DE102021213700A1 - Filter element in particular for a filter device of a fresh air system of an internal combustion engine - Google Patents

Filter element in particular for a filter device of a fresh air system of an internal combustion engine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filterelement (1) insbesondere für eine Filtereinrichtung einer Frischluftanlage einer Brennkraftmaschine oder einer Brennstoffzelle. Das Filterelement (1) umfasst einen sich entlang einer axialen Richtung (A) erstreckenden und zickzack-artig ausgebildeten Filterkörper (2) aus einem gefalteten Bahnenmaterial. Erfindungsgemäß weist der Filterkörper (2) in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung (A) eine spiralförmige geometrische Formgebung auf.The invention relates to a filter element (1), in particular for a filter device of a fresh air system of an internal combustion engine or a fuel cell. The filter element (1) comprises a filter body (2) made of a folded web material, which extends along an axial direction (A) and has a zigzag configuration. According to the invention, the filter body (2) has a spiral geometric shape in a cross section perpendicular to the axial direction (A).

Description

Die Erfindung betrifft ein Filterelement, insbesondere für eine Filtereinrichtung einer Frischluftanlage einer Brennkraftmaschine oder einer Brennstoffzelle, sowie eine Filtereinrichtung mit einem solchen Filterelement.The invention relates to a filter element, in particular for a filter device of a fresh air system of an internal combustion engine or a fuel cell, and a filter device with such a filter element.

Herkömmliche Filterelemente für Luftfiltereinrichtungen in Frischluftanlagen von Brennkraftmaschinen sind oftmals als Ringfilter mit ringförmigen Filterkörper aus einem gefalteten Bahnenmaterial ausgebildet. Fertigungstechnisch sind bei einem derartigen Ringfilterelement zwangsläufig in der Umfangsrichtung zwei Endfalten des Bahnenmaterials vorhanden, die auf geeignete Weise luftdicht miteinander verbunden werden müssen. Dieser Verbindungsbereich wird bei herkömmlichem Ringfilterelementen gezielt so ausgestaltet, dass er sich möglichst wenig von allen übrigen Faltenbereichen unterscheidet, in denen benachbarte Falten übergangslos ineinander übergehen. Insbesondere soll dadurch die radiale Anströmung des Ringfilterelements möglichst homogen erfolgen.Conventional filter elements for air filter devices in fresh air systems of internal combustion engines are often designed as ring filters with ring-shaped filter bodies made from a folded web material. In terms of manufacturing technology, there are necessarily two end folds of the web material in the circumferential direction in such a ring filter element, which must be connected to one another in an airtight manner in a suitable manner. In conventional ring filter elements, this connection area is specifically designed in such a way that it differs as little as possible from all other fold areas in which adjacent folds merge seamlessly into one another. In particular, the radial flow against the ring filter element should be as homogeneous as possible.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei modernen Brennkraftmaschinen, bei denen in der Frischluftanlage stromab des Ringfilterelements eine Luftmassenmessung mit Hilfe einer geeigneten Sensorik durchgeführt wird, die Messwerte davon abhängen, wie das Ringfilterelement hinsichtlich seiner Drehlage in der jeweiligen Filtereinrichtung positioniert ist. Von der Drehlage des Ringfilterelements hängt die Relativlage zwischen dem vorstehend genannten Verbindungsbereich der Endfalten und der vorstehend genannten Sensorik ab. Um diese Abhängigkeit auszugleichen, wird bei der Erstmontage der Frischluftanlage eine Kalibrierung der Sensorik durchgeführt. Im Falle eines Wechsels des Ringfilterelements kann sich jedoch die relative Lage zwischen dem Verbindungsbereich und der Sensorik ändern, so dass eine neue Kalibrierung durchgeführt werden muss, falls fehlerhafte Messwerte und in Verbindung damit eine fehlerhafte Ansteuerung der Brennkraftmaschine vermieden werden soll. Die Kosten für die Kalibrierung der Sensorik übersteigen dabei die Kosten für das Ringfilterelement, so dass hier ein Verbesserungsbedarf besteht.However, it has been shown that in modern internal combustion engines in which an air mass measurement is carried out in the fresh air system downstream of the ring filter element using a suitable sensor system, the measured values depend on how the ring filter element is positioned with regard to its rotational position in the respective filter device. The relative position between the above-mentioned connection area of the end folds and the above-mentioned sensor system depends on the rotational position of the ring filter element. In order to compensate for this dependency, the sensors are calibrated when the fresh air system is first installed. If the ring filter element is changed, however, the relative position between the connection area and the sensor system can change, so that a new calibration must be carried out if faulty measured values and, in connection therewith, faulty activation of the internal combustion engine are to be avoided. The costs for calibrating the sensors exceed the costs for the ring filter element, so that there is a need for improvement here.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Ringfilterelement bzw. für eine damit ausgestattete Filtereinrichtung eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, welche insbesondere die Kosten eines Filterelementwechsels reduziert, eine möglichst große Filterfläche realisiert und die Verwendung bestimmungsgemäßer Filterelemente sicherstellt.The present invention deals with the problem of specifying an improved or at least another embodiment for a ring filter element or for a filter device equipped with it, which in particular reduces the costs of a filter element change, realizes the largest possible filter area and ensures the use of intended filter elements.

Dieses Problem wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.This problem is solved by the subject matter of the independent claims. Preferred embodiments are subject matter of the dependent patent claims.

Grundidee der Erfindung ist demnach, den Filterkörper aus einem gefalteten Bahnenmaterial nicht wie bei herkömmlichen Ringfiltern mit einer ringförmigen Geometrie zu realisieren, sondern mit einer spiralförmigen Geometrie. In einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung weist der Filterkörper also - bei Außerachtlassung der zickzack-artigen Anordnung der einzelnen Falten des gefalteten Bahnenmaterials - die Kontur einer Spirale auf.The basic idea of the invention is accordingly to realize the filter body from a folded web material not with a ring-shaped geometry as in conventional ring filters, but with a spiral geometry. In a cross section perpendicular to the axial direction, the filter body thus has the contour of a spiral—disregarding the zigzag arrangement of the individual folds of the folded web material.

Dies ermöglicht - aufgrund der gegenüber einem klassischen Ringfilter fehlenden Drehsymmetrie eines derart ausgestalteten Filterkörpers - besonders einfach eine Drehlagenausrichtung des Ringfilterelements und somit eine Montage des Filterelements im Filtergehäuse einer Filtereinrichtung in einer vorbestimmten Drehlage. Erfolgt die Kalibrierung der Sensorik für die vorbestimmte Drehlage des erfindungsgemäßen Filterelements, so muss beim erfindungsgemäßen Filterelement im Falle eines Elementwechsels keine erneute Kalibrierung vorgenommen werden, wenn auch das neue Filterelement in derselben vorbestimmten Relativlage ordnungsgemäß montiert wird. Weil im Zuge eines Filterelementwechsels somit keine Kalibrierung der Sensorik mehr erforderlich ist, lassen sich die Kosten des Filterelementwechsels reduzieren. Insbesondere ist nur noch bei der Erstmontage des erfindungsgemäßen Filterelements eine Kalibrierung der Sensorik durchzuführen.Due to the lack of rotational symmetry of a filter body configured in this way compared to a classic ring filter, this enables the ring filter element to be aligned in a particularly simple manner and thus to mount the filter element in the filter housing of a filter device in a predetermined rotational position. If the sensor system is calibrated for the predetermined rotational position of the filter element according to the invention, the filter element according to the invention does not have to be calibrated again if the element is changed if the new filter element is properly installed in the same predetermined relative position. Because the sensor system no longer needs to be calibrated in the course of a filter element change, the costs of changing the filter element can be reduced. In particular, a calibration of the sensor system only has to be carried out during the initial assembly of the filter element according to the invention.

Grundsätzlich ist jedoch auch eine derartige Kalibrierung der Sensorik in der jeweiligen Frischluftanlage im Zuge der Erstmontage entbehrlich, wenn die jeweilige Sensorik vor dem Einbau in die Frischluftanlage in einer Referenz-Frischluftanlage kalibriert wird, die ein neues erfindungsgemäßes Filterelement in der vorbestimmten Montagestellung enthält.In principle, however, such a calibration of the sensor system in the respective fresh air system during the initial assembly is not necessary if the respective sensor system is calibrated in a reference fresh air system before installation in the fresh air system, which contains a new filter element according to the invention in the predetermined assembly position.

Ein erfindungsgemäßes Filterelement insbesondere für eine Filtereinrichtung einer Frischluftanlage einer Brennkraftmaschine, umfasst einen sich entlang einer axialen Richtung erstreckenden und zickzack-artig ausgebildeten Filterkörper aus einem gefalteten Bahnenmaterial. Erfindungsgemäß weist der Filterkörper in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung eine spiralförmige geometrische Formgebung auf.A filter element according to the invention, in particular for a filter device of a fresh-air system of an internal combustion engine, comprises a filter body made of a folded web material that extends along an axial direction and is configured in a zigzag fashion. According to the invention, the filter body has a spiral-shaped geometric shape in a cross section perpendicular to the axial direction.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Filterkörper eine sich in der axialen Richtung erstreckende Mittellängsachse auf. Bei dieser Weiterbildung umfasst der Filterkörper eine Mehrzahl von Falten und erstreckt sich in Umfangsrichtung von einer radial inneren Endfalte spiralförmig um die Mittellängsachse umlaufend zu einer radial äußeren Endfalte. Auf diese Weise wird der Wirkungsquerschnitt des derart ausgestalten Filterkörpers gegenüber herkömmlichen Filterelementen, die einen Filterkörper mit ringförmiger Geometrie besitzen, vergrößert und somit eine Verlängerung der Lebensdauer des Filterkörpers und folglich auch des gesamten Filterelements erzielt.According to a preferred embodiment, the filter body has a central longitudinal axis extending in the axial direction. In this development, the filter body includes a plurality of folds and extends in the circumferential direction Direction from a radially inner end fold spirally around the central longitudinal axis encircling to a radially outer end fold. In this way, the effective cross section of the filter body configured in this way is increased compared to conventional filter elements that have a filter body with an annular geometry, and thus the service life of the filter body and consequently also of the entire filter element is extended.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung erstreckt sich der Filterkörper entlang der Umfangsrichtung über einen Umfangswinkel von höchstens 360°, vorzugsweise zwischen 350° und 360° hinweg. Bei dieser Weiterbildung ist sichergestellt, dass die zu filternde Luft radial genau einmal durch den Filterkörper durchtritt, um von der Rohseite zur Reinseite zu gelangen. Auf diese Weise wird ein unnötiger Druckabfall in der Luft, wie dieser entstehen kann, wenn die zu filternde Luft gleich zwei- oder mehrfach durch den Filterkörper hindurchtreten müsste, verhindert werden oder einem solchen Druckabfall zumindest entgegengewirkt werden.According to an advantageous development, the filter body extends along the circumferential direction over a circumferential angle of at most 360°, preferably between 350° and 360°. This development ensures that the air to be filtered passes radially through the filter body exactly once in order to get from the dirty side to the clean side. In this way, an unnecessary pressure drop in the air, which can occur if the air to be filtered has to pass through the filter body twice or more, is prevented or at least counteracted.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung erstreckt sich der Filterkörper entlang der Umfangsrichtung über einen Umfangswinkel von mehr als 360° hinweg. Auf diese Weise kann der Wirkungsquerschnitt des Filterkörpers zusätzlich vergrößert und somit die Lebensdauer des Filterelements erhöht werden.According to an advantageous development, the filter body extends along the circumferential direction over a circumferential angle of more than 360°. In this way, the effective cross section of the filter body can be additionally increased and thus the service life of the filter element can be increased.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Endfalten mittels eines sich in axialer Richtung erstreckenden Profilkörpers aus Kunststoff miteinander verbunden. An einem solchen Profilkörper lassen sich die beiden Endfalten besonders einfach, insbesondere mittels einer Klebverbindung oder Schweißverbindung, befestigen. Gleichzeitig ist sichergestellt, dass diese Befestigung bzw. Verbindung fluiddicht ausgebildet ist, so dass keine Luft am Filterkörper vorbei von der Rohseite in die Reinseite gelangen kann.According to a preferred embodiment, the two end folds are connected to one another by means of a plastic profile body extending in the axial direction. The two end folds can be attached particularly easily to such a profile body, in particular by means of an adhesive connection or welded connection. At the same time, it is ensured that this attachment or connection is designed to be fluid-tight, so that no air can get past the filter body from the dirty side into the clean side.

Besonders bevorzugt weist der Profilkörper im Profil eine erste Seite auf, an welcher sich die radial innere Endfalte abstützt. Außerdem weist der Profilkörper eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite auf, an welcher sich - radial versetzt zur radial inneren Endfalte - die radial äußere Endfalte abstützt. Diese Variante ist besonders einfach herzustellen und erweist sich damit auch als besonders kostengünstig.Particularly preferably, the profile body has a first side in profile, on which the radially inner end fold is supported. In addition, the profile body has a second side opposite the first side, on which the radially outer end fold is supported—radially offset relative to the radially inner end fold. This variant is particularly easy to produce and therefore also proves to be particularly cost-effective.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besitzt der Profilkörper im Profil einen radial inneren Körperabschnitt, an welchem die radial innere Endfalte befestigt ist, und einen radial äußeren Körperabschnitt, an welchem die radial äu-ßere Endfalte befestigt ist. Besonders bevorzugt kann der Profilkörper aus dem radial inneren und dem radial äußeren Körperabschnitt bestehen, wobei der radial innere und de radial äußere Körperabschnitt integral aneinander ausformt sein können. Diese Ausführungsform ist besonders einfach herzustellen und somit mit erheblichen Kostenvorteilen verbunden.According to a further preferred embodiment, the profile body has in profile a radially inner body portion to which the radially inner end gusset is attached and a radially outer body portion to which the radially outer end gusset is attached. The profile body can particularly preferably consist of the radially inner and the radially outer body section, it being possible for the radially inner and the radially outer body section to be formed integrally with one another. This embodiment is particularly easy to produce and is therefore associated with considerable cost advantages.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung geht der radial innere Körperabschnitt radial mittels eines Übergangsabschnitts in den radial äußeren Körperabschnitt über, der bevorzugt einen spitzen Winkel mit der radialen Richtung ausbilden kann. Besonders bevorzugt können der radial innere und der radial äußere Körperabschnitt und der Übergangsabschnitt integral aneinander ausformt sein.According to an advantageous development, the radially inner body section merges radially by means of a transition section into the radially outer body section, which can preferably form an acute angle with the radial direction. More preferably, the radially inner and outer body portions and the transition portion may be integrally formed with each other.

Zweckmäßig können der radial innere Körperabschnitt oder/und der radial äußere Körperabschnitt oder/und der Übergangsabschnitt stegartig ausgebildet sein. Diese Variante erfordert besonders wenig Bauraum.The radially inner body section and/or the radially outer body section and/or the transition section can expediently be designed in the manner of a web. This variant requires particularly little installation space.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Profilkörper integral an einer Endscheibe des Filterelements ausgeformt, die den Filterkörper axial begrenzt. Diese Ausführungsform ist besonders einfach herzustellen und somit mit Kostenvorteilen bei der Herstellung des Filterelements verbunden.According to another preferred embodiment, the profile body is formed integrally on an end disk of the filter element, which axially delimits the filter body. This embodiment is particularly easy to produce and is therefore associated with cost advantages in the manufacture of the filter element.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung fasst der spiralförmige Filterkörper in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung eine Öffnung ein, in welcher die Endscheibe angeordnet ist. Diese Öffnung kann somit als Lufteinlass oder Luftauslass zum Einleiten von Luft in die Roh- oder Reinseite des Filterelements bzw. zum Ausleiten der Luft aus der Roh- oder Reinseite des Filterelements verwendet werden. Zweckmäßig kann der Filterkörper an seinen beiden axialen Enden eine erste bzw. zweite stirnseitige Öffnung einfassen, in welcher die wenigstens eine Endscheibe angeordnet ist und diese bevorzugt verschließt.According to an advantageous development, in a cross section perpendicular to the axial direction, the spiral-shaped filter body encloses an opening in which the end disk is arranged. This opening can thus be used as an air inlet or air outlet for introducing air into the raw or clean side of the filter element or for discharging the air from the raw or clean side of the filter element. The filter body can expediently enclose a first or second end opening at its two axial ends, in which the at least one end disk is arranged and preferably closes it.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist wenigstens eine Endscheibe so geformt, dass sie die axialen Enden des spiralförmigen Faltenbalgs zumindest. teilweise überdeckt und so eine Reinseite dichtend von einer Rohseite trennt. Auch diese Ausführungsform ist besonders einfach herzustellen.According to an advantageous development, at least one end plate is shaped in such a way that it at least closes the axial ends of the spiral bellows. partially covered and thus sealingly separates a clean side from a dirty side. This embodiment is also particularly easy to manufacture.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist in der Endscheibe ein, bevorzugt runder, besonders bevorzugt kreisrunder, Durchbruch ausgebildet. Bei dieser Weiterbildung ist der Durchbruch im Bereich des Profilkörpers oder/und bzgl. der Umfangsrichtung neben der radial inneren Endfalte angeordnet. Der Durchbruch kann somit die Funktion einer Sekundärluftöffnung übernehmen.According to an advantageous development, a preferably round, particularly preferably circular, opening is formed in the end disk. In this further development, the opening is arranged in the area of the profile body and/or with respect to the circumferential direction next to the radially inner end fold. The opening can thus assume the function of a secondary air opening.

Besonders zweckmäßig ist in der Endscheibe eine Schlüsselkontur zum Zusammenwirken mit einer am Filtergehäuse einer Filtereinrichtung ausgebildeten Schlosskontur ausgebildet. Auf diese Weise können Filtereinrichtung und Filterelement aufeinander abgestimmt werden. Dadurch kann insbesondere verhindert werden, dass Bauformen des Filterelements, die nicht für die Verwendung in der Filtereinrichtung vorgesehen oder gar zugelassen sind, in dem Filtergehäuse der Filtereinrichtung verbaut werden können.Particularly expediently, a key contour is formed in the end disk for interaction with a lock contour formed on the filter housing of a filter device. In this way, the filter device and filter element can be matched to one another. In this way it can be prevented in particular that designs of the filter element that are not intended or even approved for use in the filter device can be installed in the filter housing of the filter device.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Schlüsselkontur wenigstens einen axial von der Endscheibe abstehenden Vorsprung oder/und wenigstens eine in der Endscheibe vorgesehene Ausnehmung. Mittels eines solchen Vorsprungs bzw. einer solchen Ausnehmung, lassen sich - insbesondere bei Verwendung einer größeren Anzahl und in Kombination miteinander - beliebige Schlüssel-Schloss-Konturen erzeugen.According to an advantageous development, the key contour comprises at least one projection protruding axially from the end disk and/or at least one recess provided in the end disk. By means of such a projection or such a recess, any key-lock contours can be produced--particularly when using a larger number and in combination with one another.

Die Erfindung betrifft ferner eine Filtereinrichtung, insbesondere eine Luftfiltereinrichtung einer Frischluftanlage einer Brennkraftmaschine. Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung umfasst ein voranstehend erläutertes erfindungsgemäßes Filterelement, so dass sich die Vorteile des erfindungsgemäßen Filterelements auf die erfindungsgemäße Filtereinrichtung übertragen. Die Filtereinrichtung umfasst ferner ein Filtergehäuse zur Aufnahme des Filterelements. Das Filtergehäuse weist bevorzugt eine Schlosskontur auf, die beim Einsetzen des Filterelements mit dem Filterelement, insbesondere mit der Schlüsselkontur des Filterelements, zusammenwirkt.The invention also relates to a filter device, in particular an air filter device of a fresh air system of an internal combustion engine. The filter device according to the invention comprises a filter element according to the invention as explained above, so that the advantages of the filter element according to the invention are transferred to the filter device according to the invention. The filter device also includes a filter housing for accommodating the filter element. The filter housing preferably has a lock contour which interacts with the filter element, in particular with the key contour of the filter element, when the filter element is inserted.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.Further important features and advantages of the invention result from the dependent claims, from the drawings and from the associated description of the figures based on the drawing.

Es versteht sich, dass die vorstehend dies 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.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description, with the same reference symbols referring to identical or similar or functionally identical components.

Es zeige, jeweils schematisch:

  • 1 ein erstes Beispiel eines erfindungsgemäßen Filterelements, bei welchem sich der Filterkörper in Umfangsrichtung über einen Umfangswinkel von 360° hinweg erstreckt.
  • 2 ein zweites Beispiel eines erfindungsgemäßen Filterelements, bei welchem sich der Filterkörper in Umfangsrichtung über einen Umfangswinkel von mehr als 360° hinweg erstreckt.
  • 3 eine erste Weiterbildung des Beispiels der 2, bei welcher in der zweiten Endscheibe ein Sekundärluftanschluss ausgebildet ist,
  • 4 eine zweite Weiterbildung des Beispiels der 2, bei welcher in der zweiten Endscheibe eine Schlüsselkontur zur Verwirklichung eines Schlüssel-Schloss-Mechanismus mit dem Filtergehäuse der Filtereinrichtung ausgebildet ist.
It shows, in each case schematically:
  • 1 a first example of a filter element according to the invention, in which the filter body extends in the circumferential direction over a circumferential angle of 360°.
  • 2 a second example of a filter element according to the invention, in which the filter body extends in the circumferential direction over a circumferential angle of more than 360°.
  • 3 a first development of the example of 2 , in which a secondary air connection is formed in the second end plate,
  • 4 a second development of the example 2 , in which a key contour for realizing a key-lock mechanism with the filter housing of the filter device is formed in the second end plate.

1 illustriert ein Beispiel eines erfindungsgemäßes Filterelements 1, insbesondere für eine Filtereinrichtung einer Frischluftanlage einer Brennkraftmaschine, in einer perspektivischen Darstellung. Das Filterelement 1 umfasst einen sich entlang einer axialen Richtung A erstreckenden und zickzack-artig ausgebildeten Filterkörper 2 aus einem gefalteten Bahnenmaterial (die zickzack-artige Ausbildung des Bahnenmaterials ist in den Figuren aus Gründen der Übersichtlichkeit nur für einige Falten 3 angedeutet). Eine Mittellängsachse M des Filterkörpers 2 erstreckt sich entlang der axialen Richtung A. Eine radiale Richtung R erstreckt sich senkrecht zur axialen Richtung A von der Mittellängsachse M weg. Eine Umfangsrichtung U läuft senkrecht sowohl zur axialen Richtung A als auch zur radialen Richtung R um die Mittellängsachse M um. Der Filterkörper 2 weist in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A eine spiralförmige geometrische Formgebung auf. Dabei umfasst der Filterkörper 2 eine Mehrzahl von (in den Figuren der Übersichtlichkeit halber nicht näher dargestellten) Falten 3, die entlang der Umfangsrichtung U zwischen einer radial inneren Endfalte 4i und einer radial äußeren Endfalte 4a angeordnet sind. Der Filterkörper 2 mit den beiden Endfalten 4i, 4a und den Falten 3 erstreckt sich entlang der Umfangsrichtung U spiralförmig um die Mittellängsachse M. 1 illustrates an example of a filter element 1 according to the invention, in particular for a filter device of a fresh air system of an internal combustion engine, in a perspective view. The filter element 1 comprises a filter body 2 extending in an axial direction A and configured in a zigzag fashion and made of a folded web material (the zigzag configuration of the web material is only indicated for a few folds 3 in the figures for reasons of clarity). A central longitudinal axis M of the filter body 2 extends along the axial direction A. A radial direction R extends perpendicular to the axial direction A away from the central longitudinal axis M. FIG. A circumferential direction U runs perpendicular to both the axial direction A and the radial direction R around the central longitudinal axis M. In a cross section perpendicular to the axial direction A, the filter body 2 has a spiral-shaped geometric shape. The filter body 2 comprises a plurality of folds 3 (not shown in detail in the figures for the sake of clarity) which are arranged along the circumferential direction U between a radially inner end fold 4i and a radially outer end fold 4a. The filter body 2 with the two end folds 4i, 4a and the folds 3 extends along the circumferential direction U in a spiral shape around the central longitudinal axis M.

Im Beispiel der 1 erstreckt sich der Filterkörper 2 dabei entlang der Umfangsrichtung U über einen Umfangswinkel von knapp 360° hinweg. Gemäß 1 sind die beiden Endfalten 4i, 4a in Umfangsrichtung U mittels eines sich in axialer Richtung A erstreckenden Profilkörpers 5 aus Kunststoff miteinander verbunden. Der Profilkörper 5 ist also in einem zwischen den beiden Endfalten 4i, 4a in Umfangsrichtung U ausgebildeten Zwischenraum 16 angeordnet und verschließt diesen Zwischenraum 16 fluiddicht. Hierzu weist der Profilkörper 5 im Profil eine erste Seite 6a auf, an welcher sich die radial innere Endfalte 4i abstützt. Entsprechend weist der Profilkörper 5 im Profil eine der ersten Seite 6a gegenüberliegende zweite Seite 6b auf, an welcher sich - radial versetzt zur radial inneren Endfalte 4i - die radial äußere Endfalte 4a abstützt. Weiterhin besitzt der Profilkörper 5 im Profil einen radial inneren Körperabschnitt 7i, an welchem die radial innere Endfalte 4i befestigt ist. Entsprechend besitzt der Profilkörper 5 im Profil einen radial äußeren Körperabschnitt 7a, an welchem die radial äußere Endfalte 4a befestigt ist. Sowohl der radial innere Körperabschnitt 7i als auch der radial äu-ßere Körperabschnitt 7a sind durch einen sich im Profil bzw. im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A entlang der radialen Richtung R erstreckender Steg 15 des Profilkörpers 5 gebildet. Im Beispielszenario ist der Profilkörper 5 integral an zwei axialen Endscheiben 9a 9b, des Filterelements 1 ausgeformt, die einander in der axialen Richtung A gegenüberliegen und das Filterelement 1 axial begrenzen, d.h. die beiden Endscheiben 9a, 9b und der Profilkörper 5 sind einstückig und materialeinheitlich ausgebildet.In the example of 1 the filter body 2 extends along the circumferential direction U over a circumferential angle of almost 360°. According to 1 the two end folds 4i, 4a are connected to one another in the circumferential direction U by means of a plastic profile body 5 extending in the axial direction A. The profile body 5 is thus arranged in an intermediate space 16 formed between the two end folds 4i, 4a in the circumferential direction U and closes this intermediate space 16 in a fluid-tight manner. For this purpose, the profile body 5 in profile on a first side 6a on which the radially inner end fold 4i supported. Correspondingly, the profile body 5 in profile has a second side 6b opposite the first side 6a, on which the radially outer end fold 4a is supported—radially offset relative to the radially inner end fold 4i. Furthermore, the profile body 5 has a radially inner body section 7i in profile, to which the radially inner end fold 4i is attached. Correspondingly, the profile body 5 has a radially outer body section 7a in profile, to which the radially outer end fold 4a is attached. Both the radially inner body section 7i and the radially outer body section 7a are formed by a web 15 of the profile body 5 that extends in profile or in cross section perpendicularly to the axial direction A along the radial direction R. In the example scenario, the profile body 5 is formed integrally on two axial end disks 9a 9b of the filter element 1, which are opposite one another in the axial direction A and axially delimit the filter element 1, ie the two end disks 9a, 9b and the profile body 5 are formed in one piece and from the same material .

Der sich entlang der axialen Richtung A erstreckende Filterkörper 2 weist gemäß 1 an seinen beiden axialen Enden 14a, 14b eine erste bzw. zweite stirnseitige Öffnung 17a, 17b ein, in welcher eine Erste 9a bzw. eine Zweite 9b der beiden Endscheiben 9a, 9b angeordnet ist und diese Öffnung 17a, 17b verschließt. The filter body 2 extending along the axial direction A has according to FIG 1 at its two axial ends 14a, 14b a first and second end opening 17a, 17b, in which a first 9a and a second 9b of the two end plates 9a, 9b is arranged and this opening 17a, 17b closes.

In der ersten Endscheibe 9a ist eine kreisrunde Öffnung 10 ausgebildet, die als Lufteinlass oder als Luftauslass für durch den Filterkörper 2 geführte Luft fungieren kann. Die Zweite 9b der beiden Endscheiben (in 1 verdeckt) ist ohne Öffnung, also fluiddicht ausgebildet.A circular opening 10 is formed in the first end plate 9a, which can function as an air inlet or as an air outlet for air guided through the filter body 2 . The second 9b of the two end plates (in 1 covered) is designed without opening, so fluid-tight.

Alternativ zu einer integralen Ausformung an den beiden Endscheiben 9a, 9b kann der Profilkörper 5 auch an einer hier nicht gezeigten Innenzarge des Filterelements 1 integral ausgeformt sein. An einer derartigen Innenzarge kann sich der Filterkörper 2 radial innen abstützen.As an alternative to an integral formation on the two end plates 9a, 9b, the profile body 5 can also be integrally formed on an inner frame of the filter element 1, not shown here. The filter body 2 can be supported radially on the inside on such an inner frame.

Die 2 zeigt eine Variante des Beispiels der 1. Bei diesem Beispiel erstreckt sich der Filterkörper 2 - gegensätzlich zum Beispiel der 1 - über einen Umfangswinkel von mehr als 360° hinweg. Im gezeigten Beispiel beträgt der Umfangswinkel ca. 370°. Entsprechend unterscheidet sich hier auch der Filterkörper 2 von jenem der 1. Beim hier gezeigten Filterkörper 2 geht - aufgrund der 370°-Erstreckung des Filterkörpers 2 in der Umfangsrichtung U - der radial innere Körperabschnitt 7i radial nicht direkt, sondern mittels eines Übergangsabschnitts 8 in den radial äußeren Körperabschnitt 7a über, der einen spitzen Winkel mit der radialen Richtung R ausbildet.The 2 shows a variant of the example 1 . In this example, the filter body 2 extends - contrary to the example 1 - over a circumferential angle of more than 360°. In the example shown, the circumferential angle is approximately 370°. Accordingly, the filter body 2 differs from that of the 1 . In the case of the filter body 2 shown here - due to the 370° extension of the filter body 2 in the circumferential direction U - the radially inner body section 7i does not merge radially directly, but by means of a transition section 8 into the radially outer body section 7a, which forms an acute angle with the radial Direction R trains.

Auch im Beispiel der 2 sind sowohl der radial innere Körperabschnitt 7i als auch der radial äußere Körperabschnitt 7a als sich im Profil bzw. im Querschnitt jeweils senkrecht zur axialen Richtung A entlang der radialen Richtung R erstreckender Steg 15 ausgebildet. Ebenso ist der der Übergangsabschnitt 8 als solcher Steg 15 ausbildet, der sich allerdings nicht in radialer Richtung R erstreckt, sondern unter besagtem spitzen Winkel zur radialen Richtung R angeordnet ist.Also in the example of 2 Both the radially inner body section 7i and the radially outer body section 7a are designed as webs 15 that extend in profile or in cross section perpendicularly to the axial direction A along the radial direction R. Likewise, the transition section 8 is designed as such a web 15 which, however, does not extend in the radial direction R, but is arranged at said acute angle to the radial direction R.

Die 3 zeigt eine erste mögliche Weiterbildung des Beispiels der 2. Gemäß 3 ist in der zweiten Endscheibe 9b ein kreisrunder Durchbruch 11 ausgebildet, der beispielsweise als Sekundärluftanschluss verwendet werden kann. Im Beispielszenario ist der Durchbruch 11 im Bereich des Profilkörpers 5 und in der Umfangsrichtung U neben der radial inneren Endfalte 4i angeordnet. Die erste Weiterbildung gemäß 3 ist auch mit dem Beispiel der 1 kombinierbar.The 3 shows a first possible development of the example 2 . According to 3 a circular opening 11 is formed in the second end plate 9b, which can be used, for example, as a secondary air connection. In the example scenario, the opening 11 is arranged in the area of the profile body 5 and in the circumferential direction U next to the radially inner end fold 4i. The first training according to 3 is also with the example of the 1 combinable.

Die 4 zeigt eine zweite mögliche Weiterbildung des Beispiels der 2, die mit der ersten Weiterbildung der 3 kombiniert werden kann. Gemäß 4 kann in der zweiten Endscheibe 9b eine Schlüsselkontur 12 zum Zusammenwirken mit einer am Filtergehäuse einer Filtereinrichtung ausgebildeten Schlosskontur (nicht dargestellt) ausgebildet sein. Die Schlüsselkontur 12 und die Schlosskontur können ein Schlüssel-Schloss-Prinzip realisieren, bei welchem nur Filterelemente 1, deren Schlüsselkontur 12 zu der am Filtergehäuse vorgesehenen Schlosskontur passt, am Filtergehäuse der Filtereinrichtung montiert werden können. Die Schlüsselkontur 12 kann wenigstens einen axial von der Endscheibe 9b abstehenden Vorsprung 13 sowie - alternativ oder zusätzlich - wenigstens eine in der zweiten Endscheibe 9b vorgesehene Ausnehmung (nicht gezeigt) aufweisen. Die zweite Weiterbildung gemäß 4 ist auch mit dem Beispiel der 1 kombinierbar.The 4 shows a second possible development of the example 2 , which with the first training of the 3 can be combined. According to 4 For example, a key contour 12 can be formed in the second end disk 9b for interaction with a lock contour (not shown) formed on the filter housing of a filter device. The key contour 12 and the lock contour can implement a key-lock principle, in which only filter elements 1 whose key contour 12 matches the lock contour provided on the filter housing can be mounted on the filter housing of the filter device. The key contour 12 can have at least one projection 13 protruding axially from the end disk 9b and--alternatively or additionally--at least one recess (not shown) provided in the second end disk 9b. The second further development according to 4 is also with the example of the 1 combinable.

Claims (15)

Filterelement (1) insbesondere für eine Filtereinrichtung einer Frischluftanlage einer Brennkraftmaschine oder einer Brennstoffzelle, - mit einem sich entlang einer axialen Richtung (A) erstreckenden und zickzack-artig ausgebildeten Filterkörper (2) aus einem gefalteten Bahnenmaterial, - wobei der Filterkörper (2) in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung (A) eine spiralförmige geometrische Formgebung aufweist.Filter element (1), in particular for a filter device of a fresh air system of an internal combustion engine or a fuel cell, - having a filter body (2) made of a folded sheet material, extending along an axial direction (A) and configured in a zigzag fashion, - wherein the filter body (2) has a spiral-shaped geometric shape in a cross section perpendicular to the axial direction (A). Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - der Filterkörper (2) eine sich in der axialen Richtung (A) erstreckende Mittellängsachse (M) aufweist, - der Filterkörper (2) eine Mehrzahl von Falten (3) aufweist und sich in Umfangsrichtung von einer radial inneren Endfalte (4i) spiralförmig um die Mittellängsachse (M) umlaufend zu einer radial äußeren Endfalte (4a) erstreckt.filter element after claim 1 , characterized in that - the filter body (2) has a central longitudinal axis (M) extending in the axial direction (A), - The filter body (2) has a plurality of folds (3) and extends in the circumferential direction from a radially inner end fold (4i) spirally around the central longitudinal axis (M) to a radially outer end fold (4a). Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Filterkörper (2) entlang der Umfangsrichtung (U) über einen Umfangswinkel von höchstens 360°, vorzugsweise zwischen 350° und 360°, erstreckt.filter element after claim 1 or 2 , characterized in that the filter body (2) extends along the circumferential direction (U) over a circumferential angle of at most 360°, preferably between 350° and 360°. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Filterkörper (2) entlang der Umfangsrichtung (U) über einen Umfangswinkel von mehr als 360° hinweg erstreckt.filter element after claim 1 or 2 , characterized in that the filter body (2) extends along the circumferential direction (U) over a circumferential angle of more than 360°. Filterelement nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Endfalten (4i, 4a) mittels eines sich in axialer Richtung (A) erstreckenden Profilkörpers (5) aus Kunststoff miteinander verbunden sind.Filter element according to one of claims 2 until 4 , characterized in that the two end folds (4i, 4a) are connected to one another by means of a plastic profile body (5) extending in the axial direction (A). Filterelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilkörper (5) im Profil eine erste Seite (6a), an welcher sich die radial innere Endfalte (4i) abstützt und eine der ersten Seite (6a) gegenüberliegende zweite Seite (6b) aufweist, an welcher sich radial versetzt zur radial inneren Endfalte 4i die radial äußere Endfalte (4a) abstützt.filter element after claim 5 , characterized in that the profile body (5) in profile has a first side (6a) on which the radially inner end fold (4i) is supported and one of the first side (6a) opposite the second side (6b) on which radially offset to the radially inner end fold 4i supports the radially outer end fold (4a). Filterelement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilkörper (5) im Profil einen radial inneren Körperabschnitt (7i), an welchem die radial innere Endfalte (4i) befestigt ist, und einen radial äußeren Körperabschnitt (7a) umfasst, an welchem die radial äußere Endfalte (4a) befestigt ist.filter element after claim 5 or 6 , characterized in that the profile body (5) in profile comprises a radially inner body portion (7i) to which the radially inner end fold (4i) is attached and a radially outer body portion (7a) to which the radially outer end fold (4a ) is attached. Filterelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der radial innere Körperabschnitt (7i) radial mittels eines Übergangsabschnitts (8) in den radial äußeren Körperabschnitt (7a) übergeht, wobei der Übergangsabschnitt (8) bevorzugt einen spitzen Winkel mit der radialen Richtung (R) ausbildet.filter element after claim 7 , characterized in that the radially inner body section (7i) merges radially into the radially outer body section (7a) by means of a transition section (8), the transition section (8) preferably forming an acute angle with the radial direction (R). Filterelement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der radial innere Körperabschnitt (7i) oder/und der radial äußere Körperabschnitt (7a) oder/und der Übergangsabschnitt (8) stegartig ausgebildet ist.filter element after claim 7 or 8th , characterized in that the radially inner body section (7i) and/or the radially outer body section (7a) and/or the transition section (8) is designed in the manner of a web. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilkörper (5) integral an wenigstens einer Endscheibe (9a, 9b) des Filterelements (1) ausgeformt ist, die den Filterkörper (2) axial begrenzt.Filter element according to one of the preceding claims, characterized in that the profile body (5) is formed integrally on at least one end plate (9a, 9b) of the filter element (1) which axially delimits the filter body (2). Filterelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkörper (2) an seinen beiden axialen Enden (14a, 14b) eine erste bzw. zweite stirnseitige Öffnung (17a, 17b) einfasst, in welcher die wenigstens eine Endscheibe (9a, 9b) angeordnet ist und diese bevorzugt verschließt.filter element after claim 10 , characterized in that the filter body (2) at its two axial ends (14a, 14b) encloses a first or second end opening (17a, 17b), in which the at least one end plate (9a, 9b) is arranged and prefers it locked. Filterelement nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass - in der wenigstens einen Endscheibe (9a, 9b) ein, bevorzugt runder, besonders bevorzugt kreisrunder, Durchbruch (11) ausgebildet ist, - der Durchbruch (11) im Bereich des Profilkörpers (5) oder/und neben bzgl. der Umfangsrichtung (U) neben der radial inneren Endfalte (4i) angeordnet ist.filter element after claim 10 or 11 , characterized in that - in the at least one end plate (9a, 9b), a preferably round, particularly preferably circular, opening (11) is formed, - the opening (11) in the area of the profile body (5) and/or in addition to The circumferential direction (U) is arranged next to the radially inner end fold (4i). Filterelement nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der wenigstens einen Endscheibe (9a, 9b) eine Schlüsselkontur (12) zum Zusammenwirken mit einer am Filtergehäuse einer Filtereinrichtung ausgebildeten Schlosskontur ausgebildet ist.Filter element according to one of Claims 10 until 12 , characterized in that in the at least one end plate (9a, 9b) a key contour (12) is formed for cooperation with a lock contour formed on the filter housing of a filter device. Filterelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlüsselkontur (12) wenigstens einen axial von der Endscheibe (9a, 9b) abstehenden Vorsprung (13) oder/und wenigstens eine in der Endscheibe (9a, 9b) vorgesehene Ausnehmung umfasst.filter element after Claim 13 , characterized in that the key contour (12) comprises at least one projection (13) protruding axially from the end disk (9a, 9b) and/or at least one recess provided in the end disk (9a, 9b). Filtereinrichtung, insbesondere Luftfiltereinrichtung einer Frischluftanlage einer Brennkraftmaschine, - mit einem Filterelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - mit einem Filtergehäuse zur Aufnahme des Filterelements (1), - wobei bevorzugt das Filtergehäuse eine Schlosskontur aufweist, die beim Einsetzen des Filterelements mit dem Filterelement (1), insbesondere mit der Schlüsselkontur (12) des Filterelements (1) gemäß Anspruch 14 oder 15, zusammenwirkt.Filter device, in particular air filter device of a fresh air system of an internal combustion engine, - with a filter element (1) according to one of the preceding claims, - with a filter housing for receiving the filter element (1), - with the filter housing preferably having a lock contour which, when the filter element is inserted, with the Filter element (1), in particular with the key contour (12) of the filter element (1) according to Claim 14 or 15 , works together.
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