WO2001045823A1 - Filter element - Google Patents

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WO2001045823A1
WO2001045823A1 PCT/EP2000/013171 EP0013171W WO0145823A1 WO 2001045823 A1 WO2001045823 A1 WO 2001045823A1 EP 0013171 W EP0013171 W EP 0013171W WO 0145823 A1 WO0145823 A1 WO 0145823A1
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Ingo KLEINGÜNTHER
Lars Kleingünther
Frank Jacobi
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Jacobi Systemtechnik Gmbh
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Abstract

The invention relates to a filter element (31) of a fluid filter, especially with a parallelepipedal or hollow-cylindrical outer shape. Said filter element is provided with a flux inlet side (A) and a flux outlet side (B) with respect to the fluid to be filtered. The filter element (31) is provided with a number of folding partitions (33) from a fluid-permeable filter material which are arranged in a continuous fold between folding edges (35A; 35B). The filter material is provided with embossed elevations (37) that represent impressions on the other side of the filter material. Between adjacent folding partitions (33), on the respective flux inlet side (A) thereof, the folding partitions (33) are provided with units which are disposed on the elevations (37). Said units, which consist of a cured adhesive, adhere to the folding partitions (33) and interlink and mutually support them. Respective support elements are provided on the flux outlet side (B) and/or on the flux inlet side (A) whose projection on the plane of the adjacent folding partition (33) at least partially lies within the impressions.

Description

Titel: Filterelement Title: filter element
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Filterelement eines Fluidfilters nacn dem Oberbegriff αes Anspruchs 1.The invention relates to a filter element of a fluid filter according to the preamble of claim 1.
Derartige Filterelemente sind bekannt unα befinden sicn im praκtιscnen Einsatz, insbesondere als Luftfilter für Veroren- nungskraftmascninen und in Industrieanlagen.Such filter elements are known and are in practical use, in particular as air filters for Vernerungskraftmascninen and in industrial plants.
In Luftfiltern werden gegenwartig berwiegend Filterelemente verwendet, welche ein Faservlies, insbesondere aus Glas-, Cel- lulose- oder synthetischen Fasern, aufweisen.At present, filter elements are predominantly used in air filters which have a nonwoven fabric, in particular made of glass, cellulose or synthetic fibers.
Um die effektive Filterflache gegenüber der Anstromflache des Filters (Querschnittsflache der Einlaßöffnung) zu vergrößern, ist das Filter edium bekanntermaßen maanderformig zu im wesent- iicnen parallelen Faltenwanden zusammengelegt. Damit entsteht ein "Paket" von uoer Faltenkanten aneinander anschließenden, m der Flache etwas gekrümmten Falten. Diese werden im Emstrombe- reich m einem kleinen und aufgrund der Krümmung nicht exakt definierten Winkel zu den Wandungen der Faltung und dabei quer zur Richtung αer Faltenκanten von dem zu reinigenden Medium angeströmt .In order to increase the effective filter area compared to the inflow area of the filter (cross-sectional area of the inlet opening), the filter edium is known to be folded into a meandering shape to form essentially parallel fold walls. This creates a "package" of folds adjoining one another and folds somewhat curved in the surface. In the emstrom area, the medium to be cleaned flows against the walls of the fold at a small angle, which is not exactly defined due to the curvature, and at the same time transversely to the direction of the fold edges.
Durcn die Ungieicnmaßigkeit der Faltenstruktur, Materialablage- rung - insbesondere auch die Ablagerung größerer Partikel - an der Anstromseite des Filters und Wirbelbildungen im anströmenden Fluid usw. kommt es beim Durchströmen des Filters zu Inhomogenitäten der Fluidstromung, die die Faltenanordnung einer erheblichen mechaniscnen Wechselbelastung aussetzen. Bei Filtern mit größerer Faltenhone ist es seit längerem blich, m das Fiitermatenal Vertiefungen mit alternierender Orientierung und derart vorgegebener Gestalt einzuprägen, daß sicn beim Falter, oes Materials die Vertiefungen oenacnbarterDue to the irregularity of the fold structure, material deposition - in particular also the deposition of larger particles - on the upstream side of the filter and vortex formation in the inflowing fluid etc., inhomogeneities of the fluid flow occur when flowing through the filter, which expose the fold arrangement to a considerable mechanical alternating load. For filters with larger folds it has been customary for a long time to imprint the filter material with depressions with alternating orientation and such a predetermined shape that the depressions are more visible in the folder or material
Falten anαe aneiπanαerlegen und gegeneinander abstutzen, so daß eine Stabilisierung der Konfiguration erreicht wird. Die Gestalt der Ξmpragungen Kann so vorbestimmt sein, daß sich eine ZickzacK-Faltung mit ebenen Faltenwanden ergibt; vgl. US 3,531,920. Auf die Empragungen kann zusatzlicn ein Kleber aufgetragen werden, der beim Falten e n bereicnsweise festes Anemanαerhaften der Falten anαε und damit eine weitere Versteifung bewirkt; vgl. etwa DE 41 26 126 AI.Place folds aneiπanαer and brace against each other, so that a stabilization of the configuration is achieved. The shape of the embossments can be predetermined so that there is a zigzag fold with flat fold walls; see. US 3,531,920. In addition, an adhesive can be applied to the embossments, which, when folded, adhere to the folds in some areas firmly and thus causes further stiffening; see. about DE 41 26 126 AI.
Aus DE 40 38 966 AI ist es auch bekannt, halbkugelformige Abstandshalter auf die Faltenwande aufzusetzen bzw. in diese einzufügen. Die Abstandshalter können - wie in der vorgenannten Druckschrift als eine Möglichkeit erwähnt - Klebstoffaggregate, insbesondere in Fadenform, sein. Diese haben neben der ab- standshaltenden zusätzlich eine die Faltenwande verbindendeFrom DE 40 38 966 AI it is also known to place or insert hemispherical spacers onto the fold walls. The spacers can - as mentioned in the aforementioned publication as one possibility - be adhesive aggregates, in particular in the form of a thread. In addition to the spacer, these have an additional one that connects the fold walls
Wirkung und erhohen somit die Steifigkeit des Filtereinsatzes zus tzlich.Effect and thus increase the rigidity of the filter insert.
In DE 39 03 730 AI ist bescnrieoen, daß ein die Faltenlagen miteinander verbindender und stabilisierender Klebstoffaden, der nach der Faltung auf den Kantenbereich aufgetragen werden kann, mit Prägungen in den Faltenwanden kombiniert ist. Auch diese Losung ergibt mechanisch relativ stabile Filtereinsatze, ist jedoch technologisch aufwendig.In DE 39 03 730 AI it is described that a glue thread connecting and stabilizing the fold layers, which can be applied to the edge area after folding, is combined with embossments in the fold walls. This solution also results in mechanically relatively stable filter inserts, but is technologically complex.
Aus EP 0 377 419 AI ist e ne Anordnung bekannt, bei der durch im Scheitel- sowie im Sohlenbereich einer zu bildenden Falten- wandanordnung lokalisierte Klebstoffaggregate, die im Scheitel- bereich doppelt aufeinandergelegt werden, dagegen im Sohlenbe- reich nur einfach vorliegen, eine beidseitige, eweils punktu- elle Verklebung von Faltenwanden realisiert wird. Für Filter mit sehr großen Faltenhohen wird in WO 95/17943 eine Kombination aus Einpragungen und zusätzlich abstandserweitern- den Klebstoffaggregaten vorgeschlagen. Auch hier werden die Faltenwande bevorzugt beidseit g auf ihren Erhebungen m t der jeweils benachbarten Faltenwand verklebt. Da die Erhebungen immer alternierend aus den gegenüberliegenden Oberflachen der Faltenwand hervorstehen, halten die Verklebungsbereiche der einzelnen Faltenwandflachen relativ große Abstände zueinander.From EP 0 377 419 AI a arrangement is known in which adhesive aggregates located in the apex and in the sole area of a fold wall arrangement to be formed, which are placed twice on top of each other in the apex area, on the other hand only exist in the sole area, have one on both sides , sometimes punctual gluing of fold walls is realized. For filters with very large pleat heights, WO 95/17943 proposes a combination of impressions and additional adhesive aggregates that widen the gap. Here, too, the fold walls are preferably glued on both sides g on their elevations mt of the adjacent fold wall. Since the elevations always protrude alternately from the opposite surfaces of the fold wall, the bonded areas of the individual fold wall surfaces keep relatively large distances from one another.
Luftfilter für bestimmte Arten von Verbrennungskraftmaschinen, beispielsweise für Gasturbinen, müssen entsprechend den gültigen Spezifikationen relativ hohe Druckwechselbelastungen - typischerweise bis zum 40-fachen der normalen Druckdifferenz zwischen An- und Abstromseite des Filters - aushalten können.Air filters for certain types of internal combustion engines, for example for gas turbines, must be able to withstand relatively high pressure fluctuations, typically up to 40 times the normal pressure difference between the upstream and downstream sides of the filter, in accordance with the applicable specifications.
Die bekannten Filterelemente werden diesen Anforderungen nur bedingt gerecht; bei hohen und lange andauernden Druckwechselbelastungen beginnen sich die Klebstofffaden auf der Anstromseite vom Filtermaterial zu losen, so daß die Stabilität des Filterelementes zunächst lokal verloren geht und im weiteren Verlauf eine vollige Zerstörung des Filterelementes erfolgen kann .The known filter elements only partially meet these requirements; at high and long lasting pressure alternating loads, the adhesive thread on the upstream side begins to become detached from the filter material, so that the stability of the filter element is initially locally lost and the filter element can be completely destroyed in the further course.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, e n verbesser- tes gattungsgemaßes Filterelement anzugeben, das sich insbesondere durch wesentlich erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber Druckwechselbelastung auszeichnet .The invention is therefore based on the object of specifying an improved generic filter element which is characterized, in particular, by significantly increased resistance to alternating pressure loads.
Diese Aufgabe wird durch ein Filterelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelost.This object is achieved by a filter element with the features of claim 1.
Die Erfindung schließt den wesentlichen Gedanken ein, in seitlicher Ausrichtung mit den Abstandshaltern auf der Anstromseite einer im wesentlichen zickzackformigen Filtermaterialfaltung (bei der der Faltenquerschnitt also im wesentlichen V-formig ist) rückseitige Abstutzelemente vorzusehen. Die Abstandshalter und Abstutzelemente (deren Bezeichnung hier zur begrifflichen Unterscheidung gewählt wurde, die aber nat rlich ebenfalls eine Abstandshalterfunktion naben) können bei Filtern mit kleiner Faltenhohe, den sog. "Minipleats" , jeweils mit ansteigender Ho- he direkt auf der ebenen Faltenwand aufgebracht sein.The invention includes the essential idea of providing back-side support elements in a lateral alignment with the spacers on the upstream side of an essentially zigzag-shaped filter material fold (in which the fold cross-section is therefore essentially V-shaped). The spacers and support elements (the designation of which was chosen here for conceptual differentiation, but which of course also have a spacer function) can be applied directly to the flat pleat wall with filters with a small pleat height, the so-called “mini pleats”, with an increasing height.
Bevorzugt und technologisch besonders bemerkenswert ist die Ausfuhrung bei vorgepragten Faltenwanden, bei denen die Prägung der Filtermaterialbahn so ausgeführt ist, daß sich zur Anstrom- seite hm Erhebungen ausbilden. Die Abstutzelemente s nd in einfacher und zweckmäßiger Ausfuhrung als Klebstoffaggregate, insbesondere Klebstofffaden, in d e Vertiefung der Prägungen des Filtermater als r ckseitig eingesetzt.Preferred and technologically particularly noteworthy is the design in the case of protruding pleat walls in which the embossing of the filter material web is carried out in such a way that elevations form on the upstream side. The support elements are used in a simple and expedient embodiment as adhesive aggregates, in particular adhesive thread, in the recess of the embossments of the filter material as the back.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist d e Grundflache bzw. die Projektion der Abstutzelemente auf die Ebene der Faltenwand im wesentlichen vollständig innerhalb der Projektion der Abstandshalter auf der anderen Oberflache, insbesondere gänzlich innerhalb von eingepr gten Vertiefungen angeordnet, die aus der gegenüberliegenden Oberflache der Faltenwand als Erhebungen hervorstehen. Es wird also ausschließlich der Flachenbereich der m das F ltermaterial eingeprägten Vertiefungen/Erhebungen zur gegenseitigen Abstutzung der Faltenwande genutzt. Die Fil- termaterialflachen außerhalb der Empragungen bleiben somit frei von Abstutzelementen und stellen mit ihrer gesamten Flache wirksame Filterbere che dar.In a preferred embodiment, the base area or the projection of the support elements onto the plane of the fold wall is arranged essentially completely within the projection of the spacers on the other surface, in particular entirely within recessed depressions which protrude from the opposite surface of the fold wall as elevations , Thus, only the flat area of the depressions / elevations embossed in the filter material is used to mutually support the fold walls. The filter material areas outside the embossments thus remain free of support elements and represent effective filter areas with their entire area.
In einer technologisch bewahrten und kosteng nstigen und somit vorteilhaften Ausfuhrung sind die Abstutzelemente aus ausgehar- tetem Klebstoff, insbesondere aus Schmelzkleber, derart gebildet, daß sie an den jeweils miteinander verbundenen Oberflachen fest anhaften. Hierzu wird der Klebstoff auf mindestens eine der beiden Oberflachen aufgebracht und die andere vor dem Ausharten mit dem Klebstoffaggregat in Kontakt gebracht, oder die nach dem Falten einander zugewandten Oberflachen werden beide mit Klebstoff versehen und derart aneinander angenähert, daß d e Klebstoffaggregate sich im unausgeharteten Zustand miteinander verbinden.In a technologically proven and inexpensive and thus advantageous embodiment, the support elements are made of hardened adhesive, in particular of hot melt adhesive, in such a way that they adhere firmly to the surfaces that are connected to one another. For this purpose, the adhesive is applied to at least one of the two surfaces and the other is brought into contact with the adhesive assembly before it hardens, or the surfaces facing one another after folding are both provided with adhesive and approximated to one another in such a way that de Adhesive aggregates connect to each other in the unhardened state.
In einer hiervon abweichenden Ausführung sind vorgefertigte Ab- standshalter in d e Faltenwand-Vertiefungen eingefügt, wobei auch diese vorzugsweise zumindest mit Klebstoff fixiert sind.In a variant which deviates from this, prefabricated spacers are inserted into the fold wall depressions, these also preferably being fixed at least with adhesive.
Eine besonders hocn belastbare und zuverlässige Abstutzung und Verbindung der Faltenwande gelingt mit langestreckten Kleb- Stoffaggregaten bzw. Abstutzelementen, die sich auf bzw. m den Erhebungen/Vertiefungen über einen großen Teil von deren Lange - bevorzugt über deren gesamte Lange - erstrecken.A particularly high resilient and reliable support and connection of the fold walls is achieved with elongated adhesive fabric aggregates or support elements which extend on or in the elevations / depressions over a large part of their length - preferably over their entire length.
Die wahlweise vorgesehenen Erhebungen bzw. Vertiefungen sind besonders einfach herstellbar, wenn sie eine in Richtung senkrecht zu den Faltenkanten im wesentlichen konstante Hohe aufweisen. Bei dieser Ausfuhrung sowie der Variante ohne Prägungen wird dem V-Querschnitt zwischen den einander benachbarten Faltenwanden dadurch Rechnung getragen, daß die Abstutzelemente bzw. Klebstoffaggregate mit m Laufrichtung des Filtermaterials nicht-konstanter Hohe erzeugt bzw. aufgebracht werden. Besonders einfach herstellbar ist hierbei e ne Ausfuhrungsform m t durchlaufenden geprägten Sicken zur Realisierung der Erhebungen/Vertiefungen .The optionally provided elevations or depressions are particularly easy to produce if they have a height that is essentially constant in the direction perpendicular to the fold edges. In this embodiment, as well as the variant without embossing, the V cross-section between the adjacent fold walls is taken into account by the fact that the support elements or adhesive assemblies are produced or applied with a non-constant height in the running direction of the filter material. It is particularly easy to produce an embodiment with continuous embossed beads for realizing the elevations / depressions.
Alternativ zur oben erwähnten Ausfuhrung mit langgestreckten Abstandshaltern bzw. Abstutzelementen (Klebstoffaggregaten) sind diese räumlich eng begrenzt, quasi "punktuell", ausgeführt. Auch hierbei ist die Kombination mit eingeprägten Erhe- bungen/Vertiefungen konstanter Hohe möglich, wobei dem im V- formigen Querschnitt der Faltung unterschiedlichen Abstand zwischen benachbarten Faltenwanden durch unterschiedliche Hohe dieser quasi-punktuellen Abstandshalter- bzw. Abstutzelement Rechnung getragen wird. Bei dieser Ausfuhrung ist die filter- wirksame Materialflache noch großer als bei der Ausfuhrung der langgestreckten Abstutzelementen. Die Druckwechselbelastbarkeit ist aber tendenziell etwas geringer, weil für die Verbindung der Faltenwande kleinere Kontaktflacnen herangezogen werden.As an alternative to the above-mentioned embodiment with elongated spacers or support elements (adhesive assemblies), these are spatially narrowly limited, quasi "punctually". Here too, a combination with embossed elevations / depressions of constant height is possible, the different spacing between adjacent fold walls in the V-shaped cross section of the fold being taken into account by different heights of these quasi-punctiform spacer or support elements. With this design, the filter-effective material area is even larger than with the design of the elongated support elements. The pressure change resilience However, it tends to be somewhat smaller because smaller contact sheets are used to connect the fold walls.
Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben s ch im ub- rigen aus den Unteranspruchen sowie der nachfolgenden Beschreibung bevorzugte Ausfuhrungsbeispiele anhand der Figuren. Von diesen zeigen:Advantages and expediencies of the invention also emerge from the subclaims and the following description of preferred exemplary embodiments based on the figures. Of these show:
Fig. 1 eine Langsschnittdarstellung (Ausschnitt) eines Filterelementes gemäß einer ersten Ausfuhrungsform der Erfindung,1 shows a longitudinal section (detail) of a filter element according to a first embodiment of the invention,
Fig. 2 eine Langsschnittdarstellung (Ausschnitt) einesFig. 2 is a longitudinal section (detail) of a
Filterelementes gemäß einer zweiten Ausfuhrungsform der Erfindung,Filter element according to a second embodiment of the invention,
Fig. 3 eine Langsschnittdarstellung (Ausschnitt) einesFig. 3 shows a longitudinal section (detail) of a
Filterelementes gemäß einer dritten Ausfuhrungsform der Erfindung,Filter element according to a third embodiment of the invention,
Fig. 4 eine Draufsicht (Ausschnitt) auf eine Ausfuhrungsform eines Filterelementes zur Darstellung der korrespondierenden Anordnung von Abstands- bzw. Abstutzelementen auf der An- und Abstromseite,4 is a plan view (detail) of an embodiment of a filter element to show the corresponding arrangement of spacer or support elements on the upstream and downstream side,
Fig. 5 eine schematische Querschnittsdarstellung (Ausschnitt) längs einer parallel zu den Faltenkanten verlaufenden Schnittebene einer Ausfuhrungsform eines Filterelementes und5 shows a schematic cross-sectional illustration (detail) along a sectional plane of an embodiment of a filter element and parallel to the fold edges
Fig. 6 eine schematische Querschnittsdarstellung (Ausschnitt) eines Filterelementes gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform.Fig. 6 is a schematic cross-sectional view (detail) of a filter element according to another embodiment.
Fig. 1 zeigt in Langsschnittdarstellung einen Ausschnitt aus einem Filterelement ("Filterpaket") in zickzackformiger Faltung eines Filtermaterialvlieses 13, daß auf einer Anströmseite A und einer Abströmseite B je eine reguläre Anordnung von Faltenkanten 15a bzw. 15b aufweist, zwischen denen sich im wesentlichen ebene und im spitzen Winkel zueinander stehende Faltenwän- de 15 erstrecken.Fig. 1 shows a longitudinal section of a section of a filter element ("filter package") in a zigzag fold a filter material fleece 13 that has a regular arrangement of fold edges 15a and 15b on an inflow side A and an outflow side B, between which fold walls 15, which are essentially flat and at an acute angle, extend.
In denjenigen Bereich des Filtermaterials, der in dem in Fig. 1 gezeigten gefalteten Zustand die ebenen Faltenwände 15 bildet, sind flache langgestreckte Erhebungen 17 eingeprägt, die in der Draufsicht (nicht dargestellt) im wesentlichen rechteckige Gestalt und einen im wesentlichen langgestreckt trapezförmigen Querschnitt haben. Die auf einer Oberfläche der Faltenwände 15 als Erhebung 17 erscheinenden Einprägungen stellen von der an¬ deren Oberfläche der Faltenwand aus natürlich Vertiefungen dar.In the area of the filter material which forms the flat fold walls 15 in the folded state shown in FIG. 1, flat elongate elevations 17 are embossed, which in plan view (not shown) have a substantially rectangular shape and an essentially elongated trapezoidal cross section. The 15 appearing as an elevation 17 Imprints on a surface of the fold walls from the filters to the surface of the fold wall ¬ from naturally recesses are.
Zwischen den einander zugewandten Erhebungen 17 sind sich über deren gesamte Länge erstreckende Klebstoffaggregate 19A aus ausgehärtetem Schmelzkleber eingefügt. Diese haben, wie in Fig. 1 zu erkennen ist, einen der Querschnittsgestalt der Falten folgenden V-förmigen Querschnitt und verbinden die Erhebungen 17 miteinander und stützen sie aneinander ab. Unmittelbar auf der gegenüberliegenden Seite der Filterbahn 13 sind zweite, wesentlich kürzere Klebstoffaggregate 19B zwischen den Faltenwänden 15 - genauer gesagt, zwischen den hier als Vertiefungen er- scheinenden Erhebungen 17 - vorgesehen, die ebenfalls aus ausgehärtetem Schmelzkleber fest an das Filtermaterial anhaftend gebildet sind. Die Klebstoffaggregate 19B stützen die Faltenwände 15 rückseitig (abströmseitig) gegeneinander ab und bilden insgesamt mit den anströmseitigen ersten Klebstoffaggregaten 19A, mit denen sie über die Breite des Filtermaterials ausgerichtet sind, Fixierungsbereiche, die auch unter hoher Druckwechselbelastung keine Ablösung des Filtermaterials zulassen und somit höchst stabile und langlebige Filterelemente bilden. Die miteinander ausgerichtete Anordnung der Klebstoffaggregate beidseits der Faltenwände führt zudem zu einer Minimierung der mit Klebstoff bedeckten (nicht filterwirksamen) Flache und somit zu einer Maximierung der filterwirksamen Flache.Between the mutually facing elevations 17, adhesive aggregates 19A of hardened hot-melt adhesive extend over their entire length. As can be seen in FIG. 1, these have a V-shaped cross section following the cross-sectional shape of the folds and connect the elevations 17 to one another and support them against one another. Immediately on the opposite side of the filter web 13, second, substantially shorter adhesive assemblies 19B are provided between the fold walls 15 - more precisely, between the elevations 17 which appear here as depressions - which are likewise formed from hardened hot-melt adhesive firmly adhering to the filter material. The adhesive assemblies 19B support the pleated walls 15 against one another on the back (downstream side) and, together with the upstream first adhesive assemblies 19A, with which they are aligned across the width of the filter material, form fixing areas which do not allow the filter material to become detached even under high pressure fluctuations and thus are highly stable and form durable filter elements. The aligned arrangement of the adhesive aggregates on both sides of the fold walls also leads to a minimization of the area covered with adhesive (not filter-effective) and thus maximizing the filter-effective area.
In Fig. 2 st als weitere Ausfuhrungsform ein Filterpaket 21 skizziert, wobei die wesentlichen Teile bzw. Bereicne mit anIn FIG. 2, a filter package 21 is outlined as a further embodiment, the essential parts or areas being included
Fig. 1 angelehnten Bezugsziffern bezeichnet sind und hier nicht nochmals erläutert werden. Im Vergleich der beiden Figuren ist zu erkennen, daß bei dem Filterpaket 21 nach Fig. 2 die eingeprägten Erhebungen 27 des Filtermaterials 23 eine größere und nicht-konstante Hohe haben, die m den Offnungsbereich der Faltenwande 25 hinein ansteigt. Dies fuhrt dazu, daß die über die gesamte Lange der Erhebungen 27 durchlaufenden ersten Klebstoffaggregate (Klebstofffaden) 29A auf der Anstromseite A eine im wesentlichen konstante und vergleichsweise geringe Hohe ha- ben. Diese sind daher mit herkömmlichen Klebstoff-Auftragmodu- len ohne zeitliche Steuerung der ausgetragenen Klebstoffmenge herstellbar .Fig. 1 are based on reference numerals and are not explained again here. In the comparison of the two figures it can be seen that in the filter package 21 according to FIG. 2 the embossed elevations 27 of the filter material 23 have a larger and non-constant height which rises into the opening area of the fold walls 25. This leads to the fact that the first adhesive aggregates (adhesive thread) 29A running through the entire length of the elevations 27 have an essentially constant and comparatively low height on the upstream side A. These can therefore be produced with conventional adhesive application modules without timing the amount of adhesive that is discharged.
Auch die zweiten Klebstoffaggregate 29B, die auf der Abstrom- seite B des Filtervlieses 23 in den zu den Erhebungen 27 korrespondierenden Vertiefungen als eng lokalisierte Klebstoffpunkte angeordnet sind, können mit derartigen "ungesteuerten" Klebstoff-Auftragmodulen erzeugt werden. Bei der skizzierten Ausfuhrung ist in jeder Falte nahe der Faltenkanten 25A und 25B je ein solches Klebstoffaggregat angeordnet. Alle Faltenwande sind also abströmseitig zweifach abgestutzt, wodurch sich die Stabilität gegenüber der in Fig. 1 skizzierten Anordnung noch erhöht.The second adhesive assemblies 29B, which are arranged on the downstream side B of the filter fleece 23 in the depressions corresponding to the elevations 27 as closely localized adhesive spots, can also be produced with such “uncontrolled” adhesive application modules. In the embodiment outlined, such an adhesive assembly is arranged in each fold near the fold edges 25A and 25B. All fold walls are thus supported twice on the outflow side, which increases the stability compared to the arrangement shown in FIG. 1.
Eine dritte Ausfuhrungsform eines Filterelementes 31 ist inA third embodiment of a filter element 31 is shown in FIG
Fig. 3 skizziert. Hier weist das Filtermaterial 33 durchgehende, relativ flache Sicken 37 zur Versteifung auf. Deren konstante Hohe erfordert die Erzeugung sowohl der anstromseitigen ersten Klebstoffaggregate 39A als auch der abstromseit gen zweiten Klebstoffaggregate 39B mit einer dem Faltenquerschnitt entsprechend ansteigenden Hohe. Bei diese Ausfuhrung sind die Klebstoffaggregate beidseitig des Filtermaterials praktisch über die gesamte Faltenwand durchgehend, was das Auftreten von lokalen Schwmgungsmaxima auf der Faltenwandflache bei Druckwechselbelastung praktisch vollständig unterbindet. Das Fil- terelement 31 ist also, wenn auch um den Preis eines hohenFig. 3 outlined. Here, the filter material 33 has continuous, relatively flat beads 37 for stiffening. Their constant height requires the generation of both the upstream first adhesive aggregates 39A and the downstream downstream adhesive aggregates 39B with an increasing height corresponding to the fold cross section. In this execution are the Adhesive aggregates on both sides of the filter material practically throughout the entire pleat wall, which practically completely prevents the occurrence of local vibration maxima on the pleat wall surface when subjected to pressure changes. The filter element 31 is therefore high, albeit at the price
Klebstoffverbrauches und des Einsatzes gesteuerter Klebstoff- Auftragmodule mit nicht konstanter Klebstoffaustragmenge pro Zeiteinheit, aucn dem harten Einsatz bei Gasturbinen oder ahnlichen Stromungsmaschinen gewachsen, von denen hohe Druckwech- selbelastungen ausgehen.Adhesive consumption and the use of controlled adhesive application modules with a non-constant adhesive discharge quantity per unit of time, can also cope with the hard use in gas turbines or similar flow machines, from which high pressure change loads arise.
In den Figuren 1 bis 3 sind die Klebstoffaggregate im wesentlichen mit konkaven Konturen skizziert, e nach konkreter Prozeß- fuhrung und Klebstoffeigenschaften können deren Begrenzungsfla- chen aber auch im wesentlichen geradlinig oder eher ballig sein. In Fig. 3 unten ist ein die Faltenkanten übergreifender Klebstoffauftrag dargestellt; ein solcher kann auch im oberen Faltenkantenbereich dieses Filterelementes sowie auch bei den Anordnungen nach Fig. 1 oder 2 vorgesehen sein.In FIGS. 1 to 3, the adhesive aggregates are sketched essentially with concave contours, but depending on the specific process control and adhesive properties, their delimiting surfaces can also be essentially straight or rather spherical. In Fig. 3 below an adhesive application is shown overlapping the fold edges; such can also be provided in the upper fold edge region of this filter element and also in the arrangements according to FIGS. 1 or 2.
In Fig. 4 ist ein mit der Bezugsziffer 41 bezeichnetes Filterelement m Ausschnittdarstellung in einer Draufsicht auf an- stromseitige Faltenkanten 45A skizziert, um die bevorzugte Anordnung der ersten 49A und zweiten Klebstoffaggregate 49B in Seitenrichtung des Filtermaterials zu demonstrieren. Hierbei kommt es nicht auf deren konkrete Form in der Draufsicht an, sondern darauf, daß sowohl die anstromseitigen als auch die ab- stromseitigen Klebstoffaggregate als Abstandshalter bzw. Abstutzelemente im wesentlichen auf bzw. unter eingeprägten Erhe- bungen 47 liegen. Die abstromseitige Abstutzung erfolgt also in denselben Raumbereichen des Filters w e die anstromseitige Verbindung und Abstandshaltung. Wie bereits oben erwähnt, wird hiermit zum einen das Auftreten von Transversal- und Longitudi- nalschwmgungen des Filtermaterials verhindert und zum anderen sichergestellt, daß die mit Klebstoff bedeckte Filterflache i- nimiert, d.h. die verbleibende fllterwirksame Flache maxi iert wird.4 shows a filter element, designated by reference number 41, in a cutout view in a plan view of upstream fold edges 45A in order to demonstrate the preferred arrangement of the first 49A and second adhesive aggregates 49B in the lateral direction of the filter material. What is important here is not the specific shape of the top view, but the fact that both the upstream and the downstream adhesive assemblies as spacers or support elements lie essentially on or under embossed elevations 47. Downstream support is therefore carried out in the same spatial areas of the filter as the upstream connection and spacing. As already mentioned above, this prevents on the one hand the occurrence of transverse and longitudinal vibrations of the filter material and on the other hand ensures that the filter surface covered with adhesive is minimized, ie the remaining filter-effective area is maximized.
Die Figuren 5 und 6 verdeutlichen m Querschnittsdarstellungen den erfmdungswesentlichen Aspekt der seitlichen Ausrichtung von Abstandshaltern und Abstutzelementen an Ausschnittsdarstellungen von F lterele enten 51 bzw. 61. Die Wahl der Bezugsziffern st an die vorangehenden Figuren angelehnt, d. h. mit Zif¬ fer 53 bzw. 63 ist das Filtermaterial, mit Ziffer 55 bzw. 65 eine Faltenwand und mit Ziffer 57 bzw. 67 eine Empragung in diese bezeichnet, die sich je nach Betrachtungsrichtung als Erhebung oder Vertiefung darstellt.Figures 5 and 6 illustrate m cross-sectional views lterele the erfmdungswesentlichen aspect of the lateral alignment of spacers and Abstutzelementen in clipping representations of F ducks is 51 or 61. The choice of the reference numerals st similar to the preceding figures, that is, with Zif ¬ fer 53, 63 the filter material, a fold wall with numbers 55 and 65 and an embossing with numbers 57 and 67, depending on the viewing direction, as an elevation or depression.
Beim Filterelement 51 nach Fig. 5 ist - in Breitenrichtung des Filterelementes gesehen - jedem zweiten Abstandshalter 59A ein "rückseitiges" Abstutzelement 59B zugeordnet. Im Bereich der dazwischen liegenden Abstandshalter 58A ist hingegen m die korrespondierenden Vertiefungen 57 der Faltenwand 55 ke n Abstutzelement eingesetzt. Beim Filterelement 61 nach Fig. 6 hin- gegen sind sämtliche Klebstofflinien jeweils beidseitig derIn the filter element 51 according to FIG. 5, seen in the width direction of the filter element, a "rear" support element 59B is assigned to every second spacer 59A. In the area of the spacers 58A located therebetween, on the other hand, the corresponding depressions 57 of the pleated wall 55 are not used. In contrast, in the case of the filter element 61 according to FIG. 6, all of the adhesive lines are respectively on both sides
Faltenwande ausgeführt, d. h. h er ist sowohl den Abstandshaltern 69A als auch den dazwischen liegenden Abstandshaltern 68A jeweils ein rückseitiges Abstutzelement 69B bzw. 68B zugeordnet. Es ist also h er e ne an- und abstromseitige Abstutzung zur Erzielung maximaler Druckwechselbelastbarkeit und Lang- zeitstabilitat vorgesehen.Folded walls executed, d. H. h it is assigned to both the spacers 69A and the intermediate spacers 68A, a rear support element 69B or 68B. There is therefore a support on the upstream and downstream sides to achieve maximum pressure change resistance and long-term stability.
Die Ausfuhrung der Erfindung st nicht auf die hier beschriebenen Beispiele beschrankt, sondern ebenso in einer Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmannischen Handelns liegen.The embodiment of the invention is not limited to the examples described here, but is also possible in a large number of modifications which are within the scope of professional action.
Insbesondere ist sie nicht an den Einsatz oder alleinigen Einsatz von Klebstoff, speziell Schmelzkleber, zur Bildung der Ab- Standshalter bzw. Abstutzelemente gebunden, sondern auch m t vorgefertigten, in das Filtermaterial e n- bzw. auf dieses auf- gesetzte Abstandshaltern bzw. Abstutzelementen möglich. Die Erfindung ist auch nicht auf Anordnungen beschrankt, bei denen die anstrom- und abstromseitigen Abstandshalter bzw. Abstutzelemente über ihre ganze Breite und/oder Lange vollständig mit- einander ausgerichtet sind, sondern umfaßt auch Anordnungen mit einer nur teilweisen Positionsuberlappung.In particular, it is not tied to the use or sole use of adhesive, especially hot-melt adhesive, to form the spacers or support elements, but also with prefabricated materials in or onto the filter material. set spacers or support elements possible. The invention is also not restricted to arrangements in which the upstream and downstream spacers or support elements are completely aligned with one another over their entire width and / or length, but also includes arrangements with only a partial position overlap.
Das erfmdungsgemaße Filterelement ist mit besonderem Vorteil einsetzbar in Luftfiltern für Stromungsanordnungen, bei denen relativ hohe Druckwechselbelastungen auftreten können, beispielsweise bei Verbrennungskraftmaschinen und hierbei insbesondere Gasturbinen.The filter element according to the invention can be used with particular advantage in air filters for flow arrangements in which relatively high pressure fluctuations can occur, for example in internal combustion engines and in particular gas turbines.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
11; 21,; 31; 41; 51; 61 Filterelement ("Filterpaket") 13; 23,; 33; 53; 63 Filtermaterialvlies (Filterbahn) 15; 25; 35; 45; 55; 65 Faltenwand 15A, 15B; 25A, 25B, 35A, 35B, 45A, 45B Faltenkanten 17; 27; 37; 47; 57; 67 Erhebung 19A; 29A; 39A; 49A; 58A, 59A; 68A, 69A erste Klebstoffaggregate (Abstandshalter)11; 21 ,; 31; 41; 51; 61 filter element (“filter package”) 13; 23 ,; 33; 53; 63 filter material fleece (filter web) 15; 25; 35; 45; 55; 65 fold wall 15A, 15B; 25A, 25B, 35A, 35B, 45A, 45B fold edges 17; 27; 37; 47; 57; 67 elevation 19A; 29A; 39A; 49A; 58A, 59A; 68A, 69A first adhesive aggregates (spacers)
19B; 29B; 39B; 49B; 59B; 68B, 69B zweite Klebstoffaggregate (Abstutzelemente)19B; 29B; 39B; 49B; 59B; 68B, 69B second adhesive aggregates (support elements)
A Anstromseite B Abstromseite A upstream side B downstream side

Claims

Patentansprüche claims
1. Filterelement (11; 21; 31; 41; 51; 61) eines Fluidfilters, insbesondere in quaderformiger oder hohlzylindrischer Au- ßenform, mit einer Anströmseite (A) und einer Abströmseite (B) bezüglich eines zu filternden Fluids, wobei das Filterelement eine Anzahl von in kontinuierlicher Faltung jeweils zwischen Faltenkanten (15A; 15B; 25A; 25B; 35A; 35B; 45A; 45B) angeordneten Faltenwänden (15; 25; 35; 45; 55; 65) aus fluiddurchlässigem Filtermaterial, insbesondere mit eingeprägten Erhebungen (17; 27; 37; 47; 57; 67), die auf der anderen Seite des Filtermaterials Vertiefungen darstellen, hat und zwischen benachbarten Faltenwänden jeweils auf der Anstromseite (A) die Faltenwände miteinander verbindende und gegeneinander abstützende Aggregate (19A; 29A; 39A; 49A; 58A, 59A; 68A, 69A) aus ausgehärtetem Klebstoff auf den Erhebungen vorgesehen sind, welche an den Faltenwänden anhaften, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß auf der Abströmseite (B) und/oder der Anstromseite (A) Abstützelemente (19B; 29B; 39B; 49B; 59B; 68B, 69B) vorgesehen sind, deren Projektion auf die Ebene der angrenzenden Faltenwand einen Überlappungsbereich mit den Projektionen der Klebstoffaggregate auf der anderen Faltenwandoberflä- ehe hat, insbesondere jeweils mindestens abschnittsweise innerhalb der Vertiefungen liegt.1. Filter element (11; 21; 31; 41; 51; 61) of a fluid filter, in particular in a cuboid or hollow cylindrical outer shape, with an inflow side (A) and an outflow side (B) with respect to a fluid to be filtered, the filter element being a Number of fold walls (15; 25; 35; 45; 55; 65) made of fluid-permeable filter material, in particular with embossed elevations (17.), Arranged between fold edges (15A; 15B; 25A; 25B; 35A; 35B; 45A; 45B) ; 27; 37; 47; 57; 67), which represent depressions on the other side of the filter material, and between adjacent pleat walls on the upstream side (A), the pleat walls interconnecting and mutually supporting units (19A; 29A; 39A; 49A ; 58A, 59A; 68A, 69A) of hardened adhesive are provided on the elevations which adhere to the fold walls, characterized in that on the downstream side (B) and / or the upstream side (A ) Support elements (19B; 29B; 39B; 49B; 59B; 68B, 69B) are provided, the projection of which on the level of the adjacent fold wall has an overlap area with the projections of the adhesive aggregates on the other surface of the fold wall, in particular in each case at least in sections lies within the depressions.
2. Filterelement nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Projektion der Abstützelemente (19B; 29B; 39B; 49B; 59B; 68B, 69B) auf die Ebene der Faltenwand (15; 25; 35; 45; 55; 65) im wesentlichen vollständig innerhalb der Projektion der Klebstoffaggregate auf der anderen Faltenwandoberflache, insbesondere innerhalb zu den Erhebungen (17; 27; 37; 47; 57; 67) korrespondierenden Vertiefungen liegt . 2. Filter element according to claim 1, characterized in that the projection of the support elements (19B; 29B; 39B; 49B; 59B; 68B, 69B) onto the plane of the pleated wall (15; 25; 35; 45; 55; 65) is essentially complete lies within the projection of the adhesive aggregates on the other surface of the fold wall, in particular within depressions corresponding to the elevations (17; 27; 37; 47; 57; 67).
3. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Abstützelemente (19B; 29B; 39B; 49B; 59B; 68B, 69B) aus ausgehärtetem Klebstoff, insbesondere Schmelzkleber, gebildet sind und jeweils an beiden angrenzenden Faltenwänden (15; 25; 35; 45; 55; 65) anhaften.3. Filter element according to claim 1 or 2, characterized in that the support elements (19B; 29B; 39B; 49B; 59B; 68B, 69B) are formed from hardened adhesive, in particular hot-melt adhesive, and in each case on both adjacent fold walls (15; 25; 35 ; 45; 55; 65) adhere.
4. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Klebstoffaggregate und/oder die Abstützelemente (19A, 19B; 29A, 29B; 39A, 39B; 49A, 49B; 58A, 58B; 68A, 68B, 69A, 69B) langgestreckte Gestalt aufweisen und sich jeweils über den größeren Teil der Längserstreckung der benachbarten Faltenwände (15; 25; 35; 45) erstrecken.4. Filter element according to one of the preceding claims, characterized in that the adhesive aggregates and / or the support elements (19A, 19B; 29A, 29B; 39A, 39B; 49A, 49B; 58A, 58B; 68A, 68B, 69A, 69B) elongated shape and each extend over the major part of the longitudinal extent of the adjacent fold walls (15; 25; 35; 45).
5. Filterelement nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Klebstoffaggregate und/oder die Abstützelemente (19A; 29A; 39A, 39B) sich im wesentlichen über die gesamte Länge der angrenzenden Faltenwand (15; 25; 35) erstrecken.5. Filter element according to claim 4, so that the adhesive aggregates and / or the supporting elements (19A; 29A; 39A, 39B) extend substantially over the entire length of the adjacent pleated wall (15; 25; 35).
6. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Klebstoffaggregate und/oder die Abstützelemente (19A, 19B; 29A, 29B; 39A, 39B; 49A, 49B) aus zwei Komponenten gebildet sind, welche auf den Erhebungen (17; 27; 37; 47; 57; 67) bzw. in den Vertiefungen gebildet und bei der Faltung des Filtermaterials miteinander verschmolzen sind.6. Filter element according to one of the preceding claims, characterized in that the adhesive aggregates and / or the support elements (19A, 19B; 29A, 29B; 39A, 39B; 49A, 49B) are formed from two components which on the elevations (17; 27th ; 37; 47; 57; 67) or formed in the recesses and fused together when the filter material is folded.
7. Filterelement nach einem der Ansprüche 3 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Klebstoffaggregate und Abstützelemente (19A, 19B; 29A, 29B; 39A, 39B; 49A, 49B; 58A, 58B; 68A, 68B, 69A, 69B) mit in Richtung zum jeweiligen Öffnungsbereich der Faltenwände zunehmender Höhe ausgebildet sind, während die optionalen die Erhebungen (17; 27; 37; 47) bzw. Vertiefungen der Faltenwände (15; 25; 35; 45) eine in Richtung senkrecht zu den Faltenkanten (15A; 15B; 25A; 25B; 35A; 35B; 45A; 45B) im wesentlichen konstante Höhe aufweisen. 7. Filter element according to one of claims 3 to 6, characterized in that the adhesive aggregates and support elements (19A, 19B; 29A, 29B; 39A, 39B; 49A, 49B; 58A, 58B; 68A, 68B, 69A, 69B) with in the direction of increasing height for the respective opening area of the fold walls, while the optional elevations (17; 27; 37; 47) or depressions of the fold walls (15; 25; 35; 45) are arranged in a direction perpendicular to the fold edges (15A; 15B; 25A; 25B; 35A; 35B; 45A; 45B) have a substantially constant height.
8. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Erhebungen (37) bzw. Vertiefungen als im wesentlichen durchgehende geprägte Sicke ausgebildet sind.8. Filter element according to one of the preceding claims, that the elevations (37) or depressions are formed as a substantially continuous embossed bead.
9. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in Längsrichtung jeweils einer Faltenwand aneinander an- schließend ein Erhebungsabschnitt zur Aufbringung eines Klebstoffaggregates auf der einen Seite und ein Vertiefungsabschnitt zur Ausbildung eines Abstützelementes auf der anderen Seite gebildet sind.9. Filter element according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that in the longitudinal direction of each fold wall adjoining an elevation portion for applying an adhesive aggregate on one side and a recess portion for forming a support element on the other side are formed.
10. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Klebstoffaggregate und/oder die Abstützelemente (29B) als Mehrzahl von in Längsrichtung der Faltenwände (25) mit Abständen zueinander gereihten isolierten Klebstoffinseln, insbesondere mit in Öffnungsrichtung der Falte zunehmender Höhe, ausgeführt sind.10. Filter element according to one of the preceding claims, characterized in that the adhesive aggregates and / or the support elements (29B) are designed as a plurality of insulated adhesive islands arranged in the longitudinal direction of the fold walls (25) at intervals, in particular with increasing height in the opening direction of the fold ,
11. Verwendung eines Filterelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 9 als Luftfilter für eine Strömungsanordnung mit Druckwechselbelastung, insbesondere eine Gasturbine. 11. Use of a filter element according to one of claims 1 to 9 as an air filter for a flow arrangement with alternating pressure, in particular a gas turbine.
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