-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement, insbesondere einen Innenraumfilter zum Filtern von Luft für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung eine Filteranordnung mit einem solchen Filterelement.
-
Ein entsprechendes 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, wird die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik nachfolgend für ein Filterelement zur Filterung von Luft für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Solche Filter werden nachfolgend auch kurz als Kfz-Innenraumluftfilter oder auch Innenraumfilter bzw. Kabinenluftfilter bezeichnet.
-
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 reinigen. Hierfür kommen beispielsweise Partikelfilter, Geruchsfilter oder deren Kombination miteinander in Betracht, die in der Luft enthaltene Schwebstoffe, Partikel und Gerüche aus der Umgebungsluft möglichst gut herausfiltern bzw. absorbieren sollen. Solche Filter zur Filterung von Luft für den Innenraum eines Kraftfahrzeuges sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen und Varianten allgemein bekannt, sodass auf deren Aufbau und Funktionsweise nachfolgend nur kurz eingegangen wird.
-
Da die Wirksamkeit von Filtern insbesondere von der Größe der von der Luft durchströmten Oberfläche des Filters abhängig ist, kommen für Kfz-Innenraumluftfilter überwiegend zickzackförmig gefaltete Filtermedien, die auch als plissierte Filtermedien bezeichnet werden, zum Einsatz. Durch die Faltung des verwendeten Filtermediums kann abhängig von der Faltungshöhe, dem Faltungsabstand und dem Grad des Zusammenstauchens dieser ziehharmonikaähnlichen Faltenpacks der verschiedenen Faltabschnitte des Filtermediums eine Vergrößerung der von dem Luftstrom durchströmten Filterfläche ermöglicht werden. Um entsprechende Filterelemente mit zickzackförmig gefalteten Filtermedien insbesondere montagetechnisch besser handhaben zu können, sind oft Verstärkungselemente an den Seiten des Filterelementes entlang dem Filterpack aus dem gefalteten Medium vorgesehen. Diese Armierungselemente dienen der seitlichen Fixierung und Stabilisierung des zickzackförmigen Filtermediums und sind zum Beispiel mittels eines geeigneten Klebers an den seitlichen Kanten des Faltenpacks angebracht. Man spricht auch von Seitenbändern. Das Filterelement mit an den gefalteten Längsseiten streifenförmig angebrachten Armierungen oder Verstärkungen kann auf diese Weise montagetechnisch einfach ohne es zu beschädigen in ein Gehäuse eines Filtermoduls bzw. einer entsprechenden Filteraufnahme, beispielsweise in ein Filtergehäuse oder eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, eingefügt werden.
-
Stand der Technik
-
Aus der
DE 20 2006 017 226 U1 ist ein Filtermodul mit einem kompressiblen Filterelement bekannt, bei dem das Material des Filterelements derart elastisch ausgebildet ist, dass es sich nach einer Komprimierung wieder ausdehnt. Das Filterelement kann durch eine kleine Zugangsöffnung eines Aufnahmeraums eingeführt werden und dehnt sich nach der Komprimierung innerhalb des Raumes wieder aus. Im Lieferzustand des vorgeschlagenen Filterelements sind die zickzackförmigen Faltungen eng aneinander liegend komprimiert.
-
In der
DE 103 20 260 A1 ist ein Kraftfahrzeugfilter offenbart, der aus zwei aneinander abdichtend angrenzenden Filterelementen gebildet ist. Um den Innenraum einer Filteraufnahme mit plissierten Filtermaterialien auszufüllen, sind zwei Filterelemente vorgesehen, die nacheinander in den Innenraum des jeweiligen Gehäuses durch eine Zugangsöffnung eingeführt werden. Dadurch können die Querschnitte von Zugangsöffnungen für Filteraufnahmen vermindert werden.
-
Einerseits führen die vorgeschlagenen Lösungen zu besonderen Anforderungen an das Filtermaterial und andererseits sind mehrere Filterelemente, die in das Gehäuse eingesetzt werden müssen, notwendig.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Filterelement zu schaffen.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Filterelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst sowie durch eine Filteranordnung gemäß Anspruch 9.
-
Demgemäß wird ein Filterelement vorgeschlagen, mit einem Faltenpack, welches Filtermaterial umfasst, zwei Seitenbändern, welche an gegenüberliegenden Faltprofilen des Faltenpacks zum Fixieren der Faltenprofile befestigt sind, und mit mindestens einem Kopfband, welches in einem Bereich einer Endfalte des Faltenpacks an der Endfalte oder den Seitenbändern befestigt ist. Das Filtermaterial ist dabei derart flexibel ausgestaltet, dass sich bei einer Zugkraft R an dem Kopfband in Richtung von dem Faltenpack weg Abstände zwischen benachbarten Faltkanten in einem Bereich des Faltenpacks verringern.
-
Das Filterelement ist insbesondere als Innenraumluftfilter für ein Kraftfahrzeug ausgestaltet.
-
Durch die Anordnung eines Kopfbandes und die Auswahl des Filtermaterials ist es möglich, beispielsweise in einem mittleren Bereich zwischen den Seitenbändern, die Faltungen lokal zu komprimieren, so dass sich durch das Ziehen an dem Kopfband die Seitenbänder zueinander neigen und damit insbesondere in dem Bereich der Befestigung des Kopfbandes an den Seitenbändern oder der Endfalte, zueinander gezogen werden. Das Kopfband kann daher als Entnahmehilfe verwendet werden, wenn das Filterelement in einer Filteraufnahme vorgesehen ist, die eine Öffnung umfasst, welche einen kleineren Querschnitt als die Kopfseite des Filterelementes hat. Mittels des Kopfbandes wird beim Herausnehmen oder Demontieren des Filterelements aus der Ausnahmeöffnung bzw. einem Filtergehäuse, der Querschnitt der Kopfseite durch das Ziehen am Kopfband verringert und kann somit durch eine Gehäuseöffnung gezogen werden.
-
Bei dem Innenraumfilter verlaufen das Kopfband und die Faltkanten des Faltenpacks parallel zueinander. Damit wird erreicht, dass bei einer Befestigung des Kopfbandes lediglich in den Randbereichen, also zum Beispiel an den Kanten der Seitenbänder, eine Komprimierung von benachbarten Faltkanten durch Zug an dem Kopfband erzielt wird.
-
Vorzugsweise hat der Innenraumluftfilter ausschließlich zwei Seitenbänder, das Kopfband, das Faltenpack und Befestigungsmittel zum Befestigen der Seitenbänder, des Kopfbandes und des Faltenpacks untereinander. Als Befestigungsmittel kommt insbesondere ein geeigneter Klebstoff in Frage.
-
Durch diese wenigen Elemente wird ein vollständiger Innenraumluftfilter ausgebildet, der einfach herstellbar ist und nur geringe Materialmengen benötigt.
-
Alternativ können auch zwei ähnliche Kopfbänder an gegenüberliegenden Kopfseiten des Filterelements angeordnet werden. Dadurch ist bei der Montage des Filterelements bzw. beim Einschub in oder Herausziehen aus einer entsprechenden Filteraufnahme nicht auf die Orientierung des Filterelements zu achten. Dadurch wird die Handhabung des Filterelements vereinfacht.
-
In einer Ausführungsform des Innenraumluftfilters oder Fluidfilterelements entspricht eine Länge des Kopfbands einer Endfaltenlänge oder Breite des Faltenpacks. Somit liegt das Kopfband im normalen Betriebszustand und Lagerzustand flach und eng an der Endfalte, welche eine Kopfseite des Filterelements bildet. Im Wesentlichen ist das Kopfband lose, und nur seine beiden Endabschnitte sind an den Seitenbändern oder auch direkt an der Endfalte befestigt.
-
Üblicherweise ist eine Höhe des Filterelements durch die Faltenprofile vorgegeben, und eine Breite des Kopfbands ist geringer als die Höhe des Filterelements. Dadurch kann eine besonders einfache Entnahmehilfe geschaffen werden, da das Kopfband leicht beispielsweise mit einem Finger oder Haken gegriffen und daran gezogen werden kann. Das Kopfband kann in abgewandelten Ausführungsformen auch in der Art einer Kordel oder eines Fadens ausgeführt werden und dient als einfache Entnahmehilfe zum Entwickeln einer Zugkraft, die ausgehend von den Kopfkanten der Seitenbänder in Richtung zur Mitte der zickzackförmigen Faltungen umgeleitet wird.
-
Vorzugsweise sind die Seitenbänder derart starr ausgestaltet, dass sich bei einer Zugkraft an dem Kopfband in Richtung von dem Faltenpack weg ein Abstand zwischen benachbarten Faltkanten in einem Bereich des Faltenpacks verringert, ohne dass eine Stauchung der Faltenprofile an den Seitenbändern erfolgt. Es erfolgt daher keine Komprimierung der an den Seitenbändern befestigten Faltenprofile, sondern lediglich eine Stauchung in der Mitte des Faltenpacks.
-
Es wird ferner eine Filteranordnung mit einem entsprechenden Filterelement vorgeschlagen und mit einem Filtergehäuse, welches eine Einbau- und Entnahmeöffnung für das Filterelement aufweist. Dabei hat die Einbau- und Entnahmeöffnung einen geringeren Querschnitt als eine Kopfseite des Filterelements.
-
Vorzugsweise ist bei der Filteranordnung eine Höhe der Einbau- und Entnahmeöffnung mindestens so groß wie die Höhe des Filterelements. Ein Abstand zwischen den Seitenbändern im Bereich einer Endfalte des Faltenpacks kann durch eine Zugkraft an dem Kopfband in Richtung von dem Faltenpack weg und durch die Einbau- und Entnahmeöffnung hindurch derart verringert werden, dass das Filterelement aus dem Filtergehäuse an dem Kopfband herausgezogen werden kann.
-
Es ergibt sich somit eine einfach realisierbare Entnahmehilfe für Filterelemente durch das Kopfband. Die Kombination eines Filtergehäuses mit einer entsprechend ausgestalteten Einbau- und Entnahmeöffnung, die beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt hat, und durch die ein seitlich komprimiertes Filterelement hindurch in den eigentlichen Filterraum eingeführt werden kann. Zum Entnehmen ergibt sich automatisch ein Zusammenbiegen der Seitenbänder durch Zug an dem Kopfband. Dadurch wird lokal der Querschnitt des Filterelements, welches beispielsweise mit Schmutzpartikeln beladen ist und ausgetauscht werden muss, derart verringert, dass durch die Einbau- und Entnahmeöffnung dasselbe herausziehbar ist.
-
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Es zeigt dabei:
-
1: eine schematische perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Filterelements;
-
2: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Filteranordnung in der Draufsicht mit einem Filterelement;
-
3: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Filteranordnung in der Draufsicht bei der Entnahme eines Filterelements;
-
4, 5: schematische Darstellungen weiterer Ausführungsformen eines Filterelements.
-
In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
-
Ausführungsform(en) der Erfindung
-
Die 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Filterelements.
-
Das Filterelement 1 umfasst ein Faltenpack 2 aus zickzackförmig gefaltetem Filtermaterial. Das Filtermaterial kann ein Filtervliesmaterial sein, das für die Filterung von Rohfluid, beispielsweise Innenraumluft oder auch Verbrennungsluft für Kraftfahrzeuge, geeignet ist. Das Faltenpack 2 kann dabei ein mehrlagiges Filtermaterial umfassen, bei dem Absorberpartikel zwischen verschiedenen Schichten angeordnet sind.
-
Beispielsweise wird Rohfluid RO in der Orientierung der 1 von unten zu dem Faltenpack 2 geführt, das Fluid durchströmt das Faltenpack 2 und Schmutzstoffe werden in dem Filtermaterial gehalten. Als Reinfluid RE tritt das filternde Fluid, wie Innenraumluft für Kraftfahrzeuge, nach oben aus. Selbstverständlich kann der Fluidstrom auch in anderer Richtung verlaufen, als in der 1 dargestellt ist.
-
Man erkennt in der 1 die zickzackförmigen Faltenprofile 5, die jeweils durch ein Seitenband 3, 4 fixiert werden. In der Darstellung der 1 erkennt man vorne links gepunktet die Faltenprofile 5, welche durch das Seitenband 3 verdeckt sind. Die Seitenbänder 3, 4 sind beispielsweise auf die Faltenprofile 5 geklebt. In der Regel ist das Seitenbandmaterial etwas starrer als das Filtermaterial. Prinzipiell können jedoch dieselben Materialien verwendet werden. Das Faltenpack 2 gibt durch die Faltenprofile 5 die Höhe H des Filterelements vor.
-
Das Faltenpack 2 hat an den Kopfseiten jeweils eine Endfalte 8, 9. In der 1 erkennt man untere Faltkanten 11 und obere Faltkanten 7, welche die Höhe H des Filterelements 1 definieren. An der dem Betrachter zugewandten Kopf- oder Stirnseite des Filterelements 1 ist ein Kopfband 10 angeordnet. Das Kopfband 10 ist in der Ausführungsform der 1 an Befestigungsabschnitten 13 mit den gegenüberliegenden Seitenbändern 3, 4 im Bereich der Endfalte 8 verbunden. Dabei entspricht die Länge L des Kopfbands 10 der Breite B des Faltenpacks 2 bzw. Filterelements 1. Außerdem ist das Kopfband 10 in seiner Breite K geringer als die Höhe H des Filterelements 1. Das Kopfband 10 kann als Entnahmehilfe dienen, wenn das Filterelement 1 in einer Filteraufnahme oder einem Filtergehäuse eingesetzt ist und entnommen werden muss.
-
In der 2 ist eine Filteranordnung schematisch in der Draufsicht dargestellt. Die Filteranordnung 14 hat Filterelement 1, wie es beispielsweise in der 1 beschrieben worden ist, und ein Filtergehäuse 12. Das Filtergehäuse 12 hat in der schematischen Darstellung der 2 einen rechteckigen Grundriss und insgesamt ein quaderförmiges Volumen. Das Gehäuse 12 hat eine Einbau- und Entnahmeöffnung 15, durch die das Filterelement 1 in den Innenraum des Filtergehäuses 12 eingesetzt werden kann. Außerdem kann durch die Einbau- und Entnahmeöffnung 15 das Filterelement aus dem Gehäuse entfernt werden.
-
Das Filterelement hat ein schematisch dargestelltes Faltenpack 2 und die beiden Seitenbänder 3, 4, welche auf die Faltenprofile, wie es in der 1 dargestellt ist, angebracht sind. Die Kopfseite, welche im eingebauten Zustand der Einbau- und Entnahmeöffnung 15 zugewandt ist, ist mit dem Kopfband 10 versehen. Dabei ist die Breite B der Einbau- und Entnahmeöffnung 15 etwas geringer als die Breite B des Filterelements 1. Somit wird das Filterelement 1 fest und stabil, sowie fluiddicht in dem Filtergehäuse 12 gehalten.
-
Zum Entfernen des Filterelements kann an dem Kopfband 10 in Richtung von dem Faltenpack 2 weg gezogen werden. Die 3 zeigt in einer schematischen Darstellung in der Draufsicht, die Verformung des Filterelements 1 bei Entnahme desselben aus dem Gehäuse 12. Durch Ziehen entlang der Richtung R von dem Faltenpack 2 weg und durch die Einbau- und Entnahmeöffnung 15 hindurch, ergeben sich Kräfte K, wie sie in der 3 dargestellt sind, in Richtung zur jeweiligen Mitte der Faltungen hin. In einem mittleren Bereich M zwischen den Seitenbändern 3, 4 können die Faltungen lokal zueinander komprimiert oder geknickt werden. Das Filtermaterial ist dabei so flexibel ausgestaltet, dass durch die Zugkraft R an dem Kopfband 10 in Richtung von dem Faltenpack weg die Abstände zwischen benachbarten Faltkanten in dem mittleren Bereich M des Faltenpacks zueinander verringert werden. Allerdings verbleiben im Bereich der Seitenbänder 3, 4 die Faltenprofile im Wesentlichen ungestaucht. Dies kann durch die geeignete Auswahl der Steife der Seitenbänder erreicht werden.
-
Durch den Zug an dem Kopfband 10, das als Entnahmehilfe dient, wird somit der Querschnitt an der Kopfseite des Filterelements 1 lokal verringert, so dass es durch die Einbau- und Entnahmeöffnung 15 passt. Man kann somit einfach das Filterelement 1 nach Benutzung und Beladung mit Staub oder Schmutzpartikeln aus dem Filtergehäuse 12 ziehen. Weitere Werkzeuge sind nicht notwendig.
-
Die 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Filterelement schematisch in der Draufsicht. Das Filterelement 1 hat ein Faltenpack 2 mit zwei Seitenbändern 3, 4. In der Ausführungsform der 4 sind zwei gleiche Kopfbänder 10A und 10B jeweils an den Kopfseiten des Filterelements 1 angebracht.
-
Die 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel perspektivisch. Das Faltenpack 2 des Filterelements 1 ist zwischen den beiden Seitenbändern 3 und 4 verklebt und damit fixiert. Das Kopfband ist flach auf dem in der 5 dem Betrachter zugewandten Endfaltenabschnitt 8 an seinen Endbereichen 13 aufgeklebt. Somit kann durch Ziehen an dem Kopfband 10 eine Kraft gemäß der Darstellung der 2 nach innen erzeugt werden, so dass die Seitenbänder 3, 4 in der Nähe der Befestigung des Kopfbands 10 zueinander gezogen werden und damit einen geringeren Querschnitt der Kopfseite erzeugen.
-
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert wurde ist sie nicht darauf beschränkt, sondern vielfältig modifizierbar. Es können andere als die dargestellten Geometrien für Filterelemente und insbesondere der Kopfbänder gewählt werden. Dabei können die Gegebenheiten am Einbauort des Filters berücksichtigt werden. Es sind ferner weitere Ausführungsformen mit zum Beispiel vollständig umlaufenden Seiten- und Kopfbändern möglich. Es können auch Filterelemente mit zwei gleichen Kopfbändern an den gegenüberliegenden Kopf- oder Stirnseiten des Filterelements vorgesehen werden. Die genannten Materialen für das Seiten- und Kopfbandmaterial und das Filtermedium sind ebenfalls nur beispielhaft zu verstehen.
-
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
-
- DE 202006017226 U1 [0005]
- DE 10320260 A1 [0006]
