DE4312076A1 - Ringfilterelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ringfilterelement mit den im Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen.

Ein derartiges Ringfilterelement ist beispielsweise aus der EP 0 419 030 A2 bekannt. Bei diesem bekannten Ringfilterelement ist, wenn der für eine ausreichende Strömung des zu filtrie­ renden Mediums notwendige Mindestabstand zwischen den Falten­ schenkeln in deren radial innerem Bereich eingehalten wird, der Abstand zwischen den Faltenschenkeln in deren radial äußerem Bereich größer als notwendig.

Aus dem genannten Mindestabstand zwischen den Faltenschenkeln in deren radial innerem Bereich und der für eine einwandfreie Filtrierung notwendigen Mindestanzahl an Faltschenkeln ergibt sich eine Mindestgröße des Innenumfangs des Ringfilterelements, der eine größere Fläche einschließt, als allein zur axialen Zu- oder Abführung des Mediums notwendig ist. Aus beiden Gründen ist der insgesamt notwendige Bauraum unzureichend genutzt.

Um den Bauraum besser zu nutzen,wird in der DE 39 35 503 A1 vorgeschlagen, in einer Gruppe von Faltenschenkeln diese par­ allel zueinander anzuordnen und in die zwischen den Gruppen entstehenden V-förmigen Zwischenräume kurze Faltenschenkel zu legen. Die aus dem ersten Grund genannte unzureichende Bau­ raumnutzung wird nur teilweise und die aus dem zweiten Grund überhaupt nicht verbessert. Außerdem erschwert die ungleiche Länge und radiale Ausrichtung der einzelnen Faltenschenkel die Faltung des Filterstreifens.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ringfilterelement der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß eine bessere Bauraumnutzung erreicht wird, so daß bei gegebenem Bauraum die Filterfläche vergrößert oder bei gegebener Filterfläche und damit Filterleistung der Bauraum verkleinert werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Ringfilterelement erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent­ anspruchs 1 gelöst.

Durch die bogenförmige Ausbildung der Faltenschenkel wird bei Einhaltung des notwendigen Mindestabstandes zwischen den Fal­ tenschenkeln der unnötig große Abstand zwischen den Falten­ schenkeln vor allem in dem äußeren Bereich verringert, was zu einem besseren Verhältnis zwischen Filterfläche und Bauraum führt. Bei vorgegebener Filterfläche und radialer Erstreckung des Ringfilterelements sind die erfindungsgemäß ausgebildeten Faltenschenkel länger als die bekannten geraden Faltenschenkel, so daß ihre Anzahl verringert werden kann, wodurch sich auch die Anzahl der kritischen Faltenkanten verringert. Es ist mög­ lich, allen Faltenschenkeln gleiche Länge und gleiche Form zu geben, wodurch ihre Herstellung verhältnismäßig einfach ist. Die Bogenform hat den weiteren Vorteil einer größeren Steifig­ keit der Faltenschenkel, so daß die Gefahren des Flatterns und ihrer Verbiegung bis zum Unterschreiten des notwendigen Min­ destabstandes verringert sind, die insbesondere bei Anströmen des Ringfilterelements mit tangentialer Komponente bestehen.

Gemäß dem Patentanspruch 2 ergibt sich eine besonders einfache und leicht herzustellende Form der Faltenschenkel.

Im Patentanspruch 3 ist eine andere Bogenform angegeben, die eine weitere Vergleichmäßigung des Abstandes der Faltenschenkel über deren Länge ergibt. Diese Vergleichmäßigung und damit mögliche Annäherung an den notwendigen Mindestabstand wird weiter verbessert durch die konkrete Ausführungsart der Bogen­ krümmung gemäß dem Patentanspruch 4.

Durch die Ausbildung gemäß Patentanspruch 5 wird bei gegebener Anzahl an Faltenschenkeln und gegebenem Abstand zwischen diesen der kleinstmögliche Innendurchmesser des Ringfilterelements erreicht.

In den Ansprüchen 6 bis 12 ist weiter angegeben, wie eine op­ timale Ausnutzung des vorhandenen Bauraumes durch das Ringfil­ terelement erreicht werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bekannten und ei­ nes erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels von in der Zeichnung dargestellten Ringfilterelementen näher erläutert. Dabei zeigt.

Fig. 1 einen bekannten Filter mit einem eingesetzten Ringfilterelement,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das bekannte Ringfilterele­ ment in Achsrichtung des Filters und

Fig. 3 eine Draufsicht wie in Fig. 2 auf ein erfindungsgemäßes Ringfilterelement.

Wie in Fig. 1 dargestellt, strömt das zu reinigende Medium, das Luft, Wasser oder jedes andere Fluid sein kann, in einen ein Ringfilterelement 1 radial umgebenden, durch eine Gehäusewand 2 eines Filters 3 begrenzten Außenraum 4, durchströmt das Ring­ filterelement 1 im wesentlichen radial von außen nach innen und sammelt sich im Innenraum 5 innerhalb des Ringfilterelements 1. Von dort wird das filtrierte Medium in Richtung der Längsachse 6 des Filter 3 und damit des Ringfilterelements 1 nach außen abgeführt.

Das in Fig. 2 dargestellte bekannte Ringfilterelement 1, das in dieser Form häufig in der Praxis verwendet wird, besteht aus einem zick-zack-förmig gefalteten Filterstreifen mit den In­ nenraum 5 begrenzenden innenliegenden Faltenkanten 7 und den Außenraum 4 abgrenzenden außenliegenden Faltenkanten 8. Die Faltenkanten 7 und 8 sind in Richtung der Längsachse 6 ausge­ richtet. Jeweils ein im wesentlichen radial ausgerichteter Faltenschenkel 9, 10 oder 11 verbindet eine innenliegende und eine außenliegende Faltenkante 7, 8. Die beiden durch eine au­ ßenliegende Faltenkante 8 miteinander verbundenen Faltenschen­ kel 9, 10 verlaufen parallel zueinander mit einem gleichblei­ benden Abstand 12, der dem für eine einwandfreie Durchströmung des Zwischenraumes 13 zwischen den Faltenschenkeln 9, 10 not­ wendigen Mindestabstand entspricht. Dieser Zwischenraum 13 liegt bei der angesprochenen Durchströmung des Ringfilterele­ ments 1 von außen nach innen auf dessen Reinseite. Die beiden durch eine innenliegende Faltenkante 7 miteinander verbundenen Faltenschenkel 10 und 11 verlaufen nach außen auseinanderstre­ bend mit einem bei den Faltenkanten 7 liegenden Abstand 14 zu­ einander, der wie der Abstand 12 dem für eine einwandfreie Durchströmung des Zwischenraumes 15, der der Schmutzseite des Ringfilterelements 1 zugehört, notwendigen Mindestabstand ent­ spricht.

Wie aus Fig. 2 deutlich zu sehen ist, haben die Faltschenkel 10, 11 insbesondere im äußeren Bereich einen unnötig großen Abstand zueinander, so daß der vorhandene Bauraum schlecht ge­ nutzt ist. Weiterer Bauraum bleibt dadurch ungenutzt, daß der Innenraum 5 größer ist, als für axialen Durchfluß des gefilterten Mediums notwendig ist. Denn eine Verlängerung der Faltenschenkel nach innen wäre bei gegebenem Mindestabstand zwischen ihnen nur bei einer Verminderung der Anzahl der Fal­ tenschenkel möglich, was insgesamt zu einer Verringerung der gesamten Filterfläche führen würde.

Bei der in Fig. 3 dargestellten erfindungsgemäßen Ausbildung des Ringfilterelements 1 sind die Faltenschenkel 9, 10, 11, in Richtung der Längsachse 6 gesehen, bogenförmig ausgeführt, und zwar als Teil etwa einer Archimedischen Spirale. Die Krümmung der Faltenschenkel 9, 10, 11 nimmt also von innen nach außen ab und der mit den zugehörigen Radialen 16 eingeschlossene spitze Schnittwinkel α nimmt von innen nach außen zu, wobei die Seitenlage dieses Schnittwinkels α gegenüber den Radialen 16 über die gesamte Länge der Faltenschenkel 9, 10, 11 gleich bleibt.

Durch die ausgeführte Bogenform der Faltenschenkel 9, 10, 11 ist ein gleicher und über ihre gesamte Länge zumindest angenä­ hert gleichbleibender Abstand 17 zwischen sowohl den durch die außenliegenden Faltenkanten 8 miteinander verbundenen Falten­ schenkel 9, 10 wie auch den durch die innenliegenden Falten­ kanten 7 miteinander verbundenen Faltenschenkeln 10, 11 mög­ lich. Dadurch ergibt sich eine völlig gleichmäßige und, wenn der Abstand 17 dem notwendigen Mindestabstand entspricht, ma­ ximale Belegung des vorhandenen Bauraumes mit Filterfläche. Dieser gleiche Abstand 17 ermöglicht Abstützungen 18 zwischen allen benachbarten Faltenschenkeln 9, 10, 11 mit Mitteln wie Noppen, Sicken, Fäden oder dgl. derselben Größe, wodurch deren Herstellung und Anbringung erleichtert wird. Diese Abstützungen 18 erhöhen die Stabilität der einzelnen Faltenschenkel 9, 10, 11 und des Ringfilterelements 1 insgesamt, die bereits durch die Bogenform der Faltenschenkel 9, 10, 11 verbessert ist, weiter, so daß die Gefahren des Flatterns und Verbiegens der Faltenschenkel 9, 10, 11 und damit des Unterschreitens des notwendigen Mindestabstands zwischen ihnen erheblich verringert sind.

Der Innenraum 5 des erfindungsgemäßen Ringfilterelements ist nach der Durchflußmenge in Axialrichtung 6 bemessen und damit wesentlich kleiner als beim bekannten Ringfilterelement 1 der Fig. 2. Dies wird bei gleichem Abstand zwischen den Falten­ schenkeln 9, 10, 11 wie beim bekannten Ringfilterelement 1 durch eine erheblich geringere Anzahl an Faltenschenkeln 9, 10, 11 bei deren gleichzeitiger Schrägstellung gegenüber den Radi­ alen 16 bereits in ihrem inneren Bereich ermöglicht. Durch diese geringere Anzahl wird weiterhin die Gefahr von Beschädi­ gungen und Brüchen verringert, für die insbesondere die Fal­ tenkanten 7, 8 anfällig sind.

Claims (12)

1. Ringfilterelement zur Filtrierung eines dieses im wesent­ lichen radial durchströmenden Mediums aus einem zick-zack-för­ mig gefalteten Filterstreifen mit axial verlaufenden Falten­ kanten, von denen jeweils eine radial innenliegende und eine radial außenliegende durch einen Faltenschenkel miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltenschenkel (9, 10, 11), in Achsrichtung (6) gese­ hen, bogenförmig ausgebildet sind.

2. Ringfilterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltenschenkel (9, 10, 11) kreisbogenförmig ausgebildet sind.

3. Ringfilterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenkrümmung der Faltenschenkel (9, 10, 11) von innen nach außen abnimmt.

4. Ringfilterelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltenschenkel (9, 10, 11) zumindest annähernd eine Teilkurve einer Archimedischen Spirale darstellen.

5. Ringfilterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltenschenkel (9, 10, 11) im Nahbereich der radial innenliegenden Faltenkanten (7) radial ausgerichtet sind.

6. Ringfilterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstellung jedes Faltenschenkels (9, 10, 11) gegen die schneidende Radiale (16) über seine gesamte Länge gleichge­ richtet ist mit nach außen zunehmendem Anstellungswinkel (α).

7. Ringfilterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (17) zweier durch eine außenliegende Falten­ kante (8) miteinander verbundener Faltenschenkel (9, 10) zu­ einander über deren gesamte Länge zumindest annähernd gleich groß ist.

8. Ringfilterelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß alle diese Faltenschenkel (9, 10) diesen Abstand (17) zu­ einander haben.

9. Ringfilterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (17) zweier durch eine innenliegende Falten­ kante (7) miteinander verbundener Faltenschenkel (10, 11) zu­ einander über deren gesamte Länge zumindest annähernd gleich groß ist.

10. Ringfilterelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß alle diese Faltenschenkel (10, 11) diesen Abstand (17) zu­ einander haben.

11. Ringfilterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß alle einander benachbarten Faltenschenkel (9, 10, 11) einen über ihre Länge zumindest annähernd gleichbleibenden und zu­ mindest annähernd gleichgroßen Abstand (17) zueinander haben.

12. Ringfilterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Faltenschenkeln (9,10, 11) Abstandhalter und Abstützungen (18) wie Noppen, Sicken oder Fäden vorgesehen sind.