DE102004037468A1

DE102004037468A1 - Luftfilter, Luftfilteranordnung und Verwendung eines Luftfilters

Info

Publication number: DE102004037468A1
Application number: DE200410037468
Authority: DE
Inventors: Peter Capuani
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2006-03-23

Abstract

Ein Luftfilter zum Einsetzen in ein Filtergehäuse (7), umfassend einen Balg (1) mit einem Filtermedium und einer den Balg (1) zumindest teilweise umgebenden Begrenzung (2), wobei die Begrenzung (2) Mittel zur dichtenden Anlage am Filtergehäuse (7) aufweist, ist im Hinblick auf die Aufgabe, eine Luftfilteranordnung zu schaffen, welche bei problemloser Montage einen optimalen Betrieb gewährleistet, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel derart dimensioniert sind, dass sie in mindestens einer Richtung eine Verjüngung aufweisen. Eine Luftfilteranordnung weist ein Filtergehäuse und einen Luftfilter auf. Es ist eine Verwendung eines Luftfilters in einem einen Luftfilter und ein Filtergehäuse umfassenden System dargestellt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Luftfilter zum Einsetzen in ein Filtergehäuse, umfassend einen Balg mit einem Filtermedium und einer den Balg zumindest teilweise umgebenden Begrenzung, wobei die Begrenzung Mittel zur dichtenden Anlage am Filtergehäuse aufweist. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Luftfilteranordnung und die Verwendung eines Luftfilters in einer einen Luftfilter und ein Filtergehäuse umfassenden Luftfilteranordnung.

Derartige Luftfilter sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der DE 102 57 543 A1 ein Luftfilter der eingangs genannten Art bekannt. Diese Luftfilter finden vorzugsweise im Kraftfahrzeugbereich Verwendung, wo sie als Innenraumfilter fungieren. Innenraumfilter sollen Partikel aus der Atmosphäre daran hindern, in den Fahrzeuginnenbereich zu gelangen. Des Weiteren finden Luftfilter Anwendung als Motorzuluftfilter, an die insbesondere im Hinblick auf die dichtende Anlage in einem Filtergehäuse höchste Anforderungen zu stellen sind.

Daher ist es bei der Montage der Luftfilter unbedingt notwendig, den Luftfilter korrekt in einem Filtergehäuse zu positionieren. Wird ein Luftfilter in einem Filtergehäuse falsch positioniert, wobei Verdrehungen oder Verkippungen denkbar sind, so kann er seine Filterwirkung nicht entfalten. Insoweit sind an den Monteur höchste Anforderungen in Bezug auf die Sorgfalt bei der Montage von Luftfiltern zu stellen. Dies macht die Montage zeitaufwendig und damit teuer. Die bekannten Luftfilter bergen daher zahlreiche Fehlerquellen im Hinblick auf deren Montage und betriebsgerechten Einsatz.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftfilteranordnung zu schaffen, welche bei problemloser Montage einen optimalen Betrieb gewährleistet.

Die vorliegende Erfindung löst die zuvor genannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Danach ist ein Luftfilter der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel derart dimensioniert sind, dass sie in mindestens einer Richtung eine Verjüngung aufweisen.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass die Vorkehrung einer Verjüngung an dichtungsaktiven Bauelementen dem Monteur Hinweise darauf geben kann, wie ein Filter korrekt zu positionieren ist. Weiter erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass eine geschickte Anordnung der Verjüngung eine fehlerhafte Montage sogar ausschließen kann, da die Mittel ausschließlich in zu ihnen komplementär ausgebildeten Ausnehmungen im Filtergehäuse einfügbar sind. Insoweit ist eine Selbstzentrierung des Luftfilters im Filtergehäuse möglich, bei der Verkippungen und Verdrehungen ausgeschlossen werden können.

Folglich ist mit dem erfindungsgemäßen Luftfilter eine Luftfilteranordnung realisierbar, welche bei problemloser Montage einen optimalen Betrieb gewährleistet.

Die Verjüngung der Mittel könnte zur Sicherstellung eines korrekten Einfügens ausschließlich in Einsetz- oder Montagerichtung ausgebildet sein. Insoweit sind fehlerhafte Positionierungen des Luftfilters völlig ausgeschlossen. Vor diesem Hintergrund könnte der einer Einsetz- oder Montagerichtung zugewandte Teil der Mittel geringer dimensioniert sein als der dieser Richtung abgewandte Teil.

In einer konstruktiv besonders raffinierten Ausgestaltung könnte die Verjüngung der Mittel in Längsrichtung der Begrenzung kontinuierlich verlaufend ausgebildet sein. Diese konkrete Ausgestaltung gibt dem Monteur einen Hinweis, den Luftfilter in Längsrichtung, nämlich in Einsetzrichtung, in das Filtergehäuse einzufügen und bewirkt eine kontinuierliche Anlage der Mittel am Filtergehäuse.

Die Mittel könnten als Begrenzung fungieren oder die Begrenzung könnte als dichtende Mittel ausgebildet sein. Durch diese konkrete Ausgestaltung ist ein besonders kompakter Aufbau eines Luftfilters gewährleistet, bei dem ein materialeinheitlicher Aufbau realisierbar ist. Denkbar ist beispielsweise, dass die Mittel, welche der dichtenden Anlage am Filtergehäuse dienen, zugleich den Balg begrenzen und aus dem gleichen Material wie der Balg gefertigt sind.

In vorteilhafter Weise könnten die Mittel auf mindestens zwei Seiten der Begrenzung ausgebildet sein. Vor diesem Hintergrund ist denkbar, dass die Mittel sogar auf drei oder vier Seiten eines rechteckig oder vieleckig ausgestalteten Balgs vorgesehen sein können. Hierdurch ist realisiert, dass der Balg an drei oder vier Seiten zur dichtenden Anlage an mehreren Innenwandungen eines Filtergehäuses gebracht werden kann. Insoweit ist eine optimierte Dichtigkeit realisiert.

Des Weiteren könnten die Mittel auf zwei parallelen Seiten der Begrenzung ausgebildet sein. Hierdurch ist realisiert, dass ein Balg an zwei strömungskritischen Wandungen dichtend anlegbar ist.

Die Mittel könnten auf gleicher Höhe angeordnet sein. Die Anordnung der Mittel auf gleicher Höhe ist im Hinblick auf eine einfache Fertigung vorteilhaft, da bei der Montage der Einzelteile keine komplizierten Konstruktionsvorgaben in Bezug auf die Positionierung der Mittel zu beachten sind.

In besonders raffinierter Weise könnten die Mittel auf unterschiedlichen Höhen, versetzt zueinander angeordnet sein. Dabei ist insbesondere denkbar, dass auf zwei parallelen Seiten die Mittel auf unterschiedlichen Höhen angeordnet sind. Dies realisiert, dass ein Luftfilter in komplementär zu den Mitteln ausgebildeten Ausnehmungen eines Luftfiltergehäuses nur in einer Richtung und einer Positionierung korrekt einfügbar ist. Insoweit ist eine Verdrehsicherung auf einfache Weise realisiert.

Den Mitteln könnten Dichtlippen zugeordnet sein oder die Mittel könnten als Dichtlippen ausgebildet sein. Die Vorkehrungen von Dichtlippen stellt eine besonders effektive Dichtung dar, da Dichtlippen meist geringfügig deformierbar sind und insoweit Unebenheiten auf einer abzudichtenden Wandung leicht ausgleichen können.

Mindestens einer Seite der Begrenzung des Luftfilters könnten drei Dichtlippen zugeordnet sein. Dabei könnte eine Dichtlippe von der Begrenzung abragen, von welcher weitere zwei Dichtlippen abragen. Eine solche Ausgestaltung ist vorteilhaft im Hinblick auf die Anlage des Luftfilters in geometrisch komplex geformten Ausnehmungen eines Gehäuses. Insbesondere ist eine solche Ausgestaltung der Dichtlippen vorteilhaft bei einer Anlage in einer im Querschnitt konisch oder kreisförmig ausgestalteten Ausnehmung, da die Enden der Lippen stets an einer Wandung zur Anlage kommen können und so abdichtend wirken. Vor diesem Hintergrund ist denkbar, dass eine erste Dichtlippe von der Begrenzung orthogonal abragt und zwei weitere Dichtlippen von der ersten Dichtlippe orthogonal abragen.

Im Hinblick auf eine besondere Dichtigkeit und Flexibilität der Dichtlippen könnten zwei Dichtlippen beidseits einer Einschnürung der Dichtlippe angeordnet sein, von der sie abragen. Dabei könnte die Einschnürung als Materialschwachstelle ausgeprägt sein, die eine Bewegung des Teils der von der Begrenzung abragenden Dichtlippe ermöglicht, der auf der dem Filtergehäuse zugewandten Seite der Einschnürung angeordnet ist. Hierdurch ist realisiert, dass dieser Teil der abragenden Dichtlippe abgeknickt oder umgebogen werden kann und insoweit mangelnde Passungen des Luftfilters im Filtergehäuse dichtend ausgleichen kann.

Eine sehr gute Dichtungswirkung könnten zwei Dichtlippen realisieren, die in entgegengesetzten Richtungen von der Dichtlippe abragen, welche von der Begrenzung abragt. Dabei ist denkbar, dass die von der ersten Dichtlippe abragenden Dichtlippen im Querschnitt stets die gleiche Länge oder unterschiedliche Längen aufweisen. Ganz in Abhängigkeit von der Dimensionierung der Ausnehmungen im Filtergehäuse, in denen die Dichtlippen zur Anlage kommen, können die Dichtlippen im Hinblick auf ihre Längen anwendungsselektiv ausgestaltet sein. Dabei ist denkbar, daß sich die Länge der beiden von der ersten Dichtlippe abragenden Dichtlippe längs der ersten Dichtlippe verringert, so daß eine Verjüngung der als dichtende Mittel fungierenden Dichtlippen ausgebildet ist.

Im Hinblick auf diese Anwendung könnte die Dichtung im Querschnitt doppel-L-förmig, im Sinne zweier um ihre kurzen Schenkel gegeneinander um 180° verdrehter und an ihrem langen Schenkel gespiegelter Ls ausgebildet sein.

Im Sinne einer einfachen Fertigung könnten die Dichtlippen einstückig ausgebildet sein.

Die Begrenzung des Balgs könnte als Rahmen ausgebildet sein. Die Vorkehrung eines Rahmens gewährleistet eine Verwindungssteifigkeit des Balgs, schützt diesen vor Deformierungen und macht ihn leicht handhabbar.

Der Rahmen könnte als kantengeleimter Vliesstoff ausgebildet sein. Eine solche Ausgestaltung ist im Hinblick auf eine materialeinheitliche Ausgestaltung vorteilhaft, was sich in einer kostengünstigen Fertigung niederschlägt.

Der Rahmen könnte spritzgußtechnisch hergestellt sein. Eine spritzgußtechnische Herstellung ist kostengünstig und stellt eine ausgereifte Technologie dar, die einen abgedichteten Einschluß strömungskritischer Elemente des Balgs ermöglicht.

Der Rahmen und die dichtenden Mittel könnten einstückig ausgebildet sein. Dabei ist insbesondere denkbar, dass dem Rahmen Lippen zugeordnet sind, die mit diesem einstückig ausgebildet sind. Diese integrale Ausgestaltung ermöglicht eine kostengünstige Fertigung und realisiert eine hohe Kompaktheit.

Der Rahmen könnte aus einem thermoplastischen Material bestehen. Die Verwendung eines thermoplastischen Materials gewährleistet einen stabilen und korrosionsresistenten Rahmen, der ein Material verwendet, dessen Materialeigenschaften im Hinblick auf eine zuverlässige Verarbeitung bekannt sind. Die Bekanntheit der Materialeigenschaften lässt sichere Prognosen über das Verhalten des Luftfilters im Betriebszustand zu und gewährleistet insoweit einen wenig störungsanfälligen Filter.

Der Rahmen könnte als geschäumter Werkstoff ausgebildet sein. Die Verwendung eines Schaums ist in vielerlei Hinsicht vorteilhaft. Insbesondere ist ein Schaum leicht deformierbar und kann insoweit eine hervorragende Dichtigkeit realisieren, da Unebenheiten auf einer Wandung eines Filtergehäuses ausgeglichen werden können. Vor diesem Hintergrund ist denkbar, dass der geschäumte Rahmen derart ausgebildet ist, dass der Schaum Teile des Balgs, insbesondere eines Faltenbalgs abdichtend einschließt. Insoweit sind Spalte, durch die Luft ungefiltert hindurchtreten kann, nahezu ausgeschlossen. Dabei ist ebenfalls denkbar, dass der Rahmen Dichtlippen aufweist, welche aufgeschäumt sind.

Des Weiteren ist die genannte Aufgabe mit einer Luftfilteranordnung mit einem Filtergehäuse und einem erfindungsgemäßen Luftfilter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 26 sowie im Hinblick auf die Verwendung eines erfindungsgemäßen Luftfilters mit den Merkmalen des Patentanspruchs 27 gelöst. Um Wiederholungen zu vermeiden, sei in Bezug auf die erfinderische Tätigkeit und vorteilhafte Ausgestaltungen auf die Ausführungen zum Luftfilter als solchem verwiesen.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung auf vorteilhafte Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.

Kurzbeschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung zeigen
1 in einer Schnittansicht einen erfindungsgemäßen Luftfilter,
2 in einer Seitenansicht den Luftfilter gemäß 1 und
3 in einer Draufsicht einen keilförmigen Luftfilter.
Ausführung der Erfindung
1 zeigt einen Luftfilter zum Einsetzen in ein Filtergehäuse 7, welches einen Balg 1 mit einem Filtermedium umfasst. Der Balg 1 weist eine Begrenzung 2 auf, welche Mittel 3, 4, 5 zur dichtenden Anlage am Filtergehäuse 7 aufweist. Im Filtergehäuse 7 sind im Querschnitt konisch ausgebildete Ausnehmungen 6 vorgesehen.
2 zeigt, dass die Mittel 3, 4, 5 derart dimensioniert sind, dass sie von links nach rechts eine Verjüngung aufweisen. Dabei sind die Mittel 3, 4, 5 links in vertikaler Richtung stärker ausgebildet als rechts. Die Verjüngung ist in Längsrichtung der Begrenzung 2 des Balgs 1 ausgebildet. Dabei sind die Mittel 3, 4, 5 wie aus 2 ersichtlich auf mindestens zwei Seiten der Begrenzung 2 ausgebildet.
Aus 1 ist erkennbar, dass die Mittel 3, 4, 5 auf zwei parallelen Seiten der Begrenzung 2 ausgebildet sind. Die Mittel 3, 4, 5 sind auf gleicher Höhe einer jeden Seite angeordnet.
Die Mittel 3, 4, 5 sind als Dichtlippen ausgebildet. Dabei ragt eine Dichtlippe 5 orthogonal von der Begrenzung 2 ab. Von der Dichtlippe 5 ragen in entgegengesetzter Richtung zwei Dichtlippen 3, 4 gleicher Länge ab, wobei sich die Länge der abragenden Dichtlippen 3 und 4 längs der Dichtlippe 5 verringert.
Die Dichtlippen 3, 4 ragen beidseits einer Einschnürung der Dichtlippe 5 ab. Die Einschnürung ist als Materialschwachstelle ausgeprägt, die eine Bewegung des Teils der Dichtlippe 5 ermöglicht, der auf der der Begrenzung 2 abgewandten Seite der Einschnürung angeordnet ist.
Die Dichtlippen 3, 4 ragen in entgegengesetzter Richtung von der Dichtlippe 5 orthogonal ab. Die Dichtlippen sind im Querschnitt doppel-L-förmig, im Sinne zweier um ihre kurzen Schenkel gegeneinander um 180° verdrehter und an ihrem langen Schenkel gespiegelter Ls ausgebildet.
Die Begrenzung 2 ist als Rahmen ausgebildet, der mit den Dichtlippen einstückig ausgebildet ist. Der Rahmen und die Dichtlippen bestehen aus einem thermoplastischen Material.
3 zeigt eine Draufsicht auf einen Balg 1, der keilförmig ausgebildet ist. Er weist eine Begrenzung 2 mit Mitteln zur dichtenden Anlage an einem Filtergehäuse auf. Dabei verjüngen sich die Mittel in Richtung einer gedachten Keilspitze, wobei der der Einsetzrichtung zugewandte Teil der Mittel geringer dimensioniert ist, als der dieser Richtung abgewandte.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre wird einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseits auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.
Abschließend sei ganz besonders hervorgehoben, dass die zuvor rein willkürlich gewählten Ausführungsbeispiele lediglich zur Erörterung der erfindungsgemäßen Lehre dienen, diese jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele einschränken.

Claims

Luftfilter zum Einsetzen in ein Filtergehäuse (7), umfassend einen Balg (1) mit einem Filtermedium und einer den Balg (1) zumindest teilweise umgebenden Begrenzung (2), wobei die Begrenzung (2) Mittel zur dichtenden Anlage am Filtergehäuse (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel derart dimensioniert sind, dass sie in mindestens einer Richtung eine Verjüngung aufweisen.
Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung der Mittel ausschließlich in Einsetz- oder Montagerichtung ausgebildet ist.
Luftfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der einer Einsetz- oder Montagerichtung zugewandte Teil der Mittel geringer dimensioniert ist als der dieser Richtung abgewandte Teil.
Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel auf mindestens zwei Seiten der Begrenzung (2) ausgebildet sind.
Luftfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel auf zwei parallelen Seiten der Begrenzung (2) ausgebildet sind.
Luftfilter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel auf gleicher Höhe angeordnet sind.
Luftfilter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel auf unterschiedlichen Höhen, versetzt zueinander angeordnet sind.
Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass den Mitteln Dichtlippen zugeordnet sind oder die Mittel als Dichtlippen ausgebildet sind.
Luftfilter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer Seite der Begrenzung (2) drei Dichtlippen (3, 4, 5) zugeordnet sind.
Luftfilter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtlippe (5) von der Begrenzung (2) abragt.
Luftfilter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Dichtlippen (3, 4) von der Dichtlippe (5) abragen.
Luftfilter nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (5) von der Begrenzung (2) orthogonal abragt und die Dichtlippen (3, 4) von der Dichtlippe (5) orthogonal abragen.
Luftfilter nach Anspruch einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (3, 4) beidseits einer Einschnürung der Dichtlippe (5) angeordnet sind.
Luftfilter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschnürung als Materialschwachstelle ausgeprägt ist, die eine Bewegung des Teils der Dichtlippe (5) ermöglicht, der auf der der Begrenzung (2) abgewandten Seite der Einschnürung angeordnet ist.
Luftfilter nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (3, 4) in entgegengesetzten Richtungen von der Dichtlippe (5) abragen.
Luftfilter nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (3, 4) die gleiche Länge aufweisen.
Luftfilter nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (3, 4) unterschiedliche Länge aufweisen.
Luftfilter nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen im Querschnitt doppel-L-förmig, im Sinne zweier um ihre kurzen Schenkel gegeneinander um 180° verdrehter und an ihrem langen Schenkel gespiegelter Ls ausgebildet sind.
Luftfilter nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen einstückig ausgebildet sind.
Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung (2) als Rahmen ausgebildet ist.
Luftfilter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen als kantengeleimter Vliesstoff ausgebildet ist.
Luftfilter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen spritzgußtechnisch hergestellt ist.
Luftfilter nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen und die Mittel einstückig ausgebildet sind.
Luftfilter nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen aus einem thermoplastischen Material besteht.
Luftfilter nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen als geschäumter Werkstoff ausgebildet ist.
Luftfilteranordnung mit einem Filtergehäuse und einem Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 25.
Verwendung eines Luftfilters nach einem der Ansprüche 1 bis 25 in einer einen Luftfilter und ein Filtergehäuse umfassenden Luftfilteranordnung.