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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Filter zur Filtrierung von Fluiden, insbesondere Luft, insbesondere von Brennkraftmaschinen insbesondere von Kraftfahrzeugen, mit einem wenigstens zweiteiligen Gehäuse mit wenigstens einem Einlass für das zu filtrierende Fluid, mit wenigstens einem Auslass für das filtrierte Fluid, mit einem Filtereinsatz mit einem gefalteten Filtermedium, bei dem wenigstens ein Teil von Filterfalten wenigstens zu einer Stirnkantenseite des Filtermediums hin geschlossen ist, wobei der Filtereinsatz in dem Gehäuse angeordnet ist und eine mit dem Einlass kommunizierende Rohseite von einer mit dem Auslass kommunizierende Reinseite dichtend trennt, und der Filtereinsatz wenigstens eine Dichteinrichtung aufweist, die den Filtereinsatz gegen das Gehäuse abdichtet.
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Ferner betrifft die Erfindung einen Filtereinsatz eines Filters zur Filtrierung von Fluiden, insbesondere Luft, insbesondere von Brennkraftmaschinen insbesondere von Kraftfahrzeugen, mit einem gefalteten Filtermedium, bei dem wenigstens ein Teil von Filterfalten wenigstens zu einer Stirnkantenseite des Filtermediums hin geschlossen ist, und mit wenigstens einer Dichteinrichtung zur Abdichtung des Filtereinsatzes gegen ein wenigstens zweiteiliges Gehäuse des Filters, in dem der Filtereinsatz angeordnet werden kann, derart, dass der Filtereinsatz eine mit einem Einlass des Gehäuses kommunizierende Rohseite von einer mit einem Auslass des Gehäuses kommunizierenden Reinseite dichtend trennt.
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Stand der Technik
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Aus der
WO 2000/038821 A1 ist ein Filter für Ansaugluft von Brennkraftmaschinen bekannt. Der Filter weist ein Gehäuse bestehend aus einem Gehäusekörper und einem Gehäusedeckel auf. Im den Gehäusekörper ist ein Flachfiltereinsatz eingesetzt. Die Ansaugluft tritt durch einen Einlass im Gehäusedeckel in eine Rohseite des Gehäuses ein. Anschließend durchströmt sie den Flachfiltereinsatz, um auf eine Reinseite zu gelangen. Durch einen Auslass verlässt die filtrierte Ansaugluft das Gehäuse. Die Rohseite und die Reinseite des Gehäuses sind durch eine Randabdichtung abgedichtet. Die Randabdichtung besteht aus einem Polyurethan(PUR)-Schaumwulst, der am Flachfiltereinsatz angespritzt ist. Der Flachfiltereinsatz weist ein gefaltetes Filterpapier auf. Die Abdichtung von jeweils benachbarten Filterfalten erfolgt durch eine einseitig aufgebrachte Leimraupe.
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Die
DE 195 24 677 A1 offenbart eine Filtervorrichtung mit einem Filter für Klimaanlagen mit einem elastischen Füllstoff auf einem zickzackförmig gefalteten Filtermaterial zur Aufnahme in einem Rahmen
130 oder zwischen Filtermaterialendteilen.
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In der
DE 79 02 475 U1 wird ein Luftfilter als flacher oder runder Faltfilter beschrieben, der beidseitig mit Vergußmasse zwischen Einrahmungen oder Deckeln eingebettet ist.
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Aus der
US 4 692 177 A ist eine Luftfiltervorrichtung für ein Lufteinlasssystem eines Fahrzeuges bekannt, bei dem vor der Montage des Filterelementes im Gehäuse ein Flüssigkleber in eine Nut eingegossen wird.
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Der
DE 101 63 026 A1 ist ein Fluidfilter mit einem gefalteten Filtermedium zu entnehmen, bei dem die Abdichtung durch einen Ringwulst aus flexiblem Kunststoffmaterial gebildet ist und der Ringwulst auf einem zusätzlichen Haltegürtel, gebildet aus einem Lückenfüller aus Thermoplast, aufgebracht ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filter und einen Filtereinsatz der eingangs genannten Art zu gestalten, bei dem eine einfache, zuverlässige und robuste Abdichtung des Filtereinsatzes gegen das Gehäuse erfolgen kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Dichteinrichtung aus wenigstens einer Leimraupe besteht, die auf wenigstens einem Teil von Faltkanten des gefalteten Filtermediums angeordnet ist und die zur der geschlossenen Stirnkantenseite hin abdichtet.
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Erfindungsgemäß wirkt die Leimraupe als Dichteinrichtung. Sie ist erfindungsgemäß auf der Rohseite und der Reinseite des gefalteten Filtermediums angeordnet. Leimraupen können einfach realisiert werden, sind einfach aufgebaut und haben, im Vergleich zu dem aus dem Stand der Technik bekannten angespritzten PUR-Schaumwulst, einen geringen Platzbedarf. Zumindest an dem Gehäuseteil, gegen das die Leimraupe abdichtet, ist vorteilhafterweise eine Anpressfläche für die Leimraupe vorgesehen. In eingebautem Zustand wird der Filtereinsatz zwischen den wenigstens zwei Gehäuseteilen eingeklemmt. Dabei wird die Leimraupe axial zur Einbaurichtung gegen die Anpressfläche des Gehäuses gepresst. Die Leimraupe wird auf diese Weise axial verpresst, wodurch eine hohe Dichtheit erzielt wird. Die Leimraupen bilden einen elastischen Widerstand bei der Verpressung der beiden Gehäuseteile. Relativbewegungen des Filtereinsatzes im Gehäuse werden minimiert, vorzugsweise eliminiert, wodurch die Zuverlässigkeit der Abdichtung erhöht wird. Erfindungsgemäß ist auf beiden Stirnkantenseiten einer Filterseite, nämlich der rohseitigen Filterseite und der reinseitigen Filterseite, des Filtereinsatzes je eine Leimraupe vorgesehen, so dass ein dazwischen liegender Bereich des Filtermediums vollständig als aktive Filterfläche verwendet wird. Bevorzugt sind die Leimraupen möglichst nah an den Stirnkantenseiten angeordnet, so dass die aktive Filterfläche im Verhältnis zur Gesamtfläche des Filtereinsatzes möglichst groß ist. Die Leimraupen können einfach bei der Herstellung des Filtermediums aufgebracht. Es können ohnehin zum Verkleben beziehungsweise Verschließen der Stirnkantenseiten verwendete Leimraupen durch entsprechend an die Anpressfläche des Gehäuses angepasste Verlegung auch als Dichteinrichtung verwendet werden. Auf diese Weise wird auf einen separaten Leimauftrag oder die Einspritzung eines PUR-Dichtungsprofils verzichtet. Dies führt zu einer Aufwands- und Kostenreduzierung. Durch den Verzicht auf eine separate, aufwändige Dichteinrichtung können außerdem einfache Werkzeuge zur Herstellung des Filters verwendet werden. Durch einfachen Umbau können auch ohnehin eingesetzte Werkzeuge verwendet werden. Ferner kann der Filtereinsatz durch Verwendung der Leimraupen als Dichteinrichtung einfacher im Gehäuse montiert werden als herkömmliche Filtereinsätze mit angespritzten PUR-Dichtungen. Bei der Montage wird der Filtereinsatz mit dem Leimraupen als Dichteinrichtung lediglich in das Gehäuse eingelegt. Durch das Verbinden der wenigstens zwei Gehäuseteile wird der Filtereinsatz automatisch im Gehäuse justiert und die Abdichtung aktiviert. Eine präzise, aufwändige Positionierung des Filtereinsatzes im Gehäuse ist nicht erforderlich. So werden auch größere Fertigungstoleranzen bei dem Filtereinsatz und/oder dem Filtergehäuse kompensiert, was den Herstellungsprozess insgesamt vereinfacht.
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Bei einer nicht beanspruchten Ausführungsform kann die Leimraupe von den Faltkanten bis zu Faltengründen der Filterfalten reichen und die Filterfalten zu der Stirnkantenseite hin verschließen. Auf diese Weise kann mit nur einer Leimraupe der Verschluss der Stirnkantenseite und die Dichteinrichtung realisiert werden.
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Der Filtereinsatz weist erfindungsgemäß reinseitig und rohseitig jeweils wenigstens eine Leimraupe auf. So wird die mechanische Stabilität des Filtereinsatzes erhöht und die Verspannung des Filtereinsatzes zwischen den Gehäuseteilen verbessert. Ferner werden so labyrinthartige Abdichtungen realisiert, über die die Reinseite optimal dicht von der Rohseite getrennt wird.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Gehäuse einen Gehäusekörper aufweisen, der mit einem Gehäusedeckel verschlossen. ist, und der Gehäusekörper kann zu der dem Gehäusedeckel abgewandten Seite hin konisch zulaufen und wenigstens eine stirnflächenseitige Filterfalte des Filtermediums kann auf der Seite, die der konisch zulaufenden Seite des Gehäusekörpers zugewandt ist, keine Leimraupe aufweisen. Durch den Verzicht von Leimraupen an den äußeren Filterfalten können diese enger zusammen gepresst werden. Diese leimraupenfreien Filterfalten können mittels der konischen Gehäuseform verstärkt verpresst werden, so dass die Dichtwirkung dort verbessert wird.
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Ferner kann vorteilhafterweise der Filtereinsatz ein Flachfiltereinsatz sein. Flachfiltereinsätze können einfach hergestellt werden. Insbesondere bei der Verwendung bei Ansaugluftfiltern können Flachfiltereinsätze besonders gleichmäßig von der zu filtrierenden Ansaugluft durchströmt werden.
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Vorteilhafterweise kann eine zusätzliche Gehäusedichtung, insbesondere ein Rechteckprofil, vorgesehen sein, die das Gehäuse gegen die Faltkanten und/oder die Leimraupe abdichtet. Mit der Gehäusedichtung, welche insbesondere an einem der beiden Gehäuseteile angebracht ist, kann der Filtereinsatz zusätzlich zur Reinseite beziehungsweise zur Rohseite abgedichtet werden. Die Gehäusedichtung kann zur Abdichtung entweder direkt an den Faltkanten oder an der Leimraupe anliegen.
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Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch den Filtereinsatz dadurch gelöst, dass die Dichteinrichtung aus wenigstens einer Leimraupe besteht, die auf wenigstens einem Teil von Faltkanten des gefalteten Filtermediums angeordnet ist und zur geschlossenen Stirnkantenseite hin abdichtet. Die oben in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Filter aufgezählten Vorteile gelten für den Filtereinsatz entsprechend.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert wird. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen
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1 schematisch einen Detail-Schnitt des Filtergehäuses eines Luftfilters mit eingebautem Flachfiltereinsatz mit einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium im Bereich einer Stirnkantenseite des Flachfiltereinsatzes, wobei die Schnittebene parallel zu Faltkanten verläuft;
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2 schematisch einen Detail-Schnitt des Filtergehäuses aus der 1 im Bereich einer Stirnflächenseite des Flachfiltereinsatzes, wobei die Schnittebene hier senkrecht zu den Faltkanten verläuft;
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3 eine isometrische Darstellung des Flachfiltereinsatzes aus den 1 und 2 mit Betrachtungsrichtung auf die reinseitige Seite;
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4 die reinseitige Seite des Flachfiltereinsatzes aus den 1 bis 3 in Draufsicht;
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5 eine isometrische Darstellung des Flachfiltereinsatzes aus den 1 bis 4 mit Betrachtungsrichtung auf die rohseitige Seite;
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6 die rohseitige Seite des Flachfiltereinsatzes aus den 1 bis 5 in Draufsicht;
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7 die rohseitige Seite des Flachfiltereinsatzes aus den 1 bis 6 in Schrägansicht in Richtung der Faltkanten.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In der 1 ist ein Detail-Schnitt einer ersten Schnittebene eines Luftfilters 10 für Ansaugluft einer ansonsten nicht gezeigten Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs entlang gezeigt.
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Der Luftfilter 10 weist ein Gehäuse 12 auf, welches aus einem Gehäusekörper 14, in 1 unten, und einem Gehäusedeckel 16 besteht. Der Gehäusedeckel 16 ist in Montagerichtung, in der 1 angedeutet durch einen Pfeil 18, auf den Rand der offenen Seite des Gehäusekörpers 14 aufgesteckt. Der Gehäusedeckel 16 und der Gehäusekörper 18 sind in Montagerichtung 18 betrachtet zumindest auf ihrer dem Innenraum des Gehäuses 12 zugewandten Seite etwa rechteckig.
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Wenn im Folgenden von ”axial”, ”radial” und ”in Umfangsrichtung” die Rede ist, bezieht sich dies auf eine gedachte Achse, die sich parallel zu Montagerichtung 18 durch das Innere des Gehäuses 12 erstreckt.
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Der Gehäusedeckel 16 weist einen Befestigungskragen 20 auf, der sich geschlossen in Umfangsrichtung und in radialer Richtung nach außen erstreckt. Der Befestigungskragen 20 hat auf seiner dem Gehäusekörper 14 zugewandten Seite eine umlaufende Einstecknut 22 für den Rand des Gehäusekörpers 14. Radial innerhalb des Befestigungskragens 20 weist der Gehäusedeckel 16 im Inneren des Gehäuses 12 eine Deckeldichtfläche 24 auf, die einem Gehäuseboden 26 des Gehäusekörpers 14 zugewandt ist und die sich senkrecht zu Montagerichtung 18 erstreckt. In der Deckeldichtfläche 24 befindet sich eine umlaufende Dichtungsnut 28, in der eine Gehäusedichtung 30 in Form eines Rechteckprofils angeordnet ist. Die Dichtungsnut 28 und die Gehäusedichtung 30 haben in Montagerichtung 18 betrachtet entsprechend dem Verlauf der Deckeldichtfläche 24 einen rechteckigen Verlauf.
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Der Gehäuseboden 26 weist eine Bodendichtfläche 32 auf, welche der Deckeldichtfläche 24 gegenüberliegt und zu dieser parallel ist. Umfangswände 33 des Gehäusekörpers 14 laufen zum Gehäuseboden 26 hin konisch zu.
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In dem Gehäusekörper 14 ist ein insgesamt etwa quaderförmiger Flachfiltereinsatz 34 eingesetzt. Der Flachfiltereinsatz 34 besteht aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium 35, beispielsweise Filterpapier. In dem in der 1 gezeigten Schnitt verläuft die Schnittebene durch den Luftfilter 10 parallel zu Faltkanten 48 des Filtermediums 35. In der 2 verläuft die Schnittebene senkrecht zu den Faltkanten 48.
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Die Ansaugluft tritt durch einen hier ansonsten nicht weiter interessierenden Einlass 36 im Gehäusekörper 14 in eine Rohseite 38 des Gehäuses 12, in den 1 und 2 unten, ein. Sie durchströmt den Flachfiltereinsatz 34, in der 1 angedeutet durch einen Pfeil 37, wird dort filtriert und gelangt auf eine Reinseite 40. Die filtrierte Ansaugluft verlässt durch einen hier nicht weiter interessierenden Auslass 42 im Gehäusedeckel 16 das Gehäuse 12. Die Rohseite 38 und die Reinseite 40 des Gehäuses 12 sind durch eine Dichteinrichtung bestehend aus zwei rohseitigen Leimraupen 44 und zwei reinseitigen Leimraupen 46 abgedichtet.
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In den 3 und 4 ist die der Reinseite 40 zugewandte Filterseite des Flachfiltereinsatzes 34 gezeigt. In den 5 bis 7 ist die der Rohseite 38 zugewandte Filterseite des Flachfiltereinsatzes 34 gezeigt. Die Leimraupen 44 und 46 erstrecken sich senkrecht zu den Faltkanten 48 jeweils in der Nähe einer der Stirnkantenseiten 50 des Flachfiltereinsatzes 34. Bei dem dargestellten gefalteten Filtermedium 35 bilden die Leimraupen 44 und 46 jeweils einen geschlossenen Dichtabschnitt 44a und 46a, der auf den Faltkanten 48 angeordnet ist und senkrecht zu den Faltkanten 48 verläuft. In den Filterfalten 54 erstreckt sich jeweils ein Schließabschnitt 44b und 46b der Leimraupen 44 und 46 von den entsprechenden Faltkanten 48 der Filterfalten 54 bis zu deren Faltengründen 52. Die Schließabschnitte 44b und 46b der Leimraupen 44 und 46 verschließen die Filterfalten 54 zu den jeweiligen Stirnkantenseiten 50 hin.
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Die Dichtabschnitte 44a und 46a und die Schließabschnitte 44b und 46b der Leimraupen 44 und 46 werden jeweils aus einer einzigen Leimraupe hergestellt, die vor dem Faltprozess auf das Filtermedium 35 aufgetragen wird. Alternativ können beim Herstellungsprozess auch separate Leimraupenaufträge verwendet werden. Die rohseitigen Leimraupen 44 und die reinseitigen Leimraupen 46 sind auf gegenüberliegenden Oberflächen des Filtermediums 35 jeweils paarweise zueinander fluchtend angeordnet. Der Bereich des Filtermediums 35 zwischen den beiden rohseitigen Leimraupen 44 beziehungsweise zwischen den beiden reinseitigen Leimraupen 46 wird als aktive Filterfläche von der Ansaugluft durchströmt.
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Die rohseitigen Leimraupen 44 enden an beiden Enden jeweils in einem vorgegebenen Abstand von der entsprechenden Stirnflächenseite 56 des Flachfiltereinsatzes 34. Der Abstand ist so gewählt, dass die von der Stirnflächenseite 56 aus betrachtet ersten drei Filterfalten 54a, wie in der 6 gezeigt, nicht von der Leimraupe 44 überquert werden. Die drei freien Filterfalten 54a können so relativ zueinander bewegt werden.
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Zur Montage wird der gefaltete und mit den Leimraupen 44 und 46 versehene Flachfiltereinsatz 34 mit der Filterseite mit den rohseitigen Leimraupen 44 voran in Montagerichtung 18 in den Gehäusekörper 14 eingelegt. Dabei werden an beiden Stirnflächenseiten 56 die drei freien Filterfalten 54a aufgrund des konischen Zulaufs des Gehäusekörpers 14 aneinander gepresst. Die Dichtwirkung gegenüber der Rohseite 38 wird so verbessert. Die Abschnitte der Bodendichtfläche 32, die den Stirnflächenseiten 56 zugewandt sind, weisen, wie in 2 gezeigt, jeweils eine Nut 58 auf, in die die jeweiligen drei freien, aneinander gepressten Filterfalten 54a eingesteckt werden. Auf diese Weise wird der Flachfiltereinsatz 34 im Gehäuse 12 einfach justiert und fixiert. Die rohseitigen Leimraupen 44 liegen bei eingelegtem Flachfiltereinsatz 34 dicht an den entsprechenden Abschnitten der Bodendichtfläche 32 des Gehäusekörpers 14 an. Die parallel zu den Faltkanten 48 verlaufenden Abschnitte der Bodendichtfläche 32 liegen dicht an mindestens zwei der Filterkanten 48 an. So kann auf eine Querverleimung verzichtet werden.
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Der Gehäusedeckel 16 wird auf den Gehäusekörper 14 gesteckt. Dabei wird der Flachfiltereinsatz 34 von dem Gehäusedeckel 16 in Montagerichtung 18 gegen die Bodendichtfläche 32 des Gehäusekörpers 14 gepresst und zusammen gepresst. Dabei bilden die Leimraupen 44 und 46 einen elastischen Widerstand, was die Dichtwirkung und die Justierung verbessert. Die reinseitigen Leimraupen 46 liegen bei montiertem Gehäusedeckel 16 dicht an den entsprechenden Abschnitten der Gehäusedichtung 30 des Gehäusedeckels 16 an. Die parallel zu den Faltkanten 48 verlaufenden Abschnitte der Gehäusedichtung 30 liegen dicht an mindestens zwei der Filterkanten 48 an. So kann auch hier auf eine Querverleimung verzichtet werden.
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Durch die Gehäusedichtung 30, die rohseitigen Leimraupen 44 und die reinseitigen Leimraupen 46 in Zusammenwirkung mit der Deckeldichtfläche 24 und der Bodendichtfläche 32 wird eine labyrinthartige Dichtung zwischen der Rohseite 38 und der Reinseite 40 gebildet.
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Der Gehäusedeckel 16 wird in hier nicht weiter interessierender Weise mittels Fixierungselementen, beispielsweise Schrauben, Spannfedern, Scharnieren und/oder Klipsen, am Gehäusekörper 16 fixiert.
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Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen eines Luftfilters 10 und eines Flachfiltereinsatzes 34 sind unter anderem folgende Modifikationen möglich:
Anstelle der rechteckigen Gehäusedichtung 30 kann auch eine andersartige Gehäusedichtung vorgesehen sein, welche lediglich auf der zu den Filterfalten 54 parallelen Seite des Gehäusedeckels 16 verläuft und direkt gegen die dortigen Filterkanten 48 abdichtet. Auf entsprechende Abschnitte der Gehäusedichtung 30, welche parallel zu den reinseitigen Leimraupen 46 verlaufen, kann auch verzichtet werden. Die reinseitigen Leimraupen 46 können auch direkt gegen die Deckeldichtfläche 24 abdichten.
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Zusätzlich zu den senkrecht zu den Faltkanten 48 verlaufenden Leimraupen 44 und 46 können auch im Bereich der Stirnflächenseiten 56 des Flachfiltereinsatzes 34 weitere Leimraupen vorgesehen sein, welche parallel zu den Faltkanten 48 verlaufen und die eine Abdichtung gegenüber den entsprechenden Abschnitten der Deckeldichtfläche 24, der Gehäusedichtung 30 beziehungsweise der Bodendichtfläche 32 realisieren.
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Die Verschließung der Filterfalten 54 zu dem Stirnkantenseiten 50 hin kann auch durch andere Weise erfolgen als durch die bis zu den Faltengründen 52 reichenden Schließabschnitte 44b und 46b der Leimraupen 44 und 46. Beispielsweise können die Filterfalten 54 auch durch andersartige, auch separate Schließabdichtungen, beispielsweise Prägungen oder entsprechende Faltungen, verschlossen werden.
