DE102007059052A1 - Filter element for use as interior filter element of motor vehicle, has sideband arranged in sealed manner and partly covered around edges of cartridge, where sideband is provided on exterior of cartridge with air-impermeable lamination - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Filterelement, insbesondere ein flexibles Filterelement zur Filterung von Luft für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs. Ganz speziell betrifft die Erfindung ein solches Filterelement mit streifenförmigen Rahmenelementen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung des Filterelements sowie ein Filtermodul.The The invention relates to a filter element, in particular a flexible one Filter element for filtering air for the interior of a motor vehicle. More particularly, the invention relates to such Filter element with strip-shaped frame elements. The The invention also relates to a method for producing the filter element as well as a filter module.
Stand der TechnikState of the art
Ein solches Filterelement dient der Filterung von Fluidströmungen oder gasförmigen Medien, beispielsweise zur Filterung einer Luftströmung, die dem Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeugs zugeführt wird. Obwohl auf beliebige Filterelemente anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik nachfolgend mit Bezug auf ein Filterelement zur Filterung von Luft für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Solche Filter werden nachfolgend auch kurz als Kfz-Innenraumluftfilter bezeichnet.One Such filter element is used to filter fluid flows or gaseous media, for example for filtering a Air flow, the vehicle interior of a motor vehicle is supplied. Although applicable to any filter elements, The present invention as well as the underlying Problem below with reference to a filter element for filtering of air for the interior of a motor vehicle described. Such filters will also be briefly referred to below as automotive cabin air filters designated.
Die zunehmende Luftverunreinigung, insbesondere in Großstädten, in Verbindung mit dem Einsatz moderner Klimaanlagen macht es wünschenswert und auch erforderlich, die von außen in den Innenraum eines Kraftfahrzeuges geleitete und aufbereitete bzw. klimatisierte Luft mittels geeigneter Filter zu filtern. Hierfür kommen beispielsweise Partikelfilter oder Geruchsfilter oder alternativ auch kombinierte Partikel- und Geruchs filter in Betracht, die in der Luft enthaltene Partikel und inhärente Gerüche und Gase aus der Umgebungsluft möglichst gut herausfiltern sollen.The increasing air pollution, especially in large cities, in conjunction with the use of modern air conditioning makes it desirable and also required from the outside in the interior of a Motor vehicle guided and prepared or conditioned air filter by means of suitable filters. For this example comes Particle filter or odor filter or alternatively also combined Particulate and odor filters that are contained in the air Particles and inherent odors and gases from the To filter out ambient air as well as possible.
Da die Wirksamkeit von Filtern insbesondere von der Größe der von der Luft durchströmten Oberfläche des Filters abhängig ist, kommen für Kfz-Innenraumluftfilter überwiegend zick-zack-förmig gefaltete Filtermedien, häufig auch als plissierte Filtermedien bezeichnet, zum Einsatz. Durch die Faltung des verwendeten Filtermediums kann auf diese Weise abhängig von der Faltungshöhe und dem Faltungsabstand der verschiedenen Faltabschnitte des Filtermediums eine effektive Vergrößerung der von dem Luftstrom durchströmten Filterfläche bei gleichem Bauraum ermöglicht werden. Um solche Filterelemente mit zick-zack-förmig gefalteten Filtermedien insbesondere montagetechnisch besser handhaben zu können, sind Armierungselemente (Seitenbänder) vorgesehen. Diese Armierungselemente dienen der seitlichen Fixierung und Stabilisierung des zick-zack-förmigen Filtermediums und sind mittels eines geeigneten Klebers an den seitlichen Kanten des zick-zack-förmigen Filtermediums angebracht und in Längsrichtung des Filtermediums verlaufend ausgerichtet. Das Filterelement mit an den gefalteten Längsseiten streifenförmig angebrachten Armierungen kann auf diese Weise montagetechnisch einfach in ein Gehäuse eines Filtermoduls oder einer entsprechenden Ausformung, beispielsweise in die Innenverkleidung eines Kraftfahrzeuges, eingefügt werden.There the effectiveness of filters especially on size the air flowed through surface of the Filters are mainly used for automotive cabin air filters zig-zag folded filter media, often Also referred to as pleated filter media, for use. By The folding of the filter medium used can be dependent in this way the folding height and the folding distance of the different Folding sections of the filter medium an effective magnification the filter surface through which the air stream flows be made possible with the same space. To such filter elements in particular with zig-zag folded filter media To handle better assembly techniques, are reinforcing elements (Sidebands) provided. These reinforcing elements serve the lateral fixation and stabilization of the zigzag-shaped Filter medium and are by means of a suitable adhesive to the side Edges of the zigzag-shaped filter medium attached and aligned in the longitudinal direction of the filter medium. The filter element with the folded longitudinal sides strip-shaped mounted reinforcements can be easily assembled in this way a housing of a filter module or a corresponding Molding, for example in the inner lining of a motor vehicle, be inserted.
Solche
Filterelemente sind bspw. aus der
Die
Aus
der
Für den Einsatz als Filterdichtung sind bspw. Polyurethan (PUR)-Schaumdichtungen aus geschlossenzelligem PUR-Schaum sehr gut geeignet. Die Leckagerate dieser Dichtungen ist sehr niedrig. Aufgrund von Materialgleichheit (Sortenreinheit), Fogging und der Tatsache, dass diese Dichtungen aufgrund ihrer porösen Struktur (Offenporigkeit) einen möglichen Bakterienherd darstellen können, werden diese Dichtungen in Innenraumfiltern zunehmend durch Vliesdichtungen, bspw. durch PES-Vliesdichtungen ersetzt. Der Nachteil dieser Vliesdichtungen ist jedoch ihre etwa doppelt bis dreifach höhere Leckagerate.For The use as a filter seal are, for example, polyurethane (PUR) foam gaskets made of closed-cell PUR foam very well suited. The leakage rate these seals are very low. Due to material equality (Varietal purity), fogging and the fact that these seals are due their porous structure (porosity) a possible Bacteria stove can represent these seals In cabin filters increasingly by fleece seals, for example. By PES fleece seals replaced. The disadvantage of these fleece seals is their about double to triple the leakage rate.
Es besteht daher ein Bedarf, Vliesdichtungen, bspw. PES-Vliesdichtungen zu schaffen, deren Leckageraten im Bereich der PUR-Schaumdichtungen liegen.It There is therefore a need for nonwoven seals, for example PES fleece seals to create their leakage rates in the field of polyurethane foam seals lie.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Filterelement mit einer Vliesdichtung bereitzustellen, das eine geringe Leckagerate zeigt.It Therefore, the object of the present invention is a filter element with a fleece seal providing a low leakage rate shows.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hierzu ein möglichst einfach herstellbares Filterelement bereitzustellen.It is a further object of the present invention, this a provide as easy to manufacture filter element.
Diese und weitere Aufgaben werden durch das Filterelement nach Anspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 7 gelöst.These and other tasks are going through the filter element according to claim 1 and the method according to claim 7 solved.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur den Aufbau eines Filterelements mit dem erfindungsgemäßen Seitenband.The The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing explained. The only figure shows the structure of a Filter element with the sideband according to the invention.
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention
Wie
in der Figur gezeigt, wird ein Filterelement
Die Laminierung kann auf bekannten Kaschieranlagen preisgünstig und einfach durchgeführt werden. Die Dichtungseigenschaften der Vliesdichtung, wie bspw. Rücksprungverhalten, Flexibilität, etc., bleiben dabei je nach Lamination (z. B., chemischer Kleberverbund, thermisches Verschmelzen der Faltenspitzen, thermische Applikation einer Folie, etc.) weitgehend erhalten, so dass eine korrekte Funktion des Seitenbandes gewährleistet bleibt.The Lamination can be inexpensively on known lamination and easily done. The sealing properties the fleece seal, such as. Returning, flexibility, etc., depending on the type of lamination (eg, chemical adhesive compound, thermal fusion of pleat tips, thermal application a film, etc.) are largely preserved, so that a correct function of the sideband is guaranteed.
Mögliche Laminierungen sind eine Kaschierung mit PES- oder PP-Folie, aber auch eine Verbindung der Faserbestandteile, die an der Gehäuseseite auf der Dichtung sichtbar werden, mit einem Latexauftrag oder einem ähnlichen Verfahren (synthetisierter Kautschuk, EPDM-Folie, etc.) ist möglich.Possible Laminations are a lamination with PES or PP film, but also a compound of fiber constituents, which on the housing side up the seal become visible, with a latex order or similar Process (synthesized rubber, EPDM film, etc.) is possible.
Die Laminierung wird auf die Vliesdichtung in Form einer, wenn gewünscht auch flexiblen und luftundurchlässigen Haut aufgebracht, wobei die Haut in der Lage sein muss, sich flächig am Rahmen anzulegen. Bevorzugte Dicken dieser Haut liegen bei < 1 mm.The Lamination is applied to the nonwoven gasket in the form of a, if desired also applied to flexible and impermeable skin, whereby the skin must be able to lay flat on the frame. Preferred thicknesses of this skin are <1 mm.
Vergleichsmessungen haben ergeben, dass gegenüber einem für diese Zwecke optimierten Filter (Berücksichtigung auch der bei Gehäusen auftretenden Dimensionsabweichungen) die Leckagerate bereits bei Verwendung eines schlichten textilarmierten Isolierbandes auf Anhieb um 30% reduziert werden konnte. Eine Optimierung der Oberflächenbeschaffenheit verbessert diese Werte weiter.comparative measurements have revealed that to one for this Purpose optimized filter (considering also the at Housings occurring dimensional deviations) the leakage rate already when using a plain textile-reinforced insulating tape could be reduced by 30% right away. An optimization of Surface texture further improves these values.
Ist die Vliesdichtung zum Filtergehäuse hin nicht geschlossen, wie es bei den bisherigen Vliesdichtungen der Fall ist, wird die Luft zwischen den Vliesfasern und dem Filtergehäuse weitergeleitet. Die Oberfläche der Vliesdichtung ist daher sehr „unruhig" und nicht glatt, d. h., Gehäuseoberfläche und Dichtung berühren sich nicht flächig. Ist aber die Dichtungsoberfläche durch das erfindungsgemäße Aufbringen der luftdichten Laminierung auf der Dichtungsaußenseite (die Seite der Dichtung, die der Gehäusewand zugewandt ist) zwischen Filtergehäuse und Dichtung geschlossen und liegt genügend Druck auf der Dichtung, streicht keine Luft mehr direkt an der Filterwand entlang. Die Luft muss nunmehr durch das luftdurchlässige Vlies geleitet werden. Dadurch, dass die Fasern zum einen im Vliesboden und zum anderen in der Laminierschicht verhaftet und verpresst sind, ist der Strömungswiderstand deutlich höher als bei einer offenen Vliesdichtung ohne eine erfindungsgemäße Laminierung. Daraus resultieren niedrigere Leckageraten.is the fleece seal towards the filter housing not closed, As is the case with the previous fleece seals, the Air is passed between the nonwoven fibers and the filter housing. The Surface of the fleece seal is therefore very "restless" and not smooth, d. h., housing surface and seal do not touch each other flatly. But is the sealing surface by the inventive application of the airtight Lamination on the outside of the seal (the side of the Seal, which faces the housing wall) between the filter housing and Seal is closed and there is enough pressure on the seal, no longer sweeps air directly along the filter wall. The air must now pass through the air-permeable fleece become. The fact that the fibers on the one hand in the fleece bottom and the other stuck in the laminating and pressed, is the flow resistance significantly higher than with an open fleece seal without a lamination according to the invention. This results in lower ones Leakage rates.
Das erfindungsgemäße Filterelement kann in jedes Filtermodul eingebaut werden, das zur Verringerung der Leckagerate eine Dichtung benötigt. Die erfindungsgemäße Lösung dient dabei dem Ersatz einer PUR-Dichtung.The Filter element according to the invention can be in each filter module be installed, which is a seal to reduce the leakage rate needed. The solution according to the invention serves to replace a PUR seal.
Das Filterelement besteht aus einem zick-zack-förmig gefalteten Filtermaterial (plissiertes Filtermedium) aus reinen Polymervliesen (als Polymere sind Polypropylen (PP), Polyester (PES), Polyethylenterephthalat (PET), Polyurethan (PUR) und Polycarbonat (PC) verwendbar), die u. U. zusätzlich mit Aktivkohle ausgerüstet sein können. Dieses Filtermaterial wird mittels eines Schmelzklebersystems an einem erfindungsgemäßen Seitenband fixiert. Das Schmelzklebersystem kann ein PP-PES- oder ein sonstiges Polyolefin-Hotmelt sein. Prinzipiell kann auch Ethylenvinylacetat (EVA) verwendet werden, dieses hat jedoch aufgrund seiner Emissions- und Foggingwerte sowie seiner Temperaturstabilität Nachteile. Zudem werden auch vernetzbare Systeme wie PUR-Systeme eingesetzt.The Filter element consists of a zig-zag folded Filter material (pleated filter medium) made of pure polymer nonwovens (as polymers are polypropylene (PP), polyester (PES), polyethylene terephthalate (PET), polyurethane (PUR) and polycarbonate (PC) usable) u. U. additionally be equipped with activated carbon can. This filter material is by means of a hot melt adhesive system Fixed a side band according to the invention. The Hot melt adhesive system may be a PP-PES or other polyolefin hotmelt be. In principle, ethylene vinyl acetate (EVA) can also be used, However, this has due to its emission and fogging values and its temperature stability disadvantages. In addition, too crosslinkable systems such as PUR systems used.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Seitenbandes sind grundsätzlich alle dreidimensionalen Vliesbildeverfahren geeignet. Angewendet werden üblicherweise Verfahren wie Nadelverfestigung, Malimo und Kardierung.to Production of the sideband according to the invention are basically all three-dimensional web forming process suitable. Usually, methods such as Needle consolidation, Malimo and carding.
Die Laminierung kann aus nahezu allen Polymerwerkstoffen hergestellt werden, insbesondere sind PP, PES, PE, PET und EPDM für Innenraumfilter sinnvoll.The Lamination can be made from almost any polymer material In particular, PP, PES, PE, PET and EPDM are for Cabin filter makes sense.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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