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Die
Erfindung betrifft eine Filterelement mit einem zick-zack-förmig gefalteten
plattenförmigen Faltenpack
mit einer durch abwechselnde Faltenkanten bestimmten Grund- und
Deckfläche
und mit zick-zack-förmigen
Längsrändern, an
welchen jeweils ein streifenförmiges
Längsrahmenelement
abdichtend befestigt ist.
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Derartige
Filterelemente sind in einer Vielzahl verschiedener Ausbildungen
bekannt. Beispielsweise offenbart die
DE 103 02 919 B3 ein derartiges Filterelement,
das an einer Stirnseite, d.h. zu den Faltenkanten parallel orientiert,
ein Abdichtelement aufweist, das mindestens einschenkelig ausgebildet
ist und eine Umfangsrandkontur aufweist, die allseitig über die
Stirnrandfläche
des Filterelementes übersteht.
Zwei sich gegenüberliegende
Abdichtelement-Überstände sind
mit Löchern
zum Durchstecken der Rastelemente des Verschlusselementes ausgebildet.
Um ein falsches Einsetzen diesen bekannten Filterelementes in eine
zugehörige
Filteraufnahme zu verhindern, ist die Grundfläche des zick-zack-förmig gefalteten
plattenförmigen
Faltenpacks an dem vom Abdichtelement entfernten Endabschnitt mit
einer Abschrägung
ausgebildet. Ein solches Filterelement mit einer Abschrägung ist
beispielsweise auch aus der
DE 203 20 556 U1 und aus der
DE 203 20 558 U1 bekannt.
Auch die
DE 103 17 493
A1 und die
DE
203 20 555 U1 offenbaren Filterelemente mit einer Abschrägung zur
Verwirklichung des sogenannten Poka Yoke-Prinzips zur Vermeidung
unbeabsichtigter Fehlhandlungen, d.h. zur Vermeidung einer nicht
richtigen Anordnung des Filterelementes in einer zugehörigen Filteraufnahme.
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Ein
Filterelement mit einem Abdichtelement, das als länglich rechteckiges
Rahmenelement ausgebildet ist, das vom Filterelement unabhängig und beabstandet
vorgesehen ist, ist aus der
DE 20 2005 005 068 U1 bekannt.
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Eine
Filteranordnung mit einem Filterelement für eine Filteraufnahme, die
eine Zugangsöffnung
für das
Filterelement aufweist, die mit einem Verschlusselement dicht verschließbar ist,
wobei zur Abdichtung zwischen dem Verschlusselement und dem Rand
der Zugangsöffnung
der Filteraufnahme ein Abdichtelement vorgesehen ist, ist aus der
DE 20 2004 011 711
U1 bekannt. Das Verschlusselement ist an seiner dem Filterelement
zugewandten Innenseite und das Filterelement ist an seiner dem Verschlusselement
zugewandten stirnseitigen Randfläche
mit einer Labyrinthdichtung ausgebildet.
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Die
DE 20 2004 011 712
U1 offenbart ein Filterelement für eine Filteraufnahme, die
eine Zugangsöffnung
für das
Filterelement aufweist, die mit einem Verschlusselement verschließbar ist,
wobei zur Abdichtung zwischen dem Verschlusselement und dem Rand
der Zugangsöffnung
der Filteraufnahme ein Abdichtelement vorgesehen ist, wobei das
Filterelement, das Verschlusselement und das zwischen dem Filterelement
und dem Verschlusselement vorgesehene Abdichtelement eine Einheit
bilden, die mittels einer Befestigungseinrichtung an der Filteraufnahme
festlegbar ist.
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Aus
der
DE 195 32 436
C1 ist ein Filtereinsatz und ein Verfahren zu seiner Herstellung
bekannt, wobei der Filtereinsatz aus einem zick-zack-förmig gefalteten
plattenförmigen
Faltenpack aus thermoplastisch verschweißbarem Vliesstoff besteht und
mindestens längsseits,
d.h. entlang seiner beiden zick-zack-förmigen Längsränder jeweils mit einer als
Dichtstreifen ausgebildeten Dichtung aus thermoplastisch verschweißbarem Werkstoff
verbunden wird. Der herstellungsbedingt zunächst ebene Dichtstreifen wird
auf eine Breite gebracht, die größer oder
höchstens
doppelt so groß ist wie
die Höhe
der Längsränder zwischen
den sich abwechselnden Faltenkanten des Faltenpacks. Der ebene Dichtstreifen
wird derart auf die außenseitigen Längsränder aufgelegt,
dass seine Oberkante bündig mit
der Oberkante des Faltenpacks abschließt. Der Dichtstreifen und die
jeweilige Außenseite
des Faltenpacks werden durch ein Andruckelement aneinander angedrückt und
gleichzeitig mit über
das Andruckelement zugeführter
Energie miteinander verschweißt.
Der die Unterkante des Faltenpacks überragende Überstand des Dichtelementes,
d.h. des streifenförmigen
Längsrahmenelementes,
wird in einer Faltvorrichtung derartig umgefaltet, dass der Dichtstreifen
einen V-förmigen Querschnitt
aufweist. Der umgefaltete Überstand
wird unter Zuführung
von Wärme
und anschließender
Abkühlung
in der V-förmig
gefalteten Form stabilisiert.
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Aus
der
DE 195 03 024
A1 ist ein Luftfilter mit einem zick-zack-förmig gefalteten
Faltenpack bekannt, der zwei sich gegenüberliegende zick-zack-förmige Längsränder aufweist,
an welchen jeweils ein streifenförmiges
Längsrahmenelement abdichtend
befestigt wird. Die Längsrahmenelemente
sind im wesentlichen aus demselben Material wie der Faltenpack,
sie können
an den Längsrändern des Faltenpacks
angepresst, angeschweißt
oder angeklebt werden. Die Längsrahmenelemente
besitzen im wesentlichen dieselbe Dicke wie das Filtermaterial des
Faltenpacks. Das Material und seine Dicke sind so gewählt, dass
sie einen im wesentlichen steifen, selbsttragenden Luftfilter bilden,
so dass der Filter leicht recycelbar ist.
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Eine
Filtereinrichtung mit einem zick-zack-förmig gefalteten plattenförmigen Faltenpack,
der zur Anordnung in einer Filteraufnahme vorgesehen ist, ist beispielsweise
auch aus der
DE 101 38
352 A1 und aus der dazu parallelen
DE 201 13 026 U1 bekannt.
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Zur
Verwirklichung des Poka Yoke-Prinzips weist diese bekannte Filtereinrichtung
eine Rahmeneinrichtung mit mindestens einem Rahmenelement auf, das
bei in die Filteraufnahme eingesetztem Filter mit der Filteraufnahme
derart zusammenwirkt, dass bei ordnungsgemäßer oder bei unordnungsgemäßer Anordnung
des Filters in der Filteraufnahme eine zwangsweise erzeugte Sichtanzeige
ausgebildet ist, die die ordnungsgemäße bzw. unordnungsgemäße Anordnung
des Filters anzeigt und/oder dass nur bei ordnungsgemäßer Anordnung
des Filters in der Filteraufnahme mittels einer für den ordnungsgemäßen Sitz
vorgesehenen, am Filter und an der Filteraufnahme angreifenden Befestigungseinrichtung
ordnungsgemäß befestigbar
ist, und/oder dass nur bei ordnungsgemäßer Anordnung des Filters in
der Filteraufnahme ein ordnungsgemäßer Sitz des Filters in der
Filteraufnahme unter formschlüssigem
Zusammenwirken von Rahmeneinrichtung und Filteraufnahme formschlüssig passend
ausgebildet ist.
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Bei
all diesen bekannten Filterelementen sind die beiden zick-zack-förmigen Längsränder des plattenförmigen Faltenpacks
jeweils in einer Ebene vorgesehen, die zur Grund- und Deckfläche des zick-zack-förmigen gefalteten
plattenförmigen
Faltenpacks senkrecht orientiert sind, so dass das Poka Yoke-Prinzip
beispielsweise durch einen Schrägschnitt
des Faltenpacks an seinem einen stirnseitigen Endabschnitt realisiert
wird. Ein solcher Schrägschnitt
des Faltenpacks bedingt eine diskontinuierliche Herstellung. Eine
solche diskontinuierliche Herstellung beeinflusst die Herstellungskosten
des Filterelementes entsprechend. Bei dem besagten Schrägschnitt
durch den zick-zack-förmig
gefalteten plattenförmigen
Faltenpack sind außerdem
Beschädigungen
der Faltenflanken des Faltenpacks oftmals nicht vermeidbar.
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In
Kenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Filterelement der eingangs genannten Art zu schaffen, das einfach und
preisgünstig
herstellbar ist, und bei dem das Poka Yoke-Prinzip auf einfache
Weise verwirklicht ist.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Filterelement der eingangs genannten Art
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass mindestens einer der beiden Längsränder des zick-zack-förmig gefalteten
plattenförmigen
Faltenpacks eine Ebene bildet, die gegen die Grund- und Deckfläche des
Faltenpacks schräg geneigt
ist.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Filterelement kann
einer der beiden Längsränder eine
Ebene bilden, die gegen die Grund- und Deckfläche des Faltenpacks schräg geneigt
ist. Desgleichen ist es möglich,
dass jeder der beiden Längsränder jeweils
eine Ebene bildet, die gegen die Grund- und Deckfläche des
Faltenpacks schräg
geneigt ist. Bevorzugt ist es hierbei, wenn die beiden Längsrand-Ebenen
einander zugewandt sind und miteinander einen spitzen Winkel einschließen. Bei
einem erfindungsgemäßen Filterelement
der zuletzt genannten Art können
die beiden Längsrand-Ebenen
mit der Grund- und Deckfläche
des Faltenpacks einen ungleichen oder vorzugsweise den gleichen
Schrägwinkel
einschließen. Die
beiden Längsränder des
Faltenpacks des erfindungsgemäßen Filterelementes
sind zu den Faltenkanten – wie
bei bekannten Filterelementen – vorzugsweise
senkrecht orientiert.
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Das
jeweilige Längsrahmenelement
kann aus einem weichen Streifenmaterial bestehen. Bei diesem Streifenmaterial
kann es sich um ein textiles Streifenmaterial oder um ein Schaummaterial
handeln. Das textile Streifenmaterial kann ein Vlies sein, bspw.
ein Multiknit-Vlies. Bei dem Schaummaterial kann es sich beispielsweise
um Styropor® handeln. Das
jeweilige Längsrahmenelement
kann auch aus einem steifen Material bestehen. Bei diesem steifen Material
kann es sich um einen Kunststoff, ein Metall wie beispielsweise
Aluminium oder um eine starres textiles Vlies wie z.B. ein verfestigtes
Spunbond-Vlies o. dgl. handeln.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Filterelement kann
das jeweilige Längsrahmenelement
eine Breitenabmessung besitzen, die an den Abstand zwischen den
sich abwechselnden Faltenkanten des entsprechenden zick-zack-förmigen Längsrandes des
plattenförmigen
Faltenpacks angepasst oder größer als
dieser ist.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Filterelement wird
in einfacher Weise das Poka Yoke-Prinzip
verwirklicht, das technische Vorkehrungen bzw. Einrichtungen zur
sofortigen Fehleraufdeckung und Fehlervermeidung bildet.
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Da
Filterelemente vorzugsweise kontinuierlich hergestellt werden, ist
es wünschenswert,
bereits beim Herstellungsprozess die entsprechenden Hilfsmittel
zur Verwirklichung des Poka Yoke-Prinzips am Filterelement anzubringen.
Beim Einsetzen des Filterelementes in eine zugehörige Filteraufnahme ist es
nämlich
unabdingbar, dass das Filterelement stets richtig in die Filteraufnahme
eingesetzt wird, weil das Filterelement, bei dem es sich um ein
Partikelfilterelement bzw. um ein Kombinationsfilterelement (Partikel-
und/oder Adsorptionsfilterelement) handeln kann, eine Anströmseite und
eine Abströmseite
besitzt. Das Filterelement ist in Bezug zur Filteraufnahme vorzugsweise
selbstabdichtend, es muss zur Gehäusewandung der Filteraufnahme
abdichten. Es ist jedoch auch möglich,
dass das Filterelement mit an sich bekannten Abdichtungssystemen
wie einer PU-Schaumdichtung
oder einer V-förmigen
Dichtungslasche ausgebildet ist, um die Anforderungen an die Dichtheit
zu erreichen oder zu verbessern.
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Zur
Realisierung des erfindungsgemäßen Filterelementes
wird der zick-zack-förmig
gefaltete plattenförmige
Faltenpack in geeigneter Weise an mindestens einem seiner beiden
voneinander abgewandten zick-zack-förmigen Längsränder schräg geschnitten. Dadurch ergibt
sich ein gegen die Grund- und Deckfläche des Faltenpacks schräg geneigter zick-zack-förmiger Längsrand,
an dem das zugehörige
streifenförmige
Längsrahmenelement
kontinuierlich, quasi endlos abdichtend befestigt wird. Diese Befestigung
kann beispielsweise durch eine Klebeverbindung erfolgen. Die Klebeverbindung
kann mit einem Hotmelt-Kleber o. dgl. erfolgen. Die abdichtende
Befestigung des Längsrahmenelementes
am schräg
geneigten Längsrand
des Faltenpacks kann beispielsweise auch durch Ultraschallschweißen erfolgen.
Desgleichen ist es möglich,
an das Filtermaterial einen Kunststoffrahmen anzuspritzen.
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Das
erfindungsgemäße Filterelement
ist im Vergleich zum oben abgehandelten Stand der Technik mit Längsrändern, die
zur Grund- und Deckfläche des
Faltenpacks senkrecht orientiert sind, wobei der Faltenpack dann
diskontinuierlich schräg
geschnitten werden muss, kontinuierlich und somit einfacher und preisgünstiger
realisierbar. Erfindungsgemäß werden die
Faltenkanten beim Zuschnitt nicht beschädigt, während bei bekannten Filterelementen
zuerst kontinuierlich senkrecht und anschließend diskontinuierlich schräg geschnitten
werden muss. Durch den erfindungsgemäßen mindestens einen schräg geneigten
Längsrand-Schnitt
ist eine kontinuierliche Herstellung eines endlosen Faltenpacks
realisierbar. An diesem quasi endlosen Faltenpack können an
seinen zick-zack-förmigen Längsrändern im
gleichen kontinuierlichen Herstellungsverfahren die streifenförmigen Längsrahmenelemente
abdichtend angebracht werden.
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Erfindungsgemäß kann in
vorteilhafter Weise stets entlang der Produktionsrichtung produziert werden.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Filterelementes bestehen
darin, dass der Werker, der das Filterelement in eine entsprechende
Filteraufnahme einsetzt, die richtige Lage des Filterelementes gut
erfassen kann. Das ist insbesondere auch deshalb wichtig, weil die
Filteraufnahme oftmals schwer zugänglich ist und nur ertastet
werden kann.
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Wenn
die Schräge
am Filterelement derartig vorgesehen wird, dass die Anströmfläche des
Filterelementes größer als
seine Abströmfläche ist,
d.h. wenn sich das Filterelement in Durchströmrichtung zumindest auf einer
Filterseite verjüngt,
kann eine Abdichtung zwischen dem Filterelement und dem Filtergehäuse erreicht
werden. Das ist der Fall, wenn das Filtergehäuse ebenfalls über eine
Schrägfläche verfügt, die
mit der Schräge
des Filterelementes korrespondiert. Bei der Durchströmung presst
der Luftstrom im Bereich der Schräge das Filterelement über eine
entsprechend große
Fläche
an das Filtergehäuse
und bewirkt somit eine verbesserte Dichtwirkung.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von in der Zeichnung verdeutlichten Ausführungsbeispielen
des erfindungsgemäßen Filterelementes.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung einer Ausbildung des Filterelementes
in Blickrichtung von schräg
oben,
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2 eine
Ansicht des Filterelementes gemäß 1 in
Blickrichtung des Pfeiles II,
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3 eine
der 2 ähnliche
Stirnansicht einer anderen Ausbildung des erfindungsgemäßen Filterelementes,
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4 in
einer schematischen Ansicht ein in einem Filtergehäuse angeordnetes
Filterelement, und
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5 eine
der 4 ähnliche
Darstellung einer anderen Ausbildung des Filterelementes und des
zugehörigen
Filtergehäuses.
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1 zeigt
ein Filterelement 10 mit einem zick-zack-förmig gefalteten
plattenförmigen
Faltenpack 12. Der Faltenpack 12 weist abwechselnde
Faltenkanten 14, die eine Deckfläche des Faltenpacks 12 bestimmen,
und in 1 nicht sichtbare Faltenkanten auf, die eine Grundfläche 16 des
Faltenpacks 12 bestimmen. Der Faltenpack 12 weist
einander gegenüberliegende
zick-zack-förmige
Längsränder 18 und 20 auf.
Am Längsrand 18 ist
ein streifenförmiges Längsrahmenelement 22 und
am Längsrand 20 ist ein
streifenförmiges
Längsrahmenelement 24 abdichtend befestigt.
Diese Befestigung kann beispielsweise durch Verkleben mit Hilfe
eines Hotmelt-Klebers erfolgen.
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Der
Längsrand 20 des
Faltenpacks 12 bildet eine Ebene 26, die gegen
die Grund- und Deckfläche des
Faltenpacks 12 schräg
geneigt ist. Der Längsrand 18 bildet
eine Ebene 28, die zur Grund- und Deckfläche des
plattenförmigen
Faltenpacks 12 senkrecht orientiert ist.
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Der
Schrägwinkel
der Längsrandebene 26 und
somit des Längsrahmenelementes 24 ist
in 1 durch den bogenförmigen Pfeil a bezeichnet. Der
rechte Winkel der Ebene 28 und somit des zugehörigen Längsrahmenelementes 22 mit
der Grundfläche 16 und
mit der Deckfläche
des Faltenpacks 12 ist in 1 durch
den bogenförmigen
Pfeil b bezeichnet. b = 90° und
a = <90°. a beträgt beispielsweise 45°. Selbstverständlich sind
auch andere Schrägwinkel
a realisierbar.
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2 verdeutlicht
in einer Stirnansicht das Filterelement 10 gemäß 1,
wobei gleiche Einzelheiten in 2 mit denselben
Bezugsziffern wie in 1 bezeichnet sind. In 2 sind
außer
den Faltkanten 14, die die Deckfläche 30 der Faltenpacks 12 bestimmen,
auch die Faltenkanten 32 verdeutlicht, die die Grundfläche 16 des
plattenförmigen
Faltenpacks 12 bestimmen.
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Das
Filterelement 10 gemäß den 1 und 2 weist
einen Längsrand 20 auf,
der eine Ebene 26 bildet, die gegen die Grundfläche 16 und
die dazu parallel Deckfläche 30 des
Faltenpacks 12 mit dem Schrägwinkel a schräg geneigt
ist. Demgegenüber verdeutlicht
die 3 in einer der 2 ähnlichen Stirnansicht
eine Ausbildung des Filterelements 10, bei dem jeder der
beiden Längsränder 18 und 20 jeweils
eine Ebene 28, 26 bilden, die gegen die Grund- und
Deckfläche 16 und 30 des
plattenförmigen
Faltenpacks 12 schräg
geneigt ist, wobei die beiden Längsrand- Ebenen 28 und 26 einander
zugewandt sind und miteinander einen spitzen Winkel c einschließen.
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Gleiche
Einzelheiten sind auch in 3 mit denselben
Bezugsziffern wie in den 1 und 2 bezeichnet,
so dass es sich erübrigt,
in Verbindung mit 3 alle Einzelheiten noch einmal
detailliert zu beschreiben.
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Das
jeweilige Längsrahmenelement 22, 24 besitzt
eine Breitenabmessung, die an den Abstand zwischen den sich abwechselnden
Faltenkanten 14 und 32 des entsprechenden Längsrandes 18, 20 des Faltenpacks 12 angepasst
ist. Diese Breitenabmessungen sind in 2 mit B1
und B2 und in 3 mit B3 bezeichnet.
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Bei
der Ausbildung gemäß 3 schließen die
beiden Längsrand-Ebenen 26 und 28 mit
der Grundfläche 16 den
gleichen Schrägwinkel
a1 ein, wobei für
a1 das in 2 zum Schrägwinkel a Gesagte entsprechend
gilt. Die beiden Schrägwinkel des
Filterelementes 10 gemäß 3 können auch verschieden
groß sein.
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4 verdeutlicht
in einer Seitenansicht abschnittweise ein Filtergehäuse 34.
Die Durchströmrichtung
durch das Filtergehäuse 34 ist
durch den Pfeil 36 angedeutet. Im Filtergehäuse 34 ist
ein Filterelement 10 angeordnet, dessen Anströmfläche mit der
Bezugsziffer 38 und dessen Abströmfläche mit der Bezugsziffer 40 bezeichnet
ist. Die Anströmfläche 38 ist
größer als
die Abströmfläche 40.
Das Filterelement 10 ist dem in den 1 und 2 dargestellten
Filterelement 10 ähnlich.
Das Filterelement 10 verjüngt sich an seinem Längsrand 20.
Das Filtergehäuse 34 ist
mit einer Schrägfläche 42 ausgebildet,
die mit der Schräge
des Längsrandes 20 des
Filterelementes korrespondiert.
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Wird
das im Filtergehäuse 34 angeordnete Filterelement 10 von
einem zu filternden Medium durchströmt, so presst die Strömung das
Filterelement 10 mit seinem Längsrand 20 gegen die
Schrägfläche 42,
d.h. über
eine entsprechend große
Fläche, an
das Filtergehäuse 34 und
bewirkt somit eine verbesserte Abdichtung zwischen dem Filterelement 10 und
dem Filtergehäuse 34.
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5 verdeutlicht
in einer der 4 ähnliche Darstellung ein Filterelement 10 in
einem abschnittweise gezeichneten Filtergehäuse 34, wobei das
Längsrahmenelement 22 (siehe
auch die 1 und 2) des Filterelementes 10 mit
einem Abschnitt 44 über
die Anströmfläche 38 des
Filterelementes 10 übersteht.
Das Filtergehäuse 34 ist
mit einem nutförmigen
Aufnahmeraum 46 für
den Abschnitt 44 des Längsrahmenelementes 22 ausgebildet.
Der Abschnitt 44 steht in den nutförmigen Aufnahmeraum 46 hinein.
Auf diese Weise wird eine verbesserte Dichtwirkung bezüglich einer
unerwünschten
Leckluft geschaffen.
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Gleiche
Einzelheiten sind auch in den 4 und 5 mit
denselben Bezugsziffern wie in den 1 bis 3 bezeichnet,
so dass es sich erübrigt, in
Verbindung mit den 4 und 5 alle Einzelheiten
noch einmal detailliert zu beschreiben.
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- 10
- Filterelement
- 12
- Faltenpack
(von 10)
- 14
- Faltenkanten
(von 12)
- 16
- Grundfläche (von 12)
- 18
- Längsrand
(von 10)
- 20
- Längsrand
(von 10)
- 22
- Längsrahmenelement
(von 18)
- 24
- Längsrahmenelement
(an 20)
- 26
- Längsrand-Ebene
(von 20)
- 28
- Längsrand-Ebene
(von 18)
- 30
- Deckfläche (von 12)
- 32
- Faltenkanten
(von 12 bei 16)
- 34
- Filtergehäuse (für 10)
- 36
- Durchströmrichtung/Pfeil
- 38
- Anströmfläche (von 10)
- 40
- Abströmfläche (von 10)
- 42
- Schrägfläche (von 34)
- 44
- Abschnitt
(von 22)
- 46
- Aufnahmeraum
(von 34 für 44)