DE19855244A1 - Filterelement - Google Patents
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Abstract
Filterelement, umfassend einen Faltenpack (1) aus Filterwerkstoff, der mit einem Halterahmen (2) dichtend verbunden ist, wobei der Halterahmen (2) stirnseitig zumindest einerseits ein Schwert (3) aufweist, dessen Länge (4) im wesentlichen der Länge (5) der stirnseitgen Falte (6) entspricht und das sich im wesentlichen parallel zur Richtung der stirnseitigen Faltenkante (7) des Faltenpacks (1) erstreckt und in der stirnseitigen Falte (6) angeordnet ist. Der Halterahmen (2) weist eine stirnseitig angeordnete Doppeldichtlippe (8) auf, die sich in Richtung der stirnseitigen Faltenkante (7) sowie im wesentlichen parallel zum Schwert (3) erstreckt und um ein filmscharnierartig ausgebildetes Gelenk (9) schwenkbar und mit der ersten Dichtlippe (10) an die stirnseitige Faltenwand (11) und mit der zweiten Dichtlippe (12) an eine der Faltenwand (11) zugewandte Begrenzungswand (13) eines Filtergehäuses (14) dichtend anlegbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Filterelement, umfassend einen Faltenpack aus
Filterwerkstoff, der mit einem Halterahmen dichtend verbunden ist, wobei der
Halterahmen stirnseitig zumindest einerseits ein Schwert aufweist, dessen
Länge im wesentlichen der Länge der stirnseitigen Falte entspricht und das sich
im wesentlichen parallel zur Richtung der stirnseitigen Faltenkante des
Faltenpacks erstreckt und in der stirnseitigen Falte angeordnet ist.
Ein solches Filterelement ist aus der EP 0 649 335 A1 bekannt. Die
Längsseiten des Faltenpacks sind jeweils von einem Stabilisierungsstreifen
dichtend überdeckt, wobei der Stabilisierungsstreifen auf der dem Halterahmen
zugewandten Seite einen separat erzeugten Dichtstreifen aufweist, der unter
elastischer Vorspannung dichtend an den Halterahmen anlegbar ist. Die
Abdichtung zwischen dem Halterahmen und einem den Halterahmen
umschließenden Filtergehäuse erfolgt durch eine weitere Abdichtung, die
separat von der Abdichtung zwischen dem Faltenpack und dem Halterahmen
ausgebildet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement der eingangs
genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß dieses einen teilearmen,
einfachen Aufbau aufweist und dadurch in fertigungstechnischer und
wirtschaftlicher Hinsicht einfach und kostengünstig herstellbar ist. Außerdem
soll das Filterelement einfacher montierbar sein und bessere
Gebrauchseigenschaften aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Anspruch 1
gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, daß der Halterahmen eine
stirnseitig angeordnete Doppeldichtlippe aufweist, die sich in Richtung der
stirnseitigen Faltenkante sowie im wesentlichen parallel zum Schwert erstreckt
und um ein filmscharnierartig ausgebildetes Gelenk schwenkbar und mit der
ersten Dichtlippe an die stirnseitige Faltenwand und mit der zweiten Dichtlippe
an eine der Faltenwand zugewandte Begrenzungswand eines Filtergehäuses
dichtend anlegbar ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des
Filterelements wird eine wirkungsvolle Abdichtung der Stirnseite des
Faltenpacks gegenüber dem Halterahmen erzielt. Die erste Dichtlippe drückt
die stirnseitige Faltenwand dichtend an die Oberfläche des Schwerts.
Gleichzeitig wird durch die Doppeldichtlippe eine wirkungsvolle Abdichtung
zwischen dem Halterahmen und dem Filtergehäuse gewährleistet, wobei es der
Verwendung sekundärer Dichtmittel, beispielsweise Dichtungsschäumen nicht
bedarf. Die Doppeldichtlippe ist unter elastischer Vorspannung dichtend
zwischen der Begrenzungswand des Filtergehäuses und der am Schwert
anliegenden Faltenwand eingeklemmt. Die Doppeldichtlippe ist bevorzugt
einstückig und materialeinheitlich ausgebildet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, daß der
Halterahmen aus einem polymeren Werkstoff besteht. Hierbei ist von Voretil,
daß das gesamte Filterelement ein geringes Gewicht aufweist und
korrosionsbeständig ist.
Auch die Doppeldichtlippe kann bevorzugt aus einem polymeren Werkstoff
bestehen, wobei es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein
kann, daß der Halterahmen und die Doppeldichtlippe einstückig ineinander
übergehend und materialeinheitlich ausgebildet sind. Als Werkstoffe sowohl für
den Halterahmen als auch für die Doppeldichtlippe gelangen bevorzugt
Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE) zur Anwendung, wobei die gewinkelt
ausgebildete Doppeldichtlippe durch das filmscharnierartige Gelenk am
Halterahmen befestigt ist. Durch eine derartige, einstückige Ausgestaltung ist
die Handhabung des Filterelements, beispielsweise bei seiner Montage ins
Filtergehäuse wesentlich vereinfacht.
Die elastische Befestigung der Doppeldichtlippe vereinfacht die Vormontage
des Faltenpacks in den Halterahmen, sowie die Montage und Demontage der
gesamten Filtereinheit.
Der Faltenpack und der Halterahmen bilden eine vormontierbare Einheit, wobei
diese Einheit in das Filtergehäuse eingeschoben wird. Während der Montage
der vormontierbaren Einheit in das Filtergehäuse legt sich die Doppeldichtlippe
selbsttätig mit ihrer ersten Dichtlippe an die stirnseitige Faltenwand des
Faltenpacks an und verpreßt diese dichtend mit dem Schwert. Außerdem legt
sich die zweite Dichtlippe gleichzeitig unter elastischer Vorspannung dichtend
an die dem Faltenpack zugewandte Begrenzungswand des Halterahmens
dichtend an, so daß sich eine zuverlässige Abdichtung auch in diesem
Bereichen ergibt.
Durch die Elastizität der Doppeldichtlippe können herstellungsbedingte
Toleranzen des Faltenpacks und/oder des Halterahmens und/oder des
Filtergehäuses ausgeglichen werden.
Durch die elastische Vorspannung der Doppeldichtlippe zwischen dem
Faltenpack und dem Filtergehäuse sind Klappergeräusche des Filterelements
bei seiner Verwendung ausgeschlossen.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung kann die Doppeldichtlippe dachförmig
gewinkelt ausgebildet sein, wobei die erste, an die Faltenwand anlegbare
Dichtlippe durch das dem Gelenk abgewandte Ende und die zweite, an die
Begrenzungswand anlegbare Dichtlippe durch einen Scheitel gebildet ist. Bei
einer derartigen Ausgestaltung ist von Vorteil, daß die Doppeldichtlippe eine
einfache geometrische Form aufweist und dadurch einfach herstellbar ist.
Gemäß einer zweiten, in funktionstechnischer Hinsicht vorteilhafteren
Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, daß die Doppeldichtlippe im Querschnitt
betrachtet im wesentlichen Y-förmig ausgebildet ist und daß die beiden
Dichtlippen jeweils durch die Enden der gabelförmigen Schenkel gebildet sind.
Mit zunehmender Druckdifferenz zwischen der Anström- und der Abströmseite
des Filterelements legen sich die beiden Dichtlippen verstärkt an die jeweils
angrenzenden Flächen an, wobei sich der Anpreßdruck der Dichtlippen an die
Dichtflächen im wesentlichen proportional zur Druckdifferenz verhält.
Insbesondere bei vergleichsweise großen Druckdifferenzen von mehr als 500
Pa wird die zweite Ausgestaltung der Doppeldichtlippe der eingangs
beschriebenen ersten Ausgestaltung der Doppeldichtlippe vorgezogen, um
Leckagen möglichst auszuschließen.
Der Faltenpack besteht bevorzugt aus einem Vliesstoff und gelangt
beispielsweise zur Luftfiltration als Autoinnenraumfilter zur Anwendung.
Für die meisten Anwendungsfälle ist von Vorteil, daß jeweils eine
Doppeldichtlippe an jeder Stirnseite des Halterahmens angeordnet ist.
Zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Filterelements werden
nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 5 näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel, wobei in Fig. 1 die
vormontierbare Einheit, bestehend aus Faltenpack und Halterahmen
gezeigt ist und in Fig. 2 die vormontierbare Einheit aus Fig. 1,
eingebaut in ein Filtergehäuse,
Fig. 3 bis 5 ein zweites Ausführungsbeispiel, das sich vom ersten
Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 und 2 durch eine anders
gestaltete Doppeldichtlippe unterscheidet. In Fig. 3 ist die
vormontierbare Einheit, bestehend aus Faltenpack und Halterahmen
gezeigt, in Fig. 4 die vormontierbare Einheit aus Fig. 3, eingebaut in
ein Filtergehäuse. In Fig. 5 ist ein Ausschnitt aus einer Draufsicht auf
das Filterelement dargestellt.
In jedem der beiden Ausführungsbeispiele gemäß der Fig. 1 bis 5 ist ein
Filterelement gezeigt, das aus einem Faltenpack 1 und einem Halterahmen 2
besteht. Der Faltenpack 1 besteht in den gezeigten Ausführungsbeispielen aus
einem Vliesstoff, der Halterahmen 2 ist demgegenüber aus Polypropylen
gefertigt.
Der Halterahmen 2 weist in den gezeigten Ausführungsbeispielen stirnseitig
beiderseits jeweils ein Schwert 3 auf, die einen einstückigen und
materialeinheitlichen Bestandteil des Halterahmens 2 bilden. Jedes Schwert 3
weist eine Länge 4 auf, die im wesentlichen der Länge 5 der jeweils
stirnseitigen Falte 6 entspricht. Die stirnseitigen Falten 6 überdecken die
stirnseitig angeordneten Schwerter 3, die sich parallel zur Richtung der
stirnseitigen Faltenkanten 7 des Faltenpacks 1 erstrecken. Durch die Schwerter
3 werden die stirnseitigen Falten 6 des Faltenpacks 1 einerseits stabilisiert.
Andererseits wird durch die Anpressung der stirnseitigen Faltenwand 11 an das
Schwert 3 durch die erste Dichtlippe 10 eine zuverlässige Abdichtung in diesem
Bereich bewirkt.
Die Doppeldichtlippe 8 ist durch ein filmscharnierartig ausgebildetes Gelenk 9
einstückig ineinander übergehend und materialeinheitlich mit dem Halterahmen
2 ausgebildet. Davon abweichend besteht jedoch auch die Möglichkeit, die
Doppeldichtlippe 8 aus einem vom Halterahmen 2 abweichenden Material zu
fertigen.
Die Doppeldichtlippe 8 ist um das Gelenk 9 in Richtung der Faltenwand 11
schwenkbar und mit der ersten Dichtlippe 10 an die stirnseitige Faltenwand 11
anlegbar. Die zweite Dichtlippe 12 ist dichtend an die der Faltenwand 11
zugewandte Begrenzungswand 13 des Filtergehäuses 14 dichtend anlegbar.
In Fig. 1 ist eine vormontierbare Einheit, bestehend aus dem Faltenpack 1
und dem Halterahmen 2 im nicht-montierten Zustand gezeigt. Die
Doppeldichtlippe 8 ist dachförmig gewinkelt ausgebildet, wobei die erste
Dichtlippe 10 am vom Gelenk 9 abgewandten Ende 15 der Doppeldichtlippe 8
angeordnet ist. Die zweite Dichtlippe 12, die im eingebauten Zustand gemäß
Fig. 2 an die Begrenzungswand 13 anlegbar ist, wird durch den Scheitel 16
gebildet.
In Fig. 2 ist die vormontierbare Einheit aus Fig. 1 im eingebauten Zustand
gezeigt. Es ist zu erkennen, daß die zweite Dichtlippe 12 an der
Begrenzungswand 13 des Filtergehäuses 14 unter elastischer Vorspannung
dichtend anliegt. Von entscheidender Bedeutung ist, daß - im Querschnitt
betrachtet - die Fläche zwischen dem Gelenk 9 und der zweiten Dichtlippe 12
stets einen Spalt 23 begrenzen, der - ausgehend von der zweiten Dichtlippe 12
in Richtung des Gelenks 9 - einen sich erweiternden Querschnitt hat. Dadurch
ist sichergestellt, daß die zweite Dichtlippe 12 die Begrenzungswand 13 stets
einwandfrei anliegend berührt, auch wenn herstellungsbedingte Toleranzen des
Faltenpacks 1 und/oder des Halterahmens 2 und/oder des Filtergehäuses 14
auszugleichen sind.
Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 3 bis 5 unterscheidet sich
von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel durch die Geometrie der
Doppeldichtlippe 8. Die Doppeldichtlippe 8 ist in diesem Ausführungsbeispiel
- im Querschnitt betrachtet - im wesentlichen Y-förmig ausgebildet, wobei die
beiden Dichtlippe 10, 12 jeweils durch die Enden 17, 18 der gabelförmigen
Schenkel 19, 20 gebildet sind.
In Fig. 3 ist die vormontierbare Einheit, bestehend aus dem Faltenpack 1 und
dem Halterahmen 2 im nicht-eingebauten, herstellungsbedingten Zustand
gezeigt.
In Fig. 4 ist die vormontierbare Einheit aus Fig. 3 in ein Filtergehäuse 14
eingebaut dargestellt. Die erste Dichtlippe 10 berührt die stirnseitige
Faltenwand 11, die zweite Dichtlippe 12 die Begrenzungswand 13 des
Filtergehäuses 14. Die beiden Dichtlippen 10, 12 berühren die angrenzenden
Flächen jeweils unter elastischer Vorspannung dichtend anliegend. Die
stirnseitige Faltenwand 11 wird durch den Anpreßdruck der ersten Dichtlippe 10
dichtend gegen das Schwert 3 gedrückt.
Durch die Y-förmige Ausgestaltung der Doppeldichtlippe 8 wird bewirkt, daß mit
zunehmender Druckdifferenz zwischen der An- 24 und der Abströmseite 25 der
Anpreßdruck der beiden Dichtlippen 10, 12 an die jeweils angrenzenden
Flächen der Faltenwand 11 und der Begrenzungswand 13 ebenfalls zunimmt.
In Fig. 5 ist eine Draufsicht auf das eingebaute Filterelement aus Fig. 4
gezeigt. In der Draufsicht sind die beiden Dichtlippen 10, 12 zu erkennen,
wobei sich die erste Dichtlippe 10 an der stirnseitigen Faltenwand 11 des
Faltenpacks 1 und die zweite Dichtlippe 12 an der Begrenzungswand 13 des
Filtergehäuses 14 abstützt.
Claims (8)
1. Filterelement, umfassend einen Faltenpack aus Filterwerkstoff, der mit
einem Halterahmen dichtend verbunden ist, wobei der Halterahmen
stirnseitig zumindest einerseits ein Schwert aufweist, dessen Länge im
wesentlichen der Länge der stirnseitigen Falte entspricht und das sich im
wesentlichen parallel zur Richtung der stirnseitigen Faltenkante des
Faltenpacks erstreckt und in der stirnseitigen Falte angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Halterahmen (2) eine stirnseitig
angeordnete Doppeldichtlippe (8) aufweist, die sich in Richtung der
stirnseitigen Faltenkante (7) sowie im wesentlichen parallel zum Schwert
(3) erstreckt und um ein filmscharnierartig ausgebildetes Gelenk (9)
schwenkbar und mit der ersten Dichtlippe (10) an die stirnseitige
Faltenwand (11) und mit der zweiten Dichtlippe (12) an eine der
Faltenwand (11) zugewandte Begrenzungswand (13) eines
Filtergehäuses (14) dichtend anlegbar ist.
2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Halterahmen (2) aus polymerem Werkstoff besteht.
3. Filterrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Doppeldichtlippe (8) aus polymerem Werkstoff besteht.
4. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Halterahmen (2) und die Doppeldichtlippe (8)
einstückig ineinander übergehend und materialeinheitlich ausgebildet
sind.
5. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Doppeldichtlippe (8) dachförmig gewinkelt
ausgebildet ist, daß die erste, an die Faltenwand (11) anlegbare
Dichtlippe (10) durch das dem Gelenk abgewandte Ende (15) und die
zweite, an die Begrenzungswand (13) anlegbare Dichtlippe (12) durch
einen Scheitel (16) gebildet ist.
6. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Doppeldichtlippe (8) im Querschnitt betrachtet
im wesentlichen Y-förmig ausgebildet ist und daß die beiden Dichtlippen
(10, 12) jeweils durch die Enden (17, 18) der gabelförmigen Schenkel
(19, 20) gebildet sind.
7. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Faltenpack (1) aus einem Vliesstoff besteht.
8. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß jeweils eine Doppeldichtlippe (8) an jeder Stirnseite
(21, 22) des Halterahmens (2) angeordnet ist.
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