具有倾斜密封平面的过滤器元件制造技术

本发明专利技术涉及用于过滤器的过滤元件，具体用于内燃发动机，用于过滤流体，具体是空气，并涉及相应的过滤器。根据本发明专利技术的过滤元件可以在插入方向被插入过滤器中。过滤元件具有过滤器介质，流体可以在主流动方向通过所述过滤器介质。过滤元件具有清洁侧和未处理侧。此外，过滤元件具有围绕过滤元件的密封表面。密封表面将清洁侧从未处理侧分离，特别当密封表面在过滤元件的安装状态中与过滤器的过滤器壳体相互作用时。根据本发明专利技术，过滤元件具有支撑边缘，所述支撑边缘在过滤元件的安装状态中与过滤器的过滤器壳体相互作用，在主流动方向将力施加在过滤元件上，其中，密封表面和支撑边缘围绕成锐角。

Filter element with inclined sealing plane

The present invention relates to a filter element for a filter, which is specifically used in an internal combustion engine for filtering fluids, in particular air, and relates to a corresponding filter. The filter element according to the present invention can be inserted into the filter in the insertion direction. The filter element is provided with a filter medium, and the fluid can pass through the filter medium in the direction of the main flow. The filter element has a clean side and an untreated side. In addition, the filter element has a sealing surface surrounding the filter element. The sealing surface separates the cleaning side from the processing side, especially when the sealing surface is in the state of the filter element and the filter housing of the filter. According to the invention, the filter element has a support edge, the edge of the support and filter in the installed state of filter element filter shell interaction, in which the main flow direction will force is exerted on the filter element, and a sealing surface and a supporting edge around an acute angle.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及过滤器，具体用于内燃发动机，用于过滤流体，具体是空气，具体是内燃发动机的进气空气。
技术介绍
发动机空气过滤越来越重要，特别在建设和农业机器中。更高的发动机性能和更严格的排放规定要求通过发动机的增加的空气吞吐量。这要求更有力的空气过滤器。空气过滤器的性能以流动阻力以及由过滤器容量决定的服务寿命为特征。对于这两个参数，大型过滤器元件相比更小的过滤器元件更优的。然而，在更大的过滤器元件的情况下，可能产生问题：由于更高的自重，特别在部分或完全装载的状态中，可能产生密封问题，特别在过滤器元件剧烈加速的情况下。所述剧烈加速可以由例如从车辆传输到过滤器元件的振动触发。本专利技术的目的是提供过滤器和用于过滤器的过滤器元件，具体用于内燃发动机，用于过滤流体，具体是空气，所述过滤器允许在过滤器元件和过滤器壳体之间的高密封效果，特别对于高自重的过滤器元件。
技术实现思路
所述目的由根据独立权利要求的具体用于内燃发动机，用于过滤流体，具体是空气的用于过滤器的过滤器元件以及由相应的过滤器解决。本专利技术的进一步实施例在从属权利要求、说明书和附图中公开。根据本专利技术的过滤器元件可沿着插入方向插入到过滤器中。过滤器元件包括可以沿着主流动方向被流动通过的过滤器介质。过滤器元件包括清洁侧和原始侧。此外，过滤器元件包括围绕过滤器元件的密封表面。密封表面将清洁侧从原始侧分离，特别当密封表面在过滤器元件的安装状态中与过滤器的过滤器壳体互相作用时。根据本专利技术，过滤器元件包括支撑边缘或支撑表面，所述支撑边缘或支撑表面当在过滤器元件的安装状态中与过滤器的过滤器壳体相互作用时沿着主流动方向将力施加在过滤器元件的密封表面上，其中，密封表面和支撑边缘相对于彼此以锐角定位。可以优选地在主流动方向X将力施加在密封表面上。在本情况下，密封表面可以理解为用于不漏流体的密封的在过滤器元件上的表面。密封表面可以是密封件的一部分。密封件可以是例如过滤器元件的一部分或者密封表面仅作为用于例如布置在过滤器壳体上的密封件的接触表面。然而，沿着插入方向将过滤器元件插入到过滤器壳体中必须是可能的，其中，密封表面在过滤器壳体处接触，从而沿着密封表面在过滤器壳体和过滤器元件之间产生密封效果。取代额外的壳体元件，例如，通常用于施加压力和固定过滤器元件的抽屉、壳体盖或支撑元件，本专利技术提供了整体形成到过滤器元件中的密封表面支撑边缘布置。所述措施减少了所需部件并同时保证了密封表面的可靠接触。为了沿着过滤器元件的密封表面实现要求的好的密封效果，必须将足够的力施加在密封表面上。根据本专利技术应用，将过滤器元件沿着插入方向插入到过滤器中。在安装状态中，力沿着插入方向被施加在过滤器元件上并且也由接收过滤器元件的过滤器壳体的几何形状被传输到密封表面。过滤器元件离其安装状态越近，位于密封表面上或接触密封表面的密封件被所述力压得越强。密封表面上的力的强度和方向由支撑边缘和密封表面相对于彼此定位的角度明确确定。密封表面和支撑边缘的锐角布置在两个目标之间提供了优化。一方面，期望将在插入方向中施加在过滤器元件上的力有效转化为作用在密封表面上的力。这由密封表面和支撑边缘之间的尽可能小的角度实现。另一方面，在此文本中产生的过滤器元件沿着密封表面相对于过滤器壳体的位移将被最小化。所述位移导致施加在密封件上的力增加，从而作用在密封件上的剪切负载增加。所述位移由尽可能大的角度最小化。因此，必须在施加在密封表面上的力和由于所述力行进的位移行程之间找到折衷。本专利技术因此设置成，在密封表面和支撑边缘之间的锐角允许优化所述折衷，且相应地，在超过最大剪切力之前，可以将显著更大的密封力施加在密封件上。对于本专利技术，此外还已经发现在密封表面和支撑边缘之间的某个角度范围可以对优化提供决定性的贡献。特别地，当密封表面和支撑边缘相对于彼此定位在大于或等于20°并小于或等于30°的角度时，且特别地在22°±2°的角度时是有利的。这些结果是深入考虑从过滤器元件传递到密封表面的力的结果。当力的平衡在考虑角度比例、摩擦系数和施加在过滤器元件上的力的情况下确定时，其遵循其中FZ是在安装状态中特别由壳体盖施加在过滤器元件上的夹持力，FD是可施加在布置在密封表面上的密封件上的最大的力，μD是在密封件和过滤器壳体之间的摩擦系数，μK是在支撑边缘和过滤器壳体之间的摩擦系数，α是在插入方向和密封表面之间的角度，β是在插入方向和支撑边缘之间的角度。对于关于角度α和β的优化，等式通过小角度近似简化为：并解出角度β其中：。与预期不同，甚至直到30°的角度范围，小角度近似提供了好的近似值。所述结果可以通过引入修正因子δ=1.0…1.2改进更多；这已经由经验检验证明。上述20°…30°的角度范围已经被确定为所述等式的多参数优化的令人惊讶的结果。对于建立的参数范围的结果相关性β(FZ,FD),β(µD,µK)已经被评估。在此文本中，令人惊讶地发现在通常应用于FZ,FD,µD和µK的参数范围内，特别对于常数α=0，狭窄的角度范围20°…30°满足所有边界条件。这可以从下表中选取。对于计算，根据经验确定数据的修正因子δ选择为1.17。根据在通常参数范围内的由相关性β(µK)提供的相对狭窄的角度区间，逐渐地，在通常参数范围内的由其他相关性产生的其余角度范围关于所述区间已经被评估。令人惊讶地发现角度区间20°-30°能够满足所有相关性。用斜体表示已经被排除在评估之外或者数值无效的范围（例如负角度β）。此外发现，尽管在密封表面处和在支撑边缘处的摩擦系数有相对大的差异，对于角度α的不同数值，优化角度和α+β总是恒定的。对于数据组FZ=400N，FD=170N，µD=1.73和µK=0.11，这在下表以示例性方式示出。αβ(α)α+β0.0023.5123.511.0021.9722.972.0020.5222.523.0019.1322.134.0017.8121.815.0016.5621.566.0015.3621.367.0014.2121.218.0013.1221.129.0012.0721.0710.0011.0621.0611.0010.1021.1012.009.1721.1713.008.2821.2814.007.4321.4315.006.6021.6016.005.8121.8117.005.0522.0518.004.3222.32因此根据本专利技术在大体上独立于密封表面和插入方向之间的角度α的要求角度范围内优化过滤器元件的几何形状是可能的。例如，可以优化相对位移行程。对于较小的角度α+β，产生更长的位移行程；对于较大的角度α+β，产生更大的安装力。这由考虑密封表面相对于壳体的位移行程r产生，如下文中对于角度范围0°…27.5°以示例性方式所示。可以看出，位移行程r的数值是12mm或更小，这可以被视为可接受的，首先在α+β＞18.5°的范围发生。α+βr/mm0.50458.372.00114.613.5065.525.0045.896.5035.338.0028.749.5024.2411.0020.9612.5018.4814.0016.5315.5014.9717.0013.6818.5012.6120.0011.7021.5010.9123.本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于过滤器（10）的过滤器元件（100），用于过滤流体，其中，过滤器元件（100）能沿着插入方向（Y）插入到过滤器（10）中，并包括：过滤器介质（102），能够沿着主流动方向（X）被流动通过，清洁侧（104），原始侧（106），围绕过滤器介质（102）的密封表面（122），所述密封表面（122）在过滤器元件（100）的安装状态中与过滤器（10）的过滤器壳体（12）相互作用，将清洁侧（104）从原始侧（106）分离，和支撑边缘（124），在过滤器元件（100）的安装状态中与过滤器（10）的过滤器壳体（12）相互作用，籍此能将力（FD）施加在密封表面（122）上，其中，密封表面（122）和支撑边缘（124）相对于彼此以锐角定位。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.27 DE 102014012490.81.用于过滤器（10）的过滤器元件（100），用于过滤流体，其中，过滤器元件（100）能沿着插入方向（Y）插入到过滤器（10）中，并包括：过滤器介质（102），能够沿着主流动方向（X）被流动通过，清洁侧（104），原始侧（106），围绕过滤器介质（102）的密封表面（122），所述密封表面（122）在过滤器元件（100）的安装状态中与过滤器（10）的过滤器壳体（12）相互作用，将清洁侧（104）从原始侧（106）分离，和支撑边缘（124），在过滤器元件（100）的安装状态中与过滤器（10）的过滤器壳体（12）相互作用，籍此能将力（FD）施加在密封表面（122）上，其中，密封表面（122）和支撑边缘（124）相对于彼此以锐角定位。2.如权利要求1所述的过滤器元件，其中，密封表面（122）和支撑边缘（124）相对于彼此定位在大于或等于20°并小于或等于30°的角度（α+β），且特别地在22°±2°的角度（α+β）。3.如权利要求1或2中的一项所述的过滤器元件，其中，支撑边缘（124）横向布置在过滤器元件（100）的流通区域的外侧。4.如前述权利要求中的一项所述的过滤器元件，其中，过滤器元件（102）包括流入表面（108）和流出表面（110），其中，流出表面（108）在主流动方向（X）至少部分地布置在密封表面（122）的下游。5.如前述权利要求中的一项所述的过滤器元件，其中，支撑边缘（124）是支撑结构（126）的一部分，其中，支撑结构（126）在插入方向（Y）包括细长延伸部或/和在插入方向（Y）实施为具有优选的钝的尖端的V形或/和成锥形。6.如权利要求5所述的过滤器元件，包括：在主流动方向（X）...

【专利技术属性】
技术研发人员：M维贝林，DC阮，B布兰特，K明克尔，
申请(专利权)人：曼·胡默尔有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE