DE102014008699B4 - Filterelement mit prismatischer Grundform und Filter - Google Patents

Filterelement mit prismatischer Grundform und Filter Download PDF

Info

Publication number
DE102014008699B4
DE102014008699B4 DE102014008699.2A DE102014008699A DE102014008699B4 DE 102014008699 B4 DE102014008699 B4 DE 102014008699B4 DE 102014008699 A DE102014008699 A DE 102014008699A DE 102014008699 B4 DE102014008699 B4 DE 102014008699B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
lateral surface
filter
filter element
outflow
folds
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102014008699.2A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102014008699A1 (de
Inventor
Michael Kaufmann
Klaus-Dieter Ruhland
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mann and Hummel GmbH
Original Assignee
Mann and Hummel GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mann and Hummel GmbH filed Critical Mann and Hummel GmbH
Priority to DE102014008699.2A priority Critical patent/DE102014008699B4/de
Publication of DE102014008699A1 publication Critical patent/DE102014008699A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102014008699B4 publication Critical patent/DE102014008699B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/02Air cleaners
    • F02M35/024Air cleaners using filters, e.g. moistened
    • F02M35/02475Air cleaners using filters, e.g. moistened characterised by the shape of the filter element
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D46/00Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/10Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D46/00Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/52Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material
    • B01D46/521Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material
    • B01D46/522Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material with specific folds, e.g. having different lengths
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/02Air cleaners
    • F02M35/0212Multiple cleaners
    • F02M35/0216Multiple cleaners arranged in series, e.g. pre- and main filter in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/02Air cleaners
    • F02M35/022Air cleaners acting by gravity, by centrifugal, or by other inertial forces, e.g. with moistened walls
    • F02M35/0223Air cleaners acting by gravity, by centrifugal, or by other inertial forces, e.g. with moistened walls by centrifugal forces, e.g. cyclones
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2275/00Filter media structures for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2275/20Shape of filtering material
    • B01D2275/206Special forms, e.g. adapted to a certain housing

Abstract

Filterelement (10) für einen Filter zur Filtration eines Fluids, mit einer prismatischen Grundform, wobei die parallel zueinander angeordneten Grundfläche (12) und Deckfläche (14) eine polygone Grundform aufweisen, einer ersten Mantelfläche (16) und einer zur ersten Mantelfläche (16) benachbarten zweiten Mantelfläche (18), wobei sowohl die erste Mantelfläche (16) als auch die zweite Mantelfläche (18) jeweils Anströmflächen oder Abströmflächen sind und in einem Winkelbereich von 80° bis 100° zueinander stehen, und einer dritten Mantelfläche (20), die entsprechend entgegengesetzt zu der ersten und zweiten Mantelfläche (16, 18) eine Abströmfläche oder eine Anströmfläche ist und einen Winkel mit der ersten Mantelfläche einschließt, der größer 10° und kleiner 80° ist, wobei das Filterelement ein zickzackförmig gefaltetes Filtermedium (10) aufweist, wobei die Falten (22) äußere Faltkanten (24) aufweisen, die auf der ersten Mantelfläche (16) liegen, und den äußeren Faltkanten (24) gegenüberliegende innere Faltkanten (26) aufweisen, die auf der dritten Mantelfläche (20) liegen, und wobei die Falten (22) zumindest eine Stirnseite (28) aufweisen, die auf der zweiten Mantelfläche (18) liegt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement und einen Filter, insbesondere für Brennkraftmaschinen, zur Filterung eines Fluids, insbesondere von Luft.
  • Stand der Technik
  • Insbesondere bei Bau- und Landmaschinen gewinnt die Motorluftfiltration zunehmend an Bedeutung. Zum einen werden immer leistungsfähigere Luftfilter eingesetzt, da höhere Motorleistungen und strengere Emissionsrichtlinien einen erhöhten Luftdurchsatz durch den Motor erfordern. Zum anderen vergrößert sich die Anzahl an Baugruppen, die standardmäßig verbaut werden, wie etwa Klimaanlagen. Dies verringert den zur Verfügung stehenden Bauraum im Fahrzeug. Schließlich besteht das Bestreben, Fahrzeuge kleiner und leichter zu gestalten, was ebenfalls zu Lasten des zur Verfügung stehenden Bauraums geht. Aus dem Bereich Abgasfiltration ist beispielsweise ein zusammengesetzter Wabenkörper aus der DE 10 2006 036 498 A1 bekannt. Ferner sind aus mehreren flachen, zickzackförmig gefalteten Filterkörpern gebildete Faltenfilter aus der DE 10 2004 005 904 A1 bekannt. Aus der DE 78 35 720 U1 ist ein sogenannter Taschenfilter, aus der DE 27 25 437 A1 ein ziehharmonikaartig gefalteter Filterschlauch bekannt.
  • Für den Einsatz in Fahrzeugen, die wenig Bauraum für Filtrationszwecke bieten, werden im Allgemeinen sogenannte Kompaktluftfilter mit wechselseitig verschlossenen Kanälen eingesetzt, die geradlinig durchströmbar sind, wie beispielsweise in der US 2004/221555 A1 gezeigt. Dies bedeutet, dass die Anströmrichtung und die Abströmrichtung parallel verlaufen und im Wesentlichen miteinander fluchten. Dies wird in der Regel dadurch erreicht, dass abwechselnd gewellte und glatte Lagen aus Filtermedium aufeinanderliegen und die dadurch gebildeten Strömungskanäle abwechselnd am einen und am anderen Ende verschlossen sind, so dass das zu reinigende Medium innerhalb des Filterkörpers durch eine Lage Filtermedium von einem Kanal in einen benachbarten Kanal strömen muss. Oftmals muss die aus dem Luftfilter abströmende Luft je nach Anwendungsfall nach dem Durchströmen des Filters umgelenkt werden. Hierzu kann beispielsweise ein Rohrkrümmer dem Filtergehäuse nachgeschaltet sein. Derartige nachgeschaltete Bauteile erhöhen jedoch wiederum den Bauraumbedarf der gesamten Anordnung.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Filter, insbesondere für Brennkraftmaschinen, zur Filterung eines Fluids, insbesondere von Luft, anzugeben, der bei vergleichbarer Filterleistung weniger Bauraum beansprucht.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird durch ein auswechselbares Filterelement für einen Filter, insbesondere für Brennkraftmaschinen, zur Filtration eines Fluids, insbesondere von Luft, gemäß Anspruch 1 und durch Filter nach den Ansprüchen 5 - 7 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Filterelement weist eine prismatische Grundform auf, wobei die parallel zueinander angeordneten Grundfläche und Deckfläche eine polygone Grundform aufweisen. Das Filterelement weist entsprechend der polygonen Grundform der Grund- und Deckfläche zumindest drei Mantelflächen auf. Eine erste Mantelfläche ist benachbart einer zweiten Mantelfläche. Sowohl die erste Mantelfläche als auch die zweite Mantelfläche sind Anströmflächen. Alternativ sind die erste Mantelfläche und die zweite Mantelfläche Abströmflächen. Die erste Mantelfläche und die zweite Mantelfläche stehen in Wesentlichen zueinander senkrecht. Mit im Wesentlichen ist ein Winkelbereich von 80° bis 100° umfasst. Eine dritte Mantelfläche ist im Gegensatz zu der ersten und zweiten Mantelfläche eine Abströmfläche, wenn die erste und die zweite Mantelfläche Anströmflächen sind oder die dritte Mantelfläche ist eine Anströmfläche, wenn die erste und die zweite Mantelfläche Abströmflächen sind. Die dritte Mantelfläche schließt mit der ersten Mantelfläche einen Winkel ein, der kleiner 10° und größer 80° ist und sich insbesondere zwischen 70° und 20° befindet. Besonders bevorzugt sind Winkel wie 45° oder 60°.
  • Im Folgenden wird die oben erwähnte erste Alternative beschrieben, bei der die erste und die zweite Mantelfläche Anströmflächen sind und die dritte Mantelfläche Abströmfläche ist. Die Ausführungen geltend entsprechend für den umgekehrten Fall der zweiten Alternative, bei dem die erste und die zweite Mantelfläche Abströmflächen sind und die dritte Mantelfläche Anströmfläche ist. Bei der beschriebenen Filterelementgeometrie ergibt sich in der Regel eine Mantelfläche als Anströmfläche, die zuerst von dem Hauptfluidstrom getroffen wird. Die zweite Mantelfläche unterstützt das Eintreten des Fluids in das Filterelement und vergrößert die Anströmfläche. Über die dritte Mantelfläche strömt das Fluid ab. Dadurch, dass die dritte Mantelfläche zur ersten Mantelfläche geneigt ist, ergibt sich für einen Filter mit einem solchen Filterelement die Möglichkeit, die Abströmrichtung bereits innerhalb des Filtergehäuses in der gewünschten Art festzulegen. Eine externe Umlenkung außerhalb des Filtergehäuses beispielsweise mittels eines gekrümmten Abströmstutzens ist nicht mehr notwendig. Es werden somit zwei Vorteile erzielt. Einerseits ergibt sich eine deutlich vergrößerte Anströmfläche, welche eine unter Umständen bessere Ausnutzung der Filterkapazität ermöglicht. Gleichzeitig erlaubt die erfindungsgemäße Filtergeometrie eine Umlenkung der Hauptströmungsrichtung innerhalb des Filterelements, wodurch der durch den Filter beanspruchte Bauraum optimiert, das heißt verkleinert werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die polygone Grundform ein Dreieck, ein Viereck oder ein Fünfeck. Die sich ergebende prismatische Grundform kann je nach Anwendungsfall auch leicht gewölbte Mantelflächen aufweisen. Zudem kann auch eine Anströmung oder Abströmung über die Grund- und/oder Deckfläche des Prismas erfolgen.
  • Die Erfindung sieht vor, dass das Filterelement ein zickzackförmig gefaltetes Filtermedium aufweist. Ein derart gefaltetes Filtermedium besitzt eine hohe Oberfläche und lässt sich verhältnismäßig kostengünstig in die gewünschte Grundform bringen.
  • Die Erfindung sieht ferner vor, dass die Falten äußere Faltkanten aufweisen, die auf der ersten Mantelfläche liegen und den äußeren Faltkanten gegenüberliegende innere Faltkanten aufweisen, die auf der dritten Mantelfläche liegen. Es erfolgt somit eine Anströmung des Filterelements im Wesentlichen senkrecht zu den Faltkanten. Gleiches gilt für die Abströmung, wobei die dritte Mantelfläche gegenüber der ersten Mantelfläche geneigt ist.
  • Bei der erfindungsgemäß beschriebenen zickzackförmigen Faltung des Filtermediums weisen die Falten zumindest eine Stirnseite auf, die auf der zweiten Mantelfläche zu liegen kommt. Es erfolgt somit die Anströmung des Filtermediums sowohl über die Faltkante als auch über die Stirnseite der Falte. Die Stirnseiten müssen in diesem Fall so ausgestaltet sein, dass keine direkte Zuströmung zur Reinseite des Filterelements erfolgen kann.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass sich die Tiefe benachbarter Faltkanten unterscheidet und insbesondere jede zweite Falte die gleiche Tiefe aufweist. Die unterschiedliche Tiefe benachbarter Faltkanten ermöglicht eine Anschrägung des Filterelements und so die Ausbildung der gewünschten Geometrie.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Falten je zwei Stirnseiten aufweisen. Eine Stirnseite der Falten liegt auf der zweiten Mantelfläche. Die andere Stirnseite der Falten liegt auf einer vierten Mantelfläche. Die zweite Mantelfläche ist größer als die vierte Mantelfläche. Die vierte Mantelfläche weist mehr Faltkanten auf als die zweite Mantelfläche, insbesondere doppelt so viele. Durch die Verdopplung der Faltkanten an der vierten Mantelfläche ist es möglich, den Winkel zwischen der dritten Mantelfläche und der ersten Mantelfläche her- und einzustellen.
  • Der Erfindungsgedanke findet auch Niederschlag in einem Filter mit einem erfindungsgemäßen Filterelement. In einem solchen Filter kann vorgesehen sein, dass die Hauptanströmrichtung des Filters und die Hauptabströmrichtung des Filters einen Winkel von mehr als 30°, insbesondere mehr als 45°, bevorzugt mehr als 60° und insbesondere 90° einschließen.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Hauptanströmrichtung des Filters zur Hauptabströmrichtung des Filters parallel und versetzt ist. Aufgrund der durch das Filterelement realisierten Schrägheit der Abströmfläche des Filterelements zur Anströmfläche des Filterelements kann innerhalb des Filters eine Umlenkung der Hauptanströmrichtung auf die Hauptabströmrichtung dergestalt erfolgen, dass die Hauptabströmrichtung einen Winkel mit der Hauptanströmrichtung einschließt oder um eine bestimmte Länge versetzt ist. Dies lässt sich einfach und kostengünstig durch entsprechende Ausströmöffnungen an dem Filter realisieren.
  • Eine ebenfalls vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung sieht einen Filter mit einem erfindungsgemäßen Primärfilterelement und einem erfindungsgemäßen Sekundärfilterelement vor. Durch die Ausgestaltung von Primär- und Sekundärfilterelement mit einer prismatischen Grundform entsteht eine besonders große Freiheit der Umlenkung der Fluidströme in einem derartigen Filter.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Filterelements;
    • 2 eine alternative perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Filterelements;
    • 3 eine perspektivische Darstellung der Faltgeometrie eines erfindungsgemäßen Filterelements;
    • 4 eine Detailansicht der 3;
    • 5 eine perspektivische Außenansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters;
    • 6 eine Schnittansicht der 5;
    • 7 eine Explosionsdarstellung einer zweiten alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters;
    • 8 eine perspektivische Draufsicht auf das erfindungsgemäße Filterelement des Filters der 7;
    • 9 eine Unteransicht des erfindungsgemäßen Filterelements der 8;
    • 10 eine perspektivische Ansicht des Sekundärfilterelements des Filters der 7;
    • 11 eine perspektivische Außenansicht einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Filters;
    • 12 eine Schnittansicht des Filters der 11 und
    • 13 eine Schnittansicht einer Abwandlung des Filters der 11 mit geändertem Ausströmungsbereich.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • Die 1 und 2 zeigen ein erfindungsgemäßes Filterelement 10 für einen Filter, insbesondere für Brennkraftmaschinen, zur Filtration eines Fluids, insbesondere von Luft. 1 zeigt eine schematische Außenansicht des Filterelements 10, 2 zeigt die gleiche Geometrie in einer Innenansicht. Die Darstellung ist stark schematisiert und dient der anschaulichen Erläuterung des Erfindungsgedankens.
  • Das Filterelement 10 weist in der vorliegenden Ausführungsform als Grundform ein Prisma auf Basis eines Fünfecks auf. Das Prisma weist eine Grundfläche 12 und eine Deckfläche 14 auf. Grundfläche 12 und Deckfläche 14 werden durch fünf Mantelflächen verbunden. Eine erste Mantelfläche 16 und eine zweite Mantelfläche 18 bilden Anströmflächen, das heißt, das zu filternde Fluid tritt über die erste Mantelfläche 16 und die zweite Mantelfläche 18 in das Filterelement 10 ein. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine dritte Mantelfläche 20, welche der ersten Mantelfläche 16 im Wesentlichen gegenüberliegt, als Abströmfläche vorgesehen.
  • 3 veranschaulicht eine Faltgeometrie eines erfindungsgemäßen Filterelements 10. 4 zeigt eine Detailansicht der 3. Die Faltgeometrie des Filterelements 10 ergibt sich wie folgt: Es wird eine Reihe von ersten Falten 22 in dem Filtermedium erzeugt. Diese ersten Falten 22 bilden mit ihrer - in den 3 und 4 oben befindlichen - Faltkante 24 die erste Mantelfläche 16. Eine der Stirnseiten 28 der oberen Faltkanten 24 der ersten Falten 22 bildet die zweite Mantelfläche 18. Die den Stirnseiten 28 gegenüberliegende Stirnseite bildet eine vierte Mantelfläche 19. An dieser vierten Mantelfläche 19 wird jede zweite der ersten Falten 22 an der unteren Faltkante 26 einer Gegenfaltung unterzogen. Auf diese Weise bilden sich an der Stirnseite zweite Falten 32, die wiederum eine obere Faltkante 34 aufweisen. Diese obere Faltkante 34 der zweiten Falten 32 verläuft - beginnend auf der Höhe der oberen Faltkante 24 der ersten Falte 22 - steil nach unten bis zu der unteren Faltkante 26 der ersten Falte 22. Durch diese Gegenfaltung verdoppelt sich die Anzahl der Stirnseiten 30 an der vierten Mantelfläche. Gleichzeitig bildet sich eine Schräge in dem Filterelement 10 durch die unteren Faltkanten 26. Durch diese Art der Faltung lässt sich eine schräge Abströmfläche in dem Filterelement 10 erzeugen. Der tatsächliche Faltvorgang kann selbstverständlich in der maschinellen Herstellung anders erfolgen. Der hier beschriebene Vorgang dient lediglich der Veranschaulichung der Faltgeometrie. Die Tiefe der Falte 22 unterscheidet sich von der Tiefe der benachbarten Falte 32. Jede zweite Faltkante jedoch ist in ihrer Geometrie identisch und weist somit auch die gleiche Tiefe auf.
  • 5 zeigt eine perspektivische Außenansicht eines erfindungsgemäßen Filters 100. Der erfindungsgemäße Filter 100 weist ein Filtergehäuse 101 auf. An das Filtergehäuse ist stromaufwärts ein Zyklonblock 110 angebracht. Das Filtergehäuse lässt sich in einen Hauptfilterbereich 120 sowie einen Sekundärfilterbereich 130 aufteilen. Der Zyklonblock 110 ist als Grobabscheider dem in dem Hauptfilterbereich 120 angeordneten Hauptfilterelement 10 vorgeschaltet. In dem Zyklonblock 110 ist eine Vielzahl kleiner einzelner Vorabscheiderzellen 111 in einem auch Multi-Zyklonblock genannten Bauelement parallel geschaltet. Der in dem Zyklonblock 110 vorabgeschiedene Staub und/oder Wasser wird durch einen Staubaustragsstutzen 112 aus dem Gehäuse entfernt. In dem Sekundärfilterbereich 130 ist ein Sekundärfilterelement 11 vorgesehen, das bei einer Wartung und/oder einem Austausch des Hauptfilterelements verhindert, dass stromabwärts im reinseitigen Bereich liegende Teile des Filters 100 verschmutzt werden.
  • 6 zeigt den Filter 100 der 5 in einer Schnittansicht. Das in dem Hauptfilterabschnitt 120 angeordnete Hauptfilterelement 10 besitzt, wie zu den 1 bis 4 erläutert, eine prismatische Grundform. In diesem Fall ist die Grund- bzw. Deckfläche 12 als Viereck ausgebildet. Dies ist aber lediglich beispielhaft. Es können auch andere Geometrien wie ein Dreieck oder ein Fünfeck eingesetzt werden. Bei der Grundform eines Vierecks erstrecken sich die oberen Faltkanten 34 der zweiten Falten 32 - der Zwischenfalten - durchgängig von der Stirnseite, welche die vierte Mantelfläche 19 bildet, zu der Stirnseite 28, welche die zweite Mantelfläche 18 bildet.
  • Dem Hauptfilterelement 10 schließt sich stromabwärts das Sekundärfilterelement 11 an. Das Sekundärelement 11 weist ebenfalls eine prismatische Grundform mit einem Viereck als Grund- und Deckfläche auf. Bei dem Sekundärelement 11 erfolgt im Unterschied zum Hauptfilterelement 10 die Anströmung über die dritte Mantelfläche, das heißt über die als schräge Fläche ausgestaltete Mantelfläche. Diese dritte Mantelfläche besitzt den größten Flächeninhalt. Die Abströmung erfolgt über zwei Mantelflächen, nämlich die erste und zweite Mantelfläche. Es sind also bei dem Sekundärelement 11 die Anströmflächen und Abströmflächen im Vergleich zum Hauptfilterelement 10 vertauscht. Im Ganzen ergibt sich für den Filter 100 eine Ablenkung der Hauptabströmungsrichtung Y um 90° zu der Hauptanströmungsrichtung X.
  • 7 zeigt eine Explosionsansicht des Filters 100 der 5 und 6. Das Filterelementgehäuse 101 weist einen Grundkörper 102 auf, welcher im Wesentlichen das Hauptfilterelement 10 und das Sekundärfilterelement 11 aufnimmt. Das Sekundärelement 11 findet in einer stromaufwärts des Ausströmstutzens 103 angeordneten Ausnehmung 130 des Grundkörpers 102 Platz. Das Hauptfilterelement 10 wird mittels eines entsprechend geformten Deckels 105 gegen einen Dichtsitz am Grundkörper 102 gepresst, wodurch sich eine Abdichtung des reinseitigen Bereichs des Filtergehäuses 101 von dem rohseitigen Bereich ergibt.
  • 8 zeigt das Hauptfilterelement 10, wie es in den Filter der 5 bis 7 eingesetzt werden kann. Das Filterelement 10 weist eine umlaufende Dichtfläche 122 auf, an deren Unterseite eine umlaufende Dichtung 123 angebracht ist. Die Dichtung 123 ist in 9 sichtbar. Die Anströmung des Hauptfilterelements 10 erfolgt über die Flächen 124 und 125, welche die erste und zweite Mantelfläche der insgesamt prismatischen Grundform bilden. Die Abströmung des Hauptfilterelements 10 erfolgt über die Fläche 126, wie in 9 erkennbar. Die Fläche 126 bildet somit die dritte Mantelfläche der prismatischen Grundform. Die Deck- und Grundflächen, von denen in 8 und 9 nur die Grundfläche 127 sichtbar ist, sind in der vorliegenden Ausführungsform für einen Fluiddurchstrom nicht vorgesehen. Dies kann aber selbstverständlich je nach Ausgestaltung des Filterkörpers realisiert sein.
  • Das Hauptfilterelement 10 weist einen Kunststoffrahmen 128 zum Halten des in dem Kunststoffrahmen 128 befindlichen Filtermediums auf. Das Filtermedium kann vorzugsweise als Faltenbalg realisiert sein. Der Kunststoffrahmen 128 bietet außerdem die Möglichkeit, die Dichtfläche 122 mit der Dichtung 123 zu integrieren. Die Dichtung 123 kann beispielsweise als Moosgummi ausgeführt sein. Mit der vorliegenden Filterelementgeometrie ist die Dichtung 123 aufgrund der Schräge der Abströmfläche 126 auch bezüglich der Richtung der Kraft des Gehäusedeckels 105 geneigt. Dies ist beim Verpressen der Dichtung 123 durch den Wartungsdeckel 105 vorteilhaft, da durch die schräge Krafteinwirkung mögliche Unebenheiten oder Fremdkörper besser in das Dichtmaterial eingepresst werden können und so eine bessere Dichtwirkung resultiert. Zudem wird ein Teil der Presskraft in axiale Richtung, das heißt in Hauptströmungsrichtung, umgelenkt, was ebenfalls hinsichtlich der Dichtwirkung Vorteile bietet.
  • 10 zeigt das Sekundärfilterelement 11. Das Sekundärfilterelement 11 besitzt ebenfalls eine prismatische Grundform. Eine stromaufwärts in Richtung des Hauptfilterelements 10 orientierte Mantelfläche 131 dient als Anströmfläche. Die Mantelfläche 131 entspricht der dritten Mantelfläche, fungiert aber vorliegend als Anströmfläche. Die Abströmung erfolgt über die erste und zweite Mantelfläche, von denen vorliegend nur die Mantelfläche 132 in 10 sichtbar ist. Die Mantel- bzw. Deckfläche 133 dient nicht als Fluidabströmfläche, dies kann aber bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform vorgesehen sein.
  • Das Sekundärelement 11 weist ebenfalls einen Kunststoffrahmen 134 zur Stabilisierung des innerhalb des Kunststoffrahmens 134 befindlichen Filtermediums auf. Am Kunststoffrahmen 134 ist umlaufend eine Dichtung 135 vorgesehen. Die Wirkrichtung der Dichtung ist radial, das heißt die Dichtung 135 wird außen gegen das Filtergehäuse gepresst. Dies bietet Vorteile beim Einbringen des Sekundärfilterelements 11 in das Filtergehäuse 101. Die Dichtung kann beispielsweise aus dem Material Polyurethan (PUR) ausgeführt sein.
  • Die 11 und 12 zeigen eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters 100. Bei der folgenden Beschreibung der Ausführungsform werden gleiche Bezugszeichen für gleiche oder vergleichbare Merkmale verwendet. Wesentliches Unterscheidungsmerkmal der Ausführungsform der 11 und 12 ist die geänderte Anströmgeometrie. Während bei der Ausführungsform der 5 bis 9 die Anströmung des Hauptfilterelements primär über die großflächigere erste Mantelfläche 16 erfolgt, ist bei der Ausführungsform der 11 die Anströmung primär über die zweite Mantelfläche 18 gelöst. Selbstverständlich erfolgt auch eine Anströmung über die erste Mantelfläche 16, der direkte Zustrom über den Zyklonblock 110 trifft jedoch zunächst auf die zweite Mantelfläche 18. Insgesamt ergibt sich wiederum eine Umlenkung der Hauptzuströmungsrichtung X auf die Hauptabströmungsrichtung Y um 90°. Gleichzeitig übersteigt der Bauraumbedarf für das gesamte Filtergehäuse 101 den für das Hauptfilterelement 10 benötigten Bauraum in Hauptströmungsrichtung X nur unwesentlich. Die Abströmung über den Abströmstutzen 103, für die im Stand der Technik ein zusätzliches gekrümmtes Rohrleitungselement notwendig wäre, erfolgt im Wesentlichen unterhalb des Hauptfilterelements 10 und beansprucht somit keinerlei weiteren Bauraum in Hauptströmungsrichtung X. Dies ist besonders gut ersichtlich in der Schnittansicht der 12.
  • 13 zeigt die Ausführungsform der 11 und 12, wobei der Sekundärfilterbereich 130 eine alternative Ausgestaltung aufweist. Der Sekundärfilterbereich 130 ist hinsichtlich seiner Abströmgeometrie für eine Inline-Durchströmung ausgelegt. Die Abströmungsrichtung Y verläuft parallel zur Anströmungsrichtung X. Im vorliegenden Fall ist die Abströmungsrichtung Y senkrecht zur Hauptströmungsrichtung versetzt nach unten angeordnet. Im Vergleich zu Filtergeometrien und Ausgestaltungen im Stand der Technik bietet die vorliegende Ausführungsform den Vorteil, dass auf der Baulänge des Hauptfilterelements 10 zusätzlich ein Sekundärfilterelement 11 untergebracht ist, ohne dass für das Filtergehäuse 101 die Baulänge des Hauptfilterelements 10 im Wesentlichen überschritten wird. Die Ausgestaltung der 13 veranschaulicht zudem den herstellungstechnischen Vorteil des Erfindungsgedankens. Zur Realisierung einer Inline-Durchströmung anstatt einer Umlenkung um 90° ist es lediglich notwendig, den das Sekundärfilterelement 11 aufnehmenden Sekundärfilterelementbereich 130 umzugestalten. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass der Sekundärfilterelementbereich 130 als separates Bauteil ausgestaltet ist und erst beim Zusammenbau des Filters 100 die entsprechende Baugruppe angebracht wird, welche eine Inline-Durchströmung oder eine Umlenkung um 90° realisiert.
  • Bei allen beschriebenen Ausführungsformen erfolgt eine Wartung und/oder eine Entnahme des Hauptfilterelements 10 seitlich zur Hauptdurchströmungsrichtung X. Das Sekundärelement 11 ist bei den beschriebenen Ausführungsformen jeweils als mit einer schrägen Mantelfläche ausgestatteten prismatischen Grundform beschrieben. Alternativ kann das Sekundärelement 11 auch eine Quadergrundform aufweisen. Dies könnte als gerade gefaltetes Flachelement realisiert werden.

Claims (7)

  1. Filterelement (10) für einen Filter zur Filtration eines Fluids, mit einer prismatischen Grundform, wobei die parallel zueinander angeordneten Grundfläche (12) und Deckfläche (14) eine polygone Grundform aufweisen, einer ersten Mantelfläche (16) und einer zur ersten Mantelfläche (16) benachbarten zweiten Mantelfläche (18), wobei sowohl die erste Mantelfläche (16) als auch die zweite Mantelfläche (18) jeweils Anströmflächen oder Abströmflächen sind und in einem Winkelbereich von 80° bis 100° zueinander stehen, und einer dritten Mantelfläche (20), die entsprechend entgegengesetzt zu der ersten und zweiten Mantelfläche (16, 18) eine Abströmfläche oder eine Anströmfläche ist und einen Winkel mit der ersten Mantelfläche einschließt, der größer 10° und kleiner 80° ist, wobei das Filterelement ein zickzackförmig gefaltetes Filtermedium (10) aufweist, wobei die Falten (22) äußere Faltkanten (24) aufweisen, die auf der ersten Mantelfläche (16) liegen, und den äußeren Faltkanten (24) gegenüberliegende innere Faltkanten (26) aufweisen, die auf der dritten Mantelfläche (20) liegen, und wobei die Falten (22) zumindest eine Stirnseite (28) aufweisen, die auf der zweiten Mantelfläche (18) liegt.
  2. Filterelement nach Anspruch 1, wobei die polygone Grundform ein Dreieck, ein Viereck oder ein Fünfeck ist.
  3. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Tiefe benachbarter Faltkanten (34) unterscheidet und insbesondere jede zweite Falte (22, 32) die gleiche Tiefe aufweist.
  4. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Falten (22) zwei Stirnseiten (28, 30) aufweisen, wobei die eine Stirnseite (28) der Falten (22) auf der zweiten Mantelfläche (18) liegt und die andere Stirnseite (30) der Falten (22) auf einer vierten Mantelfläche (19) liegt, wobei die zweite Mantelfläche (18) größer als die vierte Mantelfläche (19) ist und/oder die vierte Mantelfläche (19) mehr, insbesondere doppelt so viele, Faltkanten (34, 24) aufweist als die zweite Mantelfläche (18).
  5. Filter (100) mit einem Filtergehäuse (101) und einem Filterelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hauptanströmrichtung (X) des Filters (100) und die Hauptabströmrichtung (Y) des Filters (100) einen Winkel von mehr als 30° einschließt.
  6. Filter (100) mit einem Filtergehäuse (101) und einem Filterelement (10) nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die Hauptanströmrichtung (X) des Filters (100) zur Hauptabströmrichtung (Y) des Filters (100) parallel und versetzt ist.
  7. Filter (100) mit einem Filtergehäuse (101) und einem Primärfilterelement (10) und einem Sekundärfilterelement (11), wobei das Primärfilterelement (10) und das Sekundärfilterelement (11) gemäß einem der Ansprüche 1-4 ausgeführt sind.
DE102014008699.2A 2014-06-18 2014-06-18 Filterelement mit prismatischer Grundform und Filter Active DE102014008699B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014008699.2A DE102014008699B4 (de) 2014-06-18 2014-06-18 Filterelement mit prismatischer Grundform und Filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014008699.2A DE102014008699B4 (de) 2014-06-18 2014-06-18 Filterelement mit prismatischer Grundform und Filter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102014008699A1 DE102014008699A1 (de) 2015-12-24
DE102014008699B4 true DE102014008699B4 (de) 2018-05-09

Family

ID=54767672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014008699.2A Active DE102014008699B4 (de) 2014-06-18 2014-06-18 Filterelement mit prismatischer Grundform und Filter

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014008699B4 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3542884B1 (de) 2016-11-21 2021-03-24 Roki Techno Co., Ltd. Filterelement
US11364462B2 (en) 2017-09-25 2022-06-21 Donaldson Company, Inc. Filter assembly
WO2020198702A1 (en) 2019-03-27 2020-10-01 Donaldson Company, Inc. Particle separator filter with an axially extending flow face

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2725437A1 (de) 1977-06-04 1978-12-21 Heinz Hoelter Verfahren und vorrichtung zur herstellung von radial-profilierten filterkoerpern zum reinigen von vorzugsweise staubhaltiger luft
DE7835720U1 (de) 1978-11-30 1979-03-29 Delbag-Luftfilter Gmbh, 1000 Berlin Taschenluftfilter zur luftreinigung
US20040221555A1 (en) 2003-02-11 2004-11-11 Donaldson Company Air cleaner arrangements; serviceable filter elements; and, methods
DE102004005904A1 (de) 2004-02-05 2005-09-01 Carl Freudenberg Kg Filter
DE102006036498A1 (de) 2006-07-28 2008-02-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Zusammengesetzter Wabenkörper

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2725437A1 (de) 1977-06-04 1978-12-21 Heinz Hoelter Verfahren und vorrichtung zur herstellung von radial-profilierten filterkoerpern zum reinigen von vorzugsweise staubhaltiger luft
DE7835720U1 (de) 1978-11-30 1979-03-29 Delbag-Luftfilter Gmbh, 1000 Berlin Taschenluftfilter zur luftreinigung
US20040221555A1 (en) 2003-02-11 2004-11-11 Donaldson Company Air cleaner arrangements; serviceable filter elements; and, methods
DE102004005904A1 (de) 2004-02-05 2005-09-01 Carl Freudenberg Kg Filter
DE102006036498A1 (de) 2006-07-28 2008-02-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Zusammengesetzter Wabenkörper

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014008699A1 (de) 2015-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3738660B1 (de) Filter und filtereinsatz
EP3449113B1 (de) Luftfilter mit flachluftfilterelement
DE10063789A1 (de) Filterelement zur stirnseitigen Anströmung
EP2574390B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines ovalen Filterbalges
DE102014016908A1 (de) Filterelement mit Filterbalg
EP2135662A1 (de) Komprimierbares Filterelement mit zueinander geneigten Endklappen
DE102016002246A1 (de) Filterelement, insbesondere zur Gasfiltration
WO2015177278A1 (de) Faltenförmiges filterelement
DE102014008699B4 (de) Filterelement mit prismatischer Grundform und Filter
DE102015226754A1 (de) Filtereinrichtung
EP3446768A1 (de) Innenraumluftfilter und filteranordnung
DE102014008704B3 (de) Filter mit einem schräg durchströmten Filterelement
DE112018003692T5 (de) Luftfilter mit radialdichtung
EP3419737A1 (de) Filterelement, insbesondere zur gasfiltration
DE202014004897U1 (de) Filter mit variierbarer Abströmrichtung
DE102014008701B4 (de) Filter mit variierbarer Abströmrichtung
DE102015007653A1 (de) Filterelement mit prismatischer Grundform
DE102018130552A1 (de) Flüssigkeitsfilter
DE202007011100U1 (de) Filterelement
DE102014008702B4 (de) Filter mit schräger Dichtungsebene
DE102016011451A1 (de) Innenraumluftfilter, eine Filteranordnung und ein Verfahren zum Einbauen eines Innenraumluftfilters
DE102014019869B3 (de) Filter
DE102015001225A1 (de) Modular aufgebautes Filterelement eines Filtersystems, Elementrahmen eines Filterelements und Filtersystem
DE10334041B4 (de) Filterelement zur stirnseitigen Anströmung
DE102021129158A1 (de) Filterelement und Filtersystem

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MANN+HUMMEL GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: MANN+HUMMEL GMBH, 71638 LUDWIGSBURG, DE

R020 Patent grant now final