進氣系統的過濾件的制作方法

專利名稱：進氣系統的過濾件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種進氣系統的過濾件，該過濾件包括:過濾介質，它尤其地呈折子形狀，以凈化未過濾空氣；及，中間管，它支撐過濾介質。該過濾件用來凈化氣態材料或者混合氣、例如空氣，并且例如在汽車工業中用于內燃機的進氣系統中。過濾介質例如可以是呈折子形狀的濾紙，它擋住要被凈化的空氣中的雜質。典型地，該雜質是尺寸大小不同的灰塵顆粒和化學組分。
背景技術：
例如EP1591653A1公開了這種過濾件。其中，形成為橢圓形肋結構的中間管形成過濾介質的支撐件或者接受件，即，過濾介質安裝在肋結構的外罩表面上。在這種情況下，過濾件布置在空氣過濾器殼體內，該空氣過濾器殼體具有未過濾空氣入口和排出管。在EP1591653中，要被凈化的空氣首先通過未過濾空氣入口進入到空氣過濾器殼體內，然后碰到過濾介質位于未過濾空氣側的外表面，并且通過該過濾介質和肋結構。在肋結構的內部形成空腔，該空腔在一端借助端圓盤與空氣過濾器殼體位于未過濾空氣側的那部分相密封，并且在另一端通到空氣過濾器殼體的排出管中。由過濾介質凈化過的空氣通過排出管從中間管的空腔中排出并且因此從空氣過濾器殼體中排出。這種過濾件或者進氣過濾系統基本上存在這樣的問題，即在過濾件的流入區域內只能很微小地調整流入氣體(例如空氣)的不均勻速度分布。這是由不同影響因素決定的。因此，例如殼體在位于未過濾空氣側的流入區域內的精確幾何形狀直接影響過濾介質鄰近流入區域內的速度分布。在殼體幾何形狀設計得不好時，可以使位于未過濾空氣側的氣流與殼體壁部分地分開并且因此產生了不良的渦流，該渦流及諸如此類導致局部速度過高。要被凈化的氣體不均勻地流入或者在流入區域內流動速度較大，也許可能會導致過濾介質損壞。這在極端情況下直至可以導致過濾介質破裂(例如，折子的逐個折紙)，因此這個位置的、沒有凈化過的氣體進入到內燃機中，及在那里產生了污染物并且可能導致損壞。

發明內容
因此，本發明的目的是通過簡單措施來提高過濾件區域內的流入比例并且尤其地防止通過流入的氣體來損壞過濾介質。這個目的通過過開始時所述的那種過濾件來實現，該過濾件的特征在于，它具有在過濾介質的流入區域內使流動轉向的流入保護裝置和端圓盤，流入保護裝置和優選地中間管和過濾介質在一端上被嵌入到該端圓盤中。流入保護裝置在過濾介質的流入區域內產生了流動轉向，并且同時可以使流入的氣體產生均勻的速度分布。這導致能夠消除速度局部過高并且因此一方面避免損壞過濾介質(流入保護裝置的保護功能)及另一方面通過使速度分布均勻化來提高過濾介質的有效功能(流入保護裝置的功率提高功能)。流入保護裝置至少在本發明過濾件的流入區域上延伸，也就是說在這樣的區域內延伸，即在該區域內，流入氣體以它的路線中通過進氣系統首先以更高的速度碰上過濾件或者過濾介質。流入保護裝置在一端上被嵌入到端圓盤中，以把流入保護裝置固定在本發明過濾件上，即流入保護裝置位于端側的那部分由端圓盤的材料來包圍，尤其借助該材料來注塑包封或者進行發泡包封。通過把流入保護裝置、可能與中間管和過濾介質一起嵌入或者注塑包封在端圓盤中，這些元件相互固定連接起來，因此流入保護裝置形成了本發明過濾件的固定構件。端圓盤典型地由可注塑或者可起泡的材料例如塑料或者泡沫形成，該端圓盤可以使本發明的過濾件密封地布置在進氣系統的殼體內，即，在把過濾件安裝到進氣系統中時，該端圓盤可以作為進氣系統位于未過濾空氣側和位于純凈空氣側的那些部分之間的密封件而起作用。此外，通過嵌入或者注塑包封流入保護裝置、中間管和過濾介質，在精確定位流入保護裝置時可以實現誤差補償，即，在嵌入到端圓盤中之前，所有前面所述元件的相對位置可以進行細小的改變，因此實現了與過濾件的個體安全位置匹配。中間管用作過濾介質的支撐件或者用來容納過濾介質(位于罩側)，及過濾介質自己可以同樣地在端側被嵌入到端圓盤中。中間管在它的外殼表面上可以通過氣流，從而使得穿過該過濾介質并因此被凈化過的空氣流入到中間管的內部中。這個可以例如通過中間管的有孔外殼表面來實現，或者通過下面方法來實現，即中間管形成為肋結構。流入保護裝置通常由塑料形成。本發明過濾件的結構特別簡單，并且僅具有數量較少的元件。在過濾件的優選實施例中，流入保護裝置在一端通過插塞連接裝置固定在中間管上。插塞連接裝置是容易制造的連接裝置，它能夠把流入保護裝置足夠穩定地安裝在中間管上。例如速動鉤或者夾緊連接裝置可以被用作一種簡單的插塞連接裝置。在制造過濾件時，流入保護裝置通過插塞連接裝置(速動鉤或者夾子)可以首先被保持在中間管上，但是在誤差范圍內相對于中間管保持可移動。首先通過把以這種方式相互連接起來的元件(流入保護裝置和中間管或者過濾介質)嵌入(例如注塑包封)到端圓盤中，最后在這些元件的相對位置上把它們相互固定起來。作為備選方案，流入保護裝置也可以通過其他連接方法、尤其是焊接連接固定在中間管上。在過濾件的另一個優選實施例中，流入保護裝置在另一端上固定在過濾件的另一個端圓盤上。因此，流入保護裝置可以特別穩定地、機械地支撐在過濾件上。尤其地，通過這樣地布置過濾件可以防止這種危險，以致通過流入的空氣使流入保護裝置處于振動中。這導致，在過濾件進行運行期間產生聲學損害。在上述實施例的改進中，流入保護裝置通過插塞連接裝置固定在另一個端圓盤上。插塞連接裝置通常可以方便地且快速地制造出來，其中，該插塞連接裝置尤其在沒有借助工具的情況下可以被制造出來。在另一個改進中，插塞連接裝置包括反作用支架(Gegenhalter),該反作用支架在一端被嵌入到該另一個端圓盤內。反作用支架在另一端可以從該另一個端圓盤伸出，并且在反作用支架伸出的那部分區域內可以例如設置用來容納形成在流入保護裝置上的銷子的孔，從而實現插塞連接。在上述實施例的另一個改進中，流入保護裝置在另一端直接嵌入到該另一個端圓盤內，即一部分流入保護裝置例如由端圓盤的材料來包圍(注塑包封或者進行發泡包封)。通過這種嵌入，把這些各自元件相互固定地連接起來，這使得過濾元件具有更高的穩定性。在一個實施例中，流入保護裝置在背向過濾件的側部上具有一個或者多個導向肋，尤其地，該一個或者多個導向肋在流入區域內進行流動引導。這些導向肋尤其位于這樣的平面內，該平面基本上平行于過濾件的端圓盤，但是可以沿著過濾件的方向根據流入情況布置成扇形形狀，從而實現過濾件的均勻流入。在這種情況下，扇形形狀的孔可以朝向過濾件或者背向該過濾件。易于理解的是，如有可能，流入保護裝置在另一端可以不是固定在過濾件上，而是可以固定在殼體上。在這種情況下，流入保護裝置具有用來固定在殼體上的自由端，在該自由端上可以設置例如止動件或者類似裝置來進行固定。優選地，過濾件的特征在于，該一個端圓盤或者該多個端圓盤由PUR形成。PUR(聚氨酯)在實踐中證明適合作為密封過濾件或者類似裝置的材料。下面這樣的過濾件也是優選的，即在該過濾件中流入保護裝置至少在流入區域內形成氣流不能通過。通過使氣流不能通過流入保護裝置，阻止未過濾空氣穿過流入保護裝置并且因此防止損壞沿著流動方向位于后面的過濾介質。此外，當撞擊在氣流不能通過的障礙物時，迫使該流動環繞著障礙物進行環流，因此在過濾件的流入區域內可以獲得均勻的速度分布。易于理解的是，如有可能，流入保護裝置在流入區域外部可以具有穿孔，從而對速度分布產生有利的影響。下面這樣的過慮件是優選的，即在該過濾件中，流入保護裝置在過濾介質的整個長度上延伸。因此，在過濾介質的整個長度上獲得流入保護裝置的保護功能和功率提高功能。過濾介質的整個長度是這樣的長度，即該長度主動地參加過濾過程(和例如相當于圓柱形過濾介質的整個高度)。如果流入保護裝置在過濾件的整個長度上進行延伸，那么它通過它位于嵌入端部對面的端部可以固定在過濾件的端圓盤上，或者如有可能，固定在進氣系統的殼體上，并且可以使之更加穩定。此外，下面這樣的過濾件是優選的，即在該過濾件中，流入保護裝置具有適合于過濾介質形狀的幾何形狀。在這種情況下，流入保護裝置典型地具有這樣的曲率，該曲率基本上相當于位于下面的過濾介質的曲率。因此，在進氣系統的流入區域內可以獲得特別有效的流動轉向。因此特別有效地避免了局部速度過高。最后，下面這樣的過濾件是優選的，即在該過濾件中，流入保護裝置至少在部分區域內與過濾介質相隔開。典型地，流入保護裝置在它粘接在過濾件或者殼體上的區域外部與過濾介質相隔開，因為通過使流入保護裝置與過濾介質相隔開，未過濾空氣也在該區域內可以直接到達流入保護裝置和過濾介質之間，因此這個區域可以主動地承擔參加未過濾空氣的凈化工作。它促進了流入保護裝置的功率提高功能。在過濾介質和流入保護裝置之間具有典型為mm范圍內(例如5mm)的距離時，功率提高功能尤其好，且太大的距離不會損害流入保護裝置的保護功能。在一個備選實施例中，過濾件包括一個尤其用注塑方法來制造出來的端圓盤，該端圓盤尤其由熱塑塑料來形成，其中流入保護裝置與端圓盤焊接在一起，或者通過插塞連接裝置與該端圓盤連接起來。此外，這樣的進氣系統落入本發明的范圍內，即該進氣系統包括殼體，該殼體具有未過濾空氣入口和純凈空氣出口，其中過濾件布置在位于未過濾空氣入口和純凈空氣出口之間的該殼體內，該過濾件如上面所描述的那樣形成。在有利的方式中，這種進氣系統可以特別有效地進行運轉，因為過濾件通過流入保護裝置來保護，并且因此，過濾介質在產生最高速度的流入區域內不會被損壞。此外，流入保護裝置通過均勻流入進氣系統殼體內的過濾件提高了進氣系統的功率。由振動的流入保護裝置所導致的聲學損害，同樣可以得到避免，或者大大地被減小了。優選的進氣系統的特征在于，流入保護裝置在另一端被支撐在進氣系統的殼體上或者被固定在那里。與在一側連接流體保護裝置相比，通過把流入保護裝置附加地固定在進氣系統的殼體上，可獲得更高的機械穩定性，它也有助于避免聲學影響。易于理解的是，流入保護裝置在另一端可以被固定在殼體和/或過濾件上。最后，進氣系統這樣的另一個實施例是優選的，在該進氣系統中，流入保護裝置至少部分地在過濾件位于殼體區域內的流入區域上進行延伸，其中該過濾件布置在該殼體區域內。因此，可以使進氣系統特別有效地運行。從參照附圖的本發明實施例的下面描述和權利要求中可以得出本發明的其他特征和優點，這些附圖示出了本發明的細節。在本發明變形中，各個特征可以各自一個或者多個地在任何組合中來實現。


在示意性附圖中示出了一些實施例并且這些實施例在下面描述中進行說明。其中:
圖1以透視圖示出了具有本發明過濾件的進氣系統；
圖2以透視圖示出了具有流入保護裝置的本發明過濾件；
圖3a示出了獨有的、圖2的流入保護裝置；
圖3b以詳細視圖示出了圖3a的流入保護裝置的斷面；
圖4a示出了通過過濾件的插塞連接裝置的、示意性橫截面的斷面；
圖4b示出了過濾件的另一個插塞連接裝置；
圖4c示出了另一個插塞連接裝置的備選實施例；及 圖5示出了具有導向肋的流入保護裝置的實施例。
具體實施例方式圖1示出了進氣系統1，該進氣系統I具有未過濾空氣入口 2和純凈空氣出口 3，其中在未過濾空氣入口 2和純凈空氣出口 3之間，把過濾件5a布置或者安裝到殼體區域4內。要凈化的空氣(未過濾空氣)以它的方式流過進氣系統1、首先流過未過濾空氣入口 2，該未過濾空氣入口 2通過一些穿孔7例如可以固定在機動車的車身上。然后，該空氣通過適配器8流入到過濾件5a的流入區域9中，被輸送到過濾件5a中，及在過濾之后通過純凈空氣出口 3從進氣系統I中流出，及然后例如到達沒有示出的內燃機中。直接在把未過濾空氣輸送到過濾件5a之前，未過濾空氣在流入區域9內碰上流入保護裝置10a，該流入保護裝置IOa使流入的未過濾空氣轉向并且均勻地分布在殼體區域4中，在該殼體區域4內布置著過濾件5a，因此未過濾空氣的速度分布均勻化，并且使局部過高的速度得到減小。因此，可以避免損壞過濾件5a，并且保證了過濾件5a的有效工作方式。圖2示出了具有流入保護裝置IOb的過濾件5b，該過濾件5b例如可以安裝到圖1的進氣系統中。在安裝好的情況下，過濾件5b基本上由箭頭11的方向流入未過濾空氣，因此未過濾空氣首先碰上流入保護裝置10b，然后偏轉到過濾件5b的兩個對置側部中(參見fif頭 12) ο過濾件5b具有呈折子形狀的環形過濾介質13，該過濾介質13圍繞著在2中沒有示出的圓柱形中間管，其中中間管用作過濾介質13的(罩側)接受件和保護裝置。過濾件5b在它的上側部(在附圖中)還具有由PUR所形成的第一端圓盤14，把流入保護裝置10b、中間管和過濾介質13在它的一端上被嵌入到該第一端圓盤內。在過濾件5b的下側上(在附圖中)形成另一個第二端圓盤15，該端圓盤由PUR形成，中間管和過濾介質13在它的另一端上被嵌入到該第二端圓盤中。但是，流入保護裝置IOb在過濾件5b的下端上不是被嵌入到該另一個端圓盤15中，而是具有另一插塞連接裝置17a的兩個銷子16a。在把過濾件5b安裝到圖1的進氣系統I中時，銷子16a被插塞到位于進氣系統I殼體6上的、沒有示出的對接接受器中，因此流入保護裝置IOb在兩側上被固定。第一端圓盤14形成為空氣不能透過，并且密封地封閉位于殼體6內的過濾件5b上端(參見圖1)。下部的第二端圓盤15相對于未過濾側部同樣密封地封閉過濾件5b的內室，但是具有在圖2中不能看到的排出孔，純凈空氣出口 3通向該排出孔中。在過濾件5b進行運行期間，未過濾空氣首先通過過濾介質13，然后進入到氣體可通過的中間管中，該中間管在罩側具有肋結構。這樣生產出的純凈空氣然后從中間管的內部通過下部端圓盤15的排出孔被輸送到純凈空氣出口 3中。在圖3a中示出了不帶過濾件5b其他元件的、圖2的流入保護裝置10b。流入保護裝置IOb在一端上具有帶插塞連接裝置止動鉤19的網柵18。流入保護裝置IOb的網柵18或者止動鉤19通過圖3a沒有示出的、形成在中間管上的止動接受器來制動，然后用PUR進行注塑包封，因此形成了第一端圓盤14，流入保護裝置10b、中間管和過濾介質13被嵌入到該第一端圓盤14中。通過附加制動裝置，極其可靠且穩定地把流入保護裝置IOb保持在過濾件5b上。圖3b以詳細視圖示出了圖3a的網柵8，因此可以清楚地看到插塞連接裝置19的止動鉤。在圖4a中示意性地示出了通過位于中間管20的上端和流入保護裝置IOb之間的插塞連接19的橫截面。通過把流入保護裝置IOb鎖定在中間管20上，可以實現對中，該對中非強制性地精確固定流入保護裝置IOb相對于中間管20的位置。更確切地說，在具有較小間隙21的情況下，可以在隨后用PUR來進行注塑包封(即嵌入)時補償誤差。圖4b示意性地示出了用來把流入保護裝置IOb固定在下部端圓盤15上的另一個插塞連接裝置17b，在該插塞連接裝置中，形成倒鉤位于流入保護裝置IOb下端上的鎖銷16b。該另一個插塞連接裝置17b的特點在于反作用支架22，該反作用支架22也如過濾介質13 —樣在一側上被嵌入到第二端圓盤15中。反作用支架22的對置側部從端圓盤15伸出，并且具有用來接受鎖銷16b的孔。如在圖4b同樣可以看到的一樣，流入保護裝置IOb與過濾介質13相隔開，其中該相隔開的距離典型地位于mm范圍內。在圖4c中示出了另一個插塞連接裝置17c，在該插塞連接裝置中，鎖銷16c沒有倒鉤，及可移動地支承在托架22內。在這種方式中，可以實現流入保護裝置IOc沿著縱向的誤差補償。圖5示出了具有未示出過濾介質5b的流入保護裝置IOb的實施例。在這個實施例中，流入保護裝置IOb在遠離過濾件的側部31上具有一個或者多個導向肋30，尤其地，該一個或者多個導向肋30把流體引導到流入區域中。導向肋30尤其位于這樣的平面中，即該平面基本上平行于過濾件的端圓盤(14、15)(參見圖2)，但是根據流入情況也可以沿著過濾件的方向布置成扇形形狀，從而能夠穩定地流入過濾件。在這種情況下，扇形結構中的孔可以朝向過濾件，或者背向該過濾件。
權利要求
1.一種進氣系統(I)的過濾件(5a ;5b)，尤其一種內燃機的吸氣式空氣過濾件，該過濾件包括:過濾介質(13)，它尤其地呈折子形狀，以凈化未過濾空氣；及，中間管(20)，它支撐過濾介質(13)，其特征在于，它還具有:流入保護裝置(10a; IOb ; 10c)，它在過濾介質(13)的流入區域(9)內使流動轉向；及端圓盤(14)，流入保護裝置(10a;10b ；10c)和優選地中間管(20)和過濾介質(13)在一端上被嵌入到該端圓盤中。
2.根據權利要求1所述的過濾件(5a、5b)，其特征在于，流入保護裝置(10a；10b ；10c)在一端通過插塞連接裝置(19)固定在中間管(20)上。
3.根據權利要求1或者2所述的過濾件，其特征在于，流入保護裝置(10a;10b;IOc)在另一端固定在過濾件(5a ；5b)的另一個端圓盤(15)上。
4.根據權利要求3所述的過濾件(5a、5b)，其特征在于，流入保護裝置(10a；10b ；10c)通過另一個插塞連接裝置(17a ；17b ；17c)固定在該另一個端圓盤(15)上。
5.根據權利要求4所述的過濾件(5a、5b)，其特征在于，插塞連接裝置(17b；17c)包括反作用支架(22)，該反作用支架在一端被嵌入到該另一個端圓盤(15)內。
6.根據權利要求3或者4所述的過濾件(5a、5b)，其特征在于，流入保護裝置(10a;IOb ；10c)在另一端嵌入到該另一個端圓盤(15)內。
7.根據前述權利要求任一所述的過濾件(5a、5b)，其特征在于，該端圓盤(14、15)由PUR形成。
8.根據前述權利要求任一所述的過濾件(5a、5b)，其特征在于，流入保護裝置(10a;IOb ；10c)尤其在流入區域(9)內形成氣流不能通過。
9.根據前述權利要求任一所述的過濾件(5a、5b)，其特征在于，流入保護裝置(10a;IOb ；10c)在過濾介質(13)的整個長度上延伸。
10.根據前述權利要求任一所述的過濾件(5a、5b)，其特征在于，流入保護裝置(10a;IOb ；10c)具有適合于過濾介質(13)形狀的幾何形狀。
11.根據前述權利要求任一所述的過濾件(5a、5b)，其特征在于，流入保護裝置(10a;IOb ；10c)至少在部分區域內與過濾介質(13)相隔開。
12.—種進氣系統(I)，它包括殼體(6)，該殼體具有未過濾空氣入口(2)和純凈空氣出口(3),其中根據前面權利要求任一所述的過濾件(5a、5b)布置在位于未過濾空氣入口(2)和純凈空氣出口(3)之間的該殼體(6)內。
13.根據權利要求12所述的進氣系統(I)，其特征在于，流入保護裝置(10a；10b ；10c)在另一端被支撐在進氣系統(I)的殼體(6)上。
14.根據前述權利要求任一所述的進氣系統(I)，其特征在于，流入保護裝置(10a;IOb ；10c)至少部分地在過濾件(5a ；5b)位于殼體(6)內的流入區域(9)上進行延伸。
全文摘要
本發明涉及一種進氣系統的過濾件(5b)，該過濾件包括過濾介質(13)，它尤其地呈折子形狀，以凈化未過濾空氣；及，中間管，它支撐過濾介質(13)，其中，該過濾件(5b)還具有流入保護裝置(10b)，它在過濾介質(13)的流入區域內使流動轉向；及端圓盤(14)，流入保護裝置(10b)和優選地中間管和過濾介質(13)在一端上被嵌入到該端圓盤中。本發明還涉及一種進氣系統，它包括殼體，該殼體具有未過濾空氣入口和純凈空氣出口，其中過濾件布置在位于未過濾空氣入口和純凈空氣出口之間的該殼體內。在本發明的過濾件(10b)中，使流入區域內的過濾介質(13)免受以較高速度流入的未過濾空氣影響，因此降低了損壞過濾介質(13)的危險并且可以提高過濾件(10b)的功率。
文檔編號F02M35/024GK103180594SQ201180052017
公開日2013年6月26日 申請日期2011年10月18日 優先權日2010年10月26日
發明者W.布洛賽, M.海姆, P.內夫, A.蘇德曼, T.弗里欽格 申請人:曼 · 胡默爾有限公司