DE102005040623B4

DE102005040623B4 - Filterelement und Filter enthaltend dieses Filterelement

Info

Publication number: DE102005040623B4
Application number: DE102005040623.8A
Authority: DE
Inventors: Mark V. Holzmann; Kelly Ann Detra; Jim L. Alonzo; Chirag D. Parikh; Gregory J. Schoenmann; Michael J. Connor; Gary L. Rickle; Barry M. Verdegan
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2004-11-24
Filing date: 2005-08-27
Publication date: 2015-07-23
Anticipated expiration: 2025-08-28
Also published as: US20060107638A1; DE102005063584B3; US20080203614A1; US7413588B2; DE102005040623A1

Abstract

Filterelement mit Filtermaterial (20), das aus Fasern besteht, und mit einem Kunststoffrahmen (21), der das Filtermaterial (20) über dessen Länge strukturell stützt, wobei das Filterelement (12) ein ringförmiges Filterelement ist, das sich axial entlang einer Achse (14) zwischen einem ersten axialen Ende (16) und einem diesem gegenüberliegenden zweiten axialen Ende (18) erstreckt, wobei sich der Rahmen (21) axial entlang der Achse (14) zwischen einem ersten axialen Ende (36) an dem ersten axialen Ende (16) des Filterelements (20) und einem diesem gegenüberliegenden zweiten axialen Ende (38) an dem zweiten axialen Ende (18) des Filterelements (12) erstreckt, wobei das Filterelement (12) einen inneren Hohlraum (13) aufweist, das Filtermaterial (20) ein Inneres (20b) und ein Äußeres (20a) aufweist und das Innere (20b) dem inneren Hohlraum (13) zugewandt und das Äußere (20a) von dem inneren Hohlraum (13) weggewandt ist, wobei der Rahmen (21) ein erstes Kunststoffgerüst (22a) entlang des Äußeren (20a) des Filtermaterials (20) und ein zweites Kunststoffgerüst (22b) entlang des Inneren (20b) des Filtermaterials (20) aufweist, wobei das erste Gerüst (22a) des Rahmens ein erstes Rippennetzwerk (22a) mit einer ersten Gruppe einer Mehrzahl von Rippen (26a, 28a) aufweist, die sich entlang des Äußeren (20a) des Filtermaterials (20) erstrecken, wobei das zweite Gerüst (22b) ein zweites Rippennetzwerk (22b) aufweist mit einer zweiten Gruppe einer Mehrzahl von Rippen (26b, 28b), die sich entlang des Inneren des Filtermaterials (20) erstrecken, und ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Filterelement gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie einen Filter gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 16.
Es gibt eine anhaltende Nachfrage nach Fluidfiltern, die eine hohe Effizienz und eine geringe Strömungsbegrenzung bei gleichzeitig reduzierten Kosten aufweisen.
Bekannt ist ein Filter mit einem ersten und einem zweiten Filterelement ( EP 1 201 289 A1 ). Das erste Filterelement ist ringförmig in einem Gehäuse angeordnet und weist einen inneren Hohlraum auf. In diesem Hohlraum erstreckt sich das zweite Filterelement. Beide Filterelemente bestehen aus gefaltetem Filtermaterial. An ihren Enden sind die beiden Filterelemente mit Endkappen aus Urethan abgedichtet. Die Endkappen dienen jeweils zur Anordnung und Fixierung der Filterelemente in dem Gehäuse.
Problematisch ist diese Anordnung beim Auswechseln der Filterelemente. Es ist große Sorgfalt der Servicetechniker erforderlich, um eine Beschädigung des Filterelements durch eine Kompression des Filtermaterials oder eine Torsion des Filterelements zu vermeiden.
Um die Handhabbarkeit von solchen Filterelementen zu verbessern, ist es bereits bekannt, innere und/oder äußere netzartige, sich über die volle Länge des Filtermaterials zwischen den Urethan-Endkappen erstreckende Stützkörper zu verwenden. Diese Stützkörper bestehen aus einem Drahtgitter, aus einem Lochblech, aus einem Kunststoffgitter oder einer mit Durchbrechungen ausgeführten Kunststoffhülse ( DE 34 05 719 A1 ). Der Zusammenhalt von Stützkörpern und Filtermaterial des Filterelementes wird durch die Endkappen aus Urethan hergestellt.
Bei dem Filterelement des Standes der Technik, von dem die Erfindung ausgeht ( US 4,814,033 A ), ist das aus Fasern bestehende Filtermaterial zwischen den Rippen der Rippennetzwerke des ersten und zweiten Kunststoffgerüstes eingeschlossen. Die Rippen des Rahmens sind innig mit dem Filtermaterial verbunden. Diese Verbindung ist also über die volle Länge des Filtermaterials verteilt. Dadurch ergibt sich bereits eine gute Stabilität des Filterelementes bei niedrigen Herstellungskosten auch dann, wenn der Kunststoffrahmen zur Erzielung einer hohen Effizienz und einer geringen Strömungsbegrenzung des Filterelementes große Strömungsquerschnitte hat.
Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Filterelement sind zusätzliche Dichtungen an den Enden des Filterelementes erforderlich um dieses im Gehäuse eines Filters abdichtend einsetzen zu können.
Der Lehre der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, das bekannte Filterelement in Richtung auf niedrigere Herstellungskosten weiterzubilden. Entsprechendes gilt für die Ausgestaltung eines Filters mit einem solchen Filterelement.
Das obige Problem wird bei einem Filterelement mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 15.
Weiterhin wird die Lehre der Erfindung deutlich bei einem Filter mit den Merkmalen von Anspruch 16. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Ansprüche 17 bis 22.
In der erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist der Kunststoffrahmen eine äußere Umfangsfläche mit einer integral damit geformten elastischen Dichtung auf. Eine zusätzliche, von dem Kunststoffrahmen unabhängige Dichtung ist somit nicht mehr erforderlich, so dass die Herstellung des Filterelements insgesamt einfacher und kostengünstiger erfolgt. Auf zusätzliche Endkappen kann auf diese Weise praktisch verzichtet werden, weil die Verbindung des Kunststoffrahmens mit dem Filtermaterial ohnehin auf direktem Wege erfolgt.
Es liegt auf der Hand, dass eine Abstützung des Filtermaterials durch den Kunststoffrahmen nicht an jedem Punkt über die Länge des Filtermaterials erforderlich ist, sondern das größere Abstände zwischen den Stützpunkten verbleiben können bzw. Überstände vorhanden sein können.
Erfindungsgemäß ist von Vorteil, dass der Rahmen ein Rippennetzwerk mit einer Mehrzahl von Rippen aufweist, wobei sich die Rippen entlang des Filtermaterials erstrecken und mit diesem verbunden sind.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird ein veraschbarer und/oder recycelbarer Filter bereitgestellt. Dieser erlaubt eine Kennzeichnung mit einem entsprechenden Etikett bezüglich der Umweltverträglichkeit, wie es für verschiedene Märkte von Interesse ist. Die Verbindung von entsprechend veraschbarem Material für das Filtermaterial sowie den Kunststoffrahmen als auch für die evtl. vorhandene Dichtung macht diese Ausgestaltung besonders umweltverträglich.
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand einer Zeichnung bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
1 eine perspektivische Ansicht eines Filterelements in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung,
2 eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts aus 1,
3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Filteranordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung,
4 eine schematische Draufsicht auf eine alternative Ausgestaltung eines Filterelements in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung,
5 eine Ansicht wie 4 einer weiteren Ausgestaltung.
1 zeigt einen Filter 10 mit einem ringförmigen Filterelement 12. Das Filterelement 12 weist einen inneren Hohlraum 13 auf und erstreckt sich axial entlang einer Achse 14 zwischen einem ersten axialen Ende 16 und einem dem ersten Ende 16 gegenüberliegenden zweiten axialen Ende 18. Das Filterelement 12 weist Filtermaterial 20 und einen Kunststoffrahmen 21 auf. Das Filtermaterial 20 ist vorzugsweise ein hocheffizientes, nicht gefaltetes, synthetisches Vlies-Filtermaterial mit einer geringen Strömungsbegrenzung, wie im folgenden noch näher erläutert wird. Der Kunststoffrahmen 21 ist an das Filtermaterial 20 angeformt und stützt dieses strukturell ab. Ferner ist der Kunststoffrahmen 21 mit dem Filtermaterial 20 verbunden. Das Filtermaterial 20 weist ein Äußeres 20a auf, das nach außen von dem inneren Hohlraum 13 weggewandt ist, und ein Inneres 20b, das nach innen in Richtung des inneren Hohlraums 13 gewandt ist. Dies ist in den 1, 2 in den geschnittenen Bereichen gezeigt.
Der Kunststoffrahmen 21 wird vorzugsweise bereitgestellt durch ein äußeres Kunststoffgerüst 21a. Dieses weist ein Rippennetzwerk 24a auf mit einer Mehrzahl von untereinander verbundenen Rippen 26a, 28a, die sich entlang des Äußeren 20a des Filtermaterials 20 erstrecken und mit diesem verbunden sind. Das Rippennetzwerk 24a weist bogenförmige Rippen 26a auf, die sich relativ zur Achse 14 lateral erstrecken. Die bogenförmigen Rippen 26a stellen für das Filtermaterial 20 einen Torsionslastwiderstand bereit. Jede der bogenförmigen Rippen 26a ist mit dem Filtermaterial 20 verbunden. Das Rippennetzwerk 24a weist ferner eine Mehrzahl axialer Rippen 28a auf, die sich axial erstrecken. Die axialen Rippen 28a stellen einen säulenartigen Kompressionswiderstand für das Filtermaterial 20 bereit. Jede axiale Rippe 28a ist mit dem Filtermaterial 20 verbunden. Die axialen Rippen 28a erstrecken sich entlang der Achse 14 und verjüngen sich vorzugsweise relativ zu dieser, um so ein kegelstumpfförmiges Filterelement 12 bereitzustellen.
Der Rahmen 21 wird zusätzlich durch ein inneres Kunststoffgerüst 22b bereitgestellt. Dieses weist ein Rippennetzwerk 24b mit einer Mehrzahl von Rippen 26b, 28b auf, die sich entlang des Inneren 20b des Filtermaterials 20 erstrecken. Die Rippen 26b, 28b sind mit dem Filtermaterial 20 verbunden. Das Rippennetzwerk 24b weist eine Mehrzahl sich axial erstreckender axialer Rippen 28b auf. Diese stellen für das Filtermaterial 20 einen säulenartigen Kompressionslastwiderstand bereit. Jeder der axialen Rippen 28b ist mit dem Filtermaterial 20 verbunden. Die Rippen 28b erstrecken sich parallel zu den Rippen 28a. Das innere Rippennetzwerk 24b weist grundsätzlich nur axiale Rippen 28b auf, kann aber auch zusätzlich einige bogenförmige Rippen 26b aufweisen.
Auch vorgesehen sein können bogenförmige Rippenabschnitte, die sich nicht vollständig bogenförmig zwischen zwei benachbarten axialen Rippen erstrecken, sondern statt dessen eine bogenförmige Verlängerung aufweisen, die während des Formverfahrens gebildet wird.
Das äußere Rippennetzwerk 24a und das innere Rippennetzwerk 24b weisen offene Bereiche 30 auf, die wesentlich größer sind als die Bereiche der Rippen 26, 28. Die offenen Bereiche 30 dienen einer verringerten Strömungsbegrenzung und einer verringerten strukturellen Blockade.
Das Gerüst 22a des Rahmens 21 ist entlang des Äußeren 20a des Filtermaterials 20 angeordnet. Das Gerüst 22b des Rahmens 21 ist entlang des Inneren 20b des Filtermaterials 20 angeordnet. Das Filtermaterial 20 ist zwischen den äußeren und inneren Gruppen von Rippen 26a, 26b, 28a, 28b mit den dem Äußeren 20a bzw. dem Inneren 20b gegenüberliegenden Seiten eingeschlossen und mit den Rippen verbunden.
In einer Ausgestaltung ist der Filter als von Außen nach Innen durchströmter Filter ausgeführt, bei dem das zu filternde Fluid lateral nach innen durch das Filtermaterial 20 in den inneren Hohlraum 13 des Filterelements 12 strömt, wie durch Pfeil 32 gezeigt, und bei dem dann das saubere, gereinigte Fluid axial in 1 nach rechts strömt, wie durch Pfeil 34 gezeigt. Die zuvor beschriebene Rippenstruktur und die Verbindung mit dem Filtermaterial verhindert ein Kollabieren des Filtermaterials 20. Dies ist insbesondere unter Hochdruckbedingungen und/oder Hochvakuumbedingungen und bei anderen Anwendungen, bei denen dies gewünscht ist, vorteilhaft, beispielsweise unter harten Bedingungen in einer Lufteinlaßanwendung eines Verbrennungsmotors, in den feuchte, schmutzige, vollständig belastete Verbrennungsluft einströmt. Das äußere Gerüst 22a schützt das Filtermaterial 20 vor einer Beschädigung während der Installation. Das innere Gerüst 22b schützt das Filtermaterial 20 vor dem Zusammenfalten unter Strömungsbedingungen. Beide, das äußere Gerüst 22a und das innere Gerüst 22b stellen eine Torsions- und Druckfestigkeit für die Installation bereit.
Der Filter 10 kann auch verwendet werden als von Innen nach Außen durchströmter Filter, bei dem die Strömungsrichtung des Fluids entgegengesetzt zu der zuvor beschriebenen Richtung ist. In solchen Ausgestaltungen verhindert das äußere Gerüst 22a ein Zusammenfalten des Materials 20 unter Strömungsbedingungen. Durch Verbinden des Materials 20 mit dem Rahmen 21 wird die Torsionsfestigkeit erhöht. Dies hilft die Unversehrtheit des Elements 12 während der Installation beizubehalten.
Die Rippen 26a, 26b, 28a, 28b sind mittels einer chemischen Bindung und einer mechanischen Bindung mit dem Filtermaterial 20 verbunden. Das Filtermaterial 20 besteht aus Material ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus: Synthetisches Material, gläsernes Material, celluloses Material, keramisches Material, Kohlenstoffmaterial und metallisches Material. In bevorzugter Ausgestaltung sind das Material für den Rahmen 21 und das Filtermaterial 20 so ausgewählt, daß das Filterelement 12 veraschbar ist. Die Materialien sind hierzu ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus: organisches Material, synthetisches Material und polymeres Material.
In einer weiteren Ausgestaltung sind jeweils der Rahmen 21 und das Filtermaterial 20 zusammengesetzt aus thermoplastischem Material und weiter vorzugsweise sind die Materialien für Rahmen 21 und Filtermaterial 20 aus der gleichen thermoplastischen Recyclingklasse ausgewählt, so daß das Filterelement 12 recycelbar ist.
Ferner besteht das Filtermaterial 20 aus Fasern und das Material des Rahmens 21 ist ausgewählt aus einer Familie mit den Fasern chemisch kompatibler Materalien, um chemische Bindungen zwischen den Rippen 26a, 26b, 28a, 28b des Rahmens 21 und dem Filtermaterial 20 zu bilden. Weiter ist das Material so ausgewählt, daß das Kunststoffmaterial der Rippen einige der Filtermaterialfasern umschlingt, um zusätzlich eine mechanische Bindung der Rippen 26a, 26b, 28a, 28b des Rahmens 21 und des Filtermaterials 20 zu bilden, so daß die Rippen 26a, 26b, 28a, 28b des Rahmens 21 sowohl chemisch als auch mechanisch mit dem Filtermaterial 20 verbunden sind.
In einer Ausgestaltung wird das Filtermaterial 20 bereitgestellt durch Polyesterfasern und das Material des Rahmens 21 ist ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus: Polyester, Polypropylen und Harz. In einer Ausgestaltung ist das Polyestermaterial des Rahmens 21 aus der gleichen polymerischen Familie ausgewählt wie die Polyesterfasern des Fasermaterials 20, um die Rippen 26a, 26b, 28a, 28b des Rahmens 21 chemisch an das Filtermaterial 20 zu binden, und so, daß der Polyesterkunststoff der Rippen 26a, 26b, 28a, 28b des Rahmens 21 einige der Polyestermaterialfasern umschlingt, um die Rippen 26a, 26b, 28a, 28b des Rahmens 21 zusätzlich mechanisch mit dem Filtermaterial 20 zu verbinden, so daß die Rippen 26a, 26b, 28a, 28b sowohl chemisch als auch mechanisch mit dem Filtermaterial 20 verbunden sind.
In einer Ausgestaltung ist das Material des Rahmens 21 Polyester mit einer Glasverstärkung. In einer anderen Ausgestaltung ist das Material des Rahmens 21 Polypropylen und der Polypropylenkunststoff der Rippen 26a, 26b, 28a, 28b des Rahmens 21 umschlingt der Polyestermaterialfasern, um den Kunststoffrahmen 21 mechanisch mit dem Filtermaterial 20 zu verbinden. In einer Ausgestaltung ist das Rahmenmaterial Polypropylen mit einer Glasverstärkung. In einer anderen Ausgestaltung ist das Rahmenmaterial Polypropylen mit einer Talkumverstärkung. In einer weiteren Ausgestaltung ist das Material des Rahmens 21 ein Kunststoffharz.
In weiteren, bevorzugten Ausgestaltungen ist das Filtermaterial ein PET(Polyethyleneterephthalat)-Polyestervlies. Das Material des Rahmens 21 ist vorzugsweise ausgewählt aus zwei verschiedenen Kunststofffamilien. Zu der ersten Familie gehört ein Material des Rahmens 21, das unter der Marke RYNITE 415HP-BLACK, DuPont Rynite PET Polyester bekannt ist. Diese Art der Formulierung, die 15% Glasgewebe mit einem Festiger zugefügt zu der Formulierung, aufweist, wurde ausgewählt, weil sie derselben polymerischen Familie angehört. Dadurch ist es während des Anformens des Rahmens möglich, eine Schmelzverbindung als chemische bzw. materialschlüssige Verbindung zwischen dem PET-Kunststoff und dem PET-Material bereitzustellen. Dies führt zu einer widerstandsfähigeren strukturellen Konstruktion, insbesondere zwischen den Materialfasern und den integral geformten Rippennetzwerken 24a, 24b. Auch bereitet eine solche polymerische Bindung dem Kunststoffmaterial seinen Weg durch die Fasern des Filtermaterials, so daß auch eine mechanische Verbindung bereitgestellt wird. Diese Auswahl wurde auch getroffen, da die erhöhte Widerstandsfähigkeit zusätzlich einen erhöhten Vakuumwiderstand unter schweren Bedingungen bereitstellt, einschließlich eines Ausfalls eines ersten nassen, schmutzigen, vollständig beladenen Filters, während der vorliegende Filter als zweiter Filter in Verbindung mit diesem verwendet wird, wie noch näher beschrieben wird. Diese Auswahl wurde auch getroffen, da die erhöhte Widerstandsfähigkeit einen zusätzlichen Torsionslastwiderstand bereitstellt, insbesondere unter schweren Bedingungen, einschließlich der Beladung und Entladung während der Servicearbeiten. Diese Auswahl wurde auch getroffen, da die verstärkte Widerstandsfähigkeit einen erhöhten säulenartigen Widerstand gegen das Zusammenfalten durch Einknicken unter schweren Servicebedingungen bereitstellt, insbesondere während der Installation unter einer hohen kompressiven Last. Auch wurde diese Auswahl getroffen, da sie eine größere Wärmebeständigkeit bereitstellt als Polypropylen.
Als zweite Familie sind 20% glasgefüllte oder 30% talkumgefüllte Propylene gewählt, mit einer Formulierung, die 20% Glasgewebe mit einem in die Formulierung zugefügten Verstärker aufweist. Diese Auswahl ist preisökonomischer. Diese Auswahl stellt auch eine verschiedene polymerische Gruppe bereit, um mechanisch schmelzverbunden zu werden mittels Polymerkettenumschlingung entlang der Filtermaterialfasern während einer Spritzgußabfolge während des Anformens des Rahmens 21. Dadurch wird eine mechanische Bindung zwischen dem Polypropylenkunststoff und dem PET-Filtermaterial bereitgestellt. Dies führt zu einer widerstandsfähigen strukturellen Konstruktion zwischen den PET-Filtermaterialfasern und dem integral geformten Rippennetzwerk 24. Die weiteren Gründe für diese Auswahl sind ähnlich zu den zuvor beschriebenen für die erste Familie mit Ausnahme davon, daß diese zweite Familie insbesondere nicht verwendet wird in Eisenumgebungen mit Temperaturen oberhalb von etwa 80°C (180°F), da der Kunststoff des Rahmens 21 unter Last leichter biegen kann. Es können auch andere Harze verwendet werden, wie z. B. Nylon, ABS (Acrylnitril/Butadien/Styrol), PPS (Polyphenylsulfid) und dgl.
Der Rahmen 21 erstreckt sich axial entlang einer Achse 14 zwischen einem ersten axialen Ende 36 an dem ersten Ende 16 des Filterelements 12 und einem distal gegenüberliegenden zweiten axialen Ende 38 an dem zweiten axialen Ende 18 des Filterelements 12. Der Rahmen 21 ist mit den Rippen 26, 28 angeformt an und verbunden mit dem Filtermaterial 20 entlang der axialen Ausdehnung desselben. Das erste Ende 36 des Rahmens 21 weist eine äußere Umfangsfläche 40 mit einer oder mehreren elastischen Dichtungen 42 auf, die daran angeformt sind (1, 2). Die Dichtungen 42 und die Rippen 26a, 26b, 28a, 28b bestehen aus demselben Kunststoffmaterial wie der Rahmen 21 und sind integral mit dem Rahmen 21 an das Filtermaterial 20 angeformt. Die Dichtung 42 wird durch wenigstens einen und in dem in 1, 2 gezeigten Ausführungsbeispiel von drei flexiblen ringförmigen Flanschen gebildet, die schräg zur Achse 14 verlaufen und radial relativ zu dieser biegbar sind, um gegen einen umgreifenden Abschnitt eines Filtergehäuses abzudichten. Eine entsprechende Ausgestaltung wird im folgenden beschrieben.
Das Rippennetzwerk 24a, 24b weist die Mehrzahl der axialen Rippen 28a, 28b auf, die sich axial zwischen dem ersten axialen Ende 36 und dem zweiten axialen Ende 38 des Rahmens 21 erstrecken. Eine Mehrzahl von Stützen 44 an dem ersten axialen Ende 36 des Rahmens 21 erstreckt sich radial zwischen den jeweiligen axialen Rippen 28a und dem ringförmigen Flansch 42 zum Abstützen des letzteren (2). Die bogenförmigen Rippen 26a erstrecken sich schräg zur Achse 14 und lateral relativ zu der axialen Ausdehnung des Rahmens 21. Die bogenförmigen Rippen 26a sind schräg in die gleiche schräge Richtung wie der ringförmige Flansch gerichtet, der die Dichtung 42 bereitstellt. Die Dichtungen 42, die durch einen oder mehrere der Flansche bereitgestellt werden, die axialen Rippen 28a, 28b und die bogenförmigen Rippen 26a, 26b sind alle integral an das Filtermaterial 20 als eine einzige integral geformte Rahmeneinheit angeformt.
Die durch die Flansche bereitgestellten integralen, flexiblen Dichtungsringe stellen nicht nur eine flexible Dichtung 42 sondern auch eine federähnliche Rückhaltekraft bereit, durch Zwängen der durch die Flansche bereitgestellten flexiblen Ringe gegen eine sich verjüngende Oberfläche, vorzugsweise eine konische Oberfläche. Dies beseitigt das Erfordernis einer Dichtung aus gegossenem Urethan, wie es bei dem Stand der Technik notwendig ist. Die Dicke der Ringe wird so gewählt, daß eine ausreichende Rückhaltekraft auch bei Vibrationen erzielt wird, um den Filter an Ort und Stelle zu halten und ein axiales Herausrutschen desselben zu verhindern. Die Rückhaltekraft wird ferner so gewählt, daß sie keine zu große Beeinträchtigung für die Installation und das Herausnehmen darstellt, aber immer noch groß genug ist, um ein durch Vibrationen verursachtes axiales Herausrutschen zu verhindern. In einer weiteren Ausgestaltung bei der ein vibrationsinduziertes Herausrutschen von Belang ist, ist ein beeinträchtigungsfreier Rückhaltemechanismus vorgesehen, wie z. B. in der EP 1 201 289 A1 gezeigt ist, deren Offenbarungsgehalt hier durch Bezugnahme mit eingeschlossen wird. Dies wird im folgenden noch näher beschrieben. Bei einer solchen Ausgestaltung können sporadisch Rastenhinterschnitte vorgesehen sein, um den letzten flexiblen Ringflansch 42 zu halten (in 1 der am weitesten rechts gelegene).
Es ist auffällig, daß das Filterelement 12 eine zweiteilige Anordnung ist, die in bevorzugter Ausgestaltung ausschließlich aus zwei Komponenten besteht, nämlich dem Filtermaterial 20 und dem Kunststoffrahmen 21, der daran angeformt ist. Der Kunststoffrahmen 21 weist eine elastische Dichtung 42 auf, die integral an diesen angeformt ist und aus demselben Kunststoffmaterial besteht. Eine separate Komponente für die Dichtung ist somit nicht erforderlich, so daß das Filterelement 12 eine zweiteilige Anordnung bleibt, einschließlich der Dichtung 42. Der Rahmen 21 erstreckt sich axial entlang der Achse 14 zwischen einem ersten axialen Ende 36 an dem ersten axialen Ende 16 des Filterelements 12 und einem distal gegenüberliegenden zweiten axialen Ende 38 an dem zweiten axialen Enden 18 des Filterelements 12. Der Rahmen 21, einschließlich des ersten Gerüstes 22a und des zweiten Gerüstes 22b, ist eine integral geformte einzelne Komponente. Er beinhaltet eine integrale Verbindung zwischen den Gerüsten 22a, 22b zumindest an einem der ersten und zweiten axialen Enden 36, 38 und vorzugsweise an beiden. Das Filterelement 12 bleibt eine zweiteilige Anordnung, die ausschließlich aus den zwei Komponenten, nämlich dem Filtermaterial 20 und dem Rahmen 21 angeformt daran, besteht.
3 zeigt eine bevorzugte Filterkombination und -konstruktion, einschließlich einer Einbindung des Filterelements 12 aus 1, 2 in Kombination mit einem ersten Filterelement 52. Wo dies möglich ist, werden in der Beschreibung die gleichen Bezugszeichen wie zuvor verwendet, um das Verständnis zu vereinfachen.
Filter 50 weist ein Gehäuse 54 auf, das sich entlang der Achse 14 zwischen einem ersten axialen Ende 56 und einem zweiten axialen Ende 58 an einem jeweiligen ersten Gehäuseabschnitt 60 und einem zweiten Gehäuseabschnitt 62 erstreckt. Die Gehäuseabschnitte 60, 62 sind an einer Übergangsstelle 64 aneinander angebracht. Dies ist alles bereits bekannt, beispielsweise aus der EP 1 023 933 A2 oder der EP 1 188 469 A1 , deren Offenbarungsgehalt jeweils durch Bezugnahme mit aufgenommen wird. Wie es bekannt ist, strömt zu filterndes Fluid, z. B. Luft, durch einen Gehäuseeinlaß 66, wie durch Pfeil 68 gezeigt, und strömt dann in eine äußere ringförmige Kammer 70 in einem spiralförmigen Strömungspfad. Das Fluid strömt dann lateral nach innen, wie bei Pfeil 72 gezeigt, durch das erste Filterelement 52 und durch das zweite Filterelement 12 in den inneren Hohlraum 13 des letzteren. Das Fluid strömt anschließend axial nach rechts, wie durch Pfeil 34 gezeigt, zu einem Gehäuseauslaß 74, der ein 90°-Bogenstück 76 aufweisen kann oder ein gerade gerichteter Auslaß sein kann.
Das ringförmige erste Filterelement 52 weist gefaltetes Filtermaterial 78 auf, das sich axial in dem Gehäuse zwischen einem ersten axialen Ende 80 und einem zweiten axialen Ende 82 erstreckt, und weist einen inneren Hohlraum 84 auf, wie z. B. in der EP 1 023 933 A2 , der EP 1 134 015 A2 , der EP 1 174 171 A1 , der EP 1 203 609 A1 gezeigt, deren Offenbarungsgehalt hier jeweils durch Bezugnahme mit aufgenommen wird. Das ringförmige zweite Filterelement 12, vorzugsweise mit nicht gefaltetem Vlies-Filtermaterial 20, erstreckt sich axial in dem inneren Hohlraum 84 zwischen dem ersten axialen Ende 16 und dem zweiten axialen Ende 18, wie zuvor beschrieben wurde. Das zweite Filterelement 12 weist weiter den zuvor beschriebenen Kunststoffrahmen 21 auf, der an das nicht gefaltete Vlies-Filtermaterial 20 in dem inneren Hohlraum 84 angeformt, mit diesem verbunden ist und dieses strukturell stützt. Wie in der durch Bezugnahme eingeschlossenen EP 1 023 933 A2 weist das gefaltete Filtermaterial 78 des ersten Filterelements 52 eine Mehrzahl von Falten in einem Ring auf. Der Ring weist einen äußeren Umfang 86, definiert durch eine Mehrzahl äußerer Faltenspitzen, und einen inneren Umfang 88, definiert durch eine Mehrzahl innerer Faltenspitzen, auf. Das zu filternde Fluid strömt durch das erste Filterelement 52 von einer stromaufwärtigen schmutzigen Seite an der äußeren ringförmigen Kammer 70 zu einer stromabwärtigen sauberen Seite an dem inneren Hohlraum 84 und strömt dann axial in den inneren Hohlraum 84.
Wie in der durch Bezugnahme eingeschlossenen EP 1 023 933 A2 weist das erste Filterelement 52 eine axiale Strömungspassage 90 auf, die sich entlang der Achse 14 erstreckt und die Strömung aufnimmt, wie durch Pfeile 34 und 92 gezeigt ist. Die Strömungspassage 90 umgibt den inneren Hohlraum 84 und weist einen Strömungsumfang 94 auf, der größer ist als der innere Umfang 88. Die Strömungspassage 90 korrespondiert zu der Strömungspassage 56 in der durch Bezugnahme eingeschlossenen EP 1 023 933 A2 . Die Strömungspfeile 34 und 92 korrespondieren jeweils zu den Strömungspfeilen 58 und 59 der EP 1 023 933 A2 . Der äußere Umfang 86 der und innere Umfang 88 korrespondieren zu dem jeweiligen äußeren Umfang 30 und dem inneren Umfang 34 der EP 1 023 933 A2 . Der Strömungsumfang 94 korrespondiert zu dem Strömungsumfang 60 der EP 1 023 933 A2 .
Das erste Filterelement 52 weist eine erste Endkappe 96 und eine zweite Endkappe 98 auf, jeweils aus weichem, elastischem, kompressiblem Material, wie z. B. gegossenes Urethan. Die Endkappe 96 weist einen inneren Umfang bei 94 auf, der größer ist als der innere Umfang 88. Die Endkappe 96 korrespondiert zu der Endkappe 66 der eingeschlossenen EP 1 023 933 A2 . Sie bedeckt die rechten axialen Enden der Falten des gefalteten Filtermaterials 78 teilweise, so daß die lateral außen liegenden Abschnitte 100 der axialen Enden der Falten durch die Endkappe 96 abgedeckt sind, aber nicht die lateral innen liegenden Abschnitte 102 der axialen Enden der Falten. Die lateral innen liegenden Abschnitte 102 (korrespondierend zu den lateral innen liegenden Abschnitten 74 der eingeschlossenen EP 1 023 933 A2 ) sind unbedeckt und an dem rechten axialen Ende des Filterelements 52 offen, um wiederum eine axiale Strömung dadurch zu ermöglichen, wie durch Pfeil 92 gezeigt ist, korrespondierend zu der axialen Strömung bei 59 in der eingeschlossenen EP 1 023 933 A2 . Diese zusätzliche oder erhöhte axiale Strömung ist auch gezeigt in den eingeschlossenen EP 1 134 015 A2 , EP 1 174 171 A1 , EP 1 203 609 A1 .
Das zweite Filterelement 12 in 3 ist stromabwärts von dem ersten Filterelement 52 angeordnet und filtert sowohl die Strömung in dem inneren Hohlraum als auch die zusätzliche Strömung 92 zwischen dem Strömungsumfang 94 und dem inneren Umfang 88. Die zusätzliche Strömung 92 dreht lateral nach innen, wie durch Pfeil 104 gezeigt, und strömt dann durch das zweite Filterelement 12 und verbindet sich mit der axialen Strömung 34. Das erste axiale Ende 16 des nicht gefalteten Vlies-Filtermaterials 20 des zweiten Filterelements 12 erstreckt sich axial über das erste axiale Ende 80 des gefalteten Filtermaterials 78 des ersten Filterelements 52 hinaus. Es ist axial von diesem durch einen axialen Abstand 106 dazwischen beabstandet. Das nicht gefaltete Vlies-Filtermaterial 20 weist einen ersten Abschnitt 180 auf, der radial an dem gefalteten Filtermaterial 78 des ersten Filterelements 52 ausgerichtet ist, und einen zweiten Abschnitt 110, der radial mit dem axialen Abstand 106 ausgerichtet ist. Die Verbindung 112 von erstem Abschnitt 108 und zweitem Abschnitt 110 ist radial ausgerichtet mit dem axialen Ende 108 des gefalteten Filtermaterials 78.
Das Fluid strömt entlang eines ersten Weges durch den Filter, wie bei 72 gezeigt, lateral von dem gefaltetem Filtermaterial 78, durch den ersten Abschnitt 108 des nicht gefalteten Vlies-Filtermaterials 20, und entlang eines zweiten zusätzlichen Strömungswegs axial bei 92 von dem axialen Ende 80 des gefalteten Filtermaterials 78 durch den Bereich 102 zwischen dem Strömungsumfang 94 und dem inneren Umfang 88, dreht dann in dem axialen Abstand 106, wie durch Pfeil 104 gezeigt, und strömt lateral durch den zweiten Abschnitt 110 des nicht gefalteten Vlies-Filtermaterials 20. Der axiale Abstand 106 ist axial zwischen der Endkappe 36 des zweiten Filterelements 12 und dem axialen Ende 80 des gefalteten Filtermaterials 78 angeordnet. Die Endkappe 96 des ersten Filterelements 52 umgibt beides, den axialen Abstand 106 und die Endkappe 36 des zweiten Filterelements 12. Das Filtergehäuse 54 weist an dem Auslaßende 56 einen ringförmigen Flansch 114 auf, der sich axial zwischen der Endkappe 96 des ersten Filterelements 52 und der Endkappe 36 des zweiten Filterelements 12 erstreckt. Der ringförmige Flansch 114 kommt mit den Endkappen 96 und 36 in Eingriff und dichtet diese ab. Eine Rastenrückhalteanordnung kann zusätzlich vorgesehen sein, um das zweite Element 12 zu halten, z. B. wie bei Rast 60 und Flansch 46 in der EP 1 201 289 A1 gezeigt ist, deren Offenbarungsgehalt durch Bezugnahme mit aufgenommen wird.
Das Filtergehäuse 54 weist ferner einen Reinigungsauslaß 116 mit einem Ventil auf zum Abführen gesammelter partikulärer Schmutzstoffe, wie es bekannt ist. Es ist bevorzugt, daß sich das Filterelement 12 von einem ersten lateralen Querschnitt an dem ersten axialen Ende 16 zu einem zweiten lateralen Querschnitt an dem zweiten axialen Ende 18 verjüngt (1). Der zweite laterale Querschnitt sollte dabei kleiner sein als der erste laterale Querschnitt. Die resultierende kegelstumpfförmige Form stellt einen großen Öffnungsbereich an dem in 3 rechts gelegenen Auslaßende 16 bereit. Das Filterelement 12 ist damit besonders gut geeignet als zweites Filterelement für das erste Filterelement 52, der zuvor beschriebenen eingeschlossenen Druckschriften, die die zusätzliche Strömung bereitstellen. Die zuvor beschriebene Anordnung der beiden Filter in Verbindung ermöglicht eine reduzierte Strömungsbegrenzung bei einer kleinen Packungsgröße, die den steigenden Raumbegrenzungen genügt, eine hohe Effizienz erlaubt und dabei umweltfreundlich ist. Die integrierte Dichtungskonstruktion an den integriert geformten Flanschen, die mit dem Gehäuseflansch 114 in Eingriff kommen, ist besonders kosteneffizient.
Weitere Ausgestaltungen weisen gefaltetes und nicht gefaltetes Filtermaterial auf, verwendet mit einem Kunststoffrahmen, der sowohl einen äußeren als auch einen inneren Rahmen aufweist.
4 zeigt ein Filterelement 12a (nicht erfindungsgemäß) mit gefaltetem Filtermaterial 20c, das mit einem inneren Kunststoffrahmen 22b materialschlüssig verbunden ist, einschließlich axialer Rippen 28b. 5 zeigt ein Filterelement 12b mit gefaltetem Filtermaterial 20b, das mit einem Kunststoffrahmen verbunden ist, einschließlich eines Kunststoffgerüsts 22b mit axialen Rippen 28b und eines Kunststoffgerüsts 22a mit axialen Rippen 28a und bogenförmigen Rippen 26a. Das Filtermaterial 20c weist eine stromaufwärtige schmutzige Seite, beispielsweise 20d für einen Außen-Innen-Strömungsfilter, auf, vergleichbar zu 20a, und eine stromabwärtige saubere Seite 20e, vergleichbar zu 20b. Der Rahmen wird bereitgestellt durch ein erstes Kunststoffgerüst 22a entlang der stromaufwärtigen schmutzigen Seite 20d des Filtermaterials und ein zweites Kunststoffgerüst 22b entlang der stromabwärtigen sauberen Seite 20e des Filtermaterials. Das Gerüst 22a weist das Rippennetzwerk mit einer Gruppe von Rippen 28a auf, die sich entlang der stromaufwärtigen schmutzigen Seite 20d des Filtermaterials an den Faltenspitzen oder Falten oder Biegelinien 20f erstrecken und mit diesen verbunden sind. Das Gerüst 22b wird bereitgestellt durch das Rippennetzwerk einschließlich der Rippen 28b, die sich entlang der stromabwärtigen sauberen Seite 20e des Filtermaterials erstrecken und mit diesem entlang des Inneren der Faltenspitzen 20f verbunden sind. Das Filtermaterial 20c ist zwischen den Gruppen von Rippen 28a und 28b an der gegenüberliegenden stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seite 20d und 20e des Filtermaterials eingeschlossen und jeweils mit diesen verbunden.
In weiter bevorzugten Ausgestaltungen ist das Filtermaterial geschmiert, abgestanzt und anschließend ultraschallgeschweißt zu einer konischen Vorform, bevor es mit dem Kunststoffrahmen überzogen wird. Die Naht des Ultraschallschweißens ist entlang einer der axialen Rippen ausgerichtet, so daß die Naht durch den Kunststoff abgedichtet und verbunden und die Gefahr einer möglichen undichten Stelle minimiert wird. An dem Ende 38 sind Abstände 19 vorgesehen, um das Ende 38 des Materials geringfügig von dem Ende der Form zu beabstanden, so daß der flüssige Kunststoff frei ist, um das Material herumzufließen zu den inneren und äußeren Rippen an jedem Ende. Es können ferner innere Stützen vergleichbar zu den Stützen 44 an dem Inneren des Elements zur Belastungsaufnahme vorgesehen werden. Der flüssige Kunststoff wird vorzugsweise an dem Ende 36 eingespritzt. Das Materialende 18 kann Abschnitte aufweisen, die ausgenommen oder auf andere Weise leicht von dem axialen Ende weggedrückt sind, um einen Strömungsweg für den flüssigen Kunststoff bereitzustellen und ein Stauen desselben dort zu verhindern.
Es wird darauf hingewiesen, daß verschiedene Äquivalente, Alternativen und Modifikationen im Rahmen der angefügten Ansprüche möglich sind. Jedes der ringförmigen Filterelemente ist vorzugsweise ein kreisförmiger Ring. Es können aber auch andere geschlossene Formen verwendet werden, einschließlich elliptischer, abgerundet-rechteckförmiger und anderer geschlossener schleifenförmiger Ringe. Die Formen können kegelstumpfförmig zusammenlaufen, müssen es aber nicht. Die Lehre der vorliegenden Erfindung kann ferner bei flachen Paneelfilterelementen Anwendung finden, ebenso wie bei anderen Formen. Die Rippen können alternativ durch die Anwendung erwärmter Streifen vorgesehen werden, um Abschnitte des Filtermaterials teilweise zu schmelzen und abzuflachen zu einer Rippenstruktur, d. h. durch Bügeln der Streifen in das Material.
Die bevorzugte Anwendung betrifft einen Luftfilter, auch wenn andere Fluidfilteranwendungen möglich sind. Bei einem Luftfilter können die offenen Bereiche zwischen den Rippen größer sein, da bei diesen geringere Druckabfälle auftreten als bei Flüssigkeitsfiltern. Für eine möglichst einfache Wartung ist eine kreisförmige Dichtung zwischen dem Filterelement und dem Gehäuse bevorzugt, beispielsweise Dichtung 42 und Gehäuseflansch 114.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Filterelement durch Drücken desselben oder leichtes Drehen desselben in dem Gehäuseausschnitt 114 installiert, wobei gleichzeitig Druck angewandt wird. Die geöffneten ringförmigen Widerhaken bei 42 dichten einen Anschluß oder eine Luftleitung gegen die innere Oberfläche 114 des ringförmigen Befestigungslochs in dem Gehäuse ab. Wenn das Filterelement in die Ausnehmung gleitet, biegen sich die halbsteifen, halbflexiblen Kunststoff- oder thermoplastischen Haken bei 42 leicht nach innen und die halbfesten, halbflexiblen Kunststoff- oder thermoplastischen Wände der Ausnehmung bei 114 biegen sich vorzugsweise leicht nach außen, um das Filterelement zu sichern und abzudichten. Eine radiale Dichtung ist zwischen dem einen oder den mehreren flexiblen Haken bei 42 und der Ausnehmung beim Flansch 114 ausgebildet. Wenn dies gewünscht wird, kann eine axiale Vorderdichtung an der Stelle gebildet werden, an der das axiale Ende 36 des Filterelements die vordere ringförmige Fläche der Ausnehmung trifft. Um das Filterelement zu entfernen, dreht der Servicetechniker dieses und/oder wendet eine laterale Kraft auf, um die Vorderseite des Filterelements von dem Halter bei 114 zu befreien.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Filterelement ein ringförmiges Filterelement 12, das sich axial entlang der Achse 14 zwischen dem ersten axialen Ende 16 und dem distal gegenüberliegendem Ende 18 erstreckt. Der Rahmen 21 erstreckt sich axial entlang der Achse 14 zwischen dem ersten axialen Ende 36 und dem distal gegenüberliegenden zweiten axialen Ende 38 an dem jeweiligen ersten und zweiten axialen Enden 16, 18 des Filterelements 12. Das erste Ende des Rahmens 21 weist eine innere und eine äußere Umfangsfläche auf. Die elastische Dichtung ist integral mit wenigstens einer dieser Flächen ausgebildet.

Claims

Filterelement mit Filtermaterial (20), das aus Fasern besteht, und mit einem Kunststoffrahmen (21), der das Filtermaterial (20) über dessen Länge strukturell stützt, wobei das Filterelement (12) ein ringförmiges Filterelement ist, das sich axial entlang einer Achse (14) zwischen einem ersten axialen Ende (16) und einem diesem gegenüberliegenden zweiten axialen Ende (18) erstreckt, wobei sich der Rahmen (21) axial entlang der Achse (14) zwischen einem ersten axialen Ende (36) an dem ersten axialen Ende (16) des Filterelements (20) und einem diesem gegenüberliegenden zweiten axialen Ende (38) an dem zweiten axialen Ende (18) des Filterelements (12) erstreckt, wobei das Filterelement (12) einen inneren Hohlraum (13) aufweist, das Filtermaterial (20) ein Inneres (20b) und ein Äußeres (20a) aufweist und das Innere (20b) dem inneren Hohlraum (13) zugewandt und das Äußere (20a) von dem inneren Hohlraum (13) weggewandt ist, wobei der Rahmen (21) ein erstes Kunststoffgerüst (22a) entlang des Äußeren (20a) des Filtermaterials (20) und ein zweites Kunststoffgerüst (22b) entlang des Inneren (20b) des Filtermaterials (20) aufweist, wobei das erste Gerüst (22a) des Rahmens ein erstes Rippennetzwerk (22a) mit einer ersten Gruppe einer Mehrzahl von Rippen (26a, 28a) aufweist, die sich entlang des Äußeren (20a) des Filtermaterials (20) erstrecken, wobei das zweite Gerüst (22b) ein zweites Rippennetzwerk (22b) aufweist mit einer zweiten Gruppe einer Mehrzahl von Rippen (26b, 28b), die sich entlang des Inneren des Filtermaterials (20) erstrecken, und wobei das Filtermaterial (20) zwischen den Rippen (26a, 26b, 28a, 28b) eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (21) einschließlich des ersten Gerüsts (22a) und des zweiten Gerüsts (22b) eine integral gebildete Einzelkomponente ist, einschließlich einer integralen Verbindung zwischen dem ersten Gerüst (22a) und dem zweiten Gerüst (22b) an zumindest einem der axialen Enden (36; 38), dass der Rahmen (21) eine äußere Umfangsfläche (40) mit einer integral damit geformten elastischen Dichtung (42) aufweist, die mindestens einen flexiblen Flansch aufweist, der biegbar ist und die Dichtungsfunktion bereitstellt, dass der Rahmen (21) eine oder mehrere Stützen (44) aufweist, die sich in Richtung des Flansches, der die Dichtung (42) bereitstellt, erstrecken und diesen stützen, dass der Rahmen (21) an das Filtermaterial (20) angeformt und mit diesem verbunden ist und dass das Material des Rahmens (21) ausgewählt ist aus einer Familie von mit den Fasern des Filtermaterials (20) chemisch kompatiblen Materialien, wodurch die Rippen (26; 28) des Rahmens (21) mit dem Filtermaterial (20) chemisch verbindbar sind, und das Kunststoffmaterial der Rippen (26, 28) des Rahmens (21) einige der Fasern des Filtermaterials (20) umschlingt, so dass die Rippen (26; 28) des Rahmens (21) dadurch sowohl chemisch als auch mechanisch mit dem Filtermaterial (20) verbunden sind.
Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Rippen (26, 28) bogenförmige Rippen (26) umfasst, die sich relativ zur Achse (14) lateral erstrecken und einen Torsionslastwiderstand für das Filtermaterial (20) bereitstellen, wobei jede der bogenförmigen Rippen (26) mit dem Filtermaterial (20) verbunden ist.
Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Rippen (26, 28) sich axial erstreckende Rippen (28) aufweist, die einen säulenartigen Drucklastwiderstand für das Filtermaterial (20) bereitstellen, wobei jede der axialen Rippen (28) mit dem Filtermaterial (20) verbunden ist.
Filterelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die axialen Rippen (28) entlang der Achse (14) erstrecken und relativ zu dieser kegelstumpfartig zusammenlaufen.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das ringförmige Filterelement (12) von einem ersten lateralen Querschnitt an dem ersten axialen Ende (16) zu einem zweiten lateralen Querschnitt an dem zweiten axialen Ende (18) verjüngt, wobei der zweite laterale Querschnitt kleiner ist als der erste laterale Querschnitt.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die integral angeformte Dichtung (42) aus demselben Kunststoffmaterial wie der Rahmen (21) besteht.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch ringförmig und relativ zur Achse (14) biegbar ist.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (36) des Rahmens (21) die äußere Umfangsfläche (40) aufweist und an der Umfangsfläche die elastische Dichtung (42) integral ausgebildet ist.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der ringförmige Flansch schräg zur Achse (14) erstreckt, dass sich die bogenförmigen Rippen (26) schräg zur Achse (14) erstrecken und dass die bogenförmigen Rippen (26) schräg in dieselbe schräge Richtung wie der ringförmige Flansch gerichtet sind.
Filterelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (20) aus Material zusammengesetzt ist, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus: synthetisches Material, gläsernes Material, celluloses Material, keramisches Material, Kohlenstoffmaterial und metallisches Material.
Filterelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Material des Rahmens (21) als auch das Filtermaterial (20) aus Material zusammengesetzt ist, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus: organisches Material, synthetisches Material und polymeres Material und dass die Materialien so ausgewählt sind, dass das Filterelement (12) veraschbar ist.
Filterelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Rahmen (21) als auch das Filtermaterial (20) aus thermoplastischem Material bestehen.
Filterelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Rahmens (21) und das Filtermaterial (20) zu derselben Recyclingklasse für thermoplastisches Material gehören, so dass das Filterelement (12) recycelbar ist.
Filterelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (12) eine Zweikomponentenanordnung ist, die ausschließlich aus zwei Komponenten besteht, nämlich dem Filtermaterial (20) und dem Rahmen (21), der an das Filtermaterial (20) angeformt ist.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerk (24) offene Bereiche aufweist, die wesentlich größer als die Bereiche der Rippen (26, 28) sind.
Filter mit einem Gehäuse (54), das sich entlang einer Achse (14) zwischen einem ersten axialen Ende (56) und einem zweiten axialen Ende (58) erstreckt, einem ringförmigen ersten Filterelement (52) mit Filtermaterial (78), das sich axial in dem Gehäuse (54) zwischen dem ersten axialen Ende (56) und dem zweiten axialen Ende (58) erstreckt und einen inneren Hohlraum (84) aufweist, einem ringförmigen zweiten Filterelement (12) mit Filtermaterial (20), das sich axial in dem inneren Hohlraum (84) zwischen dem ersten axialen Ende (56) und dem zweiten axialen Ende (58) erstreckt, gekennzeichnet durch ein Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 15 als zweites Filterelement (12)
Filter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial des ersten Filterelements (52) eine Mehrzahl von Falten in einem Ring aufweist, der einen äußeren Umfang (86), definiert durch eine Mehrzahl der äußeren Spitzen, und einen inneren Umfang (88), definiert durch eine Mehrzahl der inneren Faltenspitzen, aufweist, dass zu filterndes Fluid durch das erste Filterelement (52) von einer stromaufwärtigen schmutzigen Seite zu einer stromabwärtigen sauberen Seite und dann axial in den inneren Hohlraum (84) strömt, dass das erste Filterelement (52) eine axiale Strömungspassage aufweist, die sich entlang der Achse (14) erstreckt und den inneren Hohlraum (84) umgibt und einen Strömungsumfang größer als der innere Umfang (88) aufweist, dass das zweite Filterelement (12) stromabwärtig des ersten Filterelements (52) angeordnet ist und beides, nämlich den Strom in dem inneren Hohlraum (84) und einen zusätzlichen Strom zwischen dem Strömungsumfang und dem inneren Umfang (88), filtert.
Filter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das erste axiale Ende (36) des Filtermaterials (20) des zweiten Filterelements (12) sich axial über das erste axiale Ende (80) des gefalteten Filtermaterials (78) hinaus erstreckt und axial von diesem durch einen axialen Abstand (106) dazwischen beabstandet ist, dass das Filtermaterial (20) des zweiten Filterelements (12) einen ersten Abschnitt (108), der radial mit dem gefalteten Filtermaterial (78) ausgerichtet ist, und einen zweiten Abschnitt (110), der radial mit dem axialen Abstand (106) ausgerichtet ist, aufweist, dass die Verbindung des ersten Abschnitts (108) mit dem zweiten Abschnitt (110) radial mit dem ersten axialen Ende (80) des gefalteten Filtermaterials (78) ausgerichtet ist, so dass der Filter (50) für strömendes Fluid einen ersten Strömungsweg und einen zweiten zusätzlichen Strömungsweg aufweist, wobei der erste Strömungsweg lateral von dem gefalteten Filtermaterial (78) durch den ersten Abschnitt (108) des Filtermaterials (20) des zweiten Filterelements (12) verläuft und wobei der zweite, zusätzliche Strömungsweg axial von dem ersten axialen Ende (80) des gefalteten Filtermaterials (78) durch den Bereich zwischen dem Strömungsumfang und dem inneren Umfang (88) verläuft, dann in dem axialen Abstand (106) wendet und lateral durch den zweiten Abschnitt (110) des Filtermaterials (20) des zweiten Filterelements (12) verläuft.
Filter nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Filterelement (52) eine erste Endkappe (96) an dem ersten Ende (80) und eine zweite Endkappe (98) an dem zweiten Ende (82) des gefalteten Filtermaterials (78) aufweist, dass das zweite Filterelement (20) eine erste Endkappe an dem ersten Ende (36) und eine zweite Endkappe an dem zweiten Ende (38) des Filtermaterials (20) des zweiten Filterelements (12) ausweist, dass der axiale Abstand (106) axial zwischen der ersten Endkappe des zweiten Filterelements (12) und dem ersten axialen Ende (80) des gefalteten Filtermaterials (78) angeordnet ist und dass die erste Endkappe (96) des ersten Filterelements (52) beides, nämlich den axialen Abstand (106) und die erste Endkappe des zweiten Filterelements (12), umgibt.
Filter nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Endkappe des zweiten Filterelements (12) integral mit dem Kunststoffrahmen (21) und aus demselben Material wie dieser gebildet ist.
Filter nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Endkappe des zweiten Filterelements (12) die elastische Dichtung (42) aufweist, die integral damit und aus demselben Material geformt ist und elastisch zumindest gegenüber einem von erstem axialen Ende des Gehäuses (54) und erster Endkappe (96) des ersten Filterelements (52) abdichtet.
Filter nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten axialen Ende (56) des Gehäuses (54) eine Flanschstruktur vorgesehen ist, die sowohl mit der ersten Endkappe (96) des ersten Filterelements (52) als auch mit der ersten Endkappe des zweiten Filterelements (12) in Eingriff kommt und diese abdichtet.