DE102004005904B4

DE102004005904B4 - Rohrförmiger Faltenfilter

Info

Publication number: DE102004005904B4
Application number: DE102004005904A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. Stahl
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2024-02-06
Also published as: DE102004005904A1

Abstract

Filter (1), der rohrförmig, einstückig und im Querschnitt betrachtet zumindest dreieckförmig ausgebildet ist, wobei der Filter (1) als Faltenfilter ausgebildet ist, mit sich quer zur Umfangsrichtung erstreckenden Filterfalten (2), von denen jede Filterfalte (2) zwei V-förmig zueinander angeordnete Faltenflächen (3) umfasst, die durch einen Faltenknick (4) verbunden sind, wobei der Filter (1) entlang seiner beiden Stirnseiten sich in Umfangsrichtung jeweils durch eine Längskante (6) begrenzt ist, die im Wesentlichen die Höhe der Filterfalten (2) aufweisen und mit den jeweiligen Stirnkanten (7) der Filterfalten (2) dichtend verbunden sind, wobei die beiden Längskanten (6) im Bereich von zumindest zwei in Umfangsrichtung mit Abstand benachbart zueinander angeordneten, gleichsinnig gefalteten Filterfalten (2) im Wesentlichen senkrecht durchtrennt sind und wobei die durch die Einschnitte (8) begrenzten Filterabschnitte (9) durch die Faltenknicke (4) gelenkartig miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen rohrförmigen Faltenfilters und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Rohrförmige Faltenfilter sind aus der DE 44 27 817 C1 bekannt. Sie werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen als Innenraumfilter oder als Filter für die Zuluft des Verbrennungsmotors eingesetzt. Weiterhin sind aus der DE 195 02 366 A1 Faltenfilter mit einer plattenartigen Grundform und mit sich in einer Richtung erstreckenden Filterfalten bekannt. Die Filterfläche wird durch die Filterfalten gebildet, von denen jede Filterfalte zwei V-förmig zueinander angeordnete Faltenflächen umfasst, die durch einen Faltenknick verbunden sind. Entlang der in Umfangsrichtung erstreckenden Längsseiten ist der Faltenfilter jeweils durch eine Längskante begrenzt, die im Wesentlichen die Höhe der Filterfalten aufweisen und mit den jeweiligen Stirnseiten der Filterfalten dichtend verbunden sind.
Bei neuen Kraftfahrzeug-Entwicklungen ist bei gleich bleibender Filterleistung der dem Filter zur Verfügung stehende Bauraum begrenzt, so dass der zur Verfügung stehende Bauraum nicht für einen plattenförmigen Faltenfilter ausreicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorbekannten Faltenfilter derart weiterzuentwickeln, dass er bei einer gleich bleibenden Filterleistung für kleine Bauräume geeignet ist sowie einfach und preiswert herstellbar ist sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Anspruch 1 und Anspruch 13 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
Zur Lösung der Aufgabe ist der Filter rohrförmig, einstückig und im Querschnitt betrachtet zumindest dreieckförmig ausgebildet, wobei der Filter als Faltenfilter ausgebildet ist, mit sich quer zur Umfangsrichtung erstreckenden Filterfalten, von denen jede Filterfalte zwei V-förmig zueinander angeordnete Faltenflächen umfasst, die durch einen Faltenknick verbunden sind, wobei der Filter entlang seiner beiden Stirnseiten sich in Umfangsrichtung jeweils durch nur eine Längskante begrenzt ist, die im Wesentlichen die Höhe der Filterfalten aufweisen und mit den jeweiligen Stirnkanten der Filterfalten dichtend verbunden sind, wobei die beiden Längskanten im Bereich von zumindest zwei in Umfangsrichtung mit Abstand benachbart zueinander angeordneten, gleichsinnig gefalteten Filterfalten im Wesentlichen senkrecht durchtrennt sind und wobei die durch die Einschnitte begrenzten Filterabschnitte durch die Faltenknicke gelenkartig miteinander verbunden sind.
Dadurch weist der Filter eine Filterfläche auf, die mit der eines plattenförmigen Faltenfilters vergleichbar ist. Als Ausgangsmaterial kann ein preiswerter plattenförmiger Faltenfilterrohling verwendet werden. Der Filterrohling kann durch Wahl der Anzahl und Platzierung der Einschnitte in verschiedene Formen gebracht werden, wobei die Form des Filters auf den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden kann. Damit können aus einem Filterrohling Filter für verschiedenste Anwendungsfälle hergestellt werden. Die Herstellung der Filter ist sehr einfach und durch die Verwendung eines plattenförmigen Filterrohlings sehr preiswert.
Die Längskanten können im Wesentlichen bis zum jeweiligen Faltenknick durchtrennt sein. Durch die Einschnitte ergibt sich eine Art Filmscharnier, wobei der Filter um den Faltenknick geschwenkt wird. Bei einer Durchtrennung bis zum Faltenknick ergibt sich eine größtmögliche Flexibilität des Faltenknicks und die Gefahr einer Ablösung der Längskante von den Filterfalten wird vermieden.
In einer Ausgestaltung können die eingeklappten Filterabschnitte stirnseitig betrachtet ein Dreieck bilden. Mit einer Dreiecksform, beispielsweise der eines spitzwinkligen Dreiecks sind sehr kleine Filter-Querschnitte möglich. Dadurch können sehr schmale Bauräume für den Einbau eines Filters verwendet werden.
In einer anderen Ausgestaltung können die eingeklappten Filterabschnitte stirnseitig betrachtet ein Viereck bilden. Ein Innenraumfilter für die Verwendung in einem Kraftfahrzeug wird häufig zwischen dem Wärmetauscher, bzw. dem Verdampfer einer Klimaanlage und dem Lüftungsgebläse vorgesehen. Die von der Luft angeströmte Seite eines Wärmetauschers oder Verdampfers hat meistens eine viereckige Form. Ein rohrförmiger Filter mit einer viereckigen Stirnfläche ermöglicht eine optimale, gleichmäßige Anströmung des Wärmetauschers bzw. Verdampfers.
In einer weiteren Ausgestaltung können die eingeklappten Filterabschnitte stirnseitig betrachtet ein Fünfeck bilden. Ein rohrförmiger Filter mit einer fünfeckigen Stirnfläche kann in einem für kreisförmige Filter vorgesehenen Gehäuse verwendet werden. Die Herstellung eines rohrförmigen Filters aus einem plattenförmigen Filterrohling ist einfacher und preiswerter als die Herstellung eines runden Faltenfilters.
Eine der beiden Stirnseiten des Filters kann verschlossen sein. Auf einer der Stirnseiten wird die Zuluft auf die Innenseite des rohrförmigen Filters geführt und strömt durch die Filterflächen auf die Außenseite des Filters. Es ist auch möglich, keine der Stirnseiten zu verschließen. Dann können mehrere Filter in einer Reihenschaltung miteinander verbunden werden. Der letzte Filter der Reihenschaltung weist dann eine verschlossene Stirnseite auf. Es ist aber auch möglich, den Verschluss im Fahrzeug anzubringen.
Die Längskanten des Filterrohlings können aus Vliesstoff gebildet sein. Vliesstoff ist ein häufig verwendeter Werkstoff für Filter. Vliesstoff ist preiswert und einfach herstellbar.
Der Filterrohling kann außenumfangsseitig mit einem Rahmen aus Kunststoff-Spritzguss versehen sein. Bei einem Kunststoffrahmen sind die Filterfalten durch den Spritzgieß-Vorgang sehr fest mit dem Rahmen verbunden. Durch den Kunststoffrahmen ist der Filter formstabil.
In einer Ausgestaltung können die endseitigen, sich berührenden Stirnseiten der eingeklappten Filterabschnitte miteinander verklebt sein. Durch das Verkleben sind die Stirnseiten luftdicht miteinander verbunden.
Die endseitigen Stirnseiten der eingeklappten Filterabschnitte können mittels eines Verbindungsstücks miteinander verklebt sein. Durch ein Verbindungsstück kann eine stabile Verbindung der Filterabschnitte auch dann erreicht werden, wenn aufgrund des Materials oder der Geometrie hohe Rückstellkräfte auf die Verbindung ergeben. Durch das Verbindungsstück ergibt sich eine flächige Verbindung der Filterabschnitte.
In einer anderen Ausgestaltung können die endseitigen, sich berührenden Stirnseiten der eingeklappten Filterabschnitte verschweißt sein. Das Verschweißen ist eine andere Möglichkeit, die Stirnseiten luftdicht miteinander zu verbinden. Bei Filtern mit Filterflächen aus Vliesstoff können die Stirnseiten mittels Ultraschall-Schweißen verbunden werden.
Die endseitigen Stirnseiten der eingeklappten Filterabschnitte können mittels eines Verbindungsstücks miteinander verschweißt sein. Durch ein Verbindungsstück kann eine stabile Verbindung der Filterabschnitte auch dann erreicht werden, wenn aufgrund des Materials oder der Geometrie hohe Rückstellkräfte auf die Verbindung ergeben. Durch das Verbindungsstück ergibt sich eine flächige Verbindung der Filterabschnitte.
Die Aufgabe wird des Weiteren durch ein Verfahren zur Herstellung eines einstückig ausgebildeten, rohrförmigen Filters, der im Querschnitt betrachtet zumindest dreieckförmig ausgebildet ist gelöst, wobei ein rechteckig und eben ausgebildeter, in seiner Längsrichtung plissierter Filterrohling quer zur Längsrichtung Filterfalten aufweist, von denen jede Filterfalte zwei V-förmig zueinander angeordnete Faltenflächen aufweist, die durch einen Faltenknick verbunden sind, wobei der Filterrohling entlang seiner beiden Längsseiten jeweils durch nur eine Längskante begrenzt ist, die im Wesentlichen die Höhe der Filterfalten aufweisen und mit den jeweiligen Stirnseiten der Filterfalten dichtend verbunden sind, wobei die beiden Längskanten im Bereich von zumindest zwei in Längsrichtung mit Abstand benachbart zueinander angeordneten, gleichsinnig gefalteten Filterfalten in einem ersten Verfahrensschritt im Wesentlichen senkrecht aufgeschnitten werden, wobei die durch die Einschnitte begrenzten, eben nebeneinander angeordneten, durch die Faltenknicke gelenkartig miteinander verbundenen Filterabschnitte in einem zweiten Verfahrensschritt um die jeweiligen Faltenknicke aufeinander zu geschwenkt werden und wobei die beiden freien Stirnseiten der beiden endseitigen Filterabschnitte in einem dritten Verfahrensschritt dichtend miteinander verbunden werden.
Das Verfahren ermöglicht die Verwendung einer einzigen Grundform eines plattenförmigen Faltenfilters zur Herstellung verschiedener rohrförmiger Filter. Die Faltenfilter und die Herstellung eines rohrförmigen Filters ist preiswert.
Einige Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Filters werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung:
1 einen plattenförmigen Faltenfilterrohling;
2 einen erfindungsgemäßen Filter mit dreieckiger Stirnfläche;
2a einen Filter gemäß 2 mit verschlossener Stirnfläche;
3 einen erfindungsgemäßen Filter mit viereckiger Stirnfläche;
3a einen Filter gemäß 3 mit verschlossener Stirnfläche;
4 einen erfindungsgemäßen Filter mit fünfeckiger Stirnfläche;
4a einen Filter gemäß 4 mit verschlossener Stirnfläche.
1 zeigt einen plattenförmigen, in Längsrichtung plissierten Filterrohling 11 der als Ausgangsfilter zur Herstellung eines rohrförmigen Filters 1 dient. Der Filterrohling 11 weist quer zur Längsrichtung sich verstärkende Filterfalten 2 auf. Die Filterfalten 2 setzen sich aus zwei V-förmig zueinander angeordneten Faltenflächen 3 aus Vliesstoff zusammen und sind durch einen Faltenknick 4 miteinander verbunden. Der Filterrohling ist durch zwei Stirnseiten 13, 14 und entlang seiner beiden Längsseiten 5 jeweils durch nur eine Längskante 6 begrenzt, die im Wesentlichen die Höhe der Filterfalten 2 aufweisen. Die zwei Stirnseiten 13, 14 und die Längskanten 6 bestehen aus Vliesstoff. Alternativ können die zwei Stirnseiten 13, 14 und die Längskanten 6 aus einem Rahmen 12 aus Kunststoff-Spritzguss gebildet sein. Die Stirnseiten 7 der Filterfalten 2 sind mit den Längskanten luftdicht verbunden. Die beiden Längskanten 6 weisen jeweils im Bereich von zwei in Längsrichtung mit Abstand benachbart zueinander angeordneten, gleichsinnig gefalteten Filterfalten 2 eine in Wesentlichen senkrechte Einschnitte 8 auf, wobei dadurch die Längskanten 6 bis zum jeweiligen Faltenknick 4 durchtrennt sind. Durch die Einschnitte 8 entstehen drei eben nebeneinander angeordneten, durch die Faltenknicke 4 gelenkartig miteinander verbundenen Filterabschnitte 9. Die Filterabschnitte 9 können um die jeweiligen Faltenknicke 4 aufeinander zu geschwenkt werden, wobei anschließend die beiden freien Stirnseiten 13, 14 der beiden endseitigen Filterabschnitte 15, 16 dichtend miteinander verbunden werden. Die Verbindung der freien Stirnseiten 13, 14 kann durch Kleben oder Schweißen erfolgen. Zur Stabilisierung der Verbindung kann die Verbindung der freien Stirnseiten 13, 14 auch über ein Verbindungsstück 17 erfolgen, welches mit den freien Stirnseiten 13, 14 verschweißt oder verklebt ist.
2 zeigt einen erfindungsgemäßen Filter 1, wobei die eingeklappten Filterabschnitte 9 in diesem Ausführungsbeispiel stirnseitig betrachtet ein Dreieck bilden. Als Ausgangsmaterial dient ein Filterrohling 11 gemäß 1. Der Filter 1 weist auf jeder Längskante 6 jeweils zwei Einschnitte 8 auf. Die dadurch gebildeten drei Filterabschnitte 9 sind um die Faltenknicke 4 aufeinanderzu geschwenkt, wodurch sich die beiden freien Stirnseiten 13, 14 berühren. Die beiden Stirnseiten 13, 14 sind luftdicht über ein Verbindungsstück 17 miteinander verbunden. Die zu reinigende Luft strömt durch die andere Stirnseite 10 auf die Innenseite des Filters 1 und strömt durch die Filterflächen 3 auf die Außenseite des Filters 1, wobei die Strömungsrichtung auch umgekehrt sein kann.
2a zeigt einen Filter gemäß 2 mit verschlossener Stirnseite 10.
3 zeigt einen erfindungsgemäßen Filter 1, wobei die eingeklappten Filterabschnitte 9 in diesem Ausführungsbeispiel stirnseitig betrachtet ein Viereck bilden. Als Ausgangsmaterial dient ein Filterrohling 11 gemäß 1. Der Filter 1 weist auf jeder Längskante 6 jeweils drei Einschnitte 8 auf. Die dadurch gebildeten vier Filterabschnitte 9 sind um die Faltenknicke 4 aufeinanderzu geschwenkt, wodurch sich die beiden freien Stirnseiten 13, 14 berühren. Die beiden Stirnseiten 13, 14 sind luftdicht über ein Verbindungsstück 17 miteinander verbunden. Die zu reinigende Luft strömt durch die andere Stirnseite 10 auf die Innenseite des Filters 1 und strömt durch die Filterflächen 3 auf die Außenseite des Filters 1, wobei die Strömungsrichtung auch umgekehrt sein kann.
3a zeigt einen Filter gemäß 3 mit verschlossener Stirnseite 10.
4 zeigt einen erfindungsgemäßen Filter 1, wobei die eingeklappten Filterabschnitte 9 in diesem Ausführungsbeispiel stirnseitig betrachtet ein Fünfeck bilden. Als Ausgangsmaterial dient ein Filterrohling 11 gemäß 1. Der Filter 1 weist auf jeder Längskante 6 jeweils vier Einschnitte 8 auf. Die dadurch gebildeten fünf Filterabschnitte 9 sind um die Faltenknicke 4 aufeinanderzu geschwenkt, wodurch sich die beiden freien Stirnseiten 13, 14 berühren. Die beiden Stirnseiten 13, 14 sind luftdicht über ein Verbindungsstück 17 miteinander verbunden. Die zu reinigende Luft strömt durch die andere Stirnseite 10 auf die Innenseite des Filters 1 und strömt durch die Filterflächen 3 auf die Außenseite des Filters 1, wobei die Strömungsrichtung auch umgekehrt sein kann.
4a zeigt einen Filter gemäß 4 mit verschlossener Stirnseite 10.

Claims

Filter (1), der rohrförmig, einstückig und im Querschnitt betrachtet zumindest dreieckförmig ausgebildet ist, wobei der Filter (1) als Faltenfilter ausgebildet ist, mit sich quer zur Umfangsrichtung erstreckenden Filterfalten (2), von denen jede Filterfalte (2) zwei V-förmig zueinander angeordnete Faltenflächen (3) umfasst, die durch einen Faltenknick (4) verbunden sind, wobei der Filter (1) entlang seiner beiden Stirnseiten sich in Umfangsrichtung jeweils durch eine Längskante (6) begrenzt ist, die im Wesentlichen die Höhe der Filterfalten (2) aufweisen und mit den jeweiligen Stirnkanten (7) der Filterfalten (2) dichtend verbunden sind, wobei die beiden Längskanten (6) im Bereich von zumindest zwei in Umfangsrichtung mit Abstand benachbart zueinander angeordneten, gleichsinnig gefalteten Filterfalten (2) im Wesentlichen senkrecht durchtrennt sind und wobei die durch die Einschnitte (8) begrenzten Filterabschnitte (9) durch die Faltenknicke (4) gelenkartig miteinander verbunden sind.
Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längskanten (6) im Wesentlichen bis zum jeweiligen Faltenknick (4) durchtrennt sind.
Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eingeklappten Filterabschnitte (9) stirnseitig betrachtet ein Dreieck bilden.
Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eingeklappten Filterabschnitte (9) stirnseitig betrachtet ein Viereck bilden.
Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eingeklappten Filterabschnitte (9) stirnseitig betrachtet ein Fünfeck bilden.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Stirnseiten (10) des Filters (1) verschlossen ist.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längskanten (6) des Filterrohlings (11) aus Vliesstoff gebildet sind.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterrohling (11) außenumfangsseitig mit einem Rahmen (12) aus Kunststoff-Spritzguss versehen ist.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die endseitigen, sich berührenden Stirnseiten (13, 14) der eingeklappten Filterabschnitte (9) miteinander verklebt sind.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die endseitigen Stirnseiten (13, 14) der eingeklappten Filterabschnitte (9) mittels eines Verbindungsstücks (17) miteinander verklebt sind
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die endseitigen, sich berührenden Stirnseiten (13, 14) der eingeklappten Filterabschnitte (9) miteinander verschweißt sind.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die endseitigen Stirnseiten (13, 14) der eingeklappten Filterabschnitte (9) mittels eines Verbindungsstücks (17) miteinander verschweißt sind.
Verfahren zur Herstellung eines einstückig ausgebildeten, rohrförmigen Filters (1), der im Querschnitt betrachtet zumindest dreieckförmig ausgebildet ist, wobei ein plattenförmig ausgebildeter, in seiner Längsrichtung plissierter Filterrohling (11) quer zur Längsrichtung Filterfalten (2) aufweist, von denen jede Filterfalte (2) zwei V- förmig zueinander angeordnete Faltenflächen (3) aufweist, die durch einen Faltenknick (4) verbunden sind, wobei der Filterrohling (11) entlang seiner beiden Längsseiten (5) jeweils durch nur eine Längskante (6) begrenzt ist, die im Wesentlichen die Höhe der Filterfalten (2) aufweisen und mit den jeweiligen Stirnseiten (7) der Filterfalten (2) dichtend verbunden sind, wobei die beiden Längskanten (6) im Bereich von zumindest zwei in Längsrichtung mit Abstand benachbart zueinander angeordneten, gleichsinnig gefalteten Filterfalten (2) in einem ersten Verfahrensschritt im Wesentlichen senkrecht aufgeschnitten werden, wobei die durch die Einschnitte (8) begrenzten, eben nebeneinander angeordneten, durch die Faltenknicke (4) gelenkartig miteinander verbundenen Filterabschnitte (9) in einem zweiten Verfahrensschritt um die jeweiligen Faltenknicke (4) aufeinander zu geschwenkt werden und wobei die beiden freien Stirnseiten (13, 14) der beiden endseitigen Filterabschnitte (9) in einem dritten Verfahrensschritt dichtend miteinander verbunden werden.