DE954832C - Filterelement, insbesondere Luftfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Filterelement für ein Filter zur Entfernung von Fremdstoffen oder Schmutz aus einem strömendenJMitteV, insbesondere auf ein Luftfilter, z. B. für den Vergaser einer Brennkraftmaschine. Der Grundgedanke der Erfindung kann jedoch auf die Filtrierung eines beliebigen strömenden Mediums und auf beliebigen Gebieten Anwendung finden.

Die Erfindung geht aus von der Verwendung eines durchlaufenden, in Falten gelegten und zu einem Ring geformten Bogens aus porösem JPapier_ als Filterelement. Bei den bekannten Faftenringen dieser Art wird nur eine Schicht aus abwechselnd die Faltenstege bildendem Filterwerkstoff durch die Faltung in der -Weise hergestellt, daß die FaItkanten ein und derselben Papierbahn oder dergleichen abwechselnd auf der einen und der anderen Seite dieser Bahn liegen.

Die Erfindung bezweckt in erster Linie, ein Filterelement mit besonders geringer Höhe in senkrechter Richtung des zugehörigen Filters, zu schaffen, dessen Größe in der Seitenrichtung jedoch beliebig ist und von der dem strömenden Mittel auszusetzenden Oberfläche abhängt, so daß sich im

allgemeinen eine sogenannte Pfannkuchenbauart bzw. Flachbauart für das Filter ergibt. Diese ist besonders zweckmäßig für die Filtrierung von Verbrennungsluft für Brennkraftmaschinen. Um gleichwohl eine hohe Filterwirkung auch bei solcher Bauart zu gewährleisten, geht die Erfindung von einem früheren Vorschlag aus, bei dem aus einem Bogen aus porösem Papier, der zu im Winkel zueinander stehenden Flächen gefaltet ist, ein ίο ringförmiges Filterelement geformt wird, dessen mittlere Ebene axial-symmetrisch und quer, vorzugsweise senkrecht zur Ringachse, verläuft.

Auch bei diesem früheren Vorschlag wird aus

dem Papierbogen hur ein ringförmiges Filterele-

t5 ment mit sich radial zur Achse erstreckenden Falzlinien gefaltet und werden die Umfangsflächen des Ringes gegen das Filtergehäuse abgedichtet.

Die Ziele der Erfindung werden nun dadurch erreicht, daß der Faltenring gemäß der Erfindung durch Umfalzung sowohl eine obere als auch eine untere Filterwandung der vorgenannten Art erhält, die durch eine senkrecht zu diesen Wandungen abgeknickte Stirnwandung miteinander verbunden sind. Ein derartiges Filterelement kann sehr einfach aus ein und demselben Papierbogen hergestellt werden, der vor der Ringbildung nach einander parallelen Falzlinien gefaltet wird und von dem außerdem senkrecht zu einem Mittelteil des Papierbogens die genannten Wandungen derart abgeknickt werden, daß dieser Mittelteil dann eine umlaufende Stirnwandung des aus diesem Faltkörper zu bildenden Ringes bildet. Bei dieser Abknickung kommen die einander zugekehrten Falzlinien der oberen und unteren Wandung miteinander in Berührung, wobei diese Wandungen miteinander verbundene rohrförmige Kanäle von Vierkantprofil und Hohlräume zur Aufnahme des Filtrates bilden. Somit werden gemäß der Erfindung aus einem einzigen Streifen durch Faltung zwei durch die Stirnwandung miteinander unmittelbar und in einem Stück verbundene, im Mittel einander parallele Filterwandüngen gebildet, die zwischen sich die stirnseitig abgeschlossenen Hohlräume von Vierkantprofil bilden. Durch diese Gestaltung unterscheidet sich der Gegenstand der Erfindung sowohl im Aufbau als in der Wirkungsweise von einem bekannten Filter, bei dem zwei jeweils gesondert und voneinander unabhängig durch radiale Faltung aus Metallgaze gebildete hohlkegelförmige Filterwände mit ihrer Verjüngungseinrichtung so gegeneinander versetzt und koaxial angeordnet werden, daß der Innendurchmesser der äußeren konischen Filterwandung sich etwa mit dem Außendurchmesser der inneren konischen Filterwandung im oberen Ende deckt, während die entsprechenden unteren Durchmesser in Abstand voneinander liegen. Dieser Aufbau zweier gesonderter und nicht durch eine gemeinsame Stirnwandung zusammenhängender Filterelemente ist umständlich, zumal die Anbringung im Filtergehäuse besonderer Befestigungsmittel bedarf; die Strömung der am unteren Ende in den Zwischenraum zwischen den Hohlkegeln eintretenden zu filtrierenden Luft verteilt sich auf die innere Filterwand und die äußere Filterwand als Ganzes, d. h., sie wird nicht in der bei der Erfindung vorteilhaften Weise auf einzelne Filterkanäle von stirnseitig abgeschlossenem Vierkantprofil verteilt.

Ein weiterer Vorteil der Ausführung der Erfindung gegenüber den bekannten Bauweisen besteht darin, daß in an sich bekannter Weise ein Geräuschdämpfer für den Lufteinlaß des Motors vorgesehen werden und der Form des erfindungsgemäßen Filterelementes in seiner Anordnung so angepaßt werden kann, daß das Filter gleichwohl in senkrechter Richtung nur geringen Raum beansprucht. Auch bei dieser Ausführung der Erfindung wird an dem Filterelement eine große dem Luftstrom ausgesetzte Filterfläche für den Luftdurchtritt gewährleistet. Ferner bietet das erfindungsgemäße Filterelement den Vorteil, daß bei einem Minimum von Teilen für seine Faltung und seinen Einbau auch nur ein Minimum von Arbeitsgängen erforderlich ist. Es kann leicht entfernt und ersetzt werden, wie es bei Luftfiltern von Brennkraftmaschinen üblich ist.

Bei der Ausführung der Erfindung wird bevorzugt, daß die Falzlinien des Papierbogens, um die die obere und die untere Wandung des Filterelementes vom Mittelteil des Papierbogens abgeknickt sind, entweder zwei sich jeweils an den Berührungslinien der Vierkantrohrkanäle kreuzende und zu diesen Linien abschnittsweise unterschiedlich geneigte Zickzacklinien oder zwei parallele Linien bilden, so daß das die Faltkanten der oberen und der unteren Wandung des Filterelementes radial zur Ringachse verlaufen. Dieser Aufbau bringt eine Versteifung mit sich, durch die ein Träger am äußeren Umfang des Filterelementes überflüssig wird.

Bei einer charakteristischen und als Beispiel geeigneten Ausführung der Erfindung gemäß der Zeichnung ist an die zum Vergaser führende Luftleitung, um die herum ein Geräuschdämpfer ringförmiger Bauart angebracht ist, das ringförmige, aus gefaltetem Papier bestehende Filterelement in geeigneter Weise auf einem Abhebeglied gelagert; dieses Filterelement kann aus dem Filter herausgenommen und durch einen neuen Einsatz in jedem Bedarfsfall ersetzt werden. Durch seine Vorzugs- no weise in allen Teilen des Elementes aus einem einzigen Bogen gebildete Faltenstruktur sowohl an der oberen als an der unteren Wandung, die miteinander durch eine gefaltete Endwandung verbunden sind, wird im wesentlichen eine verdoppelte Filterfläche geschaffen, durch die der Flächenbereich erhöht wird, durch den das Filtrat in einem gegebenen radialen Raum durchströmen kann. Dadurch, daß die Falten am Filterelement selbst ausgebildet sind, ergibt sich eine Versteifung seines Aufbaues und wird, wie gesagt, ein Träger an seinem äußeren Umfang überflüssig.

Nachstehend werden an Hand der Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, wobei sich weitere vorteilhafte Merkmale dieser Ausführung ergeben, und zwar zeigt

Fig. ι einen Schnitt durch den oberen Teil eines Luftfilters für einen Vergaser mit eingebautem Filterelement gemäß der Erfindung,

Fig. 2 schaubildlich eine Ausführungsform des gefalteten Filterelementes,

Fig. 3 als Teildraufsicht einen Papierbogen, auf dem in gestrichelten Linien die Brüche oder Faltlinien eingezeichnet sind, die bei der Faltung des Papiers zu einem Filterelement nach Fig. 2 auftreten,

Fig. 4 im Schnitt eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsfoön des Filterelementes nach der Erfindung, zusammengebaut mit einer abnehmbaren Kappe, die in das Luftfilter eingesetzt werden kann, wobei auch der Schaft, an dem das Luftfilter gelagert ist, dargestellt ist,

Fig. s schaubildlich das Filterelement der Ausführung nach Fig. 4 zur besseren Darstellung des Faltenverlaufes im Papier und

Fig. 6 als Teildraufsicht einen Teil des Filterpapierbogens, wobei in gestrichelten Linien die Faltlinien gezeigt sind, längs denen die Falten zur Herstellung eines Filterelementes nach Fig. 5 gebildet werden.

Mit 10 ist die obere Wandung einer Geräuschdämpfer- oder Resonatorkammer bezeichnet, die mit einem kappenförmigen Teil 11 versehen ist und an diesem eine Mittelöffnung 12 mit einem Flansch 13 besitzt. Ein Speichenkreuz oder Bügel 14 überbrückt diese öffnung und führt einen von diesem nach oben stehenden Bolzen 15. Ein starres Band 16 umgibt den kappenförmigen Teil 11 und bildet einen Teil des Filterelementes, zu dem insbesondere auch das gefaltete Papier 17 gehört, das in Fig. 1 im Schnitt und in Fig. 2 schaubildlich dargestellt ist.

Das gefaltete Filterelement ist aus einem flachen Papierbogen hergestellt, von dem ein Teil in Fig. 3 dargestellt und mit 18 bezeichnet ist. Der Bogen wird nach parallelen Linien 19 und 20 gefaltet, wobei die gefaltete Oberwandung 21 gemäß Fig. 1 und 2 und die gefaltete Unterwandung 22 gebildet wird. Fig. 2 zeigt, wie bei dieser Faltung sowohl an der "Oberwand 21 als auch an der Unterwand 22 giebelartige Profile gebildet werden, deren innere Längskanten sich dabei längs der Falzlinien 19 'berühren, wie dies Fig. 1 in der linken Hälfte zeigt. Gleichzeitig wird bei dieser Faltung eine Endwandung 23 gebildet, die an den Punkten-27' über die vierkantförmigen Rohrprofile vorsteht, welche durch die Berührung der Oberwandung und der Unterwandung als Hohlprofile gebildet werden. Die Endwandung 23 verbindet also die Oberwandung mit der Unterwandung und besteht aus nach außen vorstehenden dreieckigen Abschnitten 24 und 25.

Diese dreieckigen Abschnitte erstrecken sich weiter ,zu je einem Punkt 27', der jeweils auf der Faltlinie 19 des Faltenverlaufes liegt. Die freien Kanten 27 und ?8 der Oberwandung und der Unterwandung sind mit dem starren Band 16 mittels geeigneten Klebstoffes verbunden, z. B. mit dem unter dem Handelsnamen »Chem-o-Sol« bekannten Klebmittel. Durch diese Bildung des Papierfilterelementes wird eine starre Tragkon- 6g struktion hergestellt, die beliebige radiale Abmessung haben kann, aber nur begrenztes Ausmaß in senkrechter Richtung besitzt. Dabei wird zwischen den Wandungen bei 30 ein freier Raum geschaffen, so daß die durch die Wandungen 21, 22, 23 hindurch nach innen tretende Luft weiter radial durch die Räume 31 des starren Bandes 16 hindurch nach innen und dann durch die öffnungen 12 zum Vergaser strömen kann.

Eine Schutzhaube 33 der im Querschnitt nach Fig. ι dargestellten Form ruht auf der Oberseite des Bandes 16 und weist einen Gehäuseteil 34 auf, der sich über das gefaltete Filterelement erstreckt, ferner einen Deckelteil 35, der bei 36 nach innen vertieft und mit einer Öffnung 37 versehen ist, die über den Bolzen 15 paßt. Dieser Deckelteil wird mittels einer auf dem Bolzen aufgeschraubten Flügelmutter gehalten. Bei 39 ist unterhalb des Deckels 35 ein Filzpolster oder sonstiger weicher Werkstoff dargestellt, der als Geräuschdämpfer wirken kann. Diese Haube 33 kann leicht durch Abnehmen der Flügelmutter entfernt werden, wonach das ganze Filterelement zusammen mit dem starren Band 16 und dem eigentlichen Papierfilterelement.17 herausgenommen und ersetzt werden kann.

Gemäß der Erfindung kann in manchen Fällen an Stelle der in Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Bauweise ein Filterelement gemäß Fig. 4 verwendet werden. Dieses Filterelement besitzt einen flachen Papierbogen, dessen einer Teil mit .40 bezeichnet ist und auf dem Markierungslinien 41 und 42 dargestellt sind, die .durch eine Quermarkierungslinie 43 miteinander verbunden sind. Diese Markierungslinien, zeigen den Faltenyerlauf für die Herstellung des Filterelementes bei der Faltung nach der Linie 43 (siehe Fig. 4 und 5) und für die anschließende Faltung des Papieres nach den Linien 41 und 42 beiderseits der Faltung 43 an, wobei die Faltung derart vor sich geht, daß die Falten sowohl für die obere Wandung 44 als auch für die untere Wandung 45 gemäß Fig. 4 gebildet wird. Diese beiden Wandungen können dadurch jeweils um die Faltkante 43 im gewünschten Ausmaß in Abstand voneinander gebracht werden. Die freien Kanten der no Wandungen werden mit irgendeinem starren Glied verbunden,, wie es bei 46 in Fig. 4 gezeigt ist, und das aus einem unteren Band 47 und einem oberen Band 48 besteht. Dabei sind die Kanten 49 der Wandung 45 am Band 47 und die Kanten 50 der Wandung 44 am Band 48 befestigt. Diese Bänder stehen mittels eines Querbügels oder Speichenkreuzes 51 miteinander in Verbindung, der bzw. das es gestattet, den inneren Bereich 53 des Aufbaues unmittelbar an die Öffnung 52 des Teiles 54 des Filtergehäuses für den Luftdurchlaß zu diesem anzuschließen. Ein Bolzen 55 innerhalb des Gehäuses ist länger als dessen Höhe und endet in einem abgesetzten Teil 56, der sich durch ein zylindrisches Glied 48 hindurch erstreckt und mit einer Flügelmutter 57 versehen ist. Diese greift an

einem Dichtungsring 58 an und hält den starren Rahmenteil 46 in seiner Einsatzstellung im Filtergehäuse.

Die obere Wandung 44 dieses Gehäuses ist etwas länger als die untere Wandung 45, damit der Gesamtaufbau in den verfügbaren. Raum eingepaßt werden kann.

In allen Fällen der Erfindung kann das Papier so' gestaltet sein, daß es Luft leicht durchtreten

läßt, und kann so behandelt sein, daß es der Entzündung durch Feuer Widerstand leistet, z. B. mittels Tricresylphosphat oder mittels eines Bor- oder Ammoniumsalzes; es kann ferner so behandelt sein, daß seine Oberfläche verhältnismäßig hart ist und etwa auf dieser angesammelter Staub abgeschüttelt wird. Die gleiche Behandlung kann auch dazu dienen, eine Ansammlung von Feuchtigkeit im Papier zu verhindern.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   !· Filterelement, insbesondere für Luftfilter.. ζ. B. für den Vergaser einer Brennkraftmaschine. bestehend aus einem durchlaufenden Bogen aus porösem Papier, der zu im Winkel zueinander stehenden Flächen gefaltet und zu ein^mJRjsfiL geformt ist, dessen mittlere Ebene, axial-symmetrisch und quer, vorzugsweise senkrecht zur ■Ringachse, verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring sowohl eine obere (21 bzw. 44) als auch eine untere (22 bzw. 45) nach vor der Ringbildung einander parallelen Falzlinien (19, 20 bzw. 41, 42) gefaltete Wandung besitzt, die durch Umfalzung senkrecht zu einem Mittelteil des_Papierbogens__derart abgeknickt sind, daß der Mittelteil eine umlaufende Stirnwandung (23) des Ringes bildet und die obere und untere Wandung miteinander verbindet, die sich an ihren einander zugekehrten Falzlinien berühren, wobei die Wandungen untereinander verbundene, rohrförmige Kanäle von Vierkantprofil mit Hohlräumen (30) zur Aufnahme des Filtrates bilden.
2. 2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Enden der Ober- und Unterwandung (21 bzw. 44, 22 bzw. 45) dicht an ein Glied (16 bzw. 46) angeschlossen sind, das mit einer Öffnung versehen ist, durch die das aus dem Raum (3ÖJ~lÖinrnende" Filtrat durchtreten kann.
3. 3. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Falzlinien des Papierbogens, um die die obere und untere Wandung-(21 bzw. 22) von seinem Mittelteil abgeknickt sind, zwei sich jeweils an den Berührungslinien der Vierkantrohrkanäle kreuzende und zu diesen Linien abschnittsweise unterschiedlich geneigte Zickzacklinien sind.
4. 4. Filterelement nach einem der Ansprüche ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwandung (23) längs des äußeren Umfanges des Ringes verläuft und nach außen vorstehende dreieckige oder viereckige Abschnitte (24, 25) bildet.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Britische Patentschrift Nr. 562 103.

   Hierzu ι Blatt Zeidhniungen.

   9 609547/303 6.56 (609 716 12. 56)