DE102020216484A1

DE102020216484A1 - Filterelement für eine Filtereinrichtung

Info

Publication number: DE102020216484A1
Application number: DE102020216484.3A
Authority: DE
Inventors: Matthias Herb; Ralf Disson
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2020-01-09
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2021-07-15
Also published as: CN113101767A; US20210213380A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filterelement (1) für eine Filtereinrichtung. Das Filterelement (1) weist ein Filtermedium (3) auf, welches sich in einer Erstreckungsrichtung (E) erstreckt und welches ein Filtermaterial (2) aufweist. Das Filtermedium (3) weist in einem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung (E) eine geöffnete U-Geometrie (11) oder V-Geometrie (28) mit zwei Schenkeln (12) auf. Außerdem umfasst das Filterelement (1) zwei Dichtungselemente (7), welche an zwei zueinander in der Erstreckungsrichtung (E) gegenüberliegenden Stirnseiten (8) des Filtermediums (3) angeordnet sind, sodass eine Innenseite (9) des jeweiligen Dichtungselements (7) an der zugehörigen Stirnseite (8) des Filtermediums (3) fluiddicht anliegend angeordnet ist. Eine Innenumfangsseite (6) des Filtermediums (3) begrenzt dabei zusammen mit den beiden Innenseiten (9) der Dichtungselemente (7) einen Filterelement-Innenraum (10) teilweise.

Description

Die Erfindung betrifft ein Filterelement für eine Filtereinrichtung, vorzugsweise für ein Luftfilter eines Kraftfahrzeugs.
Filterelemente für Filtereinrichtungen, insbesondere für Luftfilter eines Kraftfahrzeugs, werden seit geraumer Zeit mit einem von Luft durchströmbaren Filtermedium ausgeführt, welches eine U-Geometrie oder eine V-Geometrie aufweist. Das Filtermedium ist dabei zur Filtration von in Luft mitgeführten Verschmutzungen für diese Verschmutzungen undurchlässig, wohingegen das Filtermedium für Luft durchlässig ist. Die bei herkömmlichen Filterelementen vorhandene U-Geometrie oder V-Geometrie des Filtermediums lässt sich besonders einfach durch Biegen oder Knicken des das Filtermedium bildenden Filtermaterials erzeugen. Entsprechend bestechen solche Filterelemente mit U- oder V-förmigem Filtermedium durch geringe Herstellungskosten.
Als nachteilig bei solchen Filterelementen erweist sich jedoch, dass sie vergleichsweise sperrig bauen und entsprechend nur unter erheblichen Schwierigkeiten bei - insbesondere im Fahrzeugbau - beengten Bauraumverhältnissen einsetzbar sind.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für Filterelemente, welche für Filtereinrichtungen, insbesondere für Luftfilter eines Kraftfahrzeugs, geeignet sind - insbesondere zur Beseitigung des o. g. Nachteils - neue Wege aufzuzeigen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Grundidee der Erfindung ist demnach, ein Filterelement für eine Filtereinrichtung, insbesondere für einen Luftfilter eines Kraftfahrzeugs, bereitzustellen, welches ein Filtermedium mit bogenartig ausgebildeter Innenumfangsseite aufweist. Auf diese Weise kann das Filterelement besonders gut an einen vorgegebenen und beengten Bauraum angepasst werden. Folglich ist dieser Bauraum besonders vollständig nutzbar. Dies ist besonders für eine Anwendung in Kraftfahrzeugen wichtig, da hier typischerweise wenig Bauraum verfügbar ist.
Ein erfindungsgemäßes Filterelement für eine Filtereinrichtung, insbesondere für einen Luftfilter eines Kraftfahrzeugs, umfasst ein Filtermedium, welches sich in einer Erstreckungsrichtung erstreckt und welches ein Filtermaterial umfasst. Das Filtermedium des Filterelements trennt eine Reinseite des Filterelements von einer Rohseite des Filterelements luftdurchlässig. Dabei weist das Filtermedium in einem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung eine geöffnete U-Geometrie oder V-Geometrie mit zwei Schenkeln auf. Dies bedeutet, dass das Filtermedium mit der U- oder V-Geometrie in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung U- oder V-förmig ausgebildet ist. Eine solche U-Geometrie oder V Geometrie kann in ihrem Verlauf knickfrei, also stetig, sowie ein oder mehrfach geknickt, also unstetig, ausgebildet sein und zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie ein geschlossenes und ein geöffnetes Ende aufweist. Das Filterelement umfasst außerdem zwei Dichtungselemente, welche an zwei einander in der Erstreckungsrichtung gegenüberliegenden Stirnseiten des Filtermediums angeordnet sind. Dabei sind die Dichtungselemente derart angeordnet, dass eine Innenseite des jeweiligen Dichtungselements an der zugehörigen Stirnseite des Filtermediums fluiddicht anliegend angeordnet ist. Die beiden Innenseiten der Dichtungselemente begrenzen gemeinsam mit der Innenumfangsseite des Filtermediums einen Filterelement-Innenraum teilweise. Ein solches Filterelement ist wie bereits erläutert vorteilhaft besonders kostengünstig herstellbar und erweist sich darüber hinaus als besonders wirksam.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Filterelements weist das Filtermedium in dem senkrecht zu seiner Erstreckungsrichtung verlaufenden Schnitt eine bogenartig ausgebildete Innenumfangsseite auf. Eine solche bogenartige Innenseite ist vorteilhaft besonders einfach durch Biegen des Filtermaterials des Filtermediums erzeugbar.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Filterelements sieht vor, dass sich der Filterelement-Innenraum von einer ersten, der Stirnseiten zu einer zweiten der Stirnseiten in der Erstreckungsrichtung verjüngt. Eine solche Verjüngung des Filterelement-Innenraums kann zweckmäßig mittels eines sich über die Erstreckungsrichtung des Filtermediums verringerndem Abstand zwischen den Schenkeln, welcher senkrecht zur Erstreckungsrichtung gemessen ist, und/oder mittels einer sich entlang der Erstreckungsrichtung verringernden Höhe des Filterelement-Innenraums, welche senkrecht zur Erstreckungsrichtung von einem geschlossenen Ende der U-Geometrie oder V-Geometrie des Filtermediums in Richtung des Filterelement-Innenraums weg gemessen ist, ausgebildet sein. Vorteilhaft hat dies zur Folge, dass das Filterelement besonders gut an einen sich verjüngenden Bauraum angepasst werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Filterelements bilden die beiden Schenkel jeweils an einem in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung geöffneten Ende der U-Geometrie oder V-Geometrie eine Abschlussfläche des Filtermediums. Dabei sind die beiden, je von einem der Schenkel gebildeten Abschlussflächen parallel oder in einem Winkel zueinander angeordnet. Vorteilhaft bietet dies eine weitere, besonders einfache Möglichkeit, das Filterelement auf einen vorgegebenen, beengten Bauraum abzustimmen.
Bei einer weiteren, bevorzugten Weiterbildung des Filterelements ist zum Bilden der Abschlussflächen an den Schenkeln je eine Endleiste des jeweiligen Schenkels angeordnet. Solche Endleisten wirken vorteilhaft, mechanisch stabilisierend auf das Filtermaterial des Filtermediums.
Gemäß einer weiteren, bevorzugten Weiterbildung des Filterelements ist das Filtermedium mit U-Geometrie oder V-Geometrie in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung achsensymmetrisch ausgebildet. Hiermit lässt sich vorteilhaft erreichen, dass das Filtermedium besonders gleichmäßig von Luft durchströmbar ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Filterelements ist das Filtermedium mit U-Geometrie oder V-Geometrie in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung nicht achsensymmetrisch ausgebildet. Vorzugsweise ist das Filtermedium mit U-Geometrie oder V-Geometrie in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung asymmetrisch ausgebildet. Besonders bevorzugt sind dabei die Schenkel der U-Geometrie oder V-Geometrie des Filtermediums verschieden zueinander ausgebildet. Dies erlaubt es vorteilhaft, das Filterelement noch genauer an einen vorgegebenen, beengten Bauraum anzupassen.
Gemäß einer weiteren, bevorzugten Weiterbildung des Filterelements sind die Stirnseiten des Filtermediums winkelig zueinander angeordnet. Zweckmäßig sind die Stirnseiten des Filtermediums spitzwinklig zueinander angeordnet. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass das Filterelement besonders gut an einen vorgegebenen Bauraum mit zwei winklig zueinander angeordneten Bauraumgrenzflächen angepasst werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Filterelements weist das Filtermaterial des Filtermediums mehrere Falten auf, welche Faltenspitzen aufweisen, und welche entlang der Erstreckungsrichtung des Filtermediums verlaufen. Dabei sind die Faltenspitzen benachbarter Falten in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung im Abstand zueinander angeordnet. Zweckmäßig sind die Faltenspitzen aller benachbarter Falten in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung im Abstand zueinander angeordnet. Vorteilhaft wird mittels solcher Falten eine Oberfläche des Filtermaterials vergrößert, was einen größeren Durchsatz an das Filterelement durchströmender Luft erlaubt.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des Filterelements sieht vor, dass das Filtermaterial aus einem flächigen Erzeugnis gebildet ist. Dieses flächige Erzeugnis weist eine Strukturierung mit Erhöhungen auf. Zum Bilden des Filtermediums ist das flächige Erzeugnis des Filtermaterials derart gefaltet, dass die Strukturierung des Filtermaterials einen Mindestwert des Abstands benachbarter Faltenspitzen festlegt. Zweckmäßig geht damit einher, dass zwischen den Faltenspitzen vorhandene Teilflächen einer Filterfläche des Filtermaterials auf Abstand gehalten sind. Vorteilhaft wird somit die mittels der Falten des Filtermaterials erreichte Oberflächenvergrößerung des Filtermediums zuverlässig gewährleistet. Außerdem erhöhen die Erhöhungen der Strukturierung zusätzlich betreffende Oberfläche des Filtermediums.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Filterelements sind die Faltenspitzen in ihrem Abstand zueinander mittels einer Fixierung fixiert. Zweckmäßig ist die Fixierung eine Polymerraupe, welche den Abstand je zwei benachbarter Faltenspitzen überbrückend die Faltenspitzen verbindet. Eine solche Polymerraupe ist zweckmäßig durch einen strangartigen Austrag eines Polymers gebildet. Damit lässt sich vorteilhaft der Abstand zwischen den Faltenspitzen besonders zuverlässig sicherstellen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des Filterelements sind die Abstände der Faltenspitzen benachbarter Falten in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Filtermediums verschieden zueinander ausgebildet. Zweckmäßig unterscheiden sich die Abstände der Faltenspitzen benachbarter Falten in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Filtermediums ungleichmäßig. Dies ermöglicht eine besonders gute Filtration einer das Filtermedium des Filterelements zur Reinigung durchströmenden Luft.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des Filterelements ist das Filterelement an einer Stützeinrichtung abgestützt, welche zweckmäßig gitterförmig ausgebildet ist. Besonders zweckmäßig ist diese Stützeinrichtung an der Innenumfangsseite des Filterelements angeordnet. Ein solches Filterelement ist mechanisch besonders widerstandsfähig.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Filterelements sieht vor, dass eines der Dichtungselemente eine Öffnung aufweist. Mittels dieser Öffnung ist Luft dem Filterelement-Innenraum zuführbar oder aus diesem abführbar. Dabei ist an den Abschlussflächen der Schenkel des Filtermediums sowie an den Dichtungselementen fluiddicht anliegend eine Abschlussplatte angeordnet. Dies bedeutet, dass in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung ein geöffnetes Ende der U-geometrie oder V-Geometrie mittels der Abschlussplatte verschlossen ist. Dies ermöglicht eine noch bessere Ausnutzung vorgegebener und beengter Bauraumverhältnisse, falls eine Zuführung der zu reinigenden Luft seitlich erfolgt.
Zweckmäßig sind die Dichtungselemente plattenförmig ausgebildet. Solche Dichtungselemente sind vorteilhaft besonders kostengünstig herstellbar.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Filterelements umfasst das Filtermedium zumindest zwei, insbesondere mehrere, Segmente, welche zu dem Filtermedium zusammengesetzt sind. Vorzugsweise sind die Segmente des Filtermediums entlang dessen Erstreckungsrichtung aufgereiht angeordnet. Besonders bevorzugt sind zwei benachbarte Segmente des Filtermediums in einem Überlappstoß miteinander verbunden. Vorteilhaft lässt sich so die zur Reinigung der Luft verfügbare Filterfläche besonders einfach vergrößern. Zugleich kann das Filterelement noch genauer an einen vorgegebenen, beengten Bauraum angepasst werden.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Filterelements ist wenigstens eines der Dichtungselemente beim Blick entlang der Erstreckungsrichtung flächenmäßig kleiner als ein Flächeninhalt der Stirnseite, an welcher das betreffende Dichtungselement angeordnet ist, wobei bevorzugt dieses Dichtungselement wenigstens bereichsweise innerhalb des Filterelement-Innenraums angeordnet ist. Ein solches Filterelement baut bezüglich der Erstreckungsrichtung besonders kompakt
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Filterelements weisen die Stirnseiten des Filtermediums jeweils einen vom Filterelement-Innenraum abgewandten Randbereich auf. Dabei ist der Randbereich wenigstens einer der Stirnseiten zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, frei vom an der betreffenden Stirnseite angeordneten Dichtungselement. Vorteilhaft kann so das Filtermedium zusätzlich zur Anströmung mit Luft quer zur Erstreckungsrichtung von der Stirnseite her über den Randbereich entlang der Erstreckungsrichtung angeströmt werden bzw. von dem Filtermedium abströmende Luft zusätzlich zur Wegführung quer zur Erstreckungsrichtung über den Randbereich stirnseitig vom Filterelement entlang der Erstreckungsrichtung weggeführt werden, je nachdem ob die Reinseite oder die Rohseite im Filterelement-Innenraum vorhanden ist. Es lässt sich also die Abströmfläche bzw. die Anströmfläche des Filtermediums vergrößern.
Zweckmäßig weist der Randbereich beim Blick entlang der Erstreckungsrichtung eine geöffnete U-Geometrie oder V-Geometrie auf, die der Innenumfangsseite des Filtermediums folgt. Damit lässt sich eine besonders große Abströmfläche bzw. Anströmfläche des Filtermediums erreichen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Filterelements sind auf der Innenumfangsseite des Filtermediums die Falten im Bereich wenigstens einer der Stirnseiten des Filtermediums mittels einer Taschenverklebung entlang der Erstreckungsrichtung luftundurchlässig verschlossen. Die Taschenverklebung kann also jeweils in den sich zum Filterelement-Innenraum öffnenden Falten vorhanden sein. Dabei sind die Falten der Innenumfangsseite gegenüberliegend taschenverklebungsfrei, sodass der betreffende Randbereich der Innenumfangsseite abgewandt entlang der Erstreckungsrichtung luftdurchlässig ist. In den nach außen geöffneten Falten kann also auf eine Taschenverklebung verzichtet sein. Ein solches Filterelement ist besonders kostengünstig herstellbar. Zweckmäßig kann die Taschenverklebung erzeugt sein durch stirnseitigen Auftrag einer Leim- bzw. Klebstoffraupe auf das Filtermaterial, anschließendes Zusammenlegen der Falten des Filtermaterials und Zusammendrücken der stirnseitigen Enden der zusammengelegten Falten unter Aushärtung des Leims bzw. des Klebstoffs.
Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des Filterelements ist der Filterelement-Innenraum an wenigstens einer der Stirnseiten mittels der Taschenverklebung und dem an dieser Stirnseite angeordneten Dichtungselement entlang der Erstreckungsrichtung vollständig oder in einem Bereich abseits der Öffnung des Dichtungselements - falls das betreffende Dichtungselement eine solche Öffnung aufweist - fluiddicht verschlossen. Mittels eines derartigen Filterelements lässt sich die mittels des Filterelements zu reinigende Luft besonders gut von darin mitgeführten Verschmutzungen trennen.
Zweckmäßig ergänzt die Taschenverklebung das an derselben Stirnseite vorhandene Dichtungselement in Funktion und Geometrie. Ein derart weitergebildetes Filterelement baut einerseits besonders kompakt und besticht andererseits in besonders geringen Herstellungskosten.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch

1 bis 6 jeweils ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Filterelements in einer perspektivischen Darstellung,
7 beispielhaft ein Filtermaterial für ein erfindungsgemäßes Filterelement in einer Draufsicht,
8 ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Filterelements in einer perspektivischen Darstellung,
9 bis 16 weitere Beispiele erfindungsgemäßer Filterelemente je in einem Schnitt senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung eines Filtermediums des Filterelements,
17 ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Filterelements in einer perspektivischen Darstellung.

In der 1 ist in einer perspektivischen Darstellung ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Filterelements 1 für eine Filtereinrichtung gezeigt, welche zweckmäßig ein Luftfilter eines Kraftfahrzeugs ist. Es ist erkennbar, dass das Filterelement 1 ein Filtermedium 3 umfasst. Das Filtermedium 3 weist ein Filtermaterial 2 auf oder besteht aus dem Filtermaterial 2. Das Filtermedium 3 mit bzw. aus dem Filtermaterial 2 erstreckt sich entlang einer Erstreckungsrichtung E. Das Filtermedium 3 trennt eine Reinseite 4 des Filterelements 1 von einer Rohseite 5 des Filterelements 1 luftdurchlässig. Es ist ferner erkennbar, dass das Filtermedium 3 in einem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung E eine geöffnete U-Geometrie 11 aufweist. Diese geöffnete U-Geometrie 11 umfasst zwei Schenkel 12. Das Filtermedium 3 weist in dem senkrecht zur Erstreckungsrichtung E verlaufenden Schnitt eine bogenartig ausgebildete Innenumfangsseite 6 auf. Je nach Durchströmungsrichtung, entlang welcher das Filtermedium 3 von Luft durchströmt wird, ist die Innenumfassungsseite 6 entweder an der Reinseite 4 des Filterelements 1 oder an der Rohseite 5 des Filterelements 1 angeordnet.
Das Filterelement 1 umfasst außerdem zwei Dichtungselemente 7. Die Dichtungselemente 7 sind an zwei einander in der Erstreckungsrichtung E gegenüberliegenden Stirnseiten 8 des Filtermediums 3 angeordnet. Dabei sind die beiden Dichtungselemente 7 an den einander in der Erstreckungsrichtung E gegenüberliegenden Stirnseiten 8 des Filtermediums 3 derart angeordnet, dass eine Innenseite 25 des jeweiligen Dichtungselements 7 an der zugehörigen Stirnseite 8 des Filtermediums 3 fluiddicht anliegend angeordnet ist. Die beiden Innenseiten 9 der Dichtungselemente 7 begrenzen dabei gemeinsam mit der Innenumfangsseite 6 des Filtermediums 3 einen Filterelement-Innenraum 10 teilweise. Wie bereits oben angedeutet, kann die Reinseite 4 des Filterelements 1 oder die Rohseite 5 des Filterelements 1 je nach Durchströmungsrichtung des Filtermediums 3 in dem Filterelement-Innenraum 10 angeordnet sein.
Das Filtermedium 3 des Filterelements 1 ist an einer Stützeinrichtung abgestützt, welche aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Figuren jedoch nicht gezeigt ist. Zweckmäßig ist eine solche Stützeinrichtung gitterförmig ausgebildet und an der Innenumfangsseite 6 des Filterelements 1 angeordnet.
Die 4 und 5 zeigen in perspektivischen Teildarstellungen weitere Beispiele erfindungsgemäßer Filterelemente 1. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Dichtungselemente 7 nicht dargestellt. Den gezeigten Beispielen entsprechend verjüngt sich der Filterelement-Innenraum 10 von einer ersten der Stirnseiten 8, 8a zu einer zweiten der Stirnseiten 8, 8b neben der Erstreckungsrichtung E des Filtermediums 3. Es ist ferner erkennbar, dass die beiden Schenkel 12 der U-Geometrie 11 jeweils an einem in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung E geöffneten Ende 13 der U-Geometrie 11 eine Abschlussfläche 14 des Filtermediums 3 bilden. Diese Abschlussflächen 14 sind den Beispielen der 4 und 5 entsprechend parallel zueinander angeordnet.
In 2 ist in einer perspektivischen Teildarstellung ein weiteres Beispiel für ein erfindungsgemäßes Filterelement 1 gezeigt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Dichtungselemente 7 nicht dargestellt. Diesem Beispiel entsprechend sind die beiden je von einem Schenkel 12 gebildeten Abschlussflächen 14 parallel und mit einem Offset zueinander angeordnet. Dies bedeutet, dass die Schenkel 12 in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung E unterschiedlich lang sind.
In 6 ist in einer perspektivischen Teildarstellung ein weiteres Beispiel für ein erfindungsgemäßes Filterelement 1 gezeigt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Dichtungselemente 7 nicht dargestellt. Diesem Beispiel entsprechend sind die beiden je von einem Schenkel 12 gebildeten Abschlussflächen 14 in einem Winkel zueinander angeordnet.
Der 4 ist außerdem zu entnehmen, dass zum Bilden der Abschlussflächen 14 an den Schenkeln 12 je eine Endleiste 15 des jeweiligen Schenkels 12 vorhanden ist. Das Filtermedium 3 mit U-Geometrie 11 ist in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung E achsensymmetrisch ausgebildet.
Alternativ hierzu ist gemäß den Beispielen der 2 und der 6 das Filtermedium 3 mit U-Geometrie 11 in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung E nicht achsensymmetrisch ausgebildet. Zweckmäßig ist das Filtermedium 3 mit U-Geometrie 11 bei der gezeigten Variante in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung E asymmetrisch ausgebildet. Dabei sind die Schenkel 12 bevorzugt verschieden zueinander ausgebildet, wie dies in den gezeigten Beispielen ersichtlich ist.
In der 3 ist ebenfalls in einer perspektivischen Teildarstellung ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Filterelements 1 gezeigt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Dichtungselemente 7 nicht dargestellt. Dem gezeigten Beispiel entsprechend sind die Stirnseiten 8 des Filtermediums 3 winkelig zueinander angeordnet. Dabei sind die Stirnseiten 8 des Filtermediums 3 gemäß dem gezeigten Beispiel unter einem spitzen Winkel zueinander angeordnet.
In der 8 ist ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Filterelements 1 in einer perspektivischen Darstellung illustriert. Demnach weist das Filtermaterial 2 des Filtermediums 3 mehrere, entlang der Erstreckungsrichtung E des Filtermediums 3 verlaufende Falten 16 auf. Die Falten 16 des Filtermaterials 2 umfassen Faltenspitzen 17. Dabei sind die Faltenspitzen 17 zweier benachbarter Falten 16 in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung E im Abstand zueinander angeordnet. Zweckmäßig sind die Faltenspitzen 17 aller benachbarter Falten 16 in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung E im Abstand zueinander angeordnet.
Die 7 zeigt in einer Draufsicht beispielhaft ein Filtermaterial 2 für ein erfindungsgemäßes Filterelement 1. Das Filtermaterial 2 ist demnach aus einem flächigen Erzeugnis 18 gebildet. Dieses flächige Erzeugnis 18 weist eine Strukturierung 19 mit Erhöhungen 20 auf. Ein derart strukturiertes Filtermaterial 2 bezeichnet der einschlägige Fachmann im Bereich Luftfilterentwicklung auch als „genoppt“ oder „rilliert“. Das flächige Erzeugnis 18 ist dabei in dem Filterelement 1 derart gefaltet, dass die Strukturierung 19 des Filtermaterials 2 einen Mindestwert des Abstands benachbarter Faltenspitzen 17 festlegt, wie dies exemplarisch auch in der 8 veranschaulicht ist.
Aus der 8 ergibt sich außerdem, dass die Faltenspitzen 17 in ihrem Abstand zueinander mittels einer Fixierung 21 fixiert sind. Diese Fixierung 21 ist zweckmäßigerweise eine Polymerraupe 22, welche den Abstand je zwei benachbarter Faltenspitzen 17 überbrückend die Faltenspitzen 17 verbindet. Vorzugsweise ist die Polymerraupe 22 eine Klebstoffraupe 23. Eine derartige Polymerraupe 22 bzw. Klebstoffraup 23 ist zweckmäßig durch einen strangartigen Austrag eines Polymers bzw. eines Klebstoffs gebildet. 8 lässt darüber hinaus erkennen, dass die Abstände der Faltenspitzen 17 benachbarter Falten 16 in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung E des Filtermediums 2 voneinander abweichen. Dies bedeutet, dass die Abstände der Faltenspitzen 17 benachbarter Falten 16 zweckmäßig ungleichmäßig voneinander abweichen.
Anhand der 1 ergibt es sich ferner, dass eines der Dichtungselemente 7 eine Öffnung 24 aufweist. Mittels dieser Öffnung 24 ist Luft dem Filterelement-Innenraum 10 zuführbar oder aus diesem abführbar. Die Öffnung 24 kann von einem stutzenartig von dem Dichtungselement 7 außenseitig abstehenden Öffnungskragen 26 eingefasst sein. Dabei ist an den Abschlussflächen 14 der Schenkel 12 des Filtermediums 2 sowie an den Dichtungselementen 7 fluiddicht anliegend eine Abschlussplatte 25 angeordnet. Es ist außerdem erkennbar, dass die Dichtungselemente 7 in dem gezeigten Beispiel plattenförmig ausgebildet sind.
Alternativ oder zusätzlich kann die Abschlussplatte 25 eine Öffnung 24 aufweisen, mittels welcher Luft dem Filterelement-Innenraum 10 zuführbar oder aus diesem abführbar ist, was in den Figuren jedoch nicht gezeigt ist.
Bei dem Filtermaterial 2 der 7 sind exemplarisch zwei Schnittverläufe 27 markiert. Entlang dieser Schnittverläufe 27 wird das Filtermaterial 2 beschnitten, sodass bei einem Formen der U-Geometrie 11 des Filtermediums 3 aus dem Filtermaterial 2 die Stirnseiten 8 des Filtermediums 3 winkelig zueinander angeordnet sind. Mittels des Beschneidens des Filtermaterials 2 der 7 entlang der Schnittverläufe 27 wird somit ein Filtermedium 3 gebildet, welches jenem Beispiel des Filterelements 1 der 3 entspricht.
In den 9, 10 sowie 13 und 14 sind weitere Beispiele erfindungsgemäßer Filterelemente 1 je in einem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung E des Filtermediums 3 gezeigt. Es ist erkennbar, dass die U-Geometrie 11 des Filtermediums 3 stetig gekrümmt (9 und 13) oder mehrfach geknickt (10, 14), also unstetig, ausgebildet sein kann. Dabei ist bei dem Filtermedium 3 der Beispiele der 9 und 10 die U-Geometrie 11 achsensymmetrisch ausgebildet. Gegensätzlich hierzu lassen die 13 und 14 eine nicht achsensymmetrische Ausbildung der U-Geometrie 11 erkennen.
In den 11, 12 sowie 15 und 16 sind weitere Beispiele erfindungsgemäßer Filterelemente 1 je in einem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung E des Filtermediums 3 gezeigt. Es ist erkennbar, dass das Filtermedium 3 - alternativ zu den voranstehend beschriebenen Beispielen - in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung E eine V-Geometrie 28 mit zwei Schenkeln 12 aufweist. Es ist erkennbar, dass zumindest einer der Schenkel 12 der V Geometrie 28 bereichsweise eben (11, 15 und 16) oder gekrümmt (12, 16) ausgebildete sein kann. Dabei ist bei dem Filtermedium 3 der Beispiele der 11 und 12 die V-Geometrie 28 achsensymmetrisch ausgebildet. Gegensätzlich hierzu lassen die 15 und 16 eine nicht achsensymmetrische Ausbildung der V-Geometrie 28 erkennen.
Die 17 zeigt ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Filterelements 1 in einer perspektivischen Darstellung. Dem Beispiel der 17 entsprechend ist wenigstens eines der Dichtungselemente 7 beim Blick entlang der Erstreckungsrichtung E flächenmäßig kleiner ist als ein Flächeninhalt der Stirnseite 8, an welcher das betreffende Dichtungselement 7 angeordnet ist, wobei dieses Dichtungselement wenigstens bereichsweise innerhalb des Filterelement-Innenraums angeordnet sein kann. Die Stirnseiten 8 des Filtermediums weisen 3 jeweils einen vom Filterelement-Innenraum 10 abgewandten Randbereich 29 auf. Der Randbereich 29 wenigstens einer Stirnseite 8 ist zumindest abschnittsweise, im Beispielszenario vollständig, frei vom an der betreffenden Stirnseite 8 angeordneten Dichtungselement. Der Randbereich 29 weist beim Blick entlang der Erstreckungsrichtung E eine geöffnete U-Geometrie oder V-Geometrie auf, die der Innenumfangsseite 9 des Filtermediums 3 folgt.
Es ist in 17 ferner erkennbar, dass auf der Innenumfangsseite 9 des Filtermediums 3 die Falten 16 im Bereich wenigstens einer der Stirnseiten 8 des Filtermediums 3 mittels einer Taschenverklebung 30 entlang der Erstreckungsrichtung E luftundurchlässig verschlossen sind. Dabei sind die Falten 16 der Innenumfangsseite 9 gegenüberliegend (also nach außen öffnenden Falten) taschenverklebungsfrei, sodass der betreffende Randbereich 29 der Innenumfangsseite 9 abgewandt entlang der Erstreckungsrichtung E luftdurchlässig ist. Der Filterelement-Innenraum 10 ist an wenigstens einer der Stirnseiten 8 mittels der Taschenverklebung 30 und dem an dieser Stirnseite 8 angeordneten Dichtungselement 7 entlang der Erstreckungsrichtung E vollständig fluiddicht bzw. luftdicht verschlossen. Alternativ kann der Filterelement-Innenraum 10, wenn das Dichtelement 7 wie beim Beispiel der 1 eine Öffnung 24 aufweist, in einem Bereich abseits der Öffnung 24 fluiddicht bzw. luftdicht verschlossen sein. Das Dichtelement 7 kann in die U- bzw. V-förmige Öffnung des Filterelement-Innenraums 10 stirnseitig eingesetzt und mit der Innenumfangsseite 6 des Filtermediums 3 verklebt sein, sowie - falls vorhanden - mit der Abschlussplatte 25. Das Dichtelement 7 kann mittels der Taschenverklebung 30 mit dem Filtermedium 3 verklebt sein. Gemäß 17 ergänzt die Taschenverklebung 30 das an derselben Stirnseite 8 vorhandene Dichtungselement 7 in Funktion und Geometrie.

Claims

Filterelement (1) für eine Filtereinrichtung, insbesondere für einen Luftfilter eines Kraftfahrzeugs, - mit einem sich in einer Erstreckungsrichtung (E) erstreckenden und ein Filtermaterial (2) umfassenden Filtermedium (3), welches eine Reinseite (4) des Filterelements (1) von einer Rohseite (5) des Filterelements (1) trennt, - wobei das Filtermedium (3) in einem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung (E) eine geöffnete U-Geometrie (11) oder V-Geometrie (28) mit zwei Schenkeln (12) aufweist, - wobei das Filterelement (1) zwei Dichtungselemente (7) umfasst, welche an zwei einander in der Erstreckungsrichtung (E) gegenüberliegenden Stirnseiten (8) des Filtermediums (3) angeordnet sind, so dass eine Innenseite (9) des jeweiligen Dichtungselements (7) an der zugehörigen Stirnseite (8) des Filtermediums (3) fluiddicht anliegend angeordnet ist, - wobei die beiden Innenseiten (9) der Dichtungselemente (7) gemeinsam mit einer Innenumfangsseite (6) des Filtermediums (3) einen Filterelement-Innenraum (10) teilweise begrenzen.
Filterelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenumfangsseite (6) des Filtermediums (3) in dem senkrecht zur Erstreckungsrichtung (E) verlaufenden Schnitt bogenartig ausgebildet ist.
Filterelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Filterelement-Innenraum (10) von einer ersten der beiden Stirnseiten (8, 8a) zu einer zweiten der beiden Stirnseiten (8, 8b) in der Erstreckungsrichtung (E) verjüngt.
Filterelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass - die beiden Schenkel (12) jeweils an einem in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung (E) geöffneten Ende (13) der U-Geometrie (11) oder V-Geometrie (28) jeweils eine Abschlussfläche (14) des Filtermediums (3) bilden, - wobei die beiden je von einem der Schenkel (12) gebildeten Abschlussflächen (14) parallel zueinander angeordnet sind; oder dass - die beiden Schenkel (12) jeweils an dem in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung (E) geöffneten Ende (13) der U-Geometrie (11) oder V-Geometrie (28) jeweils eine Abschlussfläche (14) des Filtermediums (3) bilden, - wobei die beiden je von einem der Schenkel (12) gebildeten Abschlussflächen (14) in einem Winkel zueinander angeordnet sind.
Filterelement (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bilden der Abschlussflächen (14) an den Schenkeln (12) je eine Endleiste (15) des jeweiligen Schenkels (12) vorhanden ist.
Filterelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (3) mit U-Geometrie (11) oder V-Geometrie (28) in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung (E) achsensymmetrisch ausgebildet ist.
Filterelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass - das Filtermedium (3) mit U-Geometrie (11) oder V-Geometrie (28) in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung (E) nicht achsensymmetrisch, insbesondere asymmetrisch, ausgebildet ist, - wobei die Schenkel (12) vorzugsweise verschieden zueinander ausgebildet sind.
Filterelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten (8, 8a, 8b) des Filtermediums (3) winkelig, vorzugsweise unter einem spitzen Winkel, zueinander angeordnet sind.
Filterelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (2) des Filtermediums (3) mehrere entlang der Erstreckungsrichtung (E) des Filtermediums (3) verlaufende Falten (16) mit Faltenspitzen (17) aufweist, wobei die Faltenspitzen (17) wenigstens zweier, insbesondere aller, benachbarter Falten (16) in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung (E) im Abstand zueinander angeordnet sind.
Filterelement (1) nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (2) aus einem flächigen Erzeugnis (18) gebildet ist, welches eine Strukturierung (19) mit Erhöhungen (20) aufweist und welches derart gefaltet ist, dass die Strukturierung (19) des Filtermaterials (2) einen Mindestwert des Abstands benachbarter Faltenspitzen (17) festlegt.
Filterelement (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltenspitzen (17) in ihrem Abstand zueinander mittels einer Fixierung (21) aneinander fixiert sind, welche vorzugsweise eine den Abstand je zwei benachbarter Faltenspitzen (17) überbrückend die Faltenspitzen (17) verbindende Polymerraupe (22), insbesondere Klebstoffraupe (23), ist.
Filterelement (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände der Faltenspitzen (17) zumindest zweier benachbarter Falten (16) in dem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung (E) des Filtermediums (2), insbesondere ungleichmäßig, verschieden sind.
Filterelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (2) an einer, insbesondere gitterförmigen, Stützeinrichtung abgestützt ist, welche vorzugsweise an der Innenumfangsseite (6) des Filtermediums (2) angeordnet ist.
Filterelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - wenigstens eines der Dichtungselemente (7) eine Öffnung (24) aufweist, mittels welcher Luft dem Filterelement-Innenraum (10) zuführbar oder aus diesem abführbar ist, - wobei an den Abschlussflächen (14) der Schenkel (12) des Filtermediums (2) sowie an den Dichtungselementen (7) fluiddicht anliegend eine Abschlussplatte (25) angeordnet ist.
Filterelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Dichtungselemente (7) plattenförmig ausgebildet ist.
Filterelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Dichtungselemente (7) in einer Draufsicht auf die Stirnseite (8) entlang der Erstreckungsrichtung (E) flächenmäßig kleiner ist als ein Flächeninhalt der Stirnseite (8), an welcher das betreffende Dichtungselement (7) angeordnet ist, wobei bevorzugt dieses Dichtungselement (7) wenigstens bereichsweise innerhalb des Filterelement-Innenraums (9) angeordnet ist.
Filterelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Stirnseiten (8) des Filtermediums (3) jeweils einen vom Filterelement-Innenraum (10) abgewandten Randbereich (29) aufweisen, - der Randbereich (29) wenigstens einer Stirnseite (8) zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, frei von dem an der betreffenden Stirnseite (8) angeordneten Dichtungselement (7) ist.
Filterelement (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich (29) in einer Draufsicht auf die Stirnseite (8) entlang der Erstreckungsrichtung (E) eine geöffnete U-Geometrie oder V-Geometrie aufweist, die der Innenumfangsseite (9) des Filtermediums (3) folgt.
Filterelement (1) nach 17 oder 18, bei Rückbezug auf Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass - auf der Innenumfangsseite (9) des Filtermediums (3) die Falten (16) im Bereich wenigstens einer der Stirnseiten (8) des Filtermediums (3) mittels einer Taschenverklebung (30) entlang der Erstreckungsrichtung (E) luftundurchlässig verschlossen sind, - wobei die Falten (16) der Innenumfangsseite (9) gegenüberliegend taschenverklebungsfrei sind, sodass der betreffende Randbereich (29) der Innenumfangsseite (9) abgewandt entlang der Erstreckungsrichtung (E) luftdurchlässig ist.
Filterelement (1) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterelement-Innenraum (10) an wenigstens einer der Stirnseiten (8) mittels der Taschenverklebung (30) und dem an dieser Stirnseite (8) angeordneten Dichtungselement (7) entlang der Erstreckungsrichtung (E) vollständig oder - bei Rückbezug auf Anspruch 14 - in einem Bereich abseits der Öffnung (24) fluiddicht verschlossen ist.
Filterelement (1) nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschenverklebung (30) das an derselben Stirnseite (8) vorhandene Dichtungselement (7) in Funktion und Geometrie ergänzt.