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Die Erfindung betrifft ein Luftfilter,
insbesondere ein Innenraumfilter für Kraftfahrzeuge zum Einsatz
in ein Filtergehäuse
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 – bekannt durch die
DE-A 195 48 197 .
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Das durch die
DE-A 195 48 197 bekannt gewordene
Luftfilter besteht aus einem Filtereinsatz bzw. Filtermedium, welches
in einem Kunststoffrahmen befestigt ist. An den Rahmen ist umfangseitig eine
elastische Dichtlippe angespritzt, welche den Filterrahmen gegenüber einem
Filtergehäuse
abdichtet. Beim Einsetzen des Rahmens in das Gehäuse wird die Dichtlippe entgegen
der Einschubrichtung elastisch verformt und nimmt eine geneigte
Lage zur Luftströmungsrichtung
ein. Dadurch entstehen ein erhöhter
Anpressdruck und eine verbesserte Dichtwirkung. Mit der einstückigen Herstellung
von Filterrahmen und Dichtlippe ist ein gewisser Herstellungsaufwand
verbunden, bedingt durch die Werkzeuge zum Spritzen von Rahmen und
Dichtlippe. Darüber hinaus
sind die Filterrahmen mit geneigt angespritzter Dichtlippe nur in
einer Richtung in das Filtergehäuse
einschiebbar; lediglich die Ausführung
mit senkrecht abstehender Dichtlippe (
3)
ist bezüglich
der Einschubrichtung unabhängig.
Dies ist jedoch mit einer stärkeren
Verformung der Dichtlippe und einer erhöhten Bruchgefahr bzw. Versprödung im
Wurzelbereich verbunden.
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Eine andere Form der Abdichtung wurde durch
die
DE-A 34 39 255 für ein Luftfilter
in Kraftfahrzeugen bekannt. Dieses Luftfilter weist an der Stirnseite
und umfangseitig angeordnete Dichtlippen auf, die durch Falzen eines
aus Karton bestehenden Filterrahmens erzeugt sind. Bedingt durch
die Lage und die Neigung der Dichtlippen, kann dieser Filtereinsatz
nur in einer Richtung in das Gehäuse
eingesetzt werden, d. h. mit den Falzkanten in Einschubrichtung,
sodass die Dichtlippen am Filtergehäuse gleiten können.
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Andere Arten von Abdichtungen für Luftfilter wurden
durch die
EP-A 0 620
133 und
EP-A
0 639 474 bekannt, wobei es sich um Schaumstoffdichtungen
handelt, die ihre Dichtwirkung durch Pressung erzielen. Diese Art
von Dichtungen ist einerseits von der Herstellung und auch von der
Montage (Verkleben) aufwendig.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Luftfilter der eingangs genannten Art, insbesondere seinen Rahmen
bezüglich
seiner Abdichtung im Filtergehäuse
zu verbessern, wobei die Dichtfunktion unabhängig von der Einbaulage bzw.
Einschubrichtung gewährleistet
sein und die Herstellkosten herabgesetzt werden sollen.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt
sich aus den Merkmalen des Patentanspruches 1. Erfindungsgemäß weist
das Luftfilter eine Doppellippe bzw. ein Lippenpaar, bestehend aus
zwei spiegelbildlich zueinander angeordneten Einzellippen, auf,
wobei im Einbauzustand jeweils nur eine Dichtlippe des Paares eine
Dichtfunktion ausübt.
Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das Filter in jeder Richtung
eingebaut werden kann, ohne dass darunter die Dichtfunktion leidet.
Vielmehr ist jeweils eine Einzellippe, die sich aufgrund des Luftströmungsdruckes
an das Filtergehäuse
anlegt, wirksam. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
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Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung
sind die Einzellippen im eingebauten Zustand gegeneinander geneigt,
d. h. mit ihren Dichtkanten zueinander weisend. Dadurch wird die
jeweils stromabwärts
gelegene Dichtlippe aufgrund des Luftströmungsdruckes gegen das Filtergehäuse gedrückt.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung
werden die Dichtlippen durch Umklappen bzw. Knicken von über das
Filtermedium hinausstehenden Rahmenwänden erzeugt. Diese Art der
Herstellung erfordert nur ein einfaches Werkzeug für den Rahmen, der
als einfaches Kastenprofil mit glatten Wänden ausgebildet sein kann.
Die überstehenden
Randbereiche der Wände
werden dann einfach umgeklappt, sodass eine Art von Filmscharnier
entsteht und die somit erzeugten Dichtlippen einer aus dem Kunststoffmaterial
des Rahmens resultierenden Rückstellkraft
unterworfen sind. Beim Einbau des Luftfilters in das Gehäuse wird
jeweils die in Einschubrichtung geneigte Dichtlippe niedergehalten,
d. h. an den Rahmen gedrückt,
sodass sich das Luftfilter leicht einschieben lässt.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung sind am Filtergehäuse
noppenartige Erhebungen vorgesehen, mittels derer die stromaufwärts gelegene
Dichtlippe an den Filterrahmen angedrückt wird, damit die stromabwärts gelegene
Dichtlippe voll vom Luftstrom beaufschlagt wird und somit eine erhöhte Dichtwirkung
erzeugen kann.
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Nach einer weiteren vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung ist der Rahmen aus einem so genannten
Umleimerstreifen gebildet, d. h. aus einem Kunststoffstreifen, der
auf den Umfang des Filtermediums geklebt wird und der – wie oben
erwähnt – ebenfalls
mit je einem Randstreifen über
die Stirnseiten des Filtermediums hinaussteht, wobei diese Randstreifen
anschließend
umgeklappt bzw. abgeknickt werden. Für dieses Abknicken oder Umfalzen kann
es vorteilhaft sein, das Klebeband vorher an den Knick- oder Falzkanten
zu ritzen, d. h. eine Sollknickstelle anzubringen. Diese Art von
Filtenahmen mittels aufgeklebtem Kunststoffstreifen ist besonders günstig bezüglich der
Herstellungskosten.
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Nach einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist die Doppellippe V-förmig ausgebildet, d. h. die
Einzellippen schließen
von ihrer gemeinsamen Wurzel, der V-Spitze ausgehend, einen spitzen, rechten
oder auch stumpfen Winkel ein. Hierbei ist es im Hinblick auf die
Herstellung vorteilhaft, wenn der Rahmen geteilt ist, und zwar in
einer Ebene, die das V symmetrisch teilt. In diesem Falle können jeweils wieder überstehende
Randstreifen der beiden Rahmenteile zu Dichtlippen umgeklappt werden,
worauf beide Rahmenteile zusammengefügt werden und somit die V-förmige Doppellippe bilden. Vorteilhafterweise
können
beide Rahmenteile im Bereich der Wurzel der Dichtlippen bzw. der
Spitze des V miteinander verschweißt werden. Beide Rahmenteile
müssen
jedoch nicht miteinander verbunden werden; jede Rahmenhälfte kann,
separat für
sich, am Filtermedium befestigt sein.
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Nach einer weiteren vorteilhaften
Ausgestaltung kann auch die V-förmige
Doppellippe durch anzuklebende Kunststoffstreifen hergestellt werden. Die
Dichtlippen werden analog wie oben beschrieben erzeugt, allerdings
werden dann beide Kunststoffstreifen in der Weise auf den Umfang
des Filtermediums geklebt, dass die beiden abgewinkelten Dichtlippen
im Bereich ihrer Wurzeln aneinander stoßen und somit die V-förmige Doppellippe
bilden. Bei dieser Ausbildung als V-fömige
Doppelllippe sind prinzipiell keine Noppen am Filtergehäuse zum
Andrücken
einer Dichtlippe erforderlich, weil jeweils die stromaufwärts (luvseitig)
gelegene Einzellippe des V mit dem vollen Luftströmungsdruck
beaufschlagt und an das Filtergehäuse angedrückt wird. Die ist stromabwärts (leeseitig)
gelegene Einzelllippe ist im Wesentlichen funktionslos. Sie tritt
allerdings dann in Funktion, wenn das Luftfilter in umgekehrter
Richtung eingebaut wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
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1 ein
Luftfilter im Einbauzustand mit stirnseitig angeordneten Dichtlippen,
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2 einen
Filterrahmen vor der Herstellung der Dichtlippen,
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3 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit V-förmiger
Doppellippe,
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4 einen
geteilten Filterrahmen im nicht eingebauten Zustand,
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5 ein
erweitertes Ausführungsbeispiel zu 1 und
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6 ein
erweitertes Ausführungsbeispiel zu 3.
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1 zeigt
ein Luftfilter 1, welches aus einem Filtermedium 2 und
einem rechteckigen Filtenahmen 3 besteht, in welchem das
Filtermedium 2 gehalten, vorzugsweise verklebt ist. Das
Luftfilter 1 ist in ein Filtergehäuse 4 eingesetzt,
welches Teil einer nicht dargestellten Kraftfahrzeug-Klimaanlage sein
kann. Das Filtergehäuse 4 bildet
einen Strömungskanal 5,
durch welchen Luft in Richtung des Pfeils P1 strömt und auf eine Stirnseite 2a des
Filtermediums 2 trifft. Die Luft durchströmt das Filtermedium 2 und
wird dabei auf bekannte Weise gefiltert und gereinigt. Die gereinigte
Luft tritt aus einer rückwärtigen Stirnseite 2b aus
dem Filtermedium 2 aus und strömt entsprechend dem Pfeil P2
in Richtung Klimaanlage bzw. Innenraum des Kraftfahrzeuges. Da das Filter
bei Verschmutzung ausgetauscht wird, muss es ohne weiteres ausbaubar
und wieder einsetzbar sein, wobei eine sichere Abdichtung zum Filtergehäuse 4 gewährleistet
sein muss. Der Filterrahmen 3 weist daher an seinem Umfang
ein Paar von Dichtlippen 6, 7 auf, wobei die leewärts (stromabwärts) gelegene
Dichtlippe 6 an der Gehäusewand 4a des
Filtergehäuses 4 anliegt.
Die vordere bzw. luvseitige Dichtlippe 7 ist durch am Gehäuse 4 angeordnete
noppenartige Erhebungen 8, 9 von der Gehäusewand 4a abgedrückt bzw.
an den Filterrahmen 3 angedrückt. Damit entfaltet die vordere
Lippe 7 bei der hier gezeigten Anströmrichtung gemäß Pfeil
P1 keine Dichtwirkung. Vielmehr trifft der Druck der strömenden Luft
in vollem Umfang auf die leeseitige Dichtlippe 6 und erzeugt
damit einen erhöhten
Anpressdruck und eine entsprechend erhöhte Dichtwirkung. Die Noppen 8, 9 könnten auch
entfallen, da die luvseitige bzw. vordere Lippe ohnehin von der
Luftströmung
niedergedrückt wird.
Beide Dichtlippen 6, 7 bilden eine so genannte Doppellippe
und sind einstückig
an den Rahmen 3 angeformt, d. h. durch Umknicken von überstehenden
Rahmenwänden,
wie im Folgenden erläutert wird.
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2 zeigt
einen Ausschnitt des Luftfilters 1 mit dem Rahmen 3' vor der Erzeugung
der Dichtlippen 6, 7. Der Rahmen 3' ist als kastenförmiges Kunststoffspritzteil
hergestellt oder auch als Kunststoffstreifen ausgebildet, der auf
den Umfang des Filtermediums 2 aufgeleimt wird. Dieser
Rahmen 3' überragt
die Stirnflächen 2a, 2b jeweils
um einen Betrag x, der der Größe der Dichtlippen 6, 7 entspricht. Etwa
im Bereich der Ebenen der Stirnflächen 2a, 2b sind
auf der Außenfläche des
Rahmens 3' Sollknickstellen 10, 11 vorgesehen,
d. h. senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Knick- oder Falzlinien,
um welche die überstehenden
Randstreifen 6', 7' zunächst nach
oben in eine senkrechte, gestrichelt dargestellte Position 6'', 7'' und
dann in eine nach innen geneigte, ebenfalls gestrichelt dargestellte
Position 6'', 7'' umgeklappt werden. Dieses Umklappen
der Dichtlippen 6, 7 erfolgt vorzugsweise für alle vier
Seiten des rechteckförmig
ausgebildeten Rahmens 3. Die dermaßen umgeklappten bzw. umgeknickten
Dichtlippen 6'', 7'' unterliegen einer Rückstellkraft und federn daher
zurück.
Für den
Einbau des Luftfilters 1 bzw. des Rahmens 3 müssen die
Dichtlippen daher – zumindest
eine von beiden – je
nach Einschubrichtung niedergedrückt
werden. Nach Erreichen der Einbauposition (vgl. 1) liegt die luvseitige Dichtlippe 7 im
Bereich der noppenartigen Erhebungen 8, 9 an der
Gehäusewand 4a,
d. h. die Dichtlippe 7 wird von der Gehäusewand 4a weggedrückt und
an den Filterrahmen 3 angedrückt. Dadurch besteht durch
diese Dichtlippe 7 keine Dichtwirkung mehr, sodass – wie oben
erwähnt – die leeseitige
Dichtlippe 6 mit dem vollen Strömungsdruck beaufschlagt wird.
Der Luftfilter 1 entsprechend 1 oder 2 kann
also infolge der symmetrischen Anordnung der beiden Dichtlippen 6, 7 zueinander
in jeder Richtung in den Luftkanal 5 eingeschoben werden.
Der Rahmen 3 kann auch in einer Mittelebene y geteilt und
zweiteilig ausgebildet sein.
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3 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel der
Erfindung, nämlich
ein Luftfilter 12, welches in ein Gehäuse 4 mit einer Gehäusewand 4a eingebaut
ist. Für
gleiche Teile werden dieselben Bezugszahlen wie in 1 verwendet. Das Luftfilter 12 weist
einen Rahmen 13 mit zwei etwa V-förmig zueinander angeordneten
Einzellippen 14, 15 auf, wobei hier die leeseitige
Dichtlippe 15 durch die noppenartigen Erhebungen 8, 9 niedergedrückt ist.
Die luvseitige Dichtlippe 14 dagegen liegt an der Gehäusewand 4a an. Die
Luftströmung
in Richtung des Pfeils P1 (von rechts nach links) trifft also voll
auf die Dichtlippe 14 und drückt diese gegen die Gehäusewand 4a.
Die leeseitige Dichtlippe 15 ist somit im Prinzip funktionslos.
Es ist auch – entgegen
der Darstellung in 3 – grundsätzlich nicht
notwendig, die Dichtlippe 15 durch Noppen 8, 9 an
den Rahmen 13 anzudrücken.
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Die Herstellung der V-förmig ausgebildeten Doppellippe
wird anhand von 4 erläutert. Der Rahmen 13 ist
entlang einer Teilungsebene m geteilt und weist zwei Rahmenhälften 13a, 13b auf.
Die beiden Hälften
werden separat – z.
B. als Spritzgussteile – hergestellt
und anschließend
entlang der Teilungsebene m verschweißt. Die Erzeugung der Dichtlippen 14, 15 kann
prinzipiell in der gleichen Weise geschehen, wie zu 2 erläutert.
Die Rahmenhälfte 13b beispielsweise
wird also zunächst
mit einem überstehenden
Randstreifen (nicht dargestellt) hergestellt, der in der erläuterten
Weise umgeklappt wird, z. B. in eine Position, wie in 4 dargestellt. Dasselbe
geschieht mit der Rahmenhälfte 13a,
bei welcher die Dichtlippe 14 ebenfalls durch Umklappen
eines nicht dargestellten Randstreifens erzeugt wird. Die beiden Rahmenhälften 13a, 13b werden
dann zusammengefügt – wie in 4 dargestellt – und im
Bereich ihrer Teilungsebene stirnseitig verschweißt oder
verklebt.
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Eine alternative Ausführung sieht
vor, dass die Rahmenhälften 13a, 13b aus
einem Kunststoffstreifen – analog
wie oben beschrieben – hergestellt
werden.
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Auch diese V-förmig ausgebildete Doppellippe 14, 15 erlaubt
ein Einschieben des Luftfilters 12 in beide Richtungen,
d. h. in Richtung des Pfeils P1 oder in entgegengesetzter Richtung.
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5 zeigt – in schematischer
Darstellung – eine
Abwandlung bzw. Erweiterung des Ausführungsbeispieles gemäß 1 und 2 durch Verdopplung der Anzahl der Einzellippen.
Den Einzellippen 6, 7 (gemäß 1) sind jeweils parallel angeordnete weitere
Lippen 16, 17 hinzugefügt, wodurch die Dichtwirkung
verbessert wird.
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6 zeigt – in gleicher
schematischer Darstellung – eine
Erweiterung des Ausführungsbeispieles
gemäß 3 und 4, ebenfalls durch Verdopplung der Lippenzahl.
Den Einzellippen 14, 15 aus 3 und 4 sind
in paralleler Anordnung zwei Lippen 18, 19 hinzugefügt.