DE102005021992B4

DE102005021992B4 - filter element

Info

Publication number: DE102005021992B4
Application number: DE200510021992
Authority: DE
Inventors: Peter Pfeuffer; Jürgen Kempf
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2005-05-09
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2025-05-10
Also published as: WO2006119835A1; DE102005021992A1

Abstract

Filterelement, umfassend einen Faltenbalg (1), wobei der Faltenbalg (1) ein synthetisches rilliertes Filtermedium (2) umfasst und wobei die Faltenkanten (3) mit mindestens einem Rahmenelement (4) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement (4) aus einem Filtermedium (2) gefertigt ist.Filter element, comprising a bellows (1), wherein the bellows (1) is a synthetic grooved filter medium (2) and wherein the fold edges (3) are connected to at least one frame element (4), characterized in that the frame element (4) is manufactured from a filter medium (2) is.

Description

Die Erfindung betrifft ein Filterelement, umfassend einen Faltenbalg, wobei der Faltenbalg ein synthetisches rilliertes Filtermedium umfasst und wobei die Faltenkanten mit mindestens einem Rahmenelement verbunden sind.The The invention relates to a filter element comprising a bellows, wherein the bellows comprises a synthetic grooved filter medium and wherein the fold edges are connected to at least one frame member are.

Filterelemente der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Insbesondere ist aus der DE 100 16 182 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Filterelements bekannt. Die Rillierungen werden dem Filtermedium aufgeprägt und fungieren als Abstandshalter für die Falten, um deren Zusammenfallen zu verhindern.Filter elements of the type mentioned are already known from the prior art. In particular, from the DE 100 16 182 A1 a method for producing such a filter element is known. The crevices are impressed on the filter medium and act as spacers for the creases to prevent their collapsing.

Die gattungsbildenden Filter finden in der Abluftfiltration Verwendung. Insbesondere dienen sie der Absaugung und Filtration. Die Rillierungen im Filtermaterial verhindern, dass die Falten unter Einwirkung hoher Differenzdrücke zusammenklappen. Bei einem Zusammenklappen der Falten würde die wirksame Filterfläche reduziert.The Generating filters are used in the exhaust air filtration. In particular, they serve the suction and filtration. The grooves in the filter material prevent the wrinkles from acting under high differential pressures fold. When folding the folds would effective filter surface reduced.

Filterelemente der eingangs genannten Art umfassen vollsynthetische Filtermedien, die am Ende eines Produktionsprozesses eine dauerhafte Rillierung erfahren. Diese Medien werden üblicherweise zu zylindrischen Filterpatronen ausgebildet, indem sie in Endscheiben eingeschäumt werden. Für die Herstellung flacher Filterelemente bietet sich zusätzlich die Kantenleimrahmungstechnik an, um den Faltenbalg seitlich zu fixieren. Die Filtermedien weisen nach dem Aufbringen der Rillierungen und der Faltung eine gewisse Spannung auf, wodurch der Filterkörper zu Deformierungen neigt.filter elements of the type mentioned at the beginning comprise fully synthetic filter media, the end of a production process a permanent grooving Experienced. These media are usually formed into cylindrical filter cartridges by placing them in end discs lathered become. For the Manufacture of flat filter elements is additionally the Kantenleimraungungstechnik to fix the bellows laterally. The filter media show after applying the grooving and the folding a certain tension, causing the filter body too Deformations tends.

Es ist daher notwendig, dafür Sorge zu tragen, dass ein rilliertes Filtermedium eine gewünschte geometrische Form beibehält. Die Spannungen, welche durch das Rillieren entstehen, wirken jedoch einer geometrischen Stabilität entgegen. Hierdurch wird die Funktionsfähigkeit des Filterelements beeinträchtigt.It is therefore necessary for that To ensure that a grooved filter medium a desired geometric Maintains shape. However, the tensions caused by the creasing work a geometric stability opposite. This will improve the functionality of the filter element impaired.

Aus der DE 1 930 715 A ist ein Filterelement mit einem Faltenbalg bekannt, der ein synthetisches rilliertes Filtermedium umfasst. Die Faltenkanten sind mit mindestens einem Rahmenelement verbunden.From the DE 1 930 715 A For example, a bellows-type filter element comprising a synthetic grooved filter medium is known. The fold edges are connected to at least one frame element.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Filterelement der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass durch das Filterelement ein Raum in allen Raumrichtungen vor schadstoffbelasteter Luft geschützt werden kann.Of the Invention is based on the object, a filter element of the beginning so-called type and further develop that by the filter element a space in all directions in front of polluted Air protected can be.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch ein Filterelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist ein Filterelement der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement aus einem Filtermedium gefertigt ist.According to the invention above task by a filter element with the features of Patent claim 1 solved. Thereafter, a filter element of the type mentioned is characterized in that the frame element is made of a filter medium is.

In erfindungsgemäßer Weise ist in einem ersten Schritt erkannt worden, dass die Rillierung eines Faltenbalgs verhindert, dass die Falten unter Einwirkung hoher Differenzdrücke zusammenklappen. Dabei ist es unerheblich, ob der Faltenbalg zylindrisch oder flach ausgebildet ist. Insoweit ist eine so genannte Faltenblockade wirksam verhindert. In einem zweiten Schritt ist erkannt worden, dass die Rillierungen das Filtermedium bzw. den Faltenbalg mit einer mechanischen Spannung beaufschlagen. Schließlich ist erkannt worden, dass eine geometrische Stabilität des gesamten Faltenbalgs dadurch erzielt werden kann, dass die Faltenkanten mit mindestens einem Rahmenelement verbunden werden. Hierdurch ist sicher gestellt, dass das Rahmenelement die dem Faltenbalg innewohnenden Spannungen kompensiert und somit dessen gewünschte Geometrie stabilisiert und fixiert.In according to the invention has been recognized in a first step that the groilling A bellows prevents the wrinkles from acting under high pressure differential pressures fold. It is irrelevant whether the bellows cylindrical or is flat. In that regard, a so-called fold blockage effectively prevented. In a second step, it has been recognized that the grouts the filter medium or the bellows with a apply mechanical stress. Finally, it has been realized that a geometric stability the entire bellows can be achieved that the fold edges be connected to at least one frame element. This is ensured that the frame element inherent in the bellows Tension compensated and thus stabilizes its desired geometry and fixed.

Das Rahmenelement ist aus einem Filtermedium gefertigt. Diese konkrete Ausgestaltung stellt sicher, dass durch das Filterelement ein Raum in allen Raumrichtungen vor schadstoffbelasteter Luft geschützt werden kann. Insoweit ist nicht nur die Anström- oder Abströmseite eines Filterelements mit einem Filtermedium versehen, sondern auch dazu orthogonale Seitenflanken des Filterelements.The Frame element is made of a filter medium. This concrete Design ensures that a space through the filter element be protected in all directions from polluted air can. In that regard, not only the inflow or outflow is a Filter element provided with a filter medium, but also to orthogonal side edges of the filter element.

Folglich ist ein Filterelement angegeben, welches die eingangs genannte Aufgabe löst.consequently is a filter element specified, which is the task mentioned solves.

Insbesondere ist vor diesem Hintergrund denkbar, dass das Rahmenelement flächig in Form eines Streifens ausgebildet ist. Neben dieser konkreten geometrischen Ausführung ist es jedoch auch denkbar, das Rahmenelement als Faden, Kordel, Schnur oder als ein ähnliches lineares Element auszugestalten.Especially Against this background, it is conceivable that the frame element is flat in Form of a strip is formed. In addition to this concrete geometric execution However, it is also conceivable, the frame element as a thread, cord, cord or as a similar one to design a linear element.

Der Faltenbalg und das Rahmenelement könnten materialeinheitlich ausgebildet sein. Hierdurch ist sichergestellt, dass das Filterelement auf problemlose Weise gefertigt werden kann, da die Materialien sich problemlos miteinander verbinden lassen.Of the Bellows and the frame element could be formed of the same material be. This ensures that the filter element on trouble-free Way can be made, since the materials are easy connect with each other.

Das Filtermedium könnte als Vliesstoff ausgebildet sein. Vor diesem Hintergrund ist auch denkbar, dass das Rahmenelement als Vliesstoff ausgebildet ist. Vliesstoffe zeichnen sich durch eine besonders einfache Herstellbarkeit und besondere Eignung als Filtermaterial aus. Dabei ist auch denkbar Vliesstoffe zu verwenden, die durch Elektrospinnen erzeugt wurden. Dies hat den Vorteil, dass das Filterelement elektrostatisch aufgeladen werden kann, um die Aufnahme von Partikeln aus der Atmosphäre zu begünstigen. Des Weiteren können Vliesstoffe aus Nanofasern gefertigt werden, wodurch eine besonders geringe Porosität des Vliesstoffs realisierbar ist.The filter medium could be formed as a nonwoven fabric. Against this background, it is also conceivable that the frame element is designed as a nonwoven fabric. Nonwovens are characterized by a particularly simple manufacturability and particular suitability as a filter material. It is also conceivable to use nonwovens, which were produced by electrospinning. This has the advantage that the filter element can be electrostatically charged in order to promote the uptake of particles from the atmosphere. Furthermore, nonwovens can be made from Nanofibers are made, whereby a particularly low porosity of the nonwoven fabric can be realized.

Das Rahmenelement könnte mit den Faltenkanten verleimt sein. Dabei ist denkbar, dass ein Hot-Melt-Kleber verwendet wird. Die Verleimung stellt sicher, dass die Faltenkanten zumindest teilweise in das Leimmaterial eingebettet sind, sodass keine undichten Stellen zwischen dem Rahmenelement und den Faltenkanten entstehen. Die Verwendung von Kleber erlaubt überdies eine Versteifung des Rahmenelements, nämlich dadurch, dass der Kleber teilweise sowohl in die Faltenkanten als auch in das Rahmenelement eindringt und dort verhärtet.The Frame element could be glued with the fold edges. It is conceivable that a hot-melt adhesive is used. The gluing ensures that the fold edges at least partially embedded in the glue material so that no leaks between the frame element and the fold edges arise. The use of adhesive also allows stiffening of the frame element, namely in that the adhesive partially in both the fold edges as also penetrates into the frame element and hardened there.

Das Rahmenelement könnte mit den Faltenkanten ultraschallverschweißt sein. Das Ultraschallschweißen stellt eine Technologie dar, die eine besonders schnelle und materialschonende Verarbeitung erlaubt. Insbesondere erlaubt die Verwendung von Ultraschallschweißverfahren eine kontinuierliche Fertigung von Filterelementen. Die Ultraschallschweißtechnik zeichnet sich darüber hinaus dadurch aus, dass das zu verarbeitende Material nur selektiv an den Stellen mit Hitze beaufschlagt wird, weiche als Verbindungsstellen fungieren. Die Materialstruktur der umliegenden Bereiche wird insoweit nicht beeinträchtigt und daher nicht beschädigt.The Frame element could be ultrasonically welded with the fold edges. The ultrasonic welding stops a technology that is particularly fast and material friendly Processing allowed. In particular, the use of ultrasonic welding allows a continuous production of filter elements. The ultrasonic welding technique stands out about it addition in that the material to be processed only selectively heat is applied at the points, softening as joints act. The material structure of the surrounding areas is not so far impaired and therefore not damaged.

Die Faltenenden könnten mit mindestens einem weiteren Rahmenelement verbunden sein. Vor diesem Hintergrund ist denkbar, dass das Rahmenelement auf die Faltenenden aufgeklebt ist. Hierdurch ergibt sich nicht nur eine Rahmung längs der Faltenkanten sondern auch orthogonal zu diesen. Hierdurch ist sicher gestellt, dass die freien Faltenenden des Filterelements nicht in unerwünschter Weise aus dem Faltenbalg herausklappen. Die Rahmenelemente könnten einstückig als ein einziges Rahmenelement ausgebildet sein. Bei dieser konstruktiven Ausgestaltung ist denkbar, dass das Rahmenelement den Faltenbalg vollumfänglich umgibt. Dies stellt sicher, dass nur eine Nahtstelle entsteht, durch die Verschmutzungen an unerwünschten Stellen auf den Faltenbalg auftreffen können. Die Nahtstelle kann durch Ultraschallverschweißen oder Verleimen versiegelt werden.The Fold ends could be connected to at least one further frame element. Before this Background is conceivable that the frame element on the wrinkle ends is glued on. This results not only a framing along the Fold edges but also orthogonal to these. This is sure provided that the free pleat ends of the filter element are not in undesirable Fold the way out of the bellows. The frame elements could be in one piece as a single frame element may be formed. In this constructive Embodiment is conceivable that the frame member the bellows full surrounds. This ensures that only one seam is created by the contaminants to unwanted Places on the bellows can hit. The interface can be through ultrasonic welding or gluing are sealed.

Weiterhin ist denkbar, dass ein flaches Filterelement aus einzelnen Teilelementen, bestehend aus je einem Faltenbalg, mit untereinander verklebten oder verschweißten Rahmenelementen hergestellt ist.Farther It is conceivable that a flat filter element of individual sub-elements, consisting of a bellows, with each other glued or welded Frame elements is made.

Dem Rahmenelement oder den einzelnen Rahmenelementen könnte mindestens ein Dichtelement zugeordnet sein. Das Dichtelement kann dabei entweder vollflächig umlaufend an einem einstückigen Rahmenelement angeordnet sein oder nur segmentweise. Denkbar ist auch, dass sich ein Dichtelement nur an ausgewählten einzelnen Rahmenelementen befindet. Die Vorkehrung eines Dichtelements stellt sicher, dass das Filterelement problemlos in eine Anordnung abdichtend einfügbar ist. Durch ein Dichtelement ist sicher gestellt, dass zwischen den Wandungen der Anordnung und den Rahmenelementen keine unerwünschten Hohlräume entstehen.the Frame element or the individual frame elements could at least be associated with a sealing element. The sealing element can either entire area encircling a one-piece Frame element may be arranged or only in segments. It is conceivable Also, that a sealing element only on selected individual frame elements located. The provision of a sealing element ensures that the filter element is easily inserted sealingly into an arrangement. By A sealing element is made sure that between the walls the arrangement and the frame elements no unwanted cavities arise.

Vor diesem Hintergrund ist denkbar, dass ein Dichtelement als Schaumstoffstreifen ausgebildet ist. Schaumstoff zeichnet sich durch eine hohe Elastizität und Kompressibilität besonders als Dichtelement aus, da es Unebenheiten problemlos ausgleichen kann, ohne die Dichtheit der gesamten Anordnung zu beeinträchtigen.In front This background is conceivable that a sealing element as a foam strip is trained. Foam is characterized by a high elasticity and compressibility especially as a sealing element, since it can easily compensate for bumps, without compromising the tightness of the entire assembly.

Das Filtermedium könnte sinusförmig rilliert sein. Die sinusförmige Rillierung hat sich als besonders stabile Geometrie erwiesen, um ein Zusammenklappen der Falten zu verhindern. Denkbar ist auch, eine Rillierung in Sägezahnform oder in unregelmäßigen Erhebungen und Senkungen auszugestalten.The Filter medium could sinusoidal be grooved. The sinusoidal Grooving has proven to be a particularly stable geometry to to prevent a folding of the folds. It is also conceivable, one Grooving in sawtooth form or in irregular surveys and to design reductions.

Das Filterelement könnte einen weiteren Rahmen umfassen. Dieser könnte aus Kunststoff oder Metall gefertigt sein. Diese Werkstoffe zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit und Elastizität aus. Denkbar ist auch einen Vergussrahmen vorzusehen, in den das Filterelement eingebettet ist. Hierfür könnten ein Polyurethanschaum verwendet werden, der problemlos die einzuschäumenden Strukturen umfließt. Der zusätzliche Rahmen kann jedoch auch austauschbar ausgeführt sein, um ein verbrauchtes Filterelement problemlos entsorgen zu können. Der zusätzliche Rahmen könnte mindestens die Höhe des ersten verleimten Rahmens aufweisen, um diesen schützend zu umgeben. Denkbar ist auch, dass der zusätzliche Rahmen ein Dichtelement aufweist. Durch das Dichtelement kann das Filterelement in eine bestehende Anordnung derart dicht eingefügt werden, dass zwischen den Wandungen der Anordnung und dem zusätzlichen Rahmen keine undichten Stellen entstehen. Darüber hinaus kann das Dichtelement Klemmfunktionen wahrnehmen, um das gerahmte Filterelement in der Anordnung zu fixieren.The Filter element could another frame. This could be plastic or metal be made. These materials are characterized by a high strength and elasticity out. It is also conceivable to provide a Vergussrahmen in which the Filter element is embedded. This could be a polyurethane foam be used, which easily flows around the foaming structures. Of the additional However, frame can also be made interchangeable to a spent filter element Dispose of easily. The additional Frame could at least the height of the first glued frame to this protective surround. It is also conceivable that the additional frame is a sealing element having. Through the sealing element, the filter element in a existing arrangement are inserted so tightly that between the Walls of the arrangement and the additional frame no leaks arise. About that In addition, the sealing element can perform clamping functions to the framed filter element in the arrangement to fix.

Das Filterelement könnte als Flachfilter ausgestaltet sein. Flachfilter zeichnen sich durch ein besonders breites Anwendungsspektrum aus.The Filter element could be designed as a flat filter. Flat filters are characterized a particularly wide range of applications.

Das Filtermedium könnte vor der Plissierung mit einer Zusatzausrüstung versehen worden sein, welche die Partikelabscheidung speziell im Bereich kleiner i Mikrometer verbessert. Hierdurch können auch Feinstäube gefiltert werden. Vor diesem Hintergrund könnte das Filtermedium mit einer luftdurchlässigen Membranbeschichtung oder einer Nanofaserbelegung versehen sein.The Filter medium could be provided prior to pleating with an additional equipment, which the particle separation especially in the range of less than 1 micrometer improved. This can also be done fine dust be filtered. Against this background, the filter medium with a air-permeable Membrane coating or a Nanofaserbelegung be provided.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung auf vorteilhafte Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.It are now different ways to design the teaching of the present invention in an advantageous manner and further education. On the one hand to the claim 1 subordinate claims, on the other hand, to the following explanation of preferred embodiments of the invention with reference to the drawing. Combined with the explanation the preferred embodiments The invention with reference to the drawings are also generally preferred embodiments and further developments of the teaching explained.

In der Zeichnung zeigen:In show the drawing:

1 ein Filterelement, dessen Faltenkanten mit einem flächigen Rahmenelement verbunden sind, und 1 a filter element, whose fold edges are connected to a flat frame member, and

2 das Filterelement gemäß 1 in Verbindung mit einem Aufnahmerahmen. 2 the filter element according to 1 in conjunction with a mounting frame.

1 zeigt ein Filterelement mit einem Faltenbalg 1, wobei der Faltenbalg 1 ein rilliertes Filtermedium 2 umfasst. Die Faltenkanten 3 sind mit mindestens einem Rahmenelement 4 verbunden. Das Rahmenelement 4 ist flächig ausgebildet. 1 shows a filter element with a bellows 1 , where the bellows 1 a grooved filter medium 2 includes. The fold edges 3 are with at least one frame element 4 connected. The frame element 4 is flat.

Das Rahmenelement 4 und der Faltenbalg 1 sind materialeinheitlich ausgebildet. Das Rahmenelement 4 ist aus dem gleichen Filtermedium 2 gefertigt, wie der Faltenbalg 1.The frame element 4 and the bellows 1 are made of the same material. The frame element 4 is from the same filter medium 2 made, like the bellows 1 ,

Das Filtermedium 2 ist als Vliesstoff ausgebildet. Das Rahmenelement 4 ist mit den Faltenkanten 3 verleimt.The filter medium 2 is designed as a nonwoven fabric. The frame element 4 is with the fold edges 3 glued.

2 zeigt ein Filterelement, welchem ein weiterer Rahmen 6 zugeordnet wird. Der weitere Rahmen 6 ist aus Metall gefertigt. Die Seitenflächen des weiteren Rahmens 6 haben mindestens die Höhe der Rahmenelemente 4. Das Filterelement weist freie Faltenenden 5 auf. 2 shows a filter element, which is another frame 6 is assigned. The further frame 6 is made of metal. The side surfaces of the wider frame 6 have at least the height of the frame elements 4 , The filter element has free fold ends 5 on.

Das Filterelement ist zur Montage in einer Absaugeinheit lösbar in dem Rahmen 6 eingespannt und kann mit separaten Dichtelementen gegen den Reingasraum abgedichtet werden.The filter element is detachable for mounting in a suction unit in the frame 6 clamped and can be sealed with separate sealing elements against the clean gas room.

Der hier gezeigte Flachfilter findet seinen Einsatz in der Abluftfiltration und dient der Absaugung oder Filtration von Staub. Das sinusförmig rillierte Filtermedium 2 verhindert, dass die Falten unter Einwirkung hoher Differenzdrücke zusammenklappen.The flat filter shown here finds its use in the exhaust air filtration and is used for the extraction or filtration of dust. The sinusoidally grooved filter medium 2 prevents the folds from collapsing under the action of high differential pressures.

Claims

Filter element comprising a bellows ( 1 ), the bellows ( 1 ) a synthetic grooved filter medium ( 2 ) and wherein the fold edges ( 3 ) with at least one frame element ( 4 ), characterized in that the frame element ( 4 ) from a filter medium ( 2 ) is made.

Filter element according to claim 1, characterized in that bellows ( 1 ) and frame element ( 4 ) are formed of the same material.

Filter element according to claim 1 or 2, characterized in that the filter medium ( 2 ) is formed as a nonwoven fabric.

Filter element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the frame element ( 4 ) with the fold edges ( 3 ) is glued.

Filter element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the frame element ( 4 ) with the fold edges ( 3 ) is ultrasonically welded.

Filter element according to one of claims 1 to 5, characterized in that the fold ends ( 5 ) are connected to at least one frame element.

Filter element according to claim 6, characterized in that the frame element and / or the frame elements are integrally formed are.

Filter element according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one frame element ( 4 ) is associated with a sealing element.

Filter element according to claim 8, characterized in that that the sealing element is designed as a foam strip.

Filter element according to one of claims 1 to 9, characterized in that the filter medium ( 2 ) is sinusoidally grooved.

Filter element according to one of claims 1 to 10, characterized by a further frame ( 6 ).

Filter element according to one of claims 1 to 11, characterized by a construction of individual bellows.

Filter element according to claim 12, characterized in that that the bellows edge-glued or edge-welded are formed.

Filter element according to claim 12 or 13, characterized characterized in that the bellows glued or welded together.

Filter element according to one of claims 1 to 14, characterized in that the filter medium before pleating provided with additional equipment which has the particle separation especially in the area smaller 1 micron improved.

Filter element according to one of claims 1 to 15, characterized in that the filter medium with an air-permeable membrane coating is provided.

Filter element according to one of claims 1 to 16, characterized in that the filter medium with a Nanofaserbelegung is provided.