DE20017121U1 - Filter, insbesondere zur Luftfilterung in einem Kraftfahrzeug - Google Patents
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Description
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Gebrauchsmusteranmeldung (Nachanmeldung zu 200 10 322.9)
Jürgen Pauls Konstruktionen Sondermaschinen
Imbach 34 D-51381 Leverkusen
Filter, insbesondere zur Luftfilterung in einem Kra f t f ahr &zgr; eug
Die Erfindung betrifft einen Filter, insbesondere zur Luftfilterung in einem Kraftfahrzeug, mit einem zickzackförmig gefalteten Filtermaterial, einem aus Seitenwänden und Stirnwänden bestehenden Filtergehäuse, wobei die Seitenwände im Kunststoffextrusionsverfahren hergestellt sind und die Stirnflächen der Zickzackfalten mit den Seitenwänden verbunden sind, wobei weiter die Seitenwände und/oder die Stirnwände eine nach außen abstehende Dichtlippe aufweisen.
Derartige Filter sind bereits vorgeschlagen worden. Es wird insbesondere auf die deutsche Gebrauchsmusteranmeldung 299 05 928.6 verwiesen. Darüber hinaus aber auch auf die deutsche Patentanmeldung 198 46 916.0. Der Inhalt der genannten Gebrauchsmusteranmeldung wie auch der genannten Patentanmeldung wird hiermit vollinhaltlich in die Offenbarung vorliegender Erfindung mit einbezogen, auch zu dem Zwecke, Merkmale dieser Voranmeldung in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit einzubeziehen.
Es ist in diesem Zusammenhang bereits vorgeschlagen worden, das Filtergehäuse insgesamt im Kunststoffspritzverfahren herzustellen, vgl. auch etwa DE 297 23 953 Ul. Darüber hinaus auch, die Seiten- und Stirnwände im Kunststoffextrusionsverfahren herausstellen, vgl. einleitend genannte Schutzrechtsanmeldungen.
Beide Konzepte sind aber mit gewissen Nachteilen verbunden. Bei der Herstellung nur im Kunststoffextrusionsverfahren ist es nicht möglich, eine gewünschte einfache Anpassung der Stirnwände, etwa an geometrische
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Einbauverhältnisse und/oder hinsichtlich der Dichtlippen, vorzunehmen. Die Herstellung insgesamt im Kunststof f spritzverfahren ist dagegen vergleichsweise kostenaufwendig. Zudem ist eine einfache Variation, etwa hinsichtlich der Breite, nicht möglich.
Hiervon ausgehend beschäftigt sich die Erfindung mit der Aufgabe, einen Filter anzugeben, der insbesondere hinsichtlich der Herstellbarkeit vorteilhaft ist.
Diese Aufgabe ist zunächst und im Wesentlichen beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass die Stirnwände, gegebenenfalls einschließlich der Dichtlippe, im Kunststoffspritzverfahren hergestellt sind und dass die Stirnwände relativ zu den Seitenwänden einen gegen Verschiebung in Vertikalrichtung wirkenden Formschluss aufweisen. Dies lässt sich besonders einfach bei der beschriebenen Herstellung der jeweiligen Wände erreichen. Beispielsweise kann eine Seitenwand einen in Richtung der Seitenwand vorstehenden Befestigungsabschnitt der Stirnwand untergreifen oder umgreifen. Bei den im Extrusionsverfahren hergestellten Seitenwänden können bevorzugt durchgehende Öffnungen, eine durchgehende Öffnung ist bereits ausreichend, vorgesehen werden. Bei den im Kunststoffspritzverfahren hergestellten Stirnwänden können entsprechende Vorsprünge, die in eine solche Öffnung eingreifen, angespritzt werden. So ist es bevorzugt, dass die Seiten- und die Stirnwände steckverbunden sind. Jedenfalls zunächst. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die Seiten- und Stirnwände miteinander kaschierverbunden sind. Hierunter wird verstanden, dass die Seiten- und Stirnwände, in einem aneinander anliegenden, bevorzugt steckverbundenen, Zustand mit Ultraschall beaufschlagt werden, so dass es zu einer Erwär-
mung der Wände bis hin zu einer Klebrigkeit kommt. Durch das Anliegen aneinander, in Form der Steckverbindung gegebenenfalls, wird im Zuge der Erwärmung eine Klebeverbindung der Teile miteinander erreicht. In an sich bekannter Weise wird hierbei durch die Erwärmung auch eine Klebeverhaftung der Zickzackfalten des Filtermaterials mit den Seitenwänden erreicht.
Im Einzelnen kann eine Stirnwand eine Steckzunge aufweisen und eine Seitenwand eine Stecköffnung.
Bei bevorzugten Ausfuhrungsformen sind in der Seitenwand zwei Stecköffnungen übereinander, oder gegebenenfalls eine (in Vertikalrichtung) entsprechend lange Stecköffnung vorgesehen und an der Stirnwand zwei Steckzungen übereinander oder gegebenenfalls eine sich in vertikaler Richtung entsprechend lang erstreckende Steckzunge.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die Stirnwand eine integrierte Anschlusskrümmung aufweist und dass die Schmalseiten der Stirnwand und der Seitenwand unmittelbar aufeinander liegen.
Auch kann an der Stirnwand eine Dichtlippe ausgebildet sein und die Dichtlippe mit einer integrierten Anschlusskrümmung ausgebildet sein und weiter die Schmalseiten der Dichtlippen der Seitenwände und der Stirnwände, wenn an beiden entsprechende Dichtlippen vorgesehen sind, unmittelbar aufeinander liegen. So ist eine letztlich, wenn auch die Schmalseiten miteinander verhaftet, bevorzugt klebeverbunden sind, eine geschlossene umlaufende Dichtlippe an dem Filter hinsichtlich der Herstellbarkeit in einfachster Weise erreicht. Die An-
Schlusskrümmung der Dichtlippe kann bei gekrümmter, aber auch bei gerade verlaufender Stirnwand vorgesehen sein.
Die integral verbundene, nach außen abstehende Lippe kann als Dicht- oder Paßlippe dienen. Darüber hinaus kann diese Lippe auch als Halterungs-/Auflagekragen ausgebildet sein. Hierbei können die Lippen auch in einem zweiten Kunststoff, bei insgesamt einer Extrusion im Zwei-Komponenten-Extrusionsverfahren, ausgebildet sein. Nämlich die Lippen als Weichlippe.
Dies kann auch bezüglich der Stirnwände gelten, dort der im Spritzverfahren hergestellten Lippen. Diese können auch mit einer zweiten Komponente, bevorzugt eben aus Weichkunststoff, angespritzt sein. Während die Stirnwand im Übrigen aus Hartkunststoff besteht.
In weiterer Einzelheit können die Lippen mit den Seitenwänden und/oder den Stirnwänden im Querschnitt einen spitzen Winkel einschließen. So kann beispielsweise ein Winkel von 10° bis 90°, bevorzugt 70°, vorgesehen sein. Darüber hinaus können auch mehrere Weichlippen je Seitenwand vorgesehen sein, so des Weiteren auch gleichgerichtete oder unterschiedlich ausgerichtete. Die Lippen können auch jeweils über eine filmscharnierartige Verdünnung angeformt sein.
Es versteht sich, dass die Stirnwände und die Seitenwände, jedenfalls wenn man von dem vorteilhaften Ultraschallverschweißen Gebrauch machen will, jeweils aus thermoplastischem Kunststoffmaterial bestehen. Beispielsweise aus Polypropylen.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Seitenwand und/oder die Stirnwand im Vertikalquerschnitt winkelförmig oder U-förmig ausgebildet ist. So kann eine Untergreifung der Zickzackfalten erreicht sein oder auch eine Über- und Untergreifung. Aber auch in einfacher Weise einer Über- und/oder Untergreifung eines Befestigungsabschnitts der Stirnwand, wie bereits angesprochen. Eine Seitenwand, aber auch eine Stirnwand kann darüber hinaus oder alternativ ein C-förmges, T-förmiges, L-förmiges oder V-förmiges Profil aufweisen. Hierüber kann insbesondere ein aus Hartkunststoff ausgebildeter Quersteg nach außen weisen, der ein Dicht- oder Auflagepunkt bildet. Beispielsweise kann auf diesem Quersteg auch, ober- oder unterseitig, eine Lage Weichkunststoff anextrudiert oder angespritzt sein.
Die Seitenwände, aber auch bevorzugt die Stirnwände entsprechen in Ihrer Höhe mindestens der Faltenhöhe des Filtermateriales. Bevorzugt sind Seitenwände und Stirnwände gleich hoch. Auch können die Seiten- und Stirnwände das Filtermaterial oberseitig oder auch ober- und unterseitig, oder nur unterseitig überragen.
Die beschriebene Ausgestaltung eines Filters eignet sich insbesondere auch dazu, in einfacher Weise verschieden breite Filter herzustellen. Es versteht sich, dass hinsichtlich der Seitenwände hierzu keinerlei Abänderungen erforderlich sind. Die Seitenwände ändern sich mit der Breite des Filtermaterials nicht. Hinsichtlich der Stirnwände kann hier vorgesehen sein, dass nur die Eckausbildungen integriert, ggf. mit den Dichtlippen-Eckausbilden, ggf. im Kunststoffspritzverfahren hergestellt sind. Darüber hinaus kann dann auch bei den Stirnwänden ein gerades Teil noch angesteckt sein und im Extrusionsverfahren vorgefertigt hergestellt sein.
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Es kann aus dem gleichen Profil bestehen, wie die Seitenwände, so dass aus einem langen Profil je nach Filter die Teile dann hinsichtlich der Extrusionsteile zugeschnitten werden.
Eine weitere, besondere Lehre der Erfindung geht dahin, an der Stirnwand eines Filters einen aus Weichkunststoff bestehenden Dichtvorsprung anzuformen. Dies zusätzlich oder alternativ zu einer vorhandenen flächigen Dichtlippe, die, lappenartig, nur an einer ihrer Stirnflächen an der Stirnwand angeformt ist. Der aus Weichkunststoff bestehende Dichtvorsprung kann insbesondere dazu dienen, einen zwischen den Dichtlippen im Eckbereich verbleibenden Zwickel auszufüllen. Der Dichtvorsprung kann insbesondere an einer sich abgewinkelt zu der eine Dichtlippe aufweisenden Seitenwand sich erstreckenden Stirnfläche der Stirnwand angeformt sein. Bis auch derart, dass der Dichtvorsprung bei in ein den Filter aufnehmendes Gehäuse eingeformten Zustand zufolge Verformung zwischen den sich vorrangig rechtwinklig zueinander erstreckenden Dichtlippen der Stirnwand und Seitenwände abdichtet.
Nachstehend ist die Erfindung des Weiteren anhand der beigefügten Zeichnung, die jedoch lediglich Ausführungsbeispiele darstellt, erläutert. Hierbei zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Filter in einer ersten Ausfuhrungsform;
Fig. 2 eine Detailvergrößerung aus der Darstellung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt einer Stirnwand;
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Stirnwand; Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Seitenwand;
Fig. 6 eine Darstellung gemäß Fig. 4, in alternativer Ausgestaltung;
Fig. 7 eine Darstellung gemäß Fig. 1 in alternativer Ausgestaltung;
Fig. 8 eine Darstellung gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 7 in weiterer alternativer Ausgestaltung;
Fig. 9 eine - ausschnittsweise - Darstellung gemäß Fig. 1, mit angeformtem Dichtvorsprung aus Weichkunststoff;
Fig. 10 eine Darstellung gemäß Fig. 9, bei in ein Gehäuse eingesetztem Zustand.
Dargestellt und beschrieben ist, zunächst mit Bezug zu Fig. 1, ein insgesamt mit 1 bezeichneter Filter, der aus Kunststoffwänden, nämlich Stirnwänden 2 und Seitenwänden 3 besteht und in welchem zickzackförmig gefaltetes Filtermaterial 4 angeordnet ist. Es handelt sich um Filterpapier.
Die Stirnkanten des Filtermaterials 4 sind, was im Einzelnen nicht dargestellt ist, mit den Seitenwänden 3 klebeverbunden.
Die Seitenwände 3 und die Stirnwände 2 weisen jeweils eine nach außen abstehende Dichtlippe 5 bzw. 6 auf.
Weiter sind die Seitenwände 3 und die Stirnwände 2 miteinander steckverbunden, wie dies schematisch in der Detailvergrößerung gemäß Fig. 2 wiedergegeben ist. Eine Stirnwand 2 besitzt einen Steckvorsprung 7 und eine Seitenwand 3 eine entsprechende Stecköffnung 8. Hierbei ist es weiter bevorzugt vorgesehen, dass die Stecköffnung 8 in der Seitenwand 3 durchgehend, als Durchgangsöffnung in Längsrichtung, ausgebildet ist.
Fig. 3 stellt schematisch einen Querschnitt durch eine Stirnwand 2 dar. Es sind zwei untereinander ausgebildete Steckvorsprünge 7 zu erkennen und zwei außenseitige Dichtlippen 6.
Bei der Ausführungsform der Fig. 4, die eine Draufsicht auf eine Stirnwand 2 in Alleinstellung wiedergibt, ist zu erkennen, dass die Dichtlippe 6, es können hier auch zwei Dichtlippen untereinander angeordnet sein, eine Anschlusskrümmung 9 aufweist. Anschlusskrümmung ist hier so verstanden, dass jedenfalls eine integrale Eckausbildung vorgesehen ist, so dass eine schmalseitige Randkante 10 der Dichtlippe 6 mit einer entsprechenden Randkante 11 der Dichtlippe 5 im Einbauzustand fluchtend verläuft oder jedenfalls fluchtend ausgerichtet werden kann.
In Fig. 5 ist eine Querschnittsdarstellung einer weiteren Variante der Seitenwand 3 wiedergegeben.
Insbesondere ist hier von Bedeutung, dass die Seitenwand 3 integral in einem Vertikalquerschnitt U-förmig ausgebildet ist. Es sind nach innen greifende U-Schenkel 11, 12 integral mit der eigentlichen Seitenwand 3 verbunden.
Im Weiteren sind hier auch die vertikal übereinander und gesondert voneinander ausgebildeten, in der Länge durchgehenden Stecköffnungen 8 zu erkennen.
Die Seitenwände werden, wie ausgeführt, bevorzugt im Extrusionsverfahren hergestellt und können dann jeweils individuell auf Länge geschnitten werden. Dies ermöglicht auch eine hohe Variabilität bei geringem Aufwand hinsichtlich der Größen und Abmessungen der herzustellenden Filter 1.
Die Darstellung der Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Stirnwand 2, welche integrierte Anschlus skrümmungen 13, 14 - der Stirnwand 2 als solcher - aufweist. Die Dichtlippe 6 ist hier auch sogleich mit einer integrierten Anschlusskrümmung ausgebildet. Die Randkante 10 fluchtet mit der Stirnfläche 15 der Seitenwand 2.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 7 zeigt eine weitere Darstellung gemäß Fig. 1 eines Filters 1 in der Draufsicht. Es sind sowohl Seitenwände 2 mit integrierter Anschlusskrümmung 13 zu erkennen wie auch bei den Stirnwänden 2 und den Seitenwänden 3 integrierte ü-förmige Einfassschenkel 12 und 15.
Bei der Ausführungsform der Fig. 8 ist eine Verschiebung in Vertikalrichtung hindernder Formschluss bereits durch gegebenenfalls eine Überlappung der Einfassschenkel 12, 15 zu erreichen. Jedenfalls ist vorgesehen, dass bei geradlinigem Verlauf der Stirnwände 2 und an diese angeformte Einfassschenkel 15 auch Anschlusskrümmgen 9 der Dichtlippen 6 ausgebildet sind.
Mit Bezug zu den Fig. 4 und 5 ist noch erläutert, dass auch lediglich eine Art Ineinanderschachtelung, wie strichliniert im Hinblick auf Steckzungen 711 einer Stirnwand 2 angedeutet ist, gegeben sein kann. Die Durchgangsöffnungen 8 könnten hierbei entfallen. Insbesondere dann, wenn die Steckzungen 7' etwa auch noch mit einer gewissen Vorspannung nach innen, also gegen die Außenseiten der Seitenwänden 3 anliegen, lässt sich dann in einfacher Weise in einer bereits angesprochenen Ultraschall-Station durch Ultraschallbeaufschlagung, eine Kaschierung bzw. Verschweißung, die zu einem festen Verbund der Stirn- und Seitenwände führt, dann erreichen.
Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 9 ist an eine Stirnfläche 16, im Koextrusionsverfahren, ein Dichtvorsprung 17 aus Weichkunststoff angeformt. Wie ersichtlich hat der Dichtvorsprung in einer Ansicht von oben, also auf seinem Querschnitt entsprechend, eine halbkreisförmige Kontur. Er kann auch noch weiter vorragen und/oder mit größerer seitlicher Erstreckung, hin zu der Dichtlippe 6 der Stirnwand 2 sich erstreckend ausgeformt sein. Insbesondere auch in überdeckung zu einer Randkante 11 der Dichtlippe 6.
Alternativ kann sogar vorgesehen sein, dass die gesamte Dichtlippe 6 durch einen derartigen Dichtvorsprung 17 ersetzt ist.
In Fig. 10 ist die Einbausituation dargestellt. Der Filter 1 ist in ein nur schematisch dargestelltes Gehäuse 18 eingesetzt. Durch einen Einsatz von oben sind die Dichtlippen 6, 5 nach oben hin gelappt und der Dichtvorsprung 17 ist verformt, derart, dass er einen zwischen der Wand des Gehäuses 18 im Eckbereich und den Dichtlip-
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pen 6, 5 frei bleibenden Zwickel dichtend ausfüllt.
Aufgrund der Verformungsbehinderung durch die Dichtlippe 5 hat sich der Dichtvorsprung 6 entlang der Stirnkante 11 der Dichtlippe 6 den Zwickel ausfüllend erstreckt.
Aufgrund der Verformungsbehinderung durch die Dichtlippe 5 hat sich der Dichtvorsprung 6 entlang der Stirnkante 11 der Dichtlippe 6 den Zwickel ausfüllend erstreckt.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung
mit aufzunehmen.
mit aufzunehmen.
Claims (13)
1. Filter (1), insbesondere zur Luftfilterung in einem Kraftfahrzeug, mit einem zickzackförmig gefalteten Filtermaterial(4), einem aus Seitenwänden (3) und Stirnwänden (2) bestehenden Filtergehäuse, wobei die Seitenwände (3) im Kunststoffextrusionsverfahren hergestellt sind und die Stirnflächen der Zickzackfalten mit den Seitenwänden (3) verbunden sind, wobei weiter die Seitenwände (3) und/oder die Stirnwände (2) eine nach außen abstehende Dichtlippe (5, 6) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwände (2), gegebenenfalls einschließlich der Dichtlippe (6), im Kunststoffspritzverfahren hergestellt sind und dass die Stirnwände (2) relativ zu den Seitenwänden (3) einen gegen Verschiebung in Vertikalrichtung wirkenden Formschluss aufweisen.
2. Filter nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Seiten- und Stirnwände (2, 3) steckverbunden sind.
3. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnwand (2) einen Steckvorsprung (7) aufweist und eine Seitenwand (3) eine Stecköffnung (8).
4. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwand (2) eine integrierte Anschlusskrümmung (13, 14) aufweist und dass Schmalseiten der Stirnwand (2) und der Seitenwand (3) unmittelbar aufeinander liegen.
5. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Stirnwand (2) ausgebildete Dichtlippe (6) eine integrierte Anschlusskrümmung (9) aufweist und dass Schmalseiten der Dichtlippen (5, 6) der Seitenwände (3) und der Stirnwände (2) unmittelbar aufeinander liegen.
6. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwände (2) und die Seitenwände (3) aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial bestehen.
7. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwand (2) und die Seitenwand (3) ultraschallverschweißt sind.
8. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (3) im Vertikalquerschnitt U-förmig ausgebildet ist.
9. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnwand im Vertikalquerschnitt U-förmig ausgebildet ist.
10. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stirnwand (2) ein aus Weichkunststoff bestehender Dichtvorsprung (17) angeformt ist.
11. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtvorsprung vertikal orientiert ist.
12. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtvorsprung sich an einem sich abgewinkelt zu der eine Dichtlippe (6) aufweisenden Stirnwand (2) erstreckenden Stirnfläche (16) der Stirnwand (2) angeformt ist.
13. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtvorsprung (17) bei in ein den Filter aufnehmendes Gehäuse (18) eingebautem Zustand zufolge Verformung zwischen der sich vorrangig rechtwinklig zueinander erstreckenden Dichtlippen (5, 6) der Stirn- und Seitenwände (2, 3) abdichtet.
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