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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Flachfilterelement, insbesondere zur Gasfiltration, beispielsweise für ein Luftfilter im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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Die
DE 10 2017 000 791 A1 offenbart ein Flachluftfilterelement, dessen Filtermediumkörper als Filterbalg mit einer Vielzahl von Filterfalten ausgebildet ist. Die gegenüberliegenden Seitenflächen des Filterbalgs bilden die Roh- bzw. die Reinseite, welche von der Luft durchströmt werden. Das Flachfilterelement weist in Draufsicht Trapezform auf und besitzt in Seitenansicht eine sich kontinuierlich reduzierende Bauhöhe. An der Reinseite des Filterbalgs befindet sich ein umlaufendes Dichtungselement, das im eingebauten Zustand des Filterelementes im Filtergehäuse die Rohseite von der Reinseite separiert.
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Aus der
WO 2016/193863 A1 ist ein Flachluftfilterelement für Brennkraftmaschinen bekannt, dessen Filtermediumkörper als gefalteter Filterbalg ausgebildet ist, der an seiner Reinseite Träger eines umlaufenden Dichtungselementes mit einem zusätzlich angeformten, über die Außenkontur überstehenden Dichtungshenkel ist. Der Filterbalg ist quaderförmig ausgebildet und besitzt an seiner Rohseite eine abgeschrägte Seitenkante.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen ein Flachfilterelement in der Weise auszubilden, dass eine flexible Anpassung an unterschiedliche Einbaugegebenheiten im aufnehmenden Filtergehäuse möglich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Flachfilterelement wird bevorzugt zur Gasfiltration eingesetzt, insbesondere zur Luftfiltration, beispielsweise im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine. Das Flachfilterelement umfasst wenigstens einen Filtermediumkörper in flacher, kompakter Bauweise, dessen gegenüberliegende Seitenflächen eine Anström- bzw. Rohseite und eine Abström- bzw. Reinseite für das zu filtrierende Medium bilden. Die Roh- und die Reinseite stellen die größten Seitenflächen des Filtermediumkörpers dar und grenzen an die umlaufenden Stirnseiten des Filtermediumkörpers an. Der Filtermediumkörper weist eine sich ändernde Bauhöhe auf, indem sich zwischen Roh- und Reinseite von einer Stirnseite zur gegenüberliegenden Stirnseite die Höhe des Filtermediumkörpers kontinuierlich reduziert. Dementsprechend verjüngt sich die Höhe zwischen Roh- und Reinseite des Filtermediumkörpers von einer Stirnseite zur gegenüberliegenden Stirnseite. Die Reduzierung der Bauhöhe erfolgt kontinuierlich.
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Der Einsatz des Filterelementes eignet sich insbesondere für flache Einbauräume.
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Es ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass sowohl die Rohseite als auch die Reinseite des Filtermediumkörpers jeweils planar und somit in einer Ebene liegend ausgebildet sind und aufgrund der sich reduzierenden Bauhöhe zueinander einen Winkel einschlie-βen, der beispielsweise kleiner als 30°, insbesondere kleiner als 20° und gegebenenfalls kleiner oder gleich 10° beträgt.
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Des Weiteren ist es möglich, dass der Filtermediumkörper in Draufsicht auf die Roh- oder Reinseite gesehen Trapezform aufweist und somit im Bereich einer Stirnseite eine größere Erstreckung als im Bereich der gegenüberliegenden Stirnseite aufweist.
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Der Filtermediumkörper ist an seiner Reinseite mit einem umlaufenden Dichtungselement versehen, welches sich vorzugsweise im Randbereich an der Reinseite befindet. Das umlaufende Dichtungselement ist vorzugsweise fest mit dem Filtermediumkörper verbunden, beispielsweise dadurch, dass das Dichtungselement an den Filtermediumkörper angespritzt oder angegossen ist, wobei das Material des Dichtungselementes während des Herstellungsprozesses zumindest teilweise in das Material des Filtermediumkörpers eindringt und mit diesem nach dem Aushärten eine feste Verbindung eingeht. Falls ein Seitenband vorhanden ist, kann das Material des Dichtungselementes auch teilweise oder vollständig in das Material des Seitenbandes eindringen.
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An dem Dichtungselement an der Reinseite des Filtermediumkörpers ist zusätzlich ein Dichtungshenkel angeformt, der über die Außenkontur des Filtermediumkörpers hinausragt. Der Dichtungshenkel ist einteilig mit dem Dichtungselement ausgebildet und bildet einen Bestandteil des Dichtungselements. Der Dichtungshenkel, der vorzugsweise in der gleichen Ebene wie das umlaufende Dichtungselement am Filtermediumkörper liegt, ermöglicht es, einen definierten Strömungsraum im aufnehmenden Filtergehäuse strömungsdicht abzudichten. Dies ermöglicht es beispielsweise, die Strömung im Filtergehäuse auf der Reinseite des Filterelements durch einen vom Dichtungshenkel umgriffenen Gehäuseabschnitt zu leiten, so dass innerhalb des Filtergehäuses beispielsweise eine Strömungsumlenkung durchgeführt werden kann. Diese Strömungsumlenkung kann sich auf der Rohseite oder der Reinseite des Filterelementes befinden. In jedem Fall erlaubt es der Dichtungshenkel, im Filtergehäuse einen Rohbereich von einem Reinbereich strömungsdicht zu separieren.
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Der Dichtungshenkel ist einteilig mit dem Dichtungselement ausgebildet und wird vorteilhafterweise im gleichen Herstellungsprozess wie auch das Dichtungselement erzeugt. Über das Dichtungselement ist der Dichtungshenkel unverlierbar am Filtermediumkörper gehalten.
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Es kann zweckmäßig sein, dass der Dichtungshenkel die gleiche Querschnittsform und -fläche wie das Dichtungselement aufweist. In alternativer Ausführung ist es auch möglich, dass die Querschnittsform und/oder die Querschnittsfläche des Dichtungshenkels von derjenigen des Dichtungselementes abweicht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist der Filtermediumkörper als ein Filterbalg mit einer Vielzahl von Filterfalten ausgebildet, deren Faltenhöhe sich von einer Stirnseite zur gegenüberliegenden Stirnseite hin kontinuierlich verjüngt. Die Falze der Filterfalten befinden sich entsprechend an der Roh- und der Reinseite des Filtermediumkörpers. Alternativ zu einer Ausführung als Filterbalg kommt auch eine Ausführung als blockförmiger Filtermediumkörper in Betracht, beispielsweise aus einem Schaumstoff oder einem schaumstoffähnlichen Material.
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Der Dichtungshenkel befindet sich beispielhaft bei einem trapezförmig ausgebildeten Filtermediumkörper benachbart zur schmaleren Stirnseite. Grundsätzlich ist es aber möglich, den Dichtungshenkel an jeder Stirnseite des Filtermediumkörpers anzuordnen. Des Weiteren ist es auch möglich, dass der Dichtungshenkel einen Eckbereich des Filtermediumkörpers überspannt und sich somit teilweise über zwei angrenzende Stirnseiten des Filtermediumkörpers erstreckt. Gegebenenfalls können auch zwei Eckbereiche überspannt werden, so dass sich der Dichtungshenkel über drei aneinandergrenzende Stirnseiten teilweise oder vollständig erstreckt.
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Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind an dem Dichtungselement mindestens zwei Dichtungshenkel, gegebenenfalls drei oder mehr Dichtungshenkel angeformt und einteilig mit dem Dichtungselement ausgebildet. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass eine entsprechende Anzahl an Strömungsquerschnitten im Filtergehäuse von den Dichtungshenkeln zwischen Roh- und Reinseite abgedichtet werden können. Es kann beispielsweise zweckmäßig sein, an zwei oder an drei aneinandergrenzenden Stirnseiten jeweils einen Dichtungshenkel anzuordnen. Die Dichtungshenkel können zumindest annähernd gleich groß ausgebildet sein, so dass der vom Dichtungshenkel jeweils umfasste Bereich zumindest annähernd gleich groß ist, oder aber unterschiedlich groß. Beispielsweise ist es möglich, dass bei trapezförmigem Filtermediumkörper an der kürzeren Seite ein längerer Dichtungshenkel und an den sich hieran anschließenden längeren Seiten des Filtermediumkörpers jeweils ein kürzerer Dichtungshenkel angeordnet ist. Ein Dichtungshenkel, der benachbart zu einer Stirnseite des Filtermediumkörpers liegt, kann gegebenenfalls an einem seiner Enden oder an beiden Enden unmittelbar von angrenzenden Dichtungshenkeln verzweigen. Alternativ hierzu verzweigt der Dichtungshenkel unmittelbar vom Dichtungselement, das sich entlang des Randbereichs an der Reinseite des Filtermediumkörpers erstreckt.
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Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung verbindet ein Dichtungshenkel zwei benachbart angeordnete Filtermediumkörper. Das Filterelement umfasst entsprechend zwei Filtermediumkörper, die separat voneinander ausgebildet sind und insbesondere auch auf Abstand zueinander liegen. Die beiden Filtermediumkörper sind über einen gemeinsamen Dichtungshenkel miteinander verbunden, wobei der Dichtungshenkel einteilig mit den Dichtungselementen an jedem Filtermediumkörper ausgebildet ist. Gegebenenfalls können auch mehr als zwei Filtermediumkörper, drei Filtermediumkörper über Dichtungshenkel miteinander verbunden sein. Der Dichtungshenkel weist beispielsweise zwei Henkelabschnitte auf, die jeweils mit den Dichtungselementen an jedem Filtermediumkörper verbunden sind.
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Bei zwei über einen Dichtungshenkel miteinander verbundenen Filtermediumkörpern kann es zweckmäßig sein, dass die Seiten der Filtermediumkörper mit der geringeren Bauhöhe zueinander benachbart liegen. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Filtermediumkörper über die Seite mit der größten Bauhöhe oder über die Stirnseite zu verbinden, entlang der sich die Höhe ändert.
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Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Filtereinrichtung mit einem vorbeschriebenen Filterelement und einem Filtergehäuse zur Aufnahme des Filterelements.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
- 1 in perspektivischer Ansicht ein Filterelement mit einem trapezförmigen Filtermediumkörper, der eine veränderliche Bauhöhe aufweist und der an seiner Reinseite ein umlaufendes Dichtungselement trägt, an welchem insgesamt drei Dichtungshenkel angeformt sind,
- 2 in einer Ausführungsvariante ein Filterelement mit zwei separaten Filtermediumkörpern, die über einen Dichtungshenkel miteinander verbunden sind, welcher an den beiden Dichtungselementen an jedem Filtermediumkörper geformt ist.
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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 ein Flachfilterelement 1 dargestellt, das einen Filtermediumkörper 2 und ein Dichtungselement 3 mit daran angeformten Dichtungshenkeln 4, 5 und 6 umfasst. Das Flachfilterelement 1 wird vorzugsweise zur Luftfiltration für Brennkraftmaschinen in Nutzfahrzeugen oder Personenkraftwagen eingesetzt.
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Das Dichtungselement 3 befindet sich an der Reinseite des Filtermediumkörpers 2 und läuft im Randbereich der Reinseite am Filtermediumkörper um. Dementsprechend bildet die gegenüberliegende, untenliegende Seitenfläche die Rohseite, über die der Filtermediumkörper von dem zu reinigenden Medium angeströmt wird. Über die obenliegende Reinseite verlässt das gereinigte Medium wieder den Filtermediumkörper.
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Der Filtermediumkörper 2 weist in Draufsicht Trapezform auf, bei der gegenüberliegende Stirnseiten 2a, 2b eine unterschiedlich große Erstreckung besitzen. Diese beiden Stirnseiten am Filtermediumkörper 2 weisen jeweils eine konvexe Krümmung auf.
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Die weiteren Stirnseiten 2c und 2d des Filtermediumkörpers sind geradflächig ausgebildet und schließen aufgrund der Trapezform zueinander einen Winkel ein.
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Der Filtermediumkörper 2 besitzt ausgehend von der ersten Stirnseite 2a zur gegenüberliegenden Stirnseite 2b hin verlaufend eine abnehmende Bauhöhe. Die Bauhöhe nimmt hierbei kontinuierlich ab, entsprechend verjüngt sich der Filtermediumkörper 2 kontinuierlich. Der Höhenunterschied in der Bauhöhe zwischen der ersten Stirnseite 2a und der gegenüberliegenden, zweiten Stirnseite 2b beträgt vorzugsweise maximal 50 %.
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Der Filtermediumkörper 2 ist als ein Filterbalg mit einer Vielzahl von Filterfalten ausgebildet, wobei die Falze der Filterfalten an der Rohseite 2e und der Reinseite 2f liegen. Die Faltenlängsachse verläuft vorzugsweise zwischen den Stirnseiten 2c und 2d.
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Das Dichtungselement 3 an der Reinseite 2f befindet sich im umlaufenden Kantenbereich an der Reinseite und ist an den Filtermediumkörper 2 angegossen oder angespritzt. Von dem Dichtungselement 3 erstrecken sich die Dichtungshenkel 4, 5 und 6 nach außen, die Dichtungshenkel 4, 5, 6 ragen über die Außenkontur des Filtermediumkörpers 2 hinaus. Die Dichtungshenkel 5, 6 sind an dem Dichtungselement 3 angeformt und somit einteilig mit diesem ausgebildet. Das Dichtungselement 3 liegt parallel zur Ebene der Reinseite 2f, auch die Dichtungshenkel 4, 5, 6 liegen in der Ebene des Dichtungselementes 3.
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Der Dichtungshenkel 4, welcher sich benachbart zu der Stirnseite 2b befindet, umgreift eine größere Fläche als die beiden seitlichen Dichtungshenkel 5 und 6. Die Enden des Dichtungshenkels 4 verzweigen von dem Dichtungshenkel 5 und dem Dichtungshenkel 6.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 umfasst das Flachfilterelement 1 zwei separat ausgebildete Filtermediumkörper 2, die jeweils identisch aufgebaut sind, jedoch spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind. Jeder Filtermediumkörper 2 ist als Filterbalg mit einer Vielzahl von Filterfalten ausgebildet. Die Filtermediumkörper 2 weisen in Draufsicht Trapezform auf, die längere Seite des Trapezes ist einander zugewandt. Die Höhe jedes Filtermediumkörpers 2 variiert und verringert sich kontinuierlich ausgehend von der ersten Stirnseite 2a zur gegenüberliegenden zweiten Stirnseite 2b, wobei die Stirnseiten 2b die längere Trapezseite darstellen und einander zugewandt sind.
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Die Durchströmung erfolgt wie beim ersten Ausführungsbeispiel von unten nach oben, so dass die untenliegende Seite die Rohseite 2e und die obenliegende Seite die Reinseite 2f bilden. An der Reinseite 2f befindet sich jeweils ein umlaufendes Dichtungselement 3, das an den Filtermediumkörper 2 angegossen oder angespritzt ist.
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Die beiden Filtermediumkörper 2 sind über einen Dichtungshenkel 4 miteinander verbunden. Der Dichtungshenkel 4 umfasst zwei einzelne Henkelabschnitte, die sich jeweils zwischen den Dichtungselementen 3 an jedem Filtermediumkörper 2 erstrecken. Der Dichtungshenkel 4 ist an den Dichtungselementen 3 angeformt und einteilig mit diesem ausgebildet. Die beiden Abschnitte des Dichtungshenkels 4 verzweigen jeweils vom Eckbereich des Filtermediumkörpers 2. Die Dichtungselemente 3 an den Filtermediumkörpern 2 und der Dichtungshenkel 4 mit den beiden Henkelabschnitten liegen in einer gemeinsamen Ebene.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017000791 A1 [0002]
- WO 2016/193863 A1 [0003]
