DE102019102172A1 - Filter element and filter system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Filterelement, insbesondere Flachfilterelement, (10) zum Filtern eines Fluids, mit wenigstens einem Filterbalg (12), der eine bestimmungsgemäße Rohseite (50) und eine dieser gegenüberliegende bestimmungsgemäße Reinseite (52) aufweist, wobei der Filterbalg (12) umlaufend von einem die Stirnkanten (22, 23) des Filterbalgs (12) abdichtenden Rahmen (28) umgeben ist, mit einem seitlich vom Rahmen (28) aus gesehen nach außen abstehenden, dichtungstragenden Steg (31), wobei der Steg (31) einen ersten Teilbereich (31-1) aufweist, welcher in einem Winkel zu einer Seitenwand (29) des Rahmens (28) angeordnet ist, wobei der Winkel (α) ausgewählt ist aus einem Bereich von 0° bis 180°, bezogen auf die Seitenwand (29) des Rahmens (28), an welcher der Steg (31) angeordnet ist, wobei die Kante der Seitenwand (29) des Rahmens (28) an der bestimmungsgemäßen Reinseite den 0° Winkel definiert und die Kante der Seitenwand (29) des Rahmens (28) an der bestimmungsgemäßen Rohseite (52) den 180° Winkel definiert, und einem zweiten Teilbereich (31-2), welcher in Krafteinleitungsrichtung (48) ausgebildet ist, wobei in dem zweiten Teilbereich (31-2) des Stegs (31) ein Verpressbereich (45), welcher an den ersten Teilbereich (31-1) des Stegs (31) anschließt, und Öffnungen (30) vorgesehen sind, wobei die Öffnungen (30) im Bereich einer Außenkante (32), insbesondere entlang der Außenkante (32), des zweiten Teilbereichs (31-2) des Stegs (31) verlaufen, wobei eine am Steg (31) umlaufende Radialdichtung (40) vorgesehen ist und sich Dichtungsmaterial der Radialdichtung (40) durch die Öffnungen (30) erstreckt, und wenigstens eine Dichtfläche (42, 44) der Radialdichtung (40) bezogen auf eine Flachseite des Verpressbereichs (45) des zweiten Teilbereichs (31-2) des Stegs (31) axial in Gegenrichtung zur Krafteinleitungsrichtung (48) beabstandet zu dem Verpressbereich (45) des Stegs (31) angeordnet ist.Die Erfindung betrifft ferner ein Filtersystem (100) mit einem solchen auswechselbaren Filterelement (10).The invention relates to a filter element, in particular a flat filter element (10) for filtering a fluid, comprising at least one filter bellows (12) having a designated raw side (50) and a designated clean side (52) opposite the intended one, wherein the filter bellows (12) revolve is surrounded by a the end edges (22, 23) of the filter bellows (12) sealing frame (28), with a laterally from the frame (28) outwardly projecting, seal-carrying web (31), wherein the web (31) has a first Partial region (31-1) which is arranged at an angle to a side wall (29) of the frame (28), wherein the angle (α) is selected from a range of 0 ° to 180 °, with respect to the side wall (29 ) of the frame (28) on which the web (31) is arranged, wherein the edge of the side wall (29) of the frame (28) defines the 0 ° angle at the intended clean side and the edge of the side wall (29) of the frame (29) 28) on the intended the raw side (52) defines the 180 ° angle, and a second partial region (31-2) which is formed in the direction of force introduction (48), wherein in the second partial region (31-2) of the web (31) there is a compression region (45) , which adjoins the first portion (31-1) of the web (31), and openings (30) are provided, wherein the openings (30) in the region of an outer edge (32), in particular along the outer edge (32) of the second Section (31-2) of the web (31) extend, wherein a web (31) circumferential radial seal (40) is provided and sealing material of the radial seal (40) through the openings (30), and at least one sealing surface (42, 44) of the radial seal (40) with respect to a flat side of the Verpressbereichs (45) of the second portion (31-2) of the web (31) arranged axially in the opposite direction to the force introduction direction (48) spaced from the Verpressbereich (45) of the web (31) The invention further relates to a filter system (100) with Such a replaceable filter element (10).
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Filterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere zur Verwendung für Kassettenluftfilter einer Brennkraftmaschine oder als Innenraum luftfilter, insbesondere eines Kraftfahrzeugs sowie ein Filtersystem mit einem Filterelement.The invention relates to a filter element for filtering a fluid, in particular for use for cassette air filter of an internal combustion engine or as an interior air filter, in particular a motor vehicle and a filter system with a filter element.
Stand der TechnikState of the art
Um beispielsweise im Automobilbereich Fluide, wie Kraftstoffe, andere Betriebsmittel oder Innenraumluft, zu filtern, werden häufig gefaltete oder plissierte Filtermedien eingesetzt. Dabei ist es oft notwendig, die Faltenprofile durch Hilfsmittel zu stützen, damit auch bei Fluiddurchtritt die Form erhalten bleibt. Ferner ist es gewünscht, die Filterelemente an ihren Rändern gegen die Filteraufnahme oder das jeweilige Filtergehäuse abzudichten, damit kein ungefiltertes Fluid an dem plissierten Filtermedium vorbeiströmen kann.For example, to filter fluids such as fuels, other equipment, or indoor air in the automotive field, pleated or pleated filter media are often used. It is often necessary to support the fold profiles by means of aids, so that the shape is retained even when passing through the fluid. Furthermore, it is desirable to seal the filter elements at their edges against the filter holder or the respective filter housing so that no unfiltered fluid can flow past the pleated filter medium.
In
Der an den Filterbalg angespritzte Kunststoffrahmen dient zum Beispiel zum Stützen von Faltenprofilen des Filterbalgs. Ferner kann der an den Filterbalg angespritzte Kunststoffrahmen zum seitlichen Abdichten zum Beispiel gegenüber einer Filteraufnahme dienen.The plastic frame molded onto the filter bellows serves, for example, to support fold profiles of the filter bellows. Furthermore, the plastic frame injection-molded onto the filter bellows can serve for lateral sealing, for example, with respect to a filter receptacle.
Der Kunststoffrahmen und die Kunststoffschaumdichtung sind in einem Spritzgussverfahren erzeugt. Durch das Spritzen des Kunststoffrahmens, der ausreichend starr ist, um dem Filterbalg Stabilität zu verleihen, erreicht man eine ausreichend feste Verbindung mit den Faltenprofilen. Durch das Einspritzen der Kunststoffschaumdichtung, beispielsweise durch ein Reaktionsspritzgießverfahren, können beliebige Formen für Rahmen und Radialdichtung realisiert werden. Allerdings sind nicht alle Materialkombinationen für die Verbindung von Kunststoffrahmen und Kunststoffdichtungen, insbesondere angespritzte Dichtungen oder angeschäumte Dichtungen geeignet. Beispielsweise erfordert ein, insbesondere thermoplastischer, Kunststoffrahmen, beispielsweise ein Polypropylen (PP)-Rahmen, aufgrund der Oberflächenenergie eine Oberflächenbehandlung, beispielsweise mittels Ionisation, Plasmabehandlung oder Corona-Verfahren, damit eine Kunststoffdichtung, beispielsweise eine angeschäumte oder angespritzte Dichtung, beispielsweise aus Polyurethan ausreichend sicher auf der Oberfläche des Kunststoffrahmens haftet, oder es ist alternativ ein mechanischer Kraftschluss zwischen dem Kunststoffrahmen und der Schaumdichtung notwendig.The plastic frame and the plastic foam seal are produced in an injection molding process. By spraying the plastic frame, which is sufficiently rigid to give stability to the filter bellows, one achieves a sufficiently strong connection with the folding profiles. By injecting the plastic foam seal, for example by a reaction injection molding, any shapes for frame and radial seal can be realized. However, not all material combinations are suitable for the connection of plastic frames and plastic seals, in particular molded seals or foamed seals. For example, a, in particular thermoplastic, plastic frame, for example a polypropylene (PP) frame due to the surface energy requires a surface treatment, for example by ionization, plasma treatment or corona process, so that a plastic seal, such as a foamed or molded seal, for example made of polyurethane sufficiently safe adheres to the surface of the plastic frame, or it is alternatively a mechanical adhesion between the plastic frame and the foam seal necessary.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere zur Luftfilterung, insbesondere zur Motoransaugluftfilterung, oder Gebäudeluftfilterung oder Innenraumluftfilterung, zu schaffen, bei welchem konstruktiv einfach eine Dichtung, welche mittels mechanischer Verankerung an einem Kunststoffrahmen befestigt wird ohne eine zusätzliche Oberflächenbehandlung des Kunststoffrahmens zu erfordern, wobei auch an der Schnittstelle der mechanischen Verankerung die insbesondere einheitliche Dichtigkeit beim Einsatz in einem Filtergehäuse gesichert ist. Es ist eine weitere Aufgabe, ein derartiges Filterelement mit einer Radialdichtung bereitzustellen, bei welcher die Dichtkraft des Dichtungsmaterials im Zusammenwirken mit dem Steg des Rahmens des Filterelements einheitlich verteilt und insbesondere die Verankerung von der Dichtungskraft entkoppelt ist.An object of the invention is to provide a filter element for filtering a fluid, in particular for air filtering, in particular for Motoransaugluftfilterung, or Gebäudeluftfilterung or Innenraumluftfilterung, in which structurally simple a seal which is secured by mechanical anchoring to a plastic frame without an additional surface treatment to require the plastic frame, and also at the Interface of the mechanical anchoring the particular uniform tightness is secured when used in a filter housing. It is a further object to provide such a filter element with a radial seal in which the sealing force of the sealing material is uniformly distributed in cooperation with the web of the frame of the filter element and in particular the anchoring is decoupled from the sealing force.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids zur Aufnahme eines solchen austauschbaren Filterelements zu schaffen.Another object is to provide a filter system for filtering a fluid to receive such a replaceable filter element.
Die vorgenannten Aufgaben werden nach einem Aspekt der Erfindung gelöst von einem Filterelement, insbesondere Flachfilterelement, zum Filtern eines Fluids, insbesondere zur Luftfilterung, insbesondere zur Motoransaugluftfilterung, oder Gebäudeluftfilterung oder Innenraumluftfilterung, mit wenigstens einem Filterbalg, der eine bestimmungsgemäße Rohseite und eine dieser gegenüberliegende bestimmungsgemäße Reinseite aufweist, wobei der Filterbalg umlaufend von einem die Stirnkanten des Filterbalgs abdichtenden Rahmen umgeben ist, mit einem seitlich vom Rahmen aus gesehen nach außen abstehenden, dichtungstragenden Steg, wobei der Steg einen ersten Teilbereich aufweist, welcher in einem Winkel zu einer Seitenwand des Rahmens angeordnet ist, wobei der Winkel ausgewählt ist aus einem Bereich von 0° bis 180° bezogen auf die Seitenwand des Rahmens an welcher der Steg angeordnet ist, wobei die Kante der Seitenwand des Rahmens an der bestimmungsgemäßen Reinseite den 0° Winkel definiert und die Kante der Seitenwand des Rahmens an der bestimmungsgemäßen Rohseite den 180° Winkel definiert, und einem zweiten Teilbereich, welcher in Krafteinleitungsrichtung ausgebildet ist, wobei in dem zweiten Teilbereich des Stegs ein Verpressbereich vorgesehen ist, welcher an den ersten Teilbereich des Stegs anschließt, wobei der zweite Teilbereich insbesondere in einem Winkel zum ersten Teilbereich angeordnet sein kann, wobei der Winkel in Abhängigkeit von dem Winkel des ersten Teilbereichs so gewählt werden kann, dass der zweiten Teilbereich in Krafteinleitungsrichtung im Dichtungszustand ausgebildet ist, sowie Öffnungen vorgesehen sind, wobei die Öffnungen im Bereich der Außenkante, insbesondere entlang der Außenkante, des zweiten Teilbereichs des Stegs verlaufen, wobei eine am Steg umlaufende Radialdichtung vorgesehen ist und sich Dichtungsmaterial der Radialdichtung durch die Öffnungen erstreckt, und wenigstens eine Dichtfläche der Radialdichtung bezogen auf eine Flachseite des Verpressbereichs des zweiten Teilbereichs des Stegs axial in Gegenrichtung zur Krafteinleitungsrichtung beabstandet zu dem Verpressbereich des Stegs angeordnet ist.The above objects are achieved according to one aspect of the invention of a filter element, in particular flat filter element, for filtering a fluid, in particular for air filtration, in particular for Motoransaugluftfilterung, or Gebäudeluftfilterung or Innenraumluftfilterung, with at least one filter bellows, the intended raw side and one of these opposite intended clean side wherein the filter bellows is surrounded circumferentially by a frame sealing the end edges of the filter bellows, with a seal-carrying web projecting laterally from the frame, wherein the web has a first subarea which is arranged at an angle to a side wall of the frame , wherein the angle is selected from a range of 0 ° to 180 ° relative to the side wall of the frame on which the web is arranged, wherein the edge of the side wall of the frame at the intended clean side of the 0 ° angle defini ert and the edge of the side wall of the frame at the intended raw side defines the 180 ° angle, and a second portion which is formed in the direction of force introduction, wherein in the second portion of the web, a Verpressbereich is provided, which adjoins the first portion of the web, wherein the second partial region can be arranged in particular at an angle to the first partial region, wherein the angle can be selected as a function of the angle of the first partial region so that the second partial region is formed in the force introduction direction in the sealing state, and if openings are provided, wherein the openings extending in the region of the outer edge, in particular along the outer edge, of the second portion of the web, wherein a radial seal surrounding the web is provided and sealing material of the radial seal extends through the openings, and at least one sealing surface of the radial seal with respect to a F Lachseite the Verpressbereichs of the second portion of the web axially in the opposite direction to the force introduction direction spaced to the Verpressbereich of the web is arranged.
Der Winkel, welchen der erste Teilbereich des Stegs mit der Seitenwand des Rahmens einschließt, kann insbesondere rechtwinklig zur Seitenwand sein, und der erste Teilbereich des Stegs somit rechtwinklig nach außen gerichtet gewählt sein, oder beispielsweise im 0° Winkel von der Kante der Seitenwand des Rahmens in Durchflussrichtung nach oben gerichtet sein, oder beispielsweise im 180° Winkel von der Kante der Seitenwand des Rahmens gegen die Durchflussrichtung nach unten gerichtet sein. Der Winkel des ersten Teilbereichs des Stegs kann jedoch im Bereich von 0° bis 180° frei gewählt werden und insbesondere den jeweiligen Bauraumvorgaben entsprechend angepasst werden.The angle which the first portion of the web encloses with the side wall of the frame may in particular be perpendicular to the side wall, and the first portion of the web thus selected to be directed at right angles outwards, or for example at 0 ° angle from the edge of the side wall of the frame be directed upward in the flow direction, or be directed for example at an angle of 180 ° from the edge of the side wall of the frame against the flow direction downwards. However, the angle of the first portion of the web can be freely selected in the range of 0 ° to 180 ° and in particular adapted to the respective space specifications.
Durch die Anordnung der Radialdichtung im Verpressbereich des zweiten Teilbereichs des Stegs ist die Krafteinwirkung bei Einsatz des Filterelements in einem Filtergehäuse, auch an der Schnittstelle zwischen durch die Öffnung durchtretender Dichtmasse und der Stegoberfläche konstruktiv einfach, sicher und einheitlich in der Dichtkraftwirkung abgedichtet, so dass ein Durchtritt von Rohluft auf die Reinseite an dieser Schnittstelle durch die Radialdichtung zuverlässig verhindert wird. Die erfindungsgemäße Radialdichtung ermöglicht somit konstruktiv einfach eine Dichtung, welche mittels mechanischer Verankerung an einem Kunststoffrahmen befestigt werden kann, wobei keine zusätzliche Oberflächenbehandlung des Kunststoffrahmens erforderlich ist, wobei auch an der Schnittstelle der mechanischen Verankerung eine gesicherte Dichtigkeit beim Einsatz in einem Filtergehäuse konstruktiv einfach bereitgestellt werden kann, und es wird eine Radialdichtung bereitgestellt, bei welcher die Dichtkraft des Dichtungsmaterials im Zusammenwirken mit dem Steg des Rahmens des Filterelements einheitlich verteilt ist und zusätzlich ist die Verankerung der Radialdichtung des Filterelements von der Dichtungskraft konstruktiv einfach entkoppelt.Due to the arrangement of the radial seal in the compression region of the second portion of the web, the force is sealed when using the filter element in a filter housing, even at the interface between passing through the opening sealant and the web surface structurally simple, safe and uniform in the sealing force, so that a Passage of raw air to the clean side at this interface is reliably prevented by the radial seal. The radial seal according to the invention thus enables a constructively simple seal which can be fastened by means of mechanical anchoring to a plastic frame, wherein no additional surface treatment of the plastic frame is required, wherein at the interface of the mechanical anchoring a secure tightness when used in a filter housing are structurally simple can, and there is provided a radial seal in which the sealing force of the sealing material is uniformly distributed in cooperation with the web of the frame of the filter element and in addition the anchoring of the radial seal of the filter element of the sealing force is structurally easily decoupled.
Die erfindungsgemäße Radialdichtung hat eine Richtung der Dichtkraft der Dichtung, welche - bei Einsatz des erfindungsgemäßen Filterelements in ein Filtergehäuse - orthogonal wirkt, bezogen auf die Montagerichtung eines Gehäuseoberteils auf einem Gehäuseunterteil. Anschaulich beschrieben wird das erfindungsgemäße Filterelement in ein Gehäuseunterteil eingesetzt und von diesem gehalten, und das Gehäuseoberteil wird auf das Gehäuseunterteil aufgesetzt. Die Radialdichtung des Filterelements kann im verbauten Zustand mit dem Gehäuseoberteil allein oder alternativ mit Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteil dichtend zusammenwirken, wobei die Dichtkraftwirkung orthogonal zur Krafteinleitungsrichtung ist im Dichtzustand, also in Einbausituation des erfindungsgemäßen Filterelements in dem Filtergehäuse. Das Gehäuseoberteil ist erfindungsgemäß das Gehäuseteil, welches mit der bestimmungsgemäßen Reinseite des Filterelements verbunden ist. Mit anderen Worten wirkt die Richtung der Dichtkraft der Radialdichtung bezogen auf das erfindungsgemäße Filterelement orthogonal zur Durchströmungsrichtung bzw. der Hochachse des Filterelements.The radial seal of the invention has a direction of sealing force of the seal, which - when using the filter element according to the invention in a filter housing - acts orthogonal, based on the mounting direction of an upper housing part on a lower housing part. Described is the filter element according to the invention is inserted into a housing lower part and held by this, and the upper housing part is placed on the lower housing part. The radial seal of the filter element in the installed state can cooperate sealingly with the upper housing part alone or alternatively with the upper housing part and the lower housing part, the sealing force effect being orthogonal to the force introduction direction in the sealing state, ie in the installation situation of the filter element according to the invention in the filter housing. The upper housing part according to the invention is the housing part, which is connected to the intended clean side of the filter element. With In other words, the direction of the sealing force of the radial seal relative to the filter element according to the invention acts orthogonal to the flow direction or the vertical axis of the filter element.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids mit wenigstens einem solchen Filterelement gelöst.According to another aspect of the invention, the object is achieved by a filter system for filtering a fluid with at least one such filter element.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.Favorable embodiments and advantages of the invention will become apparent from the other claims, the description and the drawings.
Es wird ein Filterelement zum Filtern eines Fluids mit wenigstens einem Filterbalg vorgeschlagen, der eine bestimmungsgemäße Rohseite und eine dieser gegenüberliegenden bestimmungsgemäße Reinseite aufweist. Erfindungsgemäß ist die wenigstens eine Dichtfläche so vorgesehen, dass eine Krafteinleitung über die wenigstens eine Dichtfläche auf eine Dichtlinie des Rahmens, insbesondere des seitlich vom Rahmen aus gesehen nach außen abstehenden dichtungstragenden Stegs, erfolgt, wobei der Steg einen ersten Teilbereich aufweist, welcher in einem Winkel zu einer Seitenwand des Rahmens angeordnet ist, wobei der Winkel ausgewählt ist aus einem Bereich von 0° bis 180° bezogen auf die Seitenwand des Rahmens an welcher der Steg angeordnet ist, wobei die Kante der Seitenwand des Rahmens an der bestimmungsgemäßen Reinseite den 0° Winkel definiert und die Kante der Seitenwand des Rahmens an der bestimmungsgemäßen Rohseite den 180° Winkel definiert, und einem zweiten Teilbereich, welcher in Krafteinleitungsrichtung, anschaulich der Krafteinleitungsrichtung im Dichtungszustand, ausgebildet ist, wobei in dem zweiten Teilbereich des Stegs ein Verpressbereich vorgesehen ist, welcher an den ersten Teilbereich des Stegs anschließt, wobei der zweite Teilbereich insbesondere in einem Winkel zum ersten Teilbereich angeordnet sein kann, wobei der Winkel in Abhängigkeit von dem Winkel des ersten Teilbereichs so gewählt werden kann, dass der zweite Teilbereich in Krafteinleitungsrichtung im Dichtungszustand ausgebildet ist, und im zweiten Teilbereich des Stegs Öffnungen vorgesehen sind, wobei die Öffnungen im Bereich der Außenkante, insbesondere entlang der Außenkante des zweiten Teilbereichs des Stegs verlaufen, wobei eine am Steg umlaufende Radialdichtung vorgesehen ist und sich Dichtungsmaterial der Radialdichtung durch die Öffnungen erstreckt, und wenigstens eine Dichtfläche der Radialdichtung bezogen auf eine Flachseite des Verpressbereichs des zweiten Teilbereichs des Stegs axial in Gegenrichtung zur Krafteinleitungsrichtung beabstandet zu dem Verpressbereich des Stegs angeordnet ist. Die Kraft aufnehmende Fläche der Radialdichtung kann hierdurch so gewählt werden, dass sie nicht durch Materialdurchbrüche im Rahmen und/oder im Steg bzw. den Öffnungen geschwächt ist. Die Verankerung der Radialdichtung am Rahmen ist damit weitgehend von der Dichtfunktion entkoppelt. So lässt sich ein gleichmäßiger Kraftverlauf beim Einleiten von Kräften in die Radialdichtung erzielen, so dass das Risiko einer Leckage des Filterelements deutlich reduziert oder verhindert wird. Auf diese Weise lassen sich Dichtfunktion und Verankerung der Radialdichtung an dem Rahmen des Filterbalgs konstruktiv einfach vorteilhaft trennen. Mit anderen Worten kann im Hinblick darauf, dass die Radialdichtung des Filterelements üblicherweise ein anderes Material aufweist als Steg und Rahmen und diese Materialien bei gleicher Verpressung unterschiedliche Verpressungskräfte aufweisen können, durch die Trennung der Dichtfunktion und Verankerung bei gleicher Verpressung eine unterschiedliche Dichtwirkung vermieden werden. Zusätzlich lässt sich der Bauraumbedarf des Filterelements reduzieren. Zusätzlich erleichtert die Radialdichtung den Einbau in ein Filtergehäuse, da die Dichtwülste der Radialdichtung flexibel sind und die mindestens eine Dichtfläche parallel zur Gehäusewand des aufnehmenden Gehäuseteils ausgebildet ist, so dass dadurch die korrekte Positionierung zusätzlich erleichtert wird. Bei einem dichtenden Zusammenwirken von Radialdichtung und Gehäuseoberteil können zudem Fertigungstoleranzen von Filterelement und Gehäuseoberteil konstruktiv einfach und sicher ausgeglichen werden.It is proposed a filter element for filtering a fluid with at least one filter bellows, which has a designated raw side and one of these opposite intended pure side. According to the invention, the at least one sealing surface is provided so that an introduction of force via the at least one sealing surface on a sealing line of the frame, in particular the laterally projecting from the frame outwardly projecting seal web, takes place, wherein the web has a first portion, which at an angle is arranged to a side wall of the frame, wherein the angle is selected from a range of 0 ° to 180 ° relative to the side wall of the frame to which the web is arranged, wherein the edge of the side wall of the frame at the intended clean side of the 0 ° angle defined and defines the edge of the side wall of the frame at the intended raw side of the 180 ° angle, and a second portion which in the force introduction direction, the force introduction direction in the sealing state, is formed, wherein in the second portion of the web, a Verpressbereich is provided, which the first n subregion of the web connects, wherein the second portion may be arranged in particular at an angle to the first portion, wherein the angle can be selected depending on the angle of the first portion so that the second portion is formed in the direction of force seal in the sealing state, and openings are provided, wherein the openings in the region of the outer edge, in particular run along the outer edge of the second portion of the web, wherein a web on the circumferential radial seal is provided and sealing material of the radial seal extends through the openings, and at least one sealing surface of the Radially sealed relative to a flat side of the Verpressbereichs of the second portion of the web axially in the opposite direction to the force introduction direction spaced from the Verpressbereich of the web is arranged. The force receiving surface of the radial seal can be chosen so that it is not weakened by material breakthroughs in the frame and / or in the web or the openings. The anchoring of the radial seal on the frame is thus largely decoupled from the sealing function. Thus, a uniform force curve when introducing forces in the radial seal can be achieved, so that the risk of leakage of the filter element is significantly reduced or prevented. In this way, sealing function and anchoring of the radial seal on the frame of the filter bellows can be structurally easily separated advantageous. In other words, with regard to the fact that the radial seal of the filter element usually has a different material than web and frame and these materials may have different compression forces with the same compression, by the separation of the sealing function and anchoring at the same compression a different sealing effect can be avoided. In addition, the space requirement of the filter element can be reduced. In addition, the radial seal facilitates installation in a filter housing, since the sealing beads of the radial seal are flexible and the at least one sealing surface is formed parallel to the housing wall of the female housing part, thereby further facilitating correct positioning. In a sealing interaction of radial seal and housing upper part also manufacturing tolerances of filter element and upper housing part can be easily and constructively balanced.
Der Winkel, welchen der erste Teilbereich des Stegs mit der Seitenwand des Rahmens einschließt, kann insbesondere rechtwinklig zur Seitenwand betragen, und der erste Teilbereich des Stegs somit rechtwinklig nach außen gerichtet gewählt sein, oder beispielsweise im 0° Winkel von der Kante der Seitenwand des Rahmens in Durchflussrichtung nach oben gerichtet sein, oder beispielsweise im 180° Winkel von der Kante der Seitenwand des Rahmens gegen die Durchflussrichtung nach unten gerichtet sein. Der Winkel des ersten Teilbereichs des Stegs kann jedoch im Bereich von 0° bis 180° frei gewählt werden und insbesondere den jeweiligen Bauraumvorgaben entsprechend angepasst werden.The angle which the first section of the web encloses with the side wall of the frame may in particular be at right angles to the side wall, and the first section of the web thus chosen to be directed at right angles to the outside, or for example at 0 ° from the edge of the side wall of the frame be directed upward in the flow direction, or be directed for example at an angle of 180 ° from the edge of the side wall of the frame against the flow direction downwards. However, the angle of the first portion of the web can be freely selected in the range of 0 ° to 180 ° and in particular adapted to the respective space specifications.
Der Filterbalg ist erfindungsgemäß umlaufend von einem Rahmen umgeben mit dem erfindungsgemäßen seitlich abstehenden, dichtungstragenden Steg, wobei in dem Steg Öffnungen vorgesehen sind, die im Bereich von dessen Außenkante, insbesondere entlang von dessen Außenkante verlaufen, wobei eine am Steg umlaufende erfindungsgemäße Radialdichtung vorgesehen ist, wobei sich Dichtungsmaterial der Radialdichtung durch die Öffnungen erstreckt.According to the invention, the filter bellows is circumferentially surrounded by a frame with the laterally projecting, seal-carrying web, wherein openings are provided in the web which extend in the region of its outer edge, in particular along its outer edge, whereby a radial seal according to the invention is provided on the web. wherein sealing material of the radial seal extends through the openings.
Vorzugsweise bilden der Steg und die Seitenwand des Rahmens ein einstückiges Bauteil, und der Steg kann insbesondere einstückig mit der Seitenwand des Rahmens hergestellt sein. Der Steg kann erfindungsgemäß direkt an der Seitenwand angeordnet sein, oder an einer Rippe des Rahmens, beispielsweise einer Versteifungsrippe, angeordnet sein, welche von der Seitenwand aus nach außen hin, also vom Filterbalg weggerichtet, angeordnet ist.Preferably, the web and the side wall of the frame form a one-piece component, and in particular the web can be produced in one piece with the side wall of the frame. The jetty can be arranged according to the invention directly on the side wall, or on a rib of the frame, for example, a stiffening rib, be arranged, which is directed away from the side wall to the outside, so directed away from the filter bellows.
Der Verpressbereich des zweiten Teilbereichs des Stegs ist erfindungsgemäß der Bereich, welcher zwischen dem ersten Teilbereich des Stegs und der Öffnung im zweiten Teilbereich des Stegs angeordnet ist. Beim Dichteinsatz wirkt die Dichtkraft der Radialdichtung orthogonal zur Krafteinleitungsrichtung auf den Verpressbereich des Stegs.According to the invention, the pressing region of the second subregion of the web is the region which is arranged between the first subregion of the web and the opening in the second subregion of the web. When sealing, the sealing force of the radial seal acts orthogonal to the direction of force transmission on the Verpressbereich of the web.
Vorzugsweise kann der Filterbalg als Flachfilter ausgestaltet sein. Zusätzlich kann der Filterbalg aus einem Filtermedium gebildet sein, das entlang von Faltkanten zickzackförmig zu Falten gefaltet ist, die sich jeweils zwischen gegenüberliegenden Stirnkanten des Filterbalgs erstrecken. Dabei liegen die Faltkanten des Filterbalgs rohseitig in einer Anströmfläche und reinseitig in einer Abströmfläche des Filterbalgs. Die Öffnungen können vorzugsweise umlaufend im Rahmen, insbesondere im Steg, vorgesehen sein. Die Anströmfläche und die Abströmfläche können ebene Flächen oder auch Freiformflächen sein, die nach Bedarf gestaltet werden können.Preferably, the filter bellows can be configured as a flat filter. In addition, the filter bellows may be formed of a filter medium which is folded in a zigzag fashion along fold edges to folds each extending between opposite end edges of the filter bellows. The folding edges of the filter bellows are on the raw side in an inflow surface and on the clean side in an outflow surface of the filter bellows. The openings may preferably be provided circumferentially in the frame, in particular in the web. The inflow and the outflow can be flat surfaces or free-form surfaces that can be designed as needed.
Die Radialdichtung des Filterelements weist üblicherweise ein anderes Material auf als Steg und Rahmen, da die Radialdichtung eine andere Funktion zu erfüllen hat. Deshalb ist die Radialdichtung beispielsweise aus Polyurethan (PUR) gebildet, das sich als flexibel genug erweist, um eine dauerhafte Dichtfunktion zu erreichen, während der Rahmen beispielsweise aus Polyamid (PA), Polypropylen (PP) oder Polyester gefertigt sein kann. Der umlaufende Rahmen des Filterbalgs kann beispielsweise aus Kunststoff in einem Spritzgießverfahren direkt an den Filterbalg angespritzt sein, insbesondere kann der Filterbalg mit einer Rahmenseitenwand als Stirnkantenabdichtung direkt umspritzt sein. Als Kunststoffe können so beispielsweise PA oder PP zum Einsatz kommen, wobei PP kostengünstiger ist. Eine Radialdichtung zur Abdichtung zwischen Rohseite und Reinseite des Filterbalgs kann dann an eine Außenkante des Rahmens angespritzt oder angeschäumt werden. Bei bekannten Lösungen werden Dichtungen aus PUR beispielsweise an PA-Rahmen angespritzt, wobei die PUR-Radialdichtung mit dem PA-Rahmen eine Verbindung eingeht. Auf den kostengünstigen PP-Rahmen haftet jedoch eine angespritzte PUR-Radialdichtung nicht in der gewünschten Art, sondern kann sich im Betrieb von dem Rahmen lösen, was zu einer Undichtigkeit des Filterelements führen kann. Erfindungsgemäß sind deshalb Öffnungen umlaufend im Steg um den Rahmen vorgesehen, so dass das angespritzte Dichtungsmaterial in die Öffnungen eindringen und diese durchdringen kann, somit eine mechanische Verankerung bewirkt wird. Die ausgehärtete Radialdichtung weist so eine vorteilhafte Verzahnung mit dem Steg und damit dem Rahmen auf, wodurch eine dauerhafte Haltbarkeit der Radialdichtung und damit der Dichtigkeit des Filterelements sichergestellt ist. Zweckmäßigerweise können als Öffnungen Langlöcher vorgesehen sein, deren längere Dimension sich entlang des Stegs erstreckt. Durch den Hinterschnitt der angespritzten Radialdichtung ergibt sich so zwischen dem Steg des Rahmens und der Radialdichtung eine vorteilhafte Verankerung der Radialdichtung. Insbesondere kann eine Vielzahl eng benachbarter Langlöcher in dem Steg vorgesehen sein, um eine möglichst günstige Verankerung der Radialdichtung mit dem Steg und damit dem Rahmen zu erreichen.The radial seal of the filter element usually has a different material than web and frame, since the radial seal has to fulfill another function. Therefore, the radial seal is formed for example of polyurethane (PUR), which proves to be flexible enough to achieve a permanent sealing function, while the frame can be made for example of polyamide (PA), polypropylene (PP) or polyester. The encircling frame of the filter bellows can for example be injection-molded from plastic in an injection molding directly to the filter bellows, in particular, the filter bellows can be molded directly with a frame side wall as a front edge seal. As plastics such as PA or PP can be used, with PP is less expensive. A radial seal for sealing between the raw side and the clean side of the filter bellows can then be molded or foamed onto an outer edge of the frame. In known solutions, seals made of PUR, for example, molded to PA frame, the PUR radial seal with the PA frame enters into a compound. However, a molded PUR radial seal does not adhere to the cost-effective PP frame in the desired manner, but can become detached from the frame during operation, which can lead to leakage of the filter element. According to the invention therefore openings are provided circumferentially in the web around the frame, so that the molded sealing material can penetrate into the openings and penetrate them, thus a mechanical anchoring is effected. The cured radial seal thus has an advantageous toothing with the web and thus the frame, whereby a durable durability of the radial seal and thus the tightness of the filter element is ensured. Appropriately, can be provided as openings long holes whose longer dimension extends along the web. Due to the undercut of the molded radial seal thus results in an advantageous anchoring of the radial seal between the web of the frame and the radial seal. In particular, a plurality of closely spaced oblong holes can be provided in the web in order to achieve the best possible anchoring of the radial seal with the web and thus the frame.
Dichtflächen der an den Steg des Rahmens angespritzten Radialdichtung können dann zweckmäßig an Dichtungswülsten oder Dichtlippen oder auch an einem ebenen Bereich der Radialdichtung ausgeführt sein, wobei die Dichtungsgeometrie günstigerweise frei wählbar sein kann. Die Radialdichtung kann mindestens eine Dichtfläche, vorteilhaft insbesondere zwei Dichtflächen aufweisen, wobei zwei Dichtflächen vorteilhaft, insbesondere spiegelsymmetrisch, zum einen die Rohseite und zum anderen die Reinseite und jeweils zu einer Seite des Stegs abdichten. Alternativ kann jedoch auch nur eine Dichtfläche vorhanden sein, welche insbesondere die Rohseite abdichtet. Das Vorsehen einer Dichtungswulst mit Dichtfläche ist besonders günstig zur Kraftaufnahme und Einleitung in den Rahmen.Sealing surfaces of the sprayed onto the web of the frame radial seal can then be suitably carried out on sealing beads or sealing lips or on a flat portion of the radial seal, the seal geometry may be conveniently arbitrary. The radial seal may have at least one sealing surface, advantageously in particular two sealing surfaces, wherein two sealing surfaces advantageously, in particular mirror-symmetrical, on the one hand seal the raw side and on the other the clean side and each to one side of the web. Alternatively, however, only one sealing surface may be present, which in particular seals the raw side. The provision of a sealing bead with sealing surface is particularly favorable for power absorption and introduction into the frame.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die am Steg umlaufende Radialdichtung wenigstens eine einseitig oder bevorzugt zweiseitig an der Radialdichtung ausgebildete Dichtungswulst aufweisen und insbesondere wenigstens eine der Dichtflächen der Radialdichtung auf der Dichtungswulst angeordnet sein. Eine zweiseitige Ausgestaltung der Radialdichtung ist besonders vorteilhaft, bei einem dichtenden Zusammenwirken von Radialdichtung und Gehäuseoberteil sowie Gehäuseunterteil, da durch die zweiseitige Ausgestaltung zusätzlich konstruktiv besonders einfach und sicher verhindert werden kann, dass nicht zur Filtration bestimmte Umgebungsluft an der Radialdichtung vorbei auf die Rohseite angesogen werden kann. Bei einem dichtenden Zusammenwirken von Radialdichtung und Gehäuseoberteil können Fertigungstoleranzen von Filterelement und Gehäuseoberteil konstruktiv einfach und sicher ausgeglichen werden. Die Dichtungswulst ist erfindungsgemäß in radialer Richtung ausgebildet. Die radiale Richtung ist erfindungsgemäß bezogen auf die Richtung der Dichtkraft der Dichtung, welche, bei Einsatz des erfindungsgemäßen Filterelements in ein Filtergehäuse, orthogonal wirkt bezogen auf die Montagerichtung bei Montage eines Gehäuseoberteils auf einem Gehäuseunterteil bzw. auf die Durchflussrichtung des Filterelements. Anschaulich beschrieben wird das erfindungsgemäße Filterelement in ein Gehäuseunterteil eingesetzt und von diesem gehalten und das Gehäuseoberteil wird auf das Gehäuseunterteil aufgesetzt. Die Radialdichtung des Filterelements kann im verbauten Zustand mit dem Gehäuseoberteil allein oder alternativ mit Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteil dichtend zusammenwirken. Das Gehäuseoberteil ist erfindungsgemäß das Gehäuseteil, welches mit der bestimmungsgemäßen Reinseite des Filterelements verbunden ist.According to an advantageous embodiment, the circumferential on the web radial seal may have at least one one-sided or preferably two-sided formed on the radial seal sealing bead and in particular at least one of the sealing surfaces of the radial seal on the sealing bead. A two-sided configuration of the radial seal is particularly advantageous in a sealing interaction of radial seal and housing upper part and lower housing part, as can be particularly structurally particularly simple and safe prevented by the two-sided design that are not sucked for filtration certain ambient air past the radial seal on the raw side can. In a sealing interaction of the radial seal and the upper housing part manufacturing tolerances of the filter element and the upper housing part can be easily and constructively balanced. The sealing bead is inventively formed in the radial direction. The radial direction is according to the invention based on the direction of the sealing force of the seal, which, when using the filter element according to the invention in a filter housing, orthogonal acts relative to the mounting direction when mounting a housing upper part on a lower housing part or on the flow direction of the filter element. Described is the filter element according to the invention is inserted into a housing lower part and held by this and the upper housing part is placed on the lower housing part. The radial seal of the filter element in the installed state can cooperate sealingly with the upper housing part alone or alternatively with the upper housing part and lower housing part. The upper housing part according to the invention is the housing part, which is connected to the intended clean side of the filter element.
In einer weiteren Ausgestaltungsform kann bei einer zweiseitigen Ausgestaltung der Radialdichtung, wobei die Dichtflächen einander gegenüberliegen, zudem bei der Krafteinleitung die Kraft direkt durch die Radialdichtung von einer Dichtfläche auf die gegenüberliegende Dichtfläche und/oder auf den Rahmen des Filterelements geleitet werden. Auch ist so die Belastung des Dichtungsmaterials geringer, da das Risiko, dass das Dichtungsmaterial bei Krafteinleitung durch die Öffnungen gedrückt wird und so auf die Dauer eine mögliche Leckage entstehen könnte, zusätzlich reduziert wird. Insgesamt ist die Belastung für die Radialdichtung durch Ausüben einer ungleichmäßigen Krafteinleitung in das Dichtungsmaterial auf diese Weise konstruktiv einfach, zusätzlich reduziert.In a further embodiment, in a two-sided embodiment of the radial seal, wherein the sealing surfaces face each other, also in the introduction of force the force are passed directly through the radial seal from a sealing surface on the opposite sealing surface and / or on the frame of the filter element. Also, so the burden of the sealing material is lower, since the risk that the sealing material is pressed when force is introduced through the openings and thus in the long run a possible leakage could be further reduced. Overall, the burden on the radial seal by exerting a non-uniform force in the sealing material in this way structurally simple, additionally reduced.
In einer weiteren Ausgestaltung kann der Steg um das Filterelement umlaufend ein Höhenprofil aufweisen, wobei der Steg beispielsweise von der Unterkante des Rahmens aus gesehen bereichsweise in unterschiedlicher Höhe angeordnet ist, insbesondere an einer Seitenwand im Bereich der Unterkante und an einer gegenüberliegenden Seitenwand des Rahmens im Bereich der Oberkante angeordnet ist. Der Steg kann jedoch auch um das Filterelement auf derselben Höhe umlaufend angeordnet sein.In a further embodiment, the web can have a height profile around the filter element, the web being arranged, for example, at different heights from the lower edge of the frame, in particular on a side wall in the region of the lower edge and on an opposite side wall of the frame in the region the upper edge is arranged. However, the web can also be arranged circumferentially around the filter element at the same height.
Weiterhin kann zusätzlich eine Dichtlippe bzw. Abstreifer als Dichtfläche vorgesehen sein.Furthermore, a sealing lip or scraper can be additionally provided as a sealing surface.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Dichtfläche zusätzlich orthogonal zu Faltkanten und/ oder Anströmfläche und/oder Abströmfläche des Filterbalgs angeordnet sein. Dies erlaubt eine einfache Konstruktion von Gegenflächen für die Dichtfläche.According to an advantageous embodiment, the sealing surface may additionally be arranged orthogonal to the fold edges and / or inflow surface and / or outflow surface of the filter bellows. This allows a simple construction of counter surfaces for the sealing surface.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der erste Teilbereich des Stegs parallel zu Faltkanten und/oder Anströmfläche und/oder Abströmfläche angeordnet sein. Dies erlaubt eine einfache Konstruktion und eine möglichst gute Versteifung des Rahmens.According to an advantageous embodiment, the first portion of the web can be arranged parallel to folding edges and / or inflow and / or outflow. This allows a simple construction and the best possible stiffening of the frame.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Steg an einem freien Ende des Rahmens ausgebildet sein kann aber auch in einer anderen, vorbestimmten, Position am Rahmen angeordnet sein. Der Steg kann beispielsweise oberhalb, somit von der Kante des Rahmens aus in Durchströmungsrichtung betrachtet nach oben, im Bereich der Mitte, im Bereich der Oberkante, im Bereich der Unterkante oder unterhalb des Rahmens, somit von der Kante des Rahmens aus in Durchströmungsrichtung betrachtet nach unten, angeordnet sein. Die Seitenwand des Rahmens kann den Filterbalg ganz aufnehmen. According to an advantageous embodiment, the web can be formed at a free end of the frame but can also be arranged in another, predetermined position on the frame. The web can, for example, above, thus viewed from the edge of the frame in the flow direction up, in the region of the center, in the region of the upper edge, in the region of the lower edge or below the frame, thus viewed from the edge of the frame in the flow direction down be arranged. The side wall of the frame can accommodate the filter bellows completely.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Öffnungen im Steg als Langlöcher ausgebildet sein, welche mit ihrer längeren Ausdehnung parallel zur Außenkante des Stegs angeordnet sind. Mit einer solchen Anordnung lässt sich die Verankerung der Radialdichtung mit dem Steg und damit dem Rahmen in geeigneter Weise erhöhen, bei gleichbleibendem Bauraumbedarf.According to an advantageous embodiment, the openings may be formed in the web as elongated holes, which are arranged with their longer extension parallel to the outer edge of the web. With such an arrangement, the anchoring of the radial seal with the web and thus the frame can be increased in a suitable manner, with the same space requirement.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Außenkante des Stegs in das Dichtungsmaterial der Radialdichtung eingebettet sein. Dadurch kann der Rahmen umlaufend über den Steg günstig abgedichtet werden. Außerdem ist die Verankerung der Radialdichtung mit dem Rahmen auf geeignete Weise verbessert, so dass Kräfte günstig über die Radialdichtung in den Rahmen eingeleitet werden können.According to an advantageous embodiment, the outer edge of the web can be embedded in the sealing material of the radial seal. As a result, the frame can be conveniently sealed circumferentially over the web. In addition, the anchoring of the radial seal with the frame is suitably improved, so that forces can be introduced into the frame via the radial seal favorably.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die wenigstens eine Dichtungswulst einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Dies ermöglicht eine genaue Positionierung des Orts der Krafteinleitung in den Dichtflächen und eine stabile Form der Dichtungswulst.According to an advantageous embodiment, the at least one sealing bead may have a trapezoidal cross-section. This allows a precise positioning of the location of the introduction of force in the sealing surfaces and a stable shape of the sealing bead.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können zwei Dichtungswülste am zweiten Teilbereich des Stegs sich gegenüberliegend angeordnet sein. Auf diese Weise können konstruktiv einfach beidseits des Stegs Dichtflächen für zwei Gehäuseteile vorgesehen sein, zwischen denen das Filterelement bestimmungsgemäß eingesetzt sein soll.According to an advantageous embodiment, two sealing beads on the second portion of the web can be arranged opposite one another. In this way can be structurally provided on both sides of the web sealing surfaces for two housing parts, between which the filter element is to be used as intended.
Gemäß einer vorteilhaften alternativen Ausgestaltung kann die Radialdichtung auf einer Seite die Dichtungswulst mit einer Dichtfläche aufweisen. Dies erlaubt eine konstruktiv besonders einfache Herstellung der Radialdichtung in einem einfachen Werkzeug, ohne Hinterschnitt und/oder ohne Schieber, beispielsweise eine Herstellung mittels eines konstruktiv einfachen Freischäumwerkzeugs oder Spritzgusswerkzeugs, bei dem das Werkzeug nur eine Dichtungswulst auf einer Seite der Radialdichtung vorgeben muss. Im Falle der Herstellung der Dichtung als freigeschäumte Dichtung kann das Dichtungsmaterial, beispielsweise Polyurethan, in eine Gießkammer eingefüllt werden, welche einen Kompensationsraum aufweist zum Ausbreiten des Dichtungsmaterials und wobei die Kompensationskammer optional zusätzlich beispielsweise zum Entweichen von Luft aus dem System während des Aushärtungsprozesses ausgebildet sein kann.According to an advantageous alternative embodiment, the radial seal on one side may have the sealing bead with a sealing surface. This allows a structurally particularly simple production of the radial seal in a simple tool, without undercut and / or without slide, for example, a production by means of a structurally simple Freischäumwerkzeugs or injection molding tool, in which the tool must specify only a sealing bead on one side of the radial seal. In the case of manufacturing the gasket as a free-blown gasket, the gasket material, such as polyurethane, may be filled in a casting chamber having a compensation space for spreading the gasket material, and wherein the Compensating optionally additionally, for example, for the escape of air from the system during the curing process may be formed.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Rahmen aus Kunststoff gebildet und an den Filterbalg angespritzt sein. Der umlaufende Rahmen des Filterbalgs kann so beispielsweise vorteilhaft aus Kunststoff in einem Spritzgießverfahren direkt an den Filterbalg angespritzt sein, insbesondere kann der Filterbalg mit einer Rahmenseitenwand als Stirnkantenabdichtung direkt umspritzt sein. Damit ist die Abdichtung des Filterbalgs auf geeignete Weise erreicht.According to an advantageous embodiment, the frame may be formed of plastic and molded onto the filter bellows. The encircling frame of the filter bellows can be injection-molded, for example, advantageously made of plastic in an injection molding directly to the filter bellows, in particular the filter bellows can be molded directly with a frame side wall as a front edge seal. Thus, the sealing of the filter bellows is achieved in a suitable manner.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Rahmen aus Polypropylen (PP) gebildet sein. PP ist ein kostengünstiger Kunststoff mit geeigneten Eigenschaften für den Einsatz als Filterelement, insbesondere in einem Luftfiltersystem eines Kraftfahrzeugs. Außerdem lässt sich PP günstig in einem Spritzgießverfahren verarbeiten.According to an advantageous embodiment, the frame may be formed of polypropylene (PP). PP is a low-cost plastic with suitable properties for use as a filter element, in particular in an air filter system of a motor vehicle. In addition, PP can be processed favorably in an injection molding process.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Radialdichtung in einem 2K-Prozess mit dem Rahmen hergestellt sein. Wird PP als Material für den Rahmen und PUR für die Radialdichtung verwendet, kann die Radialdichtung zweckmäßigerweise bei der Herstellung des Rahmens in einem Zwei-Komponenten-Spritzgießprozess hergestellt und angespritzt werden. Dadurch lässt sich auf zuverlässige und kostengünstige Art eine geeignete Dichtwirkung für das Filterelement erzielen.According to an advantageous embodiment, the radial seal can be made in a 2K process with the frame. If PP is used as the material for the frame and PUR for the radial seal, the radial seal can be conveniently prepared and molded in the manufacture of the frame in a two-component injection molding process. As a result, a suitable sealing effect for the filter element can be achieved in a reliable and cost-effective manner.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die erfindungsgemäße Radialdichtung mittels Kunststoffspritzgießen an den Rahmen angespritzt und insbesondere aus Hochdruck-Polyurethan gebildet sein. Auf diese Weise lässt sich eine sehr kostengünstige Lösung zum Erzielen einer günstigen und dauerhaften Dichtwirkung zusammen mit einer zuverlässigen Verankerung der Radialdichtung mit dem Rahmen erzielen, die auch für eine kostengünstige Großserienfertigung geeignet ist. Auch ist so vorteilhaft die mechanische Stabilität der Radialdichtung für dauerhafte Einsatzbedingungen, insbesondere im Automobilbereich, sichergestellt.According to an advantageous embodiment, the radial seal according to the invention can be molded onto the frame by means of plastic injection molding and in particular be formed from high-pressure polyurethane. In this way, a very cost-effective solution for achieving a favorable and permanent sealing effect can be achieved together with a reliable anchoring of the radial seal with the frame, which is also suitable for cost-effective mass production. Also, the mechanical stability of the radial seal for long-term use conditions, especially in the automotive sector, is ensured so advantageous.
Alternativ kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung die Radialdichtung als Kunststoffschaumdichtung ausgebildet und insbesondere aus freischäumendem Polyurethan gebildet sein. So kann beispielsweise die Radialdichtung mit einem geeigneten Werkzeug an den Rahmen angeschäumt werden, wobei das Werkzeug die Konturen der Dichtflächen vorgibt und festlegt, während weitere freie Bereich im Werkzeug vorgesehen sein können, über welche das Dichtungsmaterial frei hinausschäumen kann.Alternatively, according to an advantageous embodiment, the radial seal formed as a plastic foam seal and in particular be formed of free-foaming polyurethane. Thus, for example, the radial seal can be foamed with a suitable tool to the frame, wherein the tool predetermines and determines the contours of the sealing surfaces, while more free area can be provided in the tool over which the sealing material can foam out freely.
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids, mit einem Filtergehäuse und einem in dem Filtergehäuse zwischen einer Rohseite und einer Reinseite austauschbar angeordneten Filterelement, mit wenigstens einem Filterbalg. Der Filterbalg weist eine bestimmungsgemäße Rohseite und eine dieser gegenüber liegende bestimmungsgemäße Reinseite auf, wobei der Filterbalg umlaufend von einem die Stirnkanten des Filterbalgs abdichtenden Rahmen umgeben ist mit einem seitlich vom Rahmen aus gesehen nach außen abstehenden dichtungstragenden Steg, wobei der Steg einen ersten Teilbereich aufweist, welcher in einem Winkel zu einer Seitenwand des Rahmens angeordnet ist, wobei der Winkel ausgewählt ist aus einem Bereich von 0° bis 180° bezogen auf die Seitenwand des Rahmens an welcher der Steg angeordnet ist, wobei die Kante der Seitenwand des Rahmens an der bestimmungsgemäßen Reinseite den 0° Winkel definiert und die Kante der Seitenwand des Rahmens an der bestimmungsgemäßen Rohseite den 180° Winkel definiert, und einem zweiten Teilbereich, welcher in Krafteinleitungsrichtung ausgebildet ist, wobei in dem zweiten Teilbereich des Stegs ein Verpressbereich, welcher an den ersten Teilbereich des Stegs anschließt, wobei der zweite Teilbereich insbesondere in einem Winkel zum ersten Teilbereich angeordnet sein kann, und Öffnungen vorgesehen sind, wobei die Öffnungen entlang der Außenkante des zweiten Teilbereichs des Stegs verlaufen, wobei eine am Steg umlaufende Radialdichtung vorgesehen ist und sich Dichtungsmaterial der Radialdichtung durch die Öffnungen erstreckt, und wenigstens eine Dichtfläche der Radialdichtung bezogen auf eine Flachseite des Verpressbereichs des zweiten Teilbereichs des Stegs axial in Gegenrichtung zur Krafteinleitungsrichtung beabstandet zu dem Verpressbereich des Stegs angeordnet ist.According to a further aspect, the invention relates to a filter system for filtering a fluid, comprising a filter housing and a filter element interchangeable in the filter housing between a raw side and a clean side, with at least one filter bellows. The filter bellows has a designated raw side and a designated clean side opposite this, the filter bellows being circumferentially surrounded by a frame sealing the end edges of the filter bellows with a seal-carrying web projecting laterally from the frame, the web having a first subarea, which is arranged at an angle to a side wall of the frame, wherein the angle is selected from a range of 0 ° to 180 ° relative to the side wall of the frame on which the web is arranged, wherein the edge of the side wall of the frame at the intended clean side Defines the 0 ° angle and defines the edge of the side wall of the frame at the intended raw side of the 180 ° angle, and a second portion which is formed in the direction of force introduction, wherein in the second portion of the web, a Verpressbereich, which at the first portion of the web subsequently The second portion can be arranged in particular at an angle to the first portion, and openings are provided, wherein the openings extend along the outer edge of the second portion of the web, wherein a web-extending radial seal is provided and sealing material of the radial seal through the Openings extends, and at least one sealing surface of the radial seal with respect to a flat side of the Verpressbereichs of the second portion of the web axially in the opposite direction to the force introduction direction spaced from the Verpressbereich of the web is arranged.
Der Winkel, welchen der erste Teilbereich des Stegs mit der Seitenwand des Rahmens einschließt, kann insbesondere rechtwinklig zur Seitenwand betragen, und der erste Teilbereich des Stegs somit rechtwinklig nach außen gerichtet gewählt sein, oder beispielsweise im 0° Winkel von der Kante der Seitenwand des Rahmens in Durchflussrichtung nach oben gerichtet sein, oder beispielsweise im 180° Winkel von der Kante der Seitenwand des Rahmens gegen die Durchflussrichtung nach unten gerichtet sein. Der Winkel des ersten Teilbereichs des Stegs kann jedoch im Bereich von 0° bis 180° frei gewählt werden und insbesondere den jeweiligen Bauraumvorgaben entsprechend angepasst werden.The angle which the first section of the web encloses with the side wall of the frame may in particular be at right angles to the side wall, and the first section of the web thus chosen to be directed at right angles to the outside, or for example at 0 ° from the edge of the side wall of the frame be directed upward in the flow direction, or be directed for example at an angle of 180 ° from the edge of the side wall of the frame against the flow direction downwards. However, the angle of the first portion of the web can be freely selected in the range of 0 ° to 180 ° and in particular adapted to the respective space specifications.
Die wenigstens eine Dichtfläche kann an einer Dichtungswulst ausgebildet sein oder an einer Dichtlippe oder in einem ebenen Bereich der Dichtung. Die Gehäuseteile können entsprechend ausgebildete gehäuseseitige Dichtflächen aufweisen.The at least one sealing surface may be formed on a sealing bead or on a sealing lip or in a flat region of the seal. The housing parts may have correspondingly formed housing-side sealing surfaces.
Erfindungsgemäß ist die Krafteinleitung über die wenigstens eine Dichtfläche im öffnungslosen Bereich des Stegs des Rahmens, insbesondere zwischen den Öffnungen und dem Filterbalg, vorgesehen. So kann bei der Krafteinleitung die Kraft direkt durch die Radialdichtung von einer Dichtfläche auf eine gegenüberliegende Dichtfläche und/ oder auf den Steg des Filterelements geleitet werden. Auch ist so die Belastung des Dichtungsmaterials geringer, da das Risiko, dass das Dichtungsmaterial durch die Öffnungen gedrückt wird und so auf die Dauer eine mögliche Leckage entstehen könnte, konstruktiv einfach und sicher reduziert wird. Insgesamt ist die Belastung für die Radialdichtung durch Ausüben einer ungleichmäßigen Krafteinleitung in das Dichtungsmaterial auf diese Weise reduziert. According to the invention, the force is introduced via the at least one sealing surface in the opening-free region of the web of the frame, in particular between the openings and the filter bellows. Thus, in the introduction of force, the force can be passed directly through the radial seal from a sealing surface to an opposite sealing surface and / or on the web of the filter element. Also, so the burden of the sealing material is lower, since the risk that the sealing material is pressed through the openings and thus could lead to possible leakage in the long term, constructively simple and safe reduced. Overall, the load on the radial seal is reduced by exerting a non-uniform force in the sealing material in this way.
Das beschriebene Filtersystem kann vorteilhaft als Luftfilter, insbesondere als Luftfilter einer Brennkraftmaschine oder als Innenraumluftfilter, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Motoransaugluftfilterung, oder zur Gebäudeluftfilterung oder Innenraumluftfilterung, eingesetzt werden.The described filter system can advantageously be used as an air filter, in particular as an air filter of an internal combustion engine or as an interior air filter, in particular a motor vehicle, in particular for Motoransaugluftfilterung, or for Gebäudeluftfilterung or cabin air filtration.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen beispielhaft:
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1 eine isometrische Darstellung eines Filterelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit angespritzter umlaufender Dichtung an einem Steg, wobei der erste Teil des Stegs rechtwinklig zu einem Rahmen des Filterelements angeordnet ist; -
2 eine isometrische Darstellung des Filterelements nach1 ohne umlaufende Dichtung; -
3 einen Längsschnitt durch das Filterelement nach1 ; -
4 einen Ausschnitt mit Fokus auf den Dichtungsbereich des Filterelements nach1 ; -
5 einen Ausschnitt mit Fokus auf den Dichtungsbereich des in ein Filtergehäuse eingebauten Filterelements nach1 ; -
6 einen Ausschnitt mit Fokus auf den Dichtungsbereich des in ein weiteres Filtergehäuse eingebauten Filterelements nach1 ; -
7 eine isometrische Darstellung eines Filterelements nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit beispielsweise angespritzter, umlaufender Dichtung wobei der erste Teil des Stegs in einem weiteren Winkel zum Rahmen des Filterelements angeordnet ist; -
8 einen Ausschnitt mit Fokus auf den Dichtungsbereich des in ein Filtergehäuse eingebauten Filterelements nach7 ; -
9 einen Ausschnitt mit Fokus auf den Dichtungsbereich des in ein weiteres Filtergehäuse eingebauten Filterelements nach7 ; -
10 einen Längsschnitt durch das Filterelement nach7 im in ein Filtergehäuse eingebauten Zustand; -
11 einen Längsschnitt durch ein Filtersystem nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
12 den Dichtungsbereich des Filterelements mit Werkzeug für den Freischäumprozess mit einer Dichtfläche nach einem weiteren Ausführungsbeispiel; -
13 einen Ausschnitt mit Fokus auf den Dichtungsbereich des Filterelements nach12 -
14 einen Ausschnitt mit Fokus auf den Dichtungsbereich des in ein weiteres Filtergehäuse eingebauten Filterelements nach12 ; -
15 einen Ausschnitt mit Fokus auf den Dichtungsbereich eines, beispielsweise angespritzten, Filterelements nach einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einer Dichtfläche; -
16 einen Ausschnitt mit Fokus auf den Dichtungsbereich des in ein weiteres Filtergehäuse eingebauten Filterelements nach15 ; -
17 einen Ausschnitt mit Fokus auf den Dichtungsbereich eines Filterelements mit Axialdichtung gemäß dem Stand der Technik wie inCN102380272 A
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1 an isometric view of a filter element according to an embodiment of the invention with molded circumferential seal on a web, wherein the first part of the web is arranged at right angles to a frame of the filter element; -
2 an isometric view of the filter element after1 without circumferential seal; -
3 a longitudinal section through the filter element after1 ; -
4 a section with focus on the sealing area of the filter element after1 ; -
5 a section with focus on the sealing region of the built-in filter housing filter element after1 ; -
6 a section with focus on the sealing region of the built-in another filter housing filter element after1 ; -
7 an isometric view of a filter element according to a further embodiment of the invention, with, for example, molded, circumferential seal wherein the first part of the web is arranged at a further angle to the frame of the filter element; -
8th a section with focus on the sealing region of the built-in filter housing filter element after7 ; -
9 a section with focus on the sealing region of the built-in another filter housing filter element after7 ; -
10 a longitudinal section through the filter element after7 in installed in a filter housing state; -
11 a longitudinal section through a filter system according to an embodiment of the invention; -
12 the sealing region of the filter element with tool for the free-foaming process with a sealing surface according to a further embodiment; -
13 a section with focus on the sealing area of the filter element after12 -
14 a section with focus on the sealing region of the built-in another filter housing filter element after12 ; -
15 a detail with focus on the sealing region of, for example, molded, filter element according to a further embodiment with a sealing surface; -
16 a section with focus on the sealing region of the built-in another filter housing filter element after15 ; -
17 a detail with focus on the sealing region of a filter element with axial seal according to the prior art as inCN102380272 A
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.In the figures, the same or similar components are numbered with the same reference numerals. The figures are merely examples and are not intended to be limiting.
Das Filterelement
Der Rahmen
Die Radialdichtung
Wie in
Der Steg
In
In
In
Der Steg
Das Filterelement
Das Werkzeug
Die Form der Radialdichtung
Die Gießkammer
Zusätzlich oder alternativ zum Kompensationsraum
Die freigeschäumte Radialdichtung
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102009056511 A1 [0003]DE 102009056511 A1 [0003]
- CN 102380272 A [0006, 0046]CN 102380272 A [0006, 0046]
- DE 10058478 A1 [0007]DE 10058478 A1 [0007]
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Legal Events
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---|---|---|---|
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