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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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In der
DE 20 2008 002 421 U1 wird eine Filtereinrichtung beschrieben, die zur Gasfiltration eingesetzt wird und einen gefalteten Filterkörper aufweist, welcher aus zwei parallelen Filtertüchern besteht, zwischen denen rautenförmige Hohlräume gebildet sind. Der Filterkörper wird über seine Seitenflächen angeströmt, der Zwischenraum zwischen den Filtertüchern bildet die Reinseite. Der Filterkörper ist an seinem oberen und unteren Rand jeweils von einem leistenförmigen Filterrahmen eingefasst, der einen U-förmigen Querschnitt aufweist und in den ein Harzkern eingegossen ist, in welchen auch der Randbereich des Filterkörpers eintaucht. In einen der Filterrahmen sind Strömungsöffnungen eingebracht, die mit dem Innenraum des Filterkörpers kommunizieren und über die das gereinigte Gas abströmt.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtereinrichtung so auszubilden, dass der Filterkörper mit verhältnismäßig geringem Aufwand in verschiedene Gehäusegeometrien einsetzbar und zugleich eine feste Verbindung zwischen Filterkörper und randseitigem Filterrahmen gegeben ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Bei der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung handelt es sich vorzugsweise um einen Gasfilter, insbesondere einen Luftfilter im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine. Grundsätzlich kommt aber auch eine Anwendung zur Flüssigkeitsfiltration, beispielsweise als Kraftstoff- oder Ölfilter in Betracht. Der Filterkörper bzw. das Filterelement ist mit einem zickzackförmig gefalteten Filterpapier ausgebildet. Die Durchströmung des Filterkörpers erfolgt vorzugsweise quer zur Filterkörperebene, so dass eine Seite des Filterkörpers die Anström- bzw. Rohseite und die gegenüberliegende Seite die Abström- bzw. Reinseite bildet.
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Der Filterkörper ist von einem Filterrahmen eingefasst, welcher umlaufend ausgebildet ist und den gesamten außen liegenden Randbereich des Filterkörpers einfasst. Die Verbindung zwischen dem Filterkörper und dem Filterrahmen erfolgt über ein ausgehärtetes Verbindungsmedium wie zum Beispiel Kunstharz, insbesondere Polyurethan (PUR), das gießfähig im flüssigen Zustand oder als Schaum in den Filterrahmen eingebracht wird und nach dem Einsetzen des Filterkörpers aushärtet. Alternativ kann auch ein reaktiver Klebstoff, der insbesondere beim Aushärten expandiert, verwendet werden. Bevorzugt wird ein PUR-Schaum in den Filterrahmen eingespritzt bzw. eindosiert oder eingegossen und danach der Filterkörper eingesetzt, wobei nach dem Aushärten des Filtermediums eine feste Verbindung zum Filterrahmen gegeben ist und auf zusätzliche Verbindungseinrichtungen verzichtet werden kann. Die Durchströmung des Filterkörpers erfolgt bevorzugt orthogonal zur Ebene des Filterrahmens, der die Roh- von der Reinseite separiert.
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Mit dieser Ausführung ist eine feste Verbindung zwischen dem Filterkörper und dem Filterrahmen gegeben, zugleich ist mit dem Herstellen der Verbindung die Rohseite von der Reinseite des Filterkörpers separiert. Ein weiterer Vorteil liegt in der variablen Verwendung gleicher bzw. gleichartiger Filterkörper in unterschiedliche Gehäusegeometrien von Filtergehäusen, in die der Filterkörper einschließlich Filterrahmen einsetzbar ist. Es können verschiedenartige Filterrahmen verwendet werden, die im Bereich der Anbindung zum Filterkörper die gleiche Geometrie aufweisen, sich jedoch in ihrer Außengeometrie unterscheiden, so dass mit identischen Filterkörpern und über verschiedene Filterrahmen eine Anpassung an unterschiedliche Filtergehäusegeometrien möglich ist.
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Der Filterkörper weist beispielsweise zumindest annähernd Rechteckform auf. Zwei winklig zueinander stehende Filterkörperseiten, die den Randbereich des Filterkörpers bilden, sind zweckmäßigerweise mit dem Verbindungsmedium, welches im Filterrahmen aufgenommen ist, verbunden. Es genügt grundsätzlich, genau die beiden den Randbereich bildenden Filterkörperseiten in das Verbindungsmedium eintauchen zu lassen, um eine ausreichend feste Verbindung zwischen dem Verbindungsmedium und dem Filterkörper und damit auch zwischen dem Filterrahmen und dem Filterkörper herzustellen. Zugleich ist eine strömungsdichte Verbindung gewährleistet, so dass im Bereich des Verbindungsmediums keine Fehlluftströme zwischen Roh- und Reinseite auftreten können. Die beiden winklig zueinander stehenden, den Randbereich bildenden Filterkörperseiten können hierbei unterschiedlich weit in das Verbindungsmedium eintauchen. Zum Beispiel kann die Stirnseite des Filterkörpers über eine größere Strecke in das Verbindungsmedium eintauchen als die benachbarte Filterkörperseite. Grundsätzlich sind aber auch Ausführungen möglich, bei denen die beiden Filterkörperseiten jeweils gleich weit in das Verbindungsmedium eintauchen.
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Bei dem mit dem Verbindungsmedium in Kontakt stehenden Randbereich des Filterkörpers kann es sich um den anströmseitigen oder den abströmseitigen Randbereich des Filterkörpers handeln.
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In den Filterrahmen ist zweckmäßigerweise ein Aufnahmekanal eingebracht, welcher wie der Filterrahmen umläuft und zur Aufnahme des Verbindungsmediums dient. Zur Herstellung der Verbindung von Filterrahmen und Filterkörper wird das Verbindungsmedium im nicht ausgehärteten Zustand in den eine Gießschale bildenden Aufnahmekanal eingebracht, anschließend wird der Filterkörper eingesetzt. Nach dem Aushärten des Verbindungsmediums besteht eine feste Verbindung zwischen Filterkörper und Filterrahmen. Der Aufnahmekanal kann unterschiedlich hohe, seitliche Wandungen aufweisen, wobei die dem Filterkörper zugewandte Wandung vorteilhafterweise eine reduzierte Höhe besitzt und der Randbereich des Filterkörpers die Oberkante dieser Wandung überragt. Die dem Filterkörper abgewandte Wandung besitzt dagegen eine größere Höhe und begrenzt die Aufnahme des Verbindungsmediums, welche sich unmittelbar vor der anliegenden Stirnseite des Filterkörpers befindet. An der verkürzten Wandung ragt der Filterkörper mit seinem Randbereich in den Aufnahmekanal mit dem darin befindlichen Verbindungsmedium ein, wodurch sichergestellt ist, dass das Verbindungsmedium sowohl an einer Seitenfläche als auch an einer Stirnfläche des Filterkörpers mit diesem verbunden wird.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist am Filterrahmen ein umlaufendes Dichtelement angeordnet. Das Dichtelement sorgt für eine strömungsdichte Abdichtung des in das Filtergehäuse eingesetzten Filterkörpers einschließlich des Filterrahmens. Das Dichtelement befindet sich insbesondere auf der radial außen liegenden Seite des Filterrahmens und kann gegebenenfalls, für eine gute Verbindung mit dem Filterrahmen, einen Absatz am Filterrahmen U-förmig umgreifen. Es ist nicht erforderlich, dass sich das Dichtelement bis zum Filterkörper erstreckt; vielmehr genügt es, dass zwischen Dichtelement und Filterkörper ein Abstand liegt, auch wenn gegebenenfalls Ausführungen möglich sind, bei denen sich das Dichtelement bis zum Filterkörper erstreckt.
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Der Filterrahmen bildet eine Gießschale zur Aufnahme des Verbindungsmediums im nicht ausgehärteten Zustand. Es ist somit nicht erforderlich, eine zusätzliche Gießschale für das Verbindungsmedium vorzusehen, vielmehr bildet der Filterrahmen zugleich das Werkzeug für die Verbindung zum Filterkörper.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Filtereinrichtung mit einem Filterkörper und einem umlaufenden Filterrahmen, an dessen radialer Außenseite ein ebenfalls umlaufendes Dichtelement angeordnet ist,
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2 der Filterkörper in perspektivischer Einzeldarstellung,
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3 einen Schnitt durch den Randbereich der Filtereinrichtung.
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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 1 ist eine Filtereinrichtung 1 dargestellt, die zur Gasfiltration, insbesondere als Luftfilter im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine einsetzbar ist. Die Filtereinrichtung 1 umfasst einen Filterkörper 2, der von dem zu filtrierenden Medium durchströmt wird, und einen Filterrahmen 3, welcher den Filterkörper 2 umschließt und diesen einfasst. Die Filtereinrichtung 1 wird in ein Filtergehäuse eingesetzt, welches von dem zu filtrierenden Fluid durchströmt wird. Radial außen liegend befindet sich an dem Filterrahmen 3 ein umlaufendes Dichtelement 4, welches im montierten Zustand eine strömungsdichte Verbindung zwischen dem Filterrahmen und der Innenseite des Filtergehäuses gewährleistet.
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Der Filterkörper 2 ist annähernd, wie auch 2 zu entnehmen, rechteckförmig ausgebildet, wobei im Ausführungsbeispiel ein Eckbereich des Filterkörpers 2 abgeschnitten ist. Der Filterkörper 2 besteht aus einem zickzackförmig gefalteten Filterpapier, die großen, einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Filterkörpers 2 bilden die Anström- und Abströmseite. Der Filterrahmen 3 umgreift einen Randbereich 5 des Filterkörpers 2 und kann sowohl benachbart zur Reinseite als auch benachbart zur Rohseite angeordnet sein.
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Wie 3 in Verbindung mit den 1 und 2 zu entnehmen, ist der Randbereich 5 im Filterrahmen 3 aufgenommen und taucht in ein Verbindungsmedium 8 ein, das in einen Aufnahmekanal 9 eingebracht ist, welcher Bestandteil des Filterrahmens 3 ist. Bei dem Verbindungsmedium 8 handelt es sich beispielsweise um einen PUR-Schaum, der im nicht ausgehärteten Zustand in den umlaufenden Aufnahmekanal 9 im Filterrahmen 2 eingebracht wird, woraufhin der Filterkörper 2 eingesetzt wird und der Randbereich 5 des Filterkörpers 2 in den PUR-Schaum 8 eintaucht. Nach dem Aushärten des PUR-Schaums 8 besteht eine feste Verbindung zwischen dem Filterkörper 2 und dem Verbindungsmedium 8 einerseits sowie dem Verbindungsmedium 8 und dem Filterrahmen 3 andererseits. Auf weitere Verbindungsmaßnahmen zur Verbindung zwischen dem Filterkörper 2 und dem Filterrahmen 3 kann verzichtet werden. Die Verbindung ist umlaufend am Randbereich 5 ausgeführt.
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Der Randbereich 5 wird von den beiden senkrecht zueinander stehenden Filterkörperseiten 6 und 7 gebildet, wobei die Filterkörperseite 6, wie den 1 und 2 zu entnehmen, die größere Seite des Filterkörpers ist, über die die Anströmung oder Abströmung erfolgt und die Filterkörperseite 7 eine Stirnseite des Filterkörpers 2 bildet. Der Aufnahmekanal 9 im Filterrahmen 3 weist einen U-förmigen Querschnitt auf und wird von zwei Wandungen 10 und 11 begrenzt, von denen die näher am Filterkörper 2 liegende Wandung 11 eine geringere Höhe aufweist als die weiter entfernt angeordnete Wandung 10. Der Randbereich 5 liegt auf der Stirnkante der näher gelegenen Wandung 11 auf und ragt in den Aufnahmekanal 9 ein, so dass der Randbereich 5 sowohl mit der Filterkörperseite 6 als auch der Filterkörperseite 7 in das Verbindungsmedium 8 eintaucht. Die Filterkörperseite 7 ist hierbei über eine größere Strecke mit dem Verbindungsmedium 8 verbunden als die Filterkörperseite 6.
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Am Filterrahmen 3 ist ein radial außen liegender, umlaufender Absatz 12 angeformt, an welchem das umlaufende Dichtelement 4 gehalten ist. Der Absatz 12 wird von dem Dichtelement U-förmig umgriffen.
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Je nach konstruktiver Gestaltung des Filterrahmens 3 können bei identischem Filterkörper 2 Filtereinrichtungen mit unterschiedlicher Querschnittsgeometrie hergestellt werden, die entsprechend in unterschiedliche Filtergehäuse einsetzbar sind. Hierbei ist der Filterrahmen 3 lediglich im Bereich des Aufnahmekanals 9 zur Aufnahme des Verbindungsmediums 8 gleichartig ausgebildet. Die radial weiter außen liegenden Bereiche, insbesondere der Absatz 12, welcher das Dichtelement 4 trägt, können sich dagegen unterscheiden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202008002421 U1 [0002]
