-
Technisches Gebiet
-
Die
Erfindung betrifft einen Luftfilter, insbesondere einen Rechteckluftfilter,
umfassend: ein zieharmonikaartig gefaltetes Filtermedium, insbesondere
ein Filterpapier.
-
Stand der Technik
-
Ein
derartiger Luftfilter zur Verwendung für Verbrennungsmaschinen
ist z. B. aus der
GB 21 97 802 bekannt.
-
Für
den sicheren Betrieb derartiger Verbrennungsmaschinen ist es wichtig,
dass die verwendeten Luftfilter einen bestimmten Luftdurchsatz garantieren.
Will man bei bestehenden Luftfiltern die Stanzeit bzw. die Wartungsintervalle
vergrößern, so könnte man zwar die Filterfläche
vergrößern. Dies würde aber zu einer
Vergrößerung des Filters führen, was aus
konstruktionsbedingten Gründen von Nachteil wäre.
-
In
der
GB 21 97 802 wird
vorgeschlagen, in einem Abstand von einem zylindrischen, gefalteten Filterpapier
eine ringförmige Schicht aus einem Polyurethan-Schaum anzuordnen.
Die rohluftseitig angeordnete Schicht soll der Diffusion der eintretenden Rohluft
sowie als Vorfilter dienen, um einen gleichmäßigeren
Luftstrom durch das Filterpapier und damit eine Erhöhung
der Lebensdauer des Filters zu bewirken.
-
Aus
der
EP 0 599 336 A1 ist
ein Rechteckluftfilter bekannt, an dem rohluftseitig ein vollständig oder überwiegend
aus mechanisch, adhäsiv oder kohäsiv verfestigten
Faserschichten bestehendes, vorwiegend textiles Flächengebilde
angebracht ist.
-
Die
DE 20 30 1643 beschreibt
einen Luftfilter zum Einbau in den Luftströmungskanal eines
Kraftfahrzeugs, bestehend aus einem Faltenbalg aus einer Vielzahl
von zieharmonkiaähnlich gefalteten, zusammenhängenden
Falten mit oberen und unteren Faltkanten. Der Filtereinsatz weist
eine als weiteres Filter dienende Filtermatte auf, wobei die Filtermatte auf
den oberen oder unteren Faltklanten der Falten flächig
aufliegt und an wenigstens zwei Außenseiten des Faltenbalgs,
in welchen die Falten enden, einen über den Faltenbalg überstehenden
Rand als Dichtrand zur Abdichtung des Filtereinsatzes innerhalb des
Strömungskanals aufweist.
-
Es
ist die Aufgabe der Erfindung, einen Luftfilter der eingangs genannten
Art dahingehend weiterzubilden, dass ein einfaches, billig herzustellendes und
insbesondere standzeitverlängertes Luftfilter geschaffen
wird.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe gelöst durch einen Luftfilter der eingangs
genannten Art, bei dem eine Schaumstoffplatte zumindest auf einem
Teil der rohluftseitigen oder reinluftseitigen Faltkanten des zieharmonikaartig
gefalteten Filtermediums flächig aufliegt. Die Schaustoffplatte
kann als zusätzliches Filter und/oder als stirnseitiges
Dichtungselement dienen und ermöglicht eine kompakte Bauform des
Luftfilters.
-
In
der eingangs zitierten
EP
0 599 336 A1 und der
DE
20 30 1643 wird hingegen Schaumstoff lediglich zur seitlichen
Abdichtung des Luftfilters verwendet. Erfindungsgemäß wird
vorgeschlagen, die Schaumstoffplatte an der rohluftseitigen bzw.
der reinluftseitigen Stirnseite des Filtermediums anzuordnen, wobei
die Schaumstoffplatte die rohluftseitigen bzw. reinluftseitigen
Falten des Filtermediums zumindest teilweise überdeckt.
Im Sinne dieser Anmeldung wird hierbei unter einem flächigen
Aufliegen der Schaumstoffplatte verstanden, dass die Schaumstoffplatte
zumindest drei oder mehr, bevorzugt fünf oder mehr, insbesondere
zehn oder mehr Falten des Filtermediums überdeckt.
-
In
einer Ausführungsform besteht die Schaumstoffplatte aus
einem offenporigen Schaumstoff. In diesem Fall ist die Schaumstoffplatte
für die zu filternde Luft durchlässig und kann
daher als dem gefalteten Filtermedium vorgeschaltetes oder nachgeschaltetes
weiteres Filtermedium dienen. Günstig an der Verwendung
einer Schaumstoffplatte als Filter ist es, dass diese besonders
kostengünstig herzustellen ist. Insbesondere wenn die Schaumstoffplatte als
Vorfilter bzw. als Vorabscheider verwendet wird, kann auch eine
vorzeitige Beladung des Filtermediums (Filterpapiers) vermieden
und so die Standzeit des Luftfilters erhöht werden.
-
Der
offenporige, in der Regel netzartige und flexible Schaumstoff kann
hierbei insbesondere ein Schaumstoff auf Polyester- bzw. Polyätherbasis sein. Insbesondere
kann es sich um einen Polyurethan(PUR)-Schaumstoff handeln, z. B.
um einen PUR-Ester.
-
Die
Schaumstoffplatte kann mindestens zwei Schaumstoffschichten mit
unterschiedlicher Porosität aufweisen, um Partikel von
unterschiedlicher Größe aus der in die Schaumstoffplatte
eintretenden Luft auszufiltern. Hierbei kann eine Filterung von
großen Partikeln in der bzw. den Schaumstoffschichten erfolgen,
welche der Rohluftseite zugewandt sind und die Filterung von kleineren
Teilchen in den nachfolgenden Schichten der Schaumstoffplatte, wodurch
sich die Effektivität der Filterung erhöht. Die
Schaumstoffschichten können hierbei auf unterschiedliche
Weise, z. B. durch Verkleben, aneinander befestigt werden.
-
In
einer weiteren Ausführungsform steht zur Abdichtung des
Luftfilters die Schaumstoffplatte zumindest an einer Kante über
den Rand des gefalteten Filtermediums über. In diesem Fall
kann die Schaumstoffplatte eine Dichtfunktion erfüllen.
Insbesondere bei der Verwendung eines offenporigen Schaumstoffs
ist trotz der flächigen Auflage der Schaumstoffplatte auf
dem Filtermedium gewährleistet, dass die effektive Oberfläche
des Filtermediums nicht durch die Schaumstoffplatte reduziert wird,
da die zu filternde Luft die Schaumstoffplatte durchdringen kann.
Es versteht sich, dass die Schaumstoffplatte auch eine Filterwirkung
aufweisen kann, wesentlich ist jedoch, dass diese als Dichtung kostengünstig
an dem Filtermedium angebracht werden kann, da sie mit dem Filtermedium
flächig zur Anlage gebracht wird.
-
Eine
Fixierung der Schaumstoffplatte an dem Filterbalg kann z. B. durch
Verkleben an deren Rändern, punktuell oder ggf. auch vollflächig
erfolgen. Alternativ kann ggf. auch ganz auf eine Fixierung der Schaumstoffplatte
an dem Filterbalg verzichtet werden, wenn die Platte in eine passende
Aussparung an einem Gehäuse für den Luftfilter
eingelegt wird und das Filtermedium gegen die Dichtung an gepresst
wird, was durch den flächigen Kontakt zwischen Filterbalg
und Schaumstoffplatte ohne Beschädigungen bzw. Verformung
des Filtermediums erreicht werden kann, ohne dass eine zusätzliche
Abstützung erforderlich ist.
-
In
einer weiteren Ausführungsform ist die Schaumstoffplatte
als bevorzugt rechteckiger Rahmen ausgebildet, der die rohluftseitigen
oder die reinluftseitigen Faltkanten entlang des Außenrandes
des Filtermediums überdeckt. Die Schaumstoffplatte dient
hierbei als Dichtung und kann wie oben beschrieben über
die Kante des Filtermediums überstehen, es ist alternativ
aber auch möglich, eine insbesondere rahmenförmige
Dichtung vorzusehen, die nicht randseitig über das Filtermedium übersteht.
Ist die Überdeckung des Filtermediums durch die Schaumstoffplatte
nicht zu groß, kann auch ein geschlossenporiger Schaumstoff
verwendet werden, da der Schaumstoff in diesem Fall nur einen geringen Einfluss
auf die Filterwirkung des Filtermediums besitzt. Es versteht sich,
dass die Schaumstoffplatte das Filtermedium bzw. den Filterbalg
rohluftseitig oder reinluftseitig ggf. nur teilweise überdecken
und eine von einer rahmenförmigen Formgebung abweichende
Geometrie aufweisen kann.
-
In
einer weiteren Ausführungsform überdeckt die Schaumstoffplatte
die rohluftseitigen oder die reinluftseitigen Faltkanten des Filtermediums
im Wesentlichen vollständig. In diesem Fall dient die Schaumstoffplatte
als Filterelement und überdeckt die Rohluftseite bzw. die
Reinluftseite des Filterbalgs vollflächig. Um die Standzeit
des Filtermediums zu erhöhen ist es günstig, wenn
die Schaumstoffplatte rohluftseitig als Vorfilter angebracht wird.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der
Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen,
und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können
je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination
bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Ausführungsbeispiele
sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen:
-
1a,
b eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Luftfilters mit einer vollflächig auf einen Filterbalg
aufgebrachten Schaumstoffplatte in einem seitlichen Schnitt sowie
in einer Draufsicht auf die Reinseite, und
-
2a,
b eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Luftfilters mit einer entlang des Randbereichs des Filterbalgs vorgesehenen Schaumstoffplatte
in einer seitlichen Schnittansicht sowie in einer Draufsicht.
-
Ausführungsform(en) der Erfindung
-
1a,
b zeigen einen Rechteck-Luftfilter 1, der ein Filtermedium 2 in
Form eines zieharmonikaartig gefalteten Filterpapiers (im Folgenden
auch: Faltenbalg) aufweist. Die zusammenhängenden Falten des
Faltenbalgs 2 weisen obere, rohluftseitige Faltkanten 3 sowie
untere, reinluftseitige Faltkanten 4 auf. An der Oberseite
des Luftfilters 1 ist (z. B. durch Kleben) eine Schaumstoffplatte 5 angebracht,
welche auf den reinluftseitigen Faltkanten 3 des Filtermediums 2 vollflächig
aufliegt und am Rand 6 über die Kanten des Filterbalgs 2 übersteht
(vgl. 1b), um einen Dichtrand zur
Abdichtung des Luftfilters 1 z. B. gegen ein (nicht gezeigtes)
Gehäuse zu bilden.
-
Die
Schaumstoffplatte 5 besteht aus einem offenporigen, luftdurchlässigen
Schaumstoff, im vorliegenden Fall einem Polyurethan-Ester, und dient als
Vorfilter bzw. als Vorabscheider. Es versteht sich, dass auch andere
Schaumstoff-Materialien, die luftdurchlässig sind bzw.
eine Filterwirkung haben, insbesondere auf Polyester- bzw. Polyätherbasis,
als Materialien für die Schaumstoffplatte 5 gewählt
werden können.
-
Der
offenporige Schaumstoff der Schaumstoffplatte 5 besteht
aus einer oberen Schaumstoffschicht 5a und einer unteren
Schaumstoffschicht 5b, die z. B. durch Kleben miteinander
verbunden sind. Die obere Schaumstoffschicht 5a dient der
Filterung grober Partikel aus der rohseitig (vgl. die Pfeile in 1a)
eintretenden Luft und weist eine größere Porosität
auf als die untere Schaumstoffschicht 5b, welche zur Filterung
bzw. zur Abscheidung feinerer Partikel dient. Der Filterbalg 2 dient
schließlich der Filterung von Partikeln, die eine noch
geringere Partikelgröße aufweisen als die an den
Schaumstoffschichten 5a, 5b gefilterten Partikel.
Es versteht sich, dass alternativ nur eine oder ggf. auch mehr als
zwei Schaumstoffschichten als Vor-Filterstufen verwendet werden
können. Auch kann die Oberfläche der Schaumstoffschichten
zusätzlich angeraut werden, um die mit der zu filternden
Luft in Kontakt stehende Fläche zu erhöhen.
-
Alternativ
zur der in 1a, b gezeigten Ausführung,
bei der die Schaumstoffplatte 5 sowohl an den Schmalseiten
als auch an den Längsseiten übersteht, ist es
auch möglich, dass die Schaumstoffplatte zur Abdichtung
nur an zwei gegenüberliegenden Seiten, z. B. an den Schmalseiten, über
das Filtermedium 2 übersteht. Es versteht sich,
dass es nicht zwingend erforderlich ist, dass die Schaumstoffplatte 5 über
das Filtermedium 2 übersteht, sondern dass diese
auch z. B. bündig mit dem Filtermedium 2 abschließen
kann.
-
Bei
der in 2a, b gezeigten, alternativen Ausführung
des Filterelements 1 besteht die Schaumstoffplatte 5 nur
aus einer einzigen, flexiblen Schaumstoffschicht und steht zur Abdichtung
an den Stirnseiten über den Rand 6 des Filtermediums 2 über.
Die Schaumstoffplatte 5 bildet hierbei einen Rahmen, der
entlang des Randes 6 des Filterbalgs 2 verläuft
und dort flächig auf den rohluftseitigen Falten 3 des
Filterbalgs 2 aufliegt. Es versteht sich, dass die Schaumstoffplatte 5 nicht
zwingend wie in 2b gezeigt mit den Längsseiten
des Filterbalgs 2 bündig abschließt,
sondern ggf. auch weiter innen, d. h. vom Rand des Filterbalgs 2 beabstandet
verlaufen kann, wobei der Abstand in der Regel nicht mehr als 0,5
bis 1 cm betragen sollte.
-
Die
flächige Auflage der Schaumstoffplatte 5 ermöglicht
es, diese auf einfache Weise mit dem Filtermedium 2 zu
verbinden. Auch kann ggf. auf eine Verbindung zwischen Filtermedium 2 und
Schaumstoffplatte 5 vollständig verzichtet werden,
wenn der Luftfilter in eine geeignet ausgebildete Aufnahme eines
(nicht gezeigten) Gehäuses eingesetzt wird, bei der gewährleistet
ist, dass das Filtermedium 2 gegen die Schaumstoffplatte 5 angepresst
und so eine Dichtwirkung erzeugt wird. Durch die flächige
Auflage der Schaumstoffplatte 5 auf dem Filterbalg 2 ist ein
solches Andrücken möglich, ohne dass der Filterbalg 2 hierbei
beschädigt bzw. deformiert wird.
-
Es
versteht sich, dass der in 2a gezeigte Rahmen
zur Abdichtung des Luftfilters 2 nicht zwingend über
diesen überstehen muss. Vielmehr kann die Schaumstoffplatte 5 auch
an den Längsseiten nicht über den Rand Filtermediums 2 überstehen
und beim Einsetzen in ein geeignet geformtes Gehäuse eine
Dichtfunktion erfüllen.
-
Die
Schaumstoffplatte 5 der 2a, b
kann aus einem für die einströmende Luft durchlässigen, offenporigen
Schaumstoff, z. B. einem PUR-Ester, bestehen. Es versteht sich,
dass zur Abdichtung ggf. auch ein geschlossenporiger Schaumstoff
verwendet werden kann, wobei in diesem Fall die Fläche,
die von der Schaumstoffplatte 5 reinluftseitig überdeckt wird,
nicht zu groß bzw. die von der Schaumstoffplatte 5 umrandete
Fläche des Filterbalgs 2 möglichst groß ausfallen
sollte.
-
Bei
allen oben dargestellten Ausführungen kann zusätzlich
oder alternativ die bzw. eine weitere Schaumstoffplatte an der Unterseite
(reinluftseitig) vorgesehen werden und als Dichtung und/oder als Nachabscheider
verwendet werden.
-
Auch
kann alternativ zur den oben beschriebenen Ausführungen
des Luftfilters in Form eines Rechteckfilters der Luftfilter auch
eine andere, insbesondere zylindrische Geometrie aufweisen. Eine
geeignet (z. B. kreisringförmig) ausgeformte Schaumstoffplatte
kann in diesem Fall an den radial innen liegenden Faltkanten und/oder
an den radial außen liegenden Faltkanten eines zylindrischen
Faltenbalgs flächig aufliegen, an denen die Reinluftseite
bzw. die Rohluftseite gebildet ist, je nachdem, ob der zylindrische
Filterbalg von außen nach innen oder von innen nach außen
durchströmt wird.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - GB 2197802 [0002, 0004]
- - EP 0599336 A1 [0005, 0009]
- - DE 20301643 [0006, 0009]
