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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement, insbesondere einen
Innenraumfilter zum Filtern von Luft für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs.
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Ein
solches Filterelement dient der Filterung von Fluidströmungen oder
gasförmigen
Medien, beispielsweise zur Filterung einer Luftströmung, die dem
Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeugs zugeführt wird. Obwohl auf beliebige
Filterelemente anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die
ihr zugrunde liegende Problematik nachfolgend mit für ein Filterelement
zur Filterung von Luft für
den Innenraum eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Solche Filter werden
nachfolgend auch als Kfz-Innenraumluftfilter oder auch Innenraumfilter
oder Kabinenluftfilter bezeichnet.
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Die
zunehmende Luftverunreinigung, insbesondere in Großstädten, in
Verbindung mit dem Einsatz moderner Klimaanlagen macht es wünschenswert
und auch erforderlich, die von außen in den Innenraum eines
Kraftfahrzeuges geleitete und aufbereitete bzw. klimatisierte Luft
mittels geeigneter Filter zu reinigen. Hierfür kommen beispielsweise Partikelfilter
oder Geruchsfilter oder deren Kombination miteinander in Betracht,
die in der Luft enthaltene Schwebstoffe, Partikel und Gerüche aus
der Umgebungsluft möglichst
gut herausfiltern bzw. absorbieren sollen.
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Da
solche Filterelemente bzw. die entsprechende Aufnahme für den Innenraumfilter
in der Regel an eher unzugänglichen
Stellen im Fahrzeug angeordnet sind, ergeben sich Probleme bei der
Wartung und dem Austausch der Innenraumfilter. In der Regel werden
die Filter in einen Einschub eingeführt, sodass im eingesetzten
Zustand von außen
nur ein schmaler Bereich zugänglich
ist, der ein Herausziehen schwierig macht.
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Stand der Technik
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Es
wurde vorgeschlagen, an den Seiten des Innenraumfilters zusätzliche
Elemente, wie griffähnliche
Kunststoffnippel anzuordnen, um eine Ausbau zu erleichtern.
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Es
ist jedoch gewünscht,
dass die Filterelemente neben der einfachen montagetechnischen Handhabbarkeit
möglichst
auch kostengünstig
sein sollten und damit insbesondere herstellungstechnisch einfach
zu produzieren sind. Dabei ist es auch wünschenswert einerseits nur
wenig Filtermaterial, wie z. B. Filtervlies, einzusetzen und andererseits möglichst
wenige, unterschiedliche Materialen bei der Fertigung einzusetzen.
Das Anbringen von zusätzlichen
Haltegriffen, beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial, ist dabei
von Nachteil, da weitere Produktionsschritte auftreten und für den Betrieb
des Filters unnötige
Elemente zusätzlich
vorgesehen sein müssen.
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Vor
diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein verbessertes Filterelement zu schaffen, das insbesondere
einfach aus einer Aufnahme oder Halterung entfernbar ist und aufwandsgünstig herstellbar
ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird durch ein Filterelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst. Demgemäß ist ein
Filterelement vorgesehen, welches insbesondere einen Innenraumfilter
für ein Kraftfahrzeug
bildet, mit einem Filtermaterial aufweisenden Faltenpack mit Faltenabschnitten.
Das Faltenpack ist von einem Rahmen umschlossen, der zumindest ein
Seitenband zum Stabilisieren von Faltungen des Faltenpacks auf Querschnittskanten
der Faltenabschnitte und einen Faltenendabschnitt aufweist. Das
Seitenband und/oder ein Faltenendabschnitt weist eine aufbrechbare
Perforation zum Greifen des Filterelementes auf.
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Durch
die Perforation ist es möglich,
das Filterelement auch im eingebauten Zustand leicht zu demontieren
beziehungsweise aus einem Einschub herauszuziehen. Sofern der Teil
des Seitenbandes oder des Endabschnitts mit der Perforation zugänglich ist,
kann zum Beispiel die Perforation händisch aufgebrochen werden,
so dass beispielsweise eine Lasche entsteht, an der das Filterelement
herausgezogen werden kann. Dabei besteht insbesondere der Vorteil
darin, dass keine zusätzlichen
Materialien eingesetzt werden müssen,
sondern das Seitenband zumindest teilweise zerstört werden kann, nämlich an der
vorgegebenen Perforationsstelle. Dadurch wird ein Eingriff ermöglicht,
oder es wird eine Art Lasche, also ein von dem Seitenband abstehendes
Stück Seitenband
oder Faltenendabschnittmaterial geschaffen. Diese Lasche kann durch
Brechen der Perforation beispielsweise von einem Mechaniker oder
durch ein entsprechendes Mittel, wie beispielsweise einem Schraubendreher
oder einem Messer, erfolgen.
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Die
Perforation ist demnach vorzugsweise derart geformt, dass durch
Aufbrechen derselben eine Lasche ausbildbar ist. Die Perforation
kann zum Beispiel U-förmig
ausgeführt
sein. Ferner ist es möglich,
dass mehrere Perforationen zum Beispiel den Rahmen umlaufend angeordnet
sind. Der Rahmen kann einerseits durch ein durchlaufendes Seitenband gebildet
sein oder aber durch beispielsweise zwei Seitenbänder oder zwei Endabschnitte
der Faltungen.
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In
einer Variante ist die Perforation derart ausgestaltet, dass sie
zum Beispiel mit einem Schlüssel
durchstoßbar
ist und einen Schlitz freigibt, in den der Schlüssel einführbar ist. Durch Drehen eines
beispielsweise T- oder
L-förmigen
Schlüssels
im Inneren des Filterelementes, wobei der Schlüssel durch den Schlitz eingeführt ist,
kann dann das gesamte Filterelement zuverlässig bewegt, beziehungsweise
aus der Aufnahme gezogen werden.
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Vorzugsweise
ist die Perforation derart ausgestaltet, dass das Seitenband und/oder
der Faltenendabschnitt im Betrieb des Filterelementes eine ausreichende
Stabilität
aufweist und dabei insbesondere eine vorgegebene Steifigkeit hat.
Eine umlaufende Perforation um den Rahmen des Filterelementes, wobei
die Perforation mehrfach ausgeführt
sein kann, beispielsweise U- oder kreisförmig, hat den Vorteil, dass
im Demontagefall ein umlaufender Schlitz ausgebildet werden kann.
Unabhängig
von der konkreten Einbauposition, welche von Fahrzeugtyp zu Fahrzeugtyp
variieren kann, ist dann eine Entnahme leicht möglich ist, da immer ein perforierter Bereich
von außen
zugänglich
ist.
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In
noch einer Variante des Filterelementes weist das Seitenband mindestens
zwei Lagen auf, wobei eine den Querschnittskanten zugewandte Lage
nicht perforiert ist und eine den Querschnittskanten abgewandte
Lage mindestens eine Perforation aufweist. Damit kann gewährleistet
werden, dass die beiden aufeinander gelegten und beispielsweise durch
Verklebung miteinander verbundenen Lagen eine gute Stabilität und Dichtungseigenschaft
aufweisen und ferner durch beispielsweise Aufbrechen der von außen zugänglichen
Perforation eine Entnahmelasche entsteht.
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Das
Seitenband und/oder das Faltenpack weist zum Beispiel Polyestermaterial,
insbesondere Polyesterfasern auf. Als weitere Filtermaterialien kommen
insbesondere verfilzte Kunststofffasern in Frage. Grundsätzlich kann
jedoch jedes flexible oder feste Material, welches als Filtermedium
dienen kann, verwendet werden. Nur beispielhaft seien Zellulosematerialen,
PE, PVC oder natürliche
Fasern genannt.
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Die
Erfindung betrifft darüber
hinaus ein Verfahren zum Herstellen eines entsprechenden Filterelementes,
wobei das Seitenband und/oder ein jeweiliger Faltenendabschnitt
perforiert werden
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Zum
Beispiel kann das Seitenband als Seitenbandstreifen vor einem Aufkleben
auf die Querschnittskanten des Faltenpacks perforiert werden. Dies
hat den Vorteil, dass ein langer oder auch gewickelter Streifen
aus Seitenbandmaterial vorgehalten werden kann, welcher im Klebe-
oder Verbindungsprozess mit dem Faltenbalg oder Faltenpack ohne Abänderung üblicher
Herstellungsverfahren aufgebracht werden kann.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der
im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1:
eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Filterelementes;
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2:
eine Draufsicht eines Filterelementes;
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3: eine erste Ausführungsform eines Seitenbandes
mit Perforationen;
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4: eine zweite Ausführungsform eines Seitenbandes
mit Perforation;
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5: eine Ausführungsform eines zweilagigen
Seitenbandes mit Perforation; und
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6: Einzelteile eines Filterelementes zur Illustration
eines entsprechenden Herstellungsverfahrens.
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In
den Figuren sind gleiche beziehungsweise funktionsgleiche Elemente
mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes
angegeben ist.
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Ausführungsform(en)
der Erfindung
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Die 1 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Filterelementes. Dabei ist
ein Faltenpack 3 zwischen zwei Seitenbändern 2A, 2B vorgesehen. Das
Faltenpack 3 umfasst im Wesentlichen zickzack- oder ziehharmonikaförmig gefaltetes
Filtermaterial, so dass Faltabschnitte 3A zwischen jeweiligen
Faltkanten 3B auftreten. In der 1 ist das
Filterelement mit einer rechteckigen Grundfläche dargestellt. Es sind jedoch
andere Abmessungen oder Formen denkbar.
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Auf
die Querschnittskanten 4 der Faltungen des Faltenpacks
sind die beiden Seitenbänder 2A, 2B zum
Beispiel aufgeklebt. Die durch das Seitenband 2B perspektivisch
verdeckten Querschnittskanten 4 sind gepunktet dargestellt.
Ein Faltenendabschnitt 3C bildet zwischen den beiden Seitenbändern 2A, 2B einen
Teil eines Rahmens um das Faltenpack 3 aus. Gegenüber dem
Faltenendabschnitt 3C kann ebenso ein Teil des Rahmens
durch einen gegenüberliegenden
Faltenendabschnitt ausgebildet werden. Dies ist in der 1 dargestellt.
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Eine
Durchströmung
des Filterelementes 3 erfolgt in der Regel wie es in der 1 über den
Doppelpfeil FF angedeutet ist, senkrecht zu den Faltkanten beziehungsweise
senkrecht zu der aus dem Faltenpack ausgebildeten Fläche durch
den Rahmen. Das Seitenband 2B und der Seitenendabschnitt 3C ist
mit Perforationen 5 ausgestattet, die beispielsweise U-förmig ausgeführt sein
können.
Die Perforation 5 kann zum Beispiel durch eine Verjüngung der
Dicke des Seitenband- oder Faltenabschnittsmaterials realisiert
werden oder durch auf einer Perforationskurve vorliegende längliche
schmale Öffnungen
in dem jeweiligen Material geschaffen werden. Entlang der jeweiligen
Perforationskurve kann das Material auch stückweise durchschnitten werden,
und Materialstege halten das Seitenband zusammen.
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Durch
die Perforation ist es möglich,
entlang der Perforationen 5 das Seitenband- oder Faltenendabschnittmaterial
zu durchstoßen
und den inneren Bereich der jeweils sich ergebenden U-förmigen Lasche
als Griff zu verwenden. Denkbar ist auch ein Eingreifen in das Innere
des Filterelements mittels der sich durch das Durchstoßen der
Perforation 5 ergebenden Öffnung.
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In
der 2 ist ein in einem Einschub vorgesehenes Filterelement
in der Draufsicht dargestellt. Häufig
werden entsprechende Innenraumfilter aus Filterelementen in schubladenförmige Einschübe eingebracht.
Dass die beiden Seitenbänder 2A und 2B sowie
das dazwischen liegende Faltenpack 3 aufweisende Filterelement
lässt sich
durch die, aufgrund der Draufsicht nicht sichtbaren Perforationen
im Seitenband 2B, leicht aus der Aufnahme 6 herausziehen.
Durch das Aufbrechen des Seitenbandes 2B entlang der Perforation
beispielsweise mit einem Finger lässt sich eine Lasche 7 ausbilden.
An der Lasche 7 kann nun entlang des Pfeils DR das gesamte Filterelement
aus dem Einschub 6 herausgezogen werden.
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Vorteilhafterweise
sind dazu keine weiteren Hilfsmittel notwendig. In dem Beispiel
der 2 weist das Seitenband 2A keine Perforation
auf, während das
Seitenband 2B, welches von außen zugänglich ist, mit Perforationen
ausgestattet ist. Die Perforationen sind derart ausgeführt, dass
sie ohne großen Aufwand
aufgebrochen werden können,
jedoch im Betrieb des Filters eine ausreichende Stabilität, zum Beispiel
als Abdichtung gegenüber
einer Gehäusewand
des Gehäuses 6 aufweist.
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In
der 3 ist eine Ausführungsform
eines Seitenbandes perspektivisch dargestellt. In der 3A ist
das Seitenband 2 mit U-förmigen Perforationen 5 ausgestattet.
Die Perforationen 5 können
dabei zum Beispiel durch einzelne Schnitte, die unterbrochen sind,
ausgeführt
sein. Die 3B zeigt eine aufgebrochene
Perforation und die dadurch ausgebildete, von dem Seitenband 2 abstehende
Lasche 7. In dem Seitenband 2 selbst entsteht
dadurch ein Loch oder eine Öffnung 8.
Die Zerstörung
des Seitenbandes ist jedoch unschädlich, da ein Aufbrechen der Perforation 5 lediglich
zur Entnahme beziehungsweise Demontage des entsprechenden Filterelementes erfolgen
muss.
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Neben
der Darstellung in der 3 als Seitenband
kann die Perforation auch an einem Faltenendabschnitt, wie es in
der 1 angedeutet ist, angebracht werden.
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In
der 4 ist eine alternative Ausführungsform
eines Seitenbandes mit Perforation 5 dargestellt. Das Seitenband 2 hat
dabei eine Perforation 5, die durch aneinander gesetzte
Schnitte in dem Seitenbandmaterial längs dem Seitenband 23 ausgeführt sind.
Ferner ist ein Schlüssel 9 dargestellt,
der T-förmig
ausgebildet ist. Dabei ist ein gerader Griff 9 mit einem
quer dazu angeordneten Querabschnitt 9B vorgesehen. Um
ein entsprechendes Filterelement zu entnehmen, kann der untere Querabschnitt 9B auf die
Perforation 5 gesetzt werden und entlang des Pfeils P1
in das Filterelement eingedrückt
werden. Dadurch entsteht wie in der 4B dargestellt
ist, ein Schlitz oder eine Öffnung 8,
durch die der Schlüssel
beziehungsweise der Querabschnitt 9B in das Innere des
Filterelementes eindringt und gedreht werden kann, wie es durch
den Pfeil P2 angedeutet ist.
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Anschließend verkantet
der Schlüssel 9 mit dem
Schlitz 8 des geöffneten
Seitenbandes 2 und das Filterelement kann entlang dem Pfeil
P3 zum Beispiel aus einem Einschub herausgezogen werden.
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In
der 5 ist eine dritte Ausführungsform eines
Seitenbandes 2 dargestellt. Das Seitenband 2 gemäß der 5 weist zwei Lagen 2, 10 auf.
Die zweite Lage 10 ist schraffiert dargestellt und zum
Beispiel auf ein hier nicht dargestelltes Faltenpack aufgeklebt.
Die Perforationen 5 sind beispielhaft V-förmig dargestellt.
Jedoch ist nur die äußere Lage 2 des 2-lagigen Seitenbandes 2, 10 perforiert.
Somit kann zum Beispiel and der Spitze der jeweiligen V-förmigen Perforation 5 die
obere oder äußere Lage 2 abgezogen
werden, so dass sich eine Lasche 7 bildet. Dies ist in
der 5B dargestellt. Es ergibt sich somit eine Öffnung in
der äußeren Lage 2,
die jedoch noch von der unteren Lage 10 verschlossen ist.
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Eine
2-lagige oder mehrlagige Ausführung des
Seitenbandes ” kann
den Vorteil haben, dass insgesamt das Seitenband durch die Perforation
nicht geschwächt
wird. Im aufeinander liegenden Zustand der beiden Lagen 2 und 10 ist
daher eine ausreichende Stabilität
gewährleistet.
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Schließlich ist
in der 6 schematisch dargestellt,
wie ein entsprechendes Filterelement mit perforierten Seitenbändern oder
Seitenendabschnitten hergestellt werden kann. Dazu wird zunächst ein Faltenpack 3 aus
Filtermaterial bereitgestellt. Dies zeigt die 6a.
Ferner wird ein Seitenbandstreifen 2, wie er in der 6b schematisch
dargestellt ist, mit einer Perforation 5 versehen. Dies
zeigt die 6c. Die Perforationen 5 sind
zum Beispiel kreisförmig
ausgeführt,
so dass der kreisförmige
Innenraum 11, welcher von der Perforation 5 umschlossen ist,
zum Beispiel durch einen Finger eingedrückt werden kann, wodurch das
Seitenband zwar zerstört wird,
aber beispielsweise beim Durchstoßen mehrerer kreisförmiger Perforationen 5 das
gesamte Filterelement 1 gegriffen werden kann.
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Anschließend wird
das Seitenband 2, welches bereits mit der Perforation 5 versehen
ist, wie in der 6D dargestellt ist, auf die
Querschnittskanten 4 der Faltenabschnitte aufgeklebt. Somit
wird ein Filterelement 1 mit einem zwischen Seitenbändern 2 vorliegenden
Faltenpack gebildet. Dabei stellen beispielsweise die Faltenendabschnitte 3C und
die Seitenbänder 2 einen
Rahmen um das Filterelement 1 dar.
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Obwohl
die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert wurde,
ist sie nicht darauf beschränkt,
sondern vielfältig
modifizierbar. Die geometrischen Formen der Perforationen können selbstverständlich verändert werden
und den Gegebenheiten beliebig angepasst werden. Ferner sind kompliziertere
Formen von Filterelementen denkbar, sowie verschiedene Materialien
für Faltenpacks
und/oder Seitenbänder
einsetzbar.