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Technisches Gebiet:
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Die
Erfindung betrifft einen Filtereinsatz zum Einbau in einen Strömungskanal,
insbesondere in den Strömungskanal
eines Kraftfahrzeugs, mit einem aus einem zickzackförmig gefalteten
Filtervlies bestehenden Faltenbalg und wenigstens einem an wenigstens
einer quer zu den Falten des Faltenbalgs verlaufenden Längsseite
des Faltenbalgs angeordneten Dichtstreifen.
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Stand der Technik:
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In
vielen technischen Gebieten, in denen es notwendig ist, einem Raum
durch einen Strömungskanal
Luft aus der Umgebung zuzuführen,
ist in dem Strömungskanal
ein Filtereinsatz angeordnet, um die mit Aerosolen, Pollen oder
Geruchstoffen angereicherte Umgebungsluft vor dem Einbringen in
den Raum zu reinigen. Insbesondere werden derartige Filtereinsätze in Strömungskanälen von
Kraftfahrzeugen vorgesehen, um die angesaugte Außenluft zu reinigen. Nach einer
bestimmten Betriebszeit ist der Filtereinsatz durch die aus der
Luft heraus filtrierten Substanzen verschmutzt, so dass der Filtereinsatz
ausgewechselt werden muss.
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Ein
Filtereinsatz besteht im Wesentlichen aus einem aus einem zickzackförmig gefalteten,
steifen Filtervlies hergestellten Faltenbalg und einem zur Abdichtung
gegenüber
der Wandung des Strömungskanals
und zur Versteifung des Faltenbalgs an dessen Schmalseiten, insbesondere
an den quer zu den Falten verlaufenden Längsseiten angeordneten Dichtstreifen.
Bei den bekannten und auf dem Markt erhältlichen Filtereinsätzen besteht
der Dichtstreifen aus dem Selben, steifen Filtervlies, aus dem auch
der Faltenbalg hergestellt ist, da dies eine gute Verträglichkeit
der Verbindung zwischen dem Faltenbalg und dem Dichtstreifen ergibt.
Für das
Filtervlies und für den
Dichtstreifen wird dabei typischerweise ein komprimierter, kalandrierter
Polyestervliesstoff verwendet.
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Um
eine zuverlässige
Abdichtung zwischen dem Filtereinsatz und einem beispielsweise in
einem Filterkasten angeordneten, den Filtereinsatz aufnehmenden
Filtersitz zu erreichen, ist darüber
hinaus bekannt, außen
auf dem steifen Dichtstreifen eine umlaufende Dichtung, beispielsweise
aus einem mit einer selbstklebenden Schicht versehenen, elastisch komprimierbaren
Schaumwerkstoff, wie etwa einem PU-Schaumwerkstoff, anzuordnen,
wobei eine irgend geartete Dichtung notwendig ist.
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Dabei
besteht beispielsweise im Bereich des Automobilbaus häufig das
Problem, dass der den Filtereinsatz aufnehmende Filterkasten bzw.
der Filtersitz in dem Filterkasten aufgrund der Vielzahl von im Motorraum
moderner Automobile angeordneten Aggregaten nicht frei zugänglich ist.
Um den Filtereinsatz in den Filtersitz im Filterkasten einsetzen
zu können,
muss dieser in vielen Anwendungsfällen in einer oder in mehreren
Richtungen deformiert, beispielsweise tordiert oder gebogen werden,
was schon beim Einbau zu Beschädigungen
führen
kann.
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Um
eine derartige Verformbarkeit des Filtereinsatzes zu erreichen,
ist es bekannt, den aus einem steifen Material bestehenden Dichtstreifen
auf der Außenseite
der beim Einsetzen auftretenden Krümmung an einer oder an mehreren
Stellen bis mindestens etwa zur Hälfte einzuschneiden. Die auf dem
Dichtstreifen angeordnete, beispielsweise aus einem mit einer Selbstklebeschicht
versehenen Schaumwerkstoff bestehende, um den Filtereinsatz umlaufende
Dichtung soll auch ein weiteres Einreißen der Einschnitte verhindern.
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Nachteilig
an den bekannten Filtereinsätzen ist,
dass das Einschneiden des Dichtstreifens einen zusätzlichen
Arbeitsschritt sowie Spezialwerkzeuge erfordert, welche beim Schneiden
des Filtervlieses einem hohen Verschleiß unterliegen. Darüber hinaus erfordert
die Anordnung der umlaufenden Dichtung ebenfalls einen zusätzlichen,
Kosten verursachenden Arbeitsschritt. Darüber hinaus besteht die Gefahr,
dass das typischerweise aus einem Faserfilz hergestellte Filtervlies
des den Faltenbalg versteifenden Dichtstreifens insbesondere im
Bereich der Einschnitte bei mehrfachem, je nach Einbausituation
erforderlichem Tordieren des Filtereinsatzes ausfranst oder reißt, so dass
der Filtereinsatz unbrauchbar wird. Darüber hinaus löst sich
bei den bekannten Filtereinsätzen
häufig
die umlaufende Dichtung, wodurch aufwändige Reinigungsarbeiten zum
Entfernen der Dichtungsreste im Bereich des Filterkastens entstehen.
Zudem verursacht die umlaufende Dichtung häufig das Problem, dass diese
beim Einsetzen des Filtereinsatzes in den Filterkasten wie ein Radiergummi
blockt, so dass insbesondere in Situationen, in denen wenig Zeit
zum Wechsel des Filtereinsatzes zur Verfügung steht, die Gefahr besteht,
die umlaufende Dichtung beim Einsetzen des Filtereinsatzes zu beschädigen oder
gar zu zerstören.
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Technische Aufgabe der
Erfindung:
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen in der Herstellung
und im Umgang verbesserten Filtereinsatz zu entwickeln, welcher
insbesondere leicht in den Filterkanal einsetzbar ist.
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Offenbarung der Erfindung
und deren Vorteile:
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Gelöst wird
die Aufgabe durch einen Filtereinsatz zum Einbau in einen Strömungskanal,
insbesondere in den Strömungskanal
eines Kraftfahrzeugs, mit einem aus einem zickzackförmig gefalteten
Filtervlies bestehenden Faltenbalg und wenigstens einem an wenigstens
einer quer zu den Falten des Faltenbalgs verlaufenden Längsseite
des Faltenbalgs angeordneten Dichtstreifen, wobei der Filtereinsatz
in der Draufsicht auf die Falten des Faltenbalgs rechteckig oder
quadratisch ist, wobei wenigstens statt einer der Ecken des Filtereinsatzes
derselbe unter Ausbildung wenigstens eines Fünfecks eine abgeschrägte Kante
aufweist und der Dichtstreifen aus einem mindestens um eine im Wesentlichen
parallel zu den Falten verlaufende Achse elastisch verformbaren
und eine flauschige Oberfläche
aufweisenden Material besteht.
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Der
erfindungsgemäße Filtereinsatz
weist gegenüber
dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass durch die Verwendung
eines im Wesentlichen rechteckförmigen oder
quadratischen Filtereinsatzes, dessen wenigstens eine der Ecken
unter Ausbildung wenigstens eines Fünfecks abgeschrägt ist sowie
aufgrund Verwendung eines elastisch verformbaren, flexiblen Materials
für den
Dichtstreifen auf Einschnitte am Dichtstreifen, insbesondere im
Bereich der Abschrägung,
verzichtet werden kann, ohne Einschränkungen beim Einsetzen eines
derartigen Filtereinsatzes in einen Filterkasten in Kauf nehmen
zu müssen.
Hierdurch werden aufwändige
und kostspielige Arbeitsschritte, wie etwa das Anordnen von Einschnitten
eingespart. Darüber
hinaus kann sich der Filtereinsatz beim Einsetzen nicht mehr verhaken, was
beim Stand der Technik häufig
im Bereich der Einschnitte erfolgt.
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Dadurch,
dass der Dichtstreifen aus einem eine flauschige Oberfläche aufweisenden
Material besteht, wird eine zuverlässige Abdichtung zwischen Filtersitz
und Filtereinsatz ohne zusätzliche,
umlaufende Dichtung, und um gleichzeitig eine leichte Einsetzbarkeit
des Filtereinsatzes in den Filterkasten oder den Filtersitz erreicht.
Indem auf die umlaufende Dichtung, wie beim Stand der Technik der
Fall, verzichtet werden kann, besteht auch nicht mehr die Gefahr
einer Ablösung
der Selben beim Austausch des Filtereinsatzes.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Dichtstreifen
aus einem voluminösen,
elastisch komprimierbaren Material besteht, um eine zuverlässige Abdichtung
zwischen Filtersitz und Filtereinsatz ohne zusätzliche, umlaufende Dichtung
zu erreichen. Indem auf die umlaufende Dichtung verzichtet werden
kann, besteht auch nicht mehr die Gefahr einer Ablösung derselben
beim Austausch des Filtereinsatzes.
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Eine
andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
der Dichtstreifen aus einem Volumenvliesstoff besteht. Im Gegensatz
zu einem komprimierten, kalandrierten Werkstoff weist ein Volumenvliesstoff
eine flauschige Oberfläche
auf, welche beim Kontakt mit einer glatten Wand nicht blockt. Darüber hinaus
ist der Volumenvliesstoff innerhalb gewisser Grenzen elastisch komprimierbar,
wodurch eine zuverlässige
Abdichtung zwischen Filtersitz und Filtereinsatz ohne zusätzliche,
umlaufende Dichtung erreicht wird. Der Volumenvliesstoff weist dabei
vorzugsweise ein Flächengewicht
von etwa 400 g/m2 auf.
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Eine
zusätzliche
Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Dichtstreifen aus
einem Polyestervliesstoff besteht. Da der Faltenbalg typischerweise
aus einem komprimierten, kalandrierten Polyestervliesstoff hergestellt
wird, wird durch Verwendung eines Polyestervliesstoffs, insbesondere
eines Polyestervolumenvliesstoffes, für den Dichtstreifen eine hohe
Verträglichkeit
der Verbindung zwischen Faltenbalg und Dichtstreifen erreicht. Darüber hinaus wird
so eine insbesondere beim Recycling besonders wichtige Sortenreinheit
der für
den Filtereinsatz verwendeten Materialien erreicht.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Dichtstreifen
mittels eines Polyolefinklebers mit dem Faltenbalg verklebt ist.
Ebenso kann der Filtereinsatz einen als Aktivkohlefilter ausgeführten Faltenbalg
umfassen, wie auch der Filtereinsatz einen als Feinstaubfilter ausgeführten Faltenbalg
umfass kann.
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Eine
vorteilhafte, zusätzliche
Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Filtereinsatz mindesten
zwei in Strömungsrichtung
hintereinander angeordnete Faltenbalge umfasst, beispielsweise mindestens
einen als Staub- oder Feinstaubfilter ausgeführten und mindestens einen
als Aktivkohlefilter ausgeführten
Faltenbalg.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung,
in der zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Filtereinsatz,
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2 eine
Seitenansicht des in 1 dargestellten Filtereinsatzes
vom linken Blattrand aus,
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3 eine
Seitenansicht des in 1 dargestellten Filtereinsatzes
vom unteren Blattrand aus,
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4 einen
Schnitt durch den in 1 dargestellten Filtereinsatz
entlang der Schnittlinie A-A,
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5 eine
Detailansicht des in 4 mit 'X' gekennzeichneten
Ausschnitts des Faltenbalgs des erfindungsgemäßen Filtereinsatzes, sowie
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6 eine
Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Filtereinsatzes.
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Wege zur Ausführung der
Erfindung:
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Ein
in 1 dargestellter Filtereinsatz 10 besteht
im Wesentlichen aus einem Faltenbalg 1 mit längs verlaufenden,
zickzackförmig
gelegten Falten 2 und einem um die mindestens die Stirn- 14 und
die Längsseiten 3 umfassenden
Schmalseiten des Faltenbalgs 1 herum angeordneten Dichtstreifen 4.
In der Draufsicht auf die Falten 2 des Faltenbalgs 1 ist der
Filtereinsatz 10 im Wesentlichen rechteckförmig oder
quadratisch gestaltet; im gezeigten Beispiel der 1 weist
der Filtereinsatz 10 statt einer der Ecken des Grundrechtecks
oder Grundquadrats unter Ausbildung eines Fünfecks eine abgeschrägte Kante 4 auf
zwecks Anpassung an spezifische Filtergehäuse. Damit stellt der Filtereinsatz 10 im
gezeigten Beispiel ein Fünfeck
dar.
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Der
Faltenbalg 1 besteht, wie dem in 5 vergrößert dargestellten
Detail 'X' aus 4 entnehmbar
ist, aus einem zickzackförmig
gefalteten Filtervlies 6. Das Filtervlies 6 besteht
dabei vorzugsweise aus einem komprimierten, kalandrierten Polyestervliesstoff.
Der Dichtstreifen 4 entspricht in seiner Höhe h in
etwa der Dicke d des Faltenbalgs 1, so dass die einzelnen
Falten 2 des zickzackförmig
gefalteten Filtervlies 6 in etwa bündig mit dem Dichtstreifen 4 abschließen.
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Der
Dichtstreifen kann dabei, wie in 1 dargestellt,
als einteilig umlaufender Dichtstreifen 4, oder wie in 6 dargestellt,
als ein aus mehreren, entlang der Stirnseite 14' und den Längsseiten 3' angeordneten
Segmenten 7', 7'', 7''' zusammengesetzter
Dichtstreifen 4' ausgeführt sein.
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Durch
Verwendung eines elastisch verformbaren Materials für den Dichtstreifen 4, 4' ist der Filtereinsatz 10, 10' wie in 3 durch
die Pfeile P angedeutet um eine in den 1 und 6 dargestellte,
im Wesentlichen parallel zu den Falten 2, 2' verlaufende
Achse 5, 5' elastisch
biegsam. Der Dichtstreifen 4, 4' besteht aus einem Polyestervliesstoff, der
im Gegensatz zu dem für
den Faltenbalg 1 vorzugsweise verwendeten, komprimierten,
kalandrierten Polyestervliesstoff als Volumenvliesstoff mit einer flauschigen
Oberfläche
ausgeführt
ist. Der Polyestervliesstoff des Dichtstreifens 4, 4' ist, innerhalb
gewisser durch die Stabilität
des Faltenbalgs 1, 1' vorgegebener Grenzen, elastisch
komprimierbar, so dass ein sicherer und dichter Sitz in einem nicht
dargestellten, den Filtereinsatz 10, 10' aufnehmenden Filtersitz
möglich
ist. Dadurch kann gegenüber
dem Stand der Technik auf eine umlaufende Dichtung verzichtet werden.
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Durch
die flauschige Oberfläche
blockiert der Dichtstreifen 4 beim Einsetzen in den Filtersitz
oder Filterkanal nicht, wodurch Montage und Austausch eines derartigen
Filtereinsatzes verbessert werden, auch wenn der Filterkanal schlecht
zugänglich
sein sollte. Der Polyestervliesstoff des Dichtstreifens 4, 4' weist vorzugsweise
ein Flächengewicht
von etwa 400 g/m2 auf.
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Dadurch,
dass das Filtervlies 6 des Faltenbalgs 1 und der
Dichtstreifen 4 beide aus einem zwar unterschiedlich verarbeitetem
Polyestervliesstoff bestehen, ist eine hohe Verträglichkeit
der Verbindung zwischen dem Faltenbalg 1 und dem Dichtstreifen 4 sichergestellt.
Darüber
hinaus wird so eine insbesondere beim Recycling besonders wichtige
Sortenreinheit der für
den Filtereinsatz verwendeten Materialien erreicht. Die Verbindung
zwischen dem Faltenbalg 1, 1' und dem Dichtstreifen 4, 4' erfolgt unter
Verwendung eines Polyolefinklebers 9, 9' (1 und 5). Ebenso
ist denkbar, den Faltenbalg 1 und den Dichtstreifen 4 durch
Ultraschallschweißen
oder ein beliebiges anderes, für
die verwendeten Materialien geeignetes Verbindungsverfahren miteinander
zu verbinden.
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Der
Filtereinsatz 10, 10' des gezeigten Beispiels wird mit
seiner die den Stumpfen Winkel einnehmenden Stirnseite 14, 14' voraus in den
Filtersitz eines nicht dargestellten Filterkastens durch eine verschließbare Öffnung quer
zur Strömungsrichtung in
einem den Filterkasten umfassenden Strömungskanal eingeschoben (1 und 5).
Zur besseren Abdichtung der verschließbaren Öffnung weist der Filtereinsatz 10, 10' an seiner der
Stirnseite 14, 14' abgewandten
Schmalseite 13, 13' einen
den Dichtstreifen 4, 4' überragenden Vliesstoffstanzling 11, 11' auf, welcher
an die Einbausituation und insbesondere an die Verschlussmittel
der verschließbaren Öffnung angepasste
Ausnehmungen 12 aufweist (2). Der
Vliesstoffstanzling 11 ist an der der Stirnseite 14 abgewandten
Schmalseite 13 durch Anschmelzen des Vliesstoffs befestigt.
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Besonders
hervorzuheben ist, dass das Filtervlies 6 des Faltenbalgs 1, 1' wahlweise auch
als Aktivkohlefiltervlies ausgeführt
sein kann. Grundsätzlich
ist dabei auch denkbar, dass der erfindungsgemäße Filtereinsatz zwei oder
mehrere, in Strömungsrichtung
hintereinander angeordnete Faltenbalge aufweist, wobei die einzelnen
Faltenbalge unterschiedliche Funktionen aufweisen können, wie
etwa eine Grobfilterung im in Strömungsrichtung ersten Faltenbalg,
gefolgt von einer Feinstaubfilterung im in Strömungsrichtung zweiten Faltenbalg,
sowie einem als Aktivkohlefilter zur Filtration von Gerüchen ausgeführten, in
Strömungsrichtung
dritten Faltenbalg.
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Gewerbliche Anwendbarkeit:
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Die
Erfindung ist insbesondere im Bereich der Filter- und Klimatechnik
sowie bei der Luftaufbereitung, insbesondere beispielsweise auf
dem Gebiet der Innenraumfilter für
KFZ gewerblich anwendbar.
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- 1,
1'
- Faltenbalg
- 2,
2'
- Falten
- 3,
3'
- Längsseite
- 4,
4'
- Dichtstreifen
sowie abgeschrägte
Kante
- 5,
5'
- Achse
- 6
- Filtervlies
- 7', 7'', 7'''
- Segment
- 9,
9'
- Polyolefinkleber
- 10,
10'
- Filtereinsatz
- 11,
11'
- Vliesstoffstanzling
- 12
- Ausnehmung
- 13,
13'
- Schmalseite
- 14,
14'
- Stirnseite
- d
- Dicke
des Faltenbalgs
- h
- Höhe des Dichtstreifens
- X
- Detailausschnitt
- A-A
- Schnittlinie
- P
- Pfeil
(Biegerichtung)