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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Filterelement bzw. einen Luftfilter,
und insbesondere auf ein Filterelement bzw. einen Luftfilter in
der Ausgestaltung eines Mehrfachbalgfilters mit einem erhöhten
Wirkungsgrad zum Einsatz in Brennkraftmaschinen.
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Hintergrund der Erfindung
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Die
für Brennkraftmaschinen benötigte Verbrennungsluft
wird in der Regel vor dem Zuführen in den Verbrennungsraum
gereinigt, um die Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer
der Brennkraftmaschine zu erhöhen. Dabei wird für
die Reinigung der Verbrennungsluft in der Regel eine Luftfilteranordnung
verwendet. Dies ist insbesondere für Brennkraftmaschinen
von Bedeutung, die in einer Umgebung arbeiten, die einer besonderen
Verschmutzungsbelastung der Umgebungsluft ausgesetzt sind, so wie
beispielsweise im Bereich des Baugewerbes bzw. der Landwirtschaft.
Insbesondere im Bereich des Baugewerbes bzw. in der Landwirtschaft
tritt eine mitunter sehr hohe Staubbelastung auf, die eine Reinigung
der Verbrennungsluft notwendig macht. Aufgrund der Tatsache, dass
das Spektrum der Staubpartikelgröße im Regelfall
vorher nicht bekannt ist, muss eine Luftfilteranordnung so ausgestaltet
sein, dass sämtliche Partikelgrößen,
die den Betrieb der Brennkraftmaschine in irgendeiner Weise beeinflussen können,
zuverlässig herausgefiltert werden können, um
eine Zuführung hinreichend sauberer Verbrennungsluft zu
der Brennkraftmaschine zu ermöglichen.
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Insbesondere
im Bereich von Brennkraftmaschinen, die auf bzw. in Fahrzeugen zum
Einsatz kommen, ist die Ausgestaltung eines effizienz- und platzoptimierten
Luftfiltersystems unerlässlich, um die Abmessungen gering
zu halten, und auf der anderen Seite eine dennoch hohe Effizienz
der Luftfilteranordnung zu ermöglichen.
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Aus
beispielsweise
EP 1
364 695 A1 ist ein Luftfilter bekannt, der in den Ansaugtrakt
einer Brennkraftmaschine integriert ist, um die den Zylindern der
Brennkraftmaschine zuzuführende Verbrennungsluft einer
Filtration zu unterziehen. Der Luftfilter ist im Wesentlichen dreiteilig
aufgebaut und umfasst in einem Filtergehäuse ein Filterelement,
welches als auswechselbare Filterpatrone ausgebildet ist, die axial
von der Verbrennungsluft durchströmt wird und radial über
einen verschließbaren Deckel in das Filtergehäuse
einsetzbar ist. Der Filterpatrone ist ein Zyklon-Vorabscheider vorgeschaltet,
der zur Abscheidung von groben Schmutzpartikeln dient. Stromab der
Filterpatrone befindet sich ein Sekundär- bzw. Feinfilterelement,
das ebenfalls radial bei geöffnetem Deckel in das Filtergehäuse
einsetzbar ist. Der Zyklon-Vorabscheider, die Filterpatrone und
das Feinfilterelement liegen axial hintereinander und werden ohne
Umlenkung der zu reinigenden Verbrennungsluft in Achsrichtung durchströmt.
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Eine
dieser Möglichkeiten ist die Ausgestaltung des Hauptfilterelementes
in Form eines Faltenbalgfilters. Dabei kann beispielsweise ein Faltenbalg
aus einem sternförmig gefalteten Filterelement bestehen,
dessen Filterfalten in radialer Richtung verlaufen, wobei sich die
Stirnkanten der Filterfalten im Wesentlichen in eine axiale Richtung
erstrecken. Ein derartiger Filterfaltenbalg ist beispielsweise bekannt
aus
WO 2008/067030 ,
bei der das Filterelement aus einem gefalteten Filterbalg besteht,
wobei die Stirnkanten der Filterfalten sich in eine axiale Richtung
erstrecken, die mit einer Durchströmungsrichtung korrespondiert,
während sich die Filterfalten in eine dazu quer verlaufende
Richtung erstrecken. Dieser Faltenbalg besteht aus einem Mehrfachbalg,
der auf einem begrenzten axialen Abschnitt bzw. einem Abschnitt
in Strömungsrichtung eine erhöhte Filterfläche
bereitstellt, um auf diese Weise die Filterkapazität zu
erhöhen. Zusammenfassung der Erfindung
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Vor
dem Hintergrund des Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement bzw. einen Luftfilter für
Brennkraftmaschinen bereitzustellen, der einen verbesserten Wirkungsgrad
aufweist bzw. eine optimierte Durchströmung erlaubt.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch den
Gegenstand der unabhängigen Ansprüche, wobei weitergebildete
Ausführungsformen in den unabhängigen Ansprüchen
verkörpert sind.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Filterelement
für einen Luftfilter einer Brennkraftmaschine bereitgestellt,
wobei das Filterelement einen ersten Filterbalg aufweist mit im
Wesentlichen in einer axialen Ausdehnungsrichtung des Filterelementes
verlaufenden Filterfalten und einer im Wesentlichen in einer dazu
orthogonal verlaufenden Ebene in radialer Ausdehnungsrichtung verlaufenden
ersten Faltentiefe und einen zweiten Filterbalg aufweist mit im
Wesentlichen in einer axialen Ausdehnungsrichtung des Filterelementes
verlaufenden Filterfalten und einer im Wesentlichen in einer dazu
orthogonal verlaufenden Ebene in radialer Ausdehnungsrichtung verlaufenden
zweiten Faltentiefe, wobei der zweite Filterbalg radial innen zu
dem ersten Filterbalg angeordnet ist, wobei eine Tiefe der zweiten
Filterfalten tiefer ist als eine Tiefe der korrespondierenden ersten
Filterfalten.
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Auf
diese Weise kann ein Filterelement in Form eines Mehrfachbalgfilters
bereitgestellt werden, das einen erhöhten Wirkungsgrad
aufweist und zugleich eine optimierte Durchströmung der
zu filternden Verbrennungsluft erlaubt. Aufgrund der Tatsache, dass
der zweite Filterbalg radial innen zu dem ersten Filterbalg angeordnet
ist, ist bei einer kreisrunden oder ovalen Ausgestaltung der Filterbälge,
beispielsweise in Form eines Sternfilterbalges der Umfang des ersten,
außen liegenden Filterbalges im Regelfall größer
als der Umfang des zweiten, inneren Filterbalges. Dabei bedeutet
korrespondierend, dass sich die entsprechend korrespondierenden
Filter falten des ersten und des zweiten Filterbalges im Wesentlichen
gegenüberliegen. Aufgrund der unterschiedlichen Umfänge
der Filterbälge ist es möglich, bei dem ersten
Filterbalg im Vergleich zu dem zweiten Filterbalg eine größere
Anzahl von Filterfalten entlang des Umfanges anzuordnen. Somit wird
im Allgemeinen der erste Filterbalg eine größere
Anzahl von Filterfalten aufweisen als der zweite Filterbalg. Um
nun die Filterflächebelastung der beiden Filterbälge
aneinander anzunähern, wird die Tiefe der Filterfalten
des zweiten, inneren Filterbalges tiefer ausgestaltet als die Tiefe
der korrespondierenden Filterfalten des ersten, äußeren
Filterbalges. Durch diese unterschiedliche Ausgestaltung kann die
Filterfläche des inneren, zweiten Filterbalges vergrößert
werden, um auf diese Weise den größeren Umfang
des ersten Filterbalges auszugleichen. Somit kann erreicht werden,
dass der erste Filterbalg und der zweite Filterbalg gleichmäßiger
durchströmt werden, um auf diese Weise die Effizienz des
Filterelementes zu erhöhen.
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Es
sei an dieser Stelle angemerkt, dass ein Filterelement in Form eines
Mehrfachbalgfilters selbstverständlich auch mehr als zwei
radial ineinander liegende Filterbälge aufweisen kann,
wobei insbesondere bei einer größeren Anzahl radial
ineinander liegender Filterbälge durch eine zunehmende
Faltentiefe bei weiter innen liegenden Filterbälgen eine
gleichmäßigere Durchströmung des Filterelementes
erreicht werden kann. Ferner sei an dieser Stelle angemerkt, dass
sich die Faltentiefe entlang des Umfanges eines Filterelementes verändern
kann, etwa um einer äußeren Geometrievorgabe zu
folgen, so dass es Bereiche entlang des Umfangs geben kann, die
eine höhere Faltentiefe aufweisen als andere Bereiche entlang
des gleichen Umfangs. In derartigen Fällen kann es durchaus
vorkommen, dass der zweite, innere Faltenbalg Filterfalten aufweist,
die eine geringere Tiefe haben als Filterfalten des ersten Filterbalges,
wenn diese sich nicht gegenüber liegen und daher nicht
korrespondieren.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Tiefe
der zweiten Filterfalten um den Faktor 1,1 bis 2,5, insbesondere
um den Faktor von im Wesentlichen 1,2 bis 1,9 tiefer als die Tiefe
der korrespondierenden ersten Filterfalten.
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Es
hat sich gezeigt, dass insbesondere bei einem Unterschied der Filterfaltentiefe
um den Faktor 1,1 bis 2,5 insbesondere um den Faktor von im Wesentlichen
1,2 bis 1,9 eine gute Angleichung der Filterleistung des ersten
Filterbalges und des zweiten Filterbalges ergibt unter dem Gesichtspunkt
einer gleichmäßigen Durchströmung des
ersten Filterbalges und des zweiten Filterbalges und eines zur Verfügung
stehenden Platzes.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Filterfalten
des zweiten Filterbalges gegenüber den Filterfalten des
ersten Filterbalges in einer axialen Ausdehnungsrichtung wenigstens
abschnittsweise geneigt.
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Durch
eine Neigung der Filterfalten können diese durch eine gewisse
Diagonalkomponente länger ausgestaltet werden, so dass
sich die effektive Filterfläche des zweiten Filterbalges
gegenüber dem ersten Filterbalg nicht nur durch eine erhöhte
Faltentiefe relativ erhöht, sondern auch bedingt durch
eine Neigung eine erhöhte Faltenlänge mit sich
bringt. Auf diese Weise kann ebenfalls die effektive Filterfläche
des zweiten Faltenbalges gegenüber dem ersten Faltenbalg
erhöht werden. Darüber hinaus kann durch eine
geneigte Anstellung der Falten des innen liegenden Faltenbalges
ein konischer Anström- bzw. ein konischer Abströmkanal
bereitgestellt werden, der im Einlassbereich des Anströmungskanals
einen größeren Flächenquerschnitt aufweist als
in tieferen Bereichen des Anströmkanals. Analog kann der
Abströmkanal im Bereich der Auslassmündung eine
große Querschnittsfläche aufweisen, während
der Abströmkanal in tieferen Bereichen eine kleinere Querschnittsfläche
aufweist. Mit anderen Worten kann durch eine geneigte Ausgestaltung
des inneren Filterbalges dort, wo der Anströmkanal breit
ist, der auf der anderen Seite des entsprechenden Filterbalges liegende
Abströmkanal schmal ausgeführt werden, während
in Bereichen, wo der Anströmkanal schmal ist, der Abströmkanal
breit ausgestaltet werden kann. Auf diese Weise kann auch die radiale
Ausdehnung der Filterfaltenbalganordnung kompakter ausgestaltet
werden.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Neigung
der Filterfalten des zweiten Filterbalges zu der axialen Ausdeh nungsrichtung
größer als eine Neigung der Filterfalten des ersten
Filterbalges zu der axialen Ausdehnungsrichtung.
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Dabei
sei verstanden, dass der äußere erste Filterbalg
auch im Wesentlichen parallel zu der axialen Ausdehnungsrichtung
verlaufen kann, somit eine Neigung von im Wesentlichen null Grad
aufweist. Jedoch kann der erste Filterbalg ebenso wie der zweite
Filterbalg eine Neigung aufweisen, wobei jedoch die Neigung des
zweiten Filterbalges größer ist als die des ersten
Filterbalges, um auf diese Weise durch die Schrägstellung
sowohl eine vergrößerte Fläche am zweiten
Filterbalg bereitstellen zu können als auch eine konische
Ausgestaltung der Anström- bzw. Abströmkanäle
zu ermöglichen.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist der erste
Filterbalg an einem ersten axialen Ende mit einer bezüglich
einer Außenkante des ersten Filterbalges formwahrenden
Schale versehen.
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Auf
diese Weise kann die Formstabilität des Filterelementes
gewährleistet werden, so dass selbst bei einer unbeabsichtigten
Kraftausübung oder einem Anstoßen an die Außenkante
diese im Wesentlichen in der Form gewahrt wird, so dass sich die
Filterfalten der Faltenbälge nicht verformen, verknicken
oder gar einreißen können. Die formwahrende Schale
kann zusätzlich mit einer Dichtungskonfiguration versehen
sein, die zum abdichtenden Einbringen des Filterelementes in ein
Luftfiltergehäuse dienen kann. Ferner kann die formwahrende
Schale Griffelemente aufweisen, mit tels derer das Filterelement
handhabungssicher in ein Luftfiltergehäuse eingebracht
werden kann bzw. aus diesem entfernt werden kann. Dies ist insbesondere
dann von Bedeutung, wenn das Einsetzen oder Entnehmen des Filterelementes
von wenig geschultem Personal durchgeführt wird, dem die
Empfindlichkeit und die Funktionsweise eines Filterelementes oft
nicht bewusst ist. Darüber hinaus kann die formwahrende
Schale auch eine Anordnung aufweisen, die eine verbesserte Anströmung
der zu filternden Luft auf die Anströmkanäle ermöglicht,
beispielsweise in Form von Luftleitblechen oder einer anderen strömungsoptimierten
Geometrie.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist der
erste Filterbalg in einer Ebene der radialen Ausdehnungsrichtung
einen ersten gebogenen Abschnitt und einen zweiten gebogenen Abschnitt auf
mit einem jeweils dazwischen liegenden ersten im Wesentlichen geraden
Abschnitt und einem zweiten im Wesentlichen geraden Abschnitt derart,
dass der erste und der zweite gebogene Abschnitt sowie der erste
und der zweite im Wesentlichen gerade Abschnitt eine geschlossene
ovale Umfangskontur darstellen. Auf diese Weise kann das Filterelement
schmal ausgestaltet werden, so dass es eine lange Achse und eine
kurze Achse aufweist, wobei beispielsweise das Filterelement entlang
der langen Achse in das Luftfiltergehäuse eingebracht werden
kann. Auf diese Weise kann die eigentliche Deckelöffnung
zum Verschließen des Luftfiltergehäuses nach einem
Wechsel des Luftfilters verhältnismäßig
klein ausgestaltet werden. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund
der Dichtungsgeometrie von Bedeutung. Es sei verstanden, dass die
im Wesentlichen geraden Abschnitte auch eine gewisse Wölbung
aufweisen können, und unter dieser Ausführungsform
auch Ausführungsformen gelesen werden, bei denen die gebogenen
Abschnitte eine wesentlich höhere Krümmung aufweisen
als die im Wesentlichen geraden Abschnitte, ungeachtet dessen, ob
die im Wesentlichen geraden Abschnitte tatsächlich gerade
sind oder mit einer gewissen Krümmung versehen sind.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung laufen die
im Wesentlichen ersten und zweiten geraden Abschnitte in der Ebene
der radialen Ausdehnungsrichtung aufeinander zu.
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Auf
diese Weise ergibt sich ein radialer Querschnitt eines Filterelementes,
der an eine Birnenform erinnert, so dass bei einem Einbringen des
Luftfilterelementes in ein Luftfiltergehäuse mit dem schmaleren
Ende voran eine verbesserte Dichtung erreicht werden kann, da die
geneigt verlaufenden im Wesentlichen geraden Abschnitte erst kurz
vor der Endposition kraftbeaufschlagt eine dichtende Verbindung
eingehen, sodass insbesondere während des Einführens
des Luftfilterelementes lange schleifende Bewegungen von zwei Dichtflächen
aufeinander im Wesentlichen vermieden werden können. Dieses
ist insbesondere in staubhaltigen Umgebungen von Bedeutung, sodass
die Dichtungsoberfläche wesentlich weniger be ansprucht
wird und insbesondere im Wesentlichen in die Dichtungsrichtung kraftbeaufschlagt
wird, für die diese ausgelegt ist.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist der
zweite Filterbalg in einer Ebene der radialen Ausdehnungsrichtung
einen ersten gebogenen Abschnitt und einen zweiten gebogenen Abschnitt auf
mit einem jeweils dazwischen liegenden ersten im Wesentlichen geraden
Abschnitt und einem zweiten im Wesentlichen geraden Abschnitt derart,
dass der erste und zweite gebogene Abschnitt sowie der erste und zweite
im Wesentlichen gerade Abschnitt eine geschlossene ovale Umfangskontur
darstellen.
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Auf
diese Weise korrespondiert der innere Faltenbalg von seiner Formgebung
mit der Formgebung des äußeren Faltenbalges. Damit
kann eine strömungsoptimierte Geometrie und ein strömungsoptimierter
Anströmkanal bereitgestellt werden, der sich aus dem Zwischenraum
zwischen dem ersten Filterbalg und dem zweiten Filterbalg ergibt,
und der ebenfalls eine geschlossene ovale Umfangskontur darstellen
kann.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sind an einem
ersten axialen Ende des zweiten Filterbalges der erste gerade Abschnitt
mit dem zweiten geraden Abschnitt derart mit einem ersten Dichtungselement
miteinander verbunden, dass eine Reingasseite und eine Rohgasseite
des zweiten Filterbalges fehlluftdicht voneinander getrennt sind.
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Insbesondere
bei einer Ausgestaltung des zweiten Filterbalges in Form einer ovalen
Umfangskontur können somit die gegenüber liegenden
im Wesentlichen geraden Abschnitte durch einen Dichtungswulst miteinander
verbunden werden, so dass sich auf dem gegenüber dem ersten
axialen Ende liegenden zweiten axialen Ende ein An- bzw. Abströmkanal
bildet, der in Richtung des ersten axialen Endes konisch zuläuft.
Insbesondere bei einer ovalen Umfangskontur des zweiten Filterbalges
kann somit eine gravierende Verformung und damit Schubspannung auf
die Filterfalten im Wesentlichen vermieden werden, so dass insbesondere
während der Fertigung die Gefahr einer Beschädigung
der Filterfalten reduziert werden kann.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung erstreckt
sich das erste Dichtungselement in einer Ebene der radialen Ausdehnungsrichtung
nur teilweise über die Tiefe der zweiten Filterfalten des
zweiten Filterbalges.
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Insbesondere
wenn die zweiten Filterfalten des zweiten Filterbalges wechselseitig
mit einer Verklebung versehen sind, um eine Reingasseite von einer
Rohgasseite zu trennen, kann durch eine nur teilweise Überdeckung
der Filterfalten durch das erste Dichtungselement der Bereich zwischen
den Filterfalten offen gelassen werden, wodurch die effektive Anström-
bzw. Abströmfläche eines Anström- bzw.
Abströmkanals erhöht werden kann. Das Dichtungselement
kann dabei im Wesentlichen lediglich die Dichtung der beiden im
Wesentlichen geraden Abschnitte übernehmen, die sich in
der ovalen Form gegenüber liegen, während in den
Filterfalten zur Trennung der Rohgasseite von der Reingasseite eine
Raupenverklebung vorgesehen sein, die beispielsweise an das erste
Dichtungselement angrenzt.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist der erste
Filterbalg und der zweite Filterbalg an jeweils einem zweiten axialen
Ende derart mit einem zweiten Dichtungselement miteinander verbunden,
dass jeweils die Reingasseiten und die Rohgasseiten des ersten Filterbalges
bzw. des zweiten Filterbalges fehlluftdicht voneinander getrennt
sind.
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Somit
können auch der erste Filterbalg und der zweite Filterbalg
dichtend miteinander verbunden werden. Dabei kann das zweite Dichtungselement
auch als ein Kantenschutz ausgestaltet sein, wenn sich das zweite
Dichtungselement bis an die Außenkontur des zweiten axialen
Endes des ersten Filterbalges erstreckt.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung erstreckt
sich das zweite Dichtungselement in einer Ebene der radialen Ausdehnungsrichtung
nur teilweise über die Tiefe der ersten Filterfalten und der
zweiten Filterfalten.
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Auf
diese Weise kann das zweite Dichtungselement verhältnismäßig
schmal ausgestaltet sein und bei einer Verklebung der ersten Filterfalten
bzw. der zweiten Filterfalten durch eine Raupenverklebung können
die entsprechend gegenüber liegenden Seiten der Filterfalten
offen gelassen werden, so dass sich eine Erhöhung der effektiven
An- bzw. Abströmflächen eines An- bzw. Abströmkanals
ergeben. Dabei ist nicht ausgeschlossen, dass an der Außenkontur
des zweiten axialen Endes des ersten Filterbalges ein Kanten- bzw.
Stoßschutz vorgesehen sein kann, der beispielsweise als
eine formwahrende Schale ausgestaltet sein kann, ebenso jedoch aus
dem gleichen Material wie das zweite Dichtungselement gefertigt
sein kann, was insbesondere unter Optimierungsgesichtspunkten eines
Produktionsprozesses von Bedeutung sein kann.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist das
Dichtungselement einen Polyurethanschaum oder andere für
eine Dichtung geeignete Materialien (z. B. andere Schäume
aus Silikon oder auch Vergussmassen, z. B. Polyamid oder Polyurethan)
auf.
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Polyurethanschäume
sind verhältnismäßig leicht zu handhaben
und binden schnell ab, haben dabei jedoch die gewünschten
Eigenschaften, die für eine Dichtungsfunktion, jedoch auch
für eine Kantenschutzfunktion geeignet sind. Die Polyurethan(PUR)schaum
aufweisenden Dichtungselemente können dabei sowohl das
erste Dichtungselement als auch das zweite Dichtungselement sein,
jedoch auch weitere Dichtungselemente. Ferner kann auch die Raupenverklebung
mit Polyurethanschaum aufweisendem Dichtungsmaterial erfolgen.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Reingasseite
des ersten Filterbalges einer Reingasseite des zweiten Filterbalges
zugewandt.
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Daraus
ergibt sich, dass die Anströmseite und damit die Rohgasseite
zwei Anströmkanäle aufweisen, nämlich
einen äußeren Anströmkanal, der über
die äußere Mantelfläche des Filterelementes
definiert ist, und einen zweiten koaxial dazu verlaufenden inneren
Anströmkanal, der durch die Rohgasseite des zweiten Filterelementes
definiert ist. Bei einer Anordnung mit mehr als zwei radial ineinander
liegenden Filterelementen ergeben sich auf diese Weise entsprechend
mehr Anström- bzw. Abströmkanäle. Eine
derartige Ausgestaltung mit zwei Anströmkanälen
auf der Rohgasseite und einem Abströmkanal auf einer Reingasseite
bei einem Filterelement in einer Ausgestaltung mit zwei Filterbälgen
kann auf diese Weise eine optimierte Anströmung auf der
Anströmseite durch eine beispielsweise Zyklonanordnung
ermöglichen, die auf die entsprechenden Anströmkanäle
ausgerichtet ist. Analog kann auf der Abströmkanalseite
eine korrespondierende Anordnung eines Sicherheitselementes vorgesehen
sein. Bei einer derartigen Anordnung, bei der eine Reingasseite
des ersten Filterbalges einer Reingasseite des zweiten Filterbalges
zugewandt ist, kann die Abdichtung des Filterelementes gegenüber
dem Luftfiltergehäuse in einer größeren
Entfernung zu dem Vorabscheider vorgenommen werden, so dass sich
eine Belastung dieser Dichtungsanordnung durch die Anströ mung
aus dem Vorabscheider reduzieren lässt. Insbesondere kann
bei einer derartigen Ausgestaltung der Abströmkanal des
Luftfiltergehäuses mit einer kleineren Querschnittsfläche
ausgestaltet werden als der Anströmkanal des Luftfiltergehäuses,
da der Abströmkanal im Gegensatz zum Anströmkanal über
die Lebensdauer geometrisch nicht durch das Filtrat verengt wird.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist das
Filterelement einen dritten Filterbalg auf, wobei der zweite Filterbalg
und der dritte Filterbalg in einer Ebene der radialen Ausdehnungsrichtung
im Wesentlichen rund ausgestaltet sind, wobei der zweite Filterbalg
und der dritte Filterbalg nebeneinander und radial innerhalb des
ersten Filterbalges angeordnet sind.
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Bei
einer derartigen Ausgestaltung liegen korrespondierende Reingasseiten
bzw. Rohgasseiten jeweils des zweiten und dritten Filterbalges den
Seiten des ersten Filterbalges gegenüber. Der zweite Filterbalg und
der dritte Filterbalg übernehmen dabei die gleiche Funktion.
Durch eine derartige Ausgestaltung können der zweite Filterbalg
und der dritte Filterbalg zusammen eine nahezu ebenso große
Filterfläche aufweisen wie der erste Filterbalg, so dass
eine homogenere Durchströmung der Filterbälge
erreicht werden kann. Selbstverständlich können
der zweite und dritte Filterbalg auch eine von einer runden Form
abweichende Form aufweisen, etwa eine ovale Form.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sind der erste
Filterbalg einerseits und der zweite Filterbalg und der dritte Filterbalg
andererseits an jeweils einem zweiten axialen Ende derart mit einem dritten
Dichtungselement miteinander verbunden, dass jeweils die Reingasseiten
und die Rohgasseiten des ersten Filterbalges bzw. des zweiten Filterbalges
bzw. des dritten Filterbalges fehlluftdicht voneinander getrennt
sind.
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Das
dritte Dichtungselement kann dabei neben der eigentlichen dichtenden
Funktion auch eine Kantenschutzfunktion übernehmen, insbesondere
wenn sich dieses über die gesamte Filterfaltentiefe des äußeren ersten
Filterelementes erstreckt. Das dritte Dichtungselement kann sich
jedoch ebenso nur teilweise über die Filterfaltentiefe
des ersten Dichtungselementes bzw. des zweiten und des dritten Filterelementes
erstrecken, so dass die entsprechenden Faltenzwischenräume
einer Anströmfläche zur Verfügung stehen.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist der
erste Filterbalg eine erste Rohgasseite und eine erste Reingasseite
auf, und der zweite Filterbalg eine zweite Rohgasseite und eine
zweite Reingasseite auf, wobei der erste Filterbalg und der zweite
Filterbalg derart an einer Stirnseite des ersten Filterbalges und
einer Stirnseite des zweiten Filterbalges fehlluftundurchlässig
miteinander verbunden sind, dass entweder ein erster rohgasseitiger
Raum einem zweiten rohgasseitigen Raum oder ein erster reingasseitiger Raum
einem zweiten reingasseitigen Raum entspricht.
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Es
sei verstanden, dass auch eine Kombination der zuvor beschriebenen
Merkmale möglich ist, wodurch sich zum Teil eine synergetische
Wechselwirkung einstellen kann, die über die Summe der
Einzelwirkungen der genannten Merkmale hinausgeht.
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Im
Folgenden werden nun beispielhafte Ausführungsformen der
Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben
und erläutert: Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
eine schematische Anordnung eines Luftfiltergehäuses mit
einem einzusetzenden Filterelement und einem Deckelelement.
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2 zeigt
eine Schnittansicht eines Filterelementes gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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3 zeigt
einen Schnitt orthogonal zu einer axialen Ausdehnungsrichtung eines
Filterelementes gemäß einer beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung.
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4 zeigt
einen Schnitt orthogonal zu dem in 2 gezeigten
Schnitt in einer axialen Ausdehnungsrichtung. 5 zeigt
einen radialen Schnitt einer Umfangsgeometrie eines Filterelementes
gemäß einer beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung.
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6 zeigt
eine Dichtungs- bzw. Kantenschutzkonfiguration eines Filterelementes
gemäß einer beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung.
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7 zeigt
ein Filterelement gemäß einer weiteren beispielhaften
Ausführungsform der Erfindung.
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8 zeigt
eine Unteransicht bzw. eine Teilschnittansicht eines Filterelementes
gemäß einer beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung.
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Die
im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen sind keinesfalls
beschränkend aufzufassen und zeigen zweckmäßige,
jedoch nicht ausschließliche Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung. Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
der Erfindung
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Luftfiltergehäuses 100 mit
einem darin einzusetzenden Filterelement 1 sowie einem
Verschluss- bzw. Haltedeckel 199. Das Luftfiltergehäuse 100 kann
dabei neben dem Filterelement 1, das hier als Hauptfilterelement
ausgestaltet ist, weiterhin ein Vorfilterelement sowie ein Sicherheitsfilterelement
aufweisen bzw. aufnehmen. In der hier gezeigten Ausführungsform
wird das Filterelement 1 in einer Richtung orthogonal zur
Durchströmungsrichtung in das Luftfiltergehäuse
eingebracht. Mit Hilfe einer entsprechenden Geometrie an dem Verschlusselement 199 kann
das in das Luftfiltergehäuse 100 eingebrachte
Filterelement 1 beispielsweise dichtend an eine entsprechende
Dichtfläche im Luftfiltergehäuse 1 angedrückt
werden. Die Kraftbeaufschlagung kann dabei in einer im Wesentlichen
axialen Richtung korrespondierend mit der Durchströmungsrichtung
erfolgen. Darüber hinaus sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar,
bei denen das Filterelement 1 eine Dichtungskonfiguration
aufweist, die eine im Wesentlichen radiale Kraftbeaufschlagung erfordert,
so dass durch das Verschlusselement 199 nicht zwingend
ein Anpressdruck in axialer Richtung erfolgen muss. Das Verschlusselement 199 kann
jedoch ebenfalls eine entsprechende dichtende Anlagefläche
für das Filterelement 1 aufweisen. Ferner weist
das Verschlusselement 199 zweckmäßigerweise
eine Dichtungskonfiguration auf, mit der das Luftfiltergehäuse 100 dichtend
verschlossen werden kann, wenn das Filterelement 1 eingesetzt
ist. Das Filterelement 1 kann dabei, wie in 1 gezeigt,
einen Griff 94 aufweisend, mit dem das Filterelement sowohl
in das Luftfiltergehäuse 100 eingebracht werden
kann als auch aus diesem entnommen werden kann. Derartige Griffe 94 sind
zweckmäßigerweise so ausgestaltet, dass sie auch
mühelos gefunden werden können, wenn kein Blickkontakt
zwischen einer Bedienperson und dem Filterelement 1 vorhanden
ist bzw. die Bedienperson eventuell auch Schutzhandschuhe trägt.
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2 zeigt
eine schematische Schnittansicht eines Filterelementes gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Der Schnitt
durch das Filterelement ist dabei in einer axialen Ausdehnungsrichtung
A ausgeführt, und zwar entlang einer längsten
Ausdehnung in einer radialen Ausdehnungsebene. Dabei ist das Filterelement
1 mit
einem ersten Faltenbalg
10 sowie einem zweiten Faltenbalg
20 versehen.
Der zweite Faltenbalg
20 liegt dabei radial innen zu dem
ersten Faltenbalg
10. Der erste Filterbalg
10 weist
Filterfalten
15 auf, die eine im Wesentlichen in einer
zur axialen Richtung orthogonal verlaufenden Ebene in radialer Ausdehnungsrichtung
verlaufende erste Faltentiefe aufweisen. Analog weist der zweite
Filterbalg
20 Filterfalten
25 auf, die in einer
im Wesentlichen orthogonal zu der axialen Ausdehnungsrichtung verlaufenden
Ebene in radialer Ausdehnungsrichtung verlaufen. Dabei sind hier
der erste Filterbalg
10 und der zweite Filterbalg
20 in Form
eines Sternfilters gefaltet. Der zweite Filterbalg
20 weist
im Vergleich zu dem ersten Filterbalg
10 eine höhere
Faltungstiefe auf. Auf diese Weise kann die effektive Filterfläche
des innen liegenden zweiten Filterbalges
20 erhöht
werden. Die nachfolgende Tabelle zeigt eine Auswahl von möglichen
Konfigurationen, die eine Erfindungsgemäße Filtervorrichtung
aufweisen kann.
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In
der hier gezeigten Ausführungsform ist der erste Faltenbalg 10 an
einem ersten axialen Ende 11 mit einer formstabilen Abdeckung 60 versehen.
Diese formstabile Abdeckung kann sich dabei wie in der 2 gezeigt über
die gesamte Faltentiefe des ersten Faltenbalges 10 erstrecken.
Jedoch kann sich diese formwahrende Schale auch nur über
Teile der ersten Faltentiefe des Faltenbalges 10 erstrecken
und die Falten beispielsweise am radial innen liegenden Bereich
gegenüber liegend zu den Falten des zweiten Faltenbalges 20 in
einer Anströmrichtung unbedeckt lassen. In letzterem Fall
erhöht sich die effektive Anströmfläche
in einen Kanal, der durch den ersten Faltenbalg 10 und
den zweiten Faltenbalg 20 gebildet wird. Die formwahrende Schale 60 kann
dabei beispielsweise aus einem verhältnismäßig
harten Kunststoff bestehen, ebenso jedoch auch aus einem Metall
oder einem anderen formstabilen Material. Die formstabile Schale 60 kann
dabei beispielsweise mittels eines Polyurethan(PUR)schaum dichtend
eingeklebt werden. Ferner kann an der formwahrenden Schale 60 auch
eine Dichtungskonfiguration angeordnet sein, mit der das Filterelement
gegenüber einem Luftfiltergehäuse abgedichtet
werden kann, so dass eine Rohgasseite und eine Reingasseite des
Filterelementes fehlluftdicht voneinander getrennt werden können.
Die dabei vorgesehene Dichtungskonfiguration kann sowohl eine axial
dichtende Dichtung als auch eine radial dichtende Dichtung sein.
Die in 2 gezeigte Ausführungsform zeigt hier
eine umlaufende Dichtungskerbe, in die eine korrespondierende Dichtungsgeometrie
eines Luftfiltergehäuses bzw. eines Luftfiltergehäusedeckels
eingreifen kann.
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Der
erste Filterbalg als auch der zweite Filterbalg können
einen gekrümmten ersten Bereich 16, 26 und einen
gekrümmten zweiten Bereich 17, 27 sowie
jeweils dazwischen liegenden ersten im Wesentlichen geraden Bereich 18, 28 und
einen zweiten im Wesentlichen geraden Bereich 19, 29 aufweisen,
so wie später mit Bezugnahme auf 3 noch beschrieben
wird.
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Die
im Wesentlichen geraden Bereiche 28, 29 des zweiten
Faltenbalges können mit einem Dichtungselement 51 derart
miteinander abdichtend verbunden werden, dass eine Reingasseite
und eine Rohgasseite fehlluftdicht voneinander getrennt sind. Das
Dichtungselement 51 kann sich da bei beispielsweise nur
teilweise über die Filterfalten 25 des zweiten
Filterbalges erstrecken. Die Falten können dann einseitig
verklebt bzw. verschlossen sein, sodass auch bei einer nur teilweisen Überdeckung
der Faltentiefe durch das Dichtungselement eine Trennung von Rohgasseite
und Reingasseite erreicht wird. Die Verklebung ist dann auf der
dem Dichtungselement zugewandten Seite angeordnet. Dies kann pro
Filterbalg so ausgeführt werden, dass nur an einer axialen
Stirnseite das Zusammenheften der Stirnkanten der Filterfalten erfolgt,
wohingegen die Stirnkanten der Filterfalten an der gegenüberliegenden
Stirnseite von einem Abdeckelement beispielsweise in Form einer formwahrenden
Schale abgedeckt sind. Bezogen auf die beiden Filterbälge
wird das Zusammenheften der Stirnkanten der Filterfalten und die
Abdeckung wechselseitig durchgeführt, so dass beispielsweise
am radial außenliegenden Filterbalg die Stirnkanten verklebt
und auf gegenüberliegender axialer Stirnseite von einem Abdeckring
abgedeckt sind und am radial innenliegenden Filterbalg die axiale
Anströmseite von einer Abdeckscheibe überdeckt
ist. Die Stirnkanten auf einer gegenüberliegenden axialen
Abströmseite sind können zusammengeheftet bzw.
zusammengeklebt sein. Durch das Zusammenheften bzw. Zusammenkleben
der Stirnkanten entstehen in Achsrichtung verlaufende Strömungsräume
bzw. Kanäle, wobei im Zusammenhang mit den Abdeckelementen
sichergestellt ist, dass das herangeführte Fluid die Filterwandung
in radiale Richtung durchströmt.
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Jedoch
ist auch denkbar, dass sich das Dichtungselement 51 über
die gesamte Faltentiefe der Filterfalten 25 erstreckt.
Dabei wird ein erhöhter Stoßschutz insbesondere
für die exponierten Ecken der Filterfalten 25 ermöglicht,
jedoch die effektive Anström- bzw. Abströmfläche
eines Anström- bzw. Abströmkanals verkleinert,
der zwischen dem ersten Filterbalg 10 und dem zweiten Filterbalg 20 gebildet
wird.
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Darüber
hinaus kann ein zweites Dichtungselement 52 vorgesehen
sein, das ein zweites axiales Ende 12 des ersten Filterbalges 10 und
ein zweites axiales Ende 22 des zweiten Filterbalges 20 dichtend
miteinander verbindet, so dass eine Reingasseite und eine Rohgasseite
voneinander getrennt werden.
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Es
sei angemerkt, dass das in 2 gezeigte
Filterelement sowohl von dem ersten axialen Ende 11, 21 als
auch von dem zweiten axialen Ende 12, 22 her angeströmt
werden kann. Die entsprechende Einbaurichtung in einen Luftfilter
ergibt sich aus den entsprechenden Anforderungen und äußeren
Gegebenheiten.
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Der
zweite Filterbalg 20 kann gegenüber dem ersten
Filterbalg 10 geneigt sein. Dabei kann, wie in 2 gezeigt,
der erste Filterbalg 10 im Wesentlichen parallel zu einer
axialen Ausdehnungsrichtung A verlaufen, während der zweite
Filterbalg 20 gegenüber der axialen Ausdehnungsrichtung
A geneigt ist. Aufgrund dieser Neigung kann sich zum Einen durch
die Diagonale die effektive Filterfläche des zweiten Filterbalges 20 erhöhen
und zum Anderen ein konisch verlaufender Anström- bzw.
Abströmkanal bereitgestellt werden, der zwischen dem zweiten
Filterbalg 20 gebildet wird, ebenso wie zwischen den inneren
Flächen des inneren Filterbalges 20. In einer
Ausführungsform ist der radial außenliegende Filterbalg
zylinderförmig ausgebildet, wobei dessen Außendurchmesser
und dessen Innendurchmesser sich über die axiale Länge
nicht ändern. Anstelle dieser zylinderförmigen
Ausführung kann in einer alternativen Ausführungsform
in Bezug auf die baulichen Erfordernisse des Filtergehäuses 100 auch
am Außendurchmesser eine Konizität ausgebildet
sein, wodurch sich bei Montage des Filterelementes 1 im
Filtergehäuse 100 aufgrund des stetig abnehmenden
Außendurchmessers ein zusätzlicher Raum im Inneren
des Filtergehäuses bildet, der die Abströmung
von gereinigtem Fluid in vorteilhafter Weise beeinflusst, und die
Strömungsgeschwindigkeit sowie mit dieser sich einstellende
Geräusche minimiert. Der radial innenliegende der Filterbälge 20 kann
dabei auch eine Konusform aufweisen, wobei sich der Konus von der
Anströmseite zur Abströmseite hin verjüngen
kann. Dadurch wird ein Strömungsraum zwischen den Filterbälgen 10, 20 in
Form eines Ringkonus erhalten, der sich zur Abströmseite hin
verbreitert und in eine Abströmöffnung ausmündet.
Dies ist unter strömungstechnischen Gesichtspunkten bezüglich
der Ableitung der gereinigten Luft bzw. des gereinigten Fluides
von Bedeutung. Über die axiale Länge gesehen besitzt
der Strömungsraum somit einen sich ändernden Querschnitt,
wobei die Änderungsrate in axiale Richtung im Wesentlichen
konstant ist. Grundsätzlich ist aber auch eine über
die axiale Länge variierende Änderungsrate möglich.
Des Weiteren kann der Strömungsraum auch einen gleichbleibenden
Querschnitt aufweisen, was dann der Fall ist, wenn die Innenseite
des äußeren Filterbalges und die Außenseite
des inneren Filterbalges konzentrisch zueinander verlaufen, d. h.
an diesen keine Konizitäten oder übereinstimmende Neigungen
ausgeführt sind. Ist zum Beispiel der außenliegende
der beiden Filterbälge mit einem konstanten Innendurchmesser
versehen, während an der Außenmantelfläche
des radial innenliegenden Filterbalges 20 eine Konizität
ausgebildet ist, entsteht ein konisch verlaufender Ringraum. Dieser
Ringraum mündet abströmseitig in einer Austrittsöffnung.
In diesen Ringraum kann ein Stützgerüst 85 eingelassen
werden, welches den Strömungsraum zwischen den Filterbälgen
einfasst. Insbesondere bei großen, voluminösen
Filtereinrichtungen, deren Filterelemente ein entsprechend höheres
Gewicht aufweisen, dient dieses Stützgerät, das
beispielsweise als Kunststoffspritzgussteil oder aus Metall gefertigt
ist, zur Steigerung der Stabilität. Dieses Stützgerüst 85 kann
sowohl in axiale als auch in radiale Richtung verlaufende Rippen
aufweisen, über welche insbesondere voluminöser
bauende Filterbälge auseinandergehalten werden können,
so dass der zwischen diesen ausgebildete konisch verlaufende Strömungsraum
hinsichtlich seiner Geometrie ein konstantes Aussehen behält.
Das Stützgerüst bietet hier die geforderte mecha nische
Stabilität durch Abstützung. Das Stützgerüst kann
beispielsweise einstückig ausgeführt sein. Sowohl
der erste, radial außenliegende Filterbalg 10 als
auch der zweite radial innenliegende Filterbalg 20 werden
im Wesentlichen in radialer Richtung durchströmt.
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Eine
derart konische Form kann zum Einen dadurch stabilisiert werden,
dass die Neigung und Position des zweiten Filterbalges gegenüber
dem ersten Filterbalg durch die dichtenden Elemente 52 bzw. 51 bzw.
die formwahrende Schale 60 festgelegt wird. Alternativ
oder ergänzend kann die Stabilität auch durch
einen Käfig bzw. ein Gerüst 85 erreicht
werden, der bzw. das die Formstabilität der beiden Filterbälge
zueinander wahrt. Insbesondere während des Fertigungsprozesses
des Filterelementes kann bei einem Aufbringen der Dichtungselemente 51 und 52 der
formwahrende Halterahmen 85 die Filterbälge derart
in Position halten, dass ein problemloses Aufbringen der Dichtungselemente 51 und 52 ermöglicht
wird.
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3 zeigt
eine Schnittansicht, die orthogonal zu der axialen Ausdehnungsrichtung
A verläuft, so wie sie in 2 eingezeichnet
ist. In der in 3 gezeigten Schnittansicht weist
das Filterelement eine im Wesentlichen ovale Form auf mit gekrümmten
und im Wesentlichen geraden Abschnitten. Sowohl der Filterbalg 10 als auch
der Filterbalg 20 weisen dabei einen im Wesentlichen ersten
gekrümmten Bereich 16, 26 als auch einen zweiten
im Wesentlichen gekrümmten Bereich 17, 27 auf,
ebenso wie einen ersten im Wesentlichen geraden Bereich 18, 28 als
auch einen zwei ten im Wesentlichen geraden Bereich 19, 29.
Es sei dabei angemerkt, dass der im Wesentlichen gerade Bereich 18, 28, 19, 29 ebenso
eine Krümmung aufweisen kann, die jedoch wesentlich geringer
ist als die Krümmung der gekrümmten Bereiche 16, 26, 17, 27.
Die gekrümmten Bereiche gehen dabei im Wesentlichen knickfrei
in die im Wesentlichen geraden Bereiche über, so dass sich
eine im Wesentlichen ovale oder auch elliptische Querschnittsform
des Filterelementes ergibt. Auf diese Weise kann das Filterelement
schmal ausgestaltet werden und eine entsprechende Öffnung
in einem Luftfiltergehäuse schmäler ausgestaltet
werden als bei einem Filterelement mit einem beispielsweise kreisrunden
Querschnitt mit einer vergleichbaren Filterleistung.
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4 veranschaulicht
den strukturellen Aufbau eines Filterelementes gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Dabei weist
auch hier der äußere erste Filterbalg 10 einen
ersten gekrümmten Abschnitt 16 und einen hier
aufgrund des Schnittes nicht dargestellten zweiten gekrümmten
Abschnitt 17 auf. Ferner sind die im Wesentlichen geraden
Abschnitte 18 und 19 dargestellt, die in der hier
gezeigten Ausführungsform ohne Krümmung ausgeführt
sind. Analog weist der geneigt ausgeführte zweite innere
Faltenbalg ebenfalls einen gekrümmten Bereich 26 sowie
einen zweiten hier nicht gezeigten gekrümmten Bereich 27 auf sowie
einen ersten im Wesentlichen geraden Bereich 28 und einen
zweiten im Wesentlichen geraden Bereich 29. Auch bei dem
hier in axiale Richtung geneigt dargestellten zweiten Filterbalg 20 sind
die beiden im Wesentlichen geraden Bereiche 28, 29 ohne
Krümmung ausgeführt. Die beiden geraden Bereiche 28, 29 des zweiten
Filterbalges 20 sind so zueinander positioniert, dass sie über
ein Dichtungselement 51 an einem ersten axialen Ende 21 derart
gegeneinander abgedichtet werden, dass eine Feingasseite von einer
Rohgasseite fehlluftdicht getrennt ist. Ferner ist die formwahrende
Schale 60 hier derart ausgestaltet, dass sie sich über
die gesamte Faltentiefe des äußeren ersten Faltenbalges 10 erstreckt.
Es sei jedoch angemerkt, dass sich das Dichtungselement 51 auch über
die gesamte Faltentiefe des zweiten Faltenbalges erstrecken kann,
ebenso wie die formwahrende Schale 60 sich nur über
einen Teil der Faltentiefe des ersten Faltenbalges 10 erstrecken kann.
Am zweiten axialen Ende 12 des ersten Filterbalges 10 sowie
am zweiten axialen Ende 22 des zweiten innen liegenden
Filterbalges 20 ist in der gezeigten Ausführungsform
ein weiteres Dichtungselement 52 vorgesehen, das den Filterbalg 10 gegenüber
dem zweiten Filterbalg 20 derart fehlluftdicht abdichtet,
dass eine ordnungsgemäße Filterfunktion gewährleistet
ist. In der hier in 4 gezeigten Ausführungsform
erstreckt sich das abdichtende Element 52 über
die gesamte Faltentiefe des äußeren Faltenbalges 10 als
auch des inneren Faltenbalges 20. Es sei jedoch verstanden,
dass sich das Dichtungselement 51 auch nur teilweise über
die Faltentiefe des ersten Faltenbalges 10 bzw. nur teilweise über
die Faltentiefe des zweiten Faltenbalges 20 erstre cken
kann. Sowohl das Dichtungselement 51 als auch das Dichtungselement 52 können
beispielsweise aus einem Polyurethanschaum gefertigt sein, jedoch
auch aus irgendeinem anderen für eine Dichtung geeigneten
Material. Der Faltenbalg 10 kann gegenüber dem
Faltenbalg 20 durch einen Stützkäfig
bzw. einen Stützkorb 85 abgestützt sein,
so dass der Anström- bzw. Abströmkanal auch bei
stärkerer Luftströmung offen gehalten werden kann.
Dieser Korb 85 kann beispielsweise an der formwahrenden
Schale 60 befestigt sein, so dass sich zusammen mit der
formwahrenden Schale ein stützendes Gerüst für
die zueinander geneigten Filterbälge 10 und 20 ergibt.
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5 zeigt
eine Schnittansicht in einer radialen Ebene eines Filterelementes
gemäß einer beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung. Bei der hier gezeigten Kontur des Filterelementes 1 wird
nur Bezug genommen auf die gekrümmten und im Wesentlichen
geraden Abschnitte bezüglich des ersten äußeren
Faltenbalges 10, wobei sich die Angaben analog für
den inneren Faltenbalg 20 ergeben. 5 zeigt
eine Ausführungsform, bei der die beiden im Wesentlichen
geraden Abschnitte 18, 19 in einer radialen Schnittebene
zueinander geneigt sind. Sie verbinden die jeweils gekrümmten
Bereiche 16 und 17 derart miteinander, dass sich eine
geschlossene Kontur ergibt, die dadurch beispielsweise die Form
einer Birne oder eines Tropfens erhalten kann. Durch eine derartige
Neigung der im Wesentlichen geraden Bereiche 18, 19 kann
beispielsweise eine erleichterte und vereinfachte Einführung
in ein Luftfiltergehäuse erreicht werden. Dabei sei verstanden,
dass die in 5 gezeigte Neigung bzw. Schrägstellung
in der radialen Ebene verhältnismäßig
deutlich ausgeprägt ist. Dabei kann diese Neigung bzw.
Schrägstellung in einer tatsächlichen Ausführungsform
auch wesentlich geringer ausfallen, insbesondere wenn es um eine
optimierte Ausgestaltung eines Filterelementes geht, bei der die
Neigung gegenüber den verbleibenden Filterparametern optimiert
ausgelegt wird. Auch hier können die gekrümmten
Bereiche im Wesentlichen knickfrei in die geraden Bereiche 18, 19 übergehen.
Eine derartige Anordnung zueinander geneigter im Wesentlichen gerader
Abschnitte ist insbesondere bei einer radialen Kraftbeaufschlagung
von Relevanz. Durch eine derart geneigte Anordnung kann erreicht
werden, dass eine ebenfalls geneigte Anordnung einer Gegendichtfläche
erst kurz vor der Endposition in Kontakt bzw. in eine Kraftbeaufschlagung
gerät, so dass über weite Bereiche eine im Wesentlichen
quer verlaufende Schleifbewegung der beiden Dichtflächen übereinander
vermieden werden kann. Auf diese Weise kann die Lebensdauer der
Dichtflächen erhöht werden, insbesondere bei einem
Luftfiltergehäuse, das im Regelfall eine wesentlich längere
Lebensdauer aufweist als das Filterelement 1, das in regelmäßigen
Abständen ausgetauscht wird.
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6 stellt
eine beispielhafte Ausführungsform eines zweiten inneren
Faltenbalges dar. Dabei ist neben dem Dichtungselement 51,
das die im Wesentlichen geraden Abschnitte 28, 29 miteinander
dichtend verbindet, ferner ein Abstandshalter bzw. Kantenschutz 86 vorgesehen,
der insbesondere in dem gekrümmten Bereich 26 des
zweiten Faltenbalges 20 die in diesem Bereich angeordneten
Filterfalten 25 in einem gewissen Abstand hält,
so dass diese bei einer verstärkten Luftanströmung
nicht gegeneinander gepresst werden und kollabieren. Dieses Kantenschutz-
bzw. Abstandselement 86 kann dabei aus dem gleichen Material
wie das Dichtungselement 51 gefertigt sein und im gleichen
Fertigungsschritt aufgebracht werden. Jedoch sei verstanden, dass
das Element 86 auch aus einem anderen Material bestehen
kann, insbesondere wenn das Abstands- und Kantenschutzelement 86 ferner
die Funktion eines Stoß- bzw. Verformungsschutzes übernehmen soll,
jedoch nicht die räumliche Ausdehnung erhalten soll wie
das Dichtungselement 51. Insbesondere kann hier ein harter
Klebstoff in Form einer Leimraupe aufgebracht werden, die in diesem
Fall beispielsweise eine höhere Härte aufweist
als das Material des Dichtungselementes 51.
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7 zeigt
eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines Filterelementes,
bei der innerhalb des äußeren ersten Faltenbalges 10 sowohl
ein zweiter Faltenbalg 20 als auch ein dritter Faltenbalg 30 vorgesehen ist.
Dabei befindet sich der zweite Faltenbalg 20 und der dritte
Faltenbalg 30 nebeneinander und zusammen innerhalb des
Faltenbalges 10. Der Faltenbalg 10 kann wiederum
mit einer formwahrenden Schale 60 an seinem ersten axialen
Ende abgedeckt sein, wodurch beispielsweise eine Dichtungskonfiguration
bereitgestellt werden kann, ebenso wie beispielsweise Griffe 84.
Das erste Dichtungselement 51 verbindet hier ebenfalls
die Falten des zweiten Faltenbalges 20 bzw. die Falten
des dritten Faltenbalges 30, wobei durch die nun in dieser Ausführungsform
kreisrund ausgestalteten Faltenbälge 20, 30 nicht
mehr die gegenüber liegenden Seiten als gerade Abschnitte
ausgestaltet sind, sondern das Dichtungselement 51 vielmehr
als ein abdichtender Teller auf dem ersten axialen Ende des zweiten
Faltenbalges 20 bzw. des dritten Faltenbalges 30 aufliegt.
Ferner kann ein drittes Dichtungselement 53 vorgesehen
sein, das den ersten Faltenbalg 10 einerseits und den zweiten
Faltenbalg 20 sowie den dritten Faltenbalg 30 andererseits
gegeneinander abdichtet, so wie nun mit Bezugnahme auf 8 beschrieben
wird.
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8 zeigt
eine weitere Ansicht des in 7 gezeigten
Filterelementes, bei dem innerhalb des ersten Faltenbalges 10 sowohl
ein zweiter Faltenbalg 20 als auch parallel dazu ein dritter
Faltenbalg 30 vorgesehen ist. Auf der gegenüber
liegenden Seite der zweiten axialen Enden ist ein Dichtungselement 53 vorgesehen, das
den ersten Faltenbalg 10, den zweiten Faltenbalg 20 und
den dritten Faltenbalg 30 fehlluftdicht miteinander abdichtet.
Die in 8 gezeigte Ausführungsform zeigt das
Dichtungselement 53 mit einer Erstreckung über
die gesamte Faltentiefe sowohl des ersten Faltenbalges als auch
des zweiten und dritten Faltenbalges. Es sei jedoch verstanden,
dass sich das Dichtungselement 53 auch nur teilweise über
den ersten Faltenbalg bzw. nur teilweise über den zweiten
bzw. dritten Faltenbalg erstrecken kann. In der in 8 gezeigten
Ausführungsform kann das Dichtungselement 53 aufgrund
seiner Erstreckung bis zu der äußeren Mantelfläche
auch als Stoßschutz fungieren. Ferner können an
diesem Dichtungselement 53 Abstandshalter 54 vorgesehen
sein, um eine Zentrierung des Filterelementes 1 in einem
Luftfiltergehäuse zu gewährleisten. Es sei verstanden, dass
auch die anderen Dichtungselemente, insbesondere das Dichtungselement 52 derartige
Abstandshalter 54 aufweisen können, um eine Zentrierung
des Filterelementes 1 in einem Luftfiltergehäuse 100 zu
gewährleisten.
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Es
sei angemerkt, dass der Begriff „umfassen” weitere
Elemente nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff „ein” und „eine” mehrere
Elemente und Schritte nicht ausschließt.
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Die
verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung
der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend
betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die
Ansprüche wiedergegeben wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1364695
A1 [0004]
- - WO 2008/067030 [0005]
