DE202009000969U1 - filter element - Google Patents
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Abstract
Filterelement, aufweisend ein Filtermedium (11) und Endscheiben (12), wobei das Filtermedium (11) eine Vielzahl von aneinander anschließenden Falten (17) mit einem Faltengrund (25) und Faltenspitzen (22) aufweist, wobei zwischen dem Faltengrund (25) und der Faltenspitze (22) eine Faltenhöhe (H) gebildet ist, wobei das Filtermedium (11) ringförmig geschlossen ist, und wobei die Endscheiben (12) mit dem Filtermedium (11) an dessen Stirnseiten (19) dichtend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem Teilbereich des Filtermediums (11) die Faltenhöhe (H) zwischen den benachbarten Falten (17) über mehrere Falten (17) hinweg zu- bzw. abnimmt.A filter element comprising a filter medium (11) and end discs (12), the filter medium (11) having a plurality of contiguous pleats (17) with a pleat base (25) and pleat tips (22) between the pleat base (25) and the fold tip (22) has a fold height (H), wherein the filter medium (11) is closed annularly, and wherein the end disks (12) are sealingly connected to the filter medium (11) at its end faces (19), characterized in that at least in a partial region of the filter medium (11) increases or decreases the pleat height (H) between the adjacent pleats (17) over a plurality of pleats (17).
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Filterelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und 10.The The invention relates to a filter element according to the preamble of the claim 1 and 10.
Stand der TechnikState of the art
Aus
der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement zu schaffen, welches in Bauräume mit speziellen Geometrien integriert werden kann. Eine Weitere Aufgabe besteht darin, ein Filterelement zu schaffen, welches bei speziell ausgebildeten Geometrien über eine maximale Filterfläche verfügt. Gemäß einer weiteren Aufgabe, ist ein Filterelement zu schaffen, welches an Beladungsverteilungen anpassbar ist. Eine weitere Aufgabe betrifft die Herstellung eines Filterelements, welches in spezielle Bauräume eingesetzt werden kann. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein speziell ausgeformtes Filterelement kostengünstig herzustellen.Of the Invention has for its object to provide a filter element, which is integrated in construction spaces with special geometries can be. Another object is to provide a filter element to create which with specially trained geometries over has a maximum filter area. According to one Another object is to provide a filter element which Loading distributions is customizable. Another task concerns the production of a filter element, which in special installation spaces can be used. Another task is a Produce specially shaped filter element cost.
Diese Aufgaben werden durch die zu- bzw. abnehmende Faltenhöhe mehrerer zueinander benachbarten Falten gelöst.These Tasks become due to the increasing or decreasing fold height solved several adjacent folds.
Die kostengünstige Herstellung des Filterelementes wird durch die Variierung des Vorschubverhältnisses des Filtermediums im Verhältnis zu der Rotationsgeschwindigkeit der Prägewalzen gelöst.The cost-effective production of the filter element is by the variation of the feed ratio of the filter medium in relation to the rotational speed of the embossing rolls solved.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Filterelement ist zur Reinigung eines gasförmigen oder flüssigen Fluids vorgesehen. Insbesondere ist das Filterelement zur Reinigung von Fluiden, die Brennkraftmaschinen, wie z. B. in Kraftfahrzeugen, zugeführt werden, vorgesehen. Derartige Fluide sind z. B. Kraftstoffe, Öle oder Luft. Das Filterelement verfügt über Endscheiben und ein plissierbares, ringförmig geschlossenes Filtermedium, welches aus unterschiedlichen Materialien, wie z. B. Zellulose, metallische oder synthetische Fasern oder Gemische daraus, bestehen kann. Das Filtermedium weist eine Vielzahl von aneinander anschließenden Falten auf, wobei eine Falte über einen Faltengrund und eine Faltenspitze verfügt. Zwischen dem Faltengrund und der Faltenspitze ist die Faltenhöhe gebildet. Die Faltenhöhe ist abhängig von einer vorgegebenen Faltenteilung, welche einen Winkel zwischen Faltenschenkeln bedingt. Bei einem kleinen Winkel zwischen den Faltenschenkeln ist die Faltenhöhe größer, wodurch auf einer vorgegebenen Fläche mehr Falten und somit eine größere Filterfläche untergebracht werden kann. Bei einem großen Winkel zwischen den Faltenschenkeln ist die Faltenhöhe geringer. Hierbei können jedoch nur wenige Falten vorgesehen werden, wo durch die effektive Filterfläche geringer ist. Um bei vorgegebener, konstanter Faltenteilung, welche optimale An- bzw. Abströmbedingungen ermöglicht, unterschiedliche Faltenhöhen zu realisieren, wird die Länge der Faltenschenkel variiert. Diese Faltenhöhe nimmt bei konstanter Faltenteilung zumindest in einem Teilbereich des Filtermediums zwischen den benachbarten Falten über mehrere Falten hinweg zu bzw. ab. Somit sind besondere geometrische Formen, welche von der üblichen Zylinderform abweichen, mit maximaler Filterfläche realisierbar. Durch das ringförmige Zusammenschließen des plissierten Filtermediums werden zwei Stirnseiten gebildet, welche mit Endscheiben dichtend verbunden werden. Die Endscheiben können aus einem beliebigen, formbeständigen Material, wie z. B. Metall oder Kunststoff, bestehen. Hierbei kann das Filtermedium durch geeignete Verfahren mit den Endscheiben verbunden werden. Vorzugsweise kann die Verbindung durch z. B. Verschweißen, Verkleben oder in die Endscheibe einschmelzen gebildet werden. Die Endscheiben weisen eine Querschnittsfläche auf, welche an die besondere Geometrie des Einbauraumes angepasst ist und welche die Stirnfläche des Filtermediums überdeckt. Durch die zu- bzw. abnehmenden Faltenhöhe können Filterelemente geschaffen werden, welche mit maximaler Filterfläche in beengte Bauräume bzw. in Bauräume mit Störkonturen und störenden Bauteilwänden integriert werden können. Hierbei können die Faltenspitzen des Filtermediums Raumkurven folgen, ohne dass die Faltenteilung verändert wird und Filterfläche verloren geht.The Filter element according to the invention is for cleaning a gaseous or liquid fluid provided. In particular, the filter element for cleaning fluids, the Internal combustion engines, such as. B. in motor vehicles supplied be provided. Such fluids are z. As fuels, oils or Air. The filter element has end discs and a pleatable, annularly closed filter medium, which made of different materials, such. Cellulose, metallic or synthetic fibers or mixtures thereof can. The filter medium has a plurality of adjoining ones Wrinkles on, with a fold over a wrinkle bottom and has a fold tip. Between the fold bottom and the fold tip is the fold height formed. The fold height depends on a given folding division, which an angle between pleat legs conditional. With a small one Angle between the pleat legs is the pleat height larger, thereby reducing to a given area more wrinkles and thus a larger filter surface can be accommodated. At a big angle between the wrinkle legs, the wrinkle height is lower. in this connection However, only a few wrinkles can be provided by where the effective filter area is lower. Order at given, constant folding pitch, which optimal arrival or downstream conditions allows you to realize different levels of folds, the length of the pleat legs is varied. This wrinkle height takes at constant Faltenteilung at least in a partial area of the filter medium between the adjacent folds over several Fold away to or from. Thus, special geometric shapes, which deviate from the usual cylindrical shape, with maximum Filter surface feasible. Through the annular Join together the pleated filter media formed two end faces, which sealingly connected to end plates become. The end discs can be made of any shape-retaining Material, such. As metal or plastic, exist. Here can the filter medium connected by suitable methods with the end plates become. Preferably, the compound by z. B. welding, Gluing or melting into the end plate are formed. The End plates have a cross-sectional area, which is adapted to the particular geometry of the installation space and which the end face of the filter medium covered. By the increasing or decreasing fold height can create filter elements which, with maximum filter surface in confined spaces or in installation spaces with interference contours and interfering Component walls can be integrated. in this connection the pleat tips of the filter medium can follow space curves, without changing the folding pitch and filter area get lost.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung nimmt die Faltenhöhe der benachbarten Falten kontinuierlich zu bzw. ab. So ist ein „nahtloser” Übergang zwischen in dem Verlauf der Faltenspitzen erreicht. Die Faltenhöhe vergrößert bzw. verkleinert sich bezogen auf die Faltenhöhe der angrenzenden Falte um weniger als die Hälfte der benachbarten Faltenhöhe. Vorzugsweise beträgt der Faltenhöhenunterschied zwischen den benachbarten Falten weniger als ¼ der Faltenhöhe. Somit verfügt das Filterelement über fließende Konturen, welche für eine optimale An- bzw. Abströmung vorteilhaft sind. Weiterhin kann das Filterelement an Biegungen optimal angepasst werden.at an advantageous embodiment takes the fold height the adjacent folds continuously to or from. So is a "seamless" transition reached between in the course of the pleat tips. The fold height increases or decreases in relation to the Fold height of the adjacent fold by less than half the adjacent fold height. Preferably the wrinkle height difference between the adjacent wrinkles less than ¼ of the fold height. Thus features the filter element over flowing contours, which advantageous for an optimal inflow and outflow are. Furthermore, the filter element can be optimally adapted to bends become.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung nimmt die Faltenhöhe zwischen den benachbarten Falten sprunghaft zu bzw. ab. Hierbei ist der Faltenhöhenunterschied zwischen den benachbarten Falten größer oder gleich ¼ der Faltenhöhe wobei auf einen Höhensprung zwischen den benachbarten Falten auch kontinuierliche Zu- bzw. Abnahmen der Faltenhöhe folgen können. Somit ist eine Anpassung des Filterelements mit größtmöglicher Filterfläche auch an extrem beengte bzw. kompliziert gestaltete Bauräume möglich.According to one alternative embodiment takes the pleat height between the adjacent folds jump to and from. Here is the wrinkle height difference between the adjacent folds greater than or equal to ¼ of Wrinkle height being at a height jump between the adjacent folds also continuous increases or decreases of Can follow fold height. Thus, an adaptation of the Filter element with the largest possible filter surface, too in extremely cramped or complicated designed spaces possible.
Erfindungsgemäß nimmt die Faltenhöhe derart zu- bzw. ab, dass bei einem kreisförmigen Innenquerschnitt des ringförmig geschlossenen Filtermediums durch die Faltenspitzen ein nicht kreisförmiger Außenquerschnitt gebildet ist. Der kreisförmige Innenquerschnitt ist vorteilhaft, um das Filterelement einfach an einen Anschlussstutzen anzuschließen und abzudichten. Hierbei verfügt zumindest eine der Endscheiben über eine kreisförmige Öffnung, welche kleiner ist, als der durch das Filtermedium gebildete Innenquerschnitt. Durch die konstante Faltenteilung kann eine optimale An- bzw. Abströmung des zu reinigenden Fluids nach bzw. von Innen erfolgen. Der nicht kreisförmige Außenquerschnitt, welcher durch die Faltenspitzen gebildet wird, kann z. B. Einkerbungen oder Wellenkonturen aufweisen, welche eine optimale Ausnutzung des Bauraumes ermöglichen.According to the invention takes the pleat height in such a way or from that in a circular Inner cross section of the annular closed filter medium through the pleat tips a non-circular outer cross-section is formed. The circular inner cross section is advantageous to easily connect the filter element to a connecting piece and seal. In this case, at least one of the end plates has over a circular opening, which is smaller as the inner cross section formed by the filter medium. By the Constant fold division can be an optimal inflow or outflow of the fluid to be cleaned to or from inside. Not circular outer cross-section, which through the Wrinkle tips is formed, z. B. notches or wave contours have, which allow optimal utilization of space.
Gemäß einer besonderen Ausführung der Erfindung ist der nicht kreisförmige Außenquerschnitt der Faltenspitzen dreieckförmig ausgebildet, wobei der Innenquerschnitt kreisförmig ausgeführt ist. Durch diese Ausführung kann das Filterelement in keilförmige Bauräume integriert werden, ohne dass die effektive Filterfläche reduziert ist. Somit ist eine optimale Filterstandzeit, Schmutzaufnahme und Durchströmbarkeit mit minimalen Druckverlusten realisiert.According to one special embodiment of the invention is the non-circular Outer cross section of the pleat tips triangular formed, wherein the inner cross section is circular is. By this embodiment, the filter element in wedge-shaped Building spaces can be integrated without affecting the effective filter area is reduced. Thus, an optimal filter life, dirt pickup and Durchströmbarkeit realized with minimal pressure losses.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist der nicht kreisförmige Außenquerschnitt der Faltenspitzen kleeblattförmig ausgebildet. Somit kann das Filterelement mit größtmöglicher Filterfläche in entsprechend eingekerbte Bauräume integriert werden.According to one alternative embodiment is the non-circular outer cross-section the fold tips clover-shaped. Thus, can the filter element with the greatest possible Filter surface in corresponding notched installation spaces to get integrated.
Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung nehmen die Faltenhöhen derart zu- bzw. ab, dass bei einem kreisförmigen Innenquerschnitt des ringförmig geschlossenen Filtermediums ein kreisförmiger Außenquerschnitt durch die Faltenspitzen gebildet ist, wobei der Innenquerschnitt exzentrisch zu dem Außenquerschnitt angeordnet ist. Bei dieser Ausgestaltung kann ein zylindrisch ausgebildetes Filterelement in einen zylindrisch ausgebildeten Bauraum integriert werden, wobei der Ein- bzw. Auslass, welcher mit der Endscheibe korrespondiert exzentrisch angeordnet ist.at a special embodiment of the invention take the fold heights in such a way that the case of a circular inner cross section of the annular closed filter medium a circular Outer cross section is formed by the pleat tips, wherein the inner cross section is eccentric to the outer cross section is arranged. In this embodiment, a cylindrically shaped Filter element integrated in a cylindrically designed space be, with the inlet and outlet, which with the end plate corresponds arranged eccentrically.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung nehmen die Faltenhöhen derart zu- bzw. ab, dass bei einem kreisförmigen Außenquerschnitt der Faltenspitzen ein nicht kreisförmiger Innenquerschnitt gebildet ist. Hierbei kann die Endscheibe mit einem Stutzen beliebigen Querschnitts verbunden werden, ohne dass die Filterfläche erheblich reduziert wird.According to one alternative embodiment of the invention take the fold heights in such a way that the case of a circular outer cross section of Pleat tips a non-circular inner cross section is formed. Here, the end plate with a nozzle arbitrary Cross section can be connected without the filter surface is significantly reduced.
Es ist vorteilhaft, dass die Faltenspitzen über eine Lagefixierung ortsfest gehalten sind. Hierbei kann die Lagefixierung, welche z. B. durch eine Leimraupe, einen Fadenwickel oder ein Stützgitter gebildet wird, mit den Faltenspitzen verbunden sein. Diese Verbindung kann z. B. durch Verschweißen oder Verkleben erzeugt werden.It It is advantageous that the pleat tips on a positional fixation are held stationary. Here, the position fixing, which z. B. by a glue bead, a filament winding or a support grid is formed, be associated with the pleat tips. This connection can z. B. generated by welding or gluing.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das Filterelement als Flachfilterelement, insbesondere zur Reinigung von Luft ausgebildet. Das Filterelement kann hierbei zur Reinigung der zur Verbrennung benötigten Luft einer Brennkraftmaschine oder für einen Fahrgastinnenraum verwendet werden. Das Filterelement verfügt über ein Filtermedium, welches zick-zack-förmig gefaltet ist. Das Filtermedium ist von einer umlaufenden Dichtung umgeben, welche als z. B. Dichtwulst oder Dichtungsband ausgebildet ist. Hierbei kann der Dichtungswulst z. B. aus einem PUR-Schaum oder Kautschuk gebildet sein. Das Dichtungsband kann aus einem Papier-, Karton- oder Filtermediumsstreifen gebildet sein. Die Dichtung ist mit den umlaufenden Seiten, insbesondere den Stirnseiten, des Filtermediums dichtend verbun den. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Seiten des Filtermediums dichtend von dem Dichtungsmaterial umschlossen sind. Das Filtermedium ist durch eine einzige einstückige Bahn gebildet, in welche Faltkanten eingebracht sind. Die Faltkanten sind in unterschiedlichen Abständen in dem Filtermedium angeordnet, je nachdem, wie hoch eine Falte sein soll. Niedrige Falten verfügen über näher beieinander angeordnete Faltkanten, als höhere Falten. Die Faltkanten bilden entsprechend ihrer Anordnung nach dem Aufstellen einen Faltengrund oder eine Faltenspitze. Erfindungsgemäß nimmt zumindest in einem Teilbereich des Filtermediums die Faltenhöhe zwischen den benachbarten Falten über mehrere Falten hinweg zu- bzw. ab, wobei die Faltenteilung der Falten konstant ist. Hierbei kann die Faltenhöhe der aufeinander folgenden Falten stetig zu- bzw. abnehmen oder die Faltenhöhe sprunghaft zu nehmen und diese Faltenhöhe über mehrere Falten hinweg beibehalten werden. Somit kann das Filterelement über eine ausreichend große Filterfläche verfügen und in beengte Bauräume integriert werden. Weiterhin kann das Filterelement an besondere Beladungsverteilungen angepasst werden. Hierbei kann die Filterfläche in den Bereichen, in denen eine höhere Schmutzaufnahmekapazität erforderlich ist, durch eine vergrößerte Faltenhöhe, vergrößert werden. Derartige Bereiche können z. B. im Bereich des Einlasses für das zu reinigende Fluid angeordnet sein. Die oben ausgeführten Ausgestaltungen der ringförmig geschlossenen Filterelemente können analog auf das Flachfilterelement übertragen werden.According to an alternative embodiment of the invention, the filter element is designed as a flat filter element, in particular for cleaning air. The filter element can in this case be used for cleaning the air required for combustion of an internal combustion engine or for a passenger compartment. The filter element has a filter medium which is folded in a zig-zag shape. The filter medium is surrounded by a circumferential seal, which as z. B. sealing bead or sealing tape is formed. Here, the sealing bead z. B. be formed from a polyurethane foam or rubber. The sealing tape may be formed from a paper, cardboard or filter media strip. The seal is the peripheral sides, in particular the front sides, the filter medium sealing the verbun. It is advantageous if the sides of the filter medium are sealingly enclosed by the sealing material. The filter medium is formed by a single integral web, in which fold edges are introduced. The fold edges are arranged at different distances in the filter medium, depending on how high a fold should be. Low wrinkles have folded creases closer together than higher creases. The folded edges form according to their arrangement after setting up a wrinkle bottom or a fold tip. According to the invention, the fold height between the adjacent folds increases or decreases over several folds, at least in a partial area of the filter medium, the fold pitch of the folds being constant. In this case, the wrinkle height of the successive wrinkles can increase or decrease continuously or the height of the wrinkles can suddenly be increased and this wrinkle height can be maintained over several folds. Thus, the filter element can have a sufficiently large filter surface and be integrated in tight spaces. Furthermore, the filter element can be adapted to particular load distributions. In this case, the filter surface in the areas in which a higher dirt holding capacity is required by an increased fold height, be increased. Such areas k nen z. B. be arranged in the region of the inlet for the fluid to be cleaned. The above-described embodiments of the annular closed filter elements can be analogously transferred to the flat filter element.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigt:The Invention will be described below with reference to schematic embodiments explained in more detail. Hereby shows:
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention
In
Nachfolgen
wird die Erfindung anhand von
In
In
In
Das
Dreiecksfilterelement
In
In
In
In
In
Um
das Filtermedium
Wenn
bei konstanter Drehzahl D die Vorschubgeschwindigkeit v durch die
Mediumsführung
Alternativ
oder Ergänzend zu der Variation der Vorschubgeschwindigkeit
v kann auch die Drehzahl D verändert werden. Bei einer
höheren Drehzahl D werden kürzere Faltenschenkel
Durch
eine Steuerung der Drehzahl D bzw. Mediumsführung
In
In
In
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