DE102021125663A1 - Filter element, in particular air filter element for motor vehicles - Google Patents

Filter element, in particular air filter element for motor vehicles Download PDF

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Klaus Gehwolf
Tobias Tandetzki
Markus Stempfhuber
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    • B01D46/522—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material with specific folds, e.g. having different lengths
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filterelement (10) mit einem Faltenbalg (20) aus zickzackförmig gefaltetem Material wie Papier, Vlies oder dergleichen, wobei der gefaltete Faltenbalg (20) in seiner Längserstreckung (50) eine Vielzahl benachbarter Taschen (22) bildet, zwischen denen Falze (24) am Scheitel der Taschen (22) gebildet sind, wobei der Faltenbalg (20) an seinen Seiten eine Seitenabdichtung (40) aus einem thermoplastischen Elastomer aufweist.The invention relates to a filter element (10) with a bellows (20) made of material folded in a zigzag shape, such as paper, fleece or the like, the folded bellows (20) forming a large number of adjacent pockets (22) in its longitudinal extension (50), between which folds (24) formed at the apex of the pockets (22), the bellows (20) having a side seal (40) of thermoplastic elastomer on its sides.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die Erfindung betrifft ein Filterelement, insbesondere ein Filterelement für Luftfilter für Kraftfahrzeuge.The invention relates to a filter element, in particular a filter element for air filters for motor vehicles.

Stand der TechnikState of the art

WO 2009/015684 A1 offenbart ein Luftfilterelement, bei dem ein Filtereinsatz einen Faltenbalg aus zickzackförmig gefaltetem Material wie Papier, Vlies oder dergleichen umfasst, und der Faltenbalg eine Vielzahl benachbarter Taschen bildet. Zwischen den Taschen des gefalteten Filtermaterials sind erste Falze am Scheitel der Taschen gebildet. Der Faltenbalg weist eine umlaufende Dichtung auf. Quer zur Längsrichtung des Faltenbalgs bzw. der Taschen ist eine zusätzliche Faltung mit zweiten Falzen ausgebildet. Eine quer zur Längsrichtung der Taschen verlaufende vordere oder hintere Stirnseite des Faltenbalgs ist durch einen Schnitt zur Ablängung des Faltenbalgs gebildet. Als Material für die Dichtung am Faltenbalg kann ein Silikon oder PUR-Schaum eingesetzt werden. Die Abdichtung der durch Ablängung entstandenen Stirnkanten kann beispielsweise durch eine eingefasste Schmelzkleberraupe, Sprühverklebung, PUR-Schaumapplikation oder Seitenbandverklebung erfolgen. Durch die ersten Falze parallel zur Längsrichtung und zweiten Falze quer dazu können beliebige Faltenbalgkonfigurationen mit Dichtungen in zwei Ebenen (2D-Elemente) oder in drei Ebenen (3D-Elemente) verwirklicht werden. WO 2009/015684 A1 discloses an air filter element in which a filter cartridge comprises a bellows of pleated material such as paper, fleece or the like, and the bellows form a plurality of adjacent pockets. Between the pockets of the pleated filter material, first folds are formed at the apex of the pockets. The bellows have a circumferential seal. An additional fold with second folds is formed transversely to the longitudinal direction of the bellows or the pockets. A front or rear face of the bellows running transversely to the longitudinal direction of the pockets is formed by a cut to lengthen the bellows. Silicone or PUR foam can be used as the material for the seal on the bellows. The front edges created by cutting to length can be sealed, for example, by means of a bordered bead of hot-melt adhesive, spray bonding, PUR foam application or sideband bonding. With the first folds parallel to the longitudinal direction and the second folds transverse to it, any bellows configurations with seals in two levels (2D elements) or in three levels (3D elements) can be implemented.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filterelement zu schaffen, insbesondere für einen Flüssigkeitsfilter oder einen Luftfilter, bei dem mit einfachen Mitteln eine beliebige Anpassung der Form des Filterelements an einen vorgegebenen Bauraum in seiner Einbaulage möglich ist.An object of the invention is to create a filter element, in particular for a liquid filter or an air filter, in which the shape of the filter element can be adapted to a given installation space in its installation position using simple means.

Die vorgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Filterelement, mit einem Faltenbalg aus zickzackförmig gefaltetem Material wie Papier, Vlies oder dergleichen, wobei der gefaltete Faltenbalg in seiner Längserstreckung eine Vielzahl benachbarter Taschen bildet, zwischen denen Falze am Scheitel der Taschen gebildet sind, wobei der Faltenbalg an seinen Seiten eine Seitenabdichtung aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) aufweist.The aforementioned object is achieved by a filter element with a bellows made of material folded in a zigzag shape, such as paper, fleece or the like, with the folded bellows forming a large number of adjacent pockets in its longitudinal extent, between which folds are formed at the apex of the pockets, the bellows on has a side seal made of a thermoplastic elastomer (TPE) on its sides.

Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.Favorable configurations and advantages of the invention result from the further claims, the description and the drawings.

Es wird ein Filterelement vorgeschlagen mit einem Faltenbalg aus zickzackförmig gefaltetem Material wie Papier, Vlies oder dergleichen, wobei der gefaltete Faltenbalg in seiner Längserstreckung eine Vielzahl benachbarter Taschen bildet, zwischen denen Falze am Scheitel der Taschen gebildet sind, wobei der Faltenbalg an seinen Seiten eine Seitenabdichtung aus einem thermoplastischen Elastomer aufweist.A filter element is proposed with a bellows made of material such as paper, fleece or the like folded in a zigzag shape, the folded bellows forming a plurality of adjacent pockets in its longitudinal extension, between which folds are formed at the apex of the pockets, the bellows forming a side seal on its sides made of a thermoplastic elastomer.

Nach einer günstigen Ausgestaltung kann der Faltenbalg ein umlaufendes Dichtprofil aus einem thermoplastischen Elastomer aufweisen, insbesondere mit dem umlaufenden Dichtprofil in einem Arbeitsgang umspritzt sein.According to a favorable embodiment, the bellows can have a circumferential sealing profile made of a thermoplastic elastomer, in particular can be overmoulded with the circumferential sealing profile in one operation.

Nach einer günstigen Ausgestaltung kann der Faltenbalg entlang der Längserstreckung variable Faltenhöhen und/oder eine variable Faltenteilung aufweisen.According to a favorable embodiment, the bellows can have variable fold heights and/or a variable fold pitch along the longitudinal extension.

Das Filterelement ist günstig für Filtersysteme, die als Luftfilter oder Flüssigkeitsfilter eingesetzt werden. Beispielsweise kann das Filterelement für Innenraumluftfilter oder Luftfilter für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Insbesondere ist das Filterelement auswechselbar in einem Filtergehäuse eines Filtersystems einsetzbar.The filter element is favorable for filter systems that are used as air filters or liquid filters. For example, the filter element can be used for cabin air filters or air filters for internal combustion engines in motor vehicles. In particular, the filter element can be used in an exchangeable manner in a filter housing of a filter system.

Das Filterelement ist vorzugsweise seitlich mit TPE abgedichtet und weist auch ein Dichtprofil aus demselben Material auf, das in einem Arbeitsgang um den Faltenbalg gespritzt wird. Vorteilhaft kann jedoch ein Faltenbalg umspritzt werden, welcher über das Filterelement eine unterschiedliche und völlig frei wählbare Faltenhöhe aufweisen kann. Zusätzlich kann das Filterelement eine auf die jeweilige Faltenhöhe filtrationstechnisch optimal ausgelegte Faltenteilung zur jeweiligen Faltenhöhe aufweisen.The filter element is preferably sealed laterally with TPE and also has a sealing profile made of the same material, which is injected around the bellows in one operation. Advantageously, however, a bellows can be overmoulded, which can have a different and completely freely selectable fold height over the filter element. In addition, the filter element can have a fold spacing optimally designed for the respective fold height in terms of filtration technology.

TPE-Dichtungen (TPE = thermoplastische Elastomere) verfügen über günstige gummielastische Eigenschaften und sind gleichzeitig durch vorhandene Thermoplaste einfach in der Verarbeitung. Zudem weisen diese Werkstoffe eine gute Temperaturbeständigkeit zwischen -40°C und + 80°C auf. Die Elastizität ist vergleichbar mit der Elastizität von EPDM.TPE seals (TPE = thermoplastic elastomers) have favorable rubber-elastic properties and, at the same time, are easy to process thanks to the existing thermoplastics. In addition, these materials have good temperature resistance between -40°C and + 80°C. The elasticity is comparable to the elasticity of EPDM.

Dies bedeutet, dass umspritzte Filterelemente mit TPE-Dichtungen zum Gehäuse des Filterelements und Stirnseiten des Faltenbalges variable und auf nahezu jegliche Kontur oder Bauraum anzupassende Faltenhöhen und eine auf die jeweilige Faltenhöhe optimal angepasste Faltenteilung ermöglichen. Ein Dichtungsprofil kann auf dreidimensionalen Höhen ermöglicht werden.This means that overmoulded filter elements with TPE seals to the housing of the filter element and front sides of the bellows allow variable fold heights to be adapted to almost any contour or installation space and a fold pitch that is optimally adapted to the respective fold height. A sealing profile can be enabled on three-dimensional heights.

Es sind unterschiedlichste Filterelementgeometrien darstellbar.A wide variety of filter element geometries can be represented.

Durch die variablen Faltenhöhen und Faltenabstände in einem Faltenbalg ist eine Verbesserung von Leistungsdaten durch an die jeweiligen Faltenhöhen angepasste Faltenteilung innerhalb eines Filterelements möglich. Ein vorhandener Bauraum kann günstig durch eine angepasste Geometrie des Filterelements genutzt werden.Due to the variable fold heights and fold distances in a bellows, it is possible to improve performance data by dividing the folds within a filter element in a way that is adapted to the respective fold heights. An existing space can be used favorably by an adapted geometry of the filter element.

Figurenlistecharacter list

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 in schematischer Darstellung:

  • 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Filterelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Dichtprofil auf unterschiedlichen Ebenen;
  • 2 eine schematische Schnittdarstellung eines Filterelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit unterschiedlichen Faltenhöhen und unterschiedlicher Faltenteilung;
  • 3 eine Schnittdarstellung eines Filterelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit unterschiedlichen Faltenhöhen und unterschiedlicher Faltenteilung abhängig von der Faltenhöhe;
  • 4 in Draufsicht eine schematische Darstellung eines Filterelements mit seitlich variablem Verlauf der Seitenabdichtungen nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Further advantages result from the following description of the drawing. Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into further meaningful combinations.
They show an example in a schematic representation:
  • 1 a schematic sectional view of a filter element according to an embodiment of the invention with a sealing profile on different levels;
  • 2 a schematic sectional view of a filter element according to an embodiment of the invention with different fold heights and different fold spacing;
  • 3 a sectional view of a filter element according to an embodiment of the invention with different fold heights and different fold pitch depending on the fold height;
  • 4 in plan view a schematic representation of a filter element with laterally variable profile of the side seals according to an embodiment of the invention.

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 denoted by the same reference symbols. The figures only show examples and are not to be understood as limiting.

Zur Erläuterung der Erfindung zeigt 1 eine Schnittdarstellung eines Filterelements 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Dichtprofil 30 auf unterschiedlichen Ebenen. Das Dichtprofil 30 dient zur Abdichtung zwischen einer anströmseitigen Rohseite und einer abströmseitigen Reinseite des Filterelements 10.To explain the invention shows 1 a sectional view of a filter element 10 according to an embodiment of the invention with a sealing profile 30 on different levels. The sealing profile 30 is used to seal between a dirty side on the inflow side and a clean side on the outflow side of the filter element 10.

Das Filterelement 10 weist einen Faltenbalg 20 aus zickzackförmig gefaltetem Material wie Papier, Vlies oder dergleichen auf, wobei der gefaltete Faltenbalg 20 in seiner Längserstreckung 50 eine Vielzahl benachbarter Taschen 22 bildet, zwischen denen Falze 24 am Scheitel der Taschen 22 gebildet sind. Der Faltenbalg 20 weist ein umlaufendes Dichtprofil 30 aus einem thermoplastischen Elastomer TPE auf.The filter element 10 has a bellows 20 made of zigzag folded material such as paper, fleece or the like, the folded bellows 20 forming a plurality of adjacent pockets 22 in its longitudinal extent 50, between which folds 24 are formed at the apex of the pockets 22. The bellows 20 has a circumferential sealing profile 30 made of a thermoplastic elastomer TPE.

Es sind nur einige der Falze 24 und Taschen 22 mit Bezugszeichen beziffert.Only some of the folds 24 and pockets 22 are numbered.

Wie erkennbar ist, kann die nicht näher bezeichnete Faltenteilung der Falten entlang der Längserstreckung 50 des Faltenbalgs 20 variieren.As can be seen, the pitch of the folds, not designated in any more detail, can vary along the longitudinal extension 50 of the bellows 20 .

Der Querschnitt des flachen Filterelements 10 ist beliebig, beispielsweise rechteckig oder trapezförmig oder mit einer oder mehreren gekrümmten Seiten.The cross section of the flat filter element 10 is arbitrary, for example rectangular or trapezoidal or with one or more curved sides.

2 zeigt eine Schnittdarstellung eines Filterelements 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit unterschiedlichen Faltenhöhen 26 und unterschiedlicher Faltenteilung 28 entlang der Längserstreckung 50 des Faltenbalgs 20. 2 shows a sectional view of a filter element 10 according to an embodiment of the invention with different fold heights 26 and different fold spacing 28 along the longitudinal extent 50 of the bellows 20.

Der Faltenbalg 20 des Filterelements 10 ist aus zickzackförmig gefaltetem Material wie Papier, Vlies oder dergleichen gebildet, wobei der gefaltete Faltenbalg 20 in seiner Längserstreckung 50 eine Vielzahl benachbarter Taschen 22 bildet, zwischen denen Falze 24 am Scheitel der Taschen 22 gebildet sind. Der Faltenbalg 20 weist ein umlaufendes Dichtprofil 30 aus einem thermoplastischen Elastomer TPE auf.The bellows 20 of the filter element 10 is formed from a zigzag folded material such as paper, fleece or the like, the folded bellows 20 forming a plurality of adjacent pockets 22 in its longitudinal extent 50, between which folds 24 are formed at the apex of the pockets 22. The bellows 20 has a circumferential sealing profile 30 made of a thermoplastic elastomer TPE.

Es sind nur einige der Falze 24 und Taschen 22 mit Bezugszeichen beziffert.Only some of the folds 24 and pockets 22 are numbered.

Wie erkennbar ist, kann die nicht näher bezeichnete Faltenteilung der Falten entlang der Längserstreckung 50 des Faltenbalgs 20 variieren.As can be seen, the pitch of the folds, not designated in any more detail, can vary along the longitudinal extension 50 of the bellows 20 .

3 zeigt eine Schnittdarstellung eines Filterelements 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit unterschiedlichen Faltenhöhen 26 und unterschiedlicher Faltenteilung 28 abhängig von der Faltenhöhe 26. 3 shows a sectional view of a filter element 10 according to an embodiment of the invention with different fold heights 26 and different fold spacing 28 depending on the fold height 26.

Der Faltenbalg 20 des Filterelements 10 ist aus zickzackförmig gefaltetem Material wie Papier, Vlies oder dergleichen gebildet, wobei der gefaltete Faltenbalg 20 in seiner Längserstreckung 50 eine Vielzahl benachbarter Taschen 22 bildet, zwischen denen Falze 24 am Scheitel der Taschen 22 gebildet sind. Der Faltenbalg 20 weist ein umlaufendes Dichtprofil 30 aus einem thermoplastischen Elastomer TPE auf.The bellows 20 of the filter element 10 is formed from a zigzag folded material such as paper, fleece or the like, the folded bellows 20 forming a plurality of adjacent pockets 22 in its longitudinal extent 50, between which folds 24 are formed at the apex of the pockets 22. The bellows 20 has a circumferential sealing profile 30 made of a thermoplastic elastomer TPE.

Es sind nur einige der Falze 24 und Taschen 22 mit Bezugszeichen beziffert.Only some of the folds 24 and pockets 22 are numbered.

Wie erkennbar ist, kann die nicht bezeichnete Faltenteilung 28 der Falten entlang der Längserstreckung 50 des Faltenbalgs 20 variieren.As can be seen, the undesignated fold pitch 28 of the folds can vary along the longitudinal extension 50 of the bellows 20 .

4 zeigt in Draufsicht ein Filterelement 10 mit seitlich variablem Verlauf der Seitenabdichtungen 40 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 4 shows a top view of a filter element 10 with a laterally variable course of the side seals 40 according to an exemplary embodiment of the invention.

Der Faltenbalg 20 des Filterelements 10 ist aus zickzackförmig gefaltetem Material wie Papier, Vlies oder dergleichen gebildet, wobei der gefaltete Faltenbalg 20 in seiner Längserstreckung 50 eine Vielzahl benachbarter Taschen 22 bildet, zwischen denen Falze 24 am Scheitel der Taschen 22 gebildet sind. Der Faltenbalg 20 weist ein umlaufendes Dichtprofil 30 aus einem thermoplastischen Elastomer TPE auf.The bellows 20 of the filter element 10 is formed from a zigzag folded material such as paper, fleece or the like, the folded bellows 20 forming a plurality of adjacent pockets 22 in its longitudinal extent 50, between which folds 24 are formed at the apex of the pockets 22. The bellows 20 has a circumferential sealing profile 30 made of a thermoplastic elastomer TPE.

Es sind nur einige der Falze 24 und Taschen 22 mit Bezugszeichen beziffert.Only some of the folds 24 and pockets 22 are numbered.

Wie erkennbar ist, ist der Faltenbalg 20 an seinen Seitenwänden mit einer Seitenabdichtung 40 umspritzt. Die Seitenabdichtung 40 bildet einen Rahmen für den Faltenbalg 20. Die Seitenabdichtung 40 ist vorzugsweise aus einem thermoplastischen Elastomer TPE gebildet und insbesondere zusammen mit dem Dichtprofil 30 in einem Arbeitsgang gespritzt. Insbesondere bestehen Dichtprofil 30 und Seitenabdichtung 40 aus demselben Material.As can be seen, the bellows 20 is overmoulded with a side seal 40 on its side walls. The side seal 40 forms a frame for the bellows 20. The side seal 40 is preferably formed from a thermoplastic elastomer TPE and in particular is injected together with the sealing profile 30 in one operation. In particular, sealing profile 30 and side seal 40 are made of the same material.

Die Seitenabdichtung 40 kann beliebig gekrümmt sein, so dass der Faltenbalg 20 auch in seinem Querschnitt beliebige Geometrien aufweisen kann.The side seal 40 can be curved as desired, so that the bellows 20 can also have any geometry in its cross section.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • WO 2009015684 A1 [0002]WO 2009015684 A1 [0002]

Claims (3)

Filterelement (10) mit einem Faltenbalg (20) aus zickzackförmig gefaltetem Material wie Papier, Vlies oder dergleichen, wobei der gefaltete Faltenbalg (20) in seiner Längserstreckung (50) eine Vielzahl benachbarter Taschen (22) bildet, zwischen denen Falze (24) am Scheitel der Taschen (22) gebildet sind, wobei der Faltenbalg (20) an seinen Seiten eine Seitenabdichtung (40) aus einem thermoplastischen Elastomer aufweist.Filter element (10) with a bellows (20) made of material folded in a zigzag shape, such as paper, fleece or the like, the folded bellows (20) forming a large number of adjacent pockets (22) in its longitudinal extension (50), between which folds (24) on the Apexes of the pockets (22) are formed, the bellows (20) having a side seal (40) made of a thermoplastic elastomer on its sides. Filterelement nach Anspruch 1, wobei der Faltenbalg (20) ein umlaufendes Dichtprofil (30) aus einem thermoplastischen Elastomer aufweist, insbesondere mit der Seitenabdichtung (40) in einem Arbeitsgang umspritzt ist.filter element after claim 1 , wherein the bellows (20) has a circumferential sealing profile (30) made of a thermoplastic elastomer, in particular with the side seal (40) being overmoulded in one operation. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Faltenbalg (20) entlang der Längserstreckung (50) variable Faltenhöhen (26) und/oder eine variable Faltenteilung (28) aufweist.filter element after claim 1 or 2 , wherein the bellows (20) has variable fold heights (26) and/or a variable fold pitch (28) along the longitudinal extension (50).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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