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Die Erfindung betrifft einen Filter zum Filtern eines Fluids mit einem ringförmigen gefalteten Filterelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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EP 3793711 A1 und
DE 112019001132 T5 offenbaren jeweils einen derartigen Filter mit einem ringförmigen Filterelement und einem Gehäuse. Das ringförmige Filterelement weist mehrere Falten auf und trennt einen Außenbereich des Filters von einem Innenbereich des Filters ab. Das Filterelement ist üblicherweise mit zwei Endscheiben versehen und innerhalb eines Gehäuses des Filters angeordnet. Dabei sind innerhalb des Gehäuses der Innenbereich und der Außenbereich des Filters ausschließlich über das Filterelement hindurch fluidisch verbunden, so dass das Fluid mittels des Filterelements gefiltert werden kann. Der Filter ist dabei bevorzugt zum Filtern von gasförmigen Fluiden wie beispielweise Luft vorgesehen. Nachteiligerweise kann der Einbau des Filterelements in dem Gehäuse sowie der Aufbau des Filters an sich komplex sein.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für einen Filter der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein Filter ist zum Filtern eines Fluids vorgesehen und weist ein ringförmiges Filterelement auf. Vorteilhafterweise kann der Filter zum Filtern von gasförmigen Fluiden vorgesehen sein. Das ringförmige Filterelement weist dabei einen ringförmigen gefalteten Faltenbalg mit mehreren Falten auf, wobei zwei endseitig ausgebildete Endfalten des Faltenbalgs zueinander geführt sind. Das Filterelement ist dabei um eine Längsmittelachse des Filters umlaufend angeordnet und trennt einen Außenbereich des Filters von einem Innenbereich des Filters radial ab. Das Filterelement weist ein erstes axiales Längsende und ein zweites axiales Längsende, die bezüglich der Längsmittelachse einander gegenüberliegen, auf. Erfindungsgemäß weist das Filterelement eine Nut auf, wobei die Nut sich zwischen den beiden Endfalten des Faltenbalgs axial von dem ersten Längsende zu dem zweiten Längsende erstreckt. Die Nut ist dabei an dem ersten Längsende des Filterelements axial offen und dem zweiten Längsende des Filterelements zugewandt axial geschlossen.
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Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung beziehen sich die Begriffe „axial“ und „radial“ auf die Längsmittelachse des Filters. Der Begriff „zueinander geführt“ bedeutet im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung, dass die beiden Endfalten nebeneinander angeordnet sind. Der Begriff „zueinander geführt“ schließt jedoch nicht aus, dass zwischen den beiden Endfalten ein weiteres formfestes Element des Filterelements angeordnet ist. Die beiden Endfalten können also zumindest bereichsweise unmittelbar und/oder zumindest bereichsweise mittelbar zueinander benachbart sein. Anders formuliert, können die beiden Endfalten zumindest bereichsweise aneinander anliegen und/oder zumindest bereichsweise über ein weiteres formfestes Element des Filterelements voneinander getrennt sein.
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Vorteilhafterweise kann der Faltenbalg aus einem fluiddurchlässigen Material geformt sein. Vorteilhafterweise können die Falten des Faltenbalgs axial ausgerichtet sein bzw. können die Falten des Faltenbalgs in eine die Längsmittelachse umlaufende Umfangsrichtung einander folgen. Vorteilhafterweise kann das Filterelement zwei Endscheiben aufweisen, die den Faltenbalg bzw. die axial offenen Falten des Faltenbalgs axial fluiddicht verschließen.
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Vorteilhafterweise kann das Filterelement mittels der Nut sicher und drehfest in dem Filter positioniert werden. Dadurch kann der Einbau des Filterelements in dem Gehäuse des Filters sowie der Aufbau des Filters an sich vereinfacht werden. Vorteilhafterweise kann auch eine Verwechselung des Filterelements vermieden werden. Insbesondere kann eine Fehlmontage des Filterelements oder ein Verbau eines ungeeigneten Filterelements vorteilhaft verhindert werden.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass der Filter ein Gehäuse aufweist und das Filterelement in dem Gehäuse aufgenommen ist. Das Gehäuse kann dann eine Ausformung aufweisen, die an dem ersten Längsende des Filterelements in die Nut axial eingreift. Vorteilhafterweise kann dadurch das Filterelement drehfest und verwechselungssicher in dem Gehäuse angeordnet sein. Die Ausformung kann vorteilhafterweise eine Nase oder eine Störkontur für die Nut sein.
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Vorteilhafterweise kann das Filterelement den Innenbereich und den Außenbereich des Filters in dem Gehäuse trennen. Vorteilhafterweise kann der Innenbereich des Filters innerhalb des Filterelements angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann der Außenbereich des Filters zwischen dem Filterelement und dem Gehäuse angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann das Filterelement den Innenbereich und den Außenbereich des Filters in dem Gehäuse so trennen, dass das Fluid aus dem Innenbereich in den Außenbereich oder umgekehrt ausschließlich durch den Faltenbalg hindurch strömen kann. Vorteilhafterweise können in dem Gehäuse ein Einlassstutzen zum Einströmen vom zu filternden Fluid und ein Auslassstutzen zum Ausströmen des gefilterten Fluids geformt sein. Vorteilhafterweise können der Einlassstutzen in den Außenbereich und der Auslassstutzen in den Innenbereich oder umgekehrt führen.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das Filterelement hohlzylindrisch oder hohlkonisch ist. Bei dem hohlkonischen Filterelement nimmt eine radiale Breite des Filterelements von dem ersten Längsende zu dem zweiten Längsende kontinuierlich ab. Bei dem konischen Filterelement kann zudem der Filterbereich des Filterelements vergrößert werden. Es versteht sich, dass bei dem hohlzylindrischen Filterelement der Faltenbalg hohlzylindrisch und bei dem hohlkonischen Filterelement der Faltenbalg hohlkonisch ist.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Nut V-förmig ist, wobei ein breiteres Ende der Nut dem ersten Längsende des Filterelements zugewandt ist. Bei der V-förmigen Nut nimmt demnach der Querschnitt quer zur Längsmittelachse kontinuierlich ab. Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Nut quer zur Längsmittelachse einen rechteckigen oder V-förmigen oder U-förmigen Querschnitt aufweist. Mittels des rechteckigen oder V-förmigen oder U-förmigen Querschnitts können sich die Falten des Faltenbalgs frei ausfalten und die Filterfläche vergrößert werden. Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass eine axiale Höhe der Nut kleiner als eine axiale Höhe des Faltenbalgs ist. Mit anderen Worten erstreckt sich die Nut nicht über die gesamte Höhe des Faltenbalgs.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die der Nut benachbarten Endfalten und gegebenenfalls die der Nut benachbarten weiteren Falten des Faltenbalgs unter einem Winkel angeschnitten sind und dadurch die Nut V-förmig geformt ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Faltenbalg in eine die Längsmittelachse umlaufende Umfangsrichtung bereichsweise eine konstante Faltenteilung und bereichsweise eine variierte Faltenteilung aufweist und dadurch die Nut V-förmig geformt ist.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das Filterelement ein Formteil aufweist. Das Formteil ist dann zwischen den Endfalten des Filterelements angeordnet und formt die Nut. Das Formteil ist axial ausgerichtet. Vorzugsweise ist das Formteil aus Kunststoff geformt. Vorteilhafterweise kann das Formteil V-förmig oder V-förmig sein. Vorteilhafterweise kann das Formteil quer zur Längsmittelachse einen rechteckigen oder V-förmigen oder U-förmigen Querschnitt aufweisen. Vorteilhafterweise kann der Querschnitt des Formteils einem Querschnitt der von dem Formteil geformten Nut entsprechen. Vorteilhafterweise können an dem Formteil zusätzliche Elemente zum Optimieren des Fluidstroms und/oder zum Festlegen des Filterelements in dem Gehäuse angeordnet sein. Auch zusätzliche Elemente zum Führen vom Fluidstrom, wie beispielsweise Führungsrippen, können an dem Formteil realisiert sein.
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Vorteilhafterweise kann dabei vorgesehen sein, dass das Filterelement eine in dem Faltenbalg angeordnete Innenzarge zum Abstützen des Faltenbalgs aufweist und das Formteil integral an der Innenzarge ausgebildet ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Formteil ein separates Teil ist. Das Formteil kann dann mit weiteren Elementen des Filterelements - beispielsweise mit dem Faltenbalg - fest verbunden sein.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass eine axiale Höhe der Nut kleiner als eine axiale Höhe des Faltenbalgs ist und eine axiale Höhe des Formteils der axialen Höhe der Nut entspricht. Die Endfalten des Faltenbalgs können dann entlang der Längsmittelachse mit dem Formteil und außerhalb des Formteils miteinander stoffschlüssig und fluiddicht verbunden sein. Vorteilhafterweise können die beiden Endfalten miteinander und mit dem Formteil verklebt sein. Dadurch kann der Faltenbalg in einer die Längsmittelachse umlaufenden Umfangsrichtung fluiddicht geschlossen sein. Anders formuliert, erstreckt sich die Nut nicht über die gesamte Höhe des Faltenbalgs und endet zwischen dem ersten Längsende und dem zweiten Längsende. Das Formteil erstreckt sich dabei nicht über die Nut hinaus und endet auf gleiche Weise zwischen dem ersten Längsende und dem zweiten Längsende des Filterelements. Vorteilhafterweise kann das Formteil beispielsweise V-förmig sein. Die beiden Endfalten des Faltenbalgs sind dann bereichsweise mit dem Formteil und bereichsweise miteinander stoffschlüssig und fluiddicht verbunden. Dadurch ist nun der Faltenbalg an den Endfalten über seine gesamte axiale Höhe in einer die Längsmittelachse umlaufenden Umfangsrichtung fluiddicht geschlossen.
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Bei einer vorteilhaften alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass eine axiale Höhe der Nut kleiner als eine axiale Höhe des Faltenbalgs ist und eine axiale Höhe des Formteils der axialen Höhe des Faltenbalgs entspricht. Die Endfalten des Faltenbalgs sind dann entlang der Längsmittelachse ausschließlich mit dem Formteil stoffschlüssig und fluiddicht verbunden. Vorteilhafterweise können die beiden Endfalten mit dem Formteil verklebt sein. Dadurch kann der Faltenbalg in einer die Längsmittelachse umlaufenden Umfangsrichtung fluiddicht geschlossen sein. Anders formuliert, erstreckt sich die Nut nicht über die gesamte Höhe des Faltenbalgs und endet zwischen dem ersten Längsende und dem zweiten Längsende. Das Formteil erstreckt sich dagegen axial zwischen dem ersten Längsende und dem zweiten Längsende des Filterelements über die gesamte Höhe des Faltenbalgs. Vorteilhafterweise kann das Formteil V-förmig sein. Die beiden Endfalten des Faltenbalgs sind dann über die gesamte axiale Höhe des Faltenbalgs mit dem Formteil stoffschlüssig und fluiddicht verbunden. Dadurch ist nun der Faltenbalg an den Endfalten über seine gesamte axiale Höhe in einer die Längsmittelachse umlaufenden Umfangsrichtung fluiddicht geschlossen.
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Bei einer vorteilhaften alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass eine axiale Höhe der Nut und eine axiale Höhe des Formteils der axialen Höhe des Faltenbalgs entsprechen. Die Endfalten des Faltenbalgs sind dann entlang der Längsmittelachse ausschließlich mit dem Formteil stoffschlüssig und fluiddicht verbunden. Vorteilhafterweise können die beiden Endfalten mit dem Formteil verklebt sein. Dadurch kann der Faltenbalg in einer die Längsmittelachse umlaufenden Umfangsrichtung fluiddicht geschlossen sein. Anders formuliert, erstrecken sich das Formteil und die Nut über die gesamte Höhe des Faltenbalgs. Vorteilhafterweise kann das Formteil V-förmig sein. Die beiden Endfalten des Faltenbalgs sind dann über die gesamte axiale Höhe des Faltenbalgs mit dem Formteil stoffschlüssig und fluiddicht verbunden. Dadurch ist nun der Faltenbalg an den Endfalten über seine gesamte axiale Höhe in einer die Längsmittelachse umlaufenden Umfangsrichtung fluiddicht geschlossen.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass innerhalb des Formteils wenigstens ein Stützelement geformt ist. Das Stützelement ist dabei quer zur Längsmittelachse ausgerichtet und ist zum Abstützen von einander gegenüberstehenden Wänden des Formteils vorgesehen. Dadurch kann das Formteil vorteilhaft stabilisiert werden.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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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.
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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.
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Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 und 2 eine Explosionsansicht und eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Filters;
- 3 eine vergrößerte Ansicht des erfindungsgemäßen Filters im Bereich einer Nut;
- 4 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Filters im Bereich der Nut;
- 5 und 6 Ansichten abweichend ausgebildeten Filterelement des erfindungsgemäßen Filters.
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1 zeigt eine Explosionsansicht und 2 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Filters 1. Der Filter 1 ist vorzugsweise zum Filtern von gasförmigen Fluiden vorgesehen. Der Filter 1 umfasst dabei ein Gehäuse 2 und ein in dem Gehäuse 2 angeordnetes hohlkonisches Filterelement 3. Das hohlkonische Filterelement 3 ist dabei um eine Längsmittelachse LA des Filters 1 umlaufend angeordnet und weist ein erstes axiales Längsende 3a und ein zweites axiales Längsende 3b auf. Das Filterelement 3 ist dabei an dem ersten Längsende 3a breiter ausgebildet. In 2 ist das Gehäuse 2 zur Übersichtlichkeit durchsichtig dargestellt.
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Das Filterelement 3 trennt einen Außenbereich 4a des Filters 1 von einem Innenbereich 4b des Filters 1 ab. Der Außenbereich 4a ist zwischen dem Gehäuse 2 und dem Filterelement 3 und der Innenbereich 4b ist dabei in dem hohlkonischen Filterelement 3 geformt. Der Außenbereich 4a und der Innenbereich 4b sind ausschließlich über das Filterelement 3 fluidisch verbunden.
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Das Filterelement 3 ist ringförmig bzw. hohlkonisch und weist einen hohlkonischen gefalteten Faltenbalg 6 auf. Der Faltenbalg 6 weist dabei mehrere axial ausgerichtete Falten - hier nicht gezeigt - auf, wobei zwei Endfalten 7a und 7b zueinander geführt sind. Zwischen den beiden Endfalten ist ein V-förmiges Formteil 8 angeordnet. Das V-förmige Formteil 8 formt eine axiale Nut 9, die sich zwischen den beiden Endfalten 7a und 7b erstreckt. Die Nut 9 ist dabei zu dem ersten Längsende 3a offen und zu dem zweiten Längsende 3b geschlossen. Zudem nimmt eine Breite der von dem Formteil 8 geformten Nut 9 axial von dem ersten Längsende zu dem zweiten Längsende 3b ab.
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In dem hier gezeigten Filterelement 3 erstrecken sich das Formteil 8 und die Nut 9 über eine gesamte axiale Höhe des Faltenbalgs 6. Mit anderen Worten entspricht eine axiale Höhe des Formteils 8 und eine axiale Höhe der von dem Formteil 8 geformten Nut 9 einer axialen Höhe des Faltenbalgs 6. Das Formteil 8 ist mit den beiden Endfalten 7a und 7b stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verklebt. An einem Außenumfang des Faltenbalgs 6 sind zudem mehrere umlaufende Faltenstabilisierungselemente 10 - beispielweise Leimraupen - aufgebracht, um den Abstand der Falten des Faltenbalgs 6 in eine die Längsmittelachse LA umlaufende Umfangsrichtung zu fixieren.
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Das Filterelement 3 weist ferner eine Innenzarge 12 zum innenseitigen Abstützen des Faltenbalgs 6 auf. In dem hier gezeigten Filterelement 3 ist das Formteil 8 integral an bzw. einstückig mit der Innenzarge 12 ausgebildet. Zudem umfasst das Filterelement zwei Endscheiben 13a und 13b, die den Faltenbalg 6 bzw. seine axial offenen Falten an den Längsenden 3a und 3b axial und fluiddicht verschlie-ßen.
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Bezugnehmend auf 2 greifen eine Ausformung 14 des Gehäuse 2 und die Nut 9 axial ineinander und das Filterelement 3 ist dadurch drehfest und verwechslungssicher in dem Gehäuse 2 angeordnet.
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3 zeigt eine vergrößerte Ansicht des erfindungsgemäßen Filters 1 im Bereich der Nut 9. In 3 ist das Stützelement 11 besonders gut erkennbar. Zudem ist erkennbar, dass das Formteil 8 und die von dem Formteil 8 gebildete Nut 9 quer zur Längsmittelachse LA einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Ein Querschnitt der von dem Formteil 8 geformten Nut 9 ist dabei durch den Querschnitt des Formteils 8 vorgegeben bzw. definiert.
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4 zeigt eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Filters 1 im Bereich der Nut 9. In 4 ist insbesondere die Innenzarge 12 erkennbar, die den Faltenbalg 6 innenseitig abstützt.
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5 zeigt eine Ansicht des zu 1-5 abweichend ausgebildeten Filterelements 3 des erfindungsgemäßen Filters 1. Das Formteil 8 ist hier V-förmig und erstreckt sich über die gesamte axiale Höhe des Faltenbalgs 6. Die axiale Höhe des Formteils 8 ist also gleich der axialen Höhe des Faltenbalgs 6 und die axiale Höhe der von dem Formteil 8 geformten Nut 9 ist kleiner als die axiale Höhe des Faltenbalgs 6. Die beiden Endfalten 7a und 7b des Faltenbalgs 6 sind dabei entlang der Längsmittelachse LA ausschließlich mit dem Formteil 8 fluiddicht und stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verklebt.
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6 zeigt eine Ansicht des zu 1-4 abweichend ausgebildeten Filterelements 3 des erfindungsgemäßen Filters 1. Das Formteil 8 ist hier V-förmig und erstreckt sich nicht über die gesamte axiale Höhe des Faltenbalgs 6. Die axiale Höhe des Formteils 8 und die axiale Höhe der von dem Formteil 8 geformten Nut 9 sind also kleiner als die axiale Höhe des Faltenbalgs 6. Die beiden Endfalten 7a und 7b des Faltenbalgs 6 sind dabei entlang der Längsmittelachse LA mit dem Formteil 8 und miteinander fluiddicht und stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verklebt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 3793711 A1 [0002]
- DE 112019001132 T5 [0002]
