WO2018072976A1

WO2018072976A1 - Filterelement und filtersystem

Info

Publication number: WO2018072976A1
Application number: PCT/EP2017/074462
Authority: WO
Inventors: Christoph Wittmers; Sascha Bauer; Andreas Franz; Torsten Fritzsching; Robert Hasenfratz; Arndt-Udo Rolle
Original assignee: Mann+Hummel Gmbh
Priority date: 2016-10-19
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2018-04-26
Also published as: DE102016012532A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filterelement (10) zum Filtern eines Fluids, mit wenigstens zwei Filterbalgabschnitten (12, 13, 14, 15), die einen Reinfluidbereich (50) einschließen, wobei in wenigstens einem der Filterbalgabschnitte (12, 13, 14, 15) ein sich durch den Filterbalgabschnitt (12, 13, 4, 15) erstreckender Kanal (16, 17, 18) ausgebildet ist, der wenigstens bereichsweise von dem Filterbalgabschnitt (12, 13, 14, 15) umgeben ist und in der ein Element (20, 21, 22) fluiddicht zum Filterbalgabschnitt (12, 13, 14, 15) angeordnet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Filtersystem (100) mit einem solchen auswechselbaren Filterelement (10).

Description

Beschreibung

Filterelement und Filtersystem

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Filterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere zur Verwendung für Kassettenluftfilter einer Brennkraftmaschine oder als Innenraumluftfilter, insbesondere eines Kraftfahrzeugs sowie ein Filtersystem mit einem Filterelement.

Stand der Technik

In der Praxis werden Partikelfilter zum Herausfiltern von in gasförmigen Fluiden, beispielsweise Luft, enthaltenen partikulären Verunreinigungen eingesetzt. Die Partikelfilter weisen ein Filtergehäuse mit einem Einlass für das zu filternde Fluid und mit einem Auslass für das gefilterte Fluid auf.

Aus der EP 2 582 443 B1 ist eine Luftfilteranordnung bekannt, mit einem Gehäuse, welches zwei im Wesentlichen beidseits einer Gehäusemittelebene erstreckte große Seitenwände sowie eine zur Gehäusemittelebene im Wesentlichen orthogonale, die Seitenwände verbindende Umfangs- wand und einen Rohraumeingang sowie einen Reinraumausgang aufweist. Weiter weist die Filteranordnung einen zwischen dem Rohraumeingang und dem Reinraumausgang wirksamen Filtereinsatz auf, welcher zwei im montierten Zustand des Filtereinsatzes den Seitenwänden be- nachbarte Bodenscheiben und eine deren Randzonen verbindende, zur Gehäusemittelebene im Wesentlichen orthogonale Filterwand aufweist, die von einer dicht an den Rohraumeingang oder den Reinraumausgang anschließenden Öffnung durchsetzt wird.

Die Seitenwände des Gehäuses und die Bodenscheiben des Filtereinsatzes sind jeweils zu einer Doppelwand kombiniert, so dass sich jeweils eine Seitenwand des Gehäuses und die benachbarte Bodenscheibe des Filtereinsatzes gegenseitig versteifen. Bei eventuellen Biegeverformungen der Doppelwand, d. h. von Gehäuseseitenwand und Bodenscheibe des Filtereinsatzes, treten reibungsbehaftete Scherbewegungen zwischen der jeweiligen Seitenwand und Bodenscheibe auf, so dass eine Schwingungsdämpfung erfolgt.

In der in EP 2 582 443 B1 beschriebenen Filteranordnung erfolgt so die Kopplung von Filterelement und Gehäuse mittels den Endscheiben des Filterelementes und den gegenüberliegenden Gehäuseteilen durch daran angeordnete oder angeformte Profilteile. Offenbarung der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filterelement zum Filtern eines Fluids zu schaffen, das eine stabile Aufnahme in einem Filtergehäuse eines Filtersystems ermöglicht. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids zur Aufnahme eines solchen austauschbaren Filterelements zu schaffen. Die vorgenannten Aufgaben werden nach einem Aspekt der Erfindung gelöst von einem Filterelement zum Filtern eines Fluids, mit wenigstens zwei Filterbalgabschnitten, die einen Reinfluidbe- reich einschließen, wobei in wenigstens einem der Filterbalgabschnitte ein sich durch den Filterbalgabschnitt erstreckender Kanal ausgebildet ist, der wenigstens bereichsweise von dem Filterbalgabschnitt umgeben ist und in den ein Element fluiddicht zum Filterbalgabschnitt angeordnet ist.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids mit wenigstens einem solchen Filterelement gelöst. Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Es wird ein Filterelement zum Filtern eines Fluids vorgeschlagen, mit wenigstens zwei Filterbalgabschnitten, die einen Reinfluidbereich einschließen. In wenigstens einem der Filterbalgab- schnitte ist dabei ein sich durch den Filterbalgabschnitt erstreckender Kanal ausgebildet, der wenigstens bereichsweise von dem Filterbalgabschnitt umgeben ist und in den ein Element fluiddicht zum Filterbalgabschnitt angeordnet ist.

Der Kanal erstreckt sich zwischen der Rohseite und der Reinseite des wenigstens einen Filter- balgabschnitts und kann insbesondere quer zur Flachseite des wenigstens einen Filterbalgabschnitts angeordnet sein.

Das Filterelement, das wenigstens zwei einen Reinfluidbereich einschließende Filterbalgabschnitte eines Filterbalgs umfasst, weist erfindungsgemäß wenigstens ein Element auf, das in einer Fläche eines Filterbalgabschnitts in einem Kanal in Form einer durchgehenden Öffnung in dem Filterbalgabschnitt angebracht ist. Der Kanal kann dabei in entsprechender Form aus dem Filterbalgabschnitt ausgeschnitten oder beispielsweise mit einem Laser-Schneidgerät herausgetrennt sein. Das Element ist fluiddicht in dem Kanal angeordnet, indem das Element selbst gegen den umgebenden Filterbalg abdichtet oder das Element mit Hilfe einer Dichtmasse, wie beispiels- weise Polyurethan (PUR)-Schaum, gegen den Filterbalg abgedichtet ist. Das Element ist zum Befestigen oder Abstützen des tragenden Filterelementkörpers in einem Filtergehäuse des Filter- Systems vorgesehen, in dem das austauschbare Filterelement eingebaut ist. Das Zusammenwirken von Element und Filtergehäuse dient dabei sowohl der Halterung des Filterelements in dem Filtergehäuse als auch dem Ausschalten von Geräuschen, insbesondere Resonanzschwingungen des Filterelements. Das erfindungsgemäße Filterelement ermöglicht so mit dem Element die Verbindung/Abstützung von Filterelement und Filtergehäuse beispielsweise mittels des in den Filterbalg mit PUR-Schaum eingebrachten Elements, welches sich an dem Filtergehäuse abstützt und für eine Druckbelastung oder zum Einspannen des Filterelementes in dem Filtergehäuse zwischen Gehäuseunterteil und Gehäuseoberteil vorgesehen sein kann. Alternativ kann das Element auch mit einem entsprechenden Gegenelement an Filtergehäuseunterteil und/oder Gehäu- seoberteil korrespondieren, wobei es dabei auf Zug und/oder Druck belastbar ausgelegt sein kann. Denkbar sind auch mit einem Dosierschlauch zugeführte und positionierte Einlegeteile, die in PUR-Schaum eingebettet werden und mit einem korrespondierenden Gegenelement des Filtergehäuses verrasten können. Dabei sind auch andere Arten der Kopplung mit dem Gegenelement denkbar, wie Verschraubungen, Verschnappungen mit Druckknöpfen, bajonettartige Ver- bindungen und ähnliche Verbindungen.

Zur Erhöhung der möglichen Belastbarkeit kann der Filterbalg mit an dem Filterelementkörper und/oder einem Mittelrohr angeschäumten oder verclipsten Stützgitter oder Streben verstärkt werden, welche für die Zugbelastung mit dem Stützgitter verklebt sein können. Als Stützgitter können voneinander getrennte Stützgitter zusammenwirken, die sich beispielsweise mit ihren Flachseiten gegenüberliegen, oder es kann ein Hohlkörper als Stützgitter vorgesehen sein.

Auf diese Weise lässt sich vorteilhaft eine Versteifung des Filtersystems aus Filtergehäuse und Filterelement sowohl bei einer druckbelastbaren als auch bei einer zugbelastbaren Ausführung erreichen. Günstigerweise kann so auf die Anbringung von Zugankern durch das Filterelement zur Versteifung und Befestigung verzichtet werden, insbesondere, wenn ein Mittelrohr in dem Filterelement für die nötige Steifigkeit des Filterelements vorhanden ist. Weiter können so Schwingungen/Resonanzen durch die Koppelung von Filterelement und Filtergehäuse sowohl bei nur druckbelastbarer als auch druckbelastbarer und zugbelastbarer Ausführung erreichen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Element mittels Kunststoffschaum gebildet und mit dem Filterbalgabschnitt fluiddicht verbunden sein. Alternativ kann das Element als Einlegeteil für einen Kunststoffschäumprozess ausgebildet und mittels Kunststoff schäum mit dem Filterbalgabschnitt fluiddicht verbunden sein. Das Element kann so günstigerweise aus PUR- Schaum selbst gebildet sein, der die nötige Steifigkeit aufweist, Zugbelastung und/oder Druckbelastung aufzunehmen und auf die Struktur des Filterelements zu übertragen. Auch ist denkbar, dass ein Kunststoffteil als Einlegeteil bei einem Kunststoffschäumprozess verwendet wird und dieses Einlegeteil beispielsweise mit PUR-Schaum umschäumt und auf diese Weise in dem Kanal mit dem umgebenden Filterbalg fest verbunden wird. Dabei kann das Element aus PUR- Schaum herausragen, um so mit einem Gegenelement in einem Filtergehäuse gekoppelt zu werden. So kann eine stabile und zugleich fluiddichte Anbindung des Elements an den Filterbalg auf zweckmäßige Weise erreicht werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Element als Kopplungselement zur Aufnahme in einem an einem Filtergehäuse eines Filtersystems angeordneten Gegenelement ausgebildet sein. Das Element kann günstigerweise mit einem Gegenelement, welches beispielsweise in ei- nem Gehäuseoberteil angeordnet ist, gekoppelt werden, indem die beiden Elemente beispielsweise miteinander verhakt oder verclipst werden. Dadurch ist eine Übertragung von Zugkräften und/oder Druckkräften zwischen Gehäuseoberteil und Filterelement möglich.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Element zur Verrastung mit dem Gegenele- ment vorgesehen sein. Eine Verrastung bietet eine sehr stabile und zugleich sichere Möglichkeit, das Filterelement über das Element mit einem Gehäuseteil zu koppeln. Auch ist eine Verrastung günstigerweise wieder bei einem Austausch des Filterelements leicht zu lösen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Element zur Aufnahme einer Zugbelastung und/oder Druckbelastung ausgebildet sein. Wird das Element zur Aufnahme einer Druckbelastung ausgelegt, so genügt es, eine Abstützung des Elements und damit des Filterelements an dem Filtergehäuse vorzusehen. Das Element kann so relativ einfach beispielsweise als Abstützbolzen ausgebildet sein. Bei einer Auslegung auf Zugbelastung kann eine Kopplungsmöglichkeit zwischen Element und Gehäuseteil in Form einer Verclipsung oder Verrastung günstigerweise vorgesehen werden, so dass Element und Gehäuseteil miteinander verbunden sind. Auch eine Schraubverbindung kann vorgesehen sein. Diese Verbindung sollte zu einem Austausch des Filterelements zweckmäßigerweise leicht lösbar sein.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können die wenigstens zwei Filterbalgabschnitte Be- standteil eines wenigstens teilweise geschlossenen Filterbalgs sein oder separat voneinander ausgebildet sein. Der Filterbalg kann als geschlossener Filterbalg ausgeführt sein, der von einer Außenseite mit dem Rohfluid angeströmt wird, welches dann durch den Filterbalg durchtritt, so dass sich das gefilterte Reinfluid in einem Innenbereich sammeln und abgeführt werden kann. Alternativ ist es jedoch auch möglich, zwei oder mehrere Filterbalgabschnitte separat auszufüh- ren, die dann zusammengesetzt werden können und an den Verbindungsbereichen fluiddicht verbunden sind, so dass der Reinfluidbereich ebenfalls im Innenbereich des Filterbalgs ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform können die Filterbalgabschnitte als einzelne Flachfilter ausgeführt sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können zwei Filterbalgabschnitte mit jeweils wenigstens einem Kanal sich gegenüberliegend so angeordnet sein, dass die wenigstens zwei Kanäle sich gegenüberliegen, wobei in einer axialen Richtung entgegengesetzt ausgerichtete Elemente in den Kanälen vorgesehen sind. Mit Hilfe gegenüberliegender Elemente in gegenüberliegenden Kanälen zweier Filterbalgabschnitte lässt sich das Filterelement vorteilhaft in zwei Richtungen abstützen, wodurch eine sehr effektive Versteifung des Filtersystems und ebenso eine sehr wirkungsvolle Dämpfung von Schwingungen und/oder Resonanzen erreichen. Bei entsprechender Ausführung des Filtergehäuses kann es so genügen, die beiden Elemente jeweils auf Druckbelastung auszulegen, wenn das Filterelement durch das Filtergehäuse so eingespannt werden kann. Auch können auf diese Weise zwei Gehäuseteile des Filtergehäuses günstig durch das Filterelement verbunden werden, indem eines der beiden Elemente beispielsweise mit dem Gehäuseunterteil und das andere der beiden Elemente mit dem Gehäuseoberteil gekoppelt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Elemente im Reinfluidbereich mittels wenigstens einer Versteifungsrippe verbunden sein. Eine weitere Möglichkeit der zusätzlichen Ver- steifung des Filterelements durch eine Versteifungsrippe zwischen den beiden Elementen ermöglicht die effektive Übertragung von aus dem Filtergehäuse in ein Element eingeleiteten Kräften auf das jeweils andere Element und damit wieder auf das Filtergehäuse. Damit kann das Filterelement sehr steif ausgelegt werden, was von Vorteil ist, da der Filterbalg selbst aufgrund seiner Materialbeschaffenheit als zickzack-gefalteter Papierbalg oder Vlies üblicherweise nicht eine solch hohe Steifigkeit aufweist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein im Reinfluidbereich angeordnetes Stützgitter vorgesehen sein, mit welchem Stützgitter das wenigstens eine Element verbunden ist. Zweckmäßig ist auch eine Versteifung des Filterelements mit einem Stützgitter, beispielsweise aus Kunst- Stoff, auf dem der Filterbalg, beispielsweise durch Verklebung, aufgebracht ist. Weiter kann so das Element mit diesem Stützgitter verbunden sein, um so Kräfte direkt in das relativ steife Stützgitter einzuleiten, die so über beispielsweise ein weiteres Element am Filtergehäuse abgestützt werden können. Als Stützgitter können voneinander getrennte Stützgitter zusammenwirken, die sich beispielsweise mit ihren Flachseiten gegenüberliegen, oder es kann ein Hohlkörper als Stütz- gitter vorgesehen sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das wenigstens eine Element über den Kunststoffschaum oder direkt mit dem Stützgitter verbunden sein. Günstigerweise kann das Element direkt an das Stützgitter durch Einclipsen oder Verrasten angebunden sein. Alternativ ist jedoch auch ein Einschäumen des Elements mittels PUR-Schaum möglich, der wiederum direkt an das Stützgitter angeschäumt sein kann. Auf diese Weise ist eine sichere und stabile Anbindung zwischen Element und Stützgitter möglich.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können die wenigstens zwei Filterbalgabschnitte einen Rundfilter bilden. Alternativ können die wenigstens zwei Filterbalgabschnitte mit einem Scharnier verbunden sein. Die Filterbalgabschnitte können beispielsweise aneinandergrenzende Teile eines Rundfilters bilden, wodurch der Reinfluidbereich in einem Innenbereich des Rundfilters fluid- dicht ausgebildet ist. Der Rundfilter kann auch in flachgedrückter Form mit einem ovalen Querschnitt vorliegen, der den Reinfluidbereich in seinem Inneren einschließt. Als weitere Ausführungsform können jedoch auch Filterbalgabschnitte in flacher Ausprägung jeweils an Außenkan- ten mit einem Scharnier, beispielsweise ein mit einem Rahmen des Filterbalgabschnitts verbundenes Filmscharnier, verbunden werden und so einen zusammenhängenden Filterbalg bilden, der in eingebautem Zustand fluiddicht einen Reinfluidbereich umschließt. Flache Filterbalgabschnitte lassen sich günstig fertigen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können wenigstens zwei Filterbalgabschnitte seitlich an einem Mittelrohr angeordnet sein, wobei insbesondere jeweils wenigstens zwei Filterbalgabschnitte sich beidseitig des Mittelrohrs erstrecken. Filterbalgabschnitte können über ein Mittelrohr verbunden sein, über welches Mittelrohr auch der Auslass des Filterelements realisiert ist, worüber das gefilterte Reinfluid aus dem innenliegenden Reinfluidbereich abgeleitet werden kann. Vorteilhaft können Filterbalgabschnitte beidseits des Mittelrohrs angeordnet sein, um so beispielsweise zwei U-förmige Filterbälge zu einem Filterelement in Schmetterlingsanordnung auszubilden. Auch können jeweils zwei über ein Scharnier verbundene Filterbalgabschnitte zu beiden Seiten des Mittelrohrs angeordnet sein, was auch zu einer Schmetterlingsanordnung führt. Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids, mit einem Filtergehäuse und einem in dem Filtergehäuse zwischen einer Rohseite und einer Reinseite austauschbar angeordneten Filterelement. Das Filtersystem umfasst wenigstens zwei Filterbalgabschnitte, die einen Reinfluidbereich einschließen, wobei in wenigstens einem der Filterbalgabschnitte ein sich durch den Filterbalgabschnitt erstreckender Kanal ausgebildet ist, der we- nigstens bereichsweise von dem Filterbalgabschnitt umgeben ist und in dem ein Element fluiddicht zum Filterbalgabschnitt angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Filtersystem weist vorteilhaft eine Versteifung des gesamten Filtersystems aus Filtergehäuse und Filterelement sowohl bei einer druckbelastbaren als auch bei einer zugbelastbaren Ausführung auf. Das Filterelement selbst kann mit dem Filtergehäuse beispielsweise verschraubt oder gesteckt sein. Schwingungen und/ oder Resonanzen, die insbesondere in den abstehenden Filterbalgabschnitten auftreten können, können so durch die Koppelung der Filterbalgabschnitte mit dem Filtergehäuse über die Elemente sowohl bei nur druckbelastbarer als auch druckbelastbarer und zugbelastbarer Ausführung der Elemente in den Kanälen der Filterbalgabschnitte reduziert werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Element als Kopplungselement zur Aufnahme in einem am Filtergehäuse angeordneten Gegenelement ausgebildet sein. Das Element kann günstigerweise mit einem Gegenelement, welches beispielsweise in einem Gehäuseoberteil angeordnet ist, gekoppelt werden, indem die beiden Elemente beispielsweise miteinander verhakt oder verclipst werden. Dabei sind auch andere Arten der Kopplung mit dem Gegenelement denk- bar, wie Verschraubungen, Verschnappungen mit Druckknöpfen, bajonettartige Verbindungen, Verrastungen und ähnliche Verbindungen. Auf diese Weise ist eine Übertragung von Zugkräften und/oder Druckkräften zwischen Gehäuseoberteil und Filterelement vorteilhaft möglich.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Element mit dem Gegenelement verrastet sein. Eine Verrastung bietet eine sehr stabile und zugleich sichere Möglichkeit, das Filterelement über das Element mit einem Gehäuseteil zu koppeln. Auch ist eine Verrastung günstigerweise wieder bei einem Austausch des Filterelements leicht zu lösen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Element zur Abstützung an dem Filterge- häuse vorgesehen sein. Wird das Element zur Aufnahme einer Druckbelastung ausgelegt, so genügt es, eine Abstützung des Elements und damit des Filterelements an dem Filtergehäuse vorzusehen. Das Element kann so relativ einfach beispielsweise als Abstützbolzen ausgebildet sein. Das beschriebene Filtersystem kann vorteilhaft als Luftfilter, insbesondere als Luftfilter einer Brennkraftmaschine oder als Innenraumluftfilter, insbesondere eines Kraftfahrzeugs eingesetzt 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 isometrische Darstellung eines Filterelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zwei einander gegenüber liegenden Elementen von einer Oberseite, welche jeweils ein Stützgitter aufweisen;

Fig. 2 eine isometrische Darstellung des Filterelements nach Figur 1 von einer Unterseite;

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Filterelement nach Figur 1 ;

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Filtersystem nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Filterelement nach Figur 1 ;

Fig. 5 eine isometrische teilgeschnittene Darstellung eines Ausschnitts des Filterelements nach Figur 1 von einer Oberseite;

Fig. 6 eine isometrische teilgeschnittene Darstellung eines Ausschnitts des Filterelements nach Figur 1 von einer Unterseite;

Fig. 7 einen Querschnitt durch zwei Filterbalgabschnitte des Filterelements nach Figur 1 , wobei ein oberes und ein unteres Stützgitter über zwei Versteifungsrippen verbunden sind;

Fig. 8 eine teilgeschnittene Darstellung eines Ausschnitts eines Filterelements ähnlich wie in

Figur 1 mit Schnappverbindung zwischen in Fenster der gegenüberliegenden Stützgitter eingesetzten Elementen;

Fig. 9 einen Querschnitt durch zwei Filterbalgabschnitte des Filterelements aus Figur 8, wobei zwei Elemente mittels einer Schnappverbindung miteinander verbunden sind, wobei die Partner der Schnappverbindung jeweils Bestandteil der Elemente sind;

Fig. 10 eine isometrische Darstellung eines Filterelements nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit ovalem Querschnitt;

Fig. 1 1 eine isometrische teilgeschnittene Darstellung des Filterelements nach Figur 10;

Fig. 12 einen Querschnitt durch das Filterelement nach Figur 10; und

Fig. 13 einen Längsschnitt durch das Filterelement nach Figur 10.

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.

Figuren 1 und 2 zeigen isometrische Darstellungen eines Filterelements 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zwei einander gegenüberliegenden Elementen 20, 21 von einer Oberseite bzw. von einer Unterseite her gesehen. Das Filterelement 10 weist vier Filterbalgabschnitte 12, 13, 14, 15 eines Filterbalgs 1 1 auf, die einen Reinfluidbereich 50 einschließen. In den Filterbalgabschnitten 12, 13 sind durch die Filterbalgabschnitte 12, 13 sich erstreckende Kanäle 16, 17 ausgebildet, die von den Filterbalgabschnitten 12, 13 umgeben sind. In den Filterbalgabschnitten 12, 13 sind die Elemente 20, 21 fluiddicht zu den Filterbalgabschnitten 12, 13 angeordnet. Die Filterbalgabschnitte 12, 13, 14, 15 sind separat voneinander ausgebildet und bilden durch ihre Verbindung über Außenkanten und Anbindung an das Mittelrohr 42 einen wenigstens teil- weise geschlossenen Filterbalg 1 1 , der den Reinfluidbereich 50 einschließt. Die Filterbalgabschnitte 12, 13, 14, 15 sind jeweils mit einer Außenkante seitlich an dem Mittelrohr 42 angeordnet, wobei sich jeweils wenigstens zwei Filterbalgabschnitte 12, 13, 14, 15 beidseitig des Mittelrohrs 42 erstrecken. Die Filterbalgabschnitte sind mit einem zickzackgefalteten Filtermedium ausgeführt, wobei in den Figuren jeweils nur wenige Falten 34 zur Veranschaulichung angedeutet sind; der Rest der Filterbalgabschnitte 12, 13, 14, 15 ist jeweils als massiver Körper dargestellt. Das Element 20 ist als Kopplungselement 30 zur Aufnahme in einem an einem Filtergehäuse 108 eines Filtersystems 100 angeordneten Gegenelement 120 und damit zur Aufnahme einer Zugbelastung und Druckbelastung ausgebildet (siehe Figur 4), während das Element 21 zur Abstützung an dem Filtergehäuse 108 und damit zur Aufnahme einer Druckbelastung ausgebildet ist. Mit entsprechend ausgeführter Gegenkontur am Gehäuse kann Element 21 in dieser verrasten und sowohl Druck- als auch Zugkräfte aufnehmen.

In Figur 3 ist ein Querschnitt durch das Filterelement 10 nach Figur 1 dargestellt, so dass der innere Aufbau des Filterelements 10 deutlich zu erkennen ist. Die Filterbalgabschnitte 12, 13 und 14, 15 sind an einer Außenkante jeweils paarweise verbunden und mit der jeweils anderen Außenkante an das Mittelrohr 42 angeschlossen und bilden so den Filterbalg 1 1 . Jeweils zwei Filterbalgabschnitte 12, 13 und 14, 15 liegen sich gegenüber. Die Filterbalgabschnitte 12, 13, 14, 15 schließen den Reinfluidbereich 50 ein. Das zu filternde Fluid tritt von einem Rohfluidbereich 52 durch den Filterbalg 1 1 in den innenliegenden Reinfluidbereich 50 und kann durch das Mittel- rohr bei Einbau in ein Filtergehäuse wieder herausgeleitet werden, beispielsweise senkrecht zur Zeichenebene. Die Filterbalgabschnitte 12, 13 weisen jeweils Kanäle 16, 17 auf, in denen fluid- dicht Elemente 20, 21 angeordnet sind. Die Elemente 20, 21 sind als Einlegeteil für einen Kunst- stoffschäumprozess ausgebildet und mittels Kunststoffschaum 24 mit den Filterbalgabschnitten 12, 13 jeweils fluiddicht verbunden. Dazu sind die Elemente 20, 21 in Kunststoffschaum 24, bei- spielsweise PUR-Schaum, eingeschäumt, wobei der PUR-Schaum an die Filterbalgabschnitte 12, 13 angeschäumt und mit diesen fluiddicht verbunden ist. Alternativ könnten die Elemente 20, 21 auch mittels Kunststoff schäum 24 in dem Kunststoffschäumprozess gebildet und mit den Filterbalgabschnitten 12, 13 fluiddicht verbunden werden. Die Filterbalgabschnitte 12, 13, 14, 15 sind jeweils mit im Reinluftbereich 50 angeordneten in der Figur oberen Stützgittern 40 und in der Figur unteren Stützgittern 41 versteift. Das Element 20 ist dabei Bestandteil des oberen Stützgitters 40, das Element 21 ist über eine Schnappverbindung mit dem unteren Stützgitter 41 verbunden. Die zwei Filterbalgabschnitte 12, 13 mit den Kanälen 16, 17 sind sich gegenüberliegend so angeordnet sind, dass die zwei Kanäle 16, 17 sich gegenüberliegen. Dabei sind die Elemente 20, 21 in einer axialen Richtung entgegengesetzt ausgerichtet in den Kanälen 16, 17, 18 (siehe Fig. 10) angeordnet, so dass sich die Elemente 20, 21 jeweils an gegenüberliegenden Flächen des Filtergehäuses 108 abstützen bzw. mit einem Gegenelement 120 gekoppelt, beispielsweise ver- rastet, werden können. Das in der Figur obere Stützgitter 40 und das in der Figur untere Stützgitter 41 sind im Reinfluidbereich 50 mittels zweier Versteifungsrippen 28 verbunden, so dass sowohl Zugkräfte als auch Druckkräfte von einem der Elemente 20, 21 auf das jeweils andere Element 21 , 20 übertragen werden können. In Figur 4 ist dazu ein Querschnitt durch ein Filtersystem 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Filtergehäuse 108 ist rein schematisch mit einem Gehäuseunterteil 1 14 und einem Gehäuseoberteil 1 12 dargestellt, wobei ein Fluideinlass 102 im Gehäuseoberteil angeordnet ist. Ein Fluidauslass zum Ableiten des gefilterten Fluids aus dem Reinfluidbereich 50 über das Mittelrohr 42 ist in dem Schnitt nicht dargestellt. Das Filtersystem 100 weist ein in dem Filtergehäuse 108 zwischen der Rohseite 52 und der Reinseite 50 austauschbar angeordnetes Filterelement 10 mit vier Filterbalgabschnitten 12, 13, 14, 15 auf, die den Reinfluidbereich 50 einschließen. In den Filterbalgabschnitten 12, 13 sind zwei sich durch die Filterbalgabschnitte 12, 13 erstreckende Kanäle 16, 17 ausgebildet, die jeweils von den Filterbalgabschnitten 12, 13 umgeben sind und in denen die Elemente 20, 21 fluiddicht zu den Filterbalgabschnitten 12, 13 an- geordnet sind. Das Element 20 ist Bestandteil des in der Figur oberen Stützgitters 40, das Element 21 ist als separates Teil mittels im Schnitt nicht sichtbarer Schnappverbindung mit dem in der Figur unteren Stützgitter 41 verbunden. Das Element 20 ist dabei als Kopplungselement 30 zur Aufnahme in einem am Filtergehäuse 108 angeordneten Gegenelement 120 ausgebildet und kann beispielsweise mit dem Gegenelement 120 über eine Verrastung verbunden sein. Das Ele- ment 21 ist zur Abstützung an dem Gehäuseunterteil 1 14 vorgesehen. Bei entsprechend ausgeführter Gegenkontur am Gehäuse kann Element 21 mit diesem verbunden werden, und es können auch Zugkräfte aufgenommen werden.

Figur 5 zeigt eine isometrische teilgeschnittene Darstellung eines Ausschnitts des Filterelements 10 nach Figur 1 von einer Oberseite. Im Schnitt ist der innere Aufbau des Filterelements 10 mit den beiden Filterbalgabschnitten 12, 13 zu erkennen. Die Filterbalgabschnitte 12, 13 sind von der Innenseite mit dem Stützgitter 40 versteift, mit dem auch das in dem Kanal 16 angeordnete Element 20 einteilig ausgeführt ist. Das Element 20 ist als Kopplungselement 30 mit einem kugelförmigen Kopf zur Aufnahme in einem Gegenelement 120 (nicht dargestellt) ausgebildet, das bei- spielsweise mit einer schalenförmigen Aufnahme ausgestattet sein kann. Das Element 21 ist in ein Fenster des unteren Stützgitters 41 eingesetzt und mit Stützgitter 41 mittels Schnapphaken 23 verrastet. Figur 6 zeigt in einer isometrischen teilgeschnittenen Darstellung einen Ausschnitt des Filterelements 10 nach Figur 1 von der Unterseite. So ist die Verstrebungsstruktur des Stützgitters 40 deutlich zu erkennen. Das Element 21 ragt über die Oberfläche des Filterbalgabschnitts 13 nach unten hinaus, da es zur Abstützung an dem Gehäuseunterteil 1 14 (nicht dargestellt) vorgesehen ist. Bei entsprechender Gegenkontur am Gehäuse kann Element 21 mit diesem verbunden werden und auch Zugkräfte übertragen.

In Figur 7 ist ein Querschnitt durch zwei Filterbalgabschnitte 12, 13 des Filterelements 10 nach Figur 1 dargestellt, wobei das in der Figur obere Stützgitter 40 und das in der Figur untere Stützgitter 41 über zwei Versteifungsrippen 28 verbunden sind. Das Element 20 ist einteilig mit Stützgitter 40 ausgeführt, das Element 21 ist mit Stützgitter 41 mittels Schnappverbindung verbunden. Die beiden Stützgitter 40 und 41 sind jedoch durch zwei Versteifungsrippen 28 so verbunden, dass Kräfte übertragen werden können. Dabei können sowohl Kräfte in axialer Richtung, also in Richtung der Ausrichtung der Elemente 20, 21 , als auch durch Anordnung mehrerer Versteifungsrippen 28 quer dazu übertragen werden, so dass auch eventuelle Schwingungen in lateraler Richtung reduziert werden können.

In Figur 8 ist weiter eine teilgeschnittene Darstellung eines Ausschnitts eines Filterelements 10 ähnlich wie in Figur 1 dargestellt. In dieser Darstellung ist der Filterbalgabschnitt 13 ebenfalls angeschnitten, so dass die Anordnung des zweiten Elements 21 , welches dem ersten Element

20 in dem Kanal 17 gegenüberliegt, zu erkennen ist. In dieser Ausführung sind die Elemente 20 und 21 in entsprechende Fenster der Stützgitter 40 und 41 eingesetzt und mittels rohrförmig ausgebildeter Schnappverbindung, welche jeweils Teil der Elemente 20 und 21 ist, miteinander ver- bunden und spannen die Stützgitter 40 und 41 ein. Durch die Verbindung der Elemente 20 und

21 untereinander können diese auch Zugkräfte übertragen.

Figur 9 zeigt einen Querschnitt durch zwei Filterbalgabschnitte 12, 13 eines Filterelements 10 nach Figur 8, wobei zwei Elemente 20, 21 über eine Schnappverbindung 29 verbunden sind. Die Darstellung in Figur 9 zeigt Details zu der in Figur 8 dargestellten Anordnung. Die Schnappverbindung 29 ist rohrförmig ausgeführt und nimmt in ihrem Inneren das Element 20 auf, das auf diese Weise bis zum gegenüberliegenden Element 21 reicht. Über diese Schnappverbindung 29 können so Druckkräfte und Zugkräfte von einem Element 20, 21 auf das jeweils gegenüberliegende Element 21 , 20 übertragen werden. Gleichzeitig ist durch die rohrförmige Ausführung eine radiale Führung des Elements 20 gegeben, so dass auch Schwingungen in lateraler Richtung darüber stabilisiert und reduziert werden können. Figur 10 zeigt eine isometrische Darstellung eines Filterelements 10 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel bilden die Filterbalgabschnitte 12, 13, 14, 15 einen zusammenhängenden Rundfilter, der einen ovalen Querschnitt aufweist. Der Rundfilter 10 ist konusförmig ausgebildet und an dem verjüngten Ende mit einer Endscheibe ab- geschlossen. Die Endscheibe ist außen umlaufend mit einer Dichtung zur Abdichtung zwischen Rohfluidbereich 52 und Reinfluidbereich 50 bei Einbau in ein Filtergehäuse 108 (nicht dargestellt) sowie nicht näher bezeichneten Positionierungselementen zur genaueren Positionierung beim Einbau versehen. Figur 1 1 zeigt eine isometrische teilgeschnittene Darstellung des Filterelements 10 nach Figur 10, in der das offene Ende des Filterelements 10 zu erkennen ist, welches den Auslass 104 für das gefilterte Fluid bildet. Der Auslass ist umlaufend mit einer Dichtung 32 zur Abdichtung zwischen Rohfluidbereich 52 und Reinfluidbereich 50 versehen. Der Filterbalg 1 1 des Rundfilterelements 10 ist ebenso mit einem als Hohlkörper ausgebildeten Stützgitter 43 versteift. Zusätzlich sind Querstreben 44 zur Verstärkung des Stützgitters 43 und/oder eines (nicht dargestellten) Mittelrohrs eingezogen, welche für zusätzliche Stabilität des Filterbalgs 1 1 sorgen. Das Filterelement 10 weist in den Filterbalgabschnitten 12, 14, 15 Kanäle 16, 17, 18 auf, in denen die Elemente 20, 22 angeordnet sind, welche in der Querschnittsdarstellung in Figur 12 besser zu erkennen sind. Die beiden an den Schmalseiten des ovalen Filterelements angeordneten Elemente 22 sind zur Abstützung an einem Filtergehäuse 108 (nicht dargestellt) vorgesehen, während das Element 20 als Kopplungselement 30 zur Aufnahme von Zugbelastungen und Druckbelastungen ausgebildet ist. Im Querschnitt ist auch die Versteifung des Filterbalgs 1 1 mit dem Stützgitter 43 sowie den Querstreben 44 zu erkennen. Die Elemente 20, 22 sind mittels Schnappverbindungen mit dem Stützgitter 43 verbunden und mit Kunststoffschaum 24 gegenüber dem Filterbalg abgedichtet.

In Figur 13 ist ein Längsschnitt durch das Filterelement 10 nach Figur 10 dargestellt. In diesem Schnitt ist nur das Element 20 zu erkennen, da die beiden anderen Elemente 22 außerhalb der Schnittebene liegen.

Claims

Ansprüche

1 . Filterelement (10) zum Filtern eines Fluids, mit wenigstens zwei Filterbalgabschnitten (12, 13, 14, 15), die einen Reinfluidbereich (50) einschließen, wobei in wenigstens einem der Filterbalgabschnitte (12, 13, 14, 15) ein sich durch den Filterbalgabschnitt (12, 13, 14, 15) erstreckender Kanal (16, 17, 18) ausgebildet ist, der wenigstens bereichsweise von dem Filterbalgabschnitt (12, 13, 14, 15) umgeben ist und in dem ein Element (20, 21 , 22) fluiddicht zum Filterbalgabschnitt (12, 13, 14, 15) angeordnet ist.

2. Filterelement nach Anspruch 1 , wobei das Element (20, 21 , 22) mittels Kunststoff schäum (24) gebildet und mit dem Filterbalgabschnitt (12, 13, 14, 15) fluiddicht verbunden ist, oder wobei das Element (20, 21 , 22) als Einlegeteil für einen Kunststoffschäumprozess ausgebildet und mittels Kunststoffschaum (24) mit dem Filterbalgabschnitt (12, 13, 14, 15) fluiddicht verbunden ist.

3. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Element (20, 21 , 22) als Kopplungselement (30) zur Aufnahme in einem an einem Filtergehäuse (108) eines Filtersystems (100) angeordneten Gegenelement (120) ausgebildet ist.

4. Filterelement nach Anspruch 3, wobei das Element (20, 21 , 22) zur Verrastung mit dem Gegenelement (120) vorgesehen ist.

5. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Element (20, 21 , 22) zur Aufnahme einer Zugbelastung und/oder Druckbelastung ausgebildet ist.

6. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens zwei Filterbalgabschnitte (12, 13, 14, 15) Bestandteil eines wenigstens teilweise geschlossenen Filterbalgs (1 1 ) sind oder separat voneinander ausgebildet sind.

7. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwei Filterbalgabschnitte (12, 13, 14, 15) mit jeweils wenigstens einem Kanal (16, 17, 18) sich gegenüberliegend so angeordnet sind, dass die wenigstens zwei Kanäle (16, 17, 18) sich gegenüberliegen, wobei in einer axialen Richtung entgegengesetzt ausgerichtete Elemente (20, 21 , 22) in den Kanälen (16, 17, 18) vorgesehen sind.

8. Filterelement nach Anspruch 7, wobei die Elemente (20, 21 , 22) im Reinfluidbereich (50) mittels wenigstens einer Schnappverbindung (29) verbunden sind.

9. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein im Reinfluidbereich (50) angeordnetes Stützgitter (40, 41 , 43) vorgesehen ist, mit welchem Stützgitter (40, 41 , 43) das wenigstens eine Element (20, 21 , 22) verbunden ist.

10. Filterelement nach Anspruch 9, wobei das wenigstens eine Element (20, 21 , 22) über den Kunststoff schäum (24) oder direkt mit dem Stützgitter (40, 41 , 43) verbunden ist.

1 1 . Filterelement nach Anspruch 9, wobei die sich gegenüberliegenden Stützgitter (40, 41 ) oder die sich gegenüberliegenden Seiten eines Stützgitters (43) welche die Elemente (20, 21 , 22) aufnehmen mittels wenigstens einer Versteifungsrippe (28) verbunden sind.

12. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens zwei Filterbalgabschnitte (12, 13, 14, 15) einen Rundfilter bilden, oder wobei die wenigstens zwei Filterbalgabschnitte (12, 13) mit einem Scharnier verbunden sind.

13. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens zwei Filterbalgabschnitte (12, 13, 14, 15) seitlich an einem Mittelrohr (42) angeordnet sind, wobei insbesondere sich jeweils wenigstens zwei Filterbalgabschnitte (12, 13, 14, 15) beidseitig des Mittelrohrs (42) erstrecken.

14. Filtersystem (100) zum Filtern eines Fluids, mit einem Filtergehäuse (108) und einem in dem Filtergehäuse (108) zwischen einer Rohseite (52) und einer Reinseite (50) austauschbar angeordneten Filterelement (10), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens zwei Filterbalgabschnitten (12, 13, 14, 15), die einen Reinfluidbereich (50) einschließen, wobei in wenigstens einem der Filterbalgabschnitte (12, 13, 14, 15) ein sich durch den Filterbalgabschnitt (12, 13, 14, 15) erstreckender Kanal (16, 17, 18) ausgebildet ist, die wenigstens bereichsweise von dem Filterbalgabschnitt (12, 13, 14, 15) umgeben ist und in der ein Element (20, 21 , 22) fluiddicht zum Filterbalgabschnitt (12, 13, 14, 15) angeordnet ist.

15. Filtersystem nach Anspruch 13, wobei das Element (20, 21 , 22) als Kopplungselement (30) zur Aufnahme in einem am Filtergehäuse (108) angeordneten Gegenelement (120) ausgebildet ist.

16. Filtersystem nach Anspruch 14, wobei das Element (20, 21 , 22) mit dem Gegenelement (120) verrastet ist.

17. Filtersystem nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das Element (20, 21 , 22) zur AbStützung an dem Filtergehäuse (108) vorgesehen ist.