Filtereinrichtung mit einem Filterelement in einem Filtergehäuse Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtereinrichtung mit einem Filterelement in einem Filterge- häuse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Stand der Technik

In US 3,816,982 wird ein Luftfilter mit einem hohlzylindrischen Filterelement in einem aufnehmen- den Filtergehäuse beschrieben. Die zu filtrierende Luft wird über eine seitlich im Filtergehäuse angeordnete Einströmöffnung eingeleitet, die dem Filterelement axial vorgelagert ist, und durch- strömt anschließend das Filterelement radial von außen nach innen. Das Filterelement weist an seinen gegenüberliegenden Stirnseiten eine offene und eine geschlossene Endscheibe auf. Die gereinigte Luft wird axial aus dem innenliegenden Strömungsraum des hohlzylindrischen Fil- terelementes über die offene Endscheibe abgeleitet.

Aus DE 10 201 1 01 1 595 A1 ist ein Luftfilter mit einem Filterelement in einem Filtergehäuse be- kannt, wobei das Filterelement einen ringförmig umlaufenden Filtermediumkörper mit langge- streckter Querschnittsform aufweist. Der Filtermediumkörper umschließt einen innenliegenden Strömungsraum, in den das zu reinigende Rohfluid axial eingeführt wird. Anschließend wird der Filtermediumkörper radial von innen nach außen von dem Fluid durchströmt.

DE 20 2007 004 476 U1 offenbart eine Filtereinrichtung zur Reinigung eines Fluids mit einem in einem Filtergehäuse angeordneten Filterelement, dem ein Zyklonvorabscheider vorgeschaltet ist, über den das Fluid dem Filterelement zuführbar ist. Der Zyklonvorabscheider umfasst zwei Zyk- lonzellen mit unterschiedlichem Durchmesser.

Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtereinrichtung mit einem Filterelement, das ei- nen ringförmigen Filtermediumkörper mit langgestreckter Querschnittsform aufweist, mit einfa- chen konstruktiven Maßnahmen in der Weise auszubilden, dass Schmutzpartikel aus dem zu filtrierenden Fluidstrom noch vor der Durchströmung des Filtermediumkörpers abgeschieden wer- den.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unter- ansprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an. Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung umfasst ein Filtergehäuse und ein in dem Filtergehäuse aufgenommenes Filterelement, an dem die Filtration eines zu reinigenden Fluids stattfindet. Das Filterelement ist ringförmig ausgebildet und umfasst einen ringförmigen Filtermediumkörper, der bei der Filtration von dem Fluid durchströmt wird, wobei der Filtermediumkörper insbesondere ringförmig geschlossen ausgebildet ist und einen innenliegenden Strömungsraum zur Aufnahme des Fluids aufweist. Vorteilhafterweise wird der ringförmige Filtermediumkörper radial von außen nach innen von dem zu reinigenden Fluid durchströmt, so dass der innenliegende Strömungs- raum an der Reinseite des Filtermediumkörpers liegt und die Außenseite des Filtermediumkör- pers die Roh- bzw. Anströmseite bildet. Im Prinzip kommt aber auch die umgekehrte Durchströ- mung des Filtermediumkörpers radial von innen nach außen in Betracht.

Bei dem Fluid handelt es sich insbesondere um ein gasförmiges Fluid, beispielsweise um Ver- brennungsluft, die den Zylindern einer Brennkraftmaschine zugeführt wird. Des Weiteren ist auch eine Anwendung für flüssige Fluide möglich.

Das Fluid wird über eine Einströmöffnung, die sich im Filtergehäuse befindet, in Richtung des Filterelementes und dem Filtermediumkörper geleitet. Im Strömungsweg zwischen der Einström- öffnung im Filtergehäuse und der Anströmseite des Filtermediumkörpers liegt eine Dralleinrich tung, welche ausgebildet ist, dem einströmenden Fluid einen Drall aufzuprägen. Die Einströmöff- nung und die Dralleinrichtung sind der Anströmseite des Filtermediumkörpers axial - bezogen auf die Längsachse des ringförmigen Filterelements - vorgelagert. Zweckmäßigerweise besitzt die Einströmöffnung einen größeren axialen Abstand zur Anströmseite des Filtermediumkörpers als die Dralleinrichtung.

Die Dralleinrichtung kann separat von der äußeren Gehäusewand des Filtergehäuses ausgebil- det sein und ein separat von der äußeren Wand des Filtergehäuses ausgebildetes Bauteil bilden. Die Dralleinrichtung begrenzt gemeinsam mit der äußeren Wand des Filtergehäuses einen Strö- mungsweg für das Fluid nach dem Eintritt über die Einströmöffnung in das Filtergehäuse.

Aufgrund des Dralls, den das einströmende Fluid noch vor dem Erreichen der Anströmseite des Filtermediumkörpers erfährt, werden Schmutzpartikel, die im Fluid mitgeführt werden, nach au- ßen in Richtung auf die Innenseite der Außenwand des Filtergehäuses geführt und können vor dem Erreichen der Anströmseite des Filtermediumkörpers abgeschieden werden. Es findet somit eine Vorabscheidung von Schmutzpartikeln statt, die im Fluid mitgeführt werden. Die abgeschie- denen Schmutzpartikel können ggf. über eine hierfür ausgebildete Einrichtung aus dem Filterge häuse abgeleitet werden. Die Dralleinrichtung als separat von der Außenwand des Filtergehäuses ausgebildetes Bauteil hat den weiteren Vorteil, dass die Einströmöffnung an verschiedenen Positionen des Filtergehäu- ses positioniert und dass aus jeder dieser Positionen das einströmende Fluid mit einem Drall beaufschlagt werden kann. Dies erweitert die konstruktiven Möglichkeiten im Hinblick auf die Po- sitionierung der Einströmöffnung.

Mithilfe der Dralleinrichtung wird insbesondere der Strömungsquerschnitt des Strömungswegs für das einströmende Fluid verjüngt, wodurch eine Strömungsbeschleunigung stattfindet. Mitgeführte Schmutzpartikel im Fluid können durch eine höhere Strömungsgeschwindigkeit bei der Drall- oder Fliehkraftabscheidung besser abgeschieden werden.

Es kommen verschiedene Ausführungsformen der Dralleinrichtung in Betracht. Gemäß einer vor- teilhaften Ausführung ist die Dralleinrichtung am Filterelement angeordnet, beispielsweise an ei- nem Stützgitter, welches an der Reinseite des Filterelementes positioniert ist, oder an einer End- scheibe des Filterelementes, die sich an der Stirnseite des Filtermediumkörpers befindet. In einer weiteren Ausführung ist dagegen vorgesehen, dass die Dralleinrichtung mit dem Filtergehäuse verbunden und ggf. einteilig mit dem Filtergehäuse ausgebildet ist. Die Dralleinrichtung befindet sich beispielsweise an einem Einlassgehäuse, welches Bestandteil des Filtergehäuses ist und auf ein Filtergrundgehäuse, in welchem das Filterelement aufgenommen ist, aufsetzbar ist. In dieser Ausführung bildet die Dralleinrichtung einen festen Bestandteil des Einlassgehäuses, je- doch ist die Dralleinrichtung separat von der Außenwand des Einlassgehäuses ausgebildet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung befindet sich die Dralleinrichtung an dem Filtergrund- gehäuse, welches das Filterelement aufnimmt.

Die Dralleinrichtung ist unabhängig von ihrer konstruktiven Ausführung und Zuordnung zu einem Bauteil der Filtereinrichtung der Anströmseite des Filtermediumkörpers axial vorgelagert. Somit findet die Abscheidung der Schmutzpartikel im Fluid auch in einem der Anströmseite des Filter mediumkörpers axial vorgelagerten Bereich statt. Dies hat den Vorteil, dass eine Abtrennung der meisten Schmutzpartikel aus dem Fluidstrom erreicht ist, wenn es an die Anströmseite des Fil- termediumkörpers gelangt.

Der Filtermediumkörper weist eine langgestreckte Querschnittsform auf und umfasst Längsseiten und Schmalseiten, über die die beiden Längsseiten verbunden sind, so dass der innenliegende Strömungsraum von den Längs- und Schmalseiten des Filtermediumkörpers umschlossen ist. Die Querschnittsform des Filtermediumkörpers kann oval oder ovalisiert sein. Es kommen aber auch nicht-ovale, längsgestreckte Querschnittsformen in Betracht, beispielsweise konkav ge- krümmte Längsseiten oder geradflächige, ebene Längsseiten oder nicht-oval gekrümmte, kon- vexe Längsseiten. Die Erstreckung der Längsseiten ist größer als die Erstreckung der Schmal- seiten, es kann beispielsweise zweckmäßig sein, dass die Erstreckung der Längsseiten mindes- tens doppelt so groß ist wie die Erstreckung der Schmalseiten. Die Schmalseiten sind beispiels- weise mit einer halbkreisförmigen Querschnittsform versehen.

Die langgestreckte Querschnittsform des Filtermediumkörpers bzw. des Filterelementes hat den Vorteil, dass verhältnismäßig niedrig bauende Einbauräume für die Filtereinrichtung genutzt wer- den können. Außerdem ist eine große Anströmfläche an den Längsseiten des Filtermediumkör- pers gegeben, an der gleiche oder zumindest ähnliche Strömungsverhältnisse herrschen.

Das Filterelement und der Filtermediumkörper können über die axiale Länge - bezogen auf die Längsachse des Filterelements - eine nicht-konstante Querschnittsfläche aufweisen, die sich von einer Stirnseite zur gegenüberliegenden Stirnseite ändert. Beispielsweise wächst die Quer- schnittsfläche von der geschlossenen Endscheibe zur gegenüberliegenden, offenen Endscheibe an.

Alternativ zu einer nicht-konstanten Querschnittsfläche sind auch Filterelemente bzw. Filtermedi- umkörper mit über die Länge konstanter Querschnittsfläche möglich.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist die Dralleinrichtung als Verdrängungskör- per ausgebildet, der innerhalb des Filtergehäuses benachbart zur Einströmöffnung angeordnet ist. Der Verdrängungskörper bildet ein Strömungsleitelement für das in das Filtergehäuse einge- leitete Fluid. Der Verdrängungskörper reduziert das für das Fluid zur Verfügung stehende freie Volumen und zwingt das einströmende Fluid in eine vorgegebene Strömungsbahn zur Anström- seite des Filtermediumkörpers. Die Strömungsbahn ist vorzugsweise gekrümmt ausgebildet. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass der Verdrängungskörper in Richtung eines Strömungs- durchgangs, der sich zwischen einer Stirnseite des Filtermediumkörpers und einer Gehäusewand des Filtergehäuses befindet, gekrümmt ausgebildet ist. Diese Krümmung des Verdrängungskör- pers bildet die den Strömungsweg begrenzende Innenwand, entlang der sich das Fluid in Rich- tung des Filtermediumkörpers bewegt. Die ebenfalls gekrümmte Außenwand des Strömungs- wegs ist vorzugsweise von der Innenseite der Außenwand des Gehäuseteils gebildet, das den Verdrängungskörper aufnimmt. Aufgrund der Krümmung erfährt das Fluid einen gewünschten Drall, der die Abscheidung der Schmutzpartikel unterstützt. Am Verdrängungskörper können Befestigungselemente angeordnet sein, die zur Fixierung des Verdrängungskörpers in Eingriff, insbesondere in formschlüssigem und/oder kraftschlüssigem Eingriff mit weiteren Befestigungselementen stehen, welche beispielsweise an einer Endscheibe des Filterelements angeordnet sind.

Gemäß noch einerweiteren zweckmäßigen Ausführung ist die Dralleinrichtung als eine oder meh- rere Leitrippen ausgebildet, die in einem Strömungsdurchgang zwischen einer Stirnseite des Fil- termediumkörpers und der Gehäusewand des Filtergehäuses angeordnet sind. Die Stirnseite des Filtermediumkörpers ist vorzugsweise von einer Endscheibe strömungsdicht verschlossen, wobei die Leitrippen sich an der Endscheibe radial nach außen in Richtung der Innenseite der umgrei- fenden Gehäusewand des Filtergehäuses erstrecken. Das in die Filtereinrichtung eingeführte Fluid muss den Strömungsdurchgang passieren, um zur Rohseite des Filtermediumkörpers zu gelangen, wobei mit dem Durchströmen des Strömungsdurchganges die Leitrippen für einen Drall des Fluids sorgen.

Die Leitrippen sind vorzugsweise am Filterelement angeordnet, beispielsweise an der Endschei- be an der Stirnseite des Filtermediumkörpers oder einteilig mit einem Stützgerüst im Filterelement ausgebildet. In alternativer Ausführung sind die Leitrippen am Filtergehäuse angeordnet, insbe- sondere an der Innenseite der Gehäusewand des Filtergehäuses befestigt.

Die Leitrippen sind beispielsweise als gekrümmte Leitschaufeln ausgebildet. Sie können zusätz- lich oder alternativ zu dem Verdrängungskörper angeordnet sein.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der Filtermediumkörper faltenförmig ausgebildet, wobei die Längserstreckung der Filterfalten in Achsrichtung - bezogen auf die Längsachse des Filterelements - verläuft.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung befindet sich an der Anströmseite des Filtermediumkör- pers ein strömungsdichtes Separierungselement, das sich über eine Teilfläche des Filtermedium- körpers erstreckt. Das strömungsdichte Separierungselement verhindert oder reduziert zumin- dest eine Anströmung des Filtermediumkörpers in diesem Abschnitt, wodurch eine Strömungs- beruhigung des Rohfluids an der Anströmseite des Filtermediumkörpers erreicht wird.

Das Separierungselement ist beispielsweise als eine Beruhigungswand oder als eine Separie- rungsfolie ausgebildet und verhindert, dass an der Anströmseite das zu reinigende Fluid an der Position des Separierungselementes unmittelbar durch den Filtermediumkörper strömt. Das in Richtung der Anströmseite geleitete, ungereinigte Rohfluid wird an einem unmittelbaren Hin- durchströmen des Filtermediumkörpers an der Position des Separierungselementes gehindert und ist daher gezwungen, sich in dem Raum an der Anströmseite des Filtermediumkörpers für einen zumindest geringfügig längeren Zeitraum aufzuhalten, was mit einer Strömungsberuhigung einhergeht. Im Anschluss hieran kann das ungereinigte Fluid den Filtermediumkörper durchströ- men. Die Strömungsberuhigung hat zur Folge, dass größere Schmutzpartikel, die im Rohfluid mitgeführt werden, sich in dem der Anströmseite des Filtermediumkörpers vorgelagerten Raum absetzen können. Es findet somit eine Vorabscheidung statt, wobei die abgeschiedenen Partikel vorteilhafterweise über ein Austragventil aus dem Filtergehäuse abgeleitet werden können. Auf- grund der Vorabscheidung ist die Schmutzbelastung des Filtermediumkörpers reduziert.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung befindet sich das Separierungselement am Filtergehäuse, in welchem das Filterelement mit dem Filtermediumkörper aufgenommen ist. Das Separierungs- element kann ggf. einteilig mit dem Filtergehäuse ausgebildet sein. Es handelt sich beispiels- weise bei dem Separierungselement um eine Beruhigungswand, welche den Filtermediumkörper ringförmig umschließt und einen Abstand zur Außenseite des Filtermediumkörpers aufweist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist das Separierungselement unmittelbar an dem Filterelement angeordnet, beispielsweise auf die Außenseite des Filtermediumkörpers aufge- bracht. Bei dem Separierungselement handelt es sich zum Beispiel um eine Separierungsfolie, welche unmittelbar auf die Außenseite des Filtermediumkörpers aufgebracht ist. Im Bereich der Separierungsfolie ist keine unmittelbare radiale Anströmung des Filtermediumkörpers möglich. In einer faltenförmigen Ausführung des Filtermediumkörpers liegt die Separierungsfolie auf den Au- ßenkanten der Filterfalten auf, wobei entlang der Längserstreckung der Filterfalten eine Ausbrei- tung von Rohfluid an der Anströmseite möglich ist. Auf diese Weise kann Rohfluid, welches an einer Stelle des Filtermediumkörpers ohne derartige Separierungsfolie radial eintritt, entlang der Längserstreckung der Falten axial bis in den Bereich geführt werden, in welchem sich die Sepa- rierungsfolie befindet, woraufhin der Filtermediumkörper auch in diesem Abschnitt radial durch- strömt wird. Auf diese Weise kann auch der Abschnitt des Filtermediumkörpers für die Filtration genutzt werden, der von der Separierungsfolie abgedeckt ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist es sowohl möglich, ein Separierungselement in Form einer gehäuseseitigen Beruhigungswand als auch ein weiteres Separierungselement in Form einer filterelementseitigen Separierungsfolie vorzusehen. Diese beiden Separierungsele- mente befinden sich insbesondere an axial gegenüberliegenden Seiten des Filtermediumkörpers des Filterelements.

In jedem Fall ist es zweckmäßig, dass das Separierungselement - oder die Summe sämtlicher Separierungselemente - sich nur über eine Teilfläche an der Anströmseite des Filtermediumkör- pers erstrecken, so dass ein weiterer Teilabschnitt an der Anströmseite des Filtermediumkörpers frei von einem derartigen Separierungselement bleibt.

Gemäß noch einerweiteren vorteilhaften Ausführung erstreckt sich das Separierungselement von einer axialen Stirnseite des Filtermediumkörpers ausgehend in Achsrichtung sowie vollständig in Umfangsrichtung des Filtermediumkörpers. Die axiale Erstreckung des Beruhigungselementes ist jedoch in jedem Fall kleiner als die axiale Gesamtlänge des Filtermediumkörpers, so dass ein Teilabschnitt des Filtermediumkörpers frei von dem Separierungselement bleibt. Vorteilhafter- weise ist die axiale Erstreckung eines Separierungselementes maximal so groß wie die halbe axiale Gesamtlänge des Filtermediumkörpers, beispielsweise nur maximal so groß wie ein Drittel der axialen Gesamtlänge des Filtermediumkörpers.

Im Fall einer Separierungsfolie als Separierungselement ist es zweckmäßig, dass die Separie- rungsfolie fest mit dem Filtermediumkörper verbunden ist, beispielsweise durch Aufkleben oder durch Verschweißen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbe- schreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 in Explosionsdarstellung eine Filtereinrichtung als Luftfilter für eine Brennkraftmaschine, mit einem Filterelement mit langgestreckter Querschnittsform in einem Filtergehäuse, mit einem Verdrängungskörper, der im Filtergehäuse benachbart zu einer Einströmöffnung angeordnet ist,

Fig. 2 einen Schnitt längs durch die Filtereinrichtung in einer ersten Schnittebene,

Fig. 3 einen Schnitt längs durch die Filtereinrichtung in einer weiteren Schnittebene,

Fig. 4 eine weitere Darstellung des Luftfilters, teilweise im Schnitt,

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Filtereinrichtung, die als Luftfilter ausgeführt ist, mit Leitschaufeln im Strömungsweg zwischen einer Einströmöffnung im Filtergehäuse und dem Filterelement, in Explosionsdarstellung,

Fig. 6 das Ausführungsbeispiel aus Fig. 5 im Längsschnitt, Fig. 7 eine als Luftfilter ausgeführte Filtereinrichtung in einer Fig. 2 entsprechenden Darstellung in einer Ausführungsvariante.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Ausführungsformen der Erfindung

Im ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 4 ist eine Filtereinrichtung 1 dargestellt, die als Luftfilter im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine zur Filtration der den Zylindern der Brennkraft- maschine zuzuführenden Verbrennungsluft ausgebildet ist. Die Filtereinrichtung 1 umfasst ein Filterelement 2, das eine langgestreckte Querschnittsform besitzt und in einem Filtergehäuse 3 mit einem Filtergrundgehäuse 4 und einem vorgelagerten Einlassgehäuse 5 angeordnet ist. Das Filtergrundgehäuse 4 nimmt das Filterelement 2 auf. In dem Einlassgehäuse 5, das mit dem Fil- tergrundgehäuse 4 zu verbinden ist, befindet sich eine seitlich angeordnete Einströmöffnung 6, über die die Verbrennungsluft in das Filtergehäuse 3 eingeführt und in Richtung des Filterele mentes 2 geleitet wird. Bezogen auf eine Mittellängsachse 15 des Filterelementes 2 liegt die Ein- strömöffnung 6 seitlich bzw. radial verschoben, wobei die Einströmachse der Einströmöffnung 6 unter einem Winkel von annähernd 90° zur Mittellängsachse 15 des Filterelementes 2 steht.

Das Filterelement 2 weist einen Filtermediumkörper 7 auf, der ringförmig geschlossen ausgebil- det und mit einer langgestreckten Querschnittsform versehen ist. Der Filtermediumkörper 7 wird bezogen auf die Mittellängsachse 15 radial von außen nach innen von dem zu filtrierenden Fluid - der Verbrennungsluft - durchströmt, so dass die Außenseite des Filtermediumkörpers 7 die Roh- oder Anströmseite und die Innenseite die Reinseite bildet. Der Filtermediumkörper 7 ist an seiner Innen- bzw. Reinseite von einem Stützgerüst 8, welches aus Kunststoff besteht, ausge- kleidet. Der innenliegende Strömungsraum im Filtermediumkörper 7 bildet den Reinraum, in wel- chem sich das gereinigte Fluid sammelt und aus dem das gereinigte Fluid axial abgeleitet wird.

An den beiden gegenüberliegenden Stirnseiten des Filterelementes 2 ist jeweils eine Endscheibe 9, 10 angeordnet, wobei die der Einströmöffnung 6 benachbarte erste Endscheibe 9 geschlossen ausgebildet und die zweite, gegenüberliegende, der Einströmöffnung 6 abgewandte Endscheibe 10 offen ausgebildet ist, so dass das Fluid aus dem innenliegenden Reinraum axial über die offene Endscheibe 10 abströmen kann. An das Filtergrundgehäuse 4 schließt sich benachbart zur offenen Endscheibe 10 des Filterelementes 2 ein gehäuseseitiger Auslassabschnitt 1 1 mit einer Abströmöffnung 12 an (Fig. 1 ), über die das gereinigte Fluid aus der Filtereinrichtung 1 abgeleitet wird. Die Querschnittsform des Filterelementes 2 bzw. des Filtermediumkörpers 7 ist langgestreckt, wobei die Längsseiten eben und parallel zueinander verlaufen und über gekrümmte Schmalseiten verbunden sind. Die Erstreckung der Längsseiten ist mindestens doppelt so groß wie die von den Schmalseiten überbrückte Distanz, also dem Abstand zwischen den beiden Längsseiten. Das Filterelement 2 und der Filtermediumkörpers 7 weisen über die axiale Länge - bezogen auf die Mittellängsachse 15 - eine nicht-konstante Querschnittsfläche auf, die im Bereich der geschlos- senen Endscheibe 9 kleiner ist als im gegenüberliegenden Bereich mit der offenen Endscheibe 10 und von der kleineren zur größeren Querschnittsfläche kontinuierlich und gleichmäßig an- wächst.

Benachbart zu dem gehäuseseitigen Auslassabschnitt 1 1 befindet sich im Filtergrundgehäuse 4 ein radial erweiterter Ringraum 14, an dem ein Austragventil 13 angeordnet ist. In dem radial erweiterten Ringraum 14 können sich abgesonderte Schmutzpartikel sammeln, die über das Aus- tragventil 13 aus dem Filtergehäuse abgeleitet werden können.

In das Einlassgehäuse 5 ist ein Verdrängungskörper 16 eingesetzt, der das freie, zur Aufnahme des eingeleiteten Fluids zur Verfügung stehende Volumen in dem Einlassgehäuse 5 erheblich reduziert und zugleich einen definierten Strömungsweg für das Fluid in Richtung des Filterele mentes 2 mit dem Filtermediumkörper 7 bildet. Der Verdrängungskörper 16 ist im Einlassgehäuse 5 befestigt und weist bevorzugt Aufnahmen für das Filterelement 2 auf, die das Filterelement 2 bevorzugt an dessen geschlossenen Endscheibe 9 lösbar aufnehmen. Hierzu sind am Außen- umfang der Endscheibe 9 über den Umfang verteilt mehrere Befestigungselemente 17 angeord- net, denen korrespondierende Befestigungselemente 18 am Verdrängungskörper 16 zugeordnet sind. Die Befestigungselemente 17 und 18 sind in einen Befestigungseingriff zu bringen, um den Verdrängungskörper 16 und das Filterelement 2 gegeneinander zu zentrieren.

Der Verdrängungskörper 16 ist so dimensioniert, dass zwischen der Außenseite des Verdrän- gungskörpers 16 und der Innenseite der äußeren Gehäusewand des Einlassgehäuses 5 ein Strö- mungsweg 19 (Fig. 3) für das Fluid, welches über die Einströmöffnung 6 eingeführt wird, gebildet ist. Die Außenkontur des Verdrängungskörpers 16 folgt im Wesentlichen der Innenkontur des Einlassgehäuses 5, beide Konturen sind gekrümmt ausgebildet, so dass auch der Strömungsweg 19 entsprechend gekrümmt ist. Der Strömungsweg 19 erstreckt sich in Richtung eines Strö- mungsdurchganges 20, der zwischen der Stirnseite des Filtermediumkörpers 7 mit der End- scheibe 9 und der Gehäusewand des Filtergehäuses 3 gebildet ist. Dieser Strömungsdurchgang 20 verläuft ringsum und ermöglicht den Übertritt des eingeleiteten Fluids zur Roh- bzw. Anström- seite des Filtermediumkörpers 7 im Filtergrundgehäuse 4. Sowohl der Verdrängungskörper 16 als auch das Einlassgehäuse 5 sind dem Filterelement 2 in Strömungsrichtung axial vorgelagert.

Das seitlich über die Einströmöffnung 6 eingeleitete Fluid strömt in den Strömungsweg 19 zwi- schen Verdrängungskörper 16 und Einlassgehäuse 5 und erfährt aufgrund der Krümmung des Strömungswegs 19 einen Drall, der zur Abscheidung von Schmutzpartikeln führt. Zudem weist der Strömungsweg 19 im Vergleich zur Einströmöffnung 6 eine reduzierte Strömungsquer- schnittsfläche auf, wodurch das eingeleitete Fluid beschleunigt wird. Die erhöhte Geschwindigkeit des Fluids und der darin mitgeführten Schmutzpartikel verbessert den Abscheidegrad.

An der Außenseite der geschlossenen Endscheibe 9 ist ein mittig platziertes Stützauge 22 ange- formt, mit dem das Filterelement 2 von außen axial abgestützt werden kann. Hierfür ist in das Einlassgehäuse 5 eine Ausnehmung 24 eingebracht, die axial mit dem Stützauge 22 fluchtet und als Lager für das Stützauge 22 dient.

Der Verdrängungskörper 16 weist eine Außenkontur auf, die kleiner ist als die Innenkontur des aufnehmenden Einlassgehäuses 5. Hierdurch ist an mehreren Seiten, vorzugsweise ringsum an allen Seiten zwischen der Außenwand des Verdrängungskörpers 16 und der Innenseite der Ge- häusewand des Einlassgehäuses 5 ein Strömungsweg gegeben, der von der Einströmöffnung 6 im Einlassgehäuse 5 bis zu dem Strömungsdurchgang 20 im Bereich der geschlossenen End- scheibe 9 des Filterelements 2 reicht. Dieser Strömungsweg 19 weist in alle Richtungen eine Krümmung auf, so dass das einströmende Fluid entsprechend in alle Richtungen einen Drall er- fährt und mit diesem Drall auf den ringförmig umlaufenden Strömungsdurchgang 20 trifft, in wel- chem die Leitrippen 21 angeordnet sind.

Im Strömungsdurchgang 20 befinden sich über den Umfang verteilt mehrere Leitrippen 21 , die Strömungsschaufeln bilden und die Strömung in Richtung Filtermediumkörper 7 weiter beschleu- nigen. Genauer gesagt wird der Anfangsdrall, der durch den Verdrängungskörper 16 und die Gehäuseinnenwandung erzeugt wurde, aufgenommen und weiter verstärkt. Auch hierdurch kann der Abscheidegrad weiter verbessert werden. Die Leitrippen 21 können am Filtergehäuse 3, ins- besondere dem Filtergrundgehäuse 4 angeordnet sein. In Betracht kommt auch eine Anordnung der Leitrippen 21 am Filterelement 2, insbesondere an der geschlossenen Endscheibe 9.

In Figuren 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Filtereinrichtung 1 dargestellt, die einen Luftfilter für den Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine bildet. Der grundsätzliche Aufbau des Luftfilters 1 und die Querschnittsgeometrie des Filterelementes 2 entsprechen demjenigen bzw. derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbei- spiel fehlt aber bei Figuren 5 und 6 der Verdrängungskörper im Einlassgehäuse 5. Somit kann die über die Einströmöffnung 6 eintretende Verbrennungsluft sich im kompletten Innenraum im Einlassgehäuse 5 ausbreiten und in Richtung des Strömungsdurchgangs 20 strömen, der sich zwischen dem Außenumfang der geschlossenen Endscheibe 9 am Filtermediumkörper 7 und der Innenseite der Gehäusewand des Filtergrundgehäuses 4 befindet.

In dem Strömungsdurchgang 20 sind Leitrippen 21 angeordnet, die zum Teil als gekrümmte Leit- schaufeln 21 ausgebildet sind und zum Teil geradlinige Abschnitte aufweisen. Die Leitschaufeln 21 bilden eine Dralleinrichtung für die hindurchströmende Verbrennungsluft. Über den Umfang ist eine Vielzahl derartiger Leitschaufeln 21 im Strömungsdurchgang 20 angeordnet. Die Leitschau- feln 21 sind insbesondere am Filterelement 2 befestigt. In alternativer Ausführung ist es auch möglich, die Leitschaufeln 21 an einem Gehäuseteil zu befestigen, beispielsweise am Filtergrund- gehäuse 4 oder am Einlassgehäuse 5.

In Fig. 7 ist eine Ausführungsvariante einer als Luftfilter ausgebildeten Filtereinrichtung 1 darge- stellt. Der grundsätzliche Aufbau entspricht demjenigen aus Figuren 1 bis 4.

Die Filtereinrichtung 1 gemäß Fig. 7 umfasst ein Filterelement 2, das hohlzylindrisch oder mit langgestreckter Querschnittsform ausgebildet und in einem Filtergehäuse 3 angeordnet ist, wel- ches ein Filtergrundgehäuse 4 und ein vorgelagertes Einlassgehäuse 5 umfasst. Das Filtergrund- gehäuse 4 und das Einlassgehäuse 5, an dem sich eine Einströmöffnung 6 befindet, sind einteilig ausgebildet. Das Filtergrundgehäuse 4 nimmt in seinem Aufnahmeraum 26 das Filterelement 2 auf. Die zu filtrierende Verbrennungsluft wird über die seitlich angeordnete Einströmöffnung 6 in das Filtergehäuse 3 eingeführt und in Richtung des Filterelementes 2 geleitet. Bezogen auf die Mittellängsachse 15 des Filterelementes 2 liegt die Einströmöffnung 6 seitlich bzw. radial ver- schoben, wobei die Einströmachse der Einströmöffnung 6 unter einem Winkel von annähernd 90° zur Mittellängsachse 15 des Filterelementes 2 steht.

Das Filterelement 2 weist einen Filtermediumkörper 7 auf, der ringförmig geschlossen ausgebil- det und mit einer langgestreckten Querschnittsform versehen ist. Der Filtermediumkörper 7 wird bezogen auf seine Mittellängsachse 15 radial von außen nach innen von dem zu filtrierenden Fluid - der Verbrennungsluft - durchströmt, so dass die Außenseite des Filtermediumkörpers 7 die Roh- oder Anströmseite und die Innenseite die Reinseite bildet. Der Filtermediumkörper 7 ist an seiner Innen- bzw. Reinseite von einem Stützgerüst 8, welches aus Kunststoff besteht, aus- gekleidet. Der innenliegende Strömungsraum im Filtermediumkörper 7 bildet den Reinraum, in welchem sich das gereinigte Fluid sammelt und aus dem das gereinigte Fluid axial abgeleitet wird.

An beiden gegenüberliegenden Stirnseiten des Filtermediumkörpers 7 ist jeweils eine End- scheibe 9, 10 angeordnet, wobei die der Einströmöffnung 6 benachbarte erste Endscheibe 9 ge- schlossen ausgebildet und die zweite, gegenüberliegende, der Einströmöffnung 6 abgewandte Endscheibe 10 offen ausgebildet ist, so dass das Fluid aus dem innenliegenden Reinraum axial über die offene Endscheibe 10 abströmen kann. An das Filtergrundgehäuse 4 schließt sich be- nachbart zur offenen Endscheibe 10 des Filterelementes 2 ein gehäuseseitiger Auslassabschnitt 1 1 mit einer Abströmöffnung 12 an, über die das gereinigte Fluid aus der Filtereinrichtung 1 ab- geleitet wird. Der Auslassabschnitt 1 1 ist separat von dem Filtergrundgehäuse 4 ausgebildet, jedoch mit dem Filtergrundgehäuse 4 verbunden.

Die Querschnittsform des Filterelementes 2 bzw. des Filtermediumkörpers 7 kann langgestreckt ausgeführt sein, wobei die Längsseiten beispielhaft eben und parallel zueinander verlaufen und über gekrümmte Schmalseiten verbunden sind. Es ist aber auch eine kreisrunde Querschnitts- form des Filterelementes 2 und des Filtermediumkörpers 7 möglich.

Das Filterelement 2 und der Filtermediumkörper 7 weisen über die axiale Länge - bezogen auf die Mittellängsachse 15 - eine nicht-konstante Querschnittsfläche auf, die im Bereich der ge- schlossenen Endscheibe 9 kleiner ist als im gegenüberliegenden Bereich mit der offenen End- scheibe 10 und von der kleineren zur größeren Querschnittsfläche kontinuierlich und gleichmäßig anwächst.

Benachbart zu dem gehäuseseitigen Auslassabschnitt 1 1 befindet sich im Filtergrundgehäuse 4 ein radial erweiterter Ringraum 14, der einen Schmutzsammelbereich bildet und an dem ein Aus- tragventil 13 angeordnet ist. In dem radial erweiterten Schmutzsammelbereich 14, der ringförmig ausgebildet ist, können sich abgesonderte Schmutzpartikel sammeln, die über das Austragventil 13 aus dem Filtergehäuse 3 abgeleitet werden können.

Das Austragventil 13 ist vorzugsweise als passives Ventil ausgebildet, das durch äußere Ein- flüsse von der üblicherweise geschlossenen Position in eine geöffnete Position verstellt werden kann, in der die Schmutzpartikel abgeleitet werden können. Es ist beispielsweise möglich, das Austragventil 13 an eine Unterdruckquelle anzuschließen, z.B. mit der Saugseite eines Kühler- gebläses in einem Fahrzeug zu verbinden, so dass das Austragventil 13 bei ausreichend hohem Unterdrück geöffnet wird.

Der Schmutzsammelbereich 14 kommuniziert mit dem Aufnahmeraum 26 an der Roh- bzw. An- strömseite des Filtermediumkörpers 7. Axial befindet sich der Schmutzsammelbereich 14 be- nachbart zu der offen ausgebildeten Endscheibe 10 an der Abströmseite des Filterelements 2. Bezogen auf die axiale Gesamtlänge des Filterelementes 2 erstreckt sich der Schmutzsammel- bereich 14 über eine axiale Teillänge, die nicht mehr als 20 % der Gesamtlänge des Filterele mentes 2 beträgt. Der Schmutzsammelbereich 14 ist radial gegenüber der unmittelbar angren- zenden Gehäusewand des Filtergrundgehäuses 4 erweitert. In der axialen Mitte des Schmutz- sammelbereichs 14 stoßen das Filtergrundgehäuse 4 und der Auslassabschnitt 1 1 des Gehäuses aneinander.

In Radialrichtung ist der Schmutzsammelbereich 14 über ein Separierungselement 27 von dem Filtermediumkörper 7 separiert, wobei das Separierungselement 27 als eine umlaufende, konisch ausgebildete Beruhigungswand 27 ausgebildet ist, die Teil des Filtergehäuses 3 ist. Die Beruhi- gungswand 27 bildet die radial innenliegende Begrenzungswand des Schmutzsammelbereichs 14. Die Beruhigungswand 27 läuft ringsum und liegt mit geringem Abstand zur Anström- bzw. Rohseite des Filtermediumkörpers 7. In Achsrichtung erstreckt sich die Beruhigungswand 27 von einem stirnseitigen Abschnitt des Filtergehäuses 3, insbesondere des Auslassabschnittes 1 1 , in Höhe der Endscheibe 10 bis über die axiale Erstreckung des Schmutzsammelbereichs 14 hinaus. Die axiale Länge der Beruhigungswand 27 beträgt beispielsweise mindestens ein Viertel der axi- alen Gesamtlänge des Filterelementes 2. Die Beruhigungswand 27 sorgt für eine Strömungsbe- ruhigung in diesem axialen Abschnitt im Aufnahmeraum 26 und reduziert in diesem Abschnitt die Anströmung des Filtermediumkörpers 7. Der Schmutzsammelbereich 14 ist mit dem Aufnahme- raum 26 strömungsverbunden.

Aufgrund der Strömungsberuhigung und der größeren radialen Erstreckung des Schmutzsam- melbereichs 14 im Vergleich zu der unmittelbar benachbarten Gehäusewand des Filtergrundge- häuses 4 können sich Schmutzpartikel im Schmutzsammelbereich 14 ablagern, die anschließend über das Austragventil 13 abgeführt werden.

Die Beruhigungswand 27 befindet sich axial benachbart zur offenen Endscheibe 10 und erstreckt sich in Achsrichtung, von der offenen Endscheibe 10 ausgehend, über einen Teilbereich des Fil- termediumkörpers 7. An der axial gegenüberliegenden Seite befindet sich ein weiteres Separierungselement 27a in Form einer Separierungsfolie, die unmittelbar auf den Filtermediumkörper 7 aufgebracht ist. Die Separierungsfolie 27a erstreckt sich von der geschlossenen Endscheibe 9 ausgehend in Achs- richtung, so dass die Beruhigungswand 27 und die Separierungsfolie 27a sich von gegenüberlie- genden Stirnseiten aus axial in Richtung der Mitte des Filtermediumkörpers 7 erstrecken. Die axiale Länge der Beruhigungswand 27 und der Separierungsfolie 27a ist zumindest annähernd gleich groß. In der Mitte zwischen den beiden Separierungselementen 27 und 27a befindet sich ein Teilabschnitt des Filtermediumkörpers 7, der frei ist von Separierungselementen und somit unmittelbar von dem zu reinigenden Rohfluid radial angeströmt werden kann.

Beide Separierungselemente 27 und 27a sorgen für eine Strömungsberuhigung des in den An- strömraum an der Anströmseite des Filtermediumkörpers einströmenden Rohfluids, wodurch es ermöglicht wird, dass sich grobe Schmutzpartikel im Ringraum 14 absetzen, die über das Aus- tragventil 13 ausgetragen werden können. Trotz der Separierungselemente 27 und 27a kann der Filtermediumkörper 7 über seine gesamte axiale Länge und seine gesamte Anströmseite von dem Rohfluid angeströmt werden. Die Beruhigungswand 27 liegt radial auf Abstand zur Anström- seite des Filtermediumkörpers 7, wodurch ein Ringraum zwischen der Beruhigungswand 27 und der Anströmseite des Filtermediumkörpers gebildet ist, in den das Rohfluid einströmen kann.

Der Filtermediumkörper 7 ist faltenförmig ausgebildet, wobei die Längserstreckung der Falten parallel zur Längsachse 15 des Filterelements verläuft. Im Bereich der Beruhigungsfolie 27a, die unmittelbar auf den Filtermediumkörper 7 aufgebracht ist und beispielsweise mit dem Filtermedi- umkörper 7 verschweißt oder verklebt ist, kann das Rohfluid entlang der Falten des Filtermedi- umkörpers 7 ausgehend von dem Teilabschnitt des Filtermediumkörpers ohne Separierungsele- mente axial in den Teilbereich strömen, der von der Separierungsfolie 27a abgedeckt ist. Auf diese Weise steht auch im Bereich der Separierungsfolie 27a der Filtermediumkörper 7 für die Filtration des Rohfluids zur Verfügung.