KR20180019601A - 전처리-분리기를 갖는 필터 요소 및 필터 시스템 - Google Patents

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다니엘 슈미트
미하엘 마이어
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만 운트 훔멜 게엠베하
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Abstract

본 발명은 유체를 여과하기 위한 필터 요소(10)에 관한 것이다. 필터 요소(10)는 정의된 미여과측(52) 및 이에 반대편에 위치한 정의된 여과측(50)을 구비한 적어도 하나의 필터 벨로즈(12)를 포함하며, 상기 필터 벨로즈는 필터 벨로즈(12)의 대향 단부면들(22a, 22b) 사이에서 각각 연장하는 지그재그 형상 주름부들(34)을 부여하기 위해 주름 선들(26)을 따라 접히며, 그리고 대향 단부측들(18, 19)에 상호 평행한 단부 에지 면들(20a, 20b)을 각각 가지는 필터 매체로 제조되며, 그리고 평면 매트의 형태이며 필터 벨로즈(12)의 미여과측(52)에 배치되는 적어도 하나의 전처리 분리기(30)를 포함한다. 이와 관련해서, 단부 에지 면들(20a, 20b)을 밀봉하기 위하여, 플라스틱이 프레임(28) 형태로 필터 벨로즈(12) 주위에 사출성형된다. 또한, 전처리 분리기(30)는 프레임(28)에 배치된 고정 요소들(32)에 의해 고정된다. 본 발명은 또한 이러한 교환 가능한 필터 요소(10)를 갖는 필터 시스템(100)에 관한 것이며, 그리고 공기 여과를 위해, 특히 내연기관의 공기 여과를 위해 또는 차량의 내부 필터로서 필터 시스템(100)의 이용에 관한 것이다.

Description

전처리-분리기를 갖는 필터 요소 및 필터 시스템
본 발명은 특히 내연기관의 에어 필터(air filter)로서 또는 특히 자동차의 내부를 위한 에어 필터로서 사용을 위한, 유체 여과를 위한(for filtering fluid), 전처리 분리기(pre-separator)를 구비한 필터 요소(filter element)에 관한 것이다.
종래기술에서, 접힌(주름진) 필터 매체(folded filter medium), 즉 주름 팩(fold pack)을 갖는 직사각형 필터 요소들, 소위 플랫 필터들(flat filters)이 공지된다. 안정화(stabilization) 목적을 위해, 이들 필터 요소들은, 예를 들면, 단부면들 및/또는 종방향 측부들에서 접착된다. 여전히, 필터 요소가 사용중 구부러지거나 비틀려지는 위험이 있다. 이 경우, 갭(gap) 및/또는 크랙(crack)이 형성될 수 있다. 이것은 중대한 누설(leakage)로 이어질 수 있다.
DE 10 2009 041 134 A1은 단부면들 및/또는 종방향 측부들을 구비한 접힌 필터 매체를 포함하는 필터 요소를 개시한다. 이와 관련해서, 필터 매체는 주름 골짜기와 주름 피크를 갖는 주름부들(folds)을 포함한다. 접착 수단을 갖는 고정 장치(fastening device)는 필터 매체와 상관관계가 있다. 고정 장치는 주름부 내로 삽입될 프로파일 부재(profile member)(형상 부재)로서 설계된다. 삽입 가능한 프로파일 부재는 비틀림과 변형에 대해 필터 요소를 안정화시키는 말단 폴드(주름부) 안정화를 가져온다. 프로파일 부재 상의 접착 수단의 배치는 필터 요소가 교환되는 경우 비교적 강하고 안정적인 프로파일 부재의 영역에서 필터 요소가 파지될 수 있다는 효과를 갖는다. 이러한 방식으로, 필터 요소의 변형 및 비틀림이 또한 방지된다. 따라서, 프로파일 부재는 장착을 수행하는 사람에 의해 필터 요소를 풀기 위해 파지될 지정된 맞물림(체결) 영역을 제공한다. 고정 장치는 2개의 각부(leg)들을 포함하며 각부들은 접착 수단으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 기능 표면의 측로부터 떨어져 돌출한다. 기능 표면은 프로파일 부재 상의 접착 수단의 배치를 가능하게 한다. 2개의 각부 때문에, 프로파일 부재는 하나 또는 수개의 주름부들을 그 사이에 수용하기 위한 브라켓과 같이 설계된다. 각부들은 탄성적으로 변형 가능하다.
본 발명의 목적은 모듈식 셜계(modular design)를 가지며 간단하고 저렴한 방식으로 제조 가능한 유체 여과용 전처리 분리기를 구비한 필터 요소를 제공하는 것이다.
또 다른 목적은 모듈식 설계를 가지며 간단하고 저렴한 방식으로 제조 가능한 전처리 분리기를 구비한 이러한 교환 가능한 필터 요소를 수용하기 위한 유체 여과용 필터 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 목적은 적어도 하나의 필터 벨로즈(filter bellows) 및 적어도 하나의 전처리 분리기(pre-separator)를 포함하는 필터 요소로서, 필터 벨로즈는 프레임(frame) 형태로 플라스틱 재료로 주위에 사출성형되며 전처리 분리기는 프레임에 배치된 고정 요소들(fastening elements)에 의해 고정되는, 필터 요소에 의해 본 발명의 태양(특징)에 따라 해결된다.
본 발명의 유리한 구성들 및 이점들은 추가적인 청구항들, 상세한 설명 및 도면으로부터 유래한다.
특히 내연기관의 에어 필터로서 또는 특히 자동차의 내부를 위한 에어 필터로서 사용을 위한, 유체를 여과하기 위한 필터 요소로서, 상기 필터 요소는 필터 매체(filter medium)의 지정된 미여과측(raw side)과 이에 반대편에 배치된 지정된 여과측(clean side)을 갖는 적어도 하나의 필터 벨로즈(filter bellows)를 포함하며, 필터 매체는 필터 벨로즈의 반대위치에 배치된(대향하게 위치된) 단부 에지들 사이에서 각각 연장하는 주름부들에 대해 지그재그 형상으로 주름부 에지들을 따라 접히며, 반대위치에 배치된 단부면들에서 평행하게 연장하는 단부 에지 면들(end edge faces)을 포함하는 필터 요소가 제안된다. 또한, 필터 요소는 평평한 매트로서 구현되며 필터 벨로즈의 미여과측에 배치되는 적어도 하나의 전처리 분리기를 포함한다. 이와 관련해서, 필터 벨로즈는 프레임 형태로 플라스틱 재료로 주위에 사출성형되어 단부 에지 면들이 밀봉된다(sealed). 또한 전처리 분리기는 프레임에 배치된 고정 요소들에 의해 고정된다. 필터 벨로즈의 미여과측과 여과측은, 예를 들면, 면적 설계를 가질 수 있어 필터 벨로즈가 평면형 플레이트 형태로 구현될 수 있다.
본 발명에 따르면, 1개 또는 수개의 필터 벨로즈는 플라스틱 재료로 사출 금형(injection mold)에서 주위에 사출성형되며(오버몰딩) 따라서 적어도 하나의 필터 벨로즈는 일종의 프레임에 견고하게 고정되며 유지된다. 필터 벨로즈의 단부 에지들이 또한 사출성형에 의해 매립된다는 점에서 이와 관련해서 프레임은 편리하게는 필터 벨로즈의 단부 에지 면들을 밀봉한다. 필터 벨로즈의 단부면들은 사출성형에 의해 또한 매립될 수 있다. 대안으로, 그러나 이들은 또한 개방이 유지될 수 있다. 편리하게는 프레임의 둘레방향으로 연장하는 단부면에는 필터 하우징에서 사용되는 경우 필터 요소를 밀봉하기 위한 밀봉부가 제공된다. 프레임의 반대위치에 배치된 측에, 고정 요소들이 배치되며 그 위에 예를 들면 부직포 매트(nonwoven mat) 형태의 전처리 분리기(pre-separator)가 부착될 수 있다. 큰 표면적 필터 요소들의 경우, 프레임의 측부면들은 보강을 위한 보강 리브(reinforcement rib)들을 포함할 수 있다. 프레임의 표면을 가로질러 횡방향으로, 추가적인 보강을 위한 스테이(stay)들이 또한 배치될 수 있다. 수개의 필터 벨로즈가 서로에 인접하여 배치되고 사출성형에 의해 매립되는 경우, 단부 에지 면들의 밀봉을 위한 단부 에지 밀봉부들은 또한 편리하게는 외부에 위치한 필터 벨로즈의 단부 에지 밀봉부의 외측 표면에 평행한 프레임의 길이를 가로질러 프레임의 내부에 배치되며 프레임과 필터 요소를 이러한 방식으로 추가적으로 보강한다.
플라스틱 재료로 필터 벨로즈 주위의 사출성형은 여러 가지의 이점을 갖는다. 한편으로는, 필터 벨로즈를 기계적으로 고정하기 위하여, 그것을 안정화시키기 위하여, 그리고 조립을 위해 조작할 수 있도록 그것을 설계하기 위하여, 안정적인 프레임이 이러한 방식으로 제공된다. 다른 한편으로는, 단부 에지 면들이 밀봉되며 이에 의해 따라서 필터 벨로즈가 필터 시스템에서의 사용에 적합하다.
플라스틱 재료에 의해 주위에 사출성형된 필터 요소들은 종래기술에서는 전처리 분리기 없이 구현된다. 여과도를 개선하고 실제 필터 매체를 조대 입자들(coarse particles), 물 및/또는 눈으로부터 보호하기 위하여, 전처리 분리기는 종종 종래의 셀룰로오스 필터 요소들에 적용된다. 이러한 본 발명의 해법에 따르는 전처리 분리기는 플라스틱 재료로 주위에 사출성형되는 필터 요소들의 경우에 또한 적용될 수 있다. 본 발명에 따르는 이러한 해법은 플라스틱 재료에 의해 주위에 사출성형되는 필터 요소들의 경우 필터 벨로즈의 실제 필터 매체가 조대 먼지 입자들로 부하 및/또는 막힘이 없다는 점에서 여과의 개선뿐만 아니라 필터 매체의 개선된 보호도 가져온다.
유리하게는, 프레임은 따라서 단부 에지 면들의 측방향 밀봉 작용을 가져올 수 있다. 필터 벨로즈의 단부 에지들은 플라스틱 재료에 의해 주위에 사출성형되며 따라서 프레임의 측부면들에 매립된다는 점에서 프레임의 측부면들은 편리하게는 단부 에지 밀봉부로서 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 단부 에지 면들의 밀봉 작용이 달성된다. 서로 인접하여 배치된, 수개의 필터 벨로즈의 경우, 단부 에지 밀봉부들은 프레임의 외측면들에 평행한 프레임의 내향으로 위치된 밀봉 표면들로서 배치될 수 있다.
유리한 실시형태에 따르면, 고정 요소들은 프레임과 함께 일체로서 형성될 수 있다. 전처리 분리기를 위한 고정 요소들은 프레임에 별개로 적용될 수 있다. 그러나, 이들이 또한 사출성형 공정 동안 제공되고 제조된다는 점에서 고정 요소들이 프레임과 함께 일체로 제조되는 경우 유리하다. 이러한 방식으로, 고정 요소들은 하나의 작업 단계에서 그리고 프레임과 동일한 재료로 제조될 수 있으며 따라서 필터 요소의 제조 비용들은 유리하게 설계될 수 있다.
또 다른 유리한 실시형태에 따르면, 고정 요소들은 후크 및 루프 파스너(hook and loop fastener)(벨크로 파스너)의 일부로서, 특히 후크 및 루프 파스너 후크들로서 구현될 수 있다. 이러한 고정 요소들은 또한 사출 금형에서 전형적으로 제조될 수 있으며 따라서 이들은 사출성형법으로 프레임과 함께 제조될 수 있다. 현재의 종래기술에 따르면, 전처리 분리기들은 접착제 비드(adhesive beads), 핫멜트의 비드(beads of hot melts), 또는 유사한 수단에 의해 필터 요소에 고정된다. 플라스틱 재료에 의해 주위에 사출성형된 필터 요소들 및 플라스틱 재료 프레임들의 경우에, 후크 및 루프 파스너 구조물은 프레임의 단부면에 통합될 수 있으며 예를 들면 부직포, 활성탄 매체(activated carbon media), 또는 유사한 매체와 같은 전처리 분리기의 부착의 기능을 한다. 후크 및 루프 파스너 구조물은 플라스틱 부분을 사출성형하는 경우 하나의 단계에서 직접 제조될 수 있다. 추가적인 작업 단계, 공정 단계, 및 접착제와 같은 추가적인 재료가 요구되지 않는다. 예를 들면 부직포 형태의 전처리 분리기가 제조 동안 필터 요소/플라스틱 프레임 상에 자동적으로 배치될 수 있다. 후크 및 루프 파스너 구조물로 인해, 매우 양호한 고정 작용이 보장된다. 이러한 고정 요소들의 제조로부터 유래하는 이점은 예를 들면 비용 이점, 품질 이점, 공정 시간 최소화이다. 대안으로, 후크 및 루프 파스너 후크들은 프레임에 접착될 수 있다. 특히, 프레임에는 접착제층으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 측에 후크 및 루프 파스너 후크들을 포함하는 접착제 스트립들이 제공될 수 있다.
또 다른 유리한 실시형태에 따르면, 전처리 분리기가 필터 요소와 함께 공동의 교환을 위해 제공될 수 있다. 전처리 분리기가 고정 요소들에 의해 그것의 프레임의 형태로 필터 요소에 연결되는 경우, 이것은 전체 필터 요소와 함께 또한 교환될 수 있다. 그때 전처리 분리기는 분리되어 다루어져서는 안 된다. 대안으로, 그러나 필터 요소를 전처리 분리기로부터 제거 후 전처리 분리기를 제거하고, 그것을 청소하고, 그리고 그것을 동일한 필터 요소와 함께 또는 상이한 필터 요소와 함께 재삽입하는 것이 또한 가능하다. 따라서, 필터 요소와 함께 공동의 핸들링이 가능하고 편리하지만, 특히 그것이 프레임에 후크 및 루프 파스너에 의해 부착되는 경우, 전처리 분리기를 별도로 계속 사용하는 것이 실제로 또한 가능하다.
또 다른 유리한 실시형태에 따르면, 전처리 분리기로서 활성탄 매체가 제공될 수 있다. 활성탄 매체는 필터 요소의 프레임에 부착되며 조작 가능한 후크 및 루프 파스너 구조물에 유리하게 부착 가능한 플렉시블 매트로서 또한 존재한다. 이러한 방식으로, 활성탄 매체는 필터 요소와 함께 또한 교환될 수 있으며 필터 시스템에 별도의 유지 수단이 요구되지 않는다.
또 다른 유리한 실시형태에 따르면, 프레임은 필터 매체와 동일한 재료로 구성될 수 있다. 셀룰로오스 대신에, 예를 들면 폴리에스테르와 같은 완전 합성 재료가 필터 매체로서 사용될 수 있다. 이 경우, 동일 재료의 프레임을 사출성형하는 것이 또한 가능하다. 이러한 방식으로, 프레임과 필터 벨로즈/필터 매체의 양호한 연결이 결과하는데, 왜냐하면 이 경우 동일 재료는 용접 연결과 같은 고정된 재료-융합 연결을 형성하기 때문이다.
또 다른 유리한 실시형태에 따르면, 프레임의 단부면에는 둘레방향으로 연장하는 밀봉부가 제공될 수 있다. 필터 시스템의 미여과측과 여과측의 신뢰 가능한 분리를 보장하기 위하여 이러한 필터 요소의 밀봉부가 필터 하우징에서 사용되는 경우 편리한데, 왜냐하면 이것은 필터 시스템의 해당 수명에 걸친 신뢰 가능한 여과 공정에 대해 유리하기 때문이다.
또 다른 유리한 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 보강 스테이(reinforcement stay)가 주름부들에 횡방향으로 프레임에 제공될 수 있다. 큰 면적 필터 요소들의 경우, 필터 요소의 수명에 걸친 신뢰 가능한 밀봉 작용을 또한 보장하기 위하여, 보강 스테이의 사용이 비틀림 강성의 이유로 유리하다. 이러한 보강 스테이는 사출성형 공구에 프레임의 측부면들에 추가로 제공될 수 있다. 그러나, 프레임에 의해 주위에 사출 성형된 수개의 인접하여 배치된 필터 벨로즈를 사용하는 경우, 보강 스테이로서 단부 에지 면들의 내부 밀봉 작용을 구현하여 필터 요소의 상응하는 안정성이 이러한 방식으로 달성되는 것이 또한 가능하다.
또 다른 태양에 따르면, 본 발명은 위에서 기술한 바와 같은 필터 요소를 갖는 유체를 여과하기 위한 필터 시스템에 관한 것이다. 이와 관련하여, 필터 요소는 필터 시스템의 필터 하우징에 교환 가능하게 배치되며 함께 교환될 전처리 분리기와 필터 벨로즈를 제공한다. 필터 벨로즈는 프레임 형태로 플라스틱 재료로 주위에 사출성형되어 단부 에지 면들이 밀봉된다. 전처리 분리기는 프레임에 배치된 고정 요소들로 프레임에 고정된다.
본 발명에 따르면, 하나 또는 수개의 필터 벨로즈가 플라스틱 재료로 사출 금형에서 주위에 사출성형되며 따라서 적어도 하나의 필터 벨로즈는 일종의 프레임에 견고하게 고정되며 유지된다. 이와 관련하여, 필터 벨로즈의 단부 에지들이 또한 사출 성형에 의해 매립된다는 점에서, 프레임은 편리하게는 필터 벨로즈의 단부 에지 면들을 밀봉한다. 필터 벨로즈의 단부면들은 사출 성형에 의해 또한 매립될 수 있다. 대안으로, 그러나 이들은 또한 개방될 수 있다. 프레임의 둘레방향으로 연장하는 단부면에는 편리하게는 필터 하우징에서 사용 동안 필터 요소를 밀봉하기 위한 밀봉부가 제공된다. 프레임의 반대측에는, 예를 들면, 부직포 매트 형태의 전처리 분리기가 부착될 수 있는 고정 요소들이 배치된다. 대면적 필터 요소들의 경우, 프레임의 측부면들은 보강을 위한 보강 리브들을 포함할 수 있다. 프레임의 표면을 가로질러 횡방향으로, 추가적인 보강을 위한 스테이(stay)들이 또한 배치될 수 있다. 수개의 필터 벨로즈가 서로에 인접하여 배치되고 사출성형에 의해 매립되는 경우, 단부 에지 면들의 밀봉을 위한 단부 에지 밀봉부들은 또한 편리하게는 외부에 위치한 필터 벨로즈의 단부 에지 밀봉부의 외측 표면에 평행한 프레임의 길이를 가로질러 프레임의 내부에 배치되며 프레임과 필터 요소를 이러한 방식으로 추가적으로 보강한다.
또 다른 유리한 실시형태에 따르면, 고정 요소들은 프레임과 함께 일체로서 형성될 수 있다. 전처리 분리기를 위한 고정 요소들은 프레임에 별개로 적용될 수 있다. 그러나, 이들이 또한 사출성형 공정 동안 제공되고 제조된다는 점에서 고정 요소들이 프레임과 함께 일체로 제조되는 경우 유리하다. 따라서, 고정 요소들은 하나의 작업 단계에서 그리고 프레임과 동일한 재료로 제조될 수 있으며 따라서 필터 요소의 제조 비용들은 유리하게 설계될 수 있다.
또 다른 유리한 실시형태에 따르면, 고정 요소들은 후크 및 루프 파스너의 부분으로서, 특히 후크 및 루프 파스너 후크들로서 구현될 수 있다. 이러한 고정 요소들은 또한 사출 금형에서 전형적으로 제조될 수 있으며 따라서 이들은 사출성형법으로 프레임과 함께 제조될 수 있다. 현재의 종래기술에 따르면, 전처리 분리기들은 접착제 비드, 핫멜트의 비드, 또는 유사한 수단에 의해 필터 요소에 고정된다. 플라스틱 재료로 주위에 사출성형된 필터 요소들 및 플라스틱 재료 프레임들에서는, 프레임의 단부면에, 예를 들면 부직포, 활성탄 매체, 또는 유사한 매체와 같은 전처리 분리기를 고정하는 기능을 하는 후크 및 루프 파스너 구조물이 통합될 수 있다. 후크 및 루프 파스너 구조물은 플라스틱 부분을 사출성형하는 동안 하나의 단계에서 직접 제조될 수 있다. 추가적인 작업 단계, 공정 단계, 및 접착제와 같은 추가적인 재료가 요구되지 않는다. 예를 들면 부직포 형태의 전처리 분리기가 제조 동안 필터 요소/플라스틱 프레임 상에 자동적으로 배치될 수 있다. 후크 및 루프 파스너 구조물로 인해, 매우 양호한 접착이 보장된다. 이러한 고정 요소들의 제조로부터 유래하는 이점은 예를 들면 비용 이점, 품질 이점, 공정 시간 최소화이다.
기술된 필터 시스템은 에어 필터로서, 특히 내연기관의 에어 필터로서 또는 특히 자동차의 내부를 위한 에어 필터로서 유리하게 사용될 수 있다.
본 발명은 모듈식 설계를 가지며 간단하고 저렴한 방식으로 제조 가능한 유체 여과용 전처리 분리기를 구비한 필터 요소를 제공한다.
본 발명은 또한 모듈식 설계를 가지며 간단하고 저렴한 방식으로 제조 가능한 전처리 분리기를 구비한 이러한 교환 가능한 필터 요소를 수용하기 위한 유체 여과용 필터 시스템을 제공한다.
추가적인 이점들은 이하의 도면 설명으로부터 유래한다. 도면에는 본 발명의 실시형태들이 도시된다. 도면, 상세한 설명, 및 청구항들은 많은 특징들을 조합으로 포함한다. 당업자는 특징들을 또한 개별적으로 형편에 맞게 고려할 것이고 이들을 다른 의미있는 조합들로 결합할 것이다. 도면은 예시적인 방식으로 도시되며 도면에서:
도 1은 본 발명의 실시형태에 따르는 프레임으로 주위에 사출성형된 필터 벨로즈를 갖는 전처리 분리기가 없는 필터 요소의 등각투영도로 도시하며;
도 2는 도 1의 실시형태에 따르는 필터 벨로즈가 없는 프레임의 등각투영도를 도시하며;
도 3은 평평한 매트 형태의 본 발명의 실시형태에 따르는 전처리 분리기의 등각투영도를 도시하며;
도 4는 본 발명의 실시형태에 따르는 전처리 분리기를 갖는 필터 요소의 측면도이며;
도 5는 부착된 전처리 분리기를 갖는 후크 및 루프 파스너 후크들 형태의 고정 요소들의 상세를 갖는 도 4의 필터 요소의 확대된 측면도이며;
도 6은 전처리 분리기가 없는 후크 및 루프 파스너 후크들 형태의 고정 요소들의 상세를 갖는 도 4의 필터 요소의 확대된 측면도이며;
도 7은 본 발명의 실시형태에 따르는 후크 및 루프 파스너 후크들 형태의 고정 요소들 상으로의 평면도이며; 그리고
도 8은 본 발명의 실시형태에 따르는 필터 시스템의 개략적인 단면도이다.
도면들에서, 동일 또는 유사한 유형의 부품들에는 동일한 참조부호가 부여된다. 도면들은 단지 예들을 도시하며 한정하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따르는 프레임(frame)(28)에 의해 주위에 사출성형된 필터 벨로즈(filter bellows)(12)를 갖는 전처리 분리기(pre-separator)(도 4의 30)가 장착되지 않은 필터 요소(filter element)(10)의 등각투영도를 도시한다. 도 1에서 유체를 여과하기 위한 필터 요소(10)는 필터 매체(filter medium)(14)의 지정된 미여과측(raw side)(52)과 이에 반대위치에 배치된 지정된 여과측(clean side)(50)을 갖는 필터 벨로즈(12)(대안예: 3개의 필터 벨로즈)를 포함하며, 필터 매체는 필터 벨로즈(12)의 반대위치에 배치된 단부 에지들(22a, 22b) 사이에서 각각 연장하는 주름부들(folds)(34)에 대해 지그재그 형상으로(in a zigzag shape) 주름부 에지들(26)을 따라 접히며(folded), 반대위치에 배치된 단부면들(18, 19)에서 평행하게 연장하는 단부 에지 면들(20a, 20b)을 각각 포함한다. 필터 벨로즈(12)는 프레임(28) 형태로 플라스틱 재료에 의해 주위에 사출성형되어 단부 에지 면들(20a, 20b)이 밀봉된다. 전처리 분리기(도 4의 30)는 프레임(28)에 배치된 고정 요소들(32)에 의해 부착될 수 있지만, 도 1에는 도시되지 않는다. 프레임(28)은 단부 에지 면들(20a, 20b)의 측방향 밀봉 작용을 가져올 수 있다. 프레임(28)에는, 주름부들(34)에 횡방향으로, 보강 스테이들(reinforcement stays)(42)가 제공되며 이것은 동시에 개별 필터 벨로즈(12)의 단부 에지 면들(20a, 20b)의 밀봉 수단으로서 기능한다. 용접에 의하는 것과 같은 프레임(28)과 필터 벨로즈(12) 사이의 재료-융합 연결을 달성하기 위하여, 프레임(28)은 편리하게는 필터 매체(14)와 동일한 재료로 구성될 수 있다.
고정 요소들(32)은 프레임(28)과 함께 일체로 형성되며, 즉, 편리하게는 사출성형법으로 프레임(28)과 함께 제조된다. 고정 요소들은(32)은 또한 단지 부분적으로 제조될 수 있다. 이들은 특히 측부면들(46)의 하부측 및 동시에 필터 벨로즈(12)의 단부 에지 면들(20a, 20b)의 밀봉 작용을 제공하는 프레임(28)의 보강 스테이(42)에 안착된다.
프레임(28)의 단부면(38)에는, 필터 하우징(108)에서 사용되는 경우 미여과측(52)을 여과측(50)으로부터 분리하는 기능을 하는 둘레방향으로 연장하는 밀봉부(40)가 제공된다. 밀봉부(40)는 프레임(28)에 2-부품 공정으로 사출성형될 수 있다. 이것은 또한 성형된 밀봉부로서 제조될 수 있으며, 프레임(28)의 제조 후, 이것에 가압될 수 있다.
도 2에는 도 1의 실시형태에 따르는 필터 벨로즈(12)가 없는 프레임(28)의 등각투영도가 도시된다. 프레임(28)이 필터 벨로즈(12)를 위한 골격으로서 도시된다. 측부면들(46)과 보강 스테이들(42)에는 필터 벨로즈(12)의 단부 에지들(22a, 22b)의 음각 임프레션들(negative impressions)을 볼 수 있는데 왜냐하면 이들이 플라스틱 재료에 매립되기 때문이며, 따라서 필터 벨로즈(12)의 측방향 밀봉 작용이 이러한 방식으로 달성된다. 측면들(46)은 전체 프레임(28)의 보강을 위한 보강 리브들(44)을 포함한다. 측부면들(46)의 하부측과 보강 스테이들(42)에는, 전처리 분리기(30)의 부착을 위한 고정 요소들(32)이 배치된다.
도 3은 평평한 매트 형태의 본 발명의 실시형태에 따르는 전처리 분리기(30)의 등각투영도를 도시한다. 도 1에서, 본 발명에 따르는 필터 요소(10)는 평평한 매트로서 형성되며 필터 벨로즈(12)의 미여과측(52)에 배치되는 이러한 전처리 분리기(30)를 포함한다. 전처리 분리기(30)는 필터 요소(10)와 함께 공동의 교환을 위해 제공된다. 청소하기 위하여 또는 다른 필터 요소(10)로 재사용하기 위하여, 필터 요소(10)를 필터 하우징(108)으로부터 제거 후, 전처리 분리기(30)가 프레임(28)으로부터 제거될 수 있다. 다시 재사용하기 위하여 필터 요소(10)에는 새로운 전처리 분리기(30)가 또한 제공될 수 있다. 전처리 분리기(30)로서, 활성탄 매체가 또한 제공될 수 있다.
도 4에서, 본 발명의 실시형태에 따르는 전처리 분리기(30)를 갖는 필터 요소(10)의 측면도를 볼 수 있다. 전처리 분리기(30)는 고정 요소들(32)에 부착되며 고정 요소들은 필터 요소(10)의 미여과측(52)에 대응하는 보강 스테이들(도 1의 42) 및 측부면들(46)의 하부측에 배치된다. 필터 요소(10)의 유동 방향(54)은 화살표로 표시된다.
프레임(28)의 둘레방향으로 연장하는 단부면(38)에는, 필터 하우징(108)에서 사용시 미여과측(52)과 여과측(50) 사이의 밀봉의 기능을 하는 밀봉부(40)가 배치된다.
도 5는 부착된 전처리 분리기(30)를 갖는 후크 및 루프 파스너 후크들 형태의 고정 요소들(32)의 상세를 갖는 도 4의 필터 요소(10)의 확대된 측면도를 도시한다. 고정 요소들(32)은 후크 및 루프 파스너의 일부로서, 특히 후크 및 루프 파스너 후크들로서 구현된다. 따라서 예를 들면 부직포로서 구현된 전처리 분리기(30)는 이들 후크 및 루프 파스너 후크들의 후크 및 루프 파스너의 상대 부재(counter member)로서 후크 체결될 수 있으며; 이것은 필터 요소(10)의 작동에 대해 프레임(28)(도 4)과 전처리 분리기(30) 사이의 신뢰 가능하고 영구적인 연결을 보장한다. 필터 요소(10)를 교환하는 경우, 전처리 분리기(30)는 계속 다시 제거되고 교환될 수 있다.
도 5에서, 보강 리브들(44)을 명확히 볼 수 있으며 이것은 프레임(28)의 측부면들(46)의 보강의 기능을 한다.
도 6은 전처리 분리기(30)가 없는 후크 및 루프 파스너 후크들 형태의 고정 요소들(32)의 상세를 갖는 도 4의 필터 요소(10)의 확대된 측면도가 도시된다. 이러한 상세 도시에서, 일체형 부품으로서 프레임(28)과 함께 사출성형법으로 제조될 수 있는 후크 및 루프 파스너 후크들의 형상을 명확히 볼 수 있다. 이러한 형상은 사출성형으로 제조될 수 있다. 완성된 부품은 사출 공정 후 금형(mold)으로부터 또한 제거될 수 있다. 대안으로, 고정 요소들(32)은 또한 버섯 형태를 가질 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시형태에 따르는 후크 및 루프 파스너 후크들 형태의 고정 요소들(32)의 평면도를 도시한다. 도 7에 도시된 실시형태에서, 후크 및 루프 파스너 후크들의 2열 배치가 전처리 분리기(30)의 영구 부착을 위해 충분한 것으로서 선택된다.
도 8은 본 발명의 실시형태에 따르는 필터 시스템(100)의 개략적인 단면도를 보여준다. 필터 요소(10)를 갖는 유체 여과용 필터 시스템(100)은 필터 시스템의 필터 하우징(108)에 배치된 교환 가능한 필터 요소(10)를 포함한다. 필터 요소(10)는 공동의 교환을 위한 전처리 분리기(30) 및 필터 벨로즈(12)를 제공한다. 필터 벨로즈(12)는 프레임(28) 형태로 플라스틱 재료에 의해 주위에 사출성형되어 단부 에지 면들(20a, 20b)을 밀봉한다. 전처리 분리기(30)는 프레임(28)에 배치된 고정요소들(32)로 고정된다. 고정 요소들(32)은 일체형으로 프레임(28)과 함께 형성된다. 이와 관련해서 고정 요소들(32)은 후크 및 루프 파스너의 일부로서, 특히 후크 및 루프 파스너 후크들로서 구현된다. 필터 시스템(100)은 예를 들면 공기 여과의 기능, 특히 내연기관의 공기 여과의 기능 또는 차량의 내부를 위한 필터로서 기능한다.
하우징 하부(114) 및 하우징 상부(112)를 갖는 필터 하우징(108)은 단지 개략적으로 도시되며 유체를 위한 입구(102) 및 유체를 위한 출구(104)를 갖는다. 유체의 유동 방향(54)은 화살표로 표시된다. 필터 하우징(108)의 내부의 필터 요소(10)는 측면도로 도시되며 필터 하우징(108)에 대해 둘레방향으로 프레임(28)의 단부면(38)에서 밀봉부(40)로 밀봉되며 따라서 미여과측(52)과 여과측(50)이 서로 신뢰 가능하게 분리된다. 유체의 큰 먼지 입자들의 사전 분리(pre-separation)를 달성하기 위하여, 전처리 분리기가 필터 벨로즈(12)의 미여과측(52)의 상류에 배치되며, 프레임(28)에 사출성형에 의해 매립된다.

Claims (13)

  1. 유체를 여과하기 위한 필터 요소(10)로서, 상기 필터 요소는
    - 적어도 하나의 필터 벨로즈(12)로서, 필터 벨로즈(12)의 반대위치에 배치된 단부 에지들(22a, 22b) 사이에서 각각 연장하는 주름부들(34)에 대해 지그재그 형상으로 주름부 에지들(26)을 따라 접히며, 반대위치에 배치된 단부면들(18, 19)에서 평행하게 연장하는 단부 에지 면들(20a, 20b)을 포함하는 필터 매체(14)의, 지정된 미여과측(52)과 이에 반대위치에 배치된 지정된 여과측(50)을 갖는 적어도 하나의 필터 벨로즈(12),
    - 평평한 매트로서 구현되며 필터 벨로즈(12)의 미여과측(52)에 배치되는 적어도 하나의 전처리 분리기(30)
    를 포함하며,
    필터 벨로즈(12)는 프레임(28) 형태로 플라스틱 재료로 주위에 사출성형되어 단부 에지 면들(20a, 20b)이 밀봉되며 그리고 전처리 분리기(30)는 프레임(28)에 배치된 고정 요소들(32)로 고정되는 것을 특징으로 하는 유체를 여과하기 위한 필터 요소(10).
  2. 제1항에 있어서,
    프레임(28)은 단부 에지 면들(20a, 20b)의 측방향 밀봉 작용을 가져오는 것을 특징으로 하는 유체를 여과하기 위한 필터 요소.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    고정 요소들(32)은 프레임(28)과 함께 일체형으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 유체를 여과하기 위한 필터 요소.
  4. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    고정 요소들(32)은 후크 및 루프 파스너의 일부로서, 특히 후크 및 루프 파스너 후크들로서 구현되며, 바람직하게는 후크 및 루프 파스너 후크들은 프레임에 접착되는 것을 특징으로 하는 유체를 여과하기 위한 필터 요소.
  5. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    전처리 분리기(30)가 필터 요소와 함께 공동의 교환을 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 유체를 여과하기 위한 필터 요소.
  6. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    전처리 분리기(30)로서 활성탄 매체가 제공되는 것을 특징으로 하는 유체를 여과하기 위한 필터 요소.
  7. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    프레임(28)은 필터 매체(14)와 동일한 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 유체를 여과하기 위한 필터 요소.
  8. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    프레임(28)의 단부면(38)에 둘레방향 밀봉부(40)가 제공되는 것을 특징으로 하는 유체를 여과하기 위한 필터 요소.
  9. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    프레임(28)에 적어도 하나의 보강 스테이(42)가 주름부들(34)에 횡방향으로 제공되는 것을 특징으로 하는 유체를 여과하기 위한 필터 요소.
  10. 선행하는 항들 중 한 항에 따르는 필터 요소(10)를 갖는 유체를 여과하기 위한 필터 시스템(100)으로서, 필터 요소(10)는 필터 시스템의 필터 하우징(108)에 교환 가능하게 배치되며 상기 필터 요소(10)는 공동의 교환을 위한 전처리 분리기(30) 및 필터 벨로즈(12)를 제공하며, 필터 벨로즈(12)는 프레임(28) 형태로 플라스틱 재료에 의해 주위에 사출성형되어 단부 에지 면들(20a, 20b)이 밀봉되며, 그리고 전처리 분리기(30)는 프레임(28)에 배치된 고정 요소들(32)로 고정되는 것을 특징으로 하는 유체를 여과하기 위한 필터 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    고정 요소들(32)은 일체형으로서 프레임(28)과 함께 형성되는 것을 특징으로 하는 유체를 여과하기 위한 필터 시스템.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    고정 요소들(32)은 후크 및 루프 파스너의 일부로서, 특히 후크 및 루프 파스너 후크들로서 구현되는 것을 특징으로 하는 유체를 여과하기 위한 필터 시스템.
  13. 공기 여과를 위해, 특히 내연기관의 공기 여과를 위해 또는 차량의 내부를 위한 필터로서 필터 시스템(100)의 이용.
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