EP4469178A1 - Filterelement mit zickzackförmig gefaltetem filtermedium und filtersystem - Google Patents

Filterelement mit zickzackförmig gefaltetem filtermedium und filtersystem

Info

Publication number
EP4469178A1
EP4469178A1 EP22812468.1A EP22812468A EP4469178A1 EP 4469178 A1 EP4469178 A1 EP 4469178A1 EP 22812468 A EP22812468 A EP 22812468A EP 4469178 A1 EP4469178 A1 EP 4469178A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filter
seal
filter element
filter body
sleeve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22812468.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Schmid
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mann and Hummel GmbH
Original Assignee
Mann and Hummel GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mann and Hummel GmbH filed Critical Mann and Hummel GmbH
Publication of EP4469178A1 publication Critical patent/EP4469178A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/10—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0002—Casings; Housings; Frame constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/52—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material
    • B01D46/521—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2265/00—Casings, housings or mounting for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2265/02—Non-permanent measures for connecting different parts of the filter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2265/00—Casings, housings or mounting for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2265/06—Details of supporting structures for filtering material, e.g. cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2271/00—Sealings for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2271/02—Gaskets, sealings

Definitions

  • the invention relates to a filter element for a filter system for filtering a fluid, in particular air, with a filter body with a filter medium folded in a zigzag shape, and a filter system for filtering a fluid, in particular air, with a replaceable filter element.
  • the intake air of internal combustion engines is usually routed through an air filter with a filter housing and a filter element arranged therein in order to separate dirt particles contained in the intake air from the intake air.
  • an air filter is known, for example, from DE 102 31 696 A1.
  • the filter element has the shape of a flat parallelepiped and comprises a filter medium made of paper or non-woven filter material which is folded in a zigzag shape. The folds on one side of the filter medium delimit a main filter surface for the unfiltered air side of the filter element and the folds lying in the parallel plane on the opposite side of the filter element delimit the filter surface for the clean air side.
  • front edge bonding which can be implemented, for example, by applying a bead of hot-melt adhesive to the filter medium, spray bonding, PUR foam application or so-called sideband bonding.
  • DE 10 2016 217 458 A1 discloses a trapezoidal or triangular air filter insert with a filter material folded in a zigzag shape, which does not have parallel side edges but tapers in one direction.
  • sealing traces of adhesive run orthogonally to the folding axes and offset from one another in the axial direction. Adjacent traces of adhesive do not bond common folds but may terminate at a convex fold apex of adjacent folds.
  • US 2018/0207566 A1 describes a filter with a filter medium that is folded too deeply, it being possible for the folds to be held at a distance from one another by beads of adhesive. Radial outer sides lying opposite one another can be sealed by a circumferential bead of adhesive which follows a curved profile of the outer sides.
  • An object of the invention is to provide a robust and cost-effective filter element for a filter system. Another object is to provide a filter system with such a robust and cost-effective filter element.
  • a filter element for a filter system for filtering a fluid, in particular air with a filter body with a filter medium folded in a zigzag shape through which the fluid flows in a flow direction when used as intended, with at least one clean-side
  • the end face of the filter body is surrounded all around by a frame element with a seal in a circumferential direction, the frame element having a circumferential ring structure which is connected via a connection structure to a lattice structure which is arranged on the end face of the filter body, and which connection structure is at least partially integrated into the Seal is embedded, wherein the connection structure has radially extending openings for interlocking the seal with the frame member.
  • a filter element for a filter system for filtering a fluid in particular air
  • a filter body with a filter medium folded in a zigzag shape through which the fluid flows in a flow direction when used as intended, with at least one clean-side end face of the Filter body is surrounded circumferentially by a frame member with a seal in a circumferential direction.
  • the frame element has a peripheral ring structure which is connected via a connection structure to an inner ring structure which is arranged on the front side of the filter body and which connection structure is at least partially embedded in the seal.
  • the connecting structure has radial openings for interlocking the seal with the frame element. This involves a large number of openings, which are preferably distributed uniformly over the circumference of the frame element.
  • the frame element can be designed as a one-piece plastic component, which protects and stabilizes the filter body on the outflow side.
  • the circumferential ring structure dips radially into the seal, which can preferably be designed as a polyurethane (PUR) seal, in order to absorb the radial forces of the seal and to increase the sealing force.
  • PUR polyurethane
  • a firm mechanical interlocking between the frame element and the seal can be achieved via the openings.
  • inexpensive polypropylene (PP) can be used as the material for the frame element, which, in contrast to the more expensive polyamide (PA) material, does not bond chemically to the PUR seal.
  • a lattice structure can be connected to the frame element, which is arranged on the end face of the filter body and mechanically supports and stabilizes the filter body on the outflow side.
  • the frame element is connected to a sleeve which protects the filter body on its radial lateral surface.
  • additional elements such as guide elements and/or handle elements for guiding the filter element during installation in a filter housing and/or for holding the filter element during installation or removal from a filter housing can be arranged on the frame element. These additional elements can be used advantageously for maintenance tasks.
  • the functions such as protecting the filter body on the outflow side, absorbing the forces of the radial seal, protecting the radial lateral surface and structures for guiding, holding and gripping during maintenance can be advantageously combined in one plastic component.
  • By integrating the functions in one component significant cost savings can be achieved in the manufacture of the filter element.
  • the circumferential ring structure can be embedded in the seal at least in the radial direction.
  • the ring structure can advantageously absorb radial supporting forces of the seal.
  • the seal can be connected to folds of the filter body.
  • the seal can be foamed onto folds of the filter body. In this way, the seal can be permanently and reliably connected to the folds of the filter body. In addition, it can be ensured that the folds are also reliably sealed at the outer edges or in areas where the folds can be trimmed.
  • the frame element can have a lattice structure which is connected to the ring structure and which completely covers the clean-side end face.
  • the lattice structure can be formed in one piece with the ring structure. The lattice structure advantageously supports and stabilizes the end face of the filter body against the pressure of the flowing fluid.
  • the frame element is connected to a sleeve which at least partially surrounds a lateral surface of the filter body in the axial direction and/or in the circumferential direction.
  • the sensitive filter medium can be protected mechanically.
  • folds that are open in the direction of the lateral surface can be sealed by the shell.
  • the sleeve can have at least one maximum height in an axial direction, which corresponds to 30%, 50% or 70%, preferably 80%, very particularly preferably 90% of a height of the lateral surface.
  • the lateral surface of the filter body can be adequately mechanically protected against damage.
  • the sleeve can be continuously connected to the ring structure in the circumferential direction.
  • the ring structure can merge seamlessly into the shell. Sufficient interlocking of the seal with the frame element is nevertheless possible via openings.
  • the sleeve can have at least one guide element to support positioning in a filter housing.
  • the guide element can be arranged on the casing in a radially outward direction.
  • a suitable guide for reliably positioning the filter element in a filter housing can be achieved via the guide element.
  • the guide element can be designed, for example, in the form of a round pin or also in the form of an increasing incline.
  • the sleeve can have at least one gripping element, the gripping element being arranged on the sleeve in a radially outward direction. The grip element can advantageously be used to securely grip the filter element when it is installed in a filter housing or when it is removed from the filter housing.
  • the sleeve can have a constant height all around, for example, or alternatively a different height all around in sections, with the height preferably being selected in sections so that, for example, guide element(s) and/or grip element(s) are on the Shell can be arranged.
  • the frame element can be designed in one piece with a lattice structure and/or casing and/or guide element and/or handle element.
  • the one-piece construction means that the frame element with the additional elements can be produced in a particularly cost-effective manner.
  • the ring structure and the connection structure of the frame element (possibly also the lattice structure) and the shell are in one piece and consist of a plastic material, in particular a hard plastic material, so that the aforementioned device components in particular in a common process step, in particular by Injection molding can be produced.
  • a raw-side end face of the filter body can be surrounded by a border in the circumferential direction.
  • the filter body On the unfiltered side, the filter body can be surrounded by a peripheral border.
  • the border can serve to seal and stabilize or protect the filter body on the raw side.
  • the raw side skirt is preferably spaced axially from the casing, if present.
  • the filter body can have an oval, round or rectangular cross-section on at least part of its cross-sectional area.
  • the filter body can be oval with two parallel sides.
  • other shapes can also be advantageously implemented.
  • the seal can be designed with steps parallel to the clean-side end face in the radial direction inwards.
  • steps for example, edge areas of the folds of the folded filter body can also be reliably sealed.
  • a filter system for filtering a fluid, in particular air, with a replaceable filter element and a filter housing with a fluid inlet and a fluid outlet is proposed, wherein the filter element has a filter body with a filter medium folded in a zigzag shape, which when used as intended in a flow direction is flowed through by the fluid.
  • At least one clean-side end face of the filter body is surrounded by a frame element with a seal in a peripheral direction.
  • the frame element has a circumferential ring structure which is connected via a connection structure to a lattice structure which is arranged on the end face of the filter body and which connection structure is at least partially embedded in the seal.
  • the connection structure has radial openings for interlocking the seal with the frame element.
  • a filter element which has a frame element can advantageously be used in the proposed filter system.
  • the frame element can be designed as a one-piece plastic component, which protects and stabilizes the filter body on the outflow side.
  • the ring structure dips radially into the seal, which can preferably be designed as a polyurethane (PUR) seal, in order to absorb the radial forces of the seal and to increase the sealing force.
  • PUR polyurethane
  • a firm mechanical interlocking between the frame element and the seal can be achieved via the openings.
  • inexpensive polypropylene (PP) can be used as the material for the frame element, which, in contrast to the more expensive polyamide (PA) material, does not bond chemically to the PUR seal.
  • the lattice structure to which the frame element is connected, stabilizes the filter body on the outflow side and supports it mechanically.
  • the frame element is connected to a sleeve which protects the filter body on its radial lateral surface.
  • additional elements such as guide elements and/or handle elements for guiding the filter element during installation in a filter housing and/or for holding the filter element during installation or removal from a filter housing can be arranged on the frame element. These additional elements can be used advantageously for maintenance tasks.
  • FIG. 1 shows a partially sectioned isometric view of a filter element according to an embodiment of the invention with sections A and B marked;
  • FIG. 2 shows an enlarged representation of section A of the filter element according to FIG. 1 ;
  • FIG. 3 shows an enlarged representation of section B of the filter element according to FIG. 1 ;
  • FIG. 4 is an isometric view of the filter element of FIG. 1 in a different section, with sections C and D marked;
  • FIG. 5 shows an enlarged view of section C of the filter element according to FIG. 4;
  • FIG. 6 shows an enlarged representation of section D of the filter element according to FIG. 4;
  • FIG. 7 shows the isometric view of the filter element according to FIG. 4 without a seal
  • Figure 8 is an isometric view of the frame member and envelope of the filter element
  • FIG. 9 shows a section of the frame element according to FIG. 8.
  • FIG. 11 shows an isometric view of a filter system with a mounted filter element according to one
  • Embodiment of the invention in a longitudinal section.
  • FIG. 1 shows a partially sectioned isometric view of a filter element 10 according to an exemplary embodiment of the invention with sections A and B marked.
  • FIG. 2 shows an enlarged view of section A
  • FIG. 3 shows an enlarged view of section B.
  • FIG. 4 shows a different isometric view of the filter element 10 according to FIG. 1 with sections C and D marked.
  • FIG. 5 shows an enlarged view of section C
  • FIG. 6 shows an enlarged view of section D.
  • FIG. 7 shows the isometric view of the filter element 10 without the seal 26, while FIG. 8 shows an isometric view of the frame element 20 with the sleeve 42 of the filter element 10.
  • Figure 9 shows a section of the frame element according to Figure 8.
  • the filter element 10 for filtering a fluid has a filter body 12 with a zigzag folded filter medium 14 through which the fluid flows in a flow direction 50 (shown as an arrow) when used as intended.
  • a flow direction 50 shown as an arrow
  • At least one clean-side end face 16 of the filter body 12 is surrounded in a peripheral direction 52 by a frame element 20 with a seal 26 .
  • the frame element 20 has a circumferential ring structure 22 which is connected via a connecting structure 32, for example via posts 36 and bridges 34, to a lattice structure 40 which is arranged on the clean-side end face 16 of the filter body 12 (see Figure 7).
  • the connecting structure 32 is at least partially embedded in the seal 26, in particular at least in the radial direction.
  • the connecting structure 32 has openings 38 that run radially for interlocking the seal 26 with the frame element 20 .
  • the circumferential ring structure 22 is arranged axially behind the outflow-side end face in the direction of flow and is axially spaced from it. Furthermore, the circumferential ring structure 22 is offset radially inwards relative to the outer lateral surface 44 of the filter medium 14, i.e. the circumferential ring structure 22 has a smaller circumference than the lateral surface 44.
  • the seal 26, which is preferably formed from PUR, is connected to folds 60 of the filter body 12, in particular foamed onto folds 60 of the filter body 12.
  • the frame element 20 thus has a lattice structure 40 which is connected to the ring structure 22 and which covers the end face 16 on the clean side.
  • the lattice structure 40 can in particular be formed in one piece with the ring structure 22 .
  • the lattice structure 40 advantageously supports and stabilizes the end face 16 of the filter body 12 against the pressure of the flowing fluid.
  • the frame element 20 is also connected to a sleeve 42 which at least partially surrounds a lateral surface 44 of the filter body 12 in the axial direction L and in the circumferential direction 52 .
  • the sleeve 42 can have at least one maximum height 54, in particular in an axial direction L, which corresponds to 30%, 50% or 70%, preferably 80%, very particularly preferably 90% of a height 56 of the lateral surface 44.
  • the sleeve 42 has at least one handle element 48 which is arranged on the sleeve 42 in a radially outward direction. With the handle element 48, the filter element 10 can be conveniently inserted into or removed from a filter housing.
  • the sleeve 42 can, for example, have a constant height 54 all around, or alternatively a different height 54 (not shown in the figures) in sections, with the height 54 preferably being selected in sections such that, for example, guide element(s) 46 and/or Grip element(s) 48 on which can be connected in the axial direction L with respect to their selected axial position.
  • a height 54 of at least 70% of the lateral surface 44 can be selected, for example in sections, for example in the area in which the gripping element 48 is arranged on the sleeve 42 .
  • a front side 18 of the filter body 12 on the raw side is surrounded by a border 80 in the circumferential direction 52 .
  • the border 80 can serve to seal and stabilize or protect the filter body 12 on the raw side.
  • the seal 26 is formed with steps 62 parallel to the clean-side end face 16 in the radial direction inwards.
  • the steps 62 are realized, for example, via an inner ring structure 24 that is additionally connected to the frame element 20 .
  • the inner ring structure 24 defines the stepped areas 62 for foaming the PUR seal 26 .
  • edge regions of the folds 60 of the folded filter body 12 can also be reliably sealed.
  • the steps 62 are arranged in particular in the rounded areas of the oval filter body 12 on the inner ring structure 24 and thus reliably seal off cut areas 64 (see FIG. 10) of the filter body 12 .
  • the annular structure 22 embedded in the seal 26 can be seen in the enlarged representation of section A in FIG.
  • a cut inner ring structure 24 can be seen on the filter body 12 .
  • An opening 38 is formed between the ring structure 22 and the inner ring structure 24, through which the PUR seal 26 can reach.
  • the shell enters axially from below 42 into the seal 26.
  • the inner ring structure 24 exits the seal 26 radially inward.
  • the seal 26 has an axial sealing surface 30 and a radial sealing surface 28 for installation in a filter housing.
  • the radial sealing surface 28 is supported by the counteracting force of the ring structure 22 when the filter element 10 is installed as intended.
  • Sectioned areas of the lattice structure 40 can be seen in FIGS. 2 and 3, which support the folds 60 of the filter body 12 on the clean-side end face 16 .
  • ring structure 22 merges directly via post 36 of connecting structure 32 into bridge 34 of connecting structure 32 , which is connected to inner ring structure 24 , and which in turn merges directly into shell 42 .
  • the sleeve 42 can thus advantageously be continuously connected to the ring structure 22 in the circumferential direction 52 .
  • Ring structure 22 is connected to inner ring structure 24 via bridges 34 and posts 36 of connecting structure 32 .
  • FIG. 8 where the frame element 20 with lattice structure 40 and sleeve 42 is shown without the filter body 12, at least one guide element 46 on the sleeve 42 to support positioning in a filter housing 110 can be seen.
  • the guide member 46 is on the shell 42 is arranged in a radially outward direction and has an ascending ramp shape.
  • the guide element 46 can also be designed as a round pin, for example.
  • the frame element 20 with the lattice structure 40 and/or the casing 42 and/or the guide element 46 and/or the grip element 48 can advantageously be designed in one piece. This enables the frame element 20 to be produced inexpensively with additional elements.
  • FIG. 9 shows a section of the frame element according to FIG. 8 in an enlarged representation.
  • the connection of the peripheral ring structure 22 via the posts 36 and bridges 34 to the shell 42 or to the inner ring structure 24 and the lattice structure 40 can thus be seen more clearly.
  • FIG. 10 shows an isometric representation of the filter body 12 of the filter element 10 according to FIG. 1.
  • the filter body 12 has an oval cross section with two parallel side surfaces on at least part of its cross-sectional area.
  • the rounded ends of the oval each have an additional trimmed side 64 .
  • the filter body 12 can have a round or rectangular cross section or a cross section of a different design.
  • FIG. 11 shows an isometric view of a filter system 100 with a mounted filter element 10 according to an exemplary embodiment of the invention in a longitudinal section.
  • the filter system 100 for filtering a fluid, in particular air, has a filter housing 110 with a fluid inlet 102 and a fluid outlet 104 .
  • the filter housing 110 is formed from a housing upper part 112 and a housing lower part 114, which are detachably and tightly connected to one another and accommodate the replaceable filter element 10 on the inside.
  • the filter element 10 has a filter body 12 with a filter medium 14 folded in a zigzag shape, through which the fluid flows in a flow direction 50 when used as intended.
  • the flow direction 50 is marked with arrows.
  • the inserted filter element 10 rests on the housing wall of the filter housing 110 via the radial sealing surface 28 of the seal 26 and with the axial sealing surface 30 on the shoulder of the filter housing 110 .
  • the ring structure 22 of the frame element 20 supports the seal 26 in particular in the radial direction.
  • a corresponding receptacle 120 is provided in the filter housing 110 for the handle element 48 arranged on the sleeve 42 .
  • the filter element 10 can preferably be removed from the filter housing 110 laterally, ie transversely to the direction of flow 50 .

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filterelement (10) für ein Filtersystem (100) zum Filtern eines Fluids, insbesondere Luft, mit einem Filterkörper (12) mit einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium (14), welcher bei bestimmungsgemäßem Gebrauch in einer Strömungsrichtung (50) von dem Fluid durchströmt wird, wobei zumindest eine reinseitige Stirnseite (16) des Filterkörpers (12) von einem Rahmenelement (20) mit einer Dichtung (26) in einer Umfangsrichtung (52) umlaufend umgeben ist, wobei das Rahmenelement (20) eine umlaufende Ringstruktur (22) aufweist, welche über eine Verbindungsstruktur (32) mit einer Gitterstruktur (40) verbunden ist, die auf der Stirnseite (16) des Filterkörpers (12) angeordnet ist, und welche Verbindungsstruktur (32) wenigstens teilweise in die Dichtung (26) eingebettet ist, wobei die Verbindungsstruktur (32) radial verlaufende Durchbrüche (38) zur Verzahnung der Dichtung (26) mit dem Rahmenelement (20) aufweist.Die Erfindung betrifft ferner ein Filtersystem (100) mit einem auswechselbaren Filterelement (10).

Description

Filterelement mit zickzackförmig gefaltetem Filtermedium und Filtersystem
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Filterelement für ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids, insbesondere Luft, mit einem Filterkörper mit einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium sowie ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids, insbesondere Luft, mit einem auswechselbaren Filterelement.
Stand der Technik
Die Ansaugluft von Verbrennungsmotoren wird vor dem Eintritt in den Motor üblicherweise durch einen Luftfilter mit einem Filtergehäuse und einem darin angeordneten Filterelement geleitet, um in der Ansaugluft enthaltene Schmutzpartikel aus der Ansaugluft abzuscheiden. Ein derartiger Luftfilter ist beispielsweise aus der DE 102 31 696 A1 bekannt geworden. Das Filterelement weist die Form eines flachen Quaders auf und umfasst ein Filtermedium aus Papier oder Filtervlies, das zickzackförmig gefaltet ist. Die Falze auf der einen Seite des Filtermediums begrenzen eine Hauptfilterfläche für die Rohluftseite des Filterelements und die in der Parallelebene liegenden Falze der gegenüberliegenden Seite des Filterelements begrenzen die Filterfläche für die Reinluftseite. Eine erforderliche Abdichtung der Faltenenden des Filtermediums wird mittels einer sogenannten Stirnkantenverklebung erreicht, die beispielsweise durch Auftrag einer Schmelzkleberraupe auf dem Filtermedium, Sprühverklebung, PUR-Schaumapplikation oder eine sogenannte Seitenbandverklebung realisiert werden kann.
Aus DE 10 2016 217 458 A1 ist ein trapezförmiger oder dreieckiger Luftfiltereinsatz mit einem zickzackförmig gefalteten Filtermaterial bekannt, der keine parallelen Seitenränder aufweist, sondern sich in eine Richtung verjüngt. Im Bereich der Seitenränder verlaufen abdichtende Klebstoffspuren orthogonal zu Faltachsen und in axialer Richtung zueinander versetzt. Benachbarte Klebstoffspuren verkleben keine gemeinsamen Falten, sondern können an einem konvexen Faltungsscheitel aneinander grenzender Falten enden.
US 2018/0207566 A1 beschreibt einen Filter mit einem zu tiefen Falten gefalteten Filtermedium, wobei die Falten durch Klebstoffraupen voneinander beabstandet gehalten werden können. Einander gegenüberliegende radiale Außenseiten können durch eine umlaufende Klebstoffraupe abgedichtet sein, die einem gekrümmten Verlauf der Außenseiten folgt.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein robustes und kosteneffizientes Filterelement für ein Filtersystem zu schaffen. Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung eines Filtersystems mit einem solchen robusten und kosteneffizienten Filterelement.
Die vorgenannte Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung gelöst von einem Filterelement für ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids, insbesondere Luft, mit einem Filterkörper mit einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium, welcher bei bestimmungsgemäßem Gebrauch in einer Strömungsrichtung von dem Fluid durchströmt wird, wobei zumindest eine reinseitige Stirnseite des Filterkörpers von einem Rahmenelement mit einer Dichtung in einer Umfangsrichtung umlaufend umgeben ist, wobei das Rahmenelement eine umlaufende Ringstruktur aufweist, welche über eine Verbindungsstruktur mit einer Gitterstruktur verbunden ist, die auf der Stirnseite des Filterkörpers angeordnet ist, und welche Verbindungsstruktur wenigstens teilweise in die Dichtung eingebettet ist, wobei die Verbindungsstruktur radial verlaufende Durchbrüche zur Verzahnung der Dichtung mit dem Rahmenelement aufweist.
Die weitere Aufgabe wird gelöst von einem Filtersystem zum Filtern eines Fluids, insbesondere Luft, mit einem auswechselbaren Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Filtergehäuse mit einem Fluideinlass und einem Fluidauslass, wobei das Filterelement einen Filterkörper mit einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium aufweist, welcher bei bestimmungsgemäßem Gebrauch in einer Strömungsrichtung von dem Fluid durchströmt wird, wobei zumindest eine reinseitige Stirnseite des Filterkörpers von einem Rahmenelement mit einer Dichtung in einer Umfangsrichtung umlaufend umgeben ist, wobei das Rahmenelement eine umlaufende Ringstruktur aufweist, welche über eine Verbindungsstruktur mit einer Gitterstruktur verbunden ist, die auf der Stirnseite des Filterkörpers angeordnet ist, und welche Verbindungsstruktur wenigstens teilweise in die Dichtung eingebettet ist, wobei die Verbindungsstruktur radial verlaufende Durchbrüche zur Verzahnung der Dichtung mit dem Rahmenelement aufweist
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Es wird nach einem Aspekt der Erfindung ein Filterelement für ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids, insbesondere Luft, vorgeschlagen, mit einem Filterkörper mit einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium, welcher bei bestimmungsgemäßem Gebrauch in einer Strömungsrichtung von dem Fluid durchströmt wird, wobei zumindest eine reinseitige Stirnseite des Filterkörpers von einem Rahmenelement mit einer Dichtung in einer Umfangsrichtung umlaufend umgeben ist. Das Rahmenelement weist eine umlaufende Ringstruktur auf, welche über eine Verbindungsstruktur mit einer inneren Ringstruktur verbunden ist, die auf der Stirnseite des Filterkörpers angeordnet ist, und welche Verbindungsstruktur wenigstens teilweise in die Dichtung eingebettet ist. Dabei weist die Verbindungsstruktur radial verlaufende Durchbrüche zur Verzahnung der Dichtung mit dem Rahmenelement auf. Hierbei handelt es sich um eine Vielzahl an Durchbrüchen, welche vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang des Rahmenelements verteilt angeordnet sind.
Das Rahmenelement kann als einteiliges Kunststoffbauteil ausgeführt sein, welches den Filterkörper auf der Abströmseite schützt und stabilisiert. Die umlaufende Ringstruktur taucht radial in die Dichtung, welche bevorzugt als Polyurethan (PUR) - Dichtung ausgebildet sein kann, ein, um so die radialen Kräfte der Dichtung aufzunehmen und die Dichtkraft zu verstärken.
Über die Durchbrüche ist eine feste mechanische Verzahnung zwischen Rahmenelement und Dichtung zu erreichen. Dies ist besonders vorteilhaft, weil so beispielsweise kostengünstiges Polypropylen (PP) als Werkstoff für das Rahmenelement verwendet werden kann, welches sich im Gegensatz zu dem teureren Polyamid (PA) als Werkstoff mit der PUR-Dichtung nicht chemisch verbindet.
Weiter kann mit dem Rahmenelement eine Gitterstruktur verbunden sein, welche auf der Stirnseite des Filterkörpers angeordnet ist und den Filterkörper auf der Abströmseite mechanisch abstützt und stabilisiert.
Das Rahmenelement ist mit einer Hülle verbunden, welche den Filterkörper an seiner radialen Mantelfläche schützt.
Zusätzlich können an dem Rahmenelement Zusatzelemente wie Führungselemente und/oder Griffelemente zum Führen des Filterelements beim Einbau in ein Filtergehäuse und/oder zum Halten des Filterelements beim Einbau oder Ausbau aus einem Filtergehäuse angeordnet sein. Diese Zusatzelemente können vorteilhaft bei Wartungsaufgaben genutzt werden.
Vorteilhaft können die Funktionen wie Schutz des Filterkörpers auf der Abströmseite, Aufnehmen der Kräfte der radialen Dichtung, Schutz der radialen Mantelfläche und Strukturen zum Führen, Halten und Greifen im Wartungsfall in einem Kunststoffbauteil vereint sein. Durch die Integration der Funktionen in einem Bauteil kann eine signifikante Kosteneinsparung bei der Herstellung des Filterelements erreicht werden.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements kann die umlaufende Ringstruktur wenigstens in radialer Richtung in die Dichtung eingebettet sein. Dadurch kann die Ringstruktur vorteilhaft radiale Abstützkräfte der Dichtung aufnehmen. Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements kann die Dichtung mit Falten des Filterkörpers verbunden sein. Insbesondere kann die Dichtung an Falten des Filterkörpers angeschäumt sein. Auf diese Weise kann die Dichtung mit den Falten des Filterkörpers dauerhaft und zuverlässig verbunden sein. Zusätzlich kann gewährleistet werden, dass die Falten auch an Außenkanten bzw. in Bereichen, wo die Falten beschnitten sein können, zuverlässig abgedichtet sind.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements kann das Rahmenelement eine Gitterstruktur aufweisen, welche mit der Ringstruktur verbunden ist, und welche die reinseitige Stirnseite vollflächig überdeckt. Insbesondere kann die Gitterstruktur mit der Ringstruktur einteilig ausgebildet sein. Die Gitterstruktur stützt und stabilisiert die Stirnseite des Filterkörpers vorteilhaft gegen den Druck des strömenden Fluids.
Das Rahmenelement ist mit einer Hülle verbunden, welche eine Mantelfläche des Filterkörpers in axialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung zumindest bereichsweise umgibt. Auf diese Weise kann zum einen das empfindliche Filtermedium mechanisch geschützt werden. Zum anderen können Falten, die in Richtung der Mantelfläche offen sind, durch die Hülle abgedichtet werden.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements kann die Hülle in einer axialen Richtung wenigstens eine insbesondere maximale Höhe aufweisen, welche 30%, 50% oder 70%, bevorzugt 80%, ganz besonders bevorzugt 90% einer Höhe der Mantelfläche entspricht. Dadurch kann die Mantelfläche des Filterkörpers ausreichend vor einer Beschädigung mechanisch geschützt werden.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements kann die Hülle mit der Ringstruktur in Umfangsrichtung durchgehend verbunden sein. In einer solchen Anordnung kann die Ringstruktur nahtlos in die Hülle übergehen. Über Durchbrüche ist trotzdem eine ausreichende Verzahnung der Dichtung mit dem Rahmenelement möglich.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements kann die Hülle wenigstens ein Führungselement zur Unterstützung der Positionierung in einem Filtergehäuse aufweisen. Insbesondere kann das Führungselement an der Hülle in einer radialen Richtung nach außen gerichtet angeordnet sein. Über das Führungselement ist eine geeignete Führung zum zuverlässigen Positionieren des Filterelements in einem Filtergehäuse zu erreichen. Das Führungselement kann beispielsweise in Form eines runden Pins oder auch in Form einer ansteigenden Schräge ausgebildet sein. Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements kann die Hülle wenigstens ein Griffelement aufweisen, wobei das Griffelement an der Hülle in einer radialen Richtung nach außen gerichtet angeordnet ist. Das Griffelement kann vorteilhaft zum sicheren Ergreifen des Filterelements beim Einbau in ein Filtergehäuse oder bei der Entnahme aus dem Filtergehäuse dienen.
Die Hülle kann beispielsweise umlaufend eine konstante Höhe aufweisen oder alternativ eine abschnittsweise umlaufend unterschiedliche Höhe, wobei die Höhe abschnittsweise bevorzugt so gewählt werden kann, dass beispielsweise Führungselement(e) und/oder Griffelement(e) auf der in Bezug auf ihre gewählte Axialposition an der Hülle anordenbar sind.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements kann das Rahmenelement mit Gitterstruktur und/oder Hülle und/oder Führungselement und/oder Griffelement einteilig ausgebildet sein. Durch die einteilige Bauweise ist eine besonders kostengünstige Fertigung des Rahmenelements mit den Zusatzelementen zu erreichen.
Es bietet sich insbesondere an, wenn zumindest die Ringstruktur und die Verbindungsstruktur des Rahmenelements (ggf. auch die Gitterstruktur) und die Hülle einteilig sind und aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere einem Hartkunststoffmaterial, bestehen, sodass die vorgenannten Vorrichtungsbestandteile insbesondere in einem gemeinsamen Prozessschritt, insbesondere durch Spritzgießen, hergestellt werden können.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements kann eine rohseitige Stirnseite des Filterkörpers von einer Einfassung in der Umfangsrichtung umlaufend umgeben sein. Rohseitig kann der Filterkörper von einer umlaufenden Einfassung eingefasst sein. Die Einfassung kann zur rohseitigen Abdichtung und Stabilisierung bzw. Schutz des Filterkörpers dienen. Die rohseitige Einfassung ist vorzugsweise von der gegebenenfalls vorhandenen Hülle axial beabstandet angeordnet.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements kann der Filterkörper auf wenigstens einem Teil seiner Querschnittsfläche einen ovalen, runden oder rechteckförmigen Querschnitt aufweisen. Der Filterkörper kann so beispielsweise oval mit zwei parallelen Seiten ausgebildet sein. Jedoch sind auch andere Formen vorteilhaft zu realisieren.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements kann die Dichtung parallel zur reinseitigen Stirnfläche in radialer Richtung nach innen mit Stufen ausgebildet sein. Durch die Ausbildung der Dichtung mit Stufen können beispielsweise Randbereiche der Falten des gefalteten Filterkörpers sicher mit abgedichtet werden. Es wird nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids, insbesondere Luft, mit einem auswechselbaren Filterelement und einem Filtergehäuse mit einem Fluideinlass und einem Fluidauslass vorgeschlagen, wobei das Filterelement einen Filterkörper mit einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium aufweist, welcher bei bestimmungsgemäßem Gebrauch in einer Strömungsrichtung von dem Fluid durchströmt wird. Dabei ist zumindest eine reinseitige Stirnseite des Filterkörpers von einem Rahmenelement mit einer Dichtung in einer Umfangsrichtung umlaufend umgeben. Das Rahmeneiement weist eine umlaufende Ringstruktur auf, welche über eine Verbindungsstruktur mit einer Gitterstruktur verbunden ist, die auf der Stirnseite des Filterkörpers angeordnet ist, und welche Verbindungsstruktur wenigstens teilweise in die Dichtung eingebettet ist. Die Verbindungsstruktur weist radial verlaufende Durchbrüche zur Verzahnung der Dichtung mit dem Rahmenelement auf.
Vorteilhaft kann in dem vorgeschlagenen Filtersystem ein Filterelement eingesetzt sein, welches ein Rahmenelement aufweist. Das Rahmenelement kann als einteiliges Kunststoffbauteil ausgeführt sein, welches den Filterkörper auf der Abströmseite schützt und stabilisiert. Die Ringstruktur taucht radial in die Dichtung, welche bevorzugt als Polyurethan (PUR) - Dichtung ausgebildet sein kann, ein, um so die radialen Kräfte der Dichtung aufzunehmen und die Dichtkraft zu verstärken.
Über die Durchbrüche ist eine feste mechanische Verzahnung zwischen Rahmenelement und Dichtung zu erreichen. Dies ist besonders vorteilhaft, weil so beispielsweise kostengünstiges Polypropylen (PP) als Werkstoff für das Rahmenelement verwendet werden kann, welches sich im Gegensatz zu dem teureren Polyamid (PA) als Werkstoff mit der PUR-Dichtung nicht chemisch verbindet.
Die Gitterstruktur, mit welcher das Rahmenelement verbunden ist, stabilisiert den Filterkörper auf der Abströmseite und stützt ihn mechanisch ab.
Weiterhin ist das Rahmenelement mit einer Hülle verbunden, welche den Filterkörper an seiner radialen Mantelfläche schützt.
Zusätzlich können an dem Rahmenelement Zusatzelemente wie Führungselement und/oder Griffelemente zum Führen des Filterelements beim Einbau in ein Filtergehäuse und/oder zum Halten des Filterelements beim Einbau oder Ausbau aus einem Filtergehäuse angeordnet sein. Diese Zusatzelemente können vorteilhaft bei Wartungsaufgaben genutzt werden.
Vorteilhaft können die Funktionen wie Schutz des Filterkörpers auf der Abströmseite, Aufnehmen der Kräfte der radialen Dichtung, Schutz der radialen Mantelfläche und Strukturen zum Führen, Halten und Greifen im Wartungsfall in einem Kunststoffbauteil vereint sein. Durch die Integration der Funktionen in einem Bauteil kann eine signifikante Kosteneinsparung bei der Herstellung des Filterelements und damit des Filtersystems erreicht werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen beispielhaft:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene isometrische Ansicht eines Filterelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit markierten Ausschnitten A und B;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A des Filterelements nach Fig. 1 ;
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts B des Filterelements nach Fig. 1 ;
Fig. 4 eine anders geschnittene isometrische Ansicht des Filterelements nach Fig. 1 mit markierten Ausschnitten C und D;
Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts C des Filterelements nach Fig. 4;
Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts D des Filterelements nach Fig. 4;
Fig. 7 die isometrische Ansicht des Filterelements nach Fig. 4 ohne Dichtung;
Fig. 8 eine isometrische Ansicht des Rahmenelements mit Hülle des Filterelements;
Fig. 9 einen Ausschnitt des Rahmenelements nach Fig. 8;
Fig. 10 eine isometrische Darstellung des Filterkörpers des Filterelements; und
Fig. 11 eine isometrische Ansicht eines Filtersystems mit montiertem Filterelement nach einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Längsschnitt.
Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
Im Folgenden verwendete Richtungsterminologie mit Begriffen wie „links“, „rechts“, „oben“, „unten“, „davor“ „dahinter“, „danach“ und dergleichen dient lediglich dem besseren Verständnis der Figuren und soll in keinem Fall eine Beschränkung der Allgemeinheit darstellen. Die dargestellten Komponenten und Elemente, deren Auslegung und Verwendung können im Sinne der Überlegungen eines Fachmanns variieren und an die jeweiligen Anwendungen angepasst werden. Figur 1 zeigt eine teilweise geschnittene isometrische Ansicht eines Filterelements 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit markierten Ausschnitten A und B. Figur 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A, während in Figur 3 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts B dargestellt ist.
Figur 4 zeigt eine anders geschnittene isometrische Ansicht des Filterelements 10 nach Figur 1 mit markierten Ausschnitten C und D. Figur 5 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts C, während in Figur 6 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts D dargestellt ist.
Figur 7 zeigt die isometrische Ansicht des Filterelements 10 ohne Dichtung 26, während in Figur 8 eine isometrische Ansicht des Rahmenelements 20 mit Hülle 42 des Filterelements 10 dargestellt ist. Figur 9 zeigt einen Ausschnitt des Rahmenelements nach Figur 8.
Das Filterelement 10 zum Filtern eines Fluids, insbesondere Luft, weist einen Filterkörper 12 mit einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium 14 auf, welcher bei bestimmungsgemäßem Gebrauch in einer Strömungsrichtung 50 (als Pfeil dargestellt) von dem Fluid durchströmt wird. Dabei ist zumindest eine reinseitige Stirnseite 16 des Filterkörpers 12 von einem Rahmenelement 20 mit einer Dichtung 26 in einer Umfangsrichtung 52 umlaufend umgeben. Das Rahmenelement 20 weist eine umlaufende Ringstruktur 22 auf, welche über eine Verbindungsstruktur 32, beispielsweise über Pfosten 36 und Brücken 34, mit einer Gitterstruktur 40 verbunden ist, die auf der reinseitigen Stirnseite 16 des Filterkörpers 12 angeordnet ist (siehe Figur 7). Die Verbindungsstruktur 32 ist wenigstens teilweise, insbesondere wenigstens in radialer Richtung, in die Dichtung 26 eingebettet. Die Verbindungsstruktur 32 weist zwischen den Brücken 34 und Pfosten 36 radial verlaufende Durchbrüche 38 zur Verzahnung der Dichtung 26 mit dem Rahmenelement 20 auf. Die umlaufende Ringstruktur 22 ist in Strömungsrichtung axial hinter der abströmseitigen Stirnseite angeordnet und zu dieser axial beabstandet. Weiterhin ist die umlaufende Ringstruktur 22 relativ zur äußeren Mantelfläche 44 des Filtermediums 14 nach radial innen versetzt, d.h. die umlaufende Ringstruktur 22 weist einen geringeren Umfang auf als die Mantelfläche 44.
Die Dichtung 26, welche bevorzugt aus PUR gebildet ist, ist mit Falten 60 des Filterkörpers 12 verbunden, insbesondere an Falten 60 des Filterkörpers 12 angeschäumt.
Das Rahmenelement 20 weist so eine Gitterstruktur 40 auf, welche mit der Ringstruktur 22 verbunden ist, und welche die reinseitige Stirnseite 16 überdeckt. Die Gitterstruktur 40 kann insbesondere mit der Ringstruktur 22 einteilig ausgebildet sein. Die Gitterstruktur 40 stützt und stabilisiert die Stirnseite 16 des Filterkörpers 12 vorteilhaft gegen den Druck des strömenden Fluids. Das Rahmenelement 20 ist ferner mit einer Hülle 42 verbunden, welche eine Mantelfläche 44 des Filterkörpers 12 in axialer Richtung L und in Umfangsrichtung 52 zumindest bereichsweise umgibt. Die Hülle 42 kann insbesondere in einer axialen Richtung L wenigstens eine insbesondere maximale Höhe 54 aufweisen, welche 30%, 50% oder 70%, bevorzugt 80%, ganz besonders bevorzugt 90% einer Höhe 56 der Mantelfläche 44 entspricht.
Die Hülle 42 weist wenigstens ein Griffelement 48 auf, welches an der Hülle 42 in einer radialen Richtung nach außen gerichtet angeordnet ist. Mit dem Griffelement 48 kann das Filterelement 10 zweckmäßig in ein Filtergehäuse eingesetzt oder daraus entnommen werden.
Die Hülle 42 kann beispielsweise umlaufend eine konstante Höhe 54 aufweisen oder alternativ eine abschnittsweise umlaufend unterschiedliche Höhe 54 (nicht in den Abbildungen gezeigt), wobei die Höhe 54 abschnittsweise bevorzugt so gewählt werden kann, dass beispielsweise Füh- rungselement(e) 46 und/oder Griffelement(e) 48 auf der in Bezug auf ihre gewählte Axialposition in axialer Richtung L anbindbar sind. In der in den Figuren gezeigten Ausführungsform kann beispielsweise in dem Bereich, in welchem das Griffelement 48 an der Hülle 42 angeordnet ist, beispielsweise abschnittsweise eine Höhe 54 von mindestens 70% der Mantelfläche 44 gewählt werden.
Eine rohseitige Stirnseite 18 des Filterkörpers 12 ist von einer Einfassung 80 in der Umfangsrichtung 52 umlaufend umgeben. Die Einfassung 80 kann zur rohseitigen Abdichtung und Stabilisierung bzw. Schutz des Filterkörpers 12 dienen.
Die Dichtung 26 ist parallel zur reinseitigen Stirnfläche 16 in radialer Richtung nach innen mit Stufen 62 ausgebildet. Die Stufen 62 werden beispielsweise über eine zusätzlich mit dem Rahmenelement 20 verbundene innere Ringstruktur 24 realisiert werden. Die innere Ringstruktur 24 gibt dabei die stufenförmigen Bereiche 62 für das Ausschäumen der PUR-Dichtung 26 vor. Durch die Ausbildung der Dichtung 26 mit Stufen 62 können beispielsweise Randbereiche der Falten 60 des gefalteten Filterkörpers 12 sicher mit abgedichtet werden. Die Stufen 62 sind insbesondere in den abgerundeten Bereichen des ovalen Filterkörpers 12 an der inneren Ringstruktur 24 angeordnet und dichten so zuverlässig beschnittene Bereiche 64 (siehe Figur 10) des Filterkörpers 12 ab.
In der vergrößerten Darstellung des Ausschnitts A in Figur 2 ist die in die Dichtung 26 eingebettete Ringstruktur 22 zu erkennen. Auf dem Filterkörper 12 ist eine angeschnittene innere Ringstruktur 24 zu erkennen. Zwischen Ringstruktur 22 und innerer Ringstruktur 24 ist ein Durchbruch 38 ausgebildet, durch welchen die PUR-Dichtung 26 durchgreifen kann. Axial von unten tritt die Hülle 42 in die Dichtung 26 ein. Die innere Ringstruktur 24 tritt nach radial innen aus der Dichtung 26 aus.
Die Dichtung 26 weist eine axiale Dichtfläche 30 und eine radiale Dichtfläche 28 für den Einbau in ein Filtergehäuse auf. Insbesondere die radiale Dichtfläche 28 wird durch die Gegenkraft der Ringstruktur 22 beim bestimmungsgemäßen Einbau des Filterelements 10 gestützt.
In der vergrößerten Darstellung des Ausschnitts B in Figur 3 sind wieder die angeschnittene Ringstruktur 22 und die angeschnittene innere Ringstruktur 24 mit einem dazwischen befindlichen Durchbruch 38 zu erkennen. Die Dichtung 26 ragt hier radial weiter nach innen, da hier die Dichtung 26 im gestuften Bereich der Dichtung 26 dargestellt ist.
In den Figuren 2 und 3 sind jeweils angeschnittene Bereiche der Gitterstruktur 40 erkennbar, welche die Falten 60 des Filterkörpers 12 an der reinseitigen Stirnseite 16 stützen.
In der vergrößerten Darstellung des Ausschnitts C in Figur 5 geht die Ringstruktur 22 über den Pfosten 36 der Verbindungsstruktur 32 direkt in die mit der inneren Ringstruktur 24 verbundene Brücke 34 der Verbindungsstruktur 32 über, die ihrerseits direkt in die Hülle 42 übergeht. Die Hülle 42 kann so vorteilhaft mit der Ringstruktur 22 in Umfangsrichtung 52 durchgehend verbunden sein.
Dies ist ebenfalls in der vergrößerten Darstellung des Ausschnitts D in Figur 6 zu erkennen, wobei hier die innere Ringstruktur 24 im gestuften Bereich der Dichtung in radialer Richtung weiter nach innen ragt. Dadurch ist die Brücke 34 zwischen dem Pfosten 36 bzw. der Hülle 42 und der inneren Ringstruktur 24 länger ausgebildet.
In der Darstellung des Filterelements 10 ohne Dichtung 26 in Figur 7 ist der gestufte Verlauf der inneren Ringstruktur 24, welcher den Verlauf für die Dichtung 26 vorgibt, deutlich zu erkennen. Die Ringstruktur 22 ist über die Brücken 34 und Pfosten 36 der Verbindungsstruktur 32 mit der inneren Ringstruktur 24 verbunden.
Aus Übersichtlichkeitsgründen ist jeweils nur ein Element von gleichen Elementen mit Bezugszeichen versehen.
In Figur 8, wo das Rahmenelement 20 mit Gitterstruktur 40 und Hülle 42 ohne den Filterkörper 12 dargestellt ist, ist wenigstens ein Führungselement 46 an der Hülle 42 zur Unterstützung der Positionierung in einem Filtergehäuse 110 erkennbar. Das Führungselement 46 ist an der Hülle 42 in einer radialen Richtung nach außen gerichtet angeordnet und weist eine ansteigende Rampenform auf. Alternativ kann das Führungselement 46 beispielsweise auch als runder Pin ausgebildet sein.
Vorteilhaft kann das Rahmenelement 20 mit Gitterstruktur 40 und/oder Hülle 42 und/oder Führungselement 46 und/oder Griffelement 48 einteilig ausgebildet sein. Dadurch ist eine kostengünstige Fertigung des Rahmenelements 20 mit Zusatzelementen möglich.
Figur 9 zeigt einen Ausschnitt des Rahmenelements nach Figur 8 in vergrößerter Darstellung. Die Verbindung von umlaufender Ringstruktur 22 über die Pfosten 36 und Brücken 34 mit der Hülle 42 bzw. mit der inneren Ringstruktur 24 und der Gitterstruktur 40 ist so deutlicher erkennbar.
Figur 10 zeigt eine isometrische Darstellung des Filterkörpers 12 des Filterelements 10 nach Figur 1. Der Filterkörper 12 weist auf wenigstens einem Teil seiner Querschnittsfläche einen ovalen Querschnitt mit zwei parallelen Seitenflächen auf. Die abgerundeten Enden des Ovals weisen jeweils eine zusätzlich beschnittene Seite 64 auf.
In einer alternativen Ausführung kann der Filterkörper 12 jedoch einen runden oder rechteckförmigen Querschnitt oder auch anders ausgebildeten Querschnitt aufweisen.
Figur 11 zeigt eine isometrische Ansicht eines Filtersystems 100 mit montiertem Filterelement 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Längsschnitt.
Das Filtersystem 100 zum Filtern eines Fluids, insbesondere Luft, weist ein Filtergehäuse 110 mit einem Fluideinlass 102 und einem Fluidauslass 104 auf. Das Filtergehäuse 110 ist aus einem Gehäuseoberteil 112 und einem Gehäuseunterteil 114 gebildet, welche lösbar miteinander dicht verbunden sind und im Inneren das austauschbare Filterelement 10 aufnehmen.
Das Filterelement 10 gemäß einer Ausführung, wie in den Figuren 1 bis 10 dargestellt, weist einen Filterkörper 12 mit einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium 14 auf, welcher bei bestimmungsgemäßem Gebrauch in einer Strömungsrichtung 50 von dem Fluid durchströmt wird. Die Strömungsrichtung 50 ist mit Pfeilen gekennzeichnet.
Erkennbar ist, wie das eingesetzte Filterelement 10 über die radiale Dichtfläche 28 der Dichtung 26 an der Gehäusewand des Filtergehäuses 110 und mit der axialen Dichtfläche 30 an dem Absatz des Filtergehäuses 110 anliegt. Die Ringstruktur 22 des Rahmenelements 20 stützt dabei die Dichtung 26 insbesondere in radialer Richtung ab. Für das an der Hülle 42 angeordnete Griffelement 48 ist eine entsprechende Aufnahme 120 im Filtergehäuse 110 vorgesehen. Das Filterelement 10 ist vorzugsweise seitlich, also quer zur Durchströmungsrichtung 50, aus dem Filtergehäuse 110 entnehmbar.
Bezugszeichen
10 Filterelement
12 Filterkörper
14 Filtermedium
16 reinseitige Stirnseite
18 rohseitige Stirnseite
20 Rahmenelement
22 Ringstruktur
24 innere Ringstruktur
26 Dichtung
28 radiale Dichtfläche
30 axiale Dichtfläche
32 Verbindungsstruktur
34 Brücke
36 Pfosten
38 Durchbruch
40 Gitterstruktur
42 Hülle
44 Mantelfläche
46 Führungselement
48 Griffelement
50 Strömungsrichtung
52 Umfangsrichtung
54 Höhe Hülle
56 Höhe Mantelfläche
60 Falte
62 Stufe
64 beschnittene Seite
80 Einfassung
100 Filtersystem
102 Fluideinlass
104 Fluidauslass
110 Filtergehäuse
112 Gehäuseoberteil
114 Gehäuseunterteil
116 Gehäusewand
118 Absatz
120 Aufnahme
L axiale Richtung

Claims

Ansprüche
1. Filterelement (10) für ein Filtersystem (100) zum Filtern eines Fluids, insbesondere Luft, mit einem Filterkörper (12) mit einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium (14), welcher bei bestimmungsgemäßem Gebrauch in einer Strömungsrichtung (50) von dem Fluid durchströmt wird, wobei zumindest eine reinseitige Stirnseite (16) des Filterkörpers (12) von einem Rahmenelement (20) mit einer Dichtung (26) in einer Umfangsrichtung (52) umlaufend umgeben ist, wobei das Rahmenelement (20) eine umlaufende Ringstruktur (22) aufweist, welche über eine Verbindungsstruktur (32) mit einer Gitterstruktur (40) verbunden ist, die auf der Stirnseite (16) des Filterkörpers (12) angeordnet ist, wobei die Verbindungsstruktur (32) wenigstens teilweise in die Dichtung (26) eingebettet ist, wobei die Verbindungsstruktur (32) radial verlaufende Durchbrüche (38) zur Verzahnung der Dichtung (26) mit dem Rahmenelement (20) aufweist, und wobei das Rahmenelement (20) mit einer Hülle (42) verbunden ist, welche eine Mantelfläche (44) des Filterkörpers (12) in axialer Richtung (L) und in Umfangsrichtung (52) zumindest bereichsweise umgibt.
2. Filterelement nach Anspruch 1 , wobei die umlaufende Ringstruktur (22) wenigstens in radialer Richtung in die Dichtung (26) eingebettet ist.
3. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dichtung (26) mit Falten (60) des Filterkörpers (12) verbunden ist, insbesondere an Falten (60) des Filterkörpers (12) angeschäumt ist.
4. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gitterstruktur (40) mit der Ringstruktur (22) einteilig ausgebildet ist.
5. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hülle (42) in einer axialen Richtung (L) wenigstens eine Höhe (54) aufweist, welche 70%, bevorzugt 80%, ganz besonders bevorzugt 90% einer Höhe (56) der Mantelfläche (44) entspricht.
6. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hülle (42) mit der Ringstruktur (22) in Umfangsrichtung (52) durchgehend verbunden ist. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hülle (42) wenigstens ein Führungselement (46) zur Unterstützung der Positionierung in einem Filtergehäuse (110) aufweist, insbesondere wobei das Führungselement (46) an der Hülle (42) in einer radialen Richtung nach außen gerichtet angeordnet ist. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hülle (42) wenigstens ein Griffelement (48) aufweist, wobei das Griffelement (48) an der Hülle (42) in einer radialen Richtung nach außen gerichtet angeordnet ist. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rahmenelement (20) mit Gitterstruktur (40) und/oder Hülle (42) und/oder Führungselement (46) und/oder Griffelement (48) einteilig ausgebildet ist. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine rohseitige Stirnseite (18) des Filterkörpers (12) von einer Einfassung (80) in der Umfangsrichtung (52) umlaufend umgeben ist. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Filterkörper (12) auf wenigstens einem Teil seiner Querschnittsfläche einen ovalen, runden oder rechteckförmigen Querschnitt aufweist. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtung (26) parallel zur reinseitigen Stirnfläche (16) in radialer Richtung nach innen mit Stufen (62) ausgebildet ist. Filtersystem (100) zum Filtern eines Fluids, insbesondere Luft, mit einem auswechselbaren Filterelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Filtergehäuse (110) mit einem Fluideinlass (102) und einem Fluidauslass (104).
EP22812468.1A 2022-01-28 2022-10-25 Filterelement mit zickzackförmig gefaltetem filtermedium und filtersystem Pending EP4469178A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022102013.4A DE102022102013A1 (de) 2022-01-28 2022-01-28 Filterelement mit zickzackförmig gefaltetem Filtermedium und Filtersystem
PCT/EP2022/079730 WO2023143762A1 (de) 2022-01-28 2022-10-25 Filterelement mit zickzackförmig gefaltetem filtermedium und filtersystem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4469178A1 true EP4469178A1 (de) 2024-12-04

Family

ID=84362621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22812468.1A Pending EP4469178A1 (de) 2022-01-28 2022-10-25 Filterelement mit zickzackförmig gefaltetem filtermedium und filtersystem

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240367080A1 (de)
EP (1) EP4469178A1 (de)
CN (1) CN118613315A (de)
DE (1) DE102022102013A1 (de)
WO (1) WO2023143762A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3363521B1 (de) * 2015-04-10 2022-06-29 MANN+HUMMEL GmbH Filterelement und filteranordnung

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9202781D0 (en) * 1992-02-11 1992-03-25 Btr Plc Improvements in and relating to filters
US6852141B2 (en) * 2001-06-06 2005-02-08 Donaldson Company, Inc. Filter element having center piece and methods
DE10231696A1 (de) 2002-07-13 2004-01-22 B & S Industrieservice Gmbh Filtereinsatz mit einer zu einem Faltenbalg gefalteten Filtermatte
US9776118B2 (en) 2014-08-25 2017-10-03 Mann+Hummel Gmbh Filter element and housing with cooperating filter media support structures
DE102016217458A1 (de) 2016-09-13 2018-03-15 Röchling Automotive SE & Co. KG Plissierter Gasfiltereinsatz für ein Kraftfahrzeug mit diskontinuierlich verklebten Filtermaterialschenkeln sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung
US11117079B2 (en) 2017-01-20 2021-09-14 Champion Laboratories, Inc. Filter packs, processes for making filter packs, and air filters comprising filter packs
IT201800007854A1 (it) * 2018-08-03 2020-02-03 Officine Metallurgiche G Cornaglia Spa Cartuccia filtro aria a pannello per motori endotermici
CN113329804B (zh) * 2018-11-29 2023-01-17 康明斯滤清系统知识产权公司 改进的分层过滤器框架

Also Published As

Publication number Publication date
CN118613315A (zh) 2024-09-06
WO2023143762A1 (de) 2023-08-03
US20240367080A1 (en) 2024-11-07
DE102022102013A1 (de) 2023-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3157654B1 (de) Filter und filtereinsatz
EP3525913B1 (de) Rundfilterelement, insbesondere zur gasfiltration
DE112010000811B4 (de) Filtereinrichtung zur filtration gasförmiger fluide und filtereinsatz
EP3854470B1 (de) Filtereinrichtung und rundfilterelement, insbesondere zur gasfiltration
EP2490784A1 (de) Filtervorrichtung sowie filterelement für den einsatz bei einer solchen filtervorrichtung
EP3452205B1 (de) Filterelement, insbesondere zur gasfiltration, und filtereinrichtung
EP2764905A1 (de) Filterkörper
EP3943176A1 (de) Filterelement und filtereinrichtung zur filtration gasförmiger fluide
DE102016012328A1 (de) Rundfilterelement, insbesondere zur Gasfiltration
WO2018065590A1 (de) Filterelement, insbesondere zur gasfiltration
EP4469178A1 (de) Filterelement mit zickzackförmig gefaltetem filtermedium und filtersystem
EP3297745B1 (de) Filterelement, insbesondere zur gasfiltration
WO2019219634A1 (de) Luftfilterelement mit umlaufend überstehender reinluft-dichtung, filtergehäuse und luftfilter
DE102014008701A1 (de) Filter mit variierbarer Abströmrichtung
DE202014004897U1 (de) Filter mit variierbarer Abströmrichtung
WO2023061943A1 (de) Filterelement und filtersystem
DE102013004865A1 (de) Filtereinrichtung mit einem ringförmigen Filterelement
WO2017207203A1 (de) Filterelement zur gasfiltration
DE102023114803A1 (de) Flachfilter-Filterelement mit wenigstens zwei Filtermediumkörpern, Filtersystem und Verwendung eines Flachfilter-Filterelements
WO2017084798A1 (de) Filterelement und system zum filtern eines fluids
DE102022106562A1 (de) Filterelement und Filtersystem
WO2024251473A1 (de) Filtersystem mit wenigstens zwei filterelementen, filterelement und verwendung
DE102023117938A1 (de) Ablassverschlusselement für ein Filtersystem, Filterelement und Filtersystem
DE102014011932A1 (de) Filterelement und Filter mit einem Filterelement
WO2022038073A1 (de) Filtersystem und filterelement

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20240724

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20250530