DE19528670C2 - Flexibler, durch zu reinigende Luft nicht nennenswert verformbarer Faltenfiltereinsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen flexiblen, durch zu reinigende Luft nicht nennenswert verformbaren Faltenfiltereinsatz mit einer Faltung, die an den Stirnseiten beiderseits durch flexible, in Längsrichtung zusammenstauchbare Bänder verschlossen ist, wobei die Bänder auf die Stirnseiten der Faltung aufgeklebt sind und für die Verklebung ein Kleber vorgesehen ist und wobei zumindest die Zwischenräume der Faltung frei von Klebstoff sind.

Ein solcher Faltenfiltereinsatz ist aus der WO 93/12858 A1 bekannt. Das Filterbahnen­ material ist zickzackförmig gefaltet. Die Klebefläche ist durch die Stirnseiten des Faltenfil­ tereinsatzes gebildet, wobei die Bänder geeignet sind, Zugbelastungen aufzunehmen und die einzelnen Falten trotzdem in ihrer Position zu halten. Der Vorteil einer solchen Ausgestaltung wird darin gesehen, daß es sekundärer Abstandshalter zur Stabilisierung des Faltenfiltereinsatzes nicht bedarf. Die Stirnseiten des Faltenfiltereinsatzes sind mit den nicht dehnbaren Bändern verbunden. Zur Montage des Faltenfiltereinsatzes kann es vorgesehen sein, daß dieser zunächst quer zur Richtung der Falten gestaucht und in ei­ nem Montagebehälter angeordnet wird. Zur Montage des Faltenfiltereinsatzes in das Ge­ häuse wird eine Stirnseite des Montagebehälters geöffnet und der Faltenfiltereinsatz mit seiner einen Stirnseite im Gehäuse befestigt. Durch die innere Spannung des zusam­ mengeschobenen Faltenfiltereinsatzes ist dieser bestrebt, sein herstellungsbedingte Form anzunehmen. Im Anschluß an die Befestigung der einen Stirnseite des Faltenfil­ tereinsatzes im Gehäuse wird die zweite Stirnseite entsprechend im Gehäuse befestigt. Hierbei ist allerdings zu beachten, daß der Faltenfiltereinsatz in Gehäusen montiert wird, die eben ausgebildet sind. Die Montage des vorbekannten Filtereinsatzes beispielsweise in nicht-ebene Gehäuse ist wenig zufriedenstellend.

Außerdem sind Filtereinsätze aus zickzackförmig gefalteten Filterbahnmaterial bekannt, bei denen die Abdichtung an den Stirnseiten der Falten erfolgt, beispielsweise durch Aufkleben oder Aufschweißen von Rahmenteilen. Zum Teil wird die Verbindung zwischen Filtermaterial und Rahmen mittels einer Vergußmasse hergestellt. Die Erzeugung solcher Verbindungen ist zeitaufwendig. So erfordert beispielsweise die Herstellung einer Ver­ bindung durch eine Vergußmasse eine Vorrichtung, die das Filtermaterial in einem Rah­ men hält, bis die Vergußmasse eingegossen und verfestigt ist. Bei den bekannten Filtern ist an allen Seiten des Gehäuses, die im wesentlichen parallel zur Anströmrichtung ver­ laufen, eine Dichtung vorgesehen, um ein Umströmen des zu filternden Mediums von der Anströmseite auf die Abströmseite unter Umgehung des Filtereinsatzes zu vermeiden. Die bekannten Faltenfiltereinsätze sind mit einer unflexiblen Rahmung versehen, die kei­ ne Änderung der Form des Faltenfiltereinsatzes ohne Zerstörung des Rahmens und/oder der Verbindung von Faltenfilter und Rahmen zuläßt. Die Form der Gehäuse ist in zuneh­ mendem Maße an die räumlichen Gegebenheiten in engen Einbauräumen angepaßt, beispielsweise an den Motorraum von Kraftfahrzeugen. Dabei kommt es vor, daß die Aufnahme für den Filtereinsatz in sich gewunden ist, was dazu zwingt, einen in ebener Form erzeugten Filtereinsatz während des Einbaus zu verformen. Hierbei dürfen keine Beschädigungen entstehen, und es muß ein staubdichter Anschluß bezüglich der Auf­ nahme gewährleistet sein. Die Gehäuse selbst liegen dabei in zunehmendem Maße an schwer zugänglichen Stellen im Einbauraum, was weitere Deformierungen des Filterein­ satzes beim Einbau erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen beschädigungsfrei verformbaren Fal­ tenfiltereinsatz zu zeigen, der einfach herstellbar ist und der es erlaubt, auf zusätzliche Dichtungen beim Einbau in ein Gehäuse zu verzichten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, daß der Kleber im verfestigten Zustand verformbar und/oder elastisch ist. Der Kleber muß auch im verfestigten Zustand verformbar sein, da so gewährleistet ist, daß eine Zusammenstauchung in Längsrichtung, eine Biegung um zumindest eine Achse quer zur Faltung und/oder eine Torsion des Fal­ tenfiltereinsatzes um eine Achse längs zur Faltung keine Zerstörung einer Klebe­ verbindung zur Folge hat.

Flexible Faltenfiltereinsätze erlauben den Einbau in nicht ebenen Aufnahmen, die an schwer zugänglichen Stellen im Einbauraum liegen. Dies ist ein enormer Vorteil gegen­ über unflexiblen Faltenfiltereinsätzen, zumal die Herstellung mit großzügigeren Toleran­ zen seitens der Faltenfilter und der Gehäuse möglich ist.

Ein Faltenfiltereinsatz weist, aufgrund der Faltenbildung, auf seiner gesamten Länge an den Stirnseiten V-förmige Öffnungen auf, die verschlossen werden müssen. Die Bänder, mit denen diese Verschließung realisiert ist, erlauben eine Zusammenstauchung in Längsrichtung, woraus sich eine flexible Rahmung ergibt. Ein Vorteil des erfindungsge­ mäßen Faltenfiltereinsatzes besteht darin, daß durch die Flexibilität in Längsrichtung im Vergleich zu einem unflexiblen Faltenfiltereinsatz ein Ausgleich größerer Ferti­ gungstoleranzen bezüglich der Längsausdehnung möglich ist. Eine Fertigung mit größe­ ren Maßtoleranzen erlaubt eine kostengünstigere Produktion mit höheren Stückzahlen. Aufgrund der Elastizität der Bänder, ist eine Torsion des Faltenfiltereinsatzes bezüglich einer Achse längs der Faltung und/oder eine Biegung bezüglich zumindest einer Achse quer zur Faltung, wobei die Biegungen bezüglich einer Ebene, die parallel zu einer Stirn­ seite verläuft, gleichsinnig und/oder gegensinnig gestaltet sind, möglich, wodurch das Einsetzen oder das Einschieben in Richtung der Faltung in eine entsprechend geformte Aufnahme möglich ist. Die Verformbarkeit des Filtereinsatzes in der oben beschriebenen Art und Weise gestattet im Gegensatz zu unflexiblen Filtereinsätzen auch den Einbau in Gehäusen, die an sehr unzugänglichen Stellen im Einbauraum positioniert sind.

Die Bänder sind auf die Stirnseiten der Faltung aufgeklebt. Ein Verschweißen der Bänder mit den Stirnseiten des Faltenfilters ist ebenfalls möglich. Um mit den Bändern ein Ver­ schließen der V-förmigen Öffnungen der Stirnseiten des Faltenfilters zu erreichen, wer­ den die Bänder auf der Faltung aufgeklebt, was eine leichte und schnell herstellbare Verbindung darstellt, die geringe Kosten verursacht und die die Fügestellen zugleich ab­ dichtet.

Für die Verklebung ist bevorzugt ein Kleber vorgesehen, wobei zumindest die Zwischen­ räume der Faltung frei von Klebstoff sind. Die Herstellung der Verklebung wird mit der Kantenleimtechnik realisiert. Der Klebstoff wird dabei auf eine Seite der Bänder aufgetra­ gen, die dann mit dieser Seite an die Stirnseite des Filtermaterials angedrückt und mit dieser verklebt wird. Eine weitere denkbare Verfahrensweise ist, daß nur die Stoßkante des Faltenbalgs mit Klebstoff benetzt wird und der das Band bildende Rahmenwerkstoff ohne Klebstoffauftrag zuläuft, an die Stirnseite des Faltenfilters angedrückt und mit ihr verklebt wird. Bei Anwendung dieser Verfahrensweise bleiben die Zwischenräume frei von Klebstoff, wodurch keine Verminderung der Filterfläche und damit kein Leistungsver­ lust beim Massendurchsatz der zu reinigenden Luft erfolgt. Durch die separate Zuführung des Klebstoffes, kann diese auf die Abmessungen und die zu verklebenden Materialien abgestimmt werden. Durch den Einsatz von Kleber, ist die Rahmung durch schweißfähige und nicht schweißfähige Materialien möglich, die ihrerseits wiederum als Filter wirken können. Eine Verklebung der Bänder mit einlagigen und mehrlagigen Filterstoffen, wie beispielsweise Partikel- und/oder Geruchsfilter ist möglich.

Der Kleber ist in Teilbereichen angeordnet, die einen Abstand voneinander aufweisen. Der Klebstoff benetzt nicht die gesamte Fläche der Bänder, sondern nur die Bereiche, an denen eine Fügestelle mit den Stirnseiten des Faltenfilters besteht, wodurch Klebstoff eingespart wird. Darüber hinaus erfolgt keine Verminderung der Zusammenstauchbarkeit der Bänder durch auf den Bändern in den Zwischenräumen der V-förmigen Öffnungen, nach Verschließen der Stirnseiten, aufgetragener und verfestigter Klebstoff. Eine Torsion des Faltenfiltereinsatzes bezüglich einer Achse längs der Faltung und eine Biegung be­ züglich zumindest einer Achse quer zur Faltung ist aufgrund der uneingeschränkt hohen Flexibilität der Bänder möglich.

Die Bänder sind vorteilhafterweise quer zur Faltung betrachtet, auf zumindest dreiviertel ihrer Dicke im unbelasteten Zustand zusammendrückbar. Um den erfindungsgemäßen Faltenfiltereinsatz in eine Aufnahme einzusetzen, werden die die Querausdehnung des Faltenfiltereinsatzes begrenzenden Bänder in ihrer Dicke reduziert. Aufgrund der Flexi­ bilität der Bänder bezüglich ihrer Dicke, müssen im Vergleich zur Herstellung von unfle­ xiblen Filtern, bei der Herstellung nur wesentlich größere/weitere Toleranzen eingehalten werden, da durch das Zusammenstauchen und das elastische Verhalten der Bänder grö­ ßere Maßunterschiede, sowohl beim Faltenfiltereinsatz wie auch dessen Aufnahme aus­ gleichbar sind, so daß ein Einsetzen des Faltenfiltereinsatzes in eine Aufnahme auch bei größeren Maßungenauigkeiten noch möglich ist. Aufgrund ihres elastischen Verhaltens erfolgt nach der Montage eine teilweise Entspannung der Bänder in Querrichtung, die eine dichtende Anpressung an die parallel zu den Stirnseiten des Faltenfiltereinsatzes verlaufenden Wände der Filteraufnahme zur Folge hat. Um eine ausreichend große An­ preßkraft zu erreichen, sind die Bänder auf mindestens dreiviertel ihrer Dicke in unbela­ stetem Zustand zusammenzudrücken. Dadurch ist der Einsatz weiterer Dichtungen zwi­ schen den die Querausrichtung des Faltenfiltereinsatzes begrenzenden Bändern und den diesen gegenüberliegenden Wänden der Aufnahme nicht erforderlich.

Die Bänder werden bevorzugt in einer Dicke von 0,2 bis 20 mm ausgeführt. Die untere Grenze der Dicke ergibt sich in erster Linie aus der Handhabbarkeit der Bänder im Ver­ lauf des Produktionsprozesses, sowie der Herstellbarkeit des Materials. Darüber hinaus verleihen die Bänder dem Faltenfiltereinsatz zusätzlich eine mechanische Stabilität, so daß in Abhängigkeit von den Abmessungen des Faltenfiltereinsatzes eine Mindestdicke der verwendeten Bänder geboten ist. Für den Fall, daß die Bänder zugleich als Abdich­ tung gegenüber den Aufnahmewänden dienen, ist ihre Dicke so zu bemessen, daß ein ausreichend großes Zusammendrücken der Bänder und somit eine der elastischen Rückstellkraft entsprechende Anpreßkraft, die ein dichtendes Anliegen der Bänder an die Gehäusewände zur Folge hat, erzielt wird. Die obere Abgrenzung der Dicke der Bänder wird von einem noch sinnvollen Materialeinsatz und der im Verhältnis zur Filterbreite ge­ ringer werdenden Filterfläche bestimmt.

Die Bänder sind bevorzugt aus einem Vliesstoff, einem Gewirke, einem Gewebe und/oder einem Weichschaumstoff hergestellt. Die Bänder, die aus diesen Materialien hergestellt sind, sind einerseits in Längsrichtung elastisch zusammenstauchbar und be­ züglich ihrer Dicke elastisch zusammendrückbar, so daß der Faltenfiltereinsatz an den Seiten der Aufnahme nach einer teilweisen Entspannung der Bänder dichtend anliegt, und sie verleihen andererseits dem Faltenfilter eine gewisse Stabilität, so daß dieser in der weiteren Montage beim Einbau in ein Gehäuse leicht handhabbar ist. Ferner ist mit diesen Materialien eine Festlegung der Bänder an den Stirnseiten der Falten in einfacher Art und Weise, etwa durch Kleben oder Schweißen, möglich.

Claims (5)

1. Flexibler, durch zu reinigende Luft nicht nennenswert verformbarer Fal­ tenfiltereinsatz mit einer Faltung, die an den Stirnseiten beiderseits durch flexible, in Längsrichtung zusammenstauchbare Bänder verschlossen ist, wobei die Bänder auf die Stirnseiten der Faltung aufgeklebt sind und für die Verklebung ein Kleber vorgesehen ist und wobei zumindest die Zwischenräume der Faltung frei von Klebstoff sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber im verfestigten Zustand verformbar und/oder elastisch ist.

2. Faltenfiltereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber in Teilbereichen, die einen Abstand voneinander aufweisen, angeordnet ist.

3. Faltenfiltereinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder, quer zur Faltung betrachtet, auf zumindest dreiviertel ihrer Dicke im unbelasteten Zustand zusammendrückbar sind.

4. Faltenfiltereinsatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder ei­ ne Dicke von 0,2 bis 20 mm haben.

5. Faltenfiltereinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder aus einem Vliesstoff, einem Gewirke, einem Gewebe und/oder ei­ nem Weichschaumstoff bestehen.