DE102012005188B4

DE102012005188B4 - Filterelement mit Führungsschächten

Info

Publication number: DE102012005188B4
Application number: DE102012005188A
Authority: DE
Inventors: Uwe Häfner; Markus Kögel; Roland Dobner; Andreas Breuer
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2011-06-21
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2013-06-20
Anticipated expiration: 2032-03-17
Also published as: US20120324851A1; CN102836595A; DE202012012812U1; CN102836595B; US8747507B2; DE102012005188A1; FR2976820B1; FR2976820A1

Abstract

Filterelement (1) zum Einsetzen in ein Gehäuse einer Belüftungs- oder Klimaanlage, umfassend einen Faltenbalg (2) mit Falten und einer Stirnseite (3), welche einer Wand des Gehäuses zuwendbar ist, wobei die Falten auf der Stirnseite (3) jeweils Faltungsquerschnittsflächen (7, 9) definieren, wobei der Stirnseite (3) mindestens ein Führungsschacht (8) zugeordnet ist und wobei eine Faltungsquerschnittsfläche (9) im Bereich eines Führungsschachts (8) eine andere Geometrie aufweist als die Faltungsquerschnittsflächen (7) einer Vielzahl von Falten, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von regelmäßigen Faltenwänden (7a) vorgesehen ist, wobei Faltenwände (9a) den Führungsschacht (8) flankieren und wobei der Führungsschacht (8) überwiegend oder vollständig zwischen den flankierenden Faltenwänden (9a) innerhalb des Bereichs der Faltungsquerschnittsfläche (9) anderer Geometrie liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Filterelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 20 2009 000 969 U1 ist ein sternförmiges Filterelement bekannt.
Aus der DE 10 2005 048 841 B3 ist ein Filterelement bekannt, welches in ein Gehäuse einer Belüftungsanlage eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird. Konkret korrespondieren bei dieser Filteranordnung Führungszapfen des Gehäuses mit Führungsschächten im Filterelement.
Hierdurch soll eine mechanische Codierung realisiert werden, die sicher stellt, dass in das Gehäuse nur ein für dieses Gehäuse geeignetes Filterelement eingesetzt wird.
Die Führungsschächte sind dabei parallel zu den Faltenrücken der Falten eines gefalteten Faltenbalgs orientiert. Die Führungsschächte sind des Weiteren parallel zu den Faltenwänden orientiert.
Der Faltenbalg ist von einem Kantenstreifen gesäumt, in welchen Durchgänge eingebracht sind. Die Führungszapfen werden durch die Durchgänge hindurchgeführt und erstrecken sich dann parallel zu den Faltenwänden und den Faltenrücken.
Ein Durchgang muss etwas größer als der maximale Durchmesser eines Führungszapfens gewählt werden, damit dieser problemlos durch den Durchgang hindurch führbar ist.
Bei der Fertigung von Durchgängen, beispielsweise durch Stanzung, werden daher relativ große Werkzeuge benötigt, welche zwischen die Faltenwände geführt werden. Diese Werkzeuge können den Faltenbalg schädigen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement anzugeben, welches nach der Fertigung bei Vermeidung von Schäden am Faltenbalg mit Führungsschächten versehen ist, in welche Führungszapfen einführbar sind.
Die vorliegende Erfindung löst die zuvor genannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
Erfindungsgemäß wird ein Faltenbalg mit regelmäßig ausgebildeten Falten an einigen Stellen unregelmäßig ausgebildet, um problemlos Führungszapfen in das Filterelement einführen zu können. Konkret können einige Falten deformiert und/oder mit größeren Dimensionen oder Abständen versehen werden, um in der Produktion problemlos Stanzwerkzeuge zwischen die Faltenwände verbringen zu können.
Die Stanzwerkzeuge können dann verwendet werden, um in einen Kartenstreifen hinreichend große Durchgänge für die Führungszapfen einzustanzen. Da einige Faltungsquerschnittsflächen erfindungsgemäß eine andere Geometrie aufweisen als die regelmäßigen Faltungsquerschnittsflächen, können die Stanzwerkzeuge derart zwischen die Folterwände verbracht werden, dass diese nicht beschädigt werden. Insoweit führt die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Filterelements zu erheblichen Vorteilen bei der Produktion des Filterelements.
Die Modifikation nur einiger Falten im Bereich eines Führungsschachts beeinträchtigt die Faltengeometrie außerhalb dieses Bereichs nahezu nicht. Die Faltengeometrie außerhalb des Bereichs eines Führungsschachts kann so den jeweiligen filtertechnischen Erfordernissen angepasst werden. Dabei ist eine Anpassung an Druckverluste, an Fraktionsabscheidegrade für bestimmte Partikel oder an Adsorptionsleistungen denkbar.
Die zuvor beschriebene Modifikation einiger Falten durch Deformierung, Dimensions- und Abstandsänderungen wird durch die Geometrie der Führungszapfen bestimmt. Schließlich lässt die selektive Modifikation von Faltungsquerschnittsflächen eine filtertechnische Optimierung ebenso zu wie eine problemlose Fertigung von Führungsschächten.
Es sind eine Vielzahl von regelmäßigen Faltenwänden vorgesehen, wobei je zwei Faltenwände den Führungsschacht flankieren. Diese konkrete Ausgestaltung stellt sicher, dass ein Faltenbalg über große Bereiche regelmäßig plissiert werden kann und nur an ausgewählten Stellen modifiziert werden muss. An den ausgewählten Stellen werden je zwei flankierende Faltenwände derart modifiziert, dass sie sich von den übrigen Faltenwänden unterscheiden. Die flankierenden Faltenwände werden derart ausgeprägt oder ausgeformt, dass ein Stanzwerkzeug problemlos zwischen die Faltenwände einführbar ist.
Der Führungsschacht liegt überwiegend oder vollständig innerhalb der flankierenden Bereiche des Faltenbalgs mit Faltungsquerschnittsflächen mit anderer Geometrie. Hierdurch kann ein Führungszapfen so aufgenommen werden, dass die Bauhöhe eines Filterelements relativ niedrig gehalten werden kann.
Die Deformierung kann beispielsweise durch Tiefziehen oder thermisches Bearbeiten bewirkt werden.
Der Faltungsquerschnittsfläche im Bereich eines Führungsschachts könnte mindestens ein Stützelement zugeordnet sein. Eine Deformierung kann auch durch Einbringen von Stützelementen bewirkt werden. Insbesondere können Stützelemente eingesetzt werden, welche eine bestimmte Faltengeometrie stabilisieren. Dabei kann einer flankierenden Faltenwand ein Stützelement zugeordnet sein, oder es können zwei flankierenden Faltenwänden jeweils ein Stützelement zugeordnet sein. Ein Stützelement kann klammerförmig ausgebildet sein.
Die flankierenden Faltenwände kannten jeweils zwei zueinander gewinkelte Abschnitte aufweisen. Bei dieser konkreten Ausgestaltung wird je einer Faltenwand mindestens eine Knickstelle zugeordnet. Durch die Knickstellen werden Faltenwände mit Ausbeulungen versehen, welche Raum für ein Stanzwerkzeug schaffen.
Die flankierenden Faltenwände könnten bogenförmig ausgestaltet sein, Eine Bogenform lässt sich besonders problemlos mit einem rohrartigen Instrument in den Faltenbalg einformen. Vor diesem Hintergrund ist denkbar, dass das rohrartige Instrument derart erwärmt ist, dass der Faltenbalg thermisch tiefgezogen wird.
Die flankierenden Faltenwände könnten eine rechteckige Faltungsquerschnittsfläche bilden. Eine rechteckige Faltungsquerschnittsfläche lässt sich besonders leicht mit einem quaderförmigen Instrument in den Faltenbalg einbringen.
Die flankierenden Faltenwände könnten unter einem größeren Winkel zueinander geneigt sein als die regelmäßigen Faltenwände. Durch diese konkrete Ausgestaltung werden zwischen den flankierenden Faltenwänden Bereiche geschaffen, in denen diese weiter voneinander beabstandet sind als dies regelmäßig voneinander beabstandete Faltenwände sind.
Vor diesem Hintergrund könnten die flankierenden Faltenwände jeweils eine größere Faltenwandhöhe zeigen als die regelmäßigen Faltenwände. Durch diese konkrete Ausgestaltung kann ein Faltenbalg mit zwar einheitlicher Faltenhöhe, jedoch einzelnen Bereichen geschaffen werden, in denen je zwei flankierende Faltenwände unter einem stumpferen Winkel zueinander stehen als die regelmäßigen Faltenwände.
Die Geometrie der Faltungsquerschnittsfläche im Bereich eines Führungsschachts könnte durch eine Auffächerung des Faltenbalgs eingestellt sein. Durch eine zumindest teilweise Verbiegung oder Verwindung des Faltenbalgs können die flankierenden Faltenwände geeignet voneinander beabstandet werden. So kann ein Faltenbalg kostengünstig an die geometrischen Verhältnisse, die durch die Führungszapfen vorgegeben werden, angepasst werden. Der aufgefächerte Zustand des Faltenbalgs kann durch die Kantenstreifen und/oder die Seitenstreifen fixiert sein.
Ein Filterelement mit einem fächerförmigen Verlauf im Bereich von Durchgängen oder Stanzungen kann nur einen stirnseitigen Kantenstreifen mit einem Durchgang oder einer Stanzung aufweisen.
Durch asymmetrisch eingebrachte Stanzungen oder Durchgänge kann eine Verdrehsicherung geschaffen werden. Das Filterelement kann nur in einer Position im Gehäuse angeordnet werden.
In der Zeichnung zeigen
1 in einer perspektivischen Ansicht ein Filterelement mit einem Kantenstreifen, in welchen Durchgänge für Führungszapfen eingebracht sind,
2 eine Schnittansicht des Filterelements gemäß 1, wobei dargestellt ist, dass je zwei flankierende Faltenwände mit einer Knickstelle versehen sind,
3 eine vergrößerte Darstellung einer unregelmäßigen Faltungsquerschnittsfläche des Filterelements gemäß 1 und 2,
4 eine unregelmäßige Faltungsquerschnittsfläche eines weiteren Filterelements, wobei zwei flankierende Faltenwände bogenförmig ausgebildet sind,
5 eine Schnittansicht eines weiteren Filterelements, bei welchem die flankierenden Faltenwände eine rechteckige Faltungsquerschnittsfläche ausbilden,
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Filterelements, bei welchem zwei flankierende Faltenwände bogenförmig ausgebildet sind,
7 ein Ausführungsbeispiel eines Filterelements, bei welchem zwei flankierende Faltenwände unter einem größeren Winkel zueinander geneigt sind als die regelmäßigen Faltenwände,
8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Filterelements, bei welchem die flankierenden Faltenwände unter einem größeren Winkel zueinander geneigt sind als die regelmäßigen Faltenwände,
9 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Filterelements, bei welchem die flankierenden Faltenwände unter einem größeren Winkel zueinander geneigt sind als die regelmäßigen Faltenwände, wobei die flankierenden Faltenwände jeweils eine größere Faltenwandhöhe zeigen als die regelmäßige Faltenwände.
10 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Filterelements, bei welchem die flankierenden Faltenwände durch Auffächerung des Faltenbalgs voneinander beabstandet sind, wobei die Faltenrücken der flankierenden Faltenwände im Bereich des Führungsschachts parallel zueinander orientiert sind,
11 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Filterelements, bei welchem die flankierenden Faltenwände durch Auffächerung des Faltenbalgs voneinander beabstandet sind, wobei die Faltenrücken der flankierenden Faltenwände im Bereich des Führungsschachts geneigt zueinander orientiert sind, und
12 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Filterelements, bei welchem die flankierenden Faltenwände durch Auffächerung des Faltenbalgs voneinander beabstandet sind, wobei die Faltenrücken der flankierenden Faltenwände im Bereich des Führungsschachts geneigt zueinander orientiert sind und wobei im Kantenstreifen ein Durchgang eingebracht ist.
1 zeigt ein quaderförmiges Filterelement 1 zum Einsetzen in ein Gehäuse einer Belüftungs- oder Klimaanlage in einer perspektivischen Ansicht.
Das Filterelement 1 umfasst einen Faltenbalg 2 mit Falten und einer Stirnseite 3, welche einer Wand des Gehäuses zuwendbar ist. Die Stirnseite 3 ist von einem Kantenstreifen 4 gesäumt, in welchen Durchgänge 5 für Führungszapfen eingebracht sind.
Das Filterelement 1 weist des Weiteren Seitenstreifen 6 auf, von welchen V-förmig Dichtlaschen abragen. Der Faltenbalg 2 ist aus einem Vliesstoff gefertigt. Der Kantenstreifen 4 ist ebenfalls aus einem Vliesstoff gefertigt. Auch die Seitenstreifen 6 nebst den V-förmig abregenden Dichtlaschen sind aus einem Vliesstoff gefertigt.
2 zeigt das quaderförmige Filterelement 1 gemäß 1 in einer geschnittenen Darstellung.
2 zeigt ein Filterelement 1 zum Einsetzen in ein Gehäuse einer Belüftungs- oder Klimaanlage, umfassend einen Faltenbalg 2 mit Falten und einer Stirnseite 3, welche einer Wand des Gehäuses zuwendbar ist, wobei die Falten auf der Stirnseite 3 jeweils Faltungsquerschnittsflächen 7 definieren und wobei der Stirnseite 3 mindestens ein Führungsschacht 8 zugeordnet ist. Eine Faltungsquerschnittsfläche 9 im Bereich eines Führungsschachts 8 weist eine andere Geometrie auf als die Faltungsquerschnittsflächen 7 einer Vielzahl von Falten. Dies ist in 3 in vergrößerter Ansicht dargestellt.
3 zeigt, dass die Faltungsquerschnittsfläche 9 im Bereich des Führungsschachts 8 eine andere Geometrie aufweist als die benachbarten Faltungsquerschnittsflächen 7 einer Vielzahl von Falten.
Es ist eine Vielzahl von regelmäßigen Faltenwänden 7a vorgesehen, wobei je zwei flankierende Faltenwände 9a den Führungsschacht 8 flankieren. In 3 ist dargestellt, dass die flankierenden Faltenwände 9a jeweils zwei zueinander gewinkelte Abschnitte aufweisen. Jede der Faltenwände 9a weist daher eine Knickstelle auf. Die unregelmäßige Faltungsquerschnittsfläche 9 im Bereich des Führungsschachts 8 weist daher eine weitaus größere Fläche auf als die regelmäßigen Faltungsquerschnittsflächen 7 der Vielzahl von Falten.
4 zeigt eine Schnittansicht eines weiteren Filterelements 1, bei welchem die flankierenden Faltenwände 9a deformiert sind. Die flankierenden Faltenwände 9a sind bogenförmig ausgestaltet. Sie flankieren den Führungsschacht 8.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Filterelements 1. Bei diesem Filterelement 1 bilden die flankierenden Faltenwände 9a eine rechteckige Faltungsquerschnittsfläche 9.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Filterelements 1. Bei diesem Filterelement 1 bilden die flankierenden Faltenwände 9a eine Art Torbogen, innerhalb dessen der Führungsschacht 8 angeordnet ist.
7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Filterelements 1, bei welchem die flankierenden Faltenwände 9a unter einem größeren Winkel zueinander geneigt sind als die regelmäßigen Faltenwände 7a. Bei dieser Ausgestaltung ist die Faltenspitze 9b, in welche die flankierenden Faltenwände 9a münden, tiefer positioniert als die Faltenspitzen 7b der regelmäßigen Faltenwände 7a.
8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Filterelements 1 mit ähnlichen geometrischen Verhältnissen, wie sie in 7 dargestellt sind. In 8 sind die flankierenden Faltenwände 9a unter einem weitaus größeren Winkel zueinander geneigt als die regelmäßigen Faltenwände 7a.
9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Filterelements 1, bei welchem flankierende Faltenwände 9a unter einem größeren Winkel zueinander geneigt sind als die regelmäßigen Faltenwände 7a.
Überdies zeigen die flankierenden Faltenwände 9a jeweils eine größere Faltenwandhöhe als die regelmäßigen Faltenwände 7a. Hierdurch befinden sich die Faltenspitzen 7b der regelmäßigen Faltenwände 7a und die Faltenspitze 9b der flankierenden Faltenwände 9a auf gleicher Höhe.
Alle zuvor beschriebenen Filterelemente 1 weisen einen oder mehrere Kantenstreifen 4 auf, in welchem bzw. in welchen Durchgänge 5 für Führungszapfen ausgebildet sind.
In den 2 bis 9 ist dargestellt, dass der Führungsschacht 8 vollständig innerhalb der Faltungsquerschnittsfläche 9 anderer Geometrie liegt. Es ist aber auch denkbar, den Führungsschacht 8 nur derart weit, insbesondere überwiegend, in die Faltungsquerschnittsfläche 9 anderer Geometrie zu verlegen, dass die Bauhöhen der Filterelemente 1 gering bleiben.
Die 10 bis 12 zeigen weitere Ausführungsbeispiele von Filterelementen 1, bei welchen die Geometrie der Faltungsquerschnittsfläche 9 im Bereich eines Führungsschachts 8 durch eine Auffächerung des Faltenbalgs 2 eingestellt ist. In 12 ist dargestellt, dass eine Stirnseite 3 von einem Kantenstreifen 4 gesäumt ist, in welchen ein Durchgang 5 für Führungszapfen eingebracht ist.
Die Filterelemente 1 umfassen Faltenbälge aus Vliesstoffen. Vorzugsweise sind die Filterelemente 1 als Kombifilter mit einer Partikelfilterlage und einer adsorbierenden Lage ausgestaltet.

Claims

Filterelement (1) zum Einsetzen in ein Gehäuse einer Belüftungs- oder Klimaanlage, umfassend einen Faltenbalg (2) mit Falten und einer Stirnseite (3), welche einer Wand des Gehäuses zuwendbar ist, wobei die Falten auf der Stirnseite (3) jeweils Faltungsquerschnittsflächen (7, 9) definieren, wobei der Stirnseite (3) mindestens ein Führungsschacht (8) zugeordnet ist und wobei eine Faltungsquerschnittsfläche (9) im Bereich eines Führungsschachts (8) eine andere Geometrie aufweist als die Faltungsquerschnittsflächen (7) einer Vielzahl von Falten, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von regelmäßigen Faltenwänden (7a) vorgesehen ist, wobei Faltenwände (9a) den Führungsschacht (8) flankieren und wobei der Führungsschacht (8) überwiegend oder vollständig zwischen den flankierenden Faltenwänden (9a) innerhalb des Bereichs der Faltungsquerschnittsfläche (9) anderer Geometrie liegt.
Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flankierenden Faltenwände (9a) deformiert sind.
Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltungsquerschnittsfläche (9) im Bereich eines Führungsschachts (8) mindestens ein Stützelement zugeordnet ist.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die flankierenden Faltenwände (9a) jeweils zwei zueinander gewinkelte Abschnitte aufweisen.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die flankierenden Faltenwände (9a) bogenförmig ausgebildet sind.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die flankierenden Faltenwände (9a) eine rechteckige Faltungsquerschnittsfläche (9) bilden.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die flankierenden Faltenwände (9a) unter einem größeren Winkel zueinander geneigt sind als die regelmäßigen Faltenwände (7a).
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die flankierenden Faltenwände (9a) jeweils eine größere Faltenwandhöhe zeigen als die regelmäßigen Faltenwände (7a).
Filterelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie der Faltungsquerschnittsfläche (9) im Bereich eines Führungsschachts (8) durch eine Auffächerung des Faltenbalgs (2) eingestellt ist.