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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft einen Filtereinsatz zum Einbau in einen Strömungskanal
mit einem aus einem zickzackförmig
gefalteten Filtervlies bestehenden Faltenbalg und mit mindestens
einer an einer parallel zu den Falten verlaufenden Stirnseite des
Faltenbalgs angeordneten, biegeelastischen Dichtlasche, wobei die
Dichtlasche mit einer mindestens die beiden äußeren, zu der Stirnseite benachbarten
Falten überdeckenden
Versteifungslasche entlang einer Verbindungslinie verbunden ist,
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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In
vielen technischen Gebieten, in denen es notwendig ist, einem Raum
durch einen Strömungskanal
Luft aus der Umgebung zuzuführen,
ist in dem Strömungskanal
ein Filtereinsatz angeordnet, um die mit Aerosolen, Pollen oder
Geruchsstoffen angereicherte Umgebungsluft vor dem Einbringen in
den Raum zu reinigen.
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Um
eine zuverlässige
Filterung zu gewährleisten,
darf die Luft nicht durch Spalte zwischen dem Filtereinsatz und
der Wandung des Strömungskanals hindurchströmen, sondern
muss durch den Filtereinsatz geleitet werden. Um das Vorbeiströmen der
Luft an einem in einen Strömungskanal
eingebauten Luftfilter zu verhindern, besteht ein Luftfilter im
Wesentlichen aus einem aus einem zickzackförmig gefalteten Filtervlies
hergestellten Faltenbalg, welcher vorzugsweise an seinen quer zu
den Falten verlaufenden Längskanten
und gegebenenfalls auch an seinen parallel zu den Falten verlaufenden
Stirnseiten mit einem Dichtstreifen versehen ist, der beim Einbau
in den Strömungskanal
gegen die Wandung des Strömungskanals
gepresst wird und so eine Abdichtung zwischen Wandung und Faltenbalg
ermöglichen
soll. Wegen der zickzackförmigen
Faltung des Faltenbalgs weist der Faltenbalg an seinen Stirnseiten
keine ausreichend große
Stabilität
auf, die genügen würde, um
den in diesem Bereich erforderlichen Anpressdruck gegenüber der
Wandung eines Strömungskanals
zu erzeugen.
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Aus
der
DE 195 12 678
C1 ist bekannt, an den zu einer Stirnseite benachbarten
Falten eines Faltenbalgs eine kombinierte, wurzelzeichenförmige Versteifungs- und Dichtlasche
anzuordnen, wobei das V des Wurzelzeichens in Strömungsrichtung
geöffnet
ist und die mit den Falten verbundene Versteifungslasche den Faltenbalg
an seiner Stirnseite versteift. Nachteilig an dieser Lösung ist,
dass die in das V greifende Strömung
zwar einen Teil der V-förmigen Dichtlasche
gegen die Wandung des Strömungskanals
drückt,
gleichzeitig aber den anderen Teil der V-förmigen Dichtlasche von der
Wandung wegdrückt, so
dass unter Umständen
keine oder nur eine geringe Verbesserung der Dichtwirkung feststellbar
ist.
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In
der
DE 202 11 500.3 wird
vorgeschlagen, einen Faltenbalg an seinen Längskanten mit einem Dichtstreifen
zu versehen, der mit einer senkrecht zur Oberfläche des Dichtstreifens und
in einer Ebene mit der Ebene des Faltenbalgs angeordneten Dichtlasche
versehen ist. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass sie nicht für die Stirnseiten
des Faltenbalgs anwendbar ist, da keine Versteifungslaschen in der Ebene
des Faltenbalgs vorgesehen sind, so dass der Faltenbalg an seinen
Stirnseiten orthogonal zu den Falten ausweichen kann.
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In
der
DE 102 31 696.1 wird
vorgeschlagen, das Filtervlies eines Faltenbalgs an den stirnseitigen Enden
im Bereich der jeweils äußersten
Falte durch eine Endkappe zu versteifen, wobei die Endkappe mit
einer Dichtlasche versehen ist. Nachteilig an dieser Lösung ist,
dass die Endkappe nur der Versteifung der letzten Falte parallel
zu den benachbarten Falten dient, wodurch eine für eine zuverlässige Abdichtung
erforderliche Krafteinleitung quer zu den Falten nicht ermöglicht wird.
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Technische Aufgabe der Erfindung
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Filtereinsatz
zum Einbau in einen Strömungskanal
zu entwickeln, der insbesondere im Bereich seiner parallel zu den
Falten verlaufenden Stirnseiten zuverlässig gegenüber der Wandung eines Strömungskanals
abgedichtet werden kann und einen einfachen und dadurch kostensparenden
Aufbau aufweist.
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Offenbarung der Erfindung
und deren Vorteile
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Die
Lösung
der Aufgabe besteht bei einem Filtereinsatz der genannten Gattung
darin, dass die Versteifungslasche an der stromabwärts gerichteten Seite
des Faltenbalgs angeordnet ist, wobei das Filtervlies nach der jeweils
stirnseitigen äußersten
Falte an der Verbindungslinie endet und die Dichtlasche mit ihrem
der Verbindungslinie abgewandten Ende über die Stirnseite des Faltenbalgs
hinauskragt und entlang der Verbindungslinie stromaufwärts geknickt ist.
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Der
erfindungsgemäße Filtereinsatz
zum Einbau in einen Strömungskanal
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs weist gegenüber dem
Stand der Technik den Vorteil auf, dass die Versteifungslasche an
der stromabwärts
gerichteten Seite des Faltenbalgs angeordnet ist, wobei das Filtervlies
nach der jeweils stirnseitigen äußersten Falte
an der Verbindungslinie endet und die biegeelastische Dichtlasche
mit ihrem der Verbindungslinie abgewandten Ende über die Stirnseite des Faltenbalgs
hinauskragt und entlang der Verbindungslinie stromaufwärts geknickt
ist. Auf diese Weise presst der Staudruck des durch den Filtereinsatz
hindurchströmenden
Mediums die Dichtlasche im eingebauten Zustand zusätzlich zu
der entgegen der Knickrichtung wirkenden Rückfederkraft des biegeelastischen
Materials der Dichtlasche gegen die Wandung des Strömungskanals
im Einbauquerschnitt. Die Verbindung zwischen den äußeren, jeweils
zu einer Stirnseite benachbarten Falten des Faltenbalgs, der Dichtlasche
und der Versteifungslasche erfolgt beispielsweise durch Kleben oder
Schweißen,
wobei für letzteres
ein thermoplastisches Material für
den Faltenbalg, die Dichtlasche und die Versteifungslasche Verwendung
findet und vorzugsweise ein Ultraschallschweißverfahren angewandt wird.
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Die
Längskanten
des Faltenbalgs können dabei
an den Querschnittverlauf des Strömungskanals im Einbauquerschnitt
angepasst sein und in einem beliebigen, entlang einer Längskante
veränderlichen
Winkel quer zu den Falten des Faltenbalgs kurvenförmig verlaufen.
Durch die Anordnung der Versteifungslasche auf der stromab gewandten
Seite des Faltenbalgs und die Verbindung der Versteifungslasche
sowohl mit dem Ende des Filtervlies an der jeweils äußersten
Falte als auch mit mindestens der nächsten, zu der Stirnseite des
Faltenbalge benachbarten Falte des Faltenbalgs wird eine Versteifungswirkung
des Filtereinsatzes an den konstruktiv bedingt weichen Enden des
Faltenbalgs genau an den Stellen erreicht, an denen die Krafteinleitung
der federnd gegen die Wandung des Strömungskanals drückenden
Dichtlasche in den Faltenbalg erfolgt, so dass gegenüber dem
Stand der Technik eine bessere stirnseitige Abdichtung zwischen
Filtereinsatz und der Wandung eines Strömungskanals erzielt wird.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Versteifungslasche
und die Dichtlasche gemeinsam aus einem Teil bestehen, so dass bei
der Herstellung des erfindungsgemäßen Filtereinsatzes kein zusätzlicher
Arbeitsgang zur Verbindung der Dichtlasche mit der Versteifungslasche erforderlich
ist.
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Eine
vorteilhafte und bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor,
dass an der Verbindungslinie zwischen Versteifungslasche und Dichtlasche
eine Sollknicklinie, beispielsweise durch eine Perforation oder
einen Schnitt, eingearbeitet ist, um einen präzisen, stromaufwärts gerichteten
Knick der Dichtlasche gegenüber
der Versteifungslasche entlang der Verbindungslinie zu erhalten.
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Bei
der Ausgestaltung eines Filtereinsatz mit mindestens einem an einer
quer zu den Falten verlaufenden Längskante des Faltenbalgs angeordneten
Dichtstreifen sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der
Erfindung vor, dass die an der stromabwärts gewandten Seite des Faltenbalgs
angeordnete Versteifungslasche zusätzlich über Eck mit dem an der Längskante
angeordneten Dichtstreifen, beispielsweise durch Kleben oder Schweißen verbunden
ist, so dass der Filtereinsatz an den Stirnseiten nochmals versteift
wird.
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Eine
zusätzliche,
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Versteifungslasche kastenförmig ausgebildet
ist und mindestes die beiden äußersten,
zu der Stirnseite benachbarten Falten des Faltenbalgs sowohl an
der Längskante,
als auch an der stromabwärts
gerichteten Seite des Faltenbalgs umfasst, wobei durch die kastenförmige Ausgestaltung
der Verbindungslasche eine zusätzliche
Versteifung der stirnseitigen Endbereiche des Faltenbalgs erreicht
wird, wodurch im in den Strömungskanal
eingebauten Zustand des Filtereinsatzes ein verbessertes Anliegen
der Dichtlasche an der Wandung des Strömungskanals erzielbar ist.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
mindestens eine mit einer Versteifungslasche verbundene Dichtlasche
an einer gerade verlaufenden Längskante
des Faltenbalgs angeordnet ist, wobei die Versteifungslasche einen
Randbereich parallel zu der Längskante
quer zu den Falten überdeckt.
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Eine
andere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht
vor, dass der Faltenbalg rechteckig ist und an beiden Stirnseiten
und an beiden Längskanten
jeweils eine Dichtlasche angeordnet ist.
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Bei
der Ausgestaltung eines Filtereinsatz mit mindestens einem an einer
quer zu den Falten verlaufenden Längskante des Faltenbalgs angeordneten
Dichtstreifen sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der
Erfindung vor, dass die an der Längskante
angeordnete Dichtlasche anstelle mit einer Versteifungslasche mit
dem an der Längskante
angeordneten Dichtstreifen entlang einer Verbindungslinie verbunden
ist.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnung, in der zeigen:
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1 einen Schnitt parallel
zu einer Längskante
eines erfindungsgemäßen Filtereinsatzes
im Bereich einer Stirnseite,
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2 eine perspektivische Ansicht
eines erfindungsgemäßen Filtereinsatzes
im Bereich einer Stirnseite,
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3 eine perspektivische Ansicht
eines erfindungsgemäßen Filtereinsatzes
im Bereich einer Stirnseite mit einer kastenförmigen Versteifungslasche und
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4 eine Detailansicht einer
aus einem Teil bestehenden Verbindungs- und Dichtlasche mit einer eingeschnittenen
Sollknicklinie entlang der Verbindungslinie.
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Wege zur Ausführung der
Erfindung
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sDer
in 1 in einem Schnitt
parallel zu einer Längskante
dargestellte Filtereinsatz besteht in seinem stirnseitigen Bereich
aus einem Faltenbalg 2, welcher aus einem zickzackförmig zu
Falten F gefalteten Filtervlies hergestellt ist und der auf seiner stromab
gerichteten Seite, das ist die der Anblasrichtung abgewandte Seite,
im Bereich seiner Stirnseite mit einer Versteifungslasche 1A fest
verbunden ist, welche im gezeigten Beispiel die äußersten drei, zu der Stirnseite
benachbarten Falten F überdeckt
und mit einer Dichtlasche 1B entlang einer längs parallel zu
den Falten F verlaufenden Verbindungslinie V verbunden ist. Das
Filtervlies endet mit der letzten Falte F an der Verbindungslinie
V zwischen der Versteifungslasche 1A und der Dichtlasche 1B,
welche gemeinsam als integral einteilige Versteifungs- und Dichtlasche 1 ausgebildet
sind. Auf der stromabwärts gerichteten
Seite der einteiligen Versteifungs- und Dichtlasche 1 ist
eine Sollknickstelle K eingearbeitet, welche deckungsgleich mit
der Verbindungslinie V ist und entlang der die Dichtlasche 1B entgegen
der Strömungsrichtung
S stromaufwärts
geknickt ist.
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In 2 ist zu erkennen, wie die
Dichtlasche 1B entlang der Verbindungslinie V entgegen
der Strömungsrichtung
S stromaufwärts
geknickt ist, so dass die Dichtlasche 1B bei einem Ausweichen
gegenüber
der Strömung
eine zunehmende Auskragung erfährt,
wodurch die wirksame Anströmfläche und
damit die Anpresskraft der Dichtlasche 1B gegenüber einer
der Stirnseite des Filtereinsatzes gegenüberliegenden Wandung eines
(nichtgezeigten) Strömungskanals
vergrößert wird,
so dass eine zuverlässige Dichtwirkung
der Dichtlasche 1B gewährleistet
ist. Um die Reaktionskräfte
in den Faltenbalg 2 abzuleiten, ist an der stromabwärts gerichteten
Seite des Faltenbalgs 2 eine mit den drei äußersten,
zu der Stirnseite benachbarten Falten F durch Ultraschallschweißen verbundene
Versteifungslasche 1A angeordnet, welche mit der Dichtlasche 1B entlang
der Verbindungslinie V ebenfalls mittels Ultraschallschweißen verbunden
ist.
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3 zeigt einen erfindungsgemäßen Filtereinsatz,
bei dem die Versteifungslasche 1A kastenförmig ausgebildet
ist und den Faltenbalg 2 im Bereich der Stirnseite sowohl
an der Stirnseite, als auch an den Längskanten und an den stromauf-
und stromabwärts
gerichteten Seiten des Faltenbalgs 2 umfasst, so dass in
dem gezeigten Beispiel zwei Falten F innerhalb des Kastens 1A aufgenommen
sind. An der stromabwärts
gerichteten Seite des Faltenbalgs 2 ist die Dichtlasche 1B mit
der Versteifungslasche 1A entlang einer von der die Stirnseite
abdeckenden Fläche
des Kastens und von der die stromabwärts gerichtete Seite des Faltenbalgs 2 abdeckenden
Fläche
des Kastens gebildeten Kante entlang einer Verbindungslinie V verbunden.
Die Versteifungswirkung im stirnseitigen Bereich der kastenförmig ausgebildeten
Versteifungslasche 1A ist nochmals gegenüber einer
nur mit den stromabwärts
gerichteten Falten F des Faltenbalgs 2 verbundenen Versteifungslasche 1A verbessert.
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In 4 ist eine Detailansicht
einer einteiligen Versteifungs- und Dichtlasche 1 gezeigt,
bei der entlang der Verbindungslinie V zwischen Versteifungslasche 1A und
Dichtlasche 1B eine Sollknicklinie K durch einen Schnitt
eingearbeitet ist, entlang der die Dichtlasche 1B gegenüber der
an der stromabwärts
gerichteten Seite des Faltenbalgs 2 angeordneten Versteifungslasche 1A entgegen
der Strömungsrichtung
S stromaufwärts
geknickt ist.
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Die
Erfindung ist insbesondere im Bereich der Filter- und Klimatechnik
sowie bei der Luftaufbereitung, beispielsweise auf dem Gebiet der
Innenraumfilter für
KFZ gewerblich anwendbar.
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- 1
- Einteilige
Versteifungs- und Dichtlasche
- 1A
- Versteifungslasche
- 1B
- Dichtlasche
- 2
- Faltenbalg
- 3
- Kasten
- F
- Falten
des Faltenbalgs
- K
- Sollknicklinie
- S
- Strömungsrichtung
- V
- Verbindungslinie