WO2023041269A1 - Filterelement und filtersystem - Google Patents

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WO2023041269A1
WO2023041269A1 PCT/EP2022/072786 EP2022072786W WO2023041269A1 WO 2023041269 A1 WO2023041269 A1 WO 2023041269A1 EP 2022072786 W EP2022072786 W EP 2022072786W WO 2023041269 A1 WO2023041269 A1 WO 2023041269A1
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WO
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filter
frame
frame segment
filter element
bellows
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Application number
PCT/EP2022/072786
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French (fr)
Inventor
Daniel Schmid
Original Assignee
Mann+Hummel Gmbh
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/10—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0001—Making filtering elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0002—Casings; Housings; Frame constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/52—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material
    • B01D46/521—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material

Definitions

  • the invention relates to a filter element for filtering a fluid, in particular air, in particular for use as an intake air filter in an internal combustion engine, in particular a motor vehicle.
  • a filter element for filtering a fluid, in particular air
  • Other uses are also possible, for example as an interior air filter, in particular in a motor vehicle, or as a filter element in a vacuum cleaner.
  • the invention relates to a filter system with a filter element.
  • the filter bellows is usually completely coated with a material such as plastic or a thermoplastic elastomer (TPE).
  • a material such as plastic or a thermoplastic elastomer (TPE).
  • TPE thermoplastic elastomer
  • PA polyamide
  • PP polypropylene
  • a soft sealing material is either sprayed on using a 2K injection molding process or attached as a separate component using a positive fit.
  • the seal can also be located in the counter-component into which the filter element is installed.
  • DE 10 2018 116 098 A1 proposes a method for producing a filter element for filtering a fluid, in which a hardenable connecting material is introduced in the non-hardened state between a filter medium and a frame device surrounding the filter medium, the non-hardened connecting material being at least partially bonded with the aid of is held in shape by a casting dish.
  • A1 proposes a filter element for filtering a fluid, in particular for use as an interior air filter, in particular in a motor vehicle, which has at least one essentially cuboid filter body, in particular filter bellows, with an intended clean-side end face and an opposite intended clean-side end face, and with mutually opposite side surfaces.
  • the filter element also includes a filter frame which encloses the filter bellows on the side surfaces and which comprises at least two frame parts, and a seal which encloses an edge between one of the end faces of the filter bellows and the side surfaces. The seal connects the at least two frame parts and the filter body, in particular the filter bellows, in a non-positive and/or positive manner.
  • a filter element with a hard frame element is known from EP 0721 792 A1, around which a sealing and supporting element made of a softer material is arranged. Disclosure of Invention
  • One object of the invention is to create a filter element with at least one filter bellows that is easier to clean.
  • a further object is to create a filter system with such a filter element.
  • the aforementioned object is achieved by a filter element for filtering a fluid with at least one filter bellows, which is folded into folds in a zigzag shape, with parallel fold tips that follow one another in a longitudinal extension transverse to a vertical axis of the filter bellows and that each extend between parallel longitudinal sides of the filter bellows arranged in relation to the longitudinal extension, the filter bellows being arranged all around in a continuous frame, the all-round frame having at least one first and at least one second frame segment of different hardness, the first frame segment being made of a first hard material, in particular of a hard Plastic, is formed and the second frame segment is formed from a second soft material, in particular from a soft plastic, the filter bellows being fixed in the second frame segment, in particular being overmoulded at least in regions.
  • a filter system for filtering a fluid with a filter housing and a filter element for filtering a fluid which is arranged in the filter housing in an exchangeable manner between a raw side and a clean side, in particular according to one of the preceding claims, with at least one Filter bellows, which is folded in a zigzag to form folds, with parallel fold tips that follow one another in a longitudinal extension transverse to a vertical axis of the bellows, which each extend between longitudinal sides of the filter bellows arranged parallel to the longitudinal extension, the filter bellows being arranged circumferentially in a continuous frame, wherein the peripheral frame has at least one first and at least one second frame segment of different hardness, the first frame segment being made of a first hard material, in particular a hard plastic, and the second frame segment being made of s is formed from a second soft material, in particular from a soft plastic, with the filter bellows being fixed in the second frame segment, in particular being overm
  • a filter element for filtering a fluid having at least one filter bellows which is folded into zigzag folds with parallel, in a longitudinal extension transverse to fold tips following one another along a vertical axis of the filter bellows, each extending between longitudinal sides of the filter bellows arranged parallel to the longitudinal extension.
  • the filter bellows is arranged circumferentially in a continuous frame, the circumferential frame having at least one first and at least one second frame segment of different hardness.
  • the first frame segment is made of a first material, in particular a hard plastic
  • the second frame segment is made of a second material, in particular a soft plastic.
  • the filter bellows is fixed in the second frame segment, in particular overmoulded at least in regions.
  • the peripheral frame in which the filter bellows is arranged is divided into two frame segments, namely a soft and a hard component.
  • the interface to a seal for separating the raw side and the clean side is made of a hard plastic.
  • the part of the frame surrounding the folds of the filter bellows is made of a soft material such as TPE. Due to the soft frame material of the second frame segment, the folds of the folded filter medium of the filter bellows remain flexible, which has a positive effect on the cleanability of the filter bellows when it is heavily soiled.
  • the hard first frame segment is circumferential and forms a robust interface for the seal, which can either be attached directly to the hard first frame segment or sits in the counter-component into which the filter element is installed.
  • both the folds and the frame can yield elastically.
  • the hard frame segment of the frame towards the clean side of the filter system is advantageous if the seal is located in the filter housing and not on the filter element itself. Additional functions such as a snap hook for fastening the filter element in the filter housing can also be integrated into the hard plastic frame.
  • the filter element can have a rectangular cross section with two parallel, opposite longitudinal sides and two opposite, parallel transverse sides.
  • other shapes can also be considered, for example angled running sides.
  • Long sides are to be understood as meaning the sides which have the open front edges of the folds, while the transverse sides have the end edges of the filter bellows.
  • the filter bellows which can be designed in particular as a flat filter, can advantageously be manufactured in one piece or in one piece.
  • the filter bellows can be formed, for example, from a fleece and/or cellulose as the filter medium.
  • the first material of the first frame segment can be a hard plastic such as polyamide (PA) or polypropylene (PP), for example.
  • the second material of the second frame segment can consist of a thermoplastic elastomer (TPE), for example.
  • TPE thermoplastic elastomer
  • the second frame segment can be formed at least on the opposite longitudinal sides of the filter bellows.
  • the second frame segment is not circumferential like the first frame segment, but instead covers only the two longitudinal sides of the filter bellows, for example, so that the longitudinal sides of the filter bellows are sealed and the unfiltered side of the filter element is thus sealed against the clean side.
  • At least the longitudinal sides of the filter bellows can be encapsulated with the second material of the second frame segment.
  • the longitudinal sides of the filter bellows can be sealed in a favorable manner. This seals the raw side of the filter element against the clean side.
  • fold tips between the folds can be filled with the second material of the second frame segment on the longitudinal sides.
  • the filter bellows can be sealed very reliably on its longitudinal sides.
  • the frame with the first and the second frame segment can be produced in a 2K injection molding process. With such a manufacturing process, a filter element can be manufactured particularly cost-effectively, as proposed. At the same time, good adhesion between the two frame segments can be achieved.
  • at least one stiffening element can be provided between two opposite transverse sides of the frame along the longitudinal extension of the filter bellows, in which folds of the filter bellows are fixed.
  • the folds can be encapsulated with the second material as a stiffening element.
  • the stiffening element itself is formed by casting or injecting the second material.
  • the filter bellows can be effectively stabilized against high pressure due to high dust loads, particularly if the filter bellows is very large in terms of surface area. Particularly good adhesion can be achieved by overmoulding the folds with the second material. At the same time, the filter bellows still has the necessary flexibility for efficient cleaning when there is a high dirt load.
  • fold tips between the folds can be filled with the second material of the second frame segment in the area of the stiffening element.
  • the at least one stiffening element can be designed in one piece with the second frame segment.
  • the stiffening element can be conveniently formed in one piece with the second frame segment.
  • front end edges of the filter bellows can be arranged on the transverse sides of the frame in the second frame segment.
  • the end edges can be encapsulated with the second material.
  • the folds of the filter bellows can be attached to the frame particularly effectively.
  • the filter bellows can be effectively sealed on the transverse sides in this way, so that the raw side and the clean side of the filter element are sealed against one another.
  • the frame can have a seal running around a first flat side.
  • the seal can be made of a conventional sealing material such as ethylene propylene diene (monomer) rubber (EPDM) or a (PUR) foam.
  • the seal can be foamed on. A reliable connection of the seal to the frame can thereby be achieved.
  • the seal is captively arranged on the filter element during the assembly process and during the installation process in the filter system.
  • the seal can be produced with the frame in a 2K process.
  • the seal can be produced particularly cost-effectively with such a process.
  • a reliable connection of the seal to the frame can be achieved.
  • the seal is captively arranged on the filter element during the assembly process and during the installation process in the filter system.
  • the first frame segment can be embedded in the second frame segment.
  • the first frame segment can be overmoulded with the material of the second frame segment on an outer peripheral edge. Due to the second material of the second frame segment, which is softer than the first material of the first frame segment, a flexible arrangement of the filter element in the housing of a filter system can be achieved.
  • the soft second material can also fulfill a sealing function when installed in the housing.
  • a filter system for filtering a fluid with a filter housing and a filter element for filtering a fluid, which is arranged interchangeably in the filter housing between a raw side and a clean side, with at least one filter bellows, which is folded into folds in a zigzag shape, with parallel fold tips which follow one another in a longitudinal extent transversely to a vertical axis of the bellows and each extend between longitudinal sides of the filter bellows which are arranged parallel to the longitudinal extent.
  • the filter bellows is arranged circumferentially in a continuous frame, the circumferential frame having at least one first and at least one second frame segment of different hardness.
  • the first frame segment is made of a first material, in particular a hard plastic
  • the second frame segment is made of a second material, in particular a soft plastic.
  • the filter bellows is fixed in the second frame segment, in particular overmoulded at least in regions.
  • the peripheral frame in which the filter bellows is arranged is divided into two frame segments, namely into a soft and a hard component.
  • the interface to a seal is made of a hard plastic.
  • the part of the frame surrounding the folds of the filter bellows is made of a soft material such as TPE. Due to the soft frame material of the second frame segment, the folds of the folded filter medium of the filter bellows remain flexible, which has a positive effect on the cleanability of the filter bellows when it is heavily soiled.
  • the hard first frame segment forms a Robust interface for the seal, which can either be attached directly to the hard first frame segment or sits in the mating component in which the filter element is installed.
  • both the folds and the frame can yield elastically.
  • the hard frame segment of the frame towards the clean side of the filter system is advantageous if the seal is located in the filter housing and not on the filter element itself. Additional functions such as a snap hook for fastening the filter element in the filter housing can also be integrated into the hard plastic frame.
  • the filter bellows which can be designed in particular as a flat filter, can advantageously be manufactured in one piece or in one piece.
  • the filter bellows can be formed, for example, from a fleece and/or cellulose as the filter medium.
  • the first material of the first frame segment can be a hard plastic such as polyamide (PA) or polypropylene (PP), for example.
  • the second material of the second frame segment can advantageously consist of a thermoplastic elastomer (TPE).
  • TPE thermoplastic elastomer
  • FIG. 1 shows an isometric representation of a filter element with a filter bellows according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a plan view of the filter element according to FIG. 1 with two marked sectional planes A-A, B-B;
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through the filter element along the section plane AA according to FIG. 2;
  • FIG. 4 shows a cross section through the filter element along the section plane BB according to FIG. 2;
  • 5 shows an isometric representation of a filter element with a seal arranged circumferentially on the frame according to a further exemplary embodiment of the invention;
  • FIG. 6 shows a plan view of the filter element according to FIG. 5 with two section planes AA, BB drawn in;
  • FIG. 7 shows a longitudinal section through the filter element along the section plane A-A according to FIG. 6;
  • FIG. 8 shows a cross section through the filter element along the section plane B-B according to FIG. 6;
  • FIG 9 shows a longitudinal section through a filter system with a built-in filter element according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows an isometric view of a filter element 10 with a filter bellows 12 according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a plan view of the filter element 10 with two marked section planes A-A, B-B.
  • 3 shows a longitudinal section through the filter element 10 along the section plane A-A and
  • FIG. 4 shows a cross section through the filter element 10 along the section plane B-B.
  • the filter element 10 for filtering a fluid has a filter bellows 12 which is folded in a zigzag to form folds 34, with parallel fold tips 24, 26 following one another in a longitudinal extension 14 transversely to a vertical axis 130 of the filter bellows 12.
  • the fold tips 24, 26 extend in each case between longitudinal sides 20, 22 of the filter bellows 12 arranged parallel to the longitudinal extent 14.
  • the fold tips 26 form a first flat side 38 of the filter bellows 12, while the opposite fold tips 24 form the second flat side 39 of the filter bellows 12.
  • the filter bellows 12 is arranged circumferentially in a continuous frame 28 .
  • the peripheral frame 28 has a first and a second peripheral frame segment 29, 30 with different hardness.
  • the first frame segment 29 is made from a first material in the form of a hard plastic, in particular PA or PP
  • the second frame segment 30 is made from a second material in the form of a soft plastic, in particular TPE.
  • the filter bellows 12 is fixed in the second frame segment 30 made of the softer material.
  • the filter bellows 12 can be overmoulded at least in regions.
  • the filter bellows 12 is in particular designed in one piece and/or in one piece.
  • the filter bellows 12 is of the second
  • Flat side 39 flows against the fluid to be filtered, which fills the filter bellows 12 leaves again on the first flat side 38 .
  • the second flat side 39 thus forms the inflow side and the first flat side 38 the outflow side.
  • the second frame segment 30 is formed at least on the opposite longitudinal sides 20, 22 of the filter bellows 12.
  • the long sides 20, 22 of the filter bellows 12 are expediently overmoulded with the second material of the second frame segment 30, so that the fold tips 24, 26 between the folds 34 are filled with the second material of the second frame segment 30 on the long sides 20, 22.
  • This achieves a particularly favorable seal between the raw side 50 and the clean side 52 of the filter element 10, as can be seen in particular in the representation of the filter element 10 installed in the filter housing 108 in FIG.
  • the frame 28 with the first and the second frame segment 29, 30 can advantageously be produced in a 2K injection molding process.
  • a stiffening element 48 is provided between two opposing transverse sides 44, 46 of the frame 28 along the longitudinal extent 14 of the filter bellows 12, in which folds 34 of the filter bellows 12 are fixed.
  • the folds 34 can be overmoulded with the second material as a stiffening element 48 so that the fold tips 24 between the folds 34 are filled with the second material of the second frame segment 30 .
  • a particularly favorable and permanent connection of the filter bellows 12 to the stiffening element 48 is achieved.
  • the stiffening element 48 can expediently be designed in one piece with the second frame segment 30 .
  • end edges 16, 17 can be encapsulated with the second material in order to achieve the best possible connection of the end edges 16, 17 of the filter bellows 12 to the second frame segment 30.
  • the second frame segment 30 is formed along the longitudinal sides 20, 22 of the filter bellows 12 over their full height along the vertical axis 130. Adequate sealing of the filter bellows 12 on the longitudinal sides 20, 22 can thereby be achieved. It can also be seen that the stiffening element 48 is also formed over the full height of the folds 34 along the vertical axis 130 . As a result, the filter bellows 12 can be sufficiently stabilized against vibrations.
  • FIG. 5 shows an isometric representation of a filter element 10 with a seal 40 arranged circumferentially on the frame according to a further exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 6 shows a top view of the filter element 10 with two drawn sectional planes AA, B-B.
  • FIG. 7 shows a longitudinal section through the filter element 10 along the section plane A-A, while FIG. 8 shows a cross section through the filter element 10 along the section plane B-B.
  • the frame 28 of the filter element 10 additionally has a seal 40 running around a first flat side 38, which serves to seal the raw side 50 of the filter element 10 against the clean side 10 when the filter element 10 is installed in a filter housing 108 is used, as shown in FIG.
  • the seal 40 is applied to an end face of the first frame segment 29 of the frame 28 which is aligned parallel to the first flat side 38 of the filter bellows 12 .
  • the seal 40 can be foamed onto the frame 28, for example.
  • the seal 40 can also be advantageously produced together with the frame 28 in a 2K process.
  • first frame segment 29 is embedded in the second frame segment 30.
  • first frame segment 29 is overmoulded with the material of the second frame segment 30 on an outer peripheral edge 32 .
  • the second material of the second frame segment 30, which is softer than the first material of the first frame segment 29, allows the filter element 10 to be arranged in a vibration-protected manner in the housing 108 of a filter system 100, in particular in a lateral direction perpendicular to the vertical axis 130 of the filter element 10 become.
  • the soft second material can also fulfill a sealing function when installed in the housing 108 .
  • FIG. 9 shows a longitudinal section through a filter system 100 with a built-in filter element 10 according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the filter system 100 for filtering a fluid has a filter housing 108 and a filter element 10 for filtering a fluid, which is arranged in the filter housing 108 in an exchangeable manner between a raw side 50 and a clean side 52 .
  • the filter housing 108 has a lower housing part 114 with an inlet 102 for the fluid to be filtered, and an upper housing part 112 with an outlet 104.
  • the flow direction 54 of the fluid is marked with arrows.
  • the two housing parts 112, 114 can be joined along a joining area 124, for example clipped together.
  • the filter element 10 is arranged in the interior of the filter housing 108 and separates the raw side 50 from the clean side 52.
  • the main flow axis 128 of the fluid through the filter element 10 runs parallel to the vertical axis 130 of the filter element 10.
  • the filter element 10 for filtering a fluid has a filter bellows 12 which is folded in a zigzag to form folds 34, with parallel fold tips 24, 26 following one another in a longitudinal extension 14 transversely to a vertical axis 130 of the filter bellows 12.
  • the fold tips 24, 26 extend in each case between longitudinal sides 20, 22 of the filter bellows 12 arranged parallel to the longitudinal extent 14.
  • the filter bellows 12 is arranged circumferentially in a continuous frame 28 .
  • the peripheral frame 28 has a first and a second frame segment 29, 30 with different hardness.
  • the first frame segment 29 is made from a first material in the form of a hard plastic, in particular PA or PP
  • the second frame segment 30 is made from a second material in the form of a soft plastic, in particular TPE.
  • the filter bellows 12 is fixed in the second frame segment 30 .
  • the filter bellows 12 can be overmoulded at least in regions.
  • the filter bellows 12 is in particular designed in one piece and/or in one piece.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filterelement (10) zum Filtern eines Fluids mit wenigstens einem Filterbalg (12), der zickzackförmig zu Falten (34) gefaltet ist, mit parallelen, in einer Längserstreckung (14) quer zu einer Hochachse (130) des Filterbalgs (12) aufeinander folgenden Faltenspitzen (24, 26), die sich jeweils zwischen parallel zur Längserstreckung (14) angeordneten Längsseiten (20, 22) des Filterbalgs (12) erstrecken. Der Filterbalg (12) ist umlaufend in einem durchgehenden Rahmen (28) angeordnet, wobei der umlaufende Rahmen (28) wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites Rahmensegment (29, 30) mit unterschiedlicher Härte aufweist. Das erste Rahmensegment (29) ist aus einem ersten Material, insbesondere aus einem harten Kunststoff, gebildet und das zweite Rahmensegment (30) ist aus einem zweiten Material, insbesondere aus einem weichen Kunststoff, gebildet. Der Filterbalg (12) ist in dem zweiten Rahmensegment (30) fixiert, insbesondere wenigstens bereichsweise umspritzt. Die Erfindung betrifft ferner ein Filtersystem (100) mit einem solchen auswechselbaren Filterelement (10).

Description

Filterelement und Filtersystem
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Filterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere Luft, insbesondere zur Verwendung als Ansaugluftfilter in einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Weitere Verwendung sind ebenfalls möglich, beispielsweise als Innenraumluftfilter, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, oder als Filterelement in einem Staubsauger. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Filtersystem mit einem Filterelement.
Stand der Technik
Bei kunststoffumspritzten Filterelementen wird in der Regel der Filterbalg komplett mit einem Material, beispielsweise Kunststoff oder einem thermoplastischen Elastomer (TPE) umspritzt. Wird das Filterelemente mit einem harten Kunststoff, beispielsweise Polyamid (PA), oder Polypropylen (PP) umspritzt, wird als Dichtmaterial ein weiches Dichtmaterial entweder im 2K-Spritzgussver- fahren aufgespritzt oder als separates Bauteil über einen Formschluss angeknüpft. Alternativ kann sich die Dichtung auch im Gegenbauteil befinden, in welches das Filterelement eingebaut wird.
In DE 10 2018 116 098 A1 wird ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements zum Filtern eines Fluids vorgeschlagen, bei dem zwischen einem Filtermedium und einer das Filtermedium umlaufenden Rahmeneinrichtung ein aushärtbares Verbindungsmaterial im nicht ausgehärteten Zustand eingebracht wird, wobei das nicht ausgehärtete Verbindungsmaterial zumindest teilweise mit Hilfe einer Gießschale in Form gehalten wird.
In DE 10 2015 011 339 A1 wird ein Filterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere zur Verwendung als Innenraumluftfilter, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, vorgeschlagen, das wenigstens einen im Wesentlichen quaderförmigen Filterkörper, insbesondere Filterbalg mit einer bestimmungsgemäßen rohseitigen Stirnseite und einer dieser gegenüberliegenden bestimmungsgemäßen reinseitigen Stirnseite, sowie mit einander gegenüberliegenden Seitenflächen, umfasst. Weiter umfasst das Filterelement einen Filterrahmen, welcher den Filterbalg an den Seitenflächen umlaufend umschließt und welcher wenigstens zwei Rahmenteile umfasst, sowie eine Dichtung, welche eine Kante zwischen einer der Stirnseiten des Filterbalgs und den Seitenflächen umlaufend umschließt. Dabei verbindet die Dichtung die wenigstens zwei Rahmenteile und den Filterkörper, insbesondere Filterbalg kraftschlüssig und/oder formschlüssig.
Aus EP 0721 792 A1 ist ein Filterelement mit einem harten Rahmenelement bekannt, um welches herum ein Dichtungs- und Stützelement aus einem weicheren Material angeordnet ist. Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filterelement mit wenigstens einem Filterbalg zu schaffen, welches besser abreinigbar ist.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein Filtersystem mit einem solchen Filterelement zu schaffen.
Die vorgenannte Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung gelöst von einem Filterelement zum Filtern eines Fluids mit wenigstens einem Filterbalg, der zickzackförmig zu Falten gefaltet ist, mit parallelen, in einer Längserstreckung quer zu einer Hochachse des Filterbalgs aufeinander folgenden Faltenspitzen, die sich jeweils zwischen parallel zur Längserstreckung angeordneten Längsseiten des Filterbalgs erstrecken, wobei der Filterbalg umlaufend in einem durchgehenden Rahmen angeordnet ist, wobei der umlaufende Rahmen wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites Rahmensegment mit unterschiedlicher Härte aufweist, wobei das erste Rahmensegment aus einem ersten harten Material, insbesondere aus einem harten Kunststoff, gebildet ist und das zweite Rahmensegment aus einem zweiten weichen Material, insbesondere aus einem weichen Kunststoff, gebildet ist, wobei der Filterbalg in dem zweiten Rahmensegment fixiert ist, insbesondere wenigstens bereichsweise umspritzt ist.
Die weitere Aufgabe wird nach einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst von einem Filtersystem zum Filtern eines Fluids mit einem Filtergehäuse und einem in dem Filtergehäuse zwischen einer Rohseite und einer Reinseite austauschbar angeordneten Filterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens einem Filterbalg, der zickzackförmig zu Falten gefaltet ist, mit parallelen, in einer Längserstreckung quer zu einer Hochachse des Faltenbalgs aufeinander folgenden Faltenspitzen, die sich jeweils zwischen parallel zur Längserstreckung angeordneten Längsseiten des Filterbalgs erstrecken, wobei der Filterbalg umlaufend in einem durchgehenden Rahmen angeordnet ist, wobei der umlaufende Rahmen wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites Rahmensegment mit unterschiedlicher Härte aufweist, wobei das erste Rahmensegment aus einem ersten harten Material, insbesondere aus einem harten Kunststoff, gebildet ist und das zweite Rahmensegment aus einem zweiten weichen Material, insbesondere aus einem weichen Kunststoff, gebildet ist, wobei der Filterbalg in dem zweiten Rahmensegment fixiert ist, insbesondere wenigstens bereichsweise umspritzt ist.
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 einem Filterbalg, der zickzackförmig zu Falten gefaltet ist, mit parallelen, in einer Längserstreckung quer zu einer Hochachse des Filterbalgs aufeinander folgenden Faltenspitzen, die sich jeweils zwischen parallel zur Längserstreckung angeordneten Längsseiten des Filterbalgs erstrecken. Der Filterbalg ist umlaufend in einem durchgehenden Rahmen angeordnet, wobei der umlaufende Rahmen wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites Rahmensegment mit unterschiedlicher Härte aufweist. Das erste Rahmensegment ist aus einem ersten Material, insbesondere aus einem harten Kunststoff, gebildet und das zweite Rahmensegment ist aus einem zweiten Material, insbesondere aus einem weichen Kunststoff, gebildet. Dabei ist der Filterbalg in dem zweiten Rahmensegment fixiert, insbesondere wenigstens bereichsweise umspritzt.
Bei dem vorgeschlagenen Filterelement ist der umlaufende Rahmen, in dem der Filterbalg angeordnet ist, in zwei Rahmensegmente, nämlich in eine weiche und eine harte Komponente aufgeteilt. Die Schnittstelle zu einer Dichtung zur Trennung der Rohseite und der Reinseite ist dabei aus einem harten Kunststoff realisiert. Der Teil des Rahmens, der die Falten des Filterbalgs umgibt, ist aus einem weichen Material, beispielsweise TPE hergestellt. Durch das weiche Rahmenmaterial des zweiten Rahmensegments bleiben die Falten des gefalteten Filtermediums des Filterbalgs flexibel, was sich günstig auf die Abreinigbarkeit des Filterbalgs bei starker Verschmutzung ausübt. Das harte erste Rahmensegment ist umlaufend ausgebildet und bildet dabei eine robuste Schnittstelle für die Dichtung, die entweder direkt am harten ersten Rahmensegment angebracht werden kann oder im Gegenbauteil sitzt, in welches das Filterelement eingebaut wird.
Durch die flexible Gestaltung des Rahmens im Bereich der Falten des Filterbalgs, wird eine Beweglichkeit der Falten erreicht. Die Beweglichkeit der Falten führt zu einem besseren Abreinigungsverhalten. Die Abreinigung kann hierbei beispielsweise manuell durch Ausklopfen oder über einen Mechanismus, der das Filterelement zu Vibrationen anregt, erfolgten. Außerdem wird verhindert, dass bei kurzzeitigen hohen mechanischen Belastungen, wie beispielsweise einer hohen Staubbeladung des Filterbalgs, die Falten in dem Rahmen beschädigt oder gar aus dem Rahmen herausgelöst werden. Bei dem vorgeschlagenen Filterelement können sowohl die Falten als auch der Rahmen elastisch nachgeben.
Das harte Rahmensegment des Rahmens in Richtung Reinseite des Filtersystems ist vorteilhaft, wenn die Dichtung im Filtergehäuse angeordnet ist und nicht am Filterelement selbst. Außerdem können in den harten Kunststoffrahmen zusätzliche Funktionen wie beispielsweise ein Schnapphaken zur Befestigung des Filterelements im Filtergehäuse integriert werden.
Das Filterelement kann einen rechteckigen Querschnitt mit zwei parallel verlaufenden gegenüberliegenden Längsseiten und zwei gegenüberliegenden parallel verlaufenden Querseiten aufweisen. Es kommen jedoch auch andere Formgebungen in Betracht, beispielsweise mit gewinkelt verlaufenden Seiten. Unter Längsseiten sind die Seiten zu verstehen, welche die offenen Stirnkanten der Falten aufweisen, während die Querseiten die Endkanten des Filterbalgs aufweisen.
Vorteilhaft kann der Filterbalg, welcher insbesondere als Flachfilter ausgebildet sein kann, einstückig oder einteilig gefertigt sein. Der Filterbalg kann beispielsweise aus einem Vlies und/oder Zellulose als Filtermedium gebildet sein.
Das erste Material des ersten Rahmensegments kann beispielsweise ein harter Kunststoff wie Polyamid (PA), oder Polypropylen (PP) sein. Das zweite Material des zweiten Rahmensegments kann beispielsweise aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) bestehen. Die Kombination aus PA oder PP und TPE führt zu einer hohen mechanischen und thermischen Beständigkeit des Rahmens. Insbesondere gegenüber einem herkömmlichen Rahmen aus PUR kann hierdurch ein langlebiges und robustes Element geschaffen werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements kann das zweite Rahmensegment wenigstens an den gegenüberliegenden Längsseiten des Filterbalgs ausgebildet sein. Das zweite Rahmensegment ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht umlaufend wie das erste Rahmensegment ausgebildet, sondern deckt beispielsweise nur die beiden Längsseiten des Filterbalgs ab, so dass die Längsseiten des Filterbalgs abgedichtet und damit die Rohseite des Filterelements gegen die Reinseite gedichtet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements können wenigstens die Längsseiten des Filterbalgs mit dem zweiten Material des zweiten Rahmensegments umspritzt sein. Dadurch können die Längsseiten des Filterbalgs günstig abgedichtet werden. Damit ist die Rohseite des Filterelements gegen die Reinseite gedichtet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements können an den Längsseiten Faltenspitzen zwischen den Falten mit dem zweiten Material des zweiten Rahmensegments aufgefüllt sein. Auf diese Weise kann der Filterbalg an seinen Längsseiten sehr zuverlässig abgedichtet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements kann der Rahmen mit dem ersten und dem zweiten Rahmensegment in einem 2K-Spritzguss-Prozess hergestellt sein. Mit einem solchen Herstellungsprozess kann ein Filterelement wie vorgeschlagen besonders kostengünstig hergestellt werden. Gleichzeitig kann ein gutes Haftungsvermögen der beiden Rahmensegmente aneinander erreicht werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements kann zwischen zwei sich gegenüber liegenden Querseiten des Rahmens entlang der Längserstreckung des Filterbalgs wenigstens ein Versteifungselement vorgesehen sein, in welchem Falten des Filterbalgs fixiert sind. Insbesondere können dabei die Falten mit dem zweiten Material als Versteifungselement umspritzt sein. Das Versteifungselement selbst ist dabei durch Gießen oder Spritzen des zweiten Materials gebildet. Auf diese Weise kann der Filterbalg, insbesondere wenn der Filterbalg flächenmäßig sehr groß ausgebildet ist, gegen hohen Druck durch hohe Staublasten wirksam stabilisiert werden. Durch das Umspritzen der Falten mit dem zweiten Material kann ein besonders gutes Haftungsvermögen erreicht werden. Zugleich weist der Filterbalg noch die nötige Flexibilität zum günstigen Abreinigen bei hoher Schmutzbeladung auf.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements können im Bereich des Versteifungselements Faltenspitzen zwischen den Falten mit dem zweiten Material des zweiten Rahmensegments aufgefüllt sein. Durch das Auffüllen der Faltenspitzen lässt sich eine günstige und dauerhaft zuverlässige Anbindung des Filterbalgs an das Versteifungselement erreichen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements kann das wenigstens eine Versteifungselement mit dem zweiten Rahmensegment einstückig ausgebildet sein. Insbesondere, wenn das zweite Rahmensegment umlaufend ausgebildet ist, kann das Versteifungselement günstig mit dem zweiten Rahmensegment einstückig ausgebildet sein. Dadurch lässt sich das Filterelement besonders kostengünstig herstellen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements können stirnseitige Endkanten des Filterbalgs an den Querseiten des Rahmens in dem zweiten Rahmensegment angeordnet sein. Insbesondere können dabei die Endkanten mit dem zweiten Material umspritzt sein. Dadurch können die Falten des Filterbalgs besonders effektiv an den Rahmen angebunden werden. Gleichzeitig kann der Filterbalg auf diese Weise an den Querseiten wirksam abgedichtet werden, so dass Rohseite und Reinseite des Filterelements gegeneinander gedichtet sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements kann der Rahmen eine an einer ersten Flachseite umlaufende Dichtung aufweisen. Auf diese Weise können Rohseite und Reinseite des Filterelements beim Einbau des Filterelements in ein Gehäuse eines Filtersystems wirksam gegeneinander abgedichtet werden. Die Dichtung kann aus einem herkömmlichen Dichtungsmaterial wie beispielsweise Ethylen-Propylen-Dien-(Monomer)-Kautschuk (EPDM) oder einem (PUR)-Schaum bestehen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements kann die Dichtung angeschäumt sein. Dadurch kann eine zuverlässige Anbindung der Dichtung an den Rahmen erreicht werden. Außerdem ist die Dichtung im Montageprozess und beim Einbauprozess in das Filtersystem verliersicher am Filterelement angeordnet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements kann die Dichtung in einem 2K-Pro- zess mit dem Rahmen hergestellt sein. Mit einem solchen Prozess kann die Dichtung besonders kostengünstig hergestellt werden. Weiter kann eine zuverlässige Anbindung der Dichtung an den Rahmen erreicht werden. Außerdem ist die Dichtung im Montageprozess und beim Einbauprozess in das Filtersystem verliersicher am Filterelement angeordnet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Filterelements kann das erste Rahmensegment in das zweite Rahmensegment eingebettet sein. Insbesondere kann dabei das erste Rahmensegment an einer außen umlaufenden Außenkante mit dem Material des zweiten Rahmensegments umspritzt sein. Durch das zweite Material des zweiten Rahmensegments, welches weicher als das erste Material des ersten Rahmensegments ausgebildet ist, kann eine flexible Anordnung des Filterelements im Gehäuse eines Filtersystems erreicht werden. Außerdem kann das weiche zweite Material zusätzlich eine Dichtfunktion beim Einbau in das Gehäuse erfüllen.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids vorgeschlagen, mit einem Filtergehäuse und einem in dem Filtergehäuse zwischen einer Rohseite und einer Reinseite austauschbar angeordneten Filterelement zum Filtern eines Fluids, mit wenigstens einem Filterbalg, der zickzackförmig zu Falten gefaltet ist, mit parallelen, in einer Längser- streckung quer zu einer Hochachse des Faltenbalgs aufeinander folgenden Faltenspitzen, die sich jeweils zwischen parallel zur Längserstreckung angeordneten Längsseiten des Filterbalgs erstrecken. Der Filterbalg ist umlaufend in einem durchgehenden Rahmen angeordnet, wobei der umlaufende Rahmen wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites Rahmensegment mit unterschiedlicher Härte aufweist. Das erste Rahmensegment ist aus einem ersten Material, insbesondere aus einem harten Kunststoff, gebildet und das zweite Rahmensegment ist aus einem zweiten Material, insbesondere aus einem weichen Kunststoff, gebildet. Dabei ist der Filterbalg in dem zweiten Rahmensegment fixiert, insbesondere wenigstens bereichsweise umspritzt.
Bei dem Filterelement ist der umlaufende Rahmen, in dem der Filterbalg angeordnet ist, in zwei Rahmensegmente, nämlich in eine weiche und eine harte Komponente aufgeteilt. Die Schnittstelle zu einer Dichtung ist dabei aus einem harten Kunststoff realisiert. Der Teil des Rahmens, der die Falten des Filterbalgs umgibt, ist aus einem weichen Material, beispielsweise TPE hergestellt. Durch das weiche Rahmenmaterial des zweiten Rahmensegments bleiben die Falten des gefalteten Filtermediums des Filterbalgs flexibel, was sich günstig auf die Abreinigbarkeit des Filterbalgs bei starker Verschmutzung ausübt. Das harte erste Rahmensegment bildet dabei eine robuste Schnittstelle für die Dichtung, die entweder direkt am harten ersten Rahmensegment angebracht werden kann oder im Gegenbauteil sitzt, in welches das Filterelement eingebaut wird.
Durch die flexible Gestaltung des Rahmens im Bereich der Falten des Filterbalgs, wird eine Beweglichkeit der Falten erreicht. Die Beweglichkeit der Falten führt zu einem besseren Abreinigungsverhalten. Außerdem wird verhindert, dass bei kurzzeitigen hohen mechanischen Belastungen die Falten in dem Rahmen beschädigt oder gar aus dem Rahmen herausgelöst werden. Bei dem vorgeschlagenen Filterelement können sowohl die Falten als auch der Rahmen elastisch nachgeben.
Das harte Rahmensegment des Rahmens in Richtung Reinseite des Filtersystems ist vorteilhaft, wenn die Dichtung im Filtergehäuse angeordnet ist und nicht am Filterelement selbst. Außerdem können in den harten Kunststoffrahmen zusätzliche Funktionen wie beispielsweise ein Schnapphaken zur Befestigung des Filterelements im Filtergehäuse integriert werden.
Vorteilhaft kann der Filterbalg, welcher insbesondere als Flachfilter ausgebildet sein kann, einstückig oder einteilig gefertigt sein. Der Filterbalg kann beispielsweise aus einem Vlies und/oder Zellulose als Filtermedium gebildet sein.
Das erste Material des ersten Rahmensegments kann beispielsweise ein harter Kunststoff wie Polyamid (PA), oder Polypropylen (PP) sein. Das zweite Material des zweiten Rahmensegments kann vorteilhaft aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) bestehen. Ein Rahmen aus dieser Materialkombination weist eine hohe thermische und mechanische Beständigkeit auf.
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 mit einem Filterbalg nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Filterelement nach Figur 1 mit zwei eingezeichneten Schnittebenen A-A, B-B;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Filterelement entlang der Schnittebene A-A gemäß Figur 2; Fig. 4 einen Querschnitt durch das Filterelement entlang der Schnittebene B-B gemäß Figur 2; Fig. 5 eine isometrische Darstellung eines Filterelements mit einer auf dem Rahmen umlaufend angeordneten Dichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 6 eine Draufsicht auf das Filterelement nach Figur 5 mit zwei eingezeichneten Schnittebenen A-A, B-B;
Fig. 7 einen Längsschnitt durch das Filterelement entlang der Schnittebene A-A gemäß Figur 6; Fig. 8 einen Querschnitt durch das Filterelement entlang der Schnittebene B-B gemäß Figur 6; und
Fig. 9 einen Längsschnitt durch ein Filtersystem mit eingebautem Filterelement nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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.
Figur 1 zeigt eine isometrische Darstellung eines Filterelements 10 mit einem Filterbalg 12 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf das Filterelement 10 mit zwei eingezeichneten Schnittebenen A-A, B-B. Dazu zeigt Figur 3 einen Längsschnitt durch das Filterelement 10 entlang der Schnittebene A-A und Figur 4 einen Querschnitt durch das Filterelement 10 entlang der Schnittebene B-B.
Das Filterelement 10 zum Filtern eines Fluids weist einen Filterbalg 12 auf, der zickzackförmig zu Falten 34 gefaltet ist, mit parallelen, in einer Längserstreckung 14 quer zu einer Hochachse 130 des Filterbalgs 12 aufeinander folgenden Faltenspitzen 24, 26. Die Faltenspitzen 24, 26 erstrecken sich jeweils zwischen parallel zur Längserstreckung 14 angeordneten Längsseiten 20, 22 des Filterbalgs 12.
Die Faltenspitzen 26 bilden dabei eine erste Flachseite 38 des Filterbalgs 12, während die gegenüber liegenden Faltenspitzen 24 die zweite Flachseite 39 des Filterbalgs 12 bilden.
Der Filterbalg 12 ist umlaufend in einem durchgehenden Rahmen 28 angeordnet. Der umlaufende Rahmen 28 weist ein erstes und ein zweites umlaufendes Rahmensegment 29, 30 mit unterschiedlicher Härte auf. Dabei ist das erste Rahmensegment 29 aus einem ersten Material in Form eines harten Kunststoffs, insbesondere PA oder PP, gebildet und das zweite Rahmensegment 30 ist aus einem zweiten Material in Form eines weichen Kunststoffs, insbesondere TPE, gebildet. Der Filterbalg 12 ist in dem zweiten Rahmensegment 30 aus dem weicheren Material fixiert. Insbesondere kann der Filterbalg 12 wenigstens bereichsweise umspritzt sein. Der Filterbalg 12 ist insbesondere einstückig und/oder einteilig ausgebildet.
Im bestimmungsgemäßen Betrieb des Filterelements 10 wird der Filterbalg 12 von der zweiten
Flachseite 39 (siehe Figur 3) von dem zu filternden Fluid angeströmt, welches den Filterbalg 12 an der ersten Flachseite 38 wieder verlässt. Die zweite Flachseite 39 bildet also die Anströmseite und die erste Flachseite 38 die Abströmseite.
Das zweite Rahmensegment 30 ist dabei wenigstens an den gegenüberliegenden Längsseiten 20, 22 des Filterbalgs 12 ausgebildet. Zweckmäßigerweise sind dazu die Längsseiten 20, 22 des Filterbalgs 12 mit dem zweiten Material des zweiten Rahmensegments 30 umspritzt, so dass an den Längsseiten 20, 22 die Faltenspitzen 24, 26 zwischen den Falten 34 mit dem zweiten Material des zweiten Rahmensegments 30 aufgefüllt sind. Dadurch wird eine besonders günstige Abdichtung zwischen Rohseite 50 und Reinseite 52 des Filterelements 10 erreicht, wie insbesondere in der Darstellung des in das Filtergehäuse 108 eingebauten Filterelements 10 in Figur 9 zu erkennen ist.
Der Rahmen 28 mit dem ersten und dem zweiten Rahmensegment 29, 30 kann günstigerweise in einem 2K-Spritzguss-Prozess hergestellt sein.
Zwischen zwei sich gegenüber liegenden Querseiten 44, 46 des Rahmens 28 entlang der Längs- erstreckung 14 des Filterbalgs 12 ist ein Versteifungselement 48 vorgesehen, in welchem Falten 34 des Filterbalgs 12 fixiert sind. Insbesondere können die Falten 34 mit dem zweiten Material als Versteifungselement 48 umspritzt sein, so dass die Faltenspitzen 24 zwischen den Falten 34 mit dem zweiten Material des zweiten Rahmensegments 30 aufgefüllt sind. Dadurch wird eine besonders günstige und dauerhafte Anbindung des Filterbalgs 12 an das Versteifungselement 48 erreicht.
Das Versteifungselement 48 kann zweckmäßigerweise mit dem zweiten Rahmensegment 30 einstückig ausgebildet sein.
Wie insbesondere in dem Längsschnitt in Figur 3 zu erkennen ist, sind die stirnseitigen Endkanten 16, 17 des Filterbalgs 12 an den Querseiten 44, 46 des Rahmens 28 in dem zweiten Rahmensegment 30 angeordnet. Insbesondere können die Endkanten 16, 17 dabei mit dem zweiten Material umspritzt sein, um eine möglichst gute Anbindung der Endkanten 16, 17 des Filterbalgs 12 an das zweite Rahmensegment 30 zu erreichen.
Bei dem Querschnitt in Figur 4 ist insbesondere zu erkennen, dass das zweite Rahmensegment 30 die Längsseiten 20, 22 des Filterbalgs 12 über deren volle Höhe entlang der Hochachse 130 ausgebildet ist. Dadurch kann eine ausreichende Abdichtung des Filterbalgs 12 an den Längsseiten 20, 22 erreicht werden. Ebenso ist erkennbar, dass das Versteifungselement 48 ebenfalls über die volle Höhe der Falten 34 entlang der Hochachse 130 ausgebildet ist. Dadurch kann eine ausreichende Stabilisierung des Filterbalgs 12 gegen Vibrationen erreicht werden.
Figur 5 zeigt eine isometrische Darstellung eines Filterelements 10 mit einer auf dem Rahmen umlaufend angeordneten Dichtung 40 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. In Figur 6 ist eine Draufsicht auf das Filterelement 10 mit zwei eingezeichneten Schnittebenen A- A, B-B dargestellt. Figur 7 zeigt dazu einen Längsschnitt durch das Filterelement 10 entlang der Schnittebene A-A, während in Figur 8 ein Querschnitt durch das Filterelement 10 entlang der Schnittebene B-B dargestellt ist.
Bei dem in den Figuren 5 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Rahmen 28 des Filterelements 10 zusätzlich eine an einer ersten Flachseite 38 umlaufende Dichtung 40 auf, welche der Abdichtung der Rohseite 50 des Filterelements 10 gegen die Reinseite 10 beim Einbau des Filterelements 10 in ein Filtergehäuse 108 dient, wie es in Figur 9 dargestellt ist.
Die Dichtung 40 ist auf eine Stirnseite des ersten Rahmensegments 29 des Rahmens 28, welche parallel zur ersten Flachseite 38 des Filterbalgs 12 ausgerichtet ist, aufgebracht.
Die Dichtung 40 kann beispielsweise an den Rahmen 28 angeschäumt sein. Günstig kann die Dichtung 40 auch in einem 2K-Prozess mit dem Rahmen 28 zusammen hergestellt sein.
Weiter ist insbesondere in den Schnitten in den Figuren 7 und 8 zu erkennen, dass das erste Rahmensegment 29 in das zweite Rahmensegment 30 eingebettet ist. Insbesondere ist dabei das erste Rahmensegment 29 an einer außen umlaufenden Außenkante 32 mit dem Material des zweiten Rahmensegments 30 umspritzt.
Durch das zweite Material des zweiten Rahmensegments 30, welches weicher als das erste Material des ersten Rahmensegments 29 ausgebildet ist, kann eine vibrationsgeschützte Anordnung des Filterelements 10 im Gehäuse 108 eines Filtersystems 100, insbesondere in einer lateralen Richtung senkrecht zur Hochachse 130 des Filterelements 10, erreicht werden. Außerdem kann das weiche zweite Material zusätzlich eine Dichtfunktion beim Einbau in das Gehäuse 108 erfüllen.
Figur 9 zeigt einen Längsschnitt durch ein Filtersystem 100 mit eingebautem Filterelement 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Filtersystem 100 zum Filtern eines Fluids weist ein Filtergehäuse 108 und ein in dem Filtergehäuse 108 zwischen einer Rohseite 50 und einer Reinseite 52 austauschbar angeordnetes Filterelement 10 zum Filtern eines Fluids auf.
Das Filtergehäuse 108 weist ein Gehäuseunterteil 114 mit einem Einlass 102 für das zu filternde Fluid auf, sowie ein Gehäuseoberteil 112 mit einem Auslass 104. Die Durchflussrichtung 54 des Fluids ist mit Pfeilen gekennzeichnet.
Die beiden Gehäuseteile 112, 114 können nach Einbau des Filterelements 10 entlang eines Fügebereichs 124 gefügt werden, beispielsweise verklipst werden. Das Filterelement 10 ist im Innenbereich des Filtergehäuses 108 angeordnet und trennt die Rohseite 50 gegen die Reinseite 52. Die Hauptströmungsachse 128 des Fluids durch das Filterelement 10 verläuft parallel zur Hochachse 130 des Filterelements 10.
Das Filterelement 10 zum Filtern eines Fluids weist einen Filterbalg 12 auf, der zickzackförmig zu Falten 34 gefaltet ist, mit parallelen, in einer Längserstreckung 14 quer zu einer Hochachse 130 des Filterbalgs 12 aufeinander folgenden Faltenspitzen 24, 26. Die Faltenspitzen 24, 26 erstrecken sich jeweils zwischen parallel zur Längserstreckung 14 angeordneten Längsseiten 20, 22 des Filterbalgs 12.
Der Filterbalg 12 ist umlaufend in einem durchgehenden Rahmen 28 angeordnet. Der umlaufende Rahmen 28 weist ein erstes und ein zweites Rahmensegment 29, 30 mit unterschiedlicher Härte auf. Dabei ist das erste Rahmensegment 29 aus einem ersten Material in Form eines harten Kunststoffs, insbesondere PA oder PP, gebildet und das zweite Rahmensegment 30 ist aus einem zweiten Material in Form eines weichen Kunststoffs, insbesondere TPE gebildet. Der Filterbalg 12 ist in dem zweiten Rahmensegment 30 fixiert. Insbesondere kann der Filterbalg 12 wenigstens bereichsweise umspritzt sein. Der Filterbalg 12 ist insbesondere einstückig und/oder einteilig ausgebildet.
Bezugszeichen
Filterelement
Filterbalg
Endkante
Endkante
Längsseite
Längsseite
Faltenspitze
Faltenspitze
Rahmen
Rahmensegment
Rahmensegment
Außenkante
Falte
Flachseite
Flachseite
Dichtung
Querseite
Querseite
Versteifungselement
Rohseite
Reinseite
Durchflussrichtung
Filtersystem
Einlass
Auslass
Filtergehäuse
Gehäuseoberteil
Gehäuseunterteil
Fügebereich
Hauptströmungsachse
Hochachse

Claims

Ansprüche
1. Filterelement (10) zum Filtern eines Fluids mit wenigstens einem Filterbalg (12), der zickzackförmig zu Falten (34) gefaltet ist, mit parallelen, in einer Längserstreckung (14) quer zu einer Hochachse (130) des Filterbalgs (12) aufeinander folgenden Faltenspitzen (24, 26), die sich jeweils zwischen parallel zur Längserstreckung (14) angeordneten Längsseiten (20, 22) des Filterbalgs (12) erstrecken, wobei der Filterbalg (12) umlaufend in einem durchgehenden Rahmen (28) angeordnet ist, wobei der umlaufende Rahmen (28) wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites Rahmensegment (29, 30) mit unterschiedlicher Härte aufweist, wobei das erste Rahmensegment (29) aus einem ersten harten Material, insbesondere aus einem harten Kunststoff, gebildet ist und das zweite Rahmensegment (30) aus einem zweiten weichen Material, insbesondere aus einem weichen Kunststoff, gebildet ist, wobei der Filterbalg (12) in dem zweiten Rahmensegment (30) fixiert ist, insbesondere wenigstens bereichsweise umspritzt ist.
2. Filterelement nach Anspruch 1 , wobei das zweite Rahmensegment (30) wenigstens an den gegenüberliegenden Längsseiten (20, 22) des Filterbalgs (12) ausgebildet ist.
3. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens die Längsseiten (20, 22) des Filterbalgs (12) mit dem zweiten Material des zweiten Rahmensegments (30) umspritzt sind.
4. Filterelement nach Anspruch 3, wobei an den Längsseiten (20, 22) Faltenspitzen (24, 26) zwischen den Falten (34) mit dem zweiten Material des zweiten Rahmensegments (30) aufgefüllt sind.
5. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rahmen (28) mit dem ersten und dem zweiten Rahmensegment (29, 30) in einem 2K-Spritzguss-Prozess hergestellt ist.
6. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen zwei sich gegenüber liegenden Querseiten (44, 46) des Rahmens (28) entlang der Längserstreckung (14) des Filterbalgs (12) wenigstens ein Versteifungselement (48) vorgesehen ist, in welchem Falten (34) des Filterbalgs (12) fixiert sind, insbesondere wobei die Falten (34) mit dem zweiten Material als Versteifungselement (48) umspritzt sind.
7. Filterelement nach Anspruch 6, wobei Faltenspitzen (24) zwischen den Falten (34) mit dem zweiten Material des zweiten Rahmensegments (30) aufgefüllt sind.
8. Filterelement nach Anspruch 6 oder 7, wobei das wenigstens eine Versteifungselement (48) mit dem zweiten Rahmensegment (30) einstückig ausgebildet ist.
9. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei stirnseitige Endkanten (16, 17) des Filterbalgs (12) an den Querseiten (44, 46) des Rahmens (28) in dem zweiten Rahmensegment (30) angeordnet sind, insbesondere wobei die Endkanten (16, 17) mit dem zweiten Material umspritzt sind. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rahmen (28) eine an einer ersten Flachseite (38) umlaufende Dichtung (40) aufweist. Filterelement nach Anspruch 10, wobei die Dichtung (40) angeschäumt ist. Filterelement nach Anspruch 10 oder 11 , wobei die Dichtung (40) in einem 2K-Prozess mit dem Rahmen (28) hergestellt ist. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Rahmensegment (29) in das zweite Rahmensegment (30) eingebettet ist, insbesondere wobei das erste Rahmensegment (29) an einer außen umlaufenden Außenkante (32) mit dem Material des zweiten Rahmensegments (30) umspritzt ist. Filtersystem (100) zum Filtern eines Fluids mit einem Filtergehäuse (108) und einem in dem Filtergehäuse (108) zwischen einer Rohseite (50) und einer Reinseite (52) austauschbar angeordneten Filterelement (10) zum Filtern eines Fluids, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens einem Filterbalg (12), der zickzackförmig zu Falten (34) gefaltet ist, mit parallelen, in einer Längserstreckung (14) quer zu einer Hochachse (130) des Faltenbalgs (12) aufeinander folgenden Faltenspitzen (24, 26), die sich jeweils zwischen parallel zur Längserstreckung (14) angeordneten Längsseiten (20, 22) des Filterbalgs (12) erstrecken, wobei der Filterbalg (12) umlaufend in einem durchgehenden Rahmen (28) angeordnet ist, wobei der umlaufende Rahmen (28) wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites Rahmensegment (29, 30) mit unterschiedlicher Härte aufweist, wobei das erste Rahmensegment (29) aus einem ersten harten Material, insbesondere aus einem harten Kunststoff, gebildet ist und das zweite Rahmensegment (30) aus einem zweiten weichen Material, insbesondere aus einem weichen Kunststoff, gebildet ist, wobei der Filterbalg (12) in dem zweiten Rahmensegment (30) fixiert ist, insbesondere wenigstens bereichsweise umspritzt ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0721792A1 (de) 1995-01-16 1996-07-17 TECNOCAR S.r.l. Luftfilter für Fahrzeugabteile mit zwei Polyurethanträgern mit unterschiedlicher Härte und Verfahren zur Herstellung dieses Filters
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