DE4345130C1 - Hohlzylindrisches Filterelement - Google Patents

Abstract

Hohlzylindrisches Filterelement aus einer Lage flächigen Filtermaterials, das zick-zack-förmig um geradlinig verlaufende Faltlinien in Falten gelegt und an gegenüberliegenden Begrenzungskanten der Lage zu einem geschlossenen Hohlzylinder verbunden ist, wobei Falten unterschiedlicher radialer Erstreckung (breite und schmale Falten) vorgesehen sind, derart, daß sich die breiten Falten (4) vom äußeren zum inneren Umfang und die schmalen Falten (5.1, 5.2) nur über einen Teil der Strecke vom äußeren zum inneren Umfang des Hohlzylinders erstrecken und die breiten und schmalen Falten mit vorgegebener Periodizität aufeinanderfolgen, bei dem auf den schmalen Falten (5, 5.1, 5.2) des Filtermaterials im wesentlichen streifenförmig ausgebildete Abstandshalter (11, 12) vorgesehen sind, die sich in radialer Richtung des Filterelements (1) erstrecken.

Description

Die Erfindung betrifft ein Filterelement der im Oberbe­ griff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Aus der DE 23 11 855 A1 ist ein derartiges hohlzylindri­ sches Filterelement bekannt, dessen Filtermaterial zick- zack-förmig in zwei einander abwechselnden Gruppen von Faltungen zur Bildung von schmalen und breiten Falten an­ geordnet ist. Die breiten Falten erstrecken sich dabei vom äußeren zum inneren Umfang des aus dem Filtermaterial ge­ bildeten Hohlzylinders. Sie wechseln mit schmalen Falten ab, die sich nur über einen Teil der Strecke zwischen äu­ ßerem zum innerem Umfang des Filterelements erstrecken. Die Wände der breiten Falten weisen sowohl auf der An­ strömseite als auch auf der Abströmseite des Filterele­ ments eingeprägte Vorsprünge auf, die an den jeweils be­ nachbarten Faltenwänden anliegen und über die das Filter­ element mechanisch versteift wird.

Die machanische Stabilität dieses Filterelements - insbe­ sondere im Bereich der schmalen Faltenwände - sowie sein Strömungswiderstand und damit die Anpaßbarkeit an ver­ schiedene Einsatzzwecke und Belastungszustände sind jedoch noch verbesserungswürdig.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Filter­ element der eingangs genannten Gattung anzugeben, bei dem bei einfacher Konstruktion gleichzeitig eine sehr hohe Stabilität der Geometrie der Faltenwandanordnung gewähr­ leistet sein soll. Weiter soll der Strömungswiderstand möglichst weitgehend vermindert werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Filterelement mit den Merkma­ len des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß eine Ver­ steifung und definierte Abstandshaltung auch der schmalen Faltenwände mechanische Dauerbelastbarkeit und Strömungs­ verhalten des Filterelements - insbesondere auch bei be­ reits teilweise zugesetzten Filterporen - nachhaltig ver­ bessert.

Sie schließt weiter die Erkenntnis ein, daß auch bei einer zylindrischen Filteranordnung für einen gleichmäßigen Durchsatz des zu filternden Mediums einerseits jede Quer­ schnittsänderung eines von dem Medium zu passierenden Ka­ nals jeweils annähernd gleich der Fläche des Filtermate­ rials sein sollte, welche im Verlauf der genannten Quer­ schnittsänderung für das Durchströmen des Mediums zur Ver­ fügung steht und andererseits nach Möglichkeit ein kurzer und im wesentlichen geradliniger Strömungsweg innerhalb des Filterelements bei gleichmäßiger Filtergeometrie zur Verfügung stehen sollte. Erst durch eine derartige Konzep­ tion ist sichergestellt, daß im wesentlichen die gesamte Filterfläche durch eine im wesentlichen gleichmäßige Strö­ mung genutzt werden kann und längs des Strömungsweges durch das Filterelement keine den Strömungswiderstand in unerwünschter Weise zusätzlich erhöhenden Druckschwankun­ gen auftreten.

Bei zylindrischen Filteranordnungen besteht nämlich das Problem, daß die Neigung der Faltenwände, bezogen auf den äußeren, von den Faltenwänden begrenzten keilförmigen Raum, größer ist als die Neigung der Wandungen in Bezug auf den entsprechenden innen gelegenen Raum. Diese Tatsa­ che resultiert geometrisch aus dem Umstand, daß der Ab­ stand der Faltenkanten auf dem Außenumfang größer ist als auf dem Innenumfang des hohlzylindrischen Filterelements.

In die außen gelegenen Keile eingefügte kleinere Falten bewirken dabei einen gewissen Ausgleich. Optimiert ist das Filterverhalten jedoch erst dann, wenn die Neigung der Faltenwände - in Bezug auf eine gedachte Symmetrielinie - für das zu filternde Medium sowohl auf der Anström- als auch auf der Abströmseite weitestgehend konstant ist.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn zwischen zwei in Umfangsrichtung einander nachgeordneten breiten Falten des Filterelements jeweils eine Gruppe von mindestens zwei schmaleren Falten vorgesehen ist. Dies bewirkt eine weite­ re Vergrößerung der Anströmöffnung des Filterelements und führt zu einer wesentlichen Erhöhung der wirksamen Filter­ fläche, wenn sich die schmalen Falten nur weit genug in radialer Richtung erstrecken. Die an den die Wände der schmalen Falten bildenden Lagen des Filtermaterials vorge­ sehenen Abstandshalter sichern hierbei eine einheitliche Filtergeometrie.

Eine kostengünstige Realisierung der Abstandshalter ist dadurch möglich, daß anströmseitige Abstandshalter vorge­ sehen sind, deren Höhe sich radial nach außen hin verrin­ gert und deren jeweilige Scheitellinie oder -fläche an der jeweils benachbarten Faltenwand anliegt.

Eine Alternative hierzu besteht darin, daß auf beiden ein­ ander benachbarter Faltenwände anströmseitige Abstandshal­ ter vorgesehen sind, deren Höhe sich radial nach außen hin verringert und deren Scheitellinien oder -flächen aneinan­ der anliegen.

Eine weitere Alternative, die allerdings höhere Abstands­ halter erfordert, besteht darin, daß auf einander benach­ barten Faltenwänden jeweils abströmseitige Abstandshalter vorgesehen sind, deren Höhe sich radial nach außen hin vergrößert und deren Scheitellinien oder -flächen aneinan­ der anliegen.

Eine besonders stabile Anordnung, deren Stabilität aller­ dings mit einer verringerten wirksamen Filterfläche er­ kauft wird, erhält man, wenn an- und abströmseitige Ab­ standshalter vorgesehen sind.

Insbesondere können die Abstandshalter hierbei in Richtung der axialen Erstreckung des Filterelements aufeinander zu­ weisend wechselweise, insbesondere beidseitig, aus der Ebene der jeweiligen Faltenwand hervorstehen bzw. auf die­ ser angeordnet sein.

Die Abstandshalter können dadurch realisiert sein, daß mindestens ein Teil der Abstandshalter eine sickenartig in das Filtermaterial eingeprägte Vertiefung und/oder Erhe­ bung aufweist.

Eine mit eingeprägten Vertiefungen und/oder Erhebungen kombinierte oder hierzu alternative Realisierung der Ab­ standshalter besteht darin, daß mindestens ein Teil der Abstandshalter einen ausgehärteten Klebefaden aufweist, der zwei benachbarte Faltenwände miteinander verbindet.

Dabei kann es ausreichen, wenn die Klebfäden auf der An­ strömseite des Filterelements vorgesehen sind.

Die Abstandshalter können sich in radialer Richtung bis in die Spitze der entsprechenden Falte erstrecken, es ist aber auch möglich, sie nur auf einem Teil der radialen Er­ streckung der Faltenwände oder sogar eher nur punktuell auf dieser vorzusehen.

Die Verringerung bzw. Vergrößerung der Höhe der Abstands­ halter in radialer Richtung kann mindestens zum Teil - d. h. in Kombination mit eingeprägten Vertiefungen und/oder Erhebungen oder auch überhaupt ohne zusätzliche Prägung - durch einen Klebefaden mit sich entsprechend vergrößernder oder verringernder Dicke realisiert sein. Auch dieser muß sich nicht über die gesamte Länge der Faltenwand erstrec­ ken, sondern kann unterbrochen sein oder es können sogar nur einzelne Klebepunkte (mit in radialer Richtung unter­ schiedlicher Höhe) vorgesehen sein.

Je nach den Relationen zwischen Faltenabmessungen und Ge­ samtgröße des Filters und dem Verhältnis von Innen- und Außenradius des zylindrischen Filterelements kann es gün­ stig sein, wenn auf eine breite Falte, welche sich durch­ gehend vom inneren zum äußeren Durchmesser erstreckt kommen eine oder mehrere schmalere Falten jeweils abwechselnd mit breiten Falten folgen. Hierbei ist es günstig, wenn (in einem bestimmten Drehsinn gesehen) zunächst zunehmend schmalere Falten aufeinanderfolgen und nach Erreichung ei­ ner minimalen Faltenbreite die Falten wieder breiter wer­ den, womit auch für extreme Maßverhältnisse Filterelemente geschaffen werden können, bei denen die anströmseitige Vo­ lumenverminderung entlang der Faltenwand jeweils dem ab­ strömseitigen Volumenzuwachs jenseits der Faltenwand ent­ spricht. Bei einer jeweils zu einer gedachten Mittelebene symmetrischen Faltung bezieht sich dabei die Volumenver­ minderung bzw. -vergrößerung auf den Raumbereich, der von der Symmetrieebene begrenzt wird. Die Reihenfolge der Fal­ ten mit unterschiedlicher Erstreckung in radialer Richtung einer Gruppe kann von Gruppe zu Gruppe auch zyklisch wech­ seln.

Durch Variation des Innen- und des Außendurchmessers des hohlzylindrischen Filterelements in Verbindung mit einer Veränderung des Verhältnisses der Anzahl von breiten zu schmalen Falten sind die verschiedensten Modifikationen des Filterelements herstellbar. Dies ermöglicht die Reali­ sierung unterschiedlicher Filtereigenschaften hinsichtlich des Strömungswiderstandes oder des Abscheidegrades in Übereinstimmung mit dem vorgesehenen Einsatzbereich.

Für bestimmte Einsatzzwecke kann es - alternativ hierzu - zweckmäßig sein, daß auf jede schmale Falte in Umfangs­ richtung des Filterelements zwei breite Falten folgen.

Ein besonders großes Schwebstoffaufnahmevermögen haben Filterelemente, bei denen mindestens ein Teil der Falten an dessen An- und/oder Abströmseite durch eine je zwei be­ nachbarte Faltlinien aufweisende Faltung mit gleichem Richtungssinn an beiden Faltlinien mit im wesentlichen trapezförmigem Querschnitt ausgebildet ist. Dabei läßt sich ein vorteilhaftes Strömungsverhalten erzielen, wenn die benachbarten Faltlinien an der Anströmseite einen an­ deren Abstand als an der Abströmseite aufweisen.

Bei allen obigen Ausführungen ist davon auszugehen, daß die radiale Erstreckung der schmaleren Falten in einer vorteilhaften Ausbildung mindestens den halben Wert der radialen Erstreckung der breiten Falten aufweist.

Die beschriebenen Filterelemente sind für viele Anwendungs­ zwecke geeignet, beispielsweise auch als Luft- oder Öl­ filter bei Verbrennungsmotoren - bevorzugt in der Automo­ biltechnik - einsetzbar. Das so gebildete Filter ist wegen der Möglichkeit eines Verzichts auf äußere Stütz- oder Tragkonstruktionen einerseits kostengünstiger herstellbar, weist andererseits aber längere Standzeiten auf als her­ kömmliche Filter, da eine gleichmäßigere Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Filterwandungen - und damit auch bei mit zunehmender Gebrauchsdauer ein relativ niedriger Strömungswiderstand erreicht wird, der einen störungsfrei­ en Betrieb der von der Filterleistung abhängigen techni­ schen Einrichtung gewährleistet.

So ist es insbesondere in der Automobiltechnik von Bedeu­ tung, daß bei geregelten Abgassystemen der Ansaugwider­ stand in den Zuluftwegen einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet, da sonst die einzuhaltenden Schadstoff­ grenzwerte meist nicht im gesamten vorgesehenen Betriebs­ bereich sichergestellt werden können.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung als Teilschnitt in schematisierter Darstellung,

Fig. 2 eine schematisiert dargestellte Querschnitts­ ansicht der Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine schematisiert dargestellte Querschnitts­ ansicht einer günstigen Weiterbildung der in Fig. 1 ge­ zeigten Ausführungsform,

Fig. 4 eine schematisiert dargestellte Querschnitts­ ansicht einer anderen Weiterbildung der in Fig. 1 gezeig­ ten Ausführungsform,

Fig. 5, 5a, b und c verschiedene Varianten der Ausführung der Einzelheit A gemäß Fig. 3 in schemati­ sierter und vergrößerter Darstellung,

Fig. 6a und b weitere Varianten der Einzelheit A,

Fig. 7 bis 12 verschiedene Ausführungsformen von Fal­ tenanordnungen in schematisierter Darstellung,

Fig. 13 einen Teilschnitt einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung in schematisierter Darstellung und

Fig. 14a und 14b bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung hinsichtlich der Ausbildung der Abstandshalter.

Das in Fig. 1 in perspektivischer Darstellung als Schnitt wiedergegebene hohlzylindrische Filterelement 1 weist ei­ nen äußeren und einen inneren, für das zu reinigende Strö­ mungsmedium durchlässigen Mantel 8 und 9 auf, die einen Abströmbereich 2 und einen Anströmbereich 3 des Filterele­ ments 1 voneinander trennen. Zwischen den Bereichen 2 und 3 befindet sich das Filtermedium, das aus einem zickzack­ förmig gefalteten Streifen aus einem für den konkreten Einsatzzweck geeigneten Filtermedium (etwa Filterpapier, Glas- oder Mineralfaservlies oder einem Gewebe) besteht, dessen Enden nach erfolgtem Falten einzelner Lagen 6, 7 des Filtermediums unter Bildung eines hohlzylindrischen Körpers miteinander verbunden sind.

Die einzelnen Falten 4, 5.1 und 5.2 des Filtermediums sind durch Faltlinien 13 begrenzt und erstecken sich radial vom äußeren Mantel 8 zum inneren Mantel 9 des Hohlzylinders. Dabei sind einzelne breite Falten 4, die sich vom äußeren Umfang bis zum inneren Umfang des Filterelements 1 er­ strecken, zwischen Gruppen schmaler Falten 5.1 und 5.2, welche nur über einen Teil der Strecke vom äußeren zum in­ neren Umfang verlaufen, vorgesehen.

Die schmalen Falten 5.1 und 5.2 unterscheiden sich in ih­ rer radialen Erstreckung. Im Unterschied zu einem Filtere­ lement, das nur einheitliche Falten gleicher Breite auf­ weist, besitzt das hohlzylindrische Filterelement 1 auf­ grund der unterschiedlichen Breite seiner Falten 4, 5.1 und 5.2 eine Mehrzahl von dem Anströmbereich 3 in Strö­ mungsrichtung nachgeordneten Freiräumen 17, welche durch die unteren Faltlinien 13 der schmalen Falten 5.1 und 5.2 sowie den inneren Mantel 9 umrissen werden.

Diese Anströmbedingung führt in günstiger Weise zu einer Reduzierung des Strömungswiderstands des Filterelements und erhöht darüberhinaus den Abscheidegrad, weil der Über­ gang vom Anströmbereich 3 in das Filtermedium durch den vergrößerten Abstand der Faltenlinien der breiten Falten 4 am inneren Mantel 9 linearisiert worden ist und die Lagen 6, 7 aller Falten des Filtermediums vergleichmäßigt ange­ strömt werden. Die für diese verbesserten Eigenschaften des hohlzylindrischen Filterelements 1 erforderliche und über den gesamten Umfang konstante Filtergeometrie wird durch Verwendung geeigneter Abstandshalter, insbesondere auch an den Wänden 7 der schmalen Falten 5.1, 5.2 angeord­ net, erreicht, die aus Gründen der Übersichtlichkeit in Fig. 1 nicht dargestellt sind.

Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht des in Fig. 1 dargestellten Filterelements 1. Die schmalen Falten 5.1 und 5.2 besitzen eine unterschiedliche radiale Erstreckung und bilden eine Dreiergruppe, in welcher die breitere der schmalen Falten in der Mitte angeordnet ist. Durch Variation der radialen Ausdehnung der schmalen Falten ist erreichbar, daß die von den, die Faltenwände bildenden Lagen 6 und 7 jeweils eingeschlossenen Winkel auf der Anströmseite eine im wesentlichen gleiche Größe aufweisen. Dies ist insbesondere für einen gleichmäßigen Durchsatz des zu reinigenden Mediums günstig, weil dadurch eine grund­ sätzlich gleichmäßige Querschnittsänderung pro Längenein­ heit gewährleistet ist.

Bei den in den Fig. 3 und 4 in Querschnittsdarstellung gezeigten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Filterele­ ments 1 sind die schmalen Falten 5.1 und 5.2 in Zweier­ gruppen mit unterschiedlicher bzw. als Dreiergruppe mit gleicher radialer Erstreckung angeordnet. Durch Verände­ rung der radialen Erstreckung einzelner schmaler Falten 5.1 oder 5.2 sind die Strömungsverhältnisse auf einfache Weise variabel, und es können Filterelemente mit an die verschiedensten Einsatzbedingungen angepaßten Strömungswi­ derständen hergestellt werden.

Die in Fig. 3 mit A gekennzeichnete Einzelheit ist für bevorzugte Ausführungsformen und vorteilhafte Weiter­ bildungen der Erfindung in den Fig. 5a, 5b, 5c und 6a, 6b dargestellt und zeigt jeweils in vereinfachter Darstellung die Anordnung der für die Gewährleistung einer gleichmäßigen Filtergeometrie erforderlichen Abstandhalter 10, 11a, 11b und 12. Die Abstandhalter 10 sind auf der An­ strömseite an den Wänden der breiten Falten 4 vorgesehen und als streifenförmige Sicken mit im wesentlichen radia­ ler Erstreckung ausgebildet. Die an den Wänden der schma­ len Falten 5.1, 5.2 vorgesehenen Abstandshalter 11a und 12 sind in gleicher Weise ausgebildet und ebenfalls auf der Anströmseite der schmalen Falten 5 angeordnet. Beim Fal­ tungsvorgang bzw. bei Herstellung des hohlzylindrischen Filterelements durch Verbindung der Enden des gefalteten Filtermaterialstreifens stoßen die einzelnen Abstandshal­ ter 11a an Kontaktflächen 15 aneinander, und die Abstands­ halter 10 in den Wänden der breiten Falten 4 bzw. die Ab­ standshalter 12 in den Wänden der schmalen Falten 5 haben mit den benachbarten Wänden der schmalen bzw. breiten Fal­ ten die Kontaktflächen 16 bzw. 18. Zwecks Erhöhung der Stabilität der Filtergeometrie sind an den Kontaktflächen 15, 16 und 18 Klebverbindungen vorgesehen.

Bei der Ausbildung der für die Abstandhalter 11a und 12 erforderlichen Prägungen ist eine einseitige Prägung des Filtermaterials grundsätzlich ausreichend. Für höhere Filter, die hohen Druckbelastungen ausgesetzt sind oder deren Faltenwände am Außenumfang des Hohlzylinders einen großen Abstand voneinander haben, sind beidseitige Prägun­ gen von besonderem Vorteil. Eine weitere Steigerung der Filterstabilität bei stärkerer Strömungsbelastung ist auf einfache Weise durch Prägungen erreichbar, die sich ein­ seitig oder beidseitig bis zu den jeweiligen Faltenspitzen erstrecken.

In den Fig. 6a und 6b sind zu Fig. 5c ähnliche Ausbil­ dungen zeigt, bei denen zusätzlich abströmseitige Ab­ standshalter 11b vorgesehen sind. Die Ausbildung nach Fig. 6b unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 6a darin, daß sich die anströmseitigen Abstandshalter bis zu den ab­ strömseitigen Faltenkanten hin, , d. h. bis in die "Falten­ spitzen" hinein, erstrecken.

Die Fig. 7 bis 12 zeigen in schematisierter Darstellung als Seitenansicht eines gefalteten Filtermediums vor Herstellung des hohlzylindrischen Filterelements eine Mehrzahl verschiedener Kombinationsmöglichkeiten für die Anordnung von breiten und schmalen Falten 4 und 5 sowie zum Vergleich ein gefaltetes Filtermedium mit Falten einheitlicher Breite. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die für eine stabile Filtergeometrie erforderlichen Abstandhalter (siehe Fig. 5 und 6) an den Wänden der einzelnen Falten nicht eingezeichnet. Die schmalen Falten 5, 5.1 und 5.2 verlaufen nur über einen Teil der Stecke von der abströmseitigen Begrenzungsfläche zur anströmsei­ tigen Begrenzungsfläche des Filters, wogegen sich die breiten Falten 4 über den gesamten Abstand erstrecken. Die schmalen Falten 5 sind bei gleicher Erstreckungslänge in Zweiergruppen im Wechsel mit jeweils einer breiten Falte 4 (Fig. 8), in Zweiergruppen im Wechsel mit jeweils einer Zweiergruppe von breiten Falten 4 (Fig. 9) bzw. als Zwei­ ergruppe und als Einzelfalte, die jeweils im Wechsel durch eine breite Falte 4 getrennt sind (Fig. 10) angeordnet.

Für schmale Falten 5.1, 5.2 mit unterschiedlicher Länge sind in den Fig. 11 und 12 zwei Beispiele für Kombina­ tionen der Anordnungen von schmalen und breiten Falten dargestellt. Die Zweiergruppe schmaler Falten 5.1 und 5.2 wechselt mit einer breiten Falte 4, wobei die breite Falte 4 gleichzeitig die Symmetrielinie für die nächste Zweier­ gruppe schmaler Falten darstellt (Fig. 11). Bei Dreier­ gruppen schmaler Falten 5.1, 5.2, die im Wechsel mit je­ weils einer breiten Falte 4 angeordnet sind, befindet sich die schmaler Falte 5.1 mit geringerer Erstreckungslänge zwischen zwei schmalen Falten mit größerer Erstreckungs­ länge. Die Anordnung der einzelnen Falten 4, 5, 5.1 und 5.2, deren Wände durch Faltlinien verbunden sind, ist der­ art gewählt, daß die von den Wänden der Falten einge­ schlossenen Winkel auf der Anströmseite 3 des fertigen Filterelements im wesentlichen die gleiche Größe besitzen. Dadurch ist ein gleichmäßiger Mediendurchsatz gewährlei­ stet, da die Änderung des Strömungsquerschnitts je Längen­ einheit nahezu konstant ist.

Der angestrebten Winkelkonstanz trägt die in Fig. 13 ge­ zeigte Weiterbildung der Erfindung weitestgehend Rechnung.

Der als Teilquerschnitt durch ein hohlzylindrisches Filter­ element dargestellte Filterbereich zeigt schmale und breite Falten 4, 5.1 und 5.2 deren Wände 6, 7 auf der Ab­ strömseite 2 des Filterelements durch eine zwei benachbar­ te Faltlinien 19 aufweisende Faltung 14 verbunden sind. Die daraus resultierende trapezartige Verbreiterung der Faltenquerschnitte an der Abströmseite 2 wirkt in günsti­ ger Weise einer Abweichung von der angestrebten Winkelkon­ stanz bei Herstellung der hohlzylindrischen Filterelements entgegen. Zudem ist die Lösung wegen der Erhöhung des Ab­ scheidegrades bei im wesentlichen konstantem Strömungswi­ derstand von Vorteil. Der sich zwischen den Faltlinien 13 der schmalen Falten 5.1 bzw. 5.2 und der inneren Mantel­ fläche 9 erstreckende vergrößerte Raum 17 führt zu einer Verbesserung der Durchströmung und vermindert dadurch den Strömungswiderstand des Filterelements. Die in Fig. 13 gezeigte Filtergeometrie wird durch (nicht dargestellte) Abstandhalter stabilisiert.

In den Fig. 14a und 14b ist jeweils eine spezielle Aus­ bildung der Abstandshalter für die in Fig. 5a bzw. 6a ge­ zeigte Anordnung dargestellt.

In Fig. 14a ist zu erkennen, daß die anströmseitigen Ab­ standshalter 11a zwischen zwei schmalen Falten jeweils ei­ nen (schraffiert dargestellten) Klebefaden 11a' mit über die Länge des Abstandshalters konstanter Dicke auf einer eingeprägten Sicke mit zur inneren Umfangsfläche hin zu­ nehmender Höhe aufweisen. Die jeweils beidseitig mit den Faltenwänden der breiten Falten in Kontakt stehenden Ab­ standshalter 12' sind hier gänzlich aus Klebstoff gebil­ det, wobei der Klebstoffauftrag seine endgültige Form im Zuge der Faltung erhält, bei der er - im noch plastisch verformbaren Zustand - in Kontakt mit der benachbarten Faltenwand kommt und in diesem Bereich einen dem Falten­ querschnitt entsprechende Keilform annimmt, bevor er aus­ härtet.

In Fig. 14b sind die anströmseitigen Abstandshalter 11a gänzlich durch sickenartige Einprägungen in das Filterma­ terial gebildet, während die abströmseitigen Abstandshal­ ter 11b jeweils einen keilförmigen Klebefaden 11b' auf ei­ ner ebenfalls keilförmig verlaufenden Einprägung im Fil­ termaterial aufweisen. Die Keilform des Klebefadens 11b' kann durch Klebstoffauftrag mit sich kontinuierlich än­ dernder Höhe erreicht werden.

Die vorstehenden Ausführungen gelten sinngemäß auch für Filterelemente, bei denen An- und Abströmseite vertauscht sind, d. h. das zu filternde Fluid von der äuße­ ren Umfangsfläche des Hohlzylinders anströmt und auf der inneren Umfangsfläche abströmt.

Claims (21)

1. Hohlzylindrisches Filterelement (1) aus einer Lage flächigen Filtermaterials (6, 7), das zickzackförmig um ge­ radlinig verlaufende Faltlinien in Falten gelegt und an gegenüberliegenden Begrenzungskanten der Lage zu einem ge­ schlossenen Hohlzylinder verbunden ist, wobei Falten un­ terschiedlicher radialer Erstreckung (breite und schmale Falten) vorgesehen sind derart, daß sich die breiten Fal­ ten (4) vom äußeren zum inneren Umfang und die schmalen Falten (5.1, 5.2) nur über einen Teil der Strecke vom äu­ ßeren zum inneren Umfang des Hohlzylinders erstrecken und die breiten und schmalen Falten (4, 5.1, 5.2) mit vorgege­ bener Periodizität aufeinanderfolgen, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der schmalen Falten (5.1, 5.2) auf den Faltenwänden des Filtermate­ rials im wesentlichen streifenförmig ausgebildete Ab­ standshalter (11, 12) vorgesehen sind, die sich in radia­ ler Richtung des Filterelements (1) erstrecken.

2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wände (6, 7) der brei­ ten und schmalen Falten (4, 5, 5.1, 5.2) auf der Anström- und/oder Abströmseite (3) des Filterelements (1) zur Fal­ tenbildung jeweils unter im wesentlichen übereinstimmenden Winkeln zusammengeführt sind, derart, daß die Neigung der Faltenwände gegenüber der radial verlaufenden Strömungs­ richtung eines zu filternden Mediums sowohl auf der Anström- als auch auf der Abströmseite konstant ist.

3. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch auf den breiten Falten (4) Abstandshalter (11a, 11b, 12) vorgesehen sind, die paarweise zwischen den jeweiligen Faltenwänden der breiten Falten (4) aneinander anliegen.

4. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß anström­ seitige Abstandshalter (12) vorgesehen sind, deren Höhe sich radial nach außen hin verringert und deren jeweilige Scheitellinie oder -fläche an der jeweils benachbarten Faltenwand anliegt.

5. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein­ ander benachbarten Faltenwänden anströmseitige Abstands­ halter (11a) vorgesehen sind, deren Höhe sich radial nach außen hin verringert und deren Scheitellinien oder -flä­ chen aneinander anliegen.

6. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein­ ander benachbarten Faltenwänden abströmseitige Abstands­ halter (11b) vorgesehen sind, deren Höhe sich radial nach außen hin vergrößert und deren Scheitellinien oder -flächen aneinander anliegen.

7. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß minde­ stens ein Teil der Abstandshalter eine sickenartig in das Filtermaterial eingeprägte Vertiefung und/oder Erhebung (11a, 11b, 12) aufweist.

5. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab­ standshalter (11a, 11b, 12), in Richtung der axialen Er­ streckung des Filterelements (1) aufeinander zu weisend wechselweise aus der Ebene der jeweiligen Faltenwand (7) hervorstehen oder auf dieser an­ geordnet sind.

9. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß minde­ stens ein Teil der Abstandshalter einen ausgehärteten Kle­ befaden (11a', 11b', 12') aufweist, der zwei benachbarte Faltenwände miteinander verbindet.

10. Filterelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebefäden (11a', 12') auf der Anströmseite (3) des Filterelements (1) vor­ gesehen sind.

11. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abstandshalter (10, 11a, 11b, 12) in radialer Richtung bis in die Spitze (13) der entsprechenden Falte (4, 5, 5.1, 5.2) erstrecken.

12. Filterelement nach einem der Ansprüche 9 bis 11 und einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verringerung oder Vergrößerung der Höhe der Abstandshalter (11b) in radialer Richtung mindestens zum Teil durch einen Klebefaden (11b') mit sich entsprechend vergrößernder oder verringernder Dicke reali­ siert ist.

13. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf jede breite Falte (4) in Umfangsrichtung des Filterelements (1) mindestens eine schmale Falte (5, 5.1, 5.2) folgt.

14. Filterelement nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf jede breite Falte (4) mehrere schmale Falten (5, 5.1, 5.2) folgen, wobei aufein­ anderfolgende schmale Falten eine voneinander verschiedene Erstreckung in radialer Richtung des Filterelements (1) aufweisen.

15. Filterelement nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine eine größere Erstrec­ kung in radialer Richtung aufweisende Falte (5.2) einer Gruppe schmalerer Falten beidseitig von je einer Falte (5.1) mit geringerer Erstreckung in radialer Richtung flankiert ist.

16. Filterelement nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich die radiale Erstrec­ kung der schmalen Falten (5.1, 5.2) einer Gruppe wechsel­ weise in Umfangsrichtung des Filterelements (1) ändert.

17. Filterelement nach Anspruch 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Reihenfolge der Falten (5.1, 5.2) mit unterschiedlicher Erstreckung in radialer Richtung einer Gruppe von Gruppe zu Gruppe zyklisch wech­ selt.

18. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß auf jede schmale Falte (5, 5.1, 5.2) in Umfangsrichtung des Filter­ elements (1) zwei breite Falten (4) folgen.

19. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ra­ diale Erstreckung der schmalen Falten (5, 5.1, 5.2) minde­ stens den halben Wert der radialen Erstreckung der breiten Falten (4) aufweist.

20. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die min­ destens ein Teil der Falten (4, 5, 5.1, 5.2) des Filtere­ lements (1) an dessen An- und/oder Abströmseite (2, 3) durch eine je zwei benachbarte Faltlinien aufweisende Fal­ tung mit gleichem Richtungssinn an beiden Faltlinien (14) mit im wesentlichen trapezförmigem Querschnitt ausgebildet ist.

21. Filterelement nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Falt­ linien (13) an der Anströmseite (2) einen anderen Abstand als an der Abströmseite (3) aufweisen.