral- oder Zyklonmoment zu verleihen, und den darin enthaltenen Staub spiralförmig zum Ende 16 zu bewegen, wenn die Luft um die Abschirmung 37 herum zirkuliert. Im Allgemeinen wickelt sich die Rampe 36 um die Abschirmung 37 um weniger als eine vollständige Umdrehung herum, vorzugsweise nicht mehr als 340°, typischerweise weniger als 320°, zum Beispiel um einen Betrag innerhalb des Bereiches von 150° bis 280°. Eine typische Abschirmung 37 würde sich mindestens 35 mm (Millimeter) und typischerweise 44 mm bis 170 mm an der Seite des Elementeinsatzes 30 entlang erstrecken. Eine typische Rampe 36 würde mindestens 5 mm, und typischerweise 7 mm–20 mm von der Abschirmung 37 nach außen vorstehen.
Die Abschirmung 37 verhindert, dass die Partikel mitführende Luft unmittelbar auf das Medium in der Patrone 30 trifft, bevor die spiralförmige Bewegung (und somit die Vorreinigung) stattfindet. Im Allgemeinen wird in Folge des zyklonischen Wirbels ein wesentlicher Teil der in dem Luftstrom enthaltenen Staubpartikel zur Innenseitenwand 41 des Gehäuses 15 geführt, um schließlich durch das Staubsinkrohr 7 ausgestoßen zu werden. In einer typischen Anordnung würde das Staubsinkrohr 7 durch ein Ausstoßventil 32 abgedeckt sein, das in den 1 und 2 in Phantomlinie gezeigt ist. Solche Ausstoßventile sind bekannt. Einige Beispiele sind in US 3,429,108 beschrieben.
In einer typischen Ausführungsform windet sich die Rampe 36 mit einer Geschwindigkeit, die vom Ende 43 weg pro 10° der Windung ungefähr 2–4 mm lineare Bewegung oder Strecke vorsieht.
Bezugnehmend auf die 3 und 5 umfasst das Primärelement oder der Einsatz 30 im Allgemeinen eine Länge von Medium 55, das ein Reinluftraumvolumen 56 umgibt und begrenzt. Für die dargestellte besondere Ausführungsform ist das Medium 55 in Falten 55a angeordnet, die sich in Längsrichtung zwischen den Enden 57, 58 des Einsatzes 30 erstrecken.
Nochmals bezugnehmend auf 3 strömt die Luft nach dem Ausstritt aus dem Vorreiniger 35 von der stromaufwärtsliegenden Seite 59 zur stromabwärtsliegen den Seite 60 durch das Primärfilterelement 30 und tritt dann in den Reinluftbereich 56 ein. Typischerweise ist die Luft an diesem Punkt ausreichend sauber, um durch das Auslassrohr 6 zum Motor/Ansaugstutzen eines Verbrennungsmotors weitergeleitet zu werden.
Wie oben angemerkt wurde, umfasst die dargestellte besondere Luftreinigeranordnung 2 ein optionales Sekundär- oder Sicherheitselement oder -filtereinsatz 31, 2. Das Sicherheitselement oder der Sicherheitsfiltereinsatz 31 umfasst im Bereich 56, 3, ein derart angeordnetes Medium 65, dass das Medium 55 verlassende Luft auf dem Weg zum Auslass 6 durch das Medium 65 strömen muss. Das Medium 65 für eine typische Anwendung ist nicht gefaltet, sondern umfasst stattdessen eine Lage aus Vliesfasermedium, das den offenen mittigen Bereich 66, 3, umgibt.
Aus der obigen Beschreibung ist die allgemeine Arbeitsweise der Luftreinigeranordnung 2 wie folgt zu verstehen:

1. Zu filternde Luft tritt zuerst durch den Einlass 5 in die Anordnung 2 ein.
2. Durch eine Kombination von tangentialem Eintritt, der runden Gehäuseseitenwand 9, der Abschirmung 37 und der Vorreinigerrampe 36 wird der Luftstrom in ein zyklonisches oder spiralförmiges Strömungsmuster gelenkt. Das treibt einiges von dem Staubmaterial an die Innenseitenfläche 41 der Gehäuseseitenwand 9, wodurch ein Vorreinigungseffekt vorgesehen wird. Der vorgereinigte Staub wird schließlich durch das Sinkrohr 7 ausgestoßen.
3. Die Luft strömt durch das Medium 55 des Primärfiltereinsatzes 30 und wird dadurch gefiltert.
4. Wenn der optionale Sicherheits- oder Sekundärfiltereinsatz verwendet wird, kann die gefilterte Luft durch das Medium 65 des Sicherheits- oder Sekundärfiltereinsatzes 31 in den Reinluftbereich 66 strömen.
5. Die Luft wird dann vom Luftreiniger 2 durch die Endkappe 18, d. h., durch die Auslassrohrleitung 6, axial nach außen geleitet.

Bestimmte Konstruktionsmerkmale der bevorzugten Luftreinigeranordnung 2 sind außerdem wie folgt:

1. Die Zugangabdeckung 20 ist am vom Luftströmungsauslassrohr 6 gegenüberliegenden Ende 17 des Gehäuses 3 angeordnet.
2. Der Einlass 5 ist ein Seiteneintrittseinlass und der Auslass 6 ist ein axialer Luftströmungsauslass.
3. Der Einlass 5 ist nahe dem Ende 17 des Gehäuses angeordnet, und das Auslassrohr 6 ist nahe dem gegenüberliegenden Ende 16 des Gehäuses 3 angeordnet.
4. Das Sinkrohr 7 für den Staub ist neben den Auslassrohr 6 und dem Ende 16 des Gehäuses angeordnet.
5. Der Vorreiniger 35 ist neben dem Einlassrohr 5 am Ende 17 des Gehäuses und somit neben der Abdeckung 20 angeordnet.
6. Für die besondere Ausführungsform der 3 ist der Vorreiniger 35 ständig an der Abdeckung 20 befestigt.

II. Abdichtung des Primärfiltereinsatzes 30 innerhalb des Luftreinigers 2
Wie oben erläutert wurde, ist der Primärfiltereinsatz 30 eine herausnehmbare und austauschbare (d. h. wartungsfähige) Komponente. Das heißt, der Primärfiltereinsatz 30 ist so konstruiert, dass er zur Wartung (zum Beispiel durch Ersatz) herausnehmbar ist. Um die richtige Arbeitsweise der Luftreinigeranordnung 2 zu gewährleisen, ist es somit notwendig, dass der Primärfiltereinsatz 30 so konstruiert ist, dass er innerhalb des Gehäuses 30 richtig abdichtet, sobald er installiert ist, so dass Luft während des Betriebes nicht am Medium 55 vorbeiströmt. Die Luftreinigeranordnung 2 kann so konfiguriert sein, dass sie diese Dichtung in vielfacher Art und Weise zur Verfügung stellt.
Zum Beispiel könnte eine Radialdichtung zwischen entweder einem Innenteil oder einem Außenteil des Primärelementes 30 um sein Auslassende herum und einem anderen Teil der Anordnung verwendet werden. Verschiedene Arten von Radialdichtungssystemen, die an Luftreiniger angepasst werden können, und die Komponenten mit bestimmten Merkmalen, wie sie hierin beschrieben sind, umfassen, sind zum Beispiel in der PCT-Veröffentlichung WO 89/01818 bei 259 und in US 5,938,804 , 6 bei 75, gezeigt. Die in jenen Anordnungen dargestellten Typen von Radialdichtungen könnten zur Anwendung in einem hierin beschrie benen System mit geeigneter Modifikation angepasst werden. Eine Radialdichtung ist in der unten erläuterten alternativen Ausführungsform der 20 gezeigt.
Die dargestellte besondere Luftreinigeranordnung 2 nutzt jedoch vorteilhafterweise eine bevorzugte Axialdichtung zwischen dem Primärfiltereinsatz 30 und dem Rest des Luftreinigers 2. Der Ausdruck „axial" in diesem Zusammenhang ist so gemeint, dass er sich auf eine Dichtung bezieht, die unter Dichtungsdruck in die Richtung des Pfeils 68, 3, wirkt, d. h. allgemein in eine Richtung parallel zur Element- und Gehäusemittelachse 12.
Genauer gesagt und bezugnehmend auf 3 ist das Ende 16 der Gehäuseseitenwand 9 durch die Endabdeckung 18 mit dem Auslass 6 darin verschlossen. Die Innenfläche 69 der Endabdeckung 18 um die Luftströmungsaustrittsöffnung 69a herum ist als eine Dichtungsfläche ausgebildet. Das heißt, an dieser Fläche 69 ist eine axiale Dichtung zwischen dem Primärfiltereinsatz 30 und dem Gehäuse 3 ausgebildet.
Bezugnehmend auf die 5 und 6 umfasst ein Ende 57 des Primärfiltereinsatzes 30 eine Endkappe 57a, die einen runden Rand, Vorsprung oder eine Rippe 70 aus Dichtungsmaterial besitzt, die hauptsächlich eine offene mittige Luftströmungsaustrittsöffnung 71 umgibt. Die Dichtungsrippe 70, 3, wird an die Fläche 69 gepresst, die die Öffnung 69a umgibt, um die Axialdichtung zu bilden. Die bevorzugte Rippe 70 hat nach dem in 3 gezeigten Zusammendrücken einen etwa dreieckförmigen Querschnitt.
Die in den 1–13 dargestellte besondere Anordnung nutzt eine vorteilhafte Anordnung zum Anpressen der Rippe 70 an die Fläche 69, wobei die Axialdichtung des Primärelementes 30 gebildet wird. Dieses wird unten in Abschnitt IV, in dem eine ausführliche Erläuterung des Primärfiltereinsatzes 30 vorgesehen ist, im einzelnen erläutert.
Da in der bevorzugten Luftreinigeranordnung 2 im allgemeinen keine innenseitige Radialdichtung des in der PCT-Veröffentlichung WO 89/01818 beschriebenen Typs verwendet wird, kann das Gehäuse 3 am Ende 16 frei von jeglichen internen, axialen, hervorstehenden radialen Dichtungsrohren oder zylindrischen Kon struktionen gestaltet werden, wenn es erwünscht ist. Da der Primärfiltereinsatz 30 frei von jeglichen äußeren Radialdichtungen des in US 5,938,804 mit 75 beschriebenen Typs ist, kann auch die Gehäuseseitenwand 9 für die bevorzugte Ausführungsform der 3 frei von jeglicher, ansonsten notwendigen Ringdichtungsfläche für eine Außenumfangsradialdichtung sein.
III. Abdichtung des optionalen Sicherheitsfiltereinsatzes 31
Bezugnehmend auf 2 umfasst das Sicherheitselement oder der Sicherheitsfiltereinsatz 31 erste und zweite gegenüberliegende Enden 80–81. Das erste Ende 80 ist das Ende, das während der Montage zum Auslass 6 hin eingesetzt ist. Das Ende 80 umfasst einen O-Ring 84 benachbart zu und beabstandet von diesem. Bezugnehmend auf 3 wird das Ende 80, wenn es in der Anordnung 2 installiert ist, in einen ringförmigen zylindrischen Vorsprung 85 der Endabdeckung 18 mit dem O-Ring 84 gedrückt, wodurch eine Dichtung zwischen dem Einsatz 31 und einer ringförmigen Innenfläche des Endes 18, insbesondere des Abschnittes 18c, vorgesehen wird. Die durch den O-Ring 84 vorgesehene Dichtung gewährleistet, dass keine unerwünschte Luftmenge durch den Auslass 6 strömt, ohne den Sicherheitselementeinsatz 31 zu passieren. Es wird angemerkt, dass die durch den O-Ring 84 vorgesehene Dichtung typischerweise nicht entscheidend ist, da hauptsächlich die Dichtung des Primärfiltereinsatzes 30 den Motor vor unerwünschtem (ungefiltertem) Luftstrom schützt.
Der besondere Mechanismus, durch den der Sekundär- oder Sicherheitseinsatz 31 befestigt wird, und andere Merkmale des Sekundäreinsatzes 31 werden unten in Abschnitt VI. beschrieben.
IV. Primärfiltereinsatz 30
Die Aufmerksamkeit wird nun auf 6 gerichtet, in der ein Primärfiltereinsatz 30 in Seitenansicht dargestellt ist. Im allgemeinen umfasst der Filtereinsatz 30: eine Medium- und Dichtungsträgerkonstruktion 90; Medium 55; und erste und zweite gegenüberliegenden Endkappen 92 und 93. Im allgemeinen ist die Endkappe 92 am Ende 57 des Primärelementes 30 angeordnet; und die Endkappe 93 ist am Ende 58 angeordnet. Das Medium 55 erstreckt sich vollständig zwischen den Endkappen 92, 93. Für die gezeigte besondere Ausführungsform erstreckt sich der Träger 90 auch vollständig zwischen den Endkappen 92, 93, obwohl eine solche Erstreckung in einigen alternativen Ausführungsformen nicht vollständig sein könnte.
Das in 6 dargestellte und üblicherweise im Luftreiniger 2 verwendete besondere, bevorzugte Primärfilterelement oder Primärfiltereinsatz besitzt kein sich vollständig zwischen den Enden 57, 58 erstreckendes inneres Filterfutter oder keinen sich vollständig zwischen den Enden 57, 58 erstreckenden inneren Filterträger, der als ein untrennbares Teil des Einsatzes 30 eingebaut ist. Stattdessen ist optional ein Innenträger über im wesentlichen die gesamte Länge des Mediums 55 (mit Ausnahme zum Beispiel an einem oder beiden eingebetteten Enden), durch eine Konstruktion vorgesehen, die, wie unten beschrieben, nicht am Primärfiltereinsatz 30 und nicht als untrennbarer Teil desselben befestigt ist. Es wird bevorzugt, dass ein wenig innere Abstützung für das Medium entweder als Teil des Einsatzes 30 oder als eine separate Komponente vorgesehen wird, vorzugsweise als eine separate Komponente.
Im allgemeinen ist das Ende 57 ein offenes Ende, das darin eine Öffnung 71 zum Ausströmen von Luft während eines Filtervorganges umfasst. Auf der anderen Seite ist das Ende 58 ein geschlossenes Ende, was heißt, dass Luft während des normalen Betriebes nicht durch das durch die Endkappe 93 abgedeckte Ende 58 strömen kann. Aus den folgenden Erläuterungen werden Merkmale verständlich, die dafür in einer bevorzugten Art und Weise sorgen.
Die Medium- und Dichtungsträgerkonstruktion 90 ist in 8 dargestellt. Die Trägerkonstruktion 90 ist in 8 ohne Medium oder Endkappen daran gezeigt. Somit ist die in 8 dargestellte Trägerkonstruktion 90 eine Komponente, die zum Herstellen des Einsatzes 30, 6, verwendet wird. In dem Einsatz 30 ist die Trägerkonstruktion 90 im allgemeinen nicht trennbar oder herausnehmbar, ohne Schaden an dem Einsatz 30 zu verursachen.
Aus einer Betrachtung der 1–3 und 8 wird offensichtlich, dass der bevorzugte Einsatz 30 ein „nicht durchgängig mit Gewinde versehener" Einsatz ist. Damit ist gemeint, dass es in den bevorzugten Ausführungsformen keine durch gehenden Gewinde an irgendeinem Teil des Einsatzes 30 gibt, um den Einsatz an irgendeinem Teil des Luftreinigers durch Gewinde zu montieren, zu sichern oder zu befestigen (zum Beispiel durch fortlaufende Rotation oder durch 360° Rotation oder bei Bedarf mehr).
Bezugnehmend auf 8 umfasst die Trägerkonstruktion 90 ein erstes Ende 100 und ein zweites Ende 101. Das erste Ende 100 begrenzt üblicherweise eine runde rahmenlose Öffnung 102 darin. Die runde Öffnung 102 (in dem vollständigen Element 30 als Öffnung 71) sorgt für einen Austrittsbereich (oder Auslass) für gefilterte Luft. Im allgemeinen ist die Endkappe 92 (6) an das Ende 100 angeformt, um an diesem Ende einen Verschluss für das Medium 55 vorzusehen. In einer typischen bevorzugten Ausführungsform bildet die Endkappe 92 außerdem die Dichtungsrippe 70 und die Luftauslassöffnung 71. Um dieses zu erreichen, ist die Endkappe 92 typischerweise aus einem geeigneten kompressiblen Polymermaterial ausgebildet, wie zum Beispiel Polyurethanschaum, wie es unten beschrieben ist.
Bezugnehmend auf 3 ist die Dichtungsrippe 70 vorzugsweise entweder axial mit einem Rand 100a des Trägers 90 ausgerichtet oder ist radial innen von der Überlappung mit dem Rand 100a positioniert. Typischerweise wird sie radial innen vom Rand 100a positioniert sein, wobei ihre Spitze nicht mehr als ungefähr 100 mm innen vom Rand 100a liegt. Infolge dessen wird die Rippe 70 im allgemeinen an die Fläche 69 gepresst, um entweder durch das Ende 100a des Trägers 90 oder die Faltenenden des Mediums 55 oder durch beide eine Dichtung zu bilden.
Bezugnehmend auf 8 umfasst die Trägerkonstruktion 90 nahe dem Ende 100 eine Abschirmung 105. Die Abschirmung 105 ist im allgemeinen ein Teil der Trägerkonstruktion 90, das nicht perforiert oder undurchlässig für dort hindurch strömende Luft ist. Die Abschirmung 105 ist im allgemeinen so dimensioniert, 3, dass sie die Öffnung 7a dort überlappt, wo das Staubsinkrohr 7 auf einen Rest der Seitenwand 9 trifft. Dieses verhindert, dass Staub, wenn er zu dem Rohr 7a strömt, in diesem Bereich in unerwünschter Art und Weise direkt auf das Medium 55 auftrifft. Am Rand 105a kann Luft unter die Abschirmung 105 gelangen, um in diesem Bereich (3) auf das Medium 55 aufzutreffen.
Die Aufmerksamkeit wird nun auf 6 gerichtet. In 6 ist in Phantomlinie ein optionaler, axial vorstehender Ring oder eine optionale, axial vorstehende Rippe 105b dargestellt. Solch ein Ring 105b würde ein durchgehender Ring sein, der axial nach außen vorsteht, wenn er die Abschirmung 105 umgibt. Typischerweise und vorzugsweise ist der Ring 105b mit einem Rest der Abschirmung 105 einstückig. Der optionale Ring 105b würde vorzugsweise benachbart zu, aber beabstandet von Teilen einer unten beschriebenen Befestigungskonstruktion 129 positioniert sein, um ein unerwünschtes Maß an Staubtransport in die Befestigungskonstruktion 120 zu verhindern. Dieses wird unten ausführlicher beschrieben.
Für die gezeigte besondere Ausführungsform erstreckt sich der Träger 90 vollständig zwischen den Enden 100 und 101; und zwischen der Abschirmung 105 und dem Ende 101, 8, umfasst der Träger 90 einen perforierten oder offenen Abschnitt 106. Damit ist gemeint, dass der Träger 90 in dem Bereich 106 ein Gerüst 107 umfasst, das erhebliche offene Bereiche 108 für den Durchgang von Luft dort hindurch zum auftreffen auf das Medium lässt. In diesem Bereich 106 ist das Gerüst 107 vorzugsweise mindestens 50 % offen und bevorzugter mindestens 70 % offen. Damit ist gemeint, dass von der gesamten Fläche des Bereiches 106 mindestens 50 % und bevorzugter mindestens 70 % durch Öffnungen oder Spalte eingenommen wird im Gegensatz zum dichten Gerüst. Vorzugsweise nimmt die nicht perforierte Abschirmung 105 mindestens 10 % der Gesamtausdehnung (Länge) des Trägers 90 zwischen dem Ende 100 und dem Ende 101 ein, nimmt jedoch nicht mehr als 40 % derselben ein. Vorzugsweise nimmt der perforierte Abschnitt 106 mindestens 20 %, bevorzugter mindestens 60 %, einer gesamten axialen Länge des Trägers 90 ein.
Immer noch bezugnehmend auf 8 umfasst das dargestellte bevorzugte Gerüst 107 mehrere radial beabstandete axiale Rippen 109, in diesem Fall 10 solche gleichmäßig radial beabstandete Rippen, typischerweise 6–14 solche Rippen, die durch eine umlaufende, spiralförmige, radiale Rippenstruktur 109a querverbunden sind, in diesem Fall zwei durchgehende Spiralen 109b, die sich von angenäherten Punkten 109c (radial um ungefähr 180° beabstandet) nahe dem Ende 101 zu Punkten 109d (radial um ungefähr 180° beabstandet) nahe der Ab schirmung 105 erstrecken, jede mit einer gesamten radialen Erstreckung von ungefähr 720°. Vorteile einer spiralförmigen Rippenstruktur 109a liegen im Gegensatz zu einer Reihe paralleler radialer Rippen darin, dass dem Gerüst 107 Verformungswiderstand gegeben wird, wenn es während der Abdichtung einer Undichtigkeit des Einsatzes 30 unter radialer Spannung angeordnet ist. Ein alternativer Weg zum Beschreiben der Spiralwindung von radialen Rippen 109 ist, dass sie sich von der Senkrechten zur Mittelachse 12, 3, um mindestens 10°, und typischerweise in einem Winkel im Bereich von 15° bis 45° abwinkeln.
Die Aufmerksamkeit wird nun auf das Ende 101, 8, gelenkt. Im Allgemeinen umfasst das Ende 101 einen sich über dieses erstreckenden Endrahmen 110, im Gegensatz zur Öffnung 102 am Ende 100. Der Rahmen 110 verschließt das Ende 101 nicht vollständig, sondern umfasst die folgenden allgemeinen Merkmale: mittiger undurchlässiger Bereich 111; und ringförmiger offener Rahmen 112.
Immer noch bezugnehmend auf 8 umfasst der ringförmige offene Rahmen 112 im Allgemeinen Sprossen 113 (in diesem Beispiel 8 Sprossen, typischerweise 3–11 Sprossen), die sich zwischen dem undurchlässigen Bereich 111 und dem Ende 101 erstrecken; und konstruktive runde Rippen 114, die die Sprossen 113 miteinander verbinden. Die durch die Konstruktion 112 begrenzten Öffnungen 115 unterstützen eine bevorzugte Herstellung des Primärelementes 30, wie es als nächstes beschrieben wird.
Während einer bevorzugten Herstellung des Primärelementes 30 würde eine vorgefertigte als Kunststoffformteil ausgebildete Komponente vorgesehen sein, die einen Träger 90 umfasst. Das Faltenmedium würde durch die Öffnung 102 in den Träger 90 eingesetzt werden. Das Faltenmedium würde ausreichend weit eingesetzt werden, sodass ein Ende des Mediums auf dem Rahmen 112 ruht. Die ausgesparte Fläche 111a im Bereich 111 steht mit dem sie umgebenden Medium zum Ende 102 vor, um dort herum eine ringförmige Mediumaufnahmemulde 116 zu definieren, um das Halten des eingesetzten Endes des Mediums in einer runden Form zu unterstützen.
Das Ende 101 des Rahmens 90 könnte dann einschließlich eines härtbaren Polymermaterials in einer Form angeordnet werden. Das Polymermaterial fließt durch den Rahmen 112 in die Enden der Mediumfalten, um eine Einbettung zu bilden, wie es an der Endkappe 93, 6, gezeigt ist. Dieses verschließt die Enden der geschlossenen Falten, befestigt das Medium an seinem Platz und schließt die Öffnungen 115. Im Allgemeinen wird die Vergussmasse und die Tiefe der Form so ausgewählt, dass die Vergussmasse die Fläche 111a des ausgesparten Bereiches 111 nicht erreicht. Eine typische Tiefe der Aussparung für die Fläche 111a vom Ende 101 würde mindestens ungefähr 3 mm und normalerweise nicht mehr als 7 mm, zum Beispiel 4–5 mm sein.
Die Aufmerksamkeit wird nun auf 4 gerichtet, in der eine durch solch ein Verfahren gebildete Endkappe 93 dargestellt ist. Die Vergussmasse ist generell mit 120 bezeichnet. Es ist zu sehen, dass, obwohl der Bereich 111 nicht durch die Vergussmasse 120 abgedeckt ist, der verbleibende Rahmen 112 abgedeckt ist. Für die in 4 gezeigten besonderen Anordnungen ist die als Formteil ausgebildete Vergussmasse 120 mit ringförmigen, radial beabstandeten Vertiefungen 121 gezeigt, die aus Abstandsbolzen der Form resultieren.
Die Endkappe 93 ist dann eine geschlossene Verbundendkappe 58, wobei der Verbundwerkstoff im Allgemeinen umfasst: Vergussmasse 120, die einen ringförmigen, undurchlässigen Ring bildet; und eine offene Fläche 111, die eine mittige undurchlässige Fläche in der Endkappe 93 bildet.
Die Herstellung des Elementes 30 könnte durch Einsetzen des Endes 100 in eine zweite Form und Anformen der Endkappe 92 daran abgeschlossen werden. Das Tropfen des Mediums durch die Öffnung 102 während des Einsetzens in die zweite Form würde verhindert werden, da es durch den ersten Formgebungsprozess am Rahmen 112 fest verankert wäre.
Der Primärfiltereinsatz 30 der bevorzugten Ausführungsform umfasst eine Konstruktion zum Vorsehen einer Befestigung des Einsatzes 30 und der Anordnung 2 während der Anwendung. Für die dargestellte besondere, bevorzugte Konstruktion ist die Befestigungskonstruktion als ein integraler Teil des Trägers 90 vorgesehen; es sind jedoch Alternativen möglich. Der Aufbau kann teilweise durch Ansicht des Trägers 90, 8, verstanden werden.
In 8 ist die Befestigungskonstruktion 129 dargestellt, die für die Befestigung des Einsatzes 30 mit dem Dichtungsmaterial 70 (3), das an die Fläche 69, 3, gedrückt ist, sorgt. Die dargestellte besondere Befestigungskonstruktion 129 ist Teil eines nicht durchgängig mit Gewinde versehenen Rotationseingriffsmechanismus 129a, der betätigt wird, um das Dichtungsmaterial 70 teilweise durch einen Filtereinsatz 30, der mit einem Drehmoment beaufschlagt wird, an die Fläche 69 zu pressen. Es ist dieser Vorgang, bei dem Einsatz 30 während des Verriegelns und Befestigens eine Radialdrehung vorzusehen, die durch Vorsehen des Trägers 90 mit dem spiralförmigen Aufbau 100a erleichtert wird. Die gezeigte bevorzugte Ausführungsform ist so aufgebaut, dass eine Rotationsbewegung von nicht mehr als 50°, vorzugsweise nicht mehr als 30°, am meisten bevorzugt 20° oder weniger, alles ist, was notwendig ist, um von einer unverriegelten Position in eine verriegelte Position zu gelangen. Dieses wird aus den folgenden Beschreibungen offensichtlich.
Die Verriegelungskonstruktion 129a arbeitet üblicherweise so, dass ein Teil des Einsatzes 30 bei Drehung mit einem Teil an dem Gehäuseabschnitt 25 in einander greift. Ein Beispiel einer speziellen Wechselwirkung wird durch Ansicht der 8 verständlich, insbesondere des radial nach außen vorstehenden Ringes 130, der als eine Befestigungskonstruktion 129 am Einsatz 30 wirksam ist.
Der radial vorstehende Ring 130 in der gezeigten Ausführungsform ist ein segmentierter Ring 131. Die gezeigte besondere Ausführungsform umfasst vier identische, gleichmäßig beabstandete Segmente 131a; Alternativen sind jedoch möglich. In 5 sind drei der Segmente 132, 133 und 134 sichtbar. Das vierte Segment 135 würde wie in 5 gezeigt angeordnet sein. Alle vier sind in 7 sichtbar. Jedes Segment 131a ragt von einem unmittelbar benachbarten Teil des Trägers 90 um mindestens 2,5 mm, typischerweise mindestens 3,5 mm, radial nach außen.
Bezugnehmend auf 8 besitzt der segmentierte Ring 131 eine Reihe radial beabstandeter Zwischenräume 136. Die Zwischenräume 136 sind zwischen den Segmenten 132–135 des segmentierten Ringes 131 angeordnet. Die Zwischenräume 136 sind geeignet dimensioniert, dass sie erlauben, dass zumindest ausgewählte Teile des Ringes 131 zum Rotationseingriff, wie unten erläutert, an konstruktiven Merkmalen im Gehäuse 9 vorbei (axial) geschoben werden können. Jeder Zwischenraum 136 ist vorzugsweise mindestens 6 mm breit, typischerweise mindestens 7 mm breit. Zum Beispiel sind Zwischenräume in der Größenordnung von 20 mm bis 40 mm anwendbar.
Bezugnehmend auf 8 umfasst jedes Ringsegment 131a (wie z. B. Segment 133) erste und zweite gegenüberliegende Enden 140 und 141. Das Ende 141 ist typischerweise ein abgestumpftes Ende; und das Ende 140 umfasst ein kurzes Segment, das bei 142 zum Ende 100 (von einem Rest 143 des Segmentes 131) axial versetzt ist. Ein Ergebnis ist die Bildung eines Aufnahmebereiches 145 entlang einer Fläche 146 des Segmentes 142, der zum Ende 101 (oder weg vom Ende 100) zeigt. Der Aufnahmebereich 145 ist so positioniert, dass er (bei radialem Eingang) mit einer Konstruktion im Gehäuse 9 in einander greift, unten erläutert, um während des Betriebes eine geeignete Dichtung zwischen dem Primärelement 30 und dem Gehäuse 90 zu gewährleisten. Es wird angemerkt, dass die Spitze 147 des Abschnittes 140 zu einem abgerundeten Punkt kommt, wobei die Fläche 145 eine Kurvenfläche ist und von der Spitze 147 zum Ende 101 in Verlängerung zum Abschnitt 143 hin ausgespart ist. Es wird außerdem angemerkt, dass jedes der Ringsegmente 132–135 mit seinem versetzten Abschnitt, der dem Abschnitt 142, 8, entspricht, auf einer Seite eines Zwischenraumes 136 ausgerichtet ist und mit einem abgestumpften Ende, das dem Ende 141 des nächsten benachbarten Ringsegmentes entspricht, auf der anderen Seite des entsprechenden Zwischenraumes 136 angeordnet ist. In dem gezeigten Beispiel und aus der Endansicht vom Ende 101 „zeigt" jedes Segment 131 im rechtsdrehenden Bogen, wobei das Ende 141 als das vordere Ende betrachtet wird.
Die Aufmerksamkeit wird nun auf 10 gerichtet. In 10 ist eine Schnittansicht eines Teiles 25 des Gehäuses 9 dargestellt. In 10 ist eine Halterungskonstruktion 150 gezeigt. Aus den 9 und 10 wird offensichtlich, dass es bei der gezeigten besonderen Ausführungsform vier gleichmäßig beabstandete Halterungskonstruktionen 150 gibt, wobei diese jeweils einem Zwischenraum 136 im Ring 130 entspricht.
Jede Halterungskonstruktion 150 ist nahe einer Innenfläche 41 des Gehäuses 9 in einem Bereich nahe dem Abschnitt 18b (an einem Verbindungsbereich zwi schen den Abschnitten 18a und 18b) der Gehäuseseitenwand 9 angeordnet. Jede Halterungskonstruktion 150 ist so dimensioniert, dass sie durch einen Zwischenraum 136, 8, passt; darüber hinaus ist eine Fläche 151, die zum Auslass 6 gerichtet ist, als eine Kurve ausgebildet, sodass sie sich als Aussparung von der Spitze 150a zum Auslass 6 hin neigt. Schließlich umfasst die Halterung 150 an einem der Spitze 150a gegenüberlegenden Ende einen Endanschlag 152.
Aus Sicht der 9, d. h. zum Ende 17 schauend, „zeigt" jede der Halterungen entgegen der Uhrzeigerrichtung, wenn angenommen wird, dass die Spitze 150a die Vorderseite jeder Halterung ist, und dass der Anschlag 152 das hintere Ende ist. Das Zeigen in diese Richtung erleichtert den Eingriff mit dem Ringsegment 131, das, wie oben angegeben wurde, in eine entgegengesetzte Richtung zeigt. Es wird angemerkt, dass die Halterungen 150, wenn die Ringsegmente 131 so konfiguriert sind, dass sie in Gegenuhrzeigerrichtung weisen, so ausgerichtet sein könnten, dass sie in Uhrzeigerrichtung weisen. (Diese und andere alternativen Anordnungen werden aus der folgenden Beschreibung der Arbeitsweise verständlich.)
Obwohl Alternativen möglich sind, würde das Gehäuse 3 in der gezeigten besonderen Ausführungsform vier Halterungen umfassen, die der Halterung 150 entsprechen, die um einen Innenraum des Flächenabschnittes 18b gleichmäßig radial beabstandet sind und jeweils in die gleiche Richtung weisen. Nochmals, die vier Halterungen 150 würden im Allgemeinen mit den vier Zwischenräumen 136 zwischen den vier Ringsegmenten 132–135 zusammen passen.
Der funktionelle Eingriff zwischen dem Hauptfiltereinsatz 30 und dem Gehäuse 3 zum Bewirken einer Abdichtung zwischen der Dichtung 70 und der Fläche 69 sollte nun offensichtlich sein. Im Allgemeinen würde der Einsatz 30 durch das offene Ende 17, 10, in das offene Gehäuse 25 eingesetzt werden. Das zuerst eingesetzte Ende des Elementes 30 würde das Ende 57, 6, sein. Der Einsatz 30 würde mit einer geeigneten radialen Ausrichtung weiter reingedrückt werden, sodass die Halterungen 150 durch die Zwischenräume 136 gehen können. Dadurch kann die Dichtung 70 auf die Fläche 69, 3 und 10, stoßen und an diese gepresst werden. Wenn dieses Ausmaß des Einsetzens erreicht ist, würde der Einsatz 30 gedreht werden (für die dargestellte besondere Ausführungsform in Uhrzeigerrichtung), so dass Teile 142 jedes Ringsegmentes über der Fläche 151 jeder Halterung 150 ausgerichtet sein würden. Die Fläche 145 jedes Abschnittes 142 und die Fläche 151 jeder Halterung 150, d. h. die Eingriffsflächen, würden so geformt und dimensioniert sein, dass sie ein weiteres Neigen oder Kämmen bewirken, um den Einsatz 30 an die Fläche 69 zu treiben, vorzugsweise mit Zusammendrücken der Rippe 70, um eine geeignete Kompression des Dichtungsmaterials 7 zum Ausbilden einer Dichtung zu gewährleisten. Die Drehung sollte vorzugsweise so ausgelegt sein, dass sie stattfindet, bis die Spitze 147 mit dem Anschlag 152 in einander greift.
Als Ergebnis der Rotationsverriegelung kann der Einsatz 30 nicht ohne Drehen von der Fläche 69 weg zurück, da die Halterungen 150 an den Flächen 146 anliegend positioniert sind.
Bezugnehmend auf 10 stellt die Bogenlänge zwischen der Spitze 150a und dem Anschlag 152 im Allgemeinen den Umlaufbogen zwischen vollständiger Verriegelung und vollständiger Entriegelung des Einsatzes 30 dar. Typischerweise ist die Konstruktion derart, dass der Bogen nicht mehr als 70°, typischerweise nicht mehr als 50°, und für die besondere Ausführungsform der 10 vorzugsweise nicht mehr als 40° beträgt. Am meisten bevorzugt beträgt er für die Ausführungsform der 10 nicht mehr als 30°. Tatsächlich ist der Bogen für die gezeigte besondere Anordnung in der Größenordnung von nur ungefähr 10° bis 25°.
Aus dem obigen wird für die gezeigte besondere, bevorzugte Ausführungsform offensichtlich, dass der Primärfiltereinsatz 30 keine Innenträgerkonstruktion umfasst, die sich zwischen den Enden 57, 58 entlang einer Innenseitenfläche des Mediums 55 erstreckt. Dieses ist für die Herstellung und den Zusammenbau vorteilhaft. Wenn der Einsatz 30 für die Anwendung in einem Luftreiniger positioniert ist, wird ein Innenträger für das Medium 55 durch eine Konstruktion zur Verfügung gestellt, die bereits im Gehäuse 3 angeordnet ist.
Insbesondere wird der Innenträger für das Medium 55 durch eine separate Trägerkonstruktion 160, 2, bereit gestellt, zum Beispiel einem Teil des Sekun där- oder Sicherheitselementes oder -einsatzes 31. In dem Fall, dass kein optionales Sekundär – oder Sicherheitselement 31 bei dem System verwendet wird, kann eine Trägerkonstruktion zum Stützen des Mediums 55 entlang seiner Innenseite verwendet werden, die ähnlich der Konstruktion 160 ist, jedoch kein damit verbundenes Medium als ein Sekundärfilter besitzt.
Die Aufmerksamkeit wird wiederum auf die in 6 gezeigte optionale Rippe 105b gelenkt. Solch eine Rippe 105b würde während des Gebrauchs im Allgemeinen zum Ende 93 der Befestigungskonstruktion 129 hin axial beabstandet positioniert sein, insbesondere vom segmentierten Ring 131 axial zum Ende 93 hin. Vorzugsweise würde der Abstand der optionalen Rippe 105b vom segmentierten Ring 131 in diese Richtung nicht mehr als 10 mm sein, und vorzugsweise wesentlich weniger. Der durchgehende Ring 105b würde den segmentierten Ring 131 im Allgemeinen davor schützen, dass er während der Anwendung unerwünscht Staub ausgesetzt ist.
In einigen alternativen Ausführungsformen kann es wünschenswert sein, dass sich der Rahmen 90 nicht durchgehend vom Ende 100 zum Ende 101 erstreckt; sondern stattdessen der die Abschirmung 105 umfassende Träger 90 vom Ende 101 ohne Rahmen ist; und am gegenüberliegenden Ende 101 eine geeignete Konstruktion (wie z. B. der undurchlässige Bereich 111 und der ringförmige offene Rahmen 112) zum Ausbilden einer bevorzugten Verbundendkappe ist.
V. Die Endabdeckung 20
Wie zuvor angegeben wurde, ist die Endabdeckung 20 ein Wartungsdeckel 21, der vom Rest des Gehäuses 25 abgenommen werden kann, um den Zugang zum Inneren 23 des Gehäuses für die Wartung zu erlauben.
Für die gezeigte besondere Ausführungsform hat die Endabdeckung 20 keine sich dort hindurch erstreckende Luftströmungsöffnung. Das heißt, sie hat eine Außenfläche 20a, 1, und eine innere mittige Fläche 20b, 5, ohne sich dort hindurch erstreckende Öffnung oder Luftströmungsrohrleitung. Aus diesem Grund kann sie als eine „geschlossene" oder „vollständig geschlossene" Endabdeckung 20 bezeichnet werden.
Bezugnehmend auf die 1, 2 und 4 umfasst, die Anordnung 2 einen Befestigungs- und Verriegelungsmechanismus 170, um den Deckel 21 am Rest 25 der Gehäuseseitenwand 9 zu befestigen. Im Allgemeinen umfasst der Befestigungs- und Verriegelungsmechanismus 170 eine Vielzahl flexibler Laschen, die an der Gehäuseseitenwand 9 oder an der Abdeckung 20 befestigt sind, und eine Vielzahl von in Eingriff bringbaren Aussparungen, die entsprechend an der Gehäuseseitenwand 9 oder an der Abdeckung 20 befestigt sind. Für die gezeigte besondere Anordnung umfasst der Befestigungs- und Verriegelungsmechanismus 170 im Allgemeinen eine Vielzahl flexibler Laschen 171 an der Endabdeckung 21, die jeweils eine radial vorstehende Zunge 172, 4, besitzen. Für die gezeigte besondere Ausführungsform umfasst der Befestigungsmechanismus 170 zwei Laschen 171a, 171b, die um den Umfang der Abdeckung 21 herum 180° voneinander beabstandet sind. Das Gehäuseende 17 umfasst ein Paar Aussparungen oder Schlitze 175, 1, zur Aufnahme von Zungen 172, wenn der Wartungsdeckel 21 montiert ist.
Die Arbeitsweise ist dann wie folgt: bezugnehmend auf 1, würden die Laschen 171, um den Wartungsdeckel 21 vom Rest des Gehäuses 3 zu entfernen, zueinander gedrückt. Dieses würde die vorstehenden Zungen 172 (4) aus den Schlitzen 175 bewegen, und den Deckel 21 zur Bewegung relativ zur Gehäuseseitenwand 9 frei geben. Das Einsetzen würde ein umgekehrter Vorgang sein. Besonders geeignete Materialen zur Ausbildung des Deckels 21 zum Vorsehen flexibler Laschen 171 werden unten erläutert. Wenn die Zungen 172 mit geeigneten Kurvenflächen an einem während des Festdrückens der Abdeckung 20 zum Rest 25 des Gehäuses gerichteten Ende versehen sind, wird es nicht notwendig sein, die Laschen 171 während der Montage mit der Hand zur Seite zu drücken, sondern die Kurven würden stattdessen das Zur-Seite-Drücken oder die Schnappverschlussbefestigung bewirken, wenn die Abdeckung festgedrückt ist.
Ein Vorteil des beschriebenen besonderen Befestigungs- und Verriegelungsmechanismus 170 besteht darin, dass er mit der Abdeckung 20 und dem Gehäuse 9 integrale Merkmale umfasst und nicht die Befestigung irgendwelcher zusätzlicher Mechanismen, wie Verschlüssen, Haken, usw., für die Funktion erforderlich sind, nachdem die Abdeckung 20 als Formteil hergestellt ist.
Für das betroffene besondere Befestigungssystem werden nur zwei Laschen 171 und Schlitze 175 verwendet; und jede Lasche 171 kann mit jedem der Schlitze 175 in einander greifen. Soweit beschrieben könnte der Deckel 21 in Folge dessen in zwei Drehausrichtungen in Bezug auf die Seitenwand 9 befestigt sein. Obwohl dieses für die dargestellte besondere Ausführungsform möglich wäre, könnte die Abdeckung 20 jedoch so befestigt sein, dass die Ausrichtung zwischen dem Einlass 5 und der Rampe 36 nicht richtig ist. Um zu gewährleisten, dass die Abdeckung 20 nur in einer einzigen Drehposition in Bezug auf einen Rest des Gehäuses 25 befestigtbar ist, kann eine Teilverriegelungsanordnung (indexing arrangement) vorgesehen sein. Insbesondere kann eine Schlitz- und Federanordnung verwendet werden, bei dem einen Element (Schlitz oder Feder) an der Abdeckung angeordnet ist, und das andere Element (Feder oder Schlitz) an der Gehäuseseitenwand ist. Die zwei Elemente würden so positioniert sein, dass die Abdeckung nur passen kann (Schlitz greift mit Feder in einander), wenn sie in eine spezielle voreingestellte Ausrichtung gedreht ist.
Ein Beispiel ist in der Ausführungsform der 15 dargestellt, in der eine an einer Seitenwand 701 befestigte Abdeckung 700 gezeigt ist, wobei eine Feder oder ein Stift 702 an der Abdeckung 700 in einem Schlitz 703 an der Seitenwand 701 aufgenommen ist. Die Abdeckung 700 könnte nur richtig befestigt werden, wenn die Feder oder der Stift 702 mit dem Schlitz 703 ausgerichtet ist. Somit gewährleistet die in 15 dargestellte Schlitz- und Federanordnung 705, dass die Abdeckung 700 für die richtige Funktionsweise in Bezug auf die Gehäuseseitenwand 701 in geeigneter Drehausrichtung montiert ist.
Nochmals bezugnehmend auf 1 ist an der Abdeckung 20 in Phantomlinie eine optionale Griffkonstruktion 710 gezeigt. Falls gewünscht, könnten die Laschen 171 und Schlitze 175 so konfiguriert sein, dass die Abdeckung 20 unter einer auf den Griff 710 ausgeübten manuellen (Zug-)Kraft (d. h. durch Ziehen des Griffes 710) aus ihrer gesicherten Position freigegeben werden könnte, ohne dass die Laschen 171 manuell zueinander gedrückt werden müssen. Der Griff 710 könnte in einer Vielzahl von Formen ausgebildet sein. Der gezeigte beson dere Griff 710 umfasst ein entfernbares oder austauschbares Kreuzstück 711, das sich zwischen zwei Befestigungshenkeln 712, 713 erstreckt. Die Henkel 712, 713 könnten mit einem Rest der Abdeckung 20 als einstückiges Formteil ausgebildet sein.
Bezüglich von Einzelheiten innerhalb der Abschirmung 37 an der Abdeckung 20 wird die Aufmerksamkeit auf 5 gelenkt. Insbesondere in einem Teil 178 innerhalb der Abschirmung 37, das während der Anwendung nahe dem Ende 58 ist, umfasst die Abdeckung 20 einen Innenring 179 mit kleinerem Innendurchmesser als ein Rest 179a der Abschirmung 37. Der Ring 179a, 3, ist so dimensioniert, dass er während der Anwendung das Ende 58 mit geringem oder keinem Zwischenraum dazwischen in sich aufnimmt. Dieses unterstützt das sichere Halten des Endes 58 des Primäreinsatzes 30 entlang der Endkappe 93, d. h., an einem Ende des Einsatzes 30 entfernt vom Auslass 6.
Bezugnehmend auf 6 wird der Primärfiltereinsatz 30 am Ende 57 innerhalb des Gehäuses 3 (3) durch eine Kombination der Befestigungskonstruktion 129 und der Endkappe 92 gehalten.
Bezugnehmend auf 4 wird die Aufmerksamkeit nun auf eine Eingriffanordnung gelenkt, um einen bevorzugten Eingriff zwischen dem Primärelement 30 und der Abdeckung 20 vorzusehen. Insbesondere und bezugnehmend auf 4 umfasst ein undurchlässiger Bereich 111 im Primärfiltereinsatz 30 eine ausgesparte Fläche 111a im Vorformling, die einen Teil des Rahmens 90 umfasst und ein mittig in der Fläche 111a positioniertes erstes Element 183 einer Vorsprung/Aufnahme-Anordnung 184 umfasst. Insbesondere umfasst die Fläche 111a einen Aufnehmer 185. Aus Gründen, die unten erläutert werden, ist vorzugsweise der Aufnehmer 185 nicht rund. Der dargestellte besondere Aufnehmer 185 für die in 4 gezeigte Ausführungsform ist ein X-förmiger (oder „+"-förmiger) Aufnehmer 186 mit einem 90°-Winkel zwischen den Mittellinien jedes Paares von benachbarten Armen der X-Form, obwohl eine Vielzahl alternativer Formen verwendet werden kann. Ein besonderer, aus der X-Form resultierender Vorteil für den Aufnehmer 186 wird unten in Bezug auf das Schalten (indexing) und die Symmetrie erläutert. Der Ausdruck „Vorformling" im Rahmen dieses Ab satzes bezieht sich auf eine konstruktive Komponente der Endkappe, die vor dem Einbetten in das Endkappenmaterial gebildet wurde.
Wie in 5 gezeigt ist, umfasst die Abdeckung 20 außerdem entlang ihrer Innenseitenfläche 190 ein zweites Element 187 der Vorsprung/Aufnahme-Anordnung 184, in diesem Fall einen mittig positionierten Vorsprung 191. Der Vorsprung 191 ist wiederum vorzugsweise nicht rund und ist in diesem Beispiel ein X-förmiger Vorsprung 192 mit einem 90°-Winkel zwischen einer Mittellinie jedes Paares von benachbarten Armen der X-Form. Der Vorsprung 192 ist so dimensioniert und konfiguriert, dass er, wenn er richtig ausgerichtet ist, in den Aufnehmer 185 ragt. Wenn der Luftreiniger 2 zusammen gebaut ist, 3, steht der Vorsprung 191 in den Aufnehmer 185 vor. Teilweise dadurch, dass sowohl der Vorsprung 192 als auch Aufnehmer 186 nicht rund sind, wird das Drehen des Einsatzes 30 während der Anwendung durch die Vorsprung/Aufnahme-Anordnung 184 verhindert, wenn die Luftreinigerendabdeckung 20 in Position am Gehäuse 3 verriegelt ist.
Insbesondere ist es wichtig, dass das Element 30 während der Anwendung sich nicht aus Versehen in Bezug auf das Gehäuse 3 dreht, um zu gewährleisten, dass die Dichtung zwischen dem Dichtungsmaterial 70 und der Fläche 69 aufrecht erhalten bleibt. Das heißt, die relative Drehung zwischen dem Element 30 und der Fläche 69 würde zur Aufhebung der Wechselwirkung zwischen den Halterungen 150 und den Segmenten 131 führen. Um die Rotationsbewegung des Elementes 30 in Bezug auf den Rest des Gehäuses während der Montage und Anwendung zu verhindern, sind der Vorsprung 191 und Aufnehmer 185 so geformt, dass sie bei Rotation ineinander greifen und eine zum Ablösen des Einsatzes ausreichende relative Drehbewegung zwischen dem Einsatz 30 und einem Rest des Luftreinigers 25 verhindert. Die gezeigte besondere Form für jeden ist eine X-Form. In Bezug auf diese grundsätzliche Funktion ist alles, was generell erforderlich ist, jedoch, dass der Vorsprung 191 und der Aufnehmer 185 nicht rund sind, sondern dass jeder nicht rund ist und einen Abschnitt besitzt, der mit dem anderen in Wechselwirkung steht und die Drehbewegung des einen in Bezug auf den anderen verhindert.
Die besondere Anwendung einer vierarmigen Kreuz- oder X-Form (oder +-Form; d. h. „Plus-Form") für jedes Element betrifft eine Teilverriegelungs- und Symmetriefunktion. Insbesondere umfasst der Ring 131 des Primärfiltereinsatzes 30 eine spezielle Anzahl (N) von radial beabstandeten Zwischenräumen 136. Infolge dieses Aufbaus und außerdem der gleichen Anzahl (N) von Halterungen 150 und der gleichen Anzahl (N) von Segmenten 131 kann der Einsatz 30 innerhalb des Gehäuses 3 an N speziellen radialen Ausrichtungen positioniert werden. Wenn N die Anzahl 4 ist, und die vier Positionen sind 90° beabstandet, entspricht jede dieser N radialen Ausrichtungen einem Arm 193 des Vorsprunges 191. Da es insgesamt vier Zwischenräume 136, vier Halterungen 150 und vier Abschnitte 131 gibt, ist der dargestellte besondere Vorsprung 191 eine X-Form 192 mit vier Armen 193, die sich jeweils bei 90° in Bezug auf die benachbarten Arme erstrecken. Selbstverständlich ist der Aufnehmer 185 in 4 gleichermaßen aufgebaut. Somit kann das Element in vier Rotationspositionen installiert sein.
Solche eine Symmetrie zwischen einer Anzahl von möglichen Rotationspositionen und -eingriffen zwischen dem Primäreinsatz 30 und dem Rest des Gehäuses 3 wird allgemein als eine Primäreinsatz-/Gehäuserotationssymmetrie bezeichnet. Für die gezeigte besondere Ausführungsform ist die Primäreinsatz-/Gehäuserotationssymmetrie vierfach, was heißt, vier Rotationsausrichtungen, mehr sind jedoch nicht möglich. Natürlich sind Alternativen möglich; vorzugsweise sind mindestens zwei mögliche Rotationspositionen vorgesehen.
Das Ausmaß, über das sich das Vorsprungselement 191 in die Aussparung oder den Aufnehmer 185 (des Vorformlings) der Vorsprung/Aufnahme-Verriegelungsanordnung 184 erstreckt, ist nicht entscheidend, solange die Größe des Vorsprunges ausreichend ist, um eine Drehung zu verhindern. Es wird erwartet, dass die Konstruktionen im Allgemeinen so gestaltet werden, dass das Maß des Vorstehens in den Aufnehmer 185 von der Fläche 111a mindestens 3 mm, typischerweise mindestens 5 mm und generell im Bereich von 6–10 mm liegt.
Natürlich könnte das erste Element der Vorsprung/Aufnahme-Anordnung 183 im Gegensatz zu einem Aufnehmer ein Vorsprung sein, wobei das zweite Element der Aufnehmer an Stelle des Vorsprunges wäre. Das heißt, die Vorsprung/Aufnahme-Anordnung 184 könnte mit einem Vorsprung ausgebildet sein, der sich von der Fläche 111a zur Abdeckung 20 hin axial nach Außen erstreckt, um in einem Aufnehmer an der Endabdeckung 20 aufgenommen zu werden. Die dargestellte besondere Ausführungsform mit dem Aufnehmer 185 an dem Einsatz 30 und dem Vorsprung 191 an der Abdeckung 20 wird jedoch bevorzugt.
Nochmals wird angemerkt, dass das undurchlässige Ende 111 und der Rahmen 112 (8) vorzugsweise als ein Vorformling ausgebildet sind, bevor ein Rest der Endkappe 93, 6, als Formteil ausgebildet wird.
Bezugnehmend auf 3 wird außerdem angemerkt, dass die bevorzugte Abdeckung 20 vom Ende 17 der Gehäuseseitenwand 9 umgeben ist, wenn die Abdeckung 20 richtig montiert ist; und die Abdeckung 20 umfasst kein Teil, das sich über (oder um) einen Bereich 17a an einer Außenfläche des Endes 17 der Seitenwand 9 schiebt. Eine in dieser Art aufgebaute Abdeckung 20 wird manchmal durch die folgenden Merkmale bezeichnet: „die Abdeckung 20 ist von einem Teil des Gehäuses 9 umgeben positioniert, wenn sie befestigt ist, und die Abdeckung 20 umfasst kein Teil, das das Gehäuse 9 umgibt, wenn sie befestigt ist" oder durch Varianten davon. Alternative Anordnungen zum Befestigen der Abdeckung 20 sind unten beschrieben.
VI. Das optionale Sicherheitselement 31
In Bezug auf das optionale Sicherheitselement 31 wird die Aufmerksamkeit auf die 11–13 gerichtet. Im Allgemeinen umfasst das Sicherheitselement 31, 13: einen Träger 160; einen Innenträger 201; ein Medium 65 und einen O-Ring 84. Der Träger 160 erstreckt sich im Allgemeinen zwischen dem ersten Ende 80 und dem zweiten Ende 81. Das erste Ende 80 ist das Ende, das während der Montage zuerst in den Gehäuseinnenraum 23 eingesetzt wird. Das Ende 80 umfasst den O-Ring 84, der beabstandet von, jedoch benachbart zu diesem befestigt und im O-Ring-Aufnehmer 203 positioniert ist. Für die gezeigte besondere Ausführungsform umfasst das Ende 80 unmittelbar benachbart zu diesem eine undurchlässige Ringfläche 205 mit Befestigungsschlitzen 206 darin. Die Befestigungsschlitze 206 sind im Allgemeinen L-förmig (oder J- oder hakenförmig), 12, und sind so positioniert, dass sie bei richtigem Eingriff und Drehung mit Pfosten 210 innerhalb des Gehäuses 3, 9, in einander greifen. Die Pfosten 210 ragen radial nach innen. (Eine alternative Ausführungsform, die keinen Eingriffsmechanismus mit Schlitz 206/Pfosten 210 benutzt, ist unten beschrieben.)
Bei der in den 11–13 gezeigten besonderen Anordnung gibt es zwei Schlitze 206 und zwei Pfosten 210, wobei jedes Element jedes Paares um eine Innenseite des Gehäuses 3 herum umlaufend im Abstand von 180° positioniert ist. Die Pfosten 210 befinden sich an der Fläche 18c. Somit ist der Außenträger 160 so aufgebaut, dass er während der Installation zwei Rotationspositionen in Bezug auf das Gehäuse 3 hat. Die Symmetrie zwischen dem Träger 160 und dem Gehäuse 3 wird sich im Allgemeinen auf die Symmetrie des Trägers 160/Gehäuses oder Varianten davon beziehen. Symmetrie mit zwei möglichen Positionen, jedoch nicht mehr, werden sich auf zweifache Träger 160/Gehäusesymmetrie beziehen.
Nochmals bezugnehmend auf 13 umfasst der Träger 160 einen Rahmen 211 mit Öffnungen 212 darin. Vorzugsweise ist der Träger 160 in der Länge zwischen dem Ende 80 und dem Ende 81 mindestens 50 % offen und noch bevorzugter mindestens 70 % offen. Bei üblicher Anwendung wird auf den Sicherheitseinsatz 31 keine wesentliche Verdrehung oder Druck ausgeübt, einfach um die Wechselwirkung zwischen Schlitzen 206 und Pfosten 210 zu bewerkstelligen. Das heißt, die Drehung zum Bewerkstelligen der Wechselwirkung zwischen Pfosten 210 und Schlitzen 206 ist relativ einfach. Somit besitzt der Trägerrahmen 211 keine spiralförmigen radialen Verlängerungen, sondern nutzt parallele Ringe 213 (in diesem Beispiel fünf Ringe), die axiale Verlängerungen 214 mit einander verbinden.
Das Ende 80 begrenzt gewöhnlich einen offenen runden Innenraum 80a, durch den während der Anwendung Luft strömen kann. Das Ende 81 ist auf der anderen Seite durch eine Abdeckung 215 geschlossen. Für die gezeigte besondere Ausführungsform umfasst die Abdeckung 215 ein ausgespartes Zentrum 216, das wie unten beschrieben aufgebaut ist.
Bei dem in den 11–13 dargestellten besonderen Sicherheitselement umfasst das Medium 65 eine Hülle oder ähnliche Konstruktionen eines faltenlosen, nicht gewebten Materials. Es ist üblicherweise zwischen dem Innenträger 201 und dem Träger 160 angeordnet. Bezugnehmend auf 13 ist der Innenträger 201 allgemein ein Rahmen, der erste und zweite gegenüberliegende Enden 222, 223 besitzt, wobei sich eine offene oder poröse Trägerstruktur 229 dazwischen erstreckt. Vorzugsweise ist die poröse Struktur 229 über diese Länge mindestens 50 % offen, und bevorzugter mindestens 70 % offen. Für die gezeigte besondere Ausführungsform besteht die Trägerstruktur 229 aus einer Reihe von radial beabstandeten axialen Verlängerungen 229a, die durch parallele beabstandete Ringe 229b gehalten werden, in diesem Beispiel fünf Ringe, das Ende 229c nicht mit gezählt.
Für die gezeigte besondere Ausführungsform begrenzt das Ende 222 des Innenträgers 201 eine offene runde Öffnung 222a für den Durchgang von Luft dort hin durch während der Anwendung; während das Ende 223 durch eine Endabdeckung 225 geschlossen ist. Die dargestellte bevorzugte Endabdeckung 225 umfasst ein ausgespartes Mittelteil 226.
Die in 13 dargestellten besonderen Komponenten 160, 201 sind zum Ineinandergreifen konfiguriert. Insbesondere kann Medium 65 um eine Außenfläche 201a des Innenträgers 201 angeordnet sein. Diese Anordnung könnte dann in einen Innenraum 160a des Trägers 160 vorgeschoben werden, bis die Endabdeckung 225 mit der Endabdeckung 215, 12, in einander greift.
Für die gezeigte besondere Anordnung umfasst die Abdeckung 215 ein paar Öffnungen 230, die so dimensioniert und geformt sind, dass sie Pfosten 231 an der Abdeckung 225 für einen Verriegelungseingriff aufnehmen. Alternativ können eine Press-(Schnapp-)Passung, Wärmeverformung oder andere konstruktive Verfahren verwendet werden. Vorzugsweise ist in dem unmittelbaren Bereich, wo die Komponenten 160, 201 für die Verriegelung direkt in einander greifen, kein Medium 65 zwischen ihnen angeordnet.
Es wird angemerkt, dass die Abdeckung 215 für eine Teleskoppassung oder auskragende Passung in einer durch die Abdeckung 225 begrenzten Aussparung 225a dimensioniert und ausgespart ist. Diese nimmt teilweise die Aussparung 216a im Träger 60 auf, die wiederum die Vorsprung/Aufnehmer-Anordnung 184 aufnimmt, wenn der Luftreiniger 2 zusammen gebaut ist, 3.
In Bezug auf die vollständige Anordnung wird die Aufmerksamkeit immer noch auf 3 gerichtet. Es wird angemerkt, dass die Aussparung 185 des Primärfiltereinsatzes 30 (in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform) teilweise in die durch die Abdeckung 215 definierte Aussparung 216a ragt. In Folge dessen, wird das Lösen und Bewegen sowohl des Primärelementes 30 als auch des Sicherheitselementes 31 in eine Richtung zur Abdeckung 20 hin während des Zusammenbaus und während des Betriebes verhindert.
In solchen Fällen, in denen es wünschenswert ist, den Sekundär- oder Sicherheitsfilter 31 nicht zu benutzen, kann es wünschenswert sein, den Träger 160 ohne mit diesem verbundenen Medium 65 oder den damit verbundenen Träger 201 einfach im Gehäuse 3 zu installieren. Der Träger 160 würde dann immer noch als Innenträger für den Primärfiltereinsatz 30 dienen.
Im allgemeinen können die Öffnungen 230 und Pfosten 231, 13, als eine Vorsprung/Aufnahmeanordnung 232, 12, für den Sicherheitselementeinsatz 31 angesehen werden. Alternativ könnte die Vorsprung/Aufnahmeanordnung 231 mit dem Vorsprung am Außenträger 160, aufgenommen in Aufnehmern am Innenträger 201, oder falls gewünscht, in weiteren alternativen Anordnungen aufgebaut sein. Im allgemeinen umfasst der Innenträger 160 ein erstes Element der Vorsprung/Aufnahmeanordnung 233, und der Innenträger 201 umfasst das zweite Element solch einer Anordnung.
IX. Die Außenflächenform der Komponenten 30, 31
Bezug nehmend auf 6 wird angemerkt, dass das Primärelement eine Außenflächenform besitzt, die im allgemeinen konisch ist. Insbesondere ist der Bereich 240, 6, des Außenträgers 90 ein weites Ende und hat einen ersten Durchmesser D1, und ein Bereich 241 ist ein schmales Ende und hat einen zweiten Durchmesser D2, wobei:

(a) D1 größer ist als D2; und
(b) eine Größenabnahme im Querschnittsdurchmesser ist im wesentlichen gleichmäßig in Verlängerung zwischen den Punkten 240 und 241.

Typischerweise und vorzugsweise ist der Durchmesser D1, ein größter Durchmesser nahe dem Ende 57, mindestens 10 % größer als der Durchmesser D2, ein Durchmesser nahe einem schmalsten Ende 58. Typischerweise und vorzugsweise ist der Durchmesser D1 mindestens 10 mm größer als der Durchmesser D2. Solch eine Form kann manchmal als Kegelstumpf bezeichnet werden, da die konische Form nicht zu einem Punkt zusammenläuft.
Diese generell konische Form, die den Abschirmungsbereich und offenen Bereich 106 umfasst, ist vorteilhaft. Erstens lässt das schmale Ende bei 241 einen Außendurchmesser zu, der etwas von dem durch die Rampe 36 und die Abschirmung 37 des Vorreinigers 35 eingenommenen Platzes bietet, ohne dass ein größerer Durchmesser für eine Luftreinigergehäuseseitenwand 9 gebraucht wird. Auf der anderen Seite lässt der größere Durchmesser am Bereich 240 eine relativ große Austrittsöffnung 102 zu und somit eine Reduzierung im Austrittsluftströmungswiderstand, während ein relativ großer Anteil des Mediums 55 beibehalten wird. Unter Bezugnahme auf 3 hilft die Zunahme im Durchmesser des Abschirmungsabschnittes 105 in Verlängerung zwischen den Punkten 242 und 243 darüber hinaus, Staub und andere Partikel in die Öffnung 7a des Sinkrohres 7 zu leiten.
Unter Bezugnahme auf 12 hat der dargestellte besondere, bevorzugte Sicherheitsfiltereinsatz 31 im allgemeinen eine analoge konische Form mit einem Durchmesser D3 am Bereich 250, der größer ist als ein Durchmesser D4 am Bereich 251 und sich dazwischen verjüngt und im Durchmesser abnimmt. Dieses gewährleistet, dass das Trägerelement 160 des Sicherheitsfiltereinsatzes 31 nahe den inneren Faltenspitzen des Mediums 55 im Einsatz 30 positioniert ist, um sie dort entlang zu halten.
X. Verbundene Gehäusekonstruktion
Die Aufmerksamkeit wird nun auf 1 gerichtet. Insbesondere hat das dargestellte Gehäuse 3 eine Seitenwand 9, die eine segmentierte Seitenwand 260 ist. Mit „segmentiert" ist in diesem Zusammenhang gemeint, dass die Seitenwand 9 mindestens zwei Abschnitte 261, 262 umfasst, die nicht in einer einzigen Form einstückig miteinander ausgebildet sind, sondern die stattdessen separat hergestellt und entlang einer Verbindungsstelle oder Naht 263 mechanisch verbunden sind, um die Seitenwand 9 zu bilden.
Für die gezeigte besondere Ausführungsform umfasst das segmentierte Gehäuse 260 am ersten Abschnitt 261 folgendes: Ende 16; Auslassrohr 6; und Sinkrohr 7. Am Segment 262 umfasst das Gehäuse 260: Einlassrohr 5; und Ende 17 zum Aufnehmen der Abdeckung 20.
Der Eingriff zwischen den Segmenten 261 und 262 an der Verbindungsstelle 263 wird durch einen Verriegelungsmechanismus 270 vorgesehen. Im allgemeinen umfasst der Verriegelungsmechanismus 270 mehrere Vorsprünge 271; Und mehrere Aufnehmer 272, in diesem Fall flexible Verschlüsse oder U-förmige Bügel 273. Die Bügel 273 sind so dimensioniert, dass sie eng anliegend über die Pfosten 271 schnappen, wenn der Abschnitt 262 zum Abschnitt 261 gedrückt wird. Für die gezeigte besondere Ausführungsform ist jeder der Pfosten oder Vorsprünge 271 im wesentlichen rechteckförmig, und jeder der Verschlüsse oder Bügel 273 hat eine gleichermaßen geformte Öffnung darin, um den eng anliegenden Sitz zu erleichtern.
Für die gezeigte besondere Ausführungsform sind die Vorsprünge 271 um eine Außenfläche 272a des Segmentes 261 gleichmäßig radial beabstandet; und die flexiblen Verschlüsse oder Bügel 273 sind um eine Außenfläche 274 des Abschnittes 262 gleichmäßig radial beabstandet. Alternative Konstruktionen sind natürlich möglich. Die speziellen Positionierungen könnten zum Beispiel umgekehrt werden. Die gezeigte besondere Ausführungsform wird jedoch bevorzugt.
Für die gezeigte Anordnung hat die mittige Öffnung jedes Verschlusses oder Bügels 273 außen eine Größe von ungefähr 12 mm Breite, wobei die Pfosten oder Vorsprünge 271 eine ähnliche Breite besitzen. Jeder Pfosten 271 hat eine Länge von ungefähr 11 mm, mit einer Kurvenform von der Spitze 271a zum scharfen Rand 271b, 10.
Bezug nehmend auf 1 umfasst der Abschnitt 261 für die dargestellte besondere Anordnung einen (im Durchmesser) vergrößerten Randabschnitt 280 nahe dem Ende 281, um einen Teil der Fläche 274 darin aufzunehmen und jenen Teil während der Montage zu umgeben. Dieses ist auch in 10 gezeigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden mindestens sechs radial beabstandete Pfosten 271 und sechs radial beabstandete Laschen 273 verwendet. Typischerweise und vorzugsweise ist die Anzahl von jedem ungefähr acht bis vierzehn.
Die Vorteile der segmentierten Gehäusekonstruktion werden durch Bezugnahme auf 1 verständlich. Insbesondere wird das Segment 261 an einem Fahrzeug befestigt oder ausgerichtet, so dass das Sinkrohr 7 im Allgemeinen nach unten ausgerichtet ist. Dieses erleichtert den Staubevakuierungsvorgang durch das Vakuumventil 32.
Das Einlassrohr 5 wird im Allgemeinen für verschiedene Anlagen in eine bevorzugte Position zum Anschluss eines Rohres ausgerichtet sein müssen. Für verschiedene Fahrzeuge kann es wünschenswert sein, eine andere (radiale) Ausrichtung zwischen der Mittellinie 11 oder Richtung des Rohres 5 und dem Rohr 7 als die in 1 gezeigte zu haben. Abschnitt 262 des segmentierten Gehäuses kann am Abschnitt 261 in mindestens zwei, und vorzugsweise mehr ausgewählten Rotationsausrichtungen montiert werden.
Das in 1 dargestellte besondere segmentierte Gehäuse 260 ist so organisiert, dass vier mögliche Rotationsausrichtungen jeweils 90° voneinander beabstandet möglich sind. Das Weiterschalten zwischen den vier Anordnungen wird durch eine Teilverriegelungseinrichtung 290 bereitgestellt. Im Allgemeinen umfasst die Teilverriegelungseinrichtung 290 eine Rippen/Verriegelungsanordnung, bei der Rippen an einem Element der zwei Gehäuseteile verwendet werden, und Arretierungen am anderen Element der zwei Gehäuseteile verwendet werden, um die Verbindungslinie anzuzeigen.
Die Teilverriegelungseinrichtung 290 für die gezeigte Anordnung umfasst vier Rippen 291, die sich axial erstrecken und von der Fläche 274 radial nach außen vorstehen, wobei jede von ihnen mit einer zugehörigen Arretierung oder Aufnahme 292 im Abschnitt 272 des Segmentes 261 ineinander greift. Vier gleichmäßig beabstandete Presspassungsrippen und -arretierungen zeigen vier mögliche Rotationsausrichtungen des Segmentes 262 in Bezug auf das Segment 261 für den Gleiteingriff und Aktivierung des Schnappverschlussverriegelungsmechanismus 270 an.
Im Allgemeinen sollte der Schnappverschlussverriegelungsmechanismus 270 so ausgewählt werden, dass er eine Trennung relative schwer macht. Das ist deshalb so, weil nicht erwartet wird, dass ein einmal zusammengebauter und installierter Luftreiniger 2 typischerweise für eine andere Rotationsbeziehung zwischen dem Segment 262 und Segment 261 rekonfiguriert werden würde.
Eine andere Möglichkeit, die von einem segmentiertem Gehäuse 260 erlaubt oder geboten wird, besteht darin, eine einzelne Form für das Segment 261 zu haben und alternative Formen für das Segment 262 zu haben, zum Beispiel um die axiale Gesamtlänge des Gehäuse zu verändern oder einen anderen Einsatz 30 in spezieller Fertigung anzupassen.
Das segmentierte Gehäuse ist natürlich optional. In 14 ist ein Gehäuse 300 dargestellt, das nicht segmentiert ist. Das Gehäuse 300 kann mit der von den 1–13 gegebenen Beschreibung übereinstimmen mit Ausnahme des Fehlens des segmentierten Gehäuses.
XI. Ausgewählte alternative Ausführungsformen
A. Eine alternative Befestigungslösung für das Sicherheitselement, 16–19.
Für die Ausführungsform der 1–13 wurde das Sicherheitselement 31 durch eine Drehbefestigung befestigt, die eine Wechselwirkung zwischen Schlit zen 206 und Pfosten 210 einschließt. Eine alternative Anordnung ist in den 16–18 gezeigt.
In 16 ist eine Endansicht im Luftreiniger 400 gemäß der alternativen Ausführungsform gezeigt. Die Endansicht der 16 ist generell analog der Endansicht der 9. Die in der Luftreinigeranordnung 400 verwendeten Teile können generell wie die der oben beschriebenen Ausführungsform der 1–13 sein; oder sogar wie in alternativen Ausführungsformen charakterisiert mit Ausnahme der hierin in Verbindung mit der Befestigung des Sicherheitselementes beschriebenen.
Im Allgemeinen umfasst die Luftreinigeranordnung 400 ein Gehäuse 401, das eine Außenseitenwand 402 besitzt. In 16 ist die Luftreinigeranordnung 400 mit entfernter Endabdeckung gezeigt. Die Endabdeckung kann jedoch generell analog der Endkappe 20, 1, sein.
Die Aufmerksamkeit wird nun auf 17 gerichtet, die ein Schnitt entlang der Linie 17-17, 16, ist. Bezugnehmend auf 17 ist die Seitenwand 402 eine verbundene Seitenwand mit Segmenten 405 und 406. Die Segmente 405 und 406 können generell wie die oben in Verbindung mit den Segmenten 261, 262, 1, Beschriebenen sein. Es wird angemerkt, dass ein Ende 410 der Seitenwand 402 durch eine abgestufte Abdeckung 411 geschlossen ist, die einen von dieser vorstehenden Auslass 412 besitzt. Der Auslass 412 umfasst einen Abzweig 413 für einen Drucksensor oder eine ähnliche Einrichtung.
Genauer gesagt ist die Abdeckung 411 an einer ersten Stufe 415 und an einer zweiten Stufe 416 abgestuft. Während der Anwendung ist das Sicherheitselement an der zweiten Stufe 416 abgedichtet.
Anders als bei der Anordnung der 1–13 gibt es keine in der Stufe 416 angeordnete Pfosten zum Festhalten eines Sicherheitselementes. Dagegen sind neben dem Bereich 416 unmittelbar zwischen der Stufe 416 und 415 verschiedene räumlich aufgeteilte Vorsprünge 420 vorgesehen. Bei der gezeigten Anordnung würde es vier um einen innersten Rand der Stufe 416 herum gleichmäßig radial beabstandete Vorsprünge 420 geben. Die Wirkungsweise dieser Vorsprünge 420 wird aus der weiteren Beschreibung unten verständlich.
Die Aufmerksamkeit wird nun auf 18 gerichtet, die eine fragmentarische Ansicht eines Teiles des in 17 dargestellten Gehäuses 401 darstellt, jedoch mit dem darin montierten Sicherheitselement 430. Das Sicherheitselement 430 kann generell wie das oben charakterisierte Sicherheitselement 31 sein, mit Ausnahme des hierin beschriebenen Befestigungsmechanismus. Insbesondere umfasst das Sicherheitselement 430 keine Schlitze analog den Schlitzen 206. Dagegen umfasst das Sicherheitselement 430 nur einen O–Ringaufnehmer 431 mit 432 darin.
Während des Zusammenbaus würde das Sicherheitselement 430 zur Stufe 416 in die allgemeine Richtung des Pfeils 440 gepresst werden, wenn das Sicherheitselement in das offene Ende 445, 17, des Gehäuses 401 eingesetzt wird. Das Sicherheitselement würde weiter in die Richtung des Pfeils 440 gedrückt, bis der O-Ring 432 an einer Innenfläche 416a der Stufe 416 abgedichtet ist. Um diese Dichtung auszuführen, würde der O-Ring 32 an den Vorsprüngen 420 vorbei gedrückt werden müssen. Die Vorsprünge sind dann wirksam, um eine Presspassung zu bewirken, die die Wahrscheinlichkeit verhindert, dass das Sicherheitselement 430 durch Bewegung des Sicherheitselementes in die Richtung des Pfeils 450 unabsichtlich aus seiner Befestigung, 18, gelöst würde. Die Vorsprünge 420 bewirken dann in Kombination mit dem Außendurchmesser des O-Ringes 43 einen festen Sitz des Sicherheitselementes 430 an seinem Platz, ohne eine Drehbewegung zu erfordern.
Auf Wunsch kann die in Bezug auf die 16–18 beschriebene Befestigungslösung natürlich bei einem nicht-verbundenen Gehäuse angewandt werden.
B. Eine erste alternative Abdeckungsbefestigung
Eine alternative Abdeckungsbefestigung ist in 19 gezeigt. Bezugnehmend auf 19 ist eine Luftreinigeranordnung 500 dargestellt, die ein Gehäuse 501 umfasst, das eine Außenseitenwand 502 und eine daran befestigte Abdeckung 503 besitzt. Mit Ausnahme der Lösung der Befestigung kann die Abdeckung 503 im Allgemeinen ähnlich der Abdeckung 20, 1, sein, einschließlich beschriebener Optionen.
Insbesondere ist die Abdeckung 503 auf einem Ende 505 der Gehäuseseitenwand 502 durch übermittige Drahtverschlüsse 506 befestigt. Dieses steht im Gegensatz zur Anwendung eines Verriegelungsmechanismus, wie des für die Ausführungsform der 1–13 beschriebenen integralen Verriegelungsmechanismus.
Es wird angemerkt, dass die Anordnung der 19 einen an der Abdeckung angeordneten Stift oder eine Feder 530 umfasst, der in einem Schlitz 531 am Ende 505 der Seitenwand 502 aufnehmbar ist, um die richtige radiale Ausrichtung der Abdeckung 503 in Bezug auf die Seitenwand 502 während der Montage zu gewährleisten. Dass heißt, die Abdeckung 503 für die gezeigte Anordnung kann in nur einer radialen Ausrichtung montiert werden.
C. Eine alternative Befestigungsanordnung für das Primärelement, 20
In der Ausführungsform der 1–13 ist das Primärelement 30 wie beschrieben unter Anwendung eines Rotationsverriegelungsmechanismus 129 befestigt. Wie beschrieben ist das Primärelement 30 infolgedessen mit einer Axialdichtung abgedichtet.
Wie zuvor angegeben wurde, ist eine alternative Lösung möglich, die einen Radialdichtungsmechanismus nutzt. Eine solche Anordnung ist in 20 gezeigt.
Bezugnehmend auf 20 ist eine fragmentarische perspektivische Ansicht eines alternativen Primärelementes 600 gezeigt. In 20 ist der sichtbare Teil des Elementes 600 die Endkappe 601, die der Endkappe entsprechen würde, die während der Anwendung am weitesten in dem Gehäuse eingesetzt ist. Insbesondere ist die Endkappe 601 das Ausgangsende für gefilterte Luft.
Die Endkappe 601 ist mit einem mittigen axialen Vorsprung 602 versehen, der von einem Rest 603 des Primärelementes 600 axial vorsteht. Der axiale Vor sprung 602 umfasst eine O-Ring-Aufnahme 605 mit einem darin angeordneten O-Ring 606. Mit solch einer Anordnung könnte das Primärelement 600 durch Einsetzen an den Vorsprüngen 420, 18, vorbei anstelle des Sicherheitselementes montiert werden. Dass heißt, das Primärelement 600 könnte analog dem Sicherheitselement 430, 18, montiert werden. Das Ergebnis, im Gegensatz zu einer Axialdichtungsanordnung, würde eine durch den O-Ring 606 gebildete Radialdichtung sein.
Während der normalen Montage würde das Filterelement 600 der 20 nicht gedreht oder rotiert werden. Somit kann es zu bevorzugen sein, das Primärelement 600 ohne sich vollständig zwischen den gegenüberliegenden Enden erstrecken Außenrahmen anzufertigen. Dagegen kann es wünschenswert sein, obwohl nahe jedem Ende (oder mindestens am Auslassende) Abschirmungen angeordnet sein können, um die Anwendung zu erleichtern, einen sich zwischen den Enden erstreckenden offenen Gittermusterrahmen wegzulassen, da er nicht gebraucht würde, um Rotationsbewegungen zu übertragen oder für eine Stütze zu sorgen. Das ist eine Frage der Auswahl, die von anderen Merkmalen in der Konstruktion abhängig ist.
Ein Sicherheitselement könnte in Verbindung mit einer Anordnung wie bei 20 durch Vorsehen von konstruktiven Positionen im Bereich 610 befestigt werden, um die Befestigung des Sicherheitselementes zu erlauben. Es wird angemerkt, dass für die besondere Anordnung der 20 ein interner (optionaler) offener Rahmen 612 gezeigt ist, der sich axial entlang der Innenseite 613 des Elementes 600 erstreckt. Der offene Rahmen 612 könnte sich von Ende zu Ende des Elementes 600 erstrecken.
D. Ein alternatives Primärelement mit einem direkt daran befestigten Vorreiniger
Bei der Ausführungsform der 1–13 war der Vorreiniger 335 direkt an der Abdeckung 20 befestigt. Wie zuvor angegeben wurde, sind alternative Ausführungsformen gezeigt. Insbesondere wird die Aufmerksamkeit auf 21 gerichtet, in der ein Primärfilterelement 800 in fragmentarischer Schnittansicht dargestellt ist. Insbesondere ist ein geschlossenes Ende 801 des Primärfilterelementes 800 dargestellt. Das geschlossene Ende 801 ist mit einem sich darüber erstreckenden Rahmen 802 gezeigt, mit dem Aufnehmer 803 für den Eingriff mit der Abdeckung. Der Rahmen 802 ist durch eine Endeinbettung 805 festgehalten gezeigt. Diese verschließt das Ende des Mediums 806. Soweit beschrieben, ist die Anordnung allgemein analog dem Primärelement 30 der 1–13. Für das Element 801 sind die Abschirmung 810 und die Rampe 813 jedoch als Teil des Primärfilterelementes 800 gezeigt, somit nicht an der Abdeckung befestigt. 21 wird einfach gezeigt, um eine alternative Anordnung anzugeben, in der ein Vorreiniger 815, bestehend aus der Abschirmung 810 und der Rampe 813 verwendet wird. In dieser alternativen Ausführungsform ist der Vorreiniger 815 direkt an dem Primärelement befestigt, im Gegensatz zu an der Abdeckung.
Der Rest der in Bezug auf den Vorreiniger 800 verwendeten Anordnung kann generell analog der für die Ausführungsform der 1–13 oder für die oben beschriebenen alternativen Ausführungsformen sein.
Als eine noch weitere Alternative könnte die Abdeckung 20, der Vorreiniger (135, 815) und das Element (30, 200) natürlich als ständig miteinander verbunden ausgeführt sein. Mögliche Modifikationen, um dieses auszuführen, sind aus den allgemeinen Lehren hierin offensichtlich.
E. Eine weitere alternative Befestigungsanordnung für die Abdeckung, 22 und 23
Die Aufmerksamkeit wird nun auf 22 gerichtet, in der eine Luftreinigeranordnung 900 gezeigt ist, die ein Gehäuse 901 mit einer Seitenwand 902 umfasst, das eine daran befestigte Andeckung 920 besitzt. Der Luftreiniger 900 kann im Allgemeinen für die obigen Ausführungsformen beschrieben sein, ausgenommen wie in diesem Abschnitt charakterisiert. Insbesondere umfasst die Abdeckung 920 daran angeformte Drahtverschlussbefestigungen 921. Die Abdeckung 920 umfasst des weiteren Drahtverschlüsse 922, die an den Befestigungen 921 durch Schnappverschluss befestigt sind. Infolgedessen bleiben die Drahtverschlüsse an der Abdeckung 920 befestigt, wenn sie entriegelt sind, wenn die Abdeckung 920 vom Rest des Gehäuses 901 abgenommen wird. Wenn diese Funktion aus geführt wird, können die Drahtverschlüsse 922 auch als Handgriffe verwendet werden, um die Handhabung der Abdeckung 920 zu erleichtern.
Die gezeigten Drahtverschlüsse 922 sind so konfiguriert, dass sie über eine Lippe oder ähnliche Struktur des Gehäuses 901 greifen, sodass sie durch Schlitze 925, 926 in der Gehäuseseitenwand 902 bzw. Abdeckung 920, 23, ragen, um einen sicheren Eingriff vorzusehen.
Bezugnehmend auf 22 wird angemerkt, dass die Anordnung der 22 analog der Anordnung der 1 ein verbundenes Gehäuse 930 ist, das zwei Abschnitte 931 und 932 besitzt. Die Verbindung zwischen den Abschnitten 931 und 932 ist eine Modifikation der Anordnung aus 1, wendet jedoch die gleichen Grundprinzipien an. Insbesondere umfasst Abschnitt 932 eine Kante 933, die einen Teil des Abschnittes 931 überlappt und umgibt. Die Kante 933 umfasst radial beabstandete Öffnungen 934 darin. Jede Öffnung 934 ist so dimensioniert, dass sie mit einem Vorsprung 935 am Abschnitt 931 zum Verriegelungseingriff ineinander greift. Somit ist ein Verriegelungsmechanismus 936 vorgesehen, der eine Vorsprung(935)- und Aufnahme (934)-Anordnung umfasst.
Eine Radialpositionierhilfe oder indexierte Verbindungsmechanismuseinrichtung unter Anwendung des Aufnehmers 938 in der Kante 933, der einen Stift 939 am Segment 931 überlappt, ist ähnlich der Anordnung der 1 ebenfalls vorgesehen.
Es wird außerdem angemerkt, dass der Befestigungsmechanismus 940 für die Anordnung 900 der 22 in Einzelheiten von der analogen Anordnung für die Ausführungsform der 1 abweicht. Seine Gesamtwirkungsweise ist jedoch ähnlich.
XII. Die Ausführungsform der 24–27
Eine verbesserte Ausführungsform ist in den 24–27 dargestellt. In 24 ist eine Luftreinigeranordnung 1100 dargestellt, die ein Gehäuse 1101 umfasst. Das Gehäuse 1101 ist generell analog dem Gehäuse 901, 22, ausgenommen wie in diesem Abschnitt charakterisiert. Es wird angemerkt, dass das Gehäuse 1101 der 24 schematisch ist.
Bezug nehmend auf 24 unterscheidet sich ein Zugangs- oder Wartungsdeckel 1110 von der Abdeckung 920 dadurch, dass es keine mittige Aussparung gibt. Außerdem umfasst der Zugangs- oder Wartungsdeckel 1110 eine Feder oder einen Stift 1111, z. B. eine Raste 1112, an einer anderen Stelle als bei der Ausführungsform der 22. Unterhalb eines Riegels 1120 umfasst der Zugangs- oder Wartungsdeckel 1110 außerdem eine Kerbe oder einen Schlitz 1121 in einem Außenrand 1122 zur Aufnahme eines Stiftes, einer Feder oder eines Vorsprunges 1123 am Rest des Gehäuses 1101. Somit sorgen der Schlitz 1121/Feder 1123 zusammen mit dem Schlitz 1111/Feder 1112 für eine bevorzugte Rotationsteilverriegelung zwischen der Abdeckung 1110 und dem Rest des Gehäuses 1101.
Immer noch Bezug nehmend auf 24 ist eine Befestigungsanordnung 1130 zum Befestigen des Gehäuses 1101 an einem Fahrzeug oder der Anlage ebenfalls gegenüber der Ausführungsform der 22 modifiziert.
Die Aufmerksamkeit wird nun auf 25 gelenkt. Hier ist die Innenfläche 1140 der Abdeckung 1110 sichtbar. Es wird angemerkt, dass die Abdeckung 1110 anstelle eines „X"- oder Plus-förmigen („+"-förmigen) Vorsprunges, wie er in den vorhergehenden Ausführungsformen gezeigt ist, eine Vorsprunganordnung entlang der Innenfläche 1140 umfasst, die aus vier Pfosten 1141 besteht, die als die Ecken einer „X"- oder Plus-Form angeordnet sind, um in einer nicht-runden, vorzugsweise „X"- oder „Plus"- förmigen Aussparung, nicht gezeigt, in dem Primär- oder Hauptfiltereinsatz 1145 aufgenommen zu werden. Im Hinblick auf dieses Merkmal kann der Einsatz 1145 einen „X"- oder „Plus"-förmigen Aufnehmer analog zu dem in 4 dargestellten Einsatz haben. Die Pfosten 1141 haben jeweils ungefähr wie die Hälfte eines Zylinders oder eines Konus gebogene Außenflächen, um den Eingriff zu erleichtern. Die vier Pfosten 1141 ermöglichen vier mögliche Rotationspositionen des Einsatzes 1145. Natürlich können weniger Pfosten (1, 2 oder 3) verwendet werden, um einen gleichen Effekt zu erreichen, wenn sie richtig positioniert sind.
Immer noch Bezug nehmend auf 25 umfasst der Haupteinsatz 1145 außerdem eine mittige runde Rippe 1146. Die Rippe 1146 würde sich, wie in 26 zu sehen, vorzugsweise in einer mittigen Position und in eine allgemein rechtwinklig zu einer Mittelachse des Einsatzes 1145 liegende Richtung vollständig um den Einsatz 1145 herum erstrecken. Die Rippe 1146 stellt einen Vorsprung zur Verfügung, in den während der Herstellung Gerätschaften eingreifen können. Es wird nicht angenommen, dass die Rippe 1146 eine signifikante Funktion in dem zusammengebauten und arbeitenden Luftreiniger zur Verfügung stellt. Sie wird dem offenen Rahmen um die Außenseite des Primäreinsatzes 1145 herum jedoch zusätzliche Festigkeit geben.
In 27 ist eine Schnittansicht der Luftreinigeranordnung 1100 gezeigt. Aus einer Betrachtung der 27 ist zu sehen, dass ein Sekundär- oder Sicherheitsfilter 1150 für die Anordnung 1100 kürzer als der in 2 bei 31 dargestellte Sicherheitsfilter konstruiert ist. Somit umfasst das Filter 1150 am Ende 1151 keinen Aufnehmer, um mit dem Schutz 1152 in dem Primärfiltereinsatz 1145 ineinander zu greifen.
In 27 ist außerdem eine verbesserte Alternative zum Befestigen des Mediums in einem Sekundär- oder Sicherheitsfilter 1150 vorgesehen. Insbesondere wird das Medium 1155 im Sicherheitsfilter 1150 während der Ausbildung des Formteils innerhalb des Rahmens 1156 befestigt. Das heißt, das Medium 1155 wird in der Form positioniert und der Kunststoffrahmen 1156 wird als Formteil ausgebildet, jedoch mit dem Medium 1155 an seinem Platz. Wie gezeigt ist, haben die beabstandeten axialen Rippen 1157 des Sicherheitsfilters 1150 somit jeweils einen mittigen Abschnitt, wo das konische Medium 1155 durch sie hindurch geht, so dass es sich zwischen ihnen über die Öffnungen 1158 erstreckt. Wenn es erwünscht ist, den Rahmen des Sicherheitsfilters 1150 ohne das Medium 1155 zu verwenden, kann natürliche eine gleiche Formteilkonfiguration verwendet werden, jedoch ohne dass das Medium vorhanden ist.
Bezug nehmend auf 24 wird angemerkt, dass das Gehäuse 1101 in einer Naht 1160 keine Drehverbindung umfasst. Es wurde festgestellt, dass bei der Herstellung die Form für das Gehäuse 1101 so konstruiert sein kann, dass der Teil, in dem der Bereich 1162 als Formteil ausgebildet wird, in Bezug auf das Teil drehbar gemacht werden kann, in dem der Bereich 1163 als Formteil hergestellt wird. Somit können Abweichungen in der Drehausrichtung zwischen dem Luftein lass und dem Staubauswerfer-Auslass während des Formgebungsprozesses durch Anwendung eines Verfahrens, das eine Form einschließt, die zwei in Bezug aufeinander drehbare Teile besitzt, in Übereinstimmung gebracht werden. Die Naht 1160 ist dort angeordnet, wo eine Verbindung zwischen den zwei Formsegmenten lokalisiert wäre.
Bezug nehmend auf die Schnittansicht der 27 wird angemerkt, dass das Sicherheitselement 1150 eine O-Ringdichtung 1170 umfasst; und eine Verlängerung 1171, die für einen Rest des Sicherheitselementes 1150 axial zum Auslass 1175 hin positioniert ist. Eine Verlängerung 1171 kann die Montage und den Eingriff erleichtern.
Ansonsten kann die Anordnung 1100 in Übereinstimmung mit den hierin dargestellten Beschreibungen und Abwandlungen in Verbindung mit anderen Ausführungsformen aufgebaut sein. Die für die Anordnung 1100 beschriebenen Verbesserungen können auch für die anderen Ausführungsformen angewandt werden.
XIII. Die Ausführungsform der 28–33
Eine weitere verbesserte Ausführungsform ist in den 28–33 dargestellt. Die in diesen Figuren dargestellte Luftreinigeranordnung 1100 und ihre Einzelteile können generell analog den in den 24–27 und in anderen vorherigen, oben erläuterten Figuren dargestellten Anordnungen sein. Der Fokus in diesem Abschnitt bezieht sich auf bestimmte bevorzugte Merkmale. Es wird verständlich sein, dass Komponenten, die in den Figuren ähnlich positioniert und dargestellt sind, im allgemeinen eine analoge Wirkungsweise wie jene der zuvor beschriebenen Figuren zur Verfügung stellen.
In 28 ist eine Anordnung 1500 dargestellt, die ein Gehäuse 1503 mit einem Lufteinlass 1505, einem Luftauslass 1506 und einem Staubauswerfer-Sinkrohr 1507 umfasst. Die Anordnung 1500 umfasst außerdem optional eine Befestigungskonstruktion, Füße oder Träger 1508 zur Erleichterung der Montage. Wie bei den anderen Ausführungsformen könnte die Anordnung alternativ durch ein separates Montageband oder durch eine separate Montagestütze befestigt sein.
Bezugnehmend auf 28 besitzt das Gehäuse 1503 erste und zweite gegenüberliegende Enden 1516 und 1517. Das Ende 1516 ist durch ein Abdeckungselement 1518 geschlossen, das das Auslassrohr 1506 besitzt, in diesem Fall ein von diesem hervorstehendes axiales Auslassrohr. Bezugnehmend auf 28 ist die Abdeckung 1518 bei dieser gezeigten Ausführungsform einstückig mit dem Ende 1516 (d. h., ist von diesem nicht trennbar).
Das Ende 1517, das andere Ende, ist im Allgemeinen ein offenes Wartungsende, das durch eine zu öffnende Abdeckung 1520 geschlossen ist. Die Abdeckung 1520 ist für den Wartungszugang zu einem Innenraum des Gehäuses 1503 abnehmbar.
Die Abdeckung 1520 wird durch Verschlüsse 1523 und 1524 festgehalten, die an Halterungen 1523a bzw. 1524a befestig sind. Die Abdeckung 1520 wird durch eine Rotationsanzeige oder Teilverriegelungsanordnung in Drehrichtung geschaltet, sodass sie nur in einer Ausrichtung befestigt werden kann. Für die Abdeckung 1520 ist die Anzeige 1525 vorgesehen, um während der Wartung eine geeignete Ausrichtung der Abdeckung 1520 anzuzeigen. Insbesondere ist die gewählte Anzeige 1525 ein Pfeil, der in die Richtung des Einlasses 1505 zeigt.
Bei der die dargestellten besonderen Anordnung 1500 ist das Teil 1500a des Gehäuses an einer Naht 1500c am Teil 1500b befestigt. Das Teil 1500a ist in Bezug auf das Teil 1500b nicht drehbar. Die Form, mit der die beiden Teile ausgebildet werden, kann jedoch an einem 1500c entsprechenden Teil mit einer drehbaren Verbindung versehen sein, sodass die beiden Teile 1500a und 1500b als eine einzige Einheit mit jeder gewünschten bevorzugten Rotationsausrichtung des Teils 1500a in Bezug auf das Teil 1500b geformt werden können. Die Rotation wird generell so ausgewählt, dass das Einlassrohr 1505 eine für die besondere Anlage, die der anzuwendende Luftreiniger 1500 ist, eine bevorzugte Ausrichtung hat. Für das in 28 gezeigte besondere Beispiel ragt das Einlassrohr 1505 in eine Richtung parallel zum Pfeil der Anzeige 1525 und in eine allgemeine Richtung parallel zur Richtung des Staubsinkrohres 1507, obwohl Alternativen möglich sind.
Die Rotationsteilverriegelung der Abdeckung 1520 am Gehäuse 1528 kann durch eine Vielzahl von Konstruktionen vorgesehen werden. Unter Bezugnahme auf 29 ist das Gehäuse 1503 am offenen Ende 1517 beispielsweise mit einer Außenfeder oder einem Außenvorsprung 1530 versehen, der während der Montage in einem Aufnehmer oder Schlitz 1531 an der Abdeckung 1520 aufgenommen wird. An der Abdeckung 1520 ist ebenfalls eine Feder oder ein Vorsprung 1533 vorgesehen, der in einem Aufnehmer oder einem Schlitz 1534 an Gehäuse 1503 aufgenommen wird. Des weiteren umfasst die Abdeckung 1520 Federn oder Vorsprünge 1536 und 1537, 30, die während der Montage in Schlitzen oder Aufnehmern 1538 bzw. 1539 aufgenommen sind, 29. Schließlich ist ein Aufnehmer oder Schlitz 1540 gezeigt, 29, um eine gleiche Feder oder Vorsprung wie die Vorsprünge 1533, 1537 und 1536 aufzunehmen, der in Umlaufrichtung an der Abdeckung 1520, 29, geeignet positioniert, jedoch nicht sichtbar ist.
Die Aufmerksamkeit wird auf 30 gerichtet, die eine Innenfläche 1540a der Abdeckung 1520 zeigt. Die Abdeckung 1520 umfasst einen mittigen, innen vorstehenden Plus-(oder „+"-)förmigen Vorsprung 1541, der während der Anwendung in einem Plus-(oder „+"-)förmigen Aufnehmer 1550 am Primärfilterelement 1551 aufgenommen ist.
Bezugnehmend auf 30 besitzt der Plus-(oder „+"-)förmige Vorsprung 1541 einen im allgemeinen hohlen Innenraum 1541a und ist in Richtung zu einem Innenraum des Luftreinigers 1500 offen.
Natürlich verhindert der Eingriff zwischen dem Plus-(oder „+"-)förmigen Vorsprung 1541 und dem Plus-(oder „+"-)förmigen Aufnehmer 1550 nach dem Zusammenbau und während des Betriebes die Rotation des Primärelementes 1551. Die Plus-(oder „+"-)Form lässt vier mögliche Rotationsausrichtungen zwischen der Abdeckung 1520 und dem Primärelement 1551 zu, obwohl Alternativen möglich sind.
Wie zuvor für andere beschriebene Ausführungsformen angegeben wurde, ist ein zum Vorsprung 1541 analoger Vorsprung an einer Innenfläche 1540a der Abdeckung 1520 vorgesehen, um mit einem geeignet geformten Aufnehmer an einem Ende des Primärfilterelementes 1551 ineinander zu greifen. Die ausgewählte besondere „+"-Form ist ein Beispiel. Vorzugsweise wird die ausgewählte Form eine sein, die keine Rotation des Elementes 1551 in Bezug auf die Abdeckung 1520 zulässt, sobald sie ineinander greifen. Somit ist der Vorsprung vorzugsweise nicht rund, und der Aufnehmer ist nicht rund.
Die Aufmerksamkeit wird auf 29 gerichtet. Bei der gezeigten besonderen Ausführungsform ist eine Trägerkonstruktion 1560 so angeordnet, dass sie innerhalb des Primärelementes 1551 vorstehend aufgenommen wird. Die Trägerkonstruktion kann eine Komponente eines Sekundärfilterelementes sein oder sie kann einfach ein Rahmen zum Halten einer Innenseite des im Primärfilterelement 1551 aufgenommenen Mediums sein. Somit kann die Trägerkonstruktion 1560 analog der Konstruktion des oben in Verbindung mit den 24–27 beschriebenen Sicherheitselementes 1550 sein.
Ein Unterschied zwischen der Trägerkonstruktion 1560 und der zuvor dargestellten Trägerkonstruktion ist am geschlossenem Ende 1561, 29, vorgesehen. Insbesondere ist am geschlossenem Ende 1561 eine mittige Aussparung 1563 in Verlängerung über das Ende 1561 hinaus dargestellt.
Im allgemeinen wird erwartet, dass die Konstruktion 1560 durch Spritzgussverfahren hergestellt wird. Eine geeignete Stelle zum Einführen des Kunststoffes in die Spritzgussform ist in der Mitte 1564 des Endstückes 1561. Solch ein Spritzgussvorgang lässt einen schmalen Vorsprung oder Grad aus Kunststoff in der Mitte 1564. Die Formgebung der Form zum Ausbilden der Aussparung 1563 gewährleistet, dass der Grad oder Vorsprung aus Kunststoff in der Mitte 1564 innerhalb der Aussparung 1563 enthalten ist. Dieses bedeutet, dass, wenn die Hand eines Bedieners auf das Ende 1561 gedrückt wird, der Grad 1564 versenkt ist und weniger Unannehmlichkeit für den Bediener während der Installation bereitet.
Die Aufmerksamkeit wird nun auf 32 gerichtet, in der das wartungsfähige Primärfilterelement von 1551 in Seitenansicht dargestellt ist. Im Allgemeinen hat es Komponenten, die ähnlich der oben in Verbindung mit den 24–27 beschriebenen Ausführungsform ist. Das heißt, es umfasst eine Außenträgerkon struktion 1580, die vorzugsweise einen undurchlässigen Abschirmungsbereich 1581 und einen porösen, perforierten oder offenen Bereich 1582 besitzt, um den herum ein Rahmen 1583 vorgesehen ist. Das Element umfasst ein offenes Ende 1590, ein geschlossenes Ende 1591 und sich dazwischen erstreckendes Medium 1592. Ein optionaler mittiger runder Vorsprung 1593 dient zum Erleichtern der Maschinenbedienung während bestimmter Herstellungsschritte.
Das Medium 1592 kann aus einer Vielzahl von Mediumarten bestehen. Bei dem gezeigten Beispiel ist das Medium 1592 ein Faltenmedium 1594.
Das dargestellte besondere Primärfilterelement 1551 hat einen konusförmigen Abschnitt, somit ist das Medium 1592 am Bereich 1595 mit einem etwas größeren Außendurchmesser als am Endbereich 1596 versehen, analog zu vorher beschriebenen Ausführungsformen. Die konische Form kann wie zuvor für andere Ausführungsformen beschrieben sein.
Am Ende 1590 ist ein kompressibler Axialdichtungsring 1600 dargestellt. Der Ring 1600 kann ähnlich dem Ring oder der Rippe 5 sein, und vorzugsweise aus einem kompressiblen Polyurethanschaum bestehen und vorzugsweise eine Shore-A-Härte von nicht mehr als 30 besitzen.
Das Primärfilterelement 1551 umfasst außerdem als ein vom Ende 1590 beabstandeter, kreisförmig nach außen vorstehender Ring, eine optionale Staubabschirmung 1610. Dieses ist analog zur in der Ausführungsform der 24–27 gezeigten Konstruktion.
Eine Befestigungskonstruktion 1620 ist am Rahmen 1580 an einer Stelle zwischen der Abschirmung 1610 und einem Ende 1600 angeordnet.
Die Befestigungskonstruktion 1620 umfasst beabstandete Vorsprünge 1621, die so konfiguriert sind, dass sie analog zu beabstandeten Vorsprüngen in den vorherigen Ausführungsformen arbeiten. Die Vorsprünge 1621 haben jedoch gegenüber der Anordnung von 26 eine etwas andere Form, wie es in 32 sichtbar ist.
Insbesondere umfasst der Vorsprung 1621 gegenüberliegende Flächen 1623, 1624, die sich zwischen Enden 1625 und 1626 erstrecken.
Die Fläche 1624 ist so konfiguriert, dass sie mit einem Vorsprung oder einer Haltekonstruktion in einem Gehäuse während eines Drehverriegelungsvorgangs zum Befestigen des Elementes 1551 analog der oben für andere Ausführungsformen beschriebenen Arbeitsweise ineinander greift.
Die Fläche 1624 ist dann vorzugsweise mit einer Kurvenfläche 1630 mit Aussparungen (in Verlängerung von der Spitze 1625) zum Staubring 1610 oder vom Ende 1590 zum Ende 1591 hin versehen. Die Kurvenfläche 1630 endet am Flächenabschnitt 1631, der selbst am Anschlag 1632 endet. Somit wird das Element 1551 während des Betriebes in das Gehäuse gedrückt, bis die Spitze 1625 eine Halterung, einen Ansatz oder einen Vorsprung analog den Vorsprüngen 140, 9, passiert. Die Rotation des Elementes 1551 bringt die Spitze 1625 zum Eingriff zwischen der Kurvenfläche 1630 und dem Vorsprung um den Vorsprung herum. Die weitere Drehung bringt den Vorsprung an der Fläche 1631 entlang, bis die Halterung, der Ansatz oder der Vorsprung im Gehäuse auf den Anschlag 1632 trifft.
Anders als die Anordnung der 26 haben die Vorsprünge 1620 keine sich radial um die Fläche 1640 herum zu einem nächsten benachbarten Vorsprung erstreckende Ausläufer. Dieses lässt einen größeren (relativen) Zwischenraum zwischen dem Ende 1626 und einer Spitze 1625 eines nächsten benachbarten Vorsprunges 1620. Vorzugsweise wird für einen bequemen Zusammenbau ein Winkelabstand von mindestens 20°, bevorzugter von mindestens 35° Grad bis 70° Grad vorgesehen.
In 33 ist ein Rahmen 1583 zum Ausbilden des Primärfilterelementes 1551 dargestellt. Der Rahmen 1583 der 33 könnte analog dem in 26 dargestellten Rahmen sein.
Immer noch bezugnehmend auf 32 umfasst die Befestigungskonstruktion 1620 bei Anwendung in Verbindung mit einem geeigneten Vorsprung oder einer geeigneten Halterungsanordnung an einem Gehäuse im allgemeinen dann einen Abschnitt einer nicht durchgängig mit Gewinde versehenden Rotationsverriegelungsanordnung. Des weiteren umfasst die Befestigungskonstruktion 1620 einen segmentierten Ring von Vorsprüngen oder Segmenten 1621, die jeweils von einem nächsten Benachbarten radial beabstandet sind; und die vorzugsweise jeweils einstückig mit einem Rahmen 1580 sind (d. h., als ein Teil von diesem geformt). Die Anzahl der Vorsprünge gibt allgemein die Anzahl der für das Primärelement 1551 in einem Gehäuse 1503, 28, möglichen Rotationsausrichtungen an.
In 33 ist ein Außenrahmen oder eine Außenträgerkonstruktion 1580 dargestellt, die zum Ausbilden eines Primärfilterelemtes analog dem Element 1551, 32, anwendbar ist. Der Rahmen 1580 kann in einer Anordnung benutzt werden, die analog der oben für 8 erläuterten ist.
Unter Bezugnahme auf 33 wird die Aufmerksamkeit auf ein Ende 1640 gelenkt, das während der Anwendung durch eine Endkappe abgedeckt sein kann. Das Ende 1640 hat einen offenen (oder perforierten), durch einen Rahmen 1642, insbesondere radiale Teile 1643 und ein mittiges Teil 1644 generierten Abschnitt 1641.
In einem mittigen Bereich umfasst das Ende 1640 einen geschlossenen (nicht-perforierten) Abschnitt 1650, der eine mittige Aufnahme oder Aussparung 1645 darin besitzt. Die dargestellte besondere mittige Aussparung 1645 hat eine Plus- oder „+"-)Form zum Aufnehmen eines Vorsprunges an der Abdeckung während der Anwendung.
Bei der Anwendung des Rahmens 1580 zur Herstellung eines Elementes würde Faltenmedium an der Innenseite des Rahmens 1580 angeordnet sein, wobei ein Ende mit dem Rahmen 1642 ineinander greift. An den gegenüberliegenden Enden 1640, 1670 würden vergossene Endkappen ausgebildet sein, wobei die Endkappe oder die Vergussmasse am Ende 1670 offen ist und die axiale Dichtung 1600, 32, begrenzt. Das Medium wird entlang einer Innenseite nahe dem Rahmen 1642 durch Umgeben eines mittigen Abschnittes 1650 getragen, der in die offene Mitte des Rahmens 1580 ragt.
Am Ende 1640 wird das Material in das Endkappenmaterial (oder die Vergussmasse) eingebettet, um den geöffneten Bereich 1641 abzudecken, ohne den mittigen Abschnitt 1650 und die Aussparung 1645 abzudecken. Das Ergebnis wäre eine Struktur analog jener, die oben zum Beispiel in Bezug auf 4 gezeigt und erläutert ist.
Aus Zweckmäßigkeitsgründen ist in 31 eine Schnittansicht einer Anordnung 1500, 28, dargestellt. Diese Ansicht ist analog der Ansicht der 3. Darin sind ein Primärelement 1551, ein Träger 1560, ein Gehäuse 1503 und eine Abdeckung 1520 sichtbar. Oben wurde erwähnt, dass der Innenträger 1560 einen Träger eines Sekundärfilters, wie zum Beispiel oben für andere Ausführungsformen beschrieben, umfassen könnte.
Die Aufmerksamkeit wird nun auf 31 gerichtet. In 31 ist zu sehen, dass die Verriegelungen 1523, wenn sie verriegelt sind, jeweils einen Vorsprung 1523b umfassen, der sich sowohl durch einen Teil des Gehäuses 1503 als auch durch einen Teil der Abdeckung 1520 während der Verriegelung hindurch erstreckt. Dieses ist analog zu der oben in 27 gezeigten Anordnung.
Bezugnehmend auf 29 wird angemerkt, dass der Innenträger 1540 einen O-Ring 1700 zum radialen Abdichten im Gehäuse während der Anwendung umfasst. Diese Dichtung ist in 32 dargestellt.
XIV. Materialien und Konstruktion
Die Prinzipien gemäß der vorliegenden Offenbarung können in einer Vielzahl von Anlagen verschiedener Größen, Formen und Konfigurationen implementiert sein und eine Vielzahl von Materialien verwenden. Die Prinzipien wurden jedoch für die Anwendung in bevorzugten Anordnungen und Konfigurationen und mit bestimmten bevorzugten Materialien entwickelt.
Im Allgemeinen sind die gezeigten Konfigurationen zum Beispiel besonders vorteilhaft zur Anwendung als ein Luftreiniger für ein Fahrzeug, das einen Luftdurchsatzbedarf bei Sollbetrieb im Bereich von ungefähr 1500 cubic feet per minute (cfm) oder weniger, typischerweise ungefähr 300 cfm oder weniger; d. h., in der Größenordnung von 43 m³ oder weniger, typischerweise ungefähr 9 m³ oder weniger hat. Diese Typen von Luftreinigern findet man generell in Anlagen, die kleine Gas- oder kleine Dieselmotoren verwenden.
Die typischen Luftreiniger, die in solchen Anwendungen verwendet werden, würden einen Gesamtaußendurchmesser des Gehäuses in der Größenordnung von mindestens 130 mm, typischerweise 130–170 mm haben; und eine Gehäuseseitenwandlänge von mindestens 300 mm, typischerweise von 300–600 mm (d. h., Abstand zwischen den Enden 16 und 17, 1). Der Außenträger 90 des Primärfiltereinsatzes 30 würde einen größten Außendurchmesser D1 von mindestens 120 mm und einen schmalsten Aussendruchmesser D2 in der Größenordnung von ungefähr 110 mm oder weniger haben, mit einem konischen Winkel oder Neigung (d. h. Winkel A, 6, wo die gestrichelte Linie 950 parallel zur Mittelachse 12, 3, ist) zwischen den Enden, die sich in einem Winkel in einer Größenordnung von mindestens 1°, typischerweise innerhalb des Bereiches von 2°–4°, und mit einer Gesamtlänge von mindestens 100 mm, und typischerweise 110–150 mm erstrecken. Die Öffnung 102, 8, würde einen Durchmesser von mindestens 115 mm, typischerweise 118–125 mm haben.
Im Allgemeinen sollten die Materialgrößen für die Rippe 70 und die Verriegelungsanordnung 129 so ausgewählt werden, dass während des Betriebes eine Kompression der Rippe 70 von mindesten 0,5 mm, typischerweise 1–2 mm vorgesehen wird. Das wünschenswerte Material für die Rippe 70 und für die wirkliche Endkappe 92 ist ein Schaumpolyurethan, vorzugsweise so ausgewählt, dass er eine Shore-A-Härte von nicht mehr als ungefähr 30, und vorzugsweise nicht mehr als ungefähr 22, am meisten bevorzugt unterhalb 20 hat.
Vorzugsweise stellt die für solche Anordnungen ausgewählte Polyurethanzusammensetzung eine stark geschäumte, sehr welch geformte Endkappe zur Verfügung.
Vorzugsweise ist die ausgewählte Zusammensetzung der Art, dass Endkappen (aus dem Polyurethan hergestellte Formteile) eine Formteildichte von nicht mehr als 28 lbs./cubic foot (ungefähr 450 kg/m³), bevorzugter nicht mehr als. 22 lbs./cubic foot (355 kg/m³), typischerweise nicht mehr als 18 lbs./cubic foot (290 kg/m³) und vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 13–17 lbs./cubic foot (208–275 kg/m³) haben.
Der Ausdruck „Formteildichte" hierin soll sich auf seine normale Definition des Gewichtes dividiert durch das Volumen beziehen. Ein Wasserverdrängungstest oder ein ähnlicher Test kann angewandt werden, um das Volumen einer Probe des Schaumformkörpers zu bestimmen. Bei Anwendung des Volumentests ist es nicht notwendig, die Wasserabsorption in die Poren des porösen Materials weiter zu verfolgen und die Luft zu verdrängen, die die Poren verkörpern. Somit wäre der verwendete Wasservolumenverdrängungstest zum Bestimmen des Probenvolumens eine unmittelbare Verdrängung ohne für einen langen Zeitraum zu warten, dass Luft innerhalb der Materialporen verdrängt wird. Alternativ dargestellt, nur das durch den Außendurchmesser der Probe verkörperte Volumen muss für die Berechnung der Formteildichte angewandt werden.
Im Allgemeinen ist die Drucklastdurchbiegung eine physikalische Kenngröße, die die Festigkeit angibt, d. h. den Druckwiderstand. Im Allgemeinen wird er durch die Größe des zum Durchbiegen einer gegebenen Probe um 25 % ihrer Dicke erforderlichen Druckes gemessen. Drucklastdurchbiegungstests können in Übereinstimmung mit ASTM 3574 durchgeführt werden, die durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. Im Allgemeinen kann die Drucklastdurchbiegung in Verbindung mit ausgehärteten Proben berechnet werden. Ein typisches Verfahren ist, die Drucklastdurchbiegung an Proben zu messen, die für 72 Stunden bei 75 °F (23,9 °C) vollständig ausgehärtet wurden oder bei 190° F (87,8 °C) für 5 Stunden forciert ausgehärtet wurden.
Bevorzugte Materialen sind solche, die in Übereinstimmung mit ASTM 3574 nach der Formteilherstellung eine Drucklastdurchbiegung bei einer nach einer Wärmeaushärtung bei 158 °F (70 °C) für sieben Tage gemessenen Probe einen Durchschnittswert von 14 psi oder weniger, typischerweise innerhalb des Bereiches von 7 bis 10 psi besitzen.
Duckverformung ist eine Bewertung des Ausmaßes, bis zu dem eine Probe des Materials (das der Kompression der definierten Art und unter definierten Bedingungen ausgesetzt ist), in seine vorherige Dicke oder Höhe zurückkehrt, wenn die Kompressionskräfte zurückgenommen werden. Bedingungen für die Beurteilung der Kompressionsverformung an Urethanmaterialien werden ebenfalls in ASTM 3574 zur Verfügung gestellt.
Typische wünschenswerte Materialen sind solche, die beim Aushärten ein Material zur Verfügung stellen, das eine Kompressionsverformung von nicht mehr als ungefähr 80 %, und typischerweise ungefähr 8–13 % besitzt, bei Messung an einer Probe, die auf 50 % ihrer Höhe zusammengedrückt und bei dieser Kompression bei einer Temperatur von 180 °F (82 °C) für 22 Stunden gehalten wurde.
Im Allgemeinen können die Drucklastdurchbiegungs- und Kompressionsverformungskenngrößen an Probenpfropfen gemessen werden, die aus dem gleichen Harz, wie das zur Ausbildung der Endkappen verwendete, hergestellt sind, oder an einer Probe, die aus der Endkappe ausgeschnitten wurde. Typischerweise umfassen industrielle Bearbeitungsverfahren die reguläre Herstellung von Testprobenpfropfen, die aus dem Harzmaterial hergestellt sind, statt das Testen an aus den Formteilendkappen herausgeschnittenen Teilen durchzuführen.
Anwendbare Urethanharzsysteme zum Vorsehen von Materialen mit physikalischen Eigenschaften innerhalb der oben gegeben Definitionen der Formteildichte, Kompressionsverformung und Drucklastdurchbiegung können leicht aus einer Anzahl von Polyurethanzusammensetzungen erhalten werden, einschließlich solcher Zulieferer, wie BASF Corp., Wyandotte, MI 48192.
Ein beispielhaftes anwendbares Material umfasst den folgenden Polyurethan, verarbeitet zu einem Endprodukt, das eine „Formteil"-Dichte von 14–22 pounds per cubic foot (224–353 kg/m³) besitzt. Der Polyurethan umfasst ein Material, hergestellt aus Harz I36070R und Isocyanat I3050U, das exklusiv durch BASF Corperation, Wyandotte, Michigan 48192 an den Rechtsnachfolger Donaldson verkauft wird.
Die Materialen würden typischerweise in einem Mischungsverhältnis von 100 Gew.-Teilen Harz I36070R zu 45,5 Gew.-Teilen Isocyanat I3050U gemischt. Die relative Dichte des Harzes ist 1,04 (8,7 lbs/gallon) und für das Isocyanat ist sie 1,20 (10 lbs/gallon). Die Materialien werden typischerweise mit einem hochdynamischen Schwerkraftmischer vermischt. Die Komponententemperaturen sollten 70–95 °F (21 °C–35 °C) betragen. Die Formentemperaturen sollten 115–13 °F (46–57 °C) betragen.
Das Harzmaterial I36070R hat die folgende Beschreibung:

(a) Durchschnittliches Molekulargewicht
1) Basispolyetherpolyol = 500–15.000
2) Diole = 0–10.000
3) Triole = 50–15.000
(b) Durchschnittliche Funktionalität
1) Gesamtsystem = 1,5–3,2
(c) Hydroxylzahl
1) Gesamtsysteme = 100–300
(d) Katalysatoren
1) Amine = Luftprodukte 0,1–3,0 PPH
(e) Oberflächenaktive Stoffe
1) Gesamtsystem = 0,1–2,0 PPH
(f) Wasser
1) Gesamtsystem = 0,2–0,5 %
(g) Pigmente/Farben
1) Gesamtsystem = 1–5 % Ruß
(h) Treibmittel
1) Wasser.

Die I3050U-Isocyanatbeschreibung ist wie folgt:

(a) NCO-Gehalt = 22,4–23,4 Masseprozent
(b) Viskosität, cps bei 25 °C = 600–800
(c) Dichte = 1,21 g/cm³ bei 25 °C
(d) Siedebeginn – 190 °C bei 5 mm Hg
(e) Dampfdruck = 0,0002 Hg bei 25 °C
(f) Aussehen – farblose Flüssigkeit
(g) Flammpunkt (geschlossene Densky-Martins-Schale) = 200 °C.

Das für das Medium ausgewählte Material kann in Abhängigkeit von der erwarteten Anwendungsumgebung und Verfügbarkeit von verschiedenen faltbaren Substraten verändert werden.
Konventionelle Medien, die von solchen Zulieferern, wie Hollingsworth und Vose of East Walpole, Massachusetts, verfügbar sind, können verwendet werden. In typischen Anordnungen werden Falten 85 in der Größenordnung von 3/8 Inch bis 3 Inches (0,9 cm–7,6 cm) in der Tiefe mit einer Faltenbesetzung um den Innendurchmesser von ungefähr 10 bis 14 pro Inch am größeren Durchmesserende (15–20 pro Inch an schmaleren Durchmesserende) erwartet, wenn eine konische Einheit verwendet wird.
Die grundlegende strukturelle Komponente des Primärfiltereinsatzes 30, z. B. der Träger 90, wird üblicherweise aus einem harten Kunststoff hergestellt sein, wie z. B. ein glasfaserverstärkter Nylon (z. B. 33 % glasfaserverstärkter Nylon 6/6, 1,5 mm dick). Solch eine Komponente könnte üblicherweise durch ein Kunststoffformgebungsverfahren hergestellt werden, zum Beispiel Spritzgussverfahren.
Die Trägerkonstruktion 160, die sowohl als ein Innenträger für den Primärfiltereinsatz 30 als auch ein Außenträger für einen optionalen Sicherheitseinsatz 31 wirkt, wird üblicherweise aus einem hartem Kunststoff ähnlich jenem für den Träger 90 verwendeten ausgebildet sein, der unter Anwendung eines ähnlichen Formgebungsprozesses hergestellt wird. Das Medium 65 oder der Sicherheitsfiltereinsatz 31 ist eine Frage der Bevorzugung für die besondere Anwendung und würde typischerweise faltenfreies Medium mit einer mit einem ausgewählten Oberflächenmodifizierer, wie zum Beispiel einem Klebrigmacher, beschichteten Seite sein.
Vorzugsweise ist sowohl der Primärfiltereinsatz als auch der Sekundärfiltereinsatz zu mindestens 98 Masse-% metallfrei, am meisten bevorzugt 100 % metallfrei.
Die Gehäuseseitenwandsegmente 261 und 262 (oder das Seitenwandsegment 301 für die Ausführungsform 300 der 14) sind vorzugsweise als Formteil aus Kunststoffmaterialien, wie glasfaserverstärktem Nylon (zum Beispiel 33 % glasfaserverstärkter Nylon/6, 2 mm dick) hergestellt. Für diese Komponenten könnte ein Spritzgussverfahren angewandt werden. Vorzugsweise ist jede dieser Komponenten zu mindestens 98 Masse-% metallfrei, vorzugsweise 100 % metallfrei (ausgenommen, wenn möglicherweise durch eine Metallöse zum Aufnehmen von Schrauben zur Verbindung mit anderen Komponenten, wie zum Beispiel einem Lastkraftwagenrahmen und/oder der Verriegelungen verstärkt). Metallösen könnten zum Beispiel innen von den Befestigungsbeinen 8 oder der Abzweigung 6a verwendet werden.
Die Abdeckung 20 für die gezeigte bevorzugte Ausführungsform ist so dimensioniert und geformt, dass sie als Formteil aus Kunststoffmaterialien hergestellt werden kann. Es wird erwartet, dass der Vorreiniger 35, der die Abschirmung 37 und Rampe 36 umfasst, im Allgemeinen zum Beispiel aus glasfaserverstärktem Nylon oder Polypropylen durch ein Spritzgussverfahren vorgeformt werden würde und dann an einem Rest der Abdeckung 20, zum Beispiel durch Wärmeverbindung, mit einem Kleber oder mit einem (mechanischen) Schnappverschluss befestigt würde.
Der Rest der Abdeckung 20 würde vorzugsweise in einem Spritzgussverfahren als Formteil aus dem gleichen Material hergestellt werden, wie es für die Gehäusesegmente 261, 262 verwendet wird. Die Verschlüsse 171 könnten mit der Abdeckung in solch einem Verfahren integral geformt werden. Die Abdeckung 20 ist vorzugsweise zu mindestens 98 % metallfrei, am meisten bevorzugt 100 % metallfrei.
Das Einlassrohr 5 würde typischerweise einen Innendurchmesser in der Größenordung von ungefähr 50 bis 200 mm, zum Beispiel ungefähr 60 mm haben, und das Auslassrohr 6 würde einen ungefähr gleichen Durchmesser haben. Das Sinkrohr 7 würde einen Innendurchmesser in der Größenordung von ungefähr 45 bis 55 mm haben, zum Beispiel ungefähr 51 mm.
Typischerweise und vorzugsweise würde sich die Rampe 36 durch eine Rotation von ungefähr 150–280° vom Ende 400 zum Ende 401, 5, erstrecken, und würde sich längs entlang der Seitenwand 9 über eine Strecke erstrecken, die mindestens so weit wie der Durchmesser des Einganges zum Rohr 5 ist, vorzugsweise etwas mehr.

Claims

Filterpatrone (30; 1145) zur Anwendung in einem Luftreiniger (2; 400; 500; 900; 1100; 1500); wobei die Filterpatrone umfasst: (a) erste und zweite gegenüberliegende Enden (57, 58); (i) wobei das erste Ende eine Luftströmungsaustrittsöffnung (71) dort hindurch besitzt; (b) Filtermedium (55), das sich zwischen den ersten und zweiten Enden erstreckt; (c) ein Außengerüst (90), das eine das Medium umgebende Seitenwandstruktur besitzt; wobei das Außengerüst einen luftdurchlässigen Bereich besitzt; (i) sich das Außengerüst zwischen den ersten und zweiten Enden der Filterpatrone erstreckt und umfasst: (A) einen nicht perforierten abgeschirmten Abschnitt (105), der sich nahe dem ersten Ende der Filterpatrone befindet und sich über eine axiale Strecke von mindestens 10 % der axialen Länge des Außengerüstes erstreckt; und (B) einen perforierten Abschnitt (106), der einen sich zwischen dem abschirmenden Abschnitt und dem zweiten Ende der Filterpatrone erstreckenden offenen Bereich von mindestens 50 % besitzt, wobei der perforierte Abschnitt eine axiale Länge von mindestens 20 % der axialen Länge des Außengerüstes besitzt; (d) ein erstes Element (130) eines nicht durchgehend mit Gewinde versehenen Rotationseingriffmechanismus (129a), das von einer Außenfläche der Filterpatrone hervorsteht und benachbart zum und beabstandet vom ersten Ende positioniert ist; (i) wobei das erste Element eines nicht durchgehend mit Gewinde versehenen Rotationseingriffmechanismus integral mit dem Außengerüst (90) ausgebildet ist; und (ii) das erste Element des Rotationseingriffmechanismus mehrere beabstandete Segmente (131a) umfasst; und (e) ein axialer Dichtungsring (70; 1600) an dem ersten Ende und die Luftströmungsaustrittsöffnung (71) umgebend; (i) wobei das erste Ende (57) eine erste Formendkappe (57a) umfasst und der axiale Dichtungsring ein integral ausgebildetes Formteil der ersten Formendkappe ist.
Filterpatrone gemäß Anspruch 1, bei der: (a) jedes beabstandete Segment (131a) auf seiner Seite, die zu dem zweiten Ende der Filterpatrone zeigt, eine Nockenfläche umfasst.
Filterpatrone gemäß einem der Ansprüche 1–2, bei der: (a) der Dichtungsring der ersten Endkappe aus Schaumpolyurethan besteht, das eine Shore-A-Härte von nicht mehr als 30 besitzt; (b) das erste Element des Rotationseingriffmechanismus vier beabstandete Segmente umfasst; (c) das Medium aus Faltenmedium besteht; und (d) das Außengerüst einen Abschnitt mit einer konischen Form mit einem Teil nahe dem ersten Ende des Filterelementes mit einem Außendurchmesser D1 und einem Teil nahe dem zweiten Ende mit einem Außendurchmesser D2 besitzt, wobei: D1 > D2.
Filterpatrone gemäß einem der Ansprüche 1–3, bei der: (e) das Außengerüst einen konischen Abschnitt mit einem konischen Winkel im Bereich von 1° bis 4° besitzt.
Filterpatrone gemäß einem der Ansprüche 1–4, bei der: (a) das Außengerüst aus einem Formkunststoffelement besteht, das sich zwischen den ersten und zweiten Enden des Filterelementes erstreckt; und das Außengerüst umfasst: (i) ein erstes offenes Ende, das in einer ersten Endkappenvergussmasse eingebettet ist und eine Luftströmungsauslassöffnung definiert; und (ii) ein zweites Ende, das einen in einer zweiten Endkappenvergussmasse eingebetteten Abschnitt besitzt und umfasst: (A) einen mittigen, nicht perforierten Endbereich, der einen Abschnitt besitzt, der nicht in die Endkappenvergussmasse eingebettet ist; und (B) einen äußeren, ringförmigen, perforierten Bereich, der den mittigen nicht perforierten Bereich umgibt; wobei der äußere, ringförmige, perforierte Bereich in die zweite Endkappenvergussmasse eingebettet ist und durch diese verschlossen wird.
Filterpatrone gemäß Anspruch 5, bei der: (a) das geschlossene Ende des Außengerüstes einen äußeren, axialen, mittigen Oberflächenabschnitt mit einer mittigen Aussparung (185; 1563) darin besitzt.
Filterpatrone gemäß Anspruch 6, bei der: (a) die mittige Aussparung „+"-förmig ist.
Filterpatrone gemäß einem der Ansprüche 1–7, die kein daran befestigtes Innenstützfutter besitzt.
Filterpatrone gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, bei der: (a) das Medium aus Faltenmedium besteht.
Luftreinigeranordnung (2; 400; 500; 900; 1100; 1500), umfassend: (a) die Filterpatrone (30; 1145) gemäß einem der Ansprüche 1–9; (b) ein Gehäuse (3; 25; 300; 401; 501; 901; 930; 1101; 1503), das eine Seitenwand und erste und zweite gegenüberliegende Enden besitzt; (i) wobei das erste Ende des Gehäuses ein axiales Reinluftauslassrohr (6) darin besitzt; (ii) das Gehäuse nahe dem ersten Ende ein Staubsinkrohr (7) umfasst; (iii) das Gehäuse nahe dem zweiten Ende einen seitlichen Luftströmungseinlass (5) umfasst; (iv) das zweite Ende der Gehäuseseitenwand ein offenes Ende ist; und (v) das Gehäuse eine Endabdeckung (20; 503) besitzt, die zum Schließen des zweiten Endes des Gehäuses abnehmbar befestigt ist; wobei die Endabdeckung eine vollständig geschlossene Endabdeckung ist und einen Vorreiniger (35) besitzt, der eine Abschirmung (37) umfasst, die an ihrer Außenfläche eine spiralförmige Rampe (36) besitzt; der Vorreiniger so positioniert ist, dass er während des Betriebes funktionell Luft aus dem Luftströmungseinlass (10) erhält; (c) wobei die Filterpatrone im Gehäuse funktionell angeordnet ist mit: (i) ihrem axialen Dichtungsring (70; 1600) dichtend an einem Abschnitt des Gehäuses, um das Eintreten von ungefilterter Luft in das Reinluftauslassrohr zu verhindern, und (ii) dem zweiten Ende des Filters von der Abschirmung des Vorreinigers umgeben.
Luftreinigeranordnung gemäß Anspruch 10, bei der: (a) das erste Element eines nicht durchgehend mit Gewinde versehenen Rotationseingriffmechanismus durch Rotationsverschluss mit einem zweiten Element eines nicht durchgehend mit Gewinde versehenen Rotationseingriffmechanismus verriegelt ist; wobei das zweite Element (150) eines nicht durchgehend mit Gewinde versehenen Rotationseingriffmechanismus mit dem Gehäuse integral ausgebildet ist.
Luftreinigeranordnung gemäß Anspruch 11, bei der: (a) ein Innenträger am Gehäuse in einer solchen Position befestigt ist, dass er in die Filterpatrone ragt und das Medium innerhalb der Filterpatrone an einer Innenseite derselben trägt; (i) wobei der Innenträger keinen Teil der Filterpatrone umfasst.
Luftreinigeranordnung gemäß Anspruch 12, bei der: (a) der Innenträger eine konische Form besitzt.
Luftreinigeranordnung gemäß Anspruch 13, bei der: (a) der Innenträger einen Teil eines zweiten Filters umfasst.
Luftreinigeranordnung gemäß Anspruch 11, bei der: (a) die Endabdeckung (700) mindestens einen Riegel (702) daran umfasst, der ein Ende besitzt, das während des Verriegelungseingriffes sowohl durch einen Gehäuseseitenwandabschnitt (701) als auch einen Abschnitt der Abdeckung ragt.
Luftreinigeranordnung gemäß Anspruch 11, bei der: (a) die Endabdeckung eine Rotationsschaltungsanordnung umfasst, die im betriebsbereiten Einbauzustand in Bezug auf einen Rest des Gehäuses nur eine Rotationsposition der Abdeckung erlaubt.
Verfahren zur Herstellung einer Filterpatrone gemäß Anspruch 5 mit den Schritten: (a) Positionieren des Mediums innerhalb des Außengerüstes; und (b) Einbetten jedes Endes des Außengerüstes in Endkappenmaterial.