DE10138352A1 - Filtereinrichtung mit vorbestimmter Durchströmungsrichtung - Google Patents

Abstract

Es wird eine Filtereinrichtung für die Filtration eines Luftstroms beschrieben. Es handelt sich um eine Filtereinrichtung vorzugsweise zur Filtration eines Luftstroms, der dem Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs zugeführt wird. Die Filtereinrichtung besteht aus einem Luftfilter (1) und einer Filteraufnahme (2), in der der Luftfilter (1) eingesetzt ist. Der Filter (1) ist als ein mit einer Rahmeneinrichtung (4) umgebener Faltenfilterpack (3) ausgebildet. Der Luftfilter (4) weist eine vorbestimmte Anströmseite und eine vorbestimmte Abströmseite auf. Um sicherzustellen, daß der Filter (1) in der vorbestimmten, ordnungsgemäßen Orientierung in der Filteraufnahme (2) aufgenommen ist, ist vorgesehen, daß die Rahmeneinrichtung (4) mindestens ein Rahmenelement aufweist, das bei in die Filteraufnahme (2) eingesetztem Filter (1) mit der Filteraufnahme (2) speziell zusammenwirkt, und zwar unter Ausbildung einer zwangsweise erzeugten Sichtanzeige, die die ordnungsgemäße bzw. unordnungsgemäße Anordnung des Filters (1) anzeigt. Diese Sichtanzeige wird durch ein Rahmenelement (4a) des Filters gebildet, welches bei ordnungsgemäßer Anordnung des Filters (1) in der Filteraufnahme (2) mit seinem oberen Randabschnitt (44ü) nach oben auskragt, um dadurch anzuzeigen, daß der Filter ordnungsgemäß eingesetzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung für die Filtration eines Fluidstroms, vorzugsweise im Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs, angeordnet zur Filtration eines Luftstroms, der dem Fahrgastraum zugeführt wird, mit einem Filter, der mindestens einen Filterpack, vorzugsweise als Faltenfilterpack aus plissiertem Filtermedium, z. B. Filterpapier, Filtervlies oder dergleichen ausgebildet, und eine in einem Randbereich des Filterpacks angeordnete Rahmeneinrichtung mit mindestens an gegenüberliegenden Rändern des Filterpacks unmittelbar angrenzend angeordneten, mit dem Filterpack verbundenen Rahmenelementen, mit einer Filteraufnahme, in der der Filter einsetzbar ist, wobei der Filter nur eine vorbestimmte Anströmseite und nur eine vorbestimmte Abströmseite aufweist und bei ordnungsgemäßer Anordnung in der Filteraufnahme in einer vorbestimmten Durchströmungsrichtung von der Anströmseite zur Abströmseite durchströmt angeordnet ist.

Aus der US 5 795 361 ist eine derartige Filtereinrichtung mit vorbestimmter Durchströmungsrichtung bekannt. Der Filter besteht aus einem Faltenfilterpack, der in einen Kunststoffrahmen eingesetzt ist, der ihn allseitig umgibt. Um den Kunststoffrahmen herum ist ein separater Dichtungsrand angespritzt. Um sicherzustellen, daß der Filter in richtiger Orientierung in der Filteraufnahme eingesetzt wird, weist der Dichtungsrand eine nach außen abstehende Orientierungsnase auf, die mit der Filteraufnahme in nicht näher dargestellter Weise zusammenwirkt. Die Filteraufnahme ist in der US 5 795 361 nicht dargestellt und es ist auch nicht offenbart, wo oder ob bei in der Filteraufnahme eingesetztem Filter der ordnungsgemäße Einbauzustand erkennbar ist. Aufwendig ist jedenfalls der mehrteilige Aufbau der Rahmenkonstruktion, mit der separat angeformten Dichtungseinrichtung, die erforderlich ist, um die richtige Anordnung des Filters zu gewährleisten.

Aus der DE 195 45 046 ist ebenfalls eine Filtereinrichtung bekannt, bei der der Filter in einer vorbestimmten Orientierung in die Filteraufnahme einzusetzen ist. Bei dieser Vorrichtung wird ein flexibler Filter verwendet, der aus einem Faltenfilterpack besteht, der an seinen gegenüberliegenden Längsseiten einen außermittig angeordneten Armierungsstreifen aufweist. Aufgrund der außermittigen Anordnung soll der Filter nur in eine vorbestimmte Richtung flexibel sein, wodurch sichergestellt werden soll, daß beim Einbau des Filters die An- und Abströmseite nicht vertauscht wird.

Flexible Filter, die nur in einer Richtung flexibel sind, sind auch aus DE 43 45 129 und EP 0 713 421 bekannt. Bei dem in DE 43 45 129 beschriebenen Filter ist der Faltenfilterpack bodenseitig mit den Faltenunterkanten auf einer flexiblen Folie befestigt, wodurch eine flexible Biegung des Filters in nur einer Richtung erlaubt wird. Der auf der Folie befestigte Faltenfilterpack wird in einen kastenförmigen starren Rahmen eingesetzt. Die Filteraufnahme ist nicht beschrieben und es ist auch nicht beschrieben, ob und in welcher Weise sichergestellt wird, daß der in den kastenförmigen Rahmen angeordnete Filter in einer vorbestimmten Orientierung in die Filteraufnahme eingesetzt wird.

Bei dem in EP 0 713 421 beschriebenen nur in einer Richtung flexiblen Filter sind zur Stabilisierung des Faltenfilterpacks in den einzelnen Falten des Faltenfilters aus Kunststoff bestehende Stützelemente in Form von dreieck- oder trapezförmigen Elementen angeordnet. Dies stellt eine aufwendige Konstruktion dar. Der so stabilisierte Filter ist in einen starren Rahmen eingesetzt. Es ist nicht beschrieben, ob und in welcher Weise eine bestimmte Orientierung der Filterbaueinheit beim Einbau in der Filteraufnahme vorgesehen ist.

Filter mit ähnlichen, in die einzelnen Falten des Faltenfilters eingreifenden Stabilisierungsvorrichtungen sind aus EP 0 170 643, WO 97/10040 und EP 0 438 639 bekannt. Die Stabilisierungsvorrichtungen bestehen jeweils aus ineinandergreifenden komplementär verzahnten Formschlußkomponenten, die an gegenüberliegenden Längsrändern des Faltenfilters angeordnet sind und die Ränder sandwichartig zwischen sich aufnehmen und dadurch die Faltenfilter stabilisieren. Die verzahnten Formschlußelemente sind Bestandteil eines starren kastenförmigen Rahmens, der den Faltenfilterpack umgibt. Die Filteraufnahme ist jeweils nicht beschrieben und es ist auch nicht beschrieben, ob bzw. in welcher Weise sichergestellt ist, daß der Filter nur in einer bestimmten Orientierung in der Filteraufnahme eingesetzt wird.

Ferner sind in DE 41 43 237 A1, GB 1 570 385 und DE 38 34 942 A1 diverse Filter mit Faltenfilterpack beschrieben, die ebenfalls jeweils in starre Rahmen eingesetzt werden. Auch in diesen Fällen sind die Filteraufnahmen, die zur Aufnahme dieser Baueinheiten bestimmt sind, nicht beschrieben und es ist auch nicht angegeben, ob eine vorbestimmte Orientierung zur Aufnahme der Filter in der Filteraufnahme vorgesehen ist.

Eine spezielle Filterkonstruktion ist aus DE 40 10 732 A1 bekannt. Der aus Kunststoffvlies bestehende Faltenfilterpack weist einen aus Aluminiumstreifen ausgebildeten Halterungsrahmen auf, der über Ultraschallschweißverfahren mit dem Faltenfilterpack und mit zusätzlichem elastischen Dichtungsmaterial an den Randseiten verschweißt ist. An den querliegenden Stirnseiten sind zusätzliche biegesteife Stege aus Thermoplasten durch Aufschmelzen oder Verschweißen angeformt. Die Filteraufnahme ist nicht beschrieben und es ist auch nicht beschrieben, ob eine vorbestimmte Orientierung für den Einbau des Filters in der Filteraufnahme vorgesehen ist.

Aus der DE 198 59 618 A1 ist ein Filter bekannt, der aus einem Faltenfilterpack besteht, an dessen Längsseiten V-förmige Dichtstreifen aufgeklebt sind. Der Filter soll im Unterschied zu den gattungsgemäßen Filtereinrichtung keine vorbestimmte Anström- bzw. Abströmseite aufweisen. Er soll vielmehr hinsichtlich seiner Einbaulage variabel einsetzbar sein und der Einbau soll erfolgen ohne daß auf eine bestimmte Orientierung des Filters geachtet werden muß.

Aus der EP 0 380 062 A1 ist ein flexibler Filter bekannt, der im Unterschied zu den übrigen oben zitierten bekannten Filtern nicht aus einem plissierten Filtermaterial besteht, d. h. nicht als Faltenfilterpack ausgebildet ist, sondern als plattenförmiger flexibler Filter ausgebildet ist, der in eine flexible Filteraufnahme stirnseitig einschiebbar ist. Es ist nicht erkennbar, daß für den Einbau des Filters eine einzige vorbestimmte Orientierung vorgesehen ist; das dargestellte Ausführungsbeispiel ist vielmehr so gestaltet, daß der Filter in unterschiedlicher Orientierung in die Filteraufnahme einschiebbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auf konstruktiv einfache Weise die vorbestimmte ordnungsgemäße Orientierung des Filters in der Filteraufnahme sicherstellt. Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 und des Anspruchs 4 gelöst.

Diese Lösung gemäß Anspruch 1 und Anspruch 4 sieht vor, daß die Rahmeneinrichtung des Filterpacks mit der Filteraufnahme in spezieller Weise zusammenwirkt, um die vorbestimmte ordnungsgemäße Orientierung des Filters in der Filteraufnahme sicherzustellen. Dies bedeutet, daß die Rahmeneinrichtung speziell ausgebildet ist und mit der Filteraufnahme ganz spezifisch zusammenwirkt. Der Anspruch 1 sieht hierfür Lösungen gemäß Merkmal a, Merkmal b und Merkmal c vor. Diese Merkmale a, b und c können alternativ oder in Kombination miteinander vorgesehen sein.

Ordnungsgemäße Orientierung des Filters bedeutet, daß der Filter so angeordnet ist, daß er in der vorgesehenen Strömungsrichtung durchströmt wird, d. h. von seiner Anströmseite zur Abströmseite hin. Es sind Ausführungen vorgesehen, bei denen der Filter um seine Hochachse gedreht, vorzugsweise um 180°C gedreht, in die Filteraufnahme einsetzbar ist. In jeder dieser Anordnungen ist der Filter ordnungsgemäß zur Strömungsrichtung orientiert, denn er wird in der vorgesehenen Richtung durchströmt. Alle diese Anordnungen sind bei diesen Ausführungen ordnungsgemäß. Nicht ordnungsgemäß sind dabei nur Anordnungen, bei denen der Filter um seine Längsachse oder Querachse oder Diagonalachse gedreht ist. Mit diesen Anordnungen wird der Filter nicht in der vorgesehenen Richtung durchströmt.

Merkmal a des Anspruchs 1 sieht vor, daß durch das Zusammenwirken von Rahmenkonstruktion und Filteraufnahme eine Sichtanzeige erzeugt wird, die von außen erkennbar die Einbaulage des Filters optisch anzeigt. Die Sichtanzeige kann so ausgebildet sein, daß sie eine optisch auffällige Anzeige erbringt, wenn der Filter nicht ordnungsgemäß eingebaut ist. Sie kann aber auch so ausgebildet sein, daß sie eine optisch auffällige Anzeige erbringt, wenn der Filter ordnungsgemäß eingebaut ist. Für den Fall, daß nur eine einzige ordnungsgemäße Anordnung bzw. Orientierung des Filters in der Filteraufnahme möglich ist, reicht es aus, wenn die Sichtanzeige entweder den ordnungsgemäßen oder den nicht-ordnungsgemäßen Zustand anzeigt, d. h. zwei Schaltstellungen aufweist. Vorzugsweise wird die Sichtanzeige durch einen Teil der Rahmeneinrichtung oder durch einen Teil der Filteraufnahme gebildet.

Gemäß Merkmal b des Anspruchs 1 ist vorgesehen, daß nur bei ordnungsgemäßer Anordnung bzw. Orientierung des Filters in der Filteraufnahme der Filter mittels einer für den ordnungsgemäßen Sitz vorgesehenen Befestigungseinrichtung in der Filteraufnahme ordnungsgemäß befestigbar ist. Dies bedeutet, daß die Befestigungseinrichtung, die an der Filteraufnahme und am Filter, insbesondere an dessen Rahmeneinrichtung angreift, nur dann in der Lage ist, den Filter in der Filteraufnahme ordnungsgemäß zu fixieren, wenn der Filter ordnungsgemäß in der Filteraufnahme positioniert ist.

Gemäß Merkmal c des Anspruchs 1 ist vorgesehen, daß nur bei ordnungsgemäßer Anordnung bzw. Orientierung des Filters in der Filteraufnahme der Filter formschlüssig in der Filteraufnahme passend sitzt. Damit wird eindeutig erkennbar, ob der Filter ordnungsgemäß oder nicht ordnungsgemäß positioniert ist.

Die verschiedenen Lösungswege nach Merkmal a, b oder c sind konstruktiv besonders einfach bei solchen Ausführungen umgesetzt, bei denen vorgesehen ist, daß mindestens ein Rahmenelement bei in die Filteraufnahme eingesetztem Filter so angeordnet ist, daß nur bei ordnungsgemäßer Anordnung des Filters oder nur bei nicht ordnungsgemäßer Anordnung des Filters an einem oberen undl oder an einem unteren Randabschnitt des Randelements ein Teil des Rahmenelements über die vorzugsweise anströmseitige Oberseite bzw. die vorzugsweise abströmseitige Unterseite des Filterpacks undl oder über einen vorzugsweise anströmseitigen oberen Randbereich bzw. einen mittleren oder vorzugsweise abströmseitigen unteren Randbereich der Filteraufnahme übersteht. Der überstehende Teil des Randabschnitts kann als vorzugsweise einstückig verbundenes Teil des Rahmenelements ausgebildet sein, z. B. als oberer oder unterer Randabschnitt des vorzugsweise plattenförmigen Grundkörpers des Rahmenelements.

Bei Ausführungen, die eine Rahmeneinrichtung mit mindestens einem überstehenden Rahmenelement aufweisen, ergibt sich eine besonders augenfällige Sichtanzeige im Sinne Merkmal a, wenn der überstehende Teil des Rahmenelements, insbesondere der überstehende obere Randabschnitt des Rahmenelements unmittelbar oder mittelbar die Sichtanzeige bildet. Der überstehende Teil kann im Bereich der Filteraufnahme, vorzugsweise nach außen auskragend und auf diese Weise von außen her sichtbar ausgebildet sein.

Bei Ausführungen, die mindestens ein Rahmenelement mit an der Unterseite oder der Oberseite des Filterpacks überstehenden Teil aufweisen, kann die form­ schlüssige Aufnahme im Sinne des formschlüssig passenden ordnungsgemäßen Sitzes gemäß Merkmal c dadurch ausgebildet sein, daß der überstehende Teil des Rahmenelements in einer vorzugsweise komplementären Ausnehmung der Filteraufnahme eingreifend angeordnet ist. Die Ausnehmung kann in einem abgestuften Randbereich der Filteraufnahme ausgebildet sein und der in dieser Ausnehmung eingreifende überstehende Teil des Rahmenelements bei ordnungsgemäßer Anordnung des Filters in der Filteraufnahme eine Labyrinth- Dichtung ausbilden.

Alternativ oder zusätzlich kann bei Ausführungen, die ein Rahmenelement mit überstehendem Randabschnitt aufweisen, der überstehende Randabschnitt einen senkrecht zur Strömungsrichtung sich erstreckenden, vorzugsweise als auskragende Blende ausgebildeten Flansch aufweisen, der bei in der Filteraufnahme ordnungsgemäßer Anordnung des Filters im Bereich der Filteraufnahme, vorzugsweise im äußeren Randbereich der Filteraufnahme aufliegt oder eingreift. Die auskragende Blende bildet damit nicht nur eine Anordnung im Sinne Merkmal c. Sie stellt vielmehr auch ein Stabilisierungselement eines vorzugsweise flexiblen Faltenfilters dar.

Besonders zuverlässige Ausführungen, die die ordnungsgemäße Anordnung des Filters mit der Lösung im Sinne Merkmal b sicherstellen, werden erhalten, wenn ein Randabschnitt des Rahmenelements, vorzugsweise ein oberer anströmseitiger Randabschnitt im Bereich der anströmseitigen Oberseite des Filters angeordnet, nur bei ordnungsgemäßer Anordnung des Filters in der Filteraufnahme mit einem an der Filteraufnahme abgestützten Befestigungselement der Befestigungseinrichtung unter Ausbildung der ordnungsgemäßen Befestigungseinrichtung zusammenwirkt. Besondere Handhabungsvorteile ergeben sich, wenn das Befestigungselement als Clipselement ausgebildet ist, das mit dem Rahmen der Filteraufnahme schwenkbar, vorzugsweise elastisch schwenkbar verbunden ist. Dies kann dadurch realisiert sein, daß das Clipselement und die Filteraufnahme einstückig verbunden aus Kunststoff, vorzugsweise als Kunststoffspritzgußteil, ausgebildet sind und der Verbindungsbereich zwischen dem Clipselement und der Filteraufnahme als elastische Kunststoffbrücke ausgebildet ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch und nicht maßstabsgerecht gezeichneten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Filtereinrichtung mit einem in einer Filteraufnahme eingesetzten Faltenfilterpack;

Fig. 2 einen Schnitt entlang Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 eine Draufsicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Filtereinrichtung,

Fig. 5 einen Schnitt entlang Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt entlang Linie VI-VI in Fig. 4,

Fig. 7 eine Draufsicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer Filtereinrichtung,

Fig. 8 einen Schnitt entlang Linie VIII-VIII in Fig. 7,

Fig. 9 einen Schnitt entlang Linie IX-IX in Fig. 7,

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung eines Filters vor dem Einsetzen in eine Filteraufnahme bei einem vierten Ausführungsbeispiel einer Filtereinrichtung,

Fig. 11a) und b) perspektivische Darstellungen der Bauteile des Filters in Fig. 10;

Fig. 12 eine Fig. 10 entsprechende Darstellung eines abgewandelten Ausführungsbeispiels eines Filters;

Fig. 13 eine Darstellung eines Filters gemäß Fig. 10 in elastisch gebogener Einbausituation in einer entsprechend unebenen, nicht dargestellten Filteraufnahme.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich um Filtereinrichtungen bestehend aus einem Filter 1 und einer Filteraufnahme 2, in der der Filter 1 eingesetzt ist. Die Filteraufnahmen 2 können bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen unterschiedlich ausgebildet sein, wie aus den Fig. 1 bis 9, die auch die Filteraufnahmen zeigen, zu erkennen ist. Bei sämtlichen dargestellten Ausführungsbeispielen besteht der Filter 1 jeweils aus einem Faltenfilterpack 3 mit Rahmeneinrichtung 4. Die Rahmeneinrichtung 4 ist im Randbereich des Faltenfilterpacks 3 unmittelbar an den Faltenfilterpack 3 angrenzend und mit diesem verbunden angeordnet.

Bei dem plissierten Filtermedium, das den Faltenfilterpack 3 bildet, handelt es sich um ein zick-zack-förmig gefaltetes Filterpapier aus Filtervlies. Es weist in Längsrichtung des Filters hintereinander angeordnete parallele Falten 3a auf. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Filtermedium einlagig, d. h. das Filtermedium liegt in nur einer zick-zack-förmigen Schicht vor. Es sind jedoch auch Faltenfilterpacks einsetzbar, bei denen das Filtermedium mehrlagig ist und ferner sind auch Ausführungen vorgesehen, bei denen das plissierte Filtermedium aus anderem Material, z. B. Kunststoffmaterial oder dergleichen ausgebildet ist. Ferner sind auch Ausführungen vorgesehen, bei denen der Filterpack aus nicht plissiertem Material besteht.

Bei den Filtern 1 handelt es sich um Luftfilter, die eine vorbestimmte Anströmseite 1n und eine vorbestimmte Abströmseite 1b aufweisen. Die Filterpacks 3 sind jeweils so ausgebildet, daß sie eine Anströmseite 3n und ein Abströmseite 3b aufweisen. Es handelt sich um Partikelfilter, bei denen die Fasern auf der Abströmseite 3b dichter zusammengelegt sind als auf der Anströmseite, d. h. auf der Anströmseite sind in dem Filtermedium gröbere, größere Hohlräume und an der Abströmseite feinere, engere Hohlräume ausgebildet. Damit wird erreicht, daß bei der Durchströmung des Filters in der vorbestimmten Richtung im Bereich der Anströmseite die größeren Partikel und im Bereich der Abströmseite die kleineren Partikel festgehalten werden. Baut man die Filter 1 in nicht ordnungsgemäßer Orientierung, d. h. um 180° um Längs- oder Querachse gedreht in die Filteraufnahme 2 ein oder erfolgt die Durchströmung entgegengesetzt zu der vorbestimmten Richtung, dann besetzen die größeren Staubpartikel die kleinen Hohlräume, so daß kleine Partikel sodann nicht mehr zurückgehalten werden können. Es ergibt sich damit bei dieser nicht ordnungsgemäßen Anordnung des Filters eine verringerte Standzeit. Entsprechendes gilt bei Filtern, die als sogenannte Kombinationsfilter ausgebildet sind. Sie weisen anströmseitig eine Partikelfilterschicht und abströmseitig eine Aktivkohlefilterschicht auf. Sie sind somit in der Lage, feste und gasförmige Schadstoffe gleichzeitig abzuscheiden. Die Filter müssen so eingebaut werden, daß die staub- bzw. partikelabscheidende Schicht anströmseitig angeordnet ist. Damit wird die Aktivkohlefilterschicht vor Fremdkörpern und Staub geschützt.

Die Rahmenkonstruktion 4 ist bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen unterschiedlich ausgebildet, jedoch konstruktiv jeweils so, daß die Anordnung des Filters 1 in der Filteraufnahme 2 nur in der ordnungsgemäßen vorbestimmten Orientierung hinsichtlich Anströmseite und Abströmseite des Filters möglich ist oder die ordnungsgemäße oder nicht ordnungsgemäße Anordnung über eine durch Zusammenwirken der Rahmenkonstruktion mit der Filteraufnahme gebildete Sichtanzeige optisch erkennbar ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel in den Fig. 1 bis 3 ist der Filter 1 in die Filteraufnahme 2 von oben her eingesetzt. In dem dargestellten Einbauzustand, in dem der Filter 1 ordnungsgemäß eingesetzt ist, ist die Oberseite des Filters 1, die durch die Oberkanten der Filterfalten 3a gebildet wird, fluchtend oder mit geringem Abstand parallel unterhalb der Ebene angeordnet, die durch den oberen Rand der Filteraufnahme 2 gebildet wird.

Der mit dem Faltenfilterpack 3 fest verbundene, den Faltenfilterpack randseitig an vier Seiten umgebende Rahmen 4 ist aus plattenförmigen Rahmenelementen 4a, 4b, 4c, 4d gebildet. Die Rahmenelemente sind jeweils separat ausgebildet. Jeweils benachbarte Rahmenelemente stoßen rechtwinklig aneinander und können dort miteinander verbunden sein. Diese plattenförmigen Rahmenelemente 4a bis 4d sind so angeordnet, daß sie mit einer ihrer flächigen Seiten jeweils angrenzend an einen Randbereich des Faltenfilterpacks 3 verbunden sind und die flächigen Seiten der Rahmenelemente jeweils parallel zur Durchströmungsrichtung A angeordnet sind. Bei dem Ausführungsbeispiel in den Fig. 1 bis 3 stehen die Rahmenelemente 4a bis 4d mit ihrer Unterkante auf einem abgestuftem Rand 2a der Filteraufnahme 2 auf. Die Oberkanten der Rahmenelemente 4a, 4b und 4c, die jeweils in ihrer Höhe gleich sind mit der Höhe des Faltenfilterpacks 3, bilden eine Ebene, die in der durch die Oberkanten der Falten 3a gebildeten Ebene fluchtend angeordnet ist und damit auch in der durch die Oberkanten des Rands der Filteraufnahme 2 gebildeten Ebene liegt oder mit geringem Abstand parallel unterhalb dieser Ebene angeordnet ist. Lediglich ein oberer Randabschnitt 4ü steht mit der Oberkante des Rahmenelements 4d über die Oberseite des Faltenfilterpacks 3 und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch über die durch den oberen Rand der Filteraufnahme 2 gebildeten Ebene über. Dieser überstehende Randbereich 4ü des Rahmenelements 4d bildet eine Sichtanzeige, die anzeigt, daß der Filter 1 ordnungsgemäß in der Filteraufnahme 2 eingesetzt ist.

Zur Befestigung des Filters 1 sind Befestigungselemente 7 vorgesehen, die im Bereich des oberen Rands der Filteraufnahme 2 fest mit der Filteraufnahme 2 verbunden angeordnet sind und die obere Kante der jeweiligen Rahmenelemente 4a und 4c übergreifen. Die Befestigungselemente 7 sind jeweils als Clipselemente ausgebildet, die mit einem Basisflansch einstückig mit der Außenwand der Filteraufnahme verbunden sind. Es handelt sich dabei um eine elastische gelenkige Verbindung dadurch, daß das Befestigungselement 7 sowie die Filteraufnahme 2 aus Kunststoff ausgebildet sind und der Verbindungsbereich zwischen dem Befestigungselement 7 und der Filteraufnahme 2 im Bereich der Basisfläche elastisch ausgebildet ist. Das Befestigungselement 7 weist in seinem über die Oberkante der Filteraufnahme 2 überstehenden Abschnitt eine nasenförmige Ausformung 7a auf, die über die Oberkante des Rahmenelements 4a bzw. 4c unter Kontakt übergreift und das Rahmenelement dadurch formschlüssig fixiert. Zum Lösen der Fixierung ist der clipsartige obere Abschnitt des Befestigungselements 7 elastisch nach außen schwenkbar, so daß die nasenförmige Ausformung 7a außer Eingriff des Rahmenelements kommt. Nur in ordnungsgemäßem Einbauzustand des Filters ist es möglich, daß die clipsartigen Befestigungselemente den oberen Rand des zugeordneten Rahmenelementes übergreifen und den Filter also ordnungsgemäß fixieren.

Bei dem Ausführungsbeispiel in den Fig. 1 bis 3 gibt es zwei ordnungsgemäße Anordnungen des Filters, nämlich die in den Figuren dargestellte Anordnung, bei der das Rahmenelement 4d mit dem überstehenden Rand 4ü in der Filteraufnahme an der linken Stirnseite angeordnet ist und eine zweite Anordnung, bei der der Filter um 180°C um seine Hochachse gedreht ist und das Rahmenelement 4b mit dem überstehenden Rand 4ü in der Filteraufnahme an der rechten Stirnseite angeordnet ist. In beiden Fällen ist die Anströmseite des Filters oben und damit der Filter in der vorgesehenen Richtung durchströmt. Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel weist nicht nur das Rahmenelement 4d einen überstehenden Rand 4ü auf, sondern auch das gegenüberliegende Rahmenelement 4b weist einen überstehenden Rand 4b auf. Bei anderen Anordnungen des Filters, bei denen also der Filter um seine Längsachse oder Querachse gedreht angeordnet ist, kollidieren die clipsartigen Befestigungselemente mit dem überstehenden Randabschnitt. Diese Anordnungen sind nicht ordnungsgemäß.

Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt der über die Oberseite des Filters 1 und über den oberen Rand der Filteraufnahme 2 überstehende Abschnitt 4ü des Rahmenelements 4d mit keinem Befestigungselement 7 zusammen. An dem betreffenden Randbereich der Filteraufnahme ist nämlich kein Befestigungselement 7 vorgesehen. Bei abgewandelten Ausführungsbeispielen kann aber auch in diesem Randbereich der Filteraufnahme ein Befestigungselement 7 vorgesehen sein, bei welchem in diesem Falle die nasenförmige Ausformung 7a in der Höhe des überstehenden oberen Rand des Rahmenelements 4d übergreifend angeordnet ist. In weiteren Abwandlungen, insbesondere wenn Filter eingesetzt werden, die an beiden gegenüberliegenden Rahmenelementen 4d, 4b überstehende Randabschnitte 4ü aufweisen, kann auch an dem gegenüberliegenden Randbereich der Filteraufnahme ein derartiges Befestigungselement 7 vorgesehen sein. Auch bei diesen abgewandelten Ausführungsbeispielen ist nur eine ordnungsgemäße Orientierung des Filters, d. h. nur ein ordnungsgemäßer Einbauzustand oder maximal zwei ordnungsgemäße Einbauzustände vorgesehen und möglich.

Bei dem Ausführungsbeispiel in den Fig. 4 bis 6 ist im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 der Rahmen 42 nur aus zwei gegenüberliegenden plattenförmigen Rahmenelementen 42a, 42b ausgebildet. An den beiden anderen gegenüberliegenden Seiten des Faltenfilterpacks 3 sind keine Rahmenelemente vorgesehen. Die Oberkanten der Rahmenelemente 42a, 42b sind fluchtend in der Ebene der Oberkante der Filterfalten 3a angeordnet. Wie in Fig. 6 zu erkennen ist, greift der nach unten über die Unterseite des Filterpacks 3 überstehende Abschnitt 42ü des Rahmenelements 42b in eine Aufnahmenut 2b in der abgestuften Randfläche 2a in der Filteraufnahme 2 formschlüssig ein unter Ausbildung einer Labyrinthdichtung zur labyrinthartigen Umleitung der Fremdluft.

Im Bereich der Oberkante der Rahmenelemente 42a, 42b ist in entsprechender Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel in den Fig. 1 bis 3 eine Befestigungseinrichtung mit clipsartig ausgebildeten Befestigungselementen 7 vorgesehen, die mit der Filteraufnahme 2 verbunden sind und die Oberkante der Rahmenelemente 42a, 42b mit einer nasenförmigen Ausformung 7a übergreifen. Auch in diesem Falle sind die Befestigungselemente 7 zum Lösen der Befestigungsstellung nach außen elastisch ausschwenkbar.

Die ordnungsgemäße Anordnung des Filters 1 in der Filteraufnahme 2 wird bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 4 bis 6 dadurch angezeigt, daß der obere Rand der Rahmenelemente 42a, 42b, in der gleichen Ebene wie die Oberseite des Filterpacks 3 und die Oberkanten der Filteraufnahme 2 angeordnet sind und somit die Befestigungselemente 7 ordnungsgemäß verrastbar sind. Diese Einbaulage des Filters 1 ist nur in einer einzigen Einbaustellung möglich, bei der der nach unten überstehende Rand des Rahmenelements 42b in der in Fig. 6 dargestellten Weise in die Aufnahmenut 2b eingreift. Das gegenüberliegende Rahmenelement 42a weist vorzugsweise keinen nach unten überstehenden Rand auf und es ist in dem zugeordneten abgestuften Randbereich auf der betreffenden Seite der Filteraufnahme auch keine Aufnahmenut vorgesehen, so daß also der untere Rand des Rahmenelements 42a auf dem abgestuften Rand der Filteraufnahme aufsteht. Damit wird ein weiterer Freiheitsgrad beim Einsetzen des Filters sicher eliminiert, so daß auch sicher gewährleistet ist, daß der Filter nur in einer vorbestimmten Einbaulage eingesetzt wird.

Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel ist auch auf der gegenüberliegenden Seite der Aufnahme in der Randfläche 2a eine Aufnahmenut 2b ausgebildet und auch an dem Rahmenelement 42a ist ein überstehender Rand 42ü ausgebildet, der im Einbauzustand in die Aufnahmenut 2b eingreift. In diesem Falle sind zwei ordnungsgemäße Einbauzustände vorgesehen, bei denen der Filter um seine Hochachse um 180°C gedreht angeordnet ist, aber jeweils in der vorbestimmten Durchströmungsrichtung positioniert ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel in den Fig. 7 bis 9 ist im Unterschied zu den den Ausführungsbeispielen in den Fig. 1 bis 3 und 4 bis 6 der Filter 1 von der Seite her eingeschoben. In entsprechender Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel in den Fig. 4 bis 6 greift ein unten überstehender Randabschnitt 43ü des Randelements 43d in einer Aufnahmenut 2b in der abgestuften Randfläche 2a der Filteraufnahme 2 ein. Die Oberkanten sämtlicher den Faltenfilter 3 umgebenden Rahmenelemente 43a, 43b, 43c, 43d fluchten mit der durch die Oberkanten 2a des Faltenfilterpacks 3 gebildeten Ebene. Anstelle der Befestigungselemente 7 weist die Filteraufnahme 2 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine die Oberseite 1 übergreifenden an der Filteraufnahme angeformten Randbereich 23 auf. Um das Einschieben des Filters bei der Montage und das Herausschieben bei der Demontage zu ermöglichen, ist das Rahmenelement 43d mit dem in die Aufnahmenut 2b eingreifenden überstehenden Rand 43ü in Schieberichtung des Filters angeordnet, in der Darstellung in den Fig. 7 und 8 an der linken Stirnseite. Der Faltenfilterpack 3 weist an seiner vorderen Stirnseite 43c eine Lasche 44 auf, mit der der Faltenfilterpack 3 aus der Filteraufnahme herausgezogen werden kann, sofern die Clipse 7 gelöst sind, die an diesen vorderen Stirnseiten der Aufnahme angeordnet sind und in der Arretierstellung die Stirnenden der Rahmenelemente 43d, 43b mit der in Anlage stehenden Rastnase 7a arretieren.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 10 weist der Filter 1 einen mit dem Faltenfilterpack 3 verbundenen Rahmen 44 auf, der ebenfalls aus plattenförmigen Rahmenelementen 44a, 44b, 44c, 44d besteht, die jedoch an ihrer Oberkante jeweils eine nach außen rechtwinklig auskragende Blende 44ü aufweisen. In der Fig. 11 sind die beiden Bauteile dargestellt, aus denen der in Fig. 10 gezeigte Filter hergestellt wird. Fig. 11 zeigt das Rahmenbaueinheit, die aus einer flächigen rahmenförmigen Blende 44ü besteht, an deren gegenüberliegenden Stirnseiten plattenförmige Rahmenelemente angeformt sind, welche die Rahmenelemente 44d bzw. 44b bilden. Die in Fig. 11 dargestellte Filterbaueinheit besteht aus dem Faltenfilterpack 3, an dessen gegenüberliegenden Längsseiten, in welchen die Filterfalten münden, die plattenförmigen Rahmenelemente 44a bzw. 44b angrenzend mit dem Faltenfilterpack 3 fest verbunden angeordnet sind. Zur Ausbildung des in Fig. 10 dargestellten Filters wird die Rahmenbaueinheit der Fig. 11 auf die Filterbaueinheit der Fig. 11 aufgesetzt, wobei zwischen dem oberen Rand der Rahmenelemente 44a und 44b und der Unterseite des blendenartigen oberen Abschnitts 44ü der Rahmenbaueinheit eine Klebeverbindung mittels Kleber 44 ausgebildet ist.

Der aus diesen Baueinheiten hergestellte Filter, wie er in Fig. 10 dargestellt ist, wird in eine nicht dargestellte Filteraufnahme eingesetzt, wobei die Blende auf dem oberen Rand der Filteraufnahme aufliegt oder in anderer Weise vorzugsweise formschlüssig mit der Filteraufnahme zusammenwirkt. Die ordnungsgemäße Anordnung des Filters wird dadurch angezeigt, daß die Blende auf der Oberkante der Filteraufnahme aufliegt bzw. ordnungsgemäß in der Filteraufnahme formschlüssig eingreifend angeordnet ist.

Fig. 12 zeigt eine abgewandelte Ausführung des Filters von Fig. 10. Anstelle des in Fig. 10 den Filterpack 3 vierseitig umgebenden Rahmens ist bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 12 der Rahmen nur an den beiden gegenüberliegenden Längsseiten des Faltenfilterpacks, d. h. an den Stirnseiten, an denen die Filterfalten münden, angeordnet. Es sind an diesen beiden gegenüberliegenden Längsseiten des Faltenfilters jeweils plattenförmige Rahmenelemente 46a, 46c angeordnet, die im Bereich ihres oberen Rands eine nach außen auskragende Blende 46ü aufweisen. Die ordnungsgemäße Anordnung dieses in Fig. 12 dargestellten Filters erfolgt in entsprechender Weise wie bei dem in Fig. 10 dargestellten Filter.

Fig. 13 zeigt einen Filter, der wie der Filter in Fig. 10 ausgebildet ist, jedoch nicht eben, sondern in einer um eine Querachse gebogene Stellung angeordnet ist. Der Filter ist aus einer ursprünglich ebenen Stellung, wie sie in Fig. 10 dargestellt ist, in diese gebogene Stellung elastisch verformt. Diese Stellung nimmt der Filter in einer entsprechend uneben ausgestalteten Filteraufnahme ein, die in Fig. 13 nicht dargestellt ist. Alternativ kann der in Fig. 12 dargestellte Filter auch in der gebogen dargestellten Ausgestaltung permanent als starre Bauteile vorliegen. Dies kann dadurch realisiert sein, daß der den Faltenfilterpack 3 umgebende Rahmen 47 als in der dargestellten unebenen Ausformung starr ausgebildet ist. Bei der flexiblen Ausgestaltung des Rahmens 47 ergeben sich jedoch demgegenüber Anwendungsvorteile, die darin bestehen, daß der Filter mit dem flexiblen Rahmen in unterschiedlich uneben ausgestaltete Filteraufnahmen einsetzbar ist und auch der Einsetzvorgang aufgrund der Flexibilität des Filters erleichtert wird.

Claims (15)

1. Filtereinrichtung für die Filtration eines Fluidstroms, vorzugsweise im Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs angeordnet zur Filtration eines Luftstroms, der dem Fahrgastraum zugeführt wird,
mit einem Filter (1), der mindestens einen Filterpack (3), vorzugsweise als Faltenfilterpack aus plissiertem Filtermedium, z. B. Filterpapier, Filtervlies oder dergleichen ausgebildet, und eine in einem Randbereich des Filterpacks (3) angeordnete Rahmeneinrichtung (4, 42, 43, 44, 46, 47) mit mindestens zwei an gegenüberliegenden Rändern des Filterpacks (3) unmittelbar angrenzend angeordneten, mit dem Filterpack (3) verbundenen Rahmenelementen aufweist,
mit einer Filteraufnahme (2), in der der Filter (1) einsetzbar ist, wobei der Filter (1) eine vorbestimmte Anströmseite und eine vorbestimmte Abströmseite aufweist und bei ordnungsgemäßer Anordnung in der Filter­ aufnahme (2) in einer vorbestimmten Durchströmungsrichtung durchströmt, angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rahmeneinrichtung (4, 42, 43, 44, 46, 47) mindestens ein Rahmen­ element aufweist, das bei in die Filteraufnahme (2) eingesetztem Filter (1) mit der Filteraufnahme (2) derart zusammenwirkt,

• a) daß bei ordnungsgemäßer oder bei unordnungsgemäßer Anordnung des Filters (1) in der Filteraufnahme (2) eine zwangsweise erzeugte Sichtanzeige (4ü, 44ü, 46ü) ausgebildet ist, die die ordnungsgemäße bzw. unordnungsgemäße Anordnung des Filters (1) anzeigt und/ oder
• b) daß nur bei ordnungsgemäßer Anordnung des Filters (1) in der Filterauf­ nahme (2) der Filter (1) in der Filteraufnahme (2) mittels einer für den ordnungsgemäßen Sitz vorgesehenen am Filter (1) und an der Filter­ aufnahme (2) angreifenden Befestigungseinrichtung (7) ordnungsgemäß befestigbar ist, und/oder
• c) daß nur bei ordnungsgemäßer Anordnung des Filters (1) in der Filterauf­ nahme (2) ein ordnungsgemäßer Sitz des Filters (1) in der Filteraufnahme (2) unter formschlüssigem Zusammenwirken von Rahmeneinrichtung (42ü, 43ü) und Filteraufnahme (2b, 23) formschlüssig passend ausgebildet ist.

2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Rahmenelement (4, 4b) bei in die Filteraufnahme (2) eingesetztem Filter (1) so angeordnet ist, daß nur bei ordnungsgemäßer Anordnung des Filters (1) oder nur bei nicht ordnungsgemäßer Anordnung des Filters (1) ein Teil des Rahmenelements, vorzugsweise ein Randabschnitt (4ü, 42ü, 43ü) des Rahmenelements über die anströmseitige Oberseite bzw. die abströmseitige Unterseite des Filterpacks (3) undl oder über den anströmseitigen oberen Rand bzw. ein abströmseitiger unterer Rand der Filteraufnahme (2) übersteht.

3. Filtereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei in der Filteraufnahme angeordnetem Filter (1) der überstehende Teil (4ü) des Rahmenelements (4, 4a) unmittelbar oder mittelbar die Sichtanzeige ausbildet, vorzugsweise im Bereich der Filteraufnahme (2), vorzugsweise auskragend und/oder von außen her sichtbar angeordnet.

4. Filtereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmeneinrichtung (4, 42, 43, 44, 46, 47) mindestens ein Rahmenelement aufweist, das bei in die Filteraufnahme (2) ordnungsgemäß eingesetzten Filter (1) mit der Filteraufnahme (2) derart zusammenwirkt, daß mindestens ein Rahmenelement (4, 4b) so angeordnet ist, daß ein Randabschnitt (4ü, 42ü, 43ü) des Rahmenelements über die anströmseitige Oberseite oder die abströmseitige Unterseite des Filterpacks (3) und/oder über den anströmseitigen oberen Rand oder einen abströmseitigen unteren Rand der Filteraufnahme (2) übersteht.

5. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei in der Filteraufnahme (2) angeordnetem Filter (1), vorzugsweise nur bei ordnungsgemäßer Anordnung des Filters (1), der überstehende Teil (42ü, 43ü) des Rahmenelements (4, 4d, 42b, 43d), vorzugsweise der überstehende Randabschnitt (42ü, 43ü), in eine vorzugsweise komplementär ausgebildete Ausnehmung (2b) der Filteraufnahme (2) eingreifend angeordnet ist.

6. Filtereinrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung der Filteraufnahme als Nut (2b) ausgebildet ist, die komplementär zu dem überstehenden Randabschnitt (42ü, 43ü) des Rahmen­ elements ausgebildet ist und der überstehende Randabschnitt (42ü, 43ü) bei ordnungsgemäßer Anordnung des Filters (1) mit der Filteraufnahme (2) eine Labyrinth-Dichtung, vorzugsweise mit zwischengeschaltetem Dichtungs­ material, ausbildet.

7. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche der 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der überstehende Teil des Rahmenelements, vorzugsweise der über­ stehende Randabschnitt (44ü, 46ü), einen senkrecht zur Durchströmungsrichtung sich, vorzugsweise nach außen vom Filter (1) weg erstreckenden Flansch (44ü, 46ü) aufweist, der bei in der Filteraufnahme (2) ordnungsgemäßer Anordnung des Filters (1) im Bereich der Filteraufnahme (2), vorzugsweise im äußeren Randbereich der Filteraufnahme (2) aufliegt oder eingreift.

8. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche der 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Randabschnitt des Rahmenelements (4), vorzugsweise ein anströmseitiger oberer Randabschnitt im Bereich der anströmseitigen Oberseite des Filters (1) angeordnet, nur bei ordnungsgemäßer Anordnung des Filters (1) in der Filteraufnahme (2) mit einem an der Filteraufnahme (2) abgestützten Befestigungselement (7) der Befestigungseinrichtung zusammenwirkt.

9. Filtereinrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (7) mit der Filteraufnahme (2) oder mit der Rahmeneinrichtung (4) permanent, vorzugsweise einstückig verbunden ist.

10. Filtereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (7) mit der Filteraufnahme (2) bzw. mit der Rahmeneinrichtung (4) gelenkig verbunden ist.

11. Filtereinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (7) aus Kunststoff ausgebildet sind und die mit dem Befestigungselement (7) verbundene Filteraufnahme (2) bzw. Rahmeneinrichtung (4) ebenfalls aus Kunststoff ausgebildet ist und der Verbindungsbereich zwischen dem Befestigungselement (7) und der Rahmeneinrichtung (4) als elastischer Kunststoffbereich ausgebildet ist.

12. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement als Clips-Element (7) ausgebildet ist, welches eine in Befestigungsstellung die Oberkante der Rahmeneinrichtung (4), vorzugsweise die Oberkante des Rahmenelements bzw. die Oberkante der Filteraufnahme (2) übergreifende Kante aufweist.

13. Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenelement (4a, 4b, 4c, 4d, 42a, 42b, 43a, 43b, 43c, 43d, 44, 46) als flaches, vorzugsweise plattenförmiges Element ausgebildet ist, das mit seiner flächigen Seite angrenzend an den Randbereich des Filterpacks (3) angeordnet, vorzugsweise an dem Filterpack in diesem Bereich befestigt ist und sich dabei parallel zur Durchströmungsrichtung erstreckt.

14. Filtereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmeneinrichtung (4) zwei parallel zueinander angeordnete, vorzugsweise vier zueinander rechtwinklig angeordnete Rahmenelemente (4a, 4b, 4c, 4d, 42a, 42b, 42c, 42d, 43a, 43b, 43c, 43d, 44a, 44b, 44c, 44d; 46a, 46c) aufweist, die den Filterpack (3) an zwei bzw. vier Seiten umgeben.

15. Filtereinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmenelemente separat ausgebildet und miteinander verbunden sind oder daß die Rahmenelemente einstückig miteinander verbunden ausgebildet sind.