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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Filterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere Luft, insbesondere zur Verwendung als Ansaugluftfilter in einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Weitere Verwendung sind ebenfalls möglich, beispielsweise als Innenraumluftfilter, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, oder als Filterelement in einem Staubsauger. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Filtersystem mit einem Filterelement.
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Stand der Technik
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Bei kunststoffumspritzten Filterelementen wird in der Regel der Filterbalg komplett mit einem Material, beispielsweise Kunststoff oder einem thermoplastischen Elastomer (TPE) umspritzt. Wird das Filterelemente mit einem harten Kunststoff, beispielsweise Polyamid (PA), oder Polypropylen (PP) umspritzt, wird als Dichtmaterial ein weiches Dichtmaterial entweder im 2K-Spritzgussverfahren aufgespritzt oder als separates Bauteil über einen Formschluss angeknüpft. Alternativ kann sich die Dichtung auch im Gegenbauteil befinden, in welches das Filterelement eingebaut wird.
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In
DE 10 2018 116 098 A1 wird ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements zum Filtern eines Fluids vorgeschlagen, bei dem zwischen einem Filtermedium und einer das Filtermedium umlaufenden Rahmeneinrichtung ein aushärtbares Verbindungsmaterial im nicht ausgehärteten Zustand eingebracht wird, wobei das nicht ausgehärtete Verbindungsmaterial zumindest teilweise mit Hilfe einer Gießschale in Form gehalten wird.
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In
DE 10 2015 011 339 A1 wird ein Filterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere zur Verwendung als Innenraumluftfilter, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, vorgeschlagen, das wenigstens einen im Wesentlichen quaderförmigen Filterkörper, insbesondere Filterbalg mit einer bestimmungsgemäßen rohseitigen Stirnseite und einer dieser gegenüberliegenden bestimmungsgemäßen reinseitigen Stirnseite, sowie mit einander gegenüberliegenden Seitenflächen, umfasst. Weiter umfasst das Filterelement einen Filterrahmen, welcher den Filterbalg an den Seitenflächen umlaufend umschließt und welcher wenigstens zwei Rahmenteile umfasst, sowie eine Dichtung, welche eine Kante zwischen einer der Stirnseiten des Filterbalgs und den Seitenflächen umlaufend umschließt. Dabei verbindet die Dichtung die wenigstens zwei Rahmenteile und den Filterkörper, insbesondere Filterbalg kraftschlüssig und/oder formschlüssig.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filterelement mit wenigstens einem Filterbalg zu schaffen, welches besser abreinigbar ist.
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Eine weitere Aufgabe ist es, ein Filtersystem mit einem solchen Filterelement zu schaffen.
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Die vorgenannte Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung gelöst von einem Filterelement zum Filtern eines Fluids mit wenigstens einem Filterbalg, der zickzackförmig zu Falten gefaltet ist, mit parallelen, in einer Längserstreckung quer zu einer Hochachse des Filterbalgs aufeinander folgenden Faltenspitzen, die sich jeweils zwischen parallel zur Längserstreckung angeordneten Längsseiten des Filterbalgs erstrecken, wobei der Filterbalg umlaufend in einem durchgehenden Rahmen angeordnet ist, wobei der umlaufende Rahmen wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites Rahmensegment mit unterschiedlicher Härte aufweist, wobei das erste Rahmensegment aus einem ersten Material, insbesondere aus einem harten Kunststoff, gebildet ist und das zweite Rahmensegment aus einem zweiten Material, insbesondere aus einem weichen Kunststoff, gebildet ist, wobei der Filterbalg in dem zweiten Rahmensegment fixiert ist, insbesondere wenigstens bereichsweise umspritzt ist.
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Die weitere Aufgabe wird nach einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst von einem Filtersystem zum Filtern eines Fluids mit einem Filtergehäuse und einem in dem Filtergehäuse zwischen einer Rohseite und einer Reinseite austauschbar angeordneten Filterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens einem Filterbalg, der zickzackförmig zu Falten gefaltet ist, mit parallelen, in einer Längserstreckung quer zu einer Hochachse des Faltenbalgs aufeinander folgenden Faltenspitzen, die sich jeweils zwischen parallel zur Längserstreckung angeordneten Längsseiten des Filterbalgs erstrecken, wobei der Filterbalg umlaufend in einem durchgehenden Rahmen angeordnet ist, wobei der umlaufende Rahmen wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites Rahmensegment mit unterschiedlicher Härte aufweist, wobei das erste Rahmensegment aus einem ersten Material, insbesondere aus einem harten Kunststoff, gebildet ist und das zweite Rahmensegment aus einem zweiten Material, insbesondere aus einem weichen Kunststoff, gebildet ist, wobei der Filterbalg in dem zweiten Rahmensegment fixiert ist, insbesondere wenigstens bereichsweise umspritzt ist.
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Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
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Es wird ein Filterelement zum Filtern eines Fluids vorgeschlagen, mit wenigstens einem Filterbalg, der zickzackförmig zu Falten gefaltet ist, mit parallelen, in einer Längserstreckung quer zu einer Hochachse des Filterbalgs aufeinander folgenden Faltenspitzen, die sich jeweils zwischen parallel zur Längserstreckung angeordneten Längsseiten des Filterbalgs erstrecken. Der Filterbalg ist umlaufend in einem durchgehenden Rahmen angeordnet, wobei der umlaufende Rahmen wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites Rahmensegment mit unterschiedlicher Härte aufweist. Das erste Rahmensegment ist aus einem ersten Material, insbesondere aus einem harten Kunststoff, gebildet und das zweite Rahmensegment ist aus einem zweiten Material, insbesondere aus einem weichen Kunststoff, gebildet. Dabei ist der Filterbalg in dem zweiten Rahmensegment fixiert, insbesondere wenigstens bereichsweise umspritzt.
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Bei dem vorgeschlagenen Filterelement ist der umlaufende Rahmen, in dem der Filterbalg angeordnet ist, in zwei Rahmensegmente, nämlich in eine weiche und eine harte Komponente aufgeteilt. Die Schnittstelle zu einer Dichtung zur Trennung der Rohseite und der Reinseite ist dabei aus einem harten Kunststoff realisiert. Der Teil des Rahmens, der die Falten des Filterbalgs umgibt, ist aus einem weichen Material, beispielsweise TPE hergestellt. Durch das weiche Rahmenmaterial des zweiten Rahmensegments bleiben die Falten des gefalteten Filtermediums des Filterbalgs flexibel, was sich günstig auf die Abreinigbarkeit des Filterbalgs bei starker Verschmutzung ausübt. Das harte erste Rahmensegment ist umlaufend ausgebildet und bildet dabei eine robuste Schnittstelle für die Dichtung, die entweder direkt am harten ersten Rahmensegment angebracht werden kann oder im Gegenbauteil sitzt, in welches das Filterelement eingebaut wird.
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Durch die flexible Gestaltung des Rahmens im Bereich der Falten des Filterbalgs, wird eine Beweglichkeit der Falten erreicht. Die Beweglichkeit der Falten führt zu einem besseren Abreinigungsverhalten. Die Abreinigung kann hierbei beispielsweise manuell durch Ausklopfen oder über einen Mechanismus, der das Filterelement zu Vibrationen anregt, erfolgten. Außerdem wird verhindert, dass bei kurzzeitigen hohen mechanischen Belastungen, wie beispielsweise einer hohen Staubbeladung des Filterbalgs, die Falten in dem Rahmen beschädigt oder gar aus dem Rahmen herausgelöst werden. Bei dem vorgeschlagenen Filterelement können sowohl die Falten als auch der Rahmen elastisch nachgeben.
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Das harte Rahmensegment des Rahmens in Richtung Reinseite des Filtersystems ist vorteilhaft, wenn die Dichtung im Filtergehäuse angeordnet ist und nicht am Filterelement selbst. Außerdem können in den harten Kunststoffrahmen zusätzliche Funktionen wie beispielsweise ein Schnapphaken zur Befestigung des Filterelements im Filtergehäuse integriert werden.
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Das Filterelement kann einen rechteckigen Querschnitt mit zwei parallel verlaufenden gegenüberliegenden Längsseiten und zwei gegenüberliegenden parallel verlaufenden Querseiten aufweisen. Es kommen jedoch auch andere Formgebungen in Betracht, beispielsweise mit gewinkelt verlaufenden Seiten. Unter Längsseiten sind die Seiten zu verstehen, welche die offenen Stirnkanten der Falten aufweisen, während die Querseiten die Endkanten des Filterbalgs aufweisen.
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Vorteilhaft kann der Filterbalg, welcher insbesondere als Flachfilter ausgebildet sein kann, einstückig oder einteilig gefertigt sein. Der Filterbalg kann beispielsweise aus einem Vlies und/oder Zellulose als Filtermedium gebildet sein.
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Das erste Material des ersten Rahmensegments kann beispielsweise ein harter Kunststoff wie Polyamid (PA), oder Polypropylen (PP) sein. Das zweite Material des zweiten Rahmensegments kann beispielsweise aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) bestehen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements kann das zweite Rahmensegment wenigstens an den gegenüberliegenden Längsseiten des Filterbalgs ausgebildet sein. Das zweite Rahmensegment ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht umlaufend wie das erste Rahmensegment ausgebildet, sondern deckt beispielsweise nur die beiden Längsseiten des Filterbalgs ab, so dass die Längsseiten des Filterbalgs abgedichtet und damit die Rohseite des Filterelements gegen die Reinseite gedichtet ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements können wenigstens die Längsseiten des Filterbalgs mit dem zweiten Material des zweiten Rahmensegments umspritzt sein. Dadurch können die Längsseiten des Filterbalgs günstig abgedichtet werden. Damit ist die Rohseite des Filterelements gegen die Reinseite gedichtet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements können an den Längsseiten Faltenspitzen zwischen den Falten mit dem zweiten Material des zweiten Rahmensegments aufgefüllt sein. Auf diese Weise kann der Filterbalg an seinen Längsseiten sehr zuverlässig abgedichtet werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements kann der Rahmen mit dem ersten und dem zweiten Rahmensegment in einem 2K-Spritzguss-Prozess hergestellt sein. Mit einem solchen Herstellungsprozess kann ein Filterelement wie vorgeschlagen besonders kostengünstig hergestellt werden. Gleichzeitig kann ein gutes Haftungsvermögen der beiden Rahmensegmente aneinander erreicht werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements kann zwischen zwei sich gegenüber liegenden Querseiten des Rahmens entlang der Längserstreckung des Filterbalgs wenigstens ein Versteifungselement vorgesehen sein, in welchem Falten des Filterbalgs fixiert sind. Insbesondere können dabei die Falten mit dem zweiten Material als Versteifungselement umspritzt sein. Das Versteifungselement selbst ist dabei durch Gie-ßen oder Spritzen des zweiten Materials gebildet. Auf diese Weise kann der Filterbalg, insbesondere wenn der Filterbalg flächenmäßig sehr groß ausgebildet ist, gegen hohen Druck durch hohe Staublasten wirksam stabilisiert werden. Durch das Umspritzen der Falten mit dem zweiten Material kann ein besonders gutes Haftungsvermögen erreicht werden. Zugleich weist der Filterbalg noch die nötige Flexibilität zum günstigen Abreinigen bei hoher Schmutzbeladung auf.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements können im Bereich des Versteifungselements Faltenspitzen zwischen den Falten mit dem zweiten Material des zweiten Rahmensegments aufgefüllt sein. Durch das Auffüllen der Faltenspitzen lässt sich eine günstige und dauerhaft zuverlässige Anbindung des Filterbalgs an das Versteifungselement erreichen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements kann das wenigstens eine Versteifungselement mit dem zweiten Rahmensegment einstückig ausgebildet sein. Insbesondere, wenn das zweite Rahmensegment umlaufend ausgebildet ist, kann das Versteifungselement günstig mit dem zweiten Rahmensegment einstückig ausgebildet sein. Dadurch lässt sich das Filterelement besonders kostengünstig herstellen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements können stirnseitige Endkanten des Filterbalgs an den Querseiten des Rahmens in dem zweiten Rahmensegment angeordnet sein. Insbesondere können dabei die Endkanten mit dem zweiten Material umspritzt sein. Dadurch können die Falten des Filterbalgs besonders effektiv an den Rahmen angebunden werden. Gleichzeitig kann der Filterbalg auf diese Weise an den Querseiten wirksam abgedichtet werden, so dass Rohseite und Reinseite des Filterelements gegeneinander gedichtet sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements kann der Rahmen eine an einer ersten Flachseite umlaufende Dichtung aufweisen. Auf diese Weise können Rohseite und Reinseite des Filterelements beim Einbau des Filterelements in ein Gehäuse eines Filtersystems wirksam gegeneinander abgedichtet werden. Die Dichtung kann aus einem herkömmlichen Dichtungsmaterial wie beispielsweise Ethylen-Propylen-Dien-(Monomer)-Kautschuk (EPDM) oder einem (PUR)-Schaum bestehen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements kann die Dichtung angeschäumt sein. Dadurch kann eine zuverlässige Anbindung der Dichtung an den Rahmen erreicht werden. Außerdem ist die Dichtung im Montageprozess und beim Einbauprozess in das Filtersystem verliersicher am Filterelement angeordnet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements kann die Dichtung in einem 2K-Prozess mit dem Rahmen hergestellt sein. Mit einem solchen Prozess kann die Dichtung besonders kostengünstig hergestellt werden. Weiter kann eine zuverlässige Anbindung der Dichtung an den Rahmen erreicht werden. Außerdem ist die Dichtung im Montageprozess und beim Einbauprozess in das Filtersystem verliersicher am Filterelement angeordnet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements kann das erste Rahmensegment in das zweite Rahmensegment eingebettet sein. Insbesondere kann dabei das erste Rahmensegment an einer außen umlaufenden Außenkante mit dem Material des zweiten Rahmensegments umspritzt sein. Durch das zweite Material des zweiten Rahmensegments, welches weicher als das erste Material des ersten Rahmensegments ausgebildet ist, kann eine flexible Anordnung des Filterelements im Gehäuse eines Filtersystems erreicht werden. Außerdem kann das weiche zweite Material zusätzlich eine Dichtfunktion beim Einbau in das Gehäuse erfüllen.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids vorgeschlagen, mit einem Filtergehäuse und einem in dem Filtergehäuse zwischen einer Rohseite und einer Reinseite austauschbar angeordneten Filterelement zum Filtern eines Fluids, mit wenigstens einem Filterbalg, der zickzackförmig zu Falten gefaltet ist, mit parallelen, in einer Längserstreckung quer zu einer Hochachse des Faltenbalgs aufeinander folgenden Faltenspitzen, die sich jeweils zwischen parallel zur Längserstreckung angeordneten Längsseiten des Filterbalgs erstrecken. Der Filterbalg ist umlaufend in einem durchgehenden Rahmen angeordnet, wobei der umlaufende Rahmen wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites Rahmensegment mit unterschiedlicher Härte aufweist. Das erste Rahmensegment ist aus einem ersten Material, insbesondere aus einem harten Kunststoff, gebildet und das zweite Rahmensegment ist aus einem zweiten Material, insbesondere aus einem weichen Kunststoff, gebildet. Dabei ist der Filterbalg in dem zweiten Rahmensegment fixiert, insbesondere wenigstens bereichsweise umspritzt.
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Bei dem Filterelement ist der umlaufende Rahmen, in dem der Filterbalg angeordnet ist, in zwei Rahmensegmente, nämlich in eine weiche und eine harte Komponente aufgeteilt. Die Schnittstelle zu einer Dichtung ist dabei aus einem harten Kunststoff realisiert. Der Teil des Rahmens, der die Falten des Filterbalgs umgibt, ist aus einem weichen Material, beispielsweise TPE hergestellt. Durch das weiche Rahmenmaterial des zweiten Rahmensegments bleiben die Falten des gefalteten Filtermediums des Filterbalgs flexibel, was sich günstig auf die Abreinigbarkeit des Filterbalgs bei starker Verschmutzung ausübt. Das harte erste Rahmensegment bildet dabei eine robuste Schnittstelle für die Dichtung, die entweder direkt am harten ersten Rahmensegment angebracht werden kann oder im Gegenbauteil sitzt, in welches das Filterelement eingebaut wird.
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Durch die flexible Gestaltung des Rahmens im Bereich der Falten des Filterbalgs, wird eine Beweglichkeit der Falten erreicht. Die Beweglichkeit der Falten führt zu einem besseren Abreinigungsverhalten. Außerdem wird verhindert, dass bei kurzzeitigen hohen mechanischen Belastungen die Falten in dem Rahmen beschädigt oder gar aus dem Rahmen herausgelöst werden. Bei dem vorgeschlagenen Filterelement können sowohl die Falten als auch der Rahmen elastisch nachgeben.
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Das harte Rahmensegment des Rahmens in Richtung Reinseite des Filtersystems ist vorteilhaft, wenn die Dichtung im Filtergehäuse angeordnet ist und nicht am Filterelement selbst. Außerdem können in den harten Kunststoffrahmen zusätzliche Funktionen wie beispielsweise ein Schnapphaken zur Befestigung des Filterelements im Filtergehäuse integriert werden.
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Vorteilhaft kann der Filterbalg, welcher insbesondere als Flachfilter ausgebildet sein kann, einstückig oder einteilig gefertigt sein. Der Filterbalg kann beispielsweise aus einem Vlies und/oder Zellulose als Filtermedium gebildet sein.
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Das erste Material des ersten Rahmensegments kann beispielsweise ein harter Kunststoff wie Polyamid (PA), oder Polypropylen (PP) sein. Das zweite Material des zweiten Rahmensegments kann beispielsweise aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) bestehen.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die 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:
- 1 eine isometrische Darstellung eines Filterelements mit einem Filterbalg nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine Draufsicht auf das Filterelement nach 1 mit zwei eingezeichneten Schnittebenen A-A, B-B;
- 3 einen Längsschnitt durch das Filterelement entlang der Schnittebene A-A gemäß 2;
- 4 einen Querschnitt durch das Filterelement entlang der Schnittebene B-B gemäß 2;
- 5 eine isometrische Darstellung eines Filterelements mit einer auf dem Rahmen umlaufend angeordneten Dichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 6 eine Draufsicht auf das Filterelement nach 5 mit zwei eingezeichneten Schnittebenen A-A, B-B;
- 7 einen Längsschnitt durch das Filterelement entlang der Schnittebene A-A gemäß 6;
- 8 einen Querschnitt durch das Filterelement entlang der Schnittebene B-B gemäß 6; und
- 9 einen Längsschnitt durch ein Filtersystem mit eingebautem Filterelement nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
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1 zeigt eine isometrische Darstellung eines Filterelements 10 mit einem Filterbalg 12 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 zeigt eine Draufsicht auf das Filterelement 10 mit zwei eingezeichneten Schnittebenen A-A, B-B. Dazu zeigt 3 einen Längsschnitt durch das Filterelement 10 entlang der Schnittebene A-A und 4 einen Querschnitt durch das Filterelement 10 entlang der Schnittebene B-B.
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Das Filterelement 10 zum Filtern eines Fluids weist einen Filterbalg 12 auf, der zickzackförmig zu Falten 34 gefaltet ist, mit parallelen, in einer Längserstreckung 14 quer zu einer Hochachse 130 des Filterbalgs 12 aufeinander folgenden Faltenspitzen 24, 26. Die Faltenspitzen 24, 26 erstrecken sich jeweils zwischen parallel zur Längserstreckung 14 angeordneten Längsseiten 20, 22 des Filterbalgs 12.
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Die Faltenspitzen 26 bilden dabei eine erste Flachseite 38 des Filterbalgs 12, während die gegenüber liegenden Faltenspitzen 24 die zweite Flachseite 39 des Filterbalgs 12 bilden.
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Der Filterbalg 12 ist umlaufend in einem durchgehenden Rahmen 28 angeordnet. Der umlaufende Rahmen 28 weist ein erstes und ein zweites umlaufendes Rahmensegment 29, 30 mit unterschiedlicher Härte auf. Dabei ist das erste Rahmensegment 29 aus einem ersten Material, insbesondere aus einem harten Kunststoff, gebildet und das zweite Rahmensegment 30 ist aus einem zweiten Material, insbesondere aus einem weichen Kunststoff, gebildet. Der Filterbalg 12 ist in dem zweiten Rahmensegment 30 fixiert. Insbesondere kann der Filterbalg 12 wenigstens bereichsweise umspritzt sein. Der Filterbalg 12 ist insbesondere einstückig und/oder einteilig ausgebildet.
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Im bestimmungsgemäßen Betrieb des Filterelements 10 wird der Filterbalg 12 von der zweiten Flachseite 39 (siehe 3) von dem zu filternden Fluid angeströmt, welches den Filterbalg 12 an der ersten Flachseite 38 wieder verlässt. Die zweite Flachseite 39 bildet also die Anströmseite und die erste Flachseite 38 die Abströmseite.
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Das zweite Rahmensegment 30 ist dabei wenigstens an den gegenüberliegenden Längsseiten 20, 22 des Filterbalgs 12 ausgebildet. Zweckmäßigerweise sind dazu die Längsseiten 20, 22 des Filterbalgs 12 mit dem zweiten Material des zweiten Rahmensegments 30 umspritzt, so dass an den Längsseiten 20, 22 die Faltenspitzen 24, 26 zwischen den Falten 34 mit dem zweiten Material des zweiten Rahmensegments 30 aufgefüllt sind.
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Dadurch wird eine besonders günstige Abdichtung zwischen Rohseite 50 und Reinseite 52 des Filterelements 10 erreicht, wie insbesondere in der Darstellung des in das Filtergehäuse 108 eingebauten Filterelements 10 in 9 zu erkennen ist.
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Der Rahmen 28 mit dem ersten und dem zweiten Rahmensegment 29, 30 kann günstigerweise in einem 2K-Spritzguss-Prozess hergestellt sein.
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Zwischen zwei sich gegenüber liegenden Querseiten 44, 46 des Rahmens 28 entlang der Längserstreckung 14 des Filterbalgs 12 ist ein Versteifungselement 48 vorgesehen, in welchem Falten 34 des Filterbalgs 12 fixiert sind. Insbesondere können die Falten 34 mit dem zweiten Material als Versteifungselement 48 umspritzt sein, so dass die Faltenspitzen 24 zwischen den Falten 34 mit dem zweiten Material des zweiten Rahmensegments 30 aufgefüllt sind. Dadurch wird eine besonders günstige und dauerhafte Anbindung des Filterbalgs 12 an das Versteifungselement 48 erreicht.
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Das Versteifungselement 48 kann zweckmäßigerweise mit dem zweiten Rahmensegment 30 einstückig ausgebildet sein.
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Wie insbesondere in dem Längsschnitt in 3 zu erkennen ist, sind die stirnseitigen Endkanten 16, 17 des Filterbalgs 12 an den Querseiten 44, 46 des Rahmens 28 in dem zweiten Rahmensegment 30 angeordnet. Insbesondere können die Endkanten 16, 17 dabei mit dem zweiten Material umspritzt sein, um eine möglichst gute Anbindung der Endkanten 16, 17 des Filterbalgs 12 an das zweite Rahmensegment 30 zu erreichen.
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Bei dem Querschnitt in 4 ist insbesondere zu erkennen, dass das zweite Rahmensegment 30 die Längsseiten 20, 22 des Filterbalgs 12 über deren volle Höhe entlang der Hochachse 130 ausgebildet ist. Dadurch kann eine ausreichende Abdichtung des Filterbalgs 12 an den Längsseiten 20, 22 erreicht werden.
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Ebenso ist erkennbar, dass das Versteifungselement 48 ebenfalls über die volle Höhe der Falten 34 entlang der Hochachse 130 ausgebildet ist. Dadurch kann eine ausreichende Stabilisierung des Filterbalgs 12 gegen Vibrationen erreicht werden.
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5 zeigt eine isometrische Darstellung eines Filterelements 10 mit einer auf dem Rahmen umlaufend angeordneten Dichtung 40 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. In 6 ist eine Draufsicht auf das Filterelement 10 mit zwei eingezeichneten Schnittebenen A-A, B-B dargestellt. 7 zeigt dazu einen Längsschnitt durch das Filterelement 10 entlang der Schnittebene A-A, während in 8 ein Querschnitt durch das Filterelement 10 entlang der Schnittebene B-B dargestellt ist.
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Bei dem in den 5 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Rahmen 28 des Filterelements 10 zusätzlich eine an einer ersten Flachseite 38 umlaufende Dichtung 40 auf, welche der Abdichtung der Rohseite 50 des Filterelements 10 gegen die Reinseite 10 beim Einbau des Filterelements 10 in ein Filtergehäuse 108 dient, wie es in 9 dargestellt ist.
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Die Dichtung 40 ist auf eine Stirnseite des ersten Rahmensegments 29 des Rahmens 28, welche parallel zur ersten Flachseite 38 des Filterbalgs 12 ausgerichtet ist, aufgebracht.
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Die Dichtung 40 kann beispielsweise an den Rahmen 28 angeschäumt sein. Günstig kann die Dichtung 40 auch in einem 2K-Prozess mit dem Rahmen 28 zusammen hergestellt sein.
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Weiter ist insbesondere in den Schnitten in den 7 und 8 zu erkennen, dass das erste Rahmensegment 29 in das zweite Rahmensegment 30 eingebettet ist. Insbesondere ist dabei das erste Rahmensegment 29 an einer außen umlaufenden Außenkante 32 mit dem Material des zweiten Rahmensegments 30 umspritzt.
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Durch das zweite Material des zweiten Rahmensegments 30, welches weicher als das erste Material des ersten Rahmensegments 29 ausgebildet ist, kann eine vibrationsgeschützte Anordnung des Filterelements 10 im Gehäuse 108 eines Filtersystems 100, insbesondere in einer lateralen Richtung senkrecht zur Hochachse 130 des Filterelements 10, erreicht werden. Außerdem kann das weiche zweite Material zusätzlich eine Dichtfunktion beim Einbau in das Gehäuse 108 erfüllen.
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9 zeigt einen Längsschnitt durch ein Filtersystem 100 mit eingebautem Filterelement 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Das Filtersystem 100 zum Filtern eines Fluids weist ein Filtergehäuse 108 und ein in dem Filtergehäuse 108 zwischen einer Rohseite 50 und einer Reinseite 52 austauschbar angeordnetes Filterelement 10 zum Filtern eines Fluids auf.
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Das Filtergehäuse 108 weist ein Gehäuseunterteil 114 mit einem Einlass 102 für das zu filternde Fluid auf, sowie ein Gehäuseoberteil 112 mit einem Auslass 104. Die Durchflussrichtung 54 des Fluids ist mit Pfeilen gekennzeichnet.
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Die beiden Gehäuseteile 112, 114 können nach Einbau des Filterelements 10 entlang eines Fügebereichs 124 gefügt werden, beispielsweise verklipst werden. Das Filterelement 10 ist im Innenbereich des Filtergehäuses 108 angeordnet und trennt die Rohseite 50 gegen die Reinseite 52. Die Hauptströmungsachse 128 des Fluids durch das Filterelement 10 verläuft parallel zur Hochachse 130 des Filterelements 10.
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Das Filterelement 10 zum Filtern eines Fluids weist einen Filterbalg 12 auf, der zickzackförmig zu Falten 34 gefaltet ist, mit parallelen, in einer Längserstreckung 14 quer zu einer Hochachse 130 des Filterbalgs 12 aufeinander folgenden Faltenspitzen 24, 26. Die Faltenspitzen 24, 26 erstrecken sich jeweils zwischen parallel zur Längserstreckung 14 angeordneten Längsseiten 20, 22 des Filterbalgs 12.
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Der Filterbalg 12 ist umlaufend in einem durchgehenden Rahmen 28 angeordnet. Der umlaufende Rahmen 28 weist ein erstes und ein zweites Rahmensegment 29, 30 mit unterschiedlicher Härte auf. Dabei ist das erste Rahmensegment 29 aus einem ersten Material, insbesondere aus einem harten Kunststoff, gebildet und das zweite Rahmensegment 30 ist aus einem zweiten Material, insbesondere aus einem weichen Kunststoff, gebildet. Der Filterbalg 12 ist in dem zweiten Rahmensegment 30 fixiert. Insbesondere kann der Filterbalg 12 wenigstens bereichsweise umspritzt sein. Der Filterbalg 12 ist insbesondere einstückig und/oder einteilig ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Filterelement
- 12
- Filterbalg
- 16
- Endkante
- 17
- Endkante
- 20
- Längsseite
- 22
- Längsseite
- 24
- Faltenspitze
- 26
- Faltenspitze
- 28
- Rahmen
- 29
- Rahmensegment
- 30
- Rahmensegment
- 32
- Außenkante
- 34
- Falte
- 38
- Flachseite
- 39
- Flachseite
- 40
- Dichtung
- 44
- Querseite
- 46
- Querseite
- 48
- Versteifungselement
- 50
- Rohseite
- 52
- Reinseite
- 54
- Durchflussrichtung
- 100
- Filtersystem
- 102
- Einlass
- 104
- Auslass
- 108
- Filtergehäuse
- 112
- Gehäuseoberteil
- 114
- Gehäuseunterteil
- 124
- Fügebereich
- 128
- Hauptströmungsachse
- 130
- Hochachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018116098 A1 [0003]
- DE 102015011339 A1 [0004]
