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WO2018137813A1 - Filterelement mit optimierter strömungsführung - Google Patents

Filterelement mit optimierter strömungsführung Download PDF

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WO2018137813A1
WO2018137813A1 PCT/EP2017/080710 EP2017080710W WO2018137813A1 WO 2018137813 A1 WO2018137813 A1 WO 2018137813A1 EP 2017080710 W EP2017080710 W EP 2017080710W WO 2018137813 A1 WO2018137813 A1 WO 2018137813A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
filter
filter element
guide rib
recess
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2017/080710
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Schmid
Timo Dirnberger
Andreas Weber
Markus SCHMIDL
Christoph Goldbrunner
Markus Hanselmann
Günter Görg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mann and Hummel GmbH
Original Assignee
Mann and Hummel GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mann and Hummel GmbH filed Critical Mann and Hummel GmbH
Priority to CN201780085114.2A priority Critical patent/CN110214044B/zh
Publication of WO2018137813A1 publication Critical patent/WO2018137813A1/de
Priority to US16/524,248 priority patent/US11020701B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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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
    • B01D46/52—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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B01D46/0001—Making filtering elements
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D46/0041—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with flow guiding by feed or discharge devices for feeding
    • B01D46/0043—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with flow guiding by feed or discharge devices for feeding containing fixed gas displacement elements or cores
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    • B01D46/0047—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with flow guiding by feed or discharge devices for discharging the filtered gas
    • B01D46/0049—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with flow guiding by feed or discharge devices for discharging the filtered gas containing fixed gas displacement elements or cores
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D46/521—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material
    • B01D46/522—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material with specific folds, e.g. having different lengths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2275/00—Filter media structures for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2275/20—Shape of filtering material
    • B01D2275/206—Special forms, e.g. adapted to a certain housing

Definitions

  • the invention relates to a filter element with optimized flow guidance.
  • the invention further relates to an air filter with such a filter element and a method for producing such a filter element.
  • WO 2013/104794 A1 discloses an air filter with a housing and an air filter element.
  • the air filter element comprises an air filter medium in the form of a bellows with folded leaves. As a result, an enlargement of the filter surface is effected.
  • the air filter guide ribs may be arranged.
  • the guide ribs may be arranged adjacent to the fold sheets. To make optimum use of the available space, the folds have a different length.
  • the air flow between inlet and outlet along a streamline is guided only by one fold sheet or a few fold sheets, which has a reducing effect on the filter effect.
  • the disadvantage is that the filter element can be used in low installation spaces only with a deteriorated flow guidance and filtering effect.
  • Another disadvantage is the complex production of different length wrinkles. It is therefore an object of the invention to provide a compact, structurally simple filter element, which allows a good flow guidance and an increased filter effect. It is a further object of the invention to provide an air filter with such a filter element. It is another object of the invention to provide a method for producing such a filter element.
  • the filter element according to the invention for an air filter comprises a filter bellows with a multiply folded filter medium.
  • a recess for receiving a first guide rib of the air filter is arranged in the filter bellows.
  • the recess is at least partially curved in its longitudinal extent, that is bent, formed.
  • a guide rib can be introduced into the recess of the filter bellows in order to guide the air flow in a controlled manner through the filter medium.
  • the air flow can thereby be aligned substantially perpendicular to the fold sheets.
  • the air flow along the guide rib can be advantageously guided through all the fold sheets. By this flow guidance, the filter effect can be significantly increased.
  • the improved flow guidance also allows the saving of space, especially for those cases where only low installation spaces are available.
  • the curved recess allows a guide rib to be accommodated with a very low aerodynamic drag in a structurally very simple manner, since the length of the folds leaves, i. H. the density of the bellows, can be left uniform.
  • An advantageous embodiment of the filter element according to the invention is characterized in that the recess is arranged continuously from one side surface of the filter element to another side surface of the filter element.
  • the air on the path between the inlet and the outlet can be guided along completely along a guide rib, which can be arranged in the recess.
  • An advantageous embodiment of the filter element according to the invention is characterized in that the recess completely divides the filter medium of the filter bellows into at least two filter medium bodies.
  • the filter medium bodies are connected together.
  • the recess can be easily produced by the division of the filter medium into two filter medium body.
  • the filter medium bodies can be removed together from the air filter when they are connected to one another, for example for an exchange of the filter medium.
  • connection of the two filter medium body can be done here, for example by polyurethane foam.
  • An advantageous embodiment of the filter element according to the invention is characterized in that the filter medium body are connected via at least one sealing strip of the filter element.
  • it can be effected by the sealing strip that no unfiltered air can escape between the filter medium bodies.
  • An advantageous embodiment of the filter element according to the invention is characterized in that the filter element is cuboidal.
  • a cuboid filter medium can be particularly easily installed in a typical filter housing by its shape.
  • the air filter according to the invention comprises a housing and an inventive filter element arranged at least partially in the housing.
  • the air filter on a first guide rib.
  • the first guide rib partially or completely dips into the recess of the filter element.
  • the filter medium is thus arranged along both sides of the first guide rib.
  • the first fin allows control of the direction of air flow between inlet and outlet.
  • the air flow through the arranged in the recess first guide rib can be passed through all filter sheets.
  • An advantageous embodiment of the air filter according to the invention is characterized in that the housing has a second guide rib, which is opposite to the first guide rib and immersed in the recess.
  • the control of the air flow is further improved by the second guide rib, which is arranged in particular above the first guide rib.
  • the second guide rib can better prevent the escape of unfiltered air from the area of the controlled air flow.
  • the first guide rib and / or the second guide rib can be formed in one piece with another part of the housing.
  • the first guide rib may be formed integrally with a lower housing and / or the second guide rib may be formed integrally with a housing cover.
  • An advantageous embodiment of the air filter according to the invention is characterized in that the second guide rib is connected to the first guide rib.
  • the free end of the first guide rib is connected to the free end of the second guide rib.
  • a connection between the first guide rib and the second guide rib prevents air between the guide ribs from being able to escape from the region of the controlled air flow.
  • a filter bellows is provided in a first method step.
  • the recess is formed in the filter bellows by a computer-controlled (CNC) separation process.
  • CNC computer-controlled
  • the recess is formed curved at least in sections by the separation process.
  • the recess can be formed with a saw.
  • a further / further method step (s) can be carried out.
  • the recess can be produced in the filter bellows in a simple manner by the separation process.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that the separation process is carried out in the form of a computer-aided beam cutting method.
  • a computer-assisted jet cutting method it is advantageously possible to achieve a high degree of precision in the shaping of the filter element according to the invention.
  • the jet cutting method may be performed in the form of a water jet cutting method or a laser beam cutting method.
  • FIG. 9 is a plan view of the air filter according to the invention in the second embodiment.
  • FIG. 1 shows the housing cover of an air filter according to the invention, a filter element according to the invention and a lower housing of the air filter in a third embodiment
  • Fig. 12 is a plan view of the air filter according to the invention in the third embodiment
  • Fig. 13 shows a cross section through the air filter according to the invention in the third
  • FIG. 14 shows a contact area between two guide ribs and a sealing strip in cross section in the air filter in the third embodiment
  • FIG. 15 shows a housing cover of an air filter according to the invention, a filter element according to the invention and a lower housing of the invention
  • Fig. 16 is a plan view of the air filter in the fourth embodiment
  • Fig. 17 is a sectional view of the air filter in the fourth embodiment
  • FIG. 18 shows a separation area between a guide rib and a weather strip in cross section in the air filter in the fourth embodiment
  • FIG. and FIG. 19 schematically shows a method for producing a filter element.
  • the air filter 1 10 has a housing 112 with a housing cover 114 and a lower housing 116. On the housing cover 1 14, an outlet 120 is arranged. On a side surface of the lower case 116, an inlet 122 to a chamber (not shown in the figure) is disposed in the air cleaner 110.
  • the inlet 122 is arranged on a side wall of the lower housing 1 16. At the inlet 122 may be a valve or an adjustable Be arranged opening.
  • the lower housing 1 16 has at the upper end a border 124.
  • the housing cover 1 14 has at its lower end a border 126.
  • the terms above and below are defined in particular by the fact that the housing cover 1 14 is arranged on the lower housing 16 and thus above the lower housing 16.
  • the bottom of the lower housing 16 is defined as the lower side surface of the lower housing 16.
  • FIG. 2 shows the lower housing 1 16, the housing cover 1 14 and an inventive filter element 210 of the air filter 1 10 each separately.
  • the filter element 210 is cuboidal.
  • a guide rib 212 is arranged at the bottom on the inside of the lower housing 1 16 . This has a curvature along a horizontal cross section through the chamber 222. So it does not run straight, but in the form of a curve.
  • a portion 226 at the one end of the guide rib 212 is disposed in the extension of the longitudinal axis of the inlet 122. This section 226 is arranged such that the air flow after entering through the inlet 122 in a straight line movement wholly or partially strikes the guide rib 212.
  • the other end 228 of the guide rib 212 is disposed below and to the side of the outlet 120 such that the air flow or the portion of the air flow that has hit the guide rib 212 after entering through the inlet 122, along the guide rib 212 in the direction to the Outlet 120 is directed.
  • the filter element 210 has a filter medium 214.
  • the filter medium 214 has a recess 216. In this recess 216, the guide rib 212 can be inserted positively, when the filter element 210 is placed on the lower housing 1 16.
  • the filter medium 214 is folded several times and formed in the form of a filter bellows 224 with folding blades 218. The airflow passes through the filter media 214 as it is directed along the guide rib 212 from the inlet 122 to the outlet 120.
  • FIG. 3 shows a plan view of the air filter 1 10.
  • the inlet 122 has a longitudinal axis 310 and the outlet 120 has a longitudinal axis 312.
  • the flow 314 of the air into the inlet 122 and out the outlet 120 is indicated by thick black arrows.
  • 4 shows a cross section through the air filter 1 10 along the line AA 'in Figure 3.
  • the guide rib 212 is positively inserted into the filter medium 214.
  • the filter medium 214 is disposed along both sides and above the guide rib 212.
  • At the upper edge of the lower housing 1 16 a sealing edge 410 is arranged.
  • the border 126 of the housing cover 1 14 is arranged on the border 124 of the lower housing 1 16 in the contact region 412.
  • FIG. 6 shows the air filter 110 in a side view.
  • FIG. 10 A second embodiment of the air filter 110 according to the invention is shown isometrically in FIG.
  • the air filter 1 10 has on the housing cover 114 on a second guide rib 710.
  • This second guide rib 710 is designed in the form of a notch in the housing hood 1 14. It runs at least in sections above and parallel to a first guide rib 212 (see FIG. 10). Further, it may be disposed with one end at the outlet 120.
  • the filter element 210 has a filter medium 214.
  • the filter medium 214 has an upwardly directed second recess 810. In this second recess 810 can the second Leitnppe 710, in particular at least partially, are positively inserted when the filter element 210 is placed on the lower housing 1 16.
  • FIG. 9 shows a plan view of the second embodiment of the air filter 110.
  • the second guide rib 710 is disposed above the first guide rib 212 and with a horizontal offset to this guide rib 212. Furthermore, the second guide rib 710, in particular at least partially positive fit, is inserted into the filter medium 214. The filter medium 214 is disposed along both sides and below the guide rib 710.
  • the air filter 1 10 in turn has on the housing cover 1 14 a second guide rib 710.
  • This second guide rib 710 is in the form of a notch in the housing cover 1 14. It runs above and at least in sections parallel to the first guide rib 212. Furthermore, it is preferably arranged with one end at the outlet 120.
  • the filter element 210 has a first filter medium body 1110 and a second filter medium body 1112.
  • the guide rib 212 has a recess 1116 in a portion at its end which is disposed at the inlet 122.
  • the sealing strip 1 1 14 extends at least in sections parallel to the guide rib 212 and the second guide rib 710.
  • FIG. 12 shows a plan view of the third embodiment of the air filter 110.
  • FIG. 13 shows a cross section through the third embodiment of the air filter 1 10 along the line CC 'in Figure 9.
  • the second guide rib 710 is arranged on the sealing strip 1 1 14 airtight.
  • the first guide rib 212 is sealingly arranged on the sealing strip 11.
  • the contact area 1310 is shown enlarged.
  • FIG. 15 shows the lower housing 1 16 and the housing cover 1 14 of the air filter 1 10 and the filter element 210 in a fourth embodiment in each case separately.
  • the filter element 210 in turn has a first Filtermediumkorper 1 1 10 and a second Filtermediumkorper 1 1 12. Between the first Filtermediumkorper 1 1 10 and the second Filtermediumkorper 1 1 12 a sealing strip 1 1 14 is arranged airtight.
  • the sealing strip 1 1 14 extends above and in sections parallel to the guide rib 212.
  • FIG. 16 shows a plan view of the fourth embodiment of the air filter 110.
  • FIG. 17 shows a cross section through the fourth embodiment of the air filter 1 10 along the line DD 'in Figure 16.
  • a gap-shaped cavity 1712 is formed between the sealing strip 1 1 14 and the first guide rib 212.
  • the first Filtermediumkorper 1 1 10 and the second Filtermediumkorper 1 1 12 are arranged along each side of the guide rib 212, the opening 1712 and the sealing strip 1 1 14. Both sides of the opening 1712 are in this case completely covered by a respective Filtermediumkorper 1 1 10, 1 1 12.
  • the first Filtermediumkorper 1 1 10 and the second Filtermediumkorper 1 12 are each airtight to the sealing strip 1 1 14 arranged.
  • FIG. 18 shows the separation area 1710 in greater detail.
  • the contaminated air is drawn into chamber 222 through inlet 122 (see FIG. 2) of the air filter.
  • the guide rib 212 This takes place in a section 226, which is arranged in the extension of the longitudinal axis 310 (see FIG. 3) of the inlet 122.
  • the air flow is guided along the guide rib 212 and thus through the filter medium 214 and the first Filtermediumkorper 1 1 10 therethrough.
  • the filtered air reaches the end 228 of the guide rib 212, which is arranged at the outlet 120, from where it is fed to the outlet 120 and exits from the chamber 222.
  • a filter bellows 224 is provided in a method step A.
  • a first recess 216 in particular a second recess 810, is formed.
  • the method step B is preferably carried out by a computer-controlled sawing, milling, and / or jet cutting method.
  • the invention relates in summary to a filter element 210 with optimized flow guidance. Furthermore, the invention relates to an air filter 1 10 with a housing 1 12. In the housing 1 12, the filter element 210 according to the invention is wholly or partially arranged or can be arranged.
  • the filter element 210 according to the invention for an air filter 10 comprises a filter bellows 224 with a multiply folded filter medium 214.
  • a recess 216 for receiving a first guide rib 212 of the air filter 110 is arranged in the filter bellows 224.
  • the recess 216 is at least partially curved in its longitudinal extent.
  • the invention also relates to a method for producing a filter element 210 according to the invention.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filterelement (210) mit optimierter Strömungsführung. Ferner betrifft die Erfindung einen Luftfilter (110) mit einem Gehäuse (112). In dem Gehäuse (112) ist das erfindungsgemäße Filterelement (210) ganz oder teilweise angeordnet bzw. anordenbar. Das erfindungsgemäße Filterelement (210) für einen Luftfilter (110) umfasst einen Filterbalg (224) mit einem mehrfach gefalteten Filtermedium (214). In dem Filterbalg (224) ist eine Ausnehmung (216) zur Aufnahme einer ersten Leitrippe (212) des Luftfilters (110) angeordnet. Hierbei ist die Ausnehmung (216) in ihrer Längs- erstreckung zumindest abschnittsweise gekrümmt ausgebildet. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Filterelements (210).

Description

Beschreibung
Filterelement mit optimierter Strömungsführung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Filterelement mit optimierter Strömungsführung. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Luftfilter mit einem solchen Filterelement und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Filterelements.
Stand der Technik
Die WO 2013/104794 A1 offenbart einen Luftfilter mit einem Gehäuse und einem Luftfilterelement. Das Luftfilterelement umfasst ein Luftfiltermedium in Form eines Faltenbalgs mit Faltenblättern. Hierdurch wird eine Vergrößerung der Filterfläche bewirkt. In dem Luftfilter können Leitrippen angeordnet sein. Die Leitrippen können benachbart zu den Faltenblättern angeordnet sein. Um den vorhandenen Bauraum optimal auszunutzen, weisen die Faltenblätter eine unterschiedliche Länge auf.
Nachteilig wird der Luftstrom zwischen Einlass und Auslass entlang einer Stromlinie je- weils nur durch ein Faltenblatt oder wenige Faltenblätter geführt, was sich auf die Filterwirkung reduzierend auswirkt. Nachteilig lässt sich das Filterelement in niedrigen Bauräumen nur mit einer verschlechterten Strömungsführung und Filterwirkung verwenden. Nachteilig ist ferner die aufwändige Herstellung unterschiedlich langer Faltenblätter. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein kompaktes, konstruktiv einfaches Filterelement bereitzustellen, welches eine gute Strömungsführung und eine erhöhte Filterwirkung ermöglicht. Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, einen Luftfilter mit einem solchen Filterelement bereitzustellen. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Filterelements bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch ein Filterelement gemäß Anspruch 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Luftfilter weist die in Anspruch 6 angegebenen Merkmale auf. Die Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Anspruch 9 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweils rückbezogenen Unteransprüchen. Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Filterelement für einen Luftfilter umfasst einen Filterbalg mit einem mehrfach gefalteten Filtermedium. In dem Filterbalg ist eine Ausnehmung zur Aufnahme einer ersten Leitrippe des Luftfilters angeordnet. Hierbei ist die Ausnehmung in ihrer Längserstreckung zumindest abschnittsweise gekrümmt, das heißt gebogen, ausgebildet. Vorteilhaft kann eine Leitrippe in die Ausnehmung des Filterbalgs eingeführt werden, um die Luftströmung kontrollierter durch das Filtermedium zu führen. Vorteilhaft kann hierdurch die Luftströmung im Wesentlichen senkrecht zu den Faltenblättern ausgerichtet werden. Hierdurch kann der Luftstrom entlang der Leitrippe vorteil- haft durch alle Faltenblätter geführt werden. Durch diese Strömungsführung kann die Filterwirkung wesentlich erhöht werden. Die verbesserte Strömungsführung ermöglicht außerdem die Einsparung an Bauraum, insbesondere für die Fälle, bei denen nur niedrige Bauräume zur Verfügung stehen. Die kurvenförmig verlaufende Ausnehmung ermöglicht eine Aufnahme einer Leitrippe bei sehr geringem Luftwiderstand auf kon- struktiv sehr einfache Art und Weise, da die Länge der Faltenblätter, d. h. die Dichte des Faltenbalgs, gleichmäßig belassen werden kann.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelements ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung durchgängig von einer Seitenfläche des Filter- elements zu einer anderen Seitenfläche des Filterelements angeordnet ist. Vorteilhaft kann hierdurch die Luft auf der Strecke zwischen Einlass und Auslass vollständig entlang einer Leitrippe entlanggeführt werden, welche in der Ausnehmung angeordnet werden kann. Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelements ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung das Filtermedium des Filterbalgs vollständig in zumindest zwei Filtermediumkörper teilt. Hierbei sind die Filtermediumkörper miteinander verbunden. Vorteilhaft kann durch die Teilung des Filtermediums in zwei Filtermediumkörper die Ausnehmung leicht hergestellt werden. Vorteilhaft lassen sich die Filtermediumkörper gemeinsam aus dem Luftfilter entfernen, wenn sie miteinander verbunden sind, zum Beispiel für einen Austausch des Filtermediums. Die Verbindung der beiden Filtermediumkörper kann hierbei zum Beispiel durch Polyurethan-Schaum erfolgen. Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelements ist dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermediumkörper über zumindest einen Dichtungsstreifen des Filterelements verbunden sind. Vorteilhaft kann durch den Dichtungsstreifen bewirkt werden, dass keine ungefilterte Luft zwischen den Filtermediumkörpern entweichen kann.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelements ist dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement quaderförmig ausgebildet ist. Vorteilhaft lässt sich ein quaderförmiges Filtermedium durch seine Form besonders leicht in ein typisches Filtergehäuse einbauen.
Der erfindungsgemäße Luftfilter umfasst ein Gehäuse und ein zumindest teilweise im Gehäuse angeordnetes erfindungsgemäßes Filterelement. Hierbei weist der Luftfilter eine erste Leitrippe auf. Die erste Leitrippe taucht teilweise oder vollständig in die Aus- nehmung des Filterelements ein. Das Filtermedium ist also entlang beider Seiten der ersten Leitrippe angeordnet. Vorteilhaft ermöglicht die erste Leitrippe die Kontrolle der Richtung des Luftstroms zwischen Einlass und Auslass. Vorteilhaft kann der Luftstrom durch die in der Ausnehmung angeordnete erste Leitrippe durch alle Filterblätter hindurchgeführt werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftfilters ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine zweite Leitrippe aufweist, die der ersten Leitrippe gegenüberliegt und in die Ausnehmung eintaucht. Vorteilhaft wird durch die zweite Leitrippe, welche insbesondere oberhalb der ersten Leitrippe angeordnet ist, die Kontrolle des Luftstroms weiter verbessert. Durch die zweite Leitrippe kann ein Entweichen ungefilterter Luft aus dem Bereich der kontrollierten Luftströmung besser verhindert werden.
Um den Luftfilter gleichzeitig stabil und konstruktiv einfach auszubilden, kann/können die erste Leitrippe und/oder die zweite Leitrippe einteilig mit einem weiteren Teil des Gehäuses ausgebildet sein. Insbesondere können die erste Leitrippe einteilig mit einem Untergehäuse und/oder die zweite Leitrippe einteilig mit einer Gehäusehaube ausgebildet sein. Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftfilters ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leitrippe mit der ersten Leitrippe verbunden ist. Insbesondere ist das freie Ende der ersten Leitrippe mit dem freien Ende der zweiten Leit- rippe verbunden. Vorteilhaft wird durch eine Verbindung zwischen der ersten Leitrippe und der zweiten Leitrippe verhindert, dass Luft zwischen den Leitrippen hindurch aus dem Bereich der kontrollierten Luftströmung entweichen kann. Weiterhin wird das Gehäuse durch die miteinander verankerten Leitrippen mechanisch stabilisiert. In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Filterelements wird in einem ersten Verfahrensschritt ein, insbesondere quaderförmiger, Filterbalg bereitgestellt. In einem zweiten Verfahrensschritt wird durch ein computergesteuertes (CNC) Trennverfahren die Ausnehmung im Filterbalg ausgebildet. Hierbei wird durch das Trennverfahren die Ausnehmung zumindest abschnittweise gekrümmt ausgebildet. Die Ausnehmung kann mit einer Säge ausgebildet werden. Vor, nach und/oder zwischen den beiden Verfahrensschritten kann/können ein weiterer/weitere Verfahrensschritt(e) durchgeführt werden. Vorteilhaft lässt sich durch das Trennverfahren die Ausnehmung im Filterbalg in einfacher Weise herstellen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Trennverfahren in Form eines computergestützten Strahlschneidverfahrens durchgeführt wird. Durch ein computergestütztes Strahlschneidverfahren lässt sich vorteilhaft eine hohe Präzision bei der Formgebung des erfindungsgemäßen Filterelements erzielen. Das Strahlschneidverfahren kann in Form eines Wasserstrahlschneidverfahrens oder Laserstrahlschneidverfahrens durchgeführt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden de- taillierten Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele der Erfindung, aus den Patentansprüchen sowie anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt. Die verschiedenen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein. Die in der Zeichnung gezeigten Merkmale sind derart dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten deutlich sichtbar gemacht werden können. nung zeigen:
Eine isometrische Darstellung eines erfindungsgemäßen Luftfilters in einer ersten Ausführungsform; eine Gehäusehaube des erfindungsgemäßen Luftfilters, ein erfindungsgemäßes Filterelement in zwei verschiedenen Ansichten und ein Untergehäuse des Luftfilters; eine Aufsicht auf den erfindungsgemäßen Luftfilter; einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Luftfilter; den Kontaktbereich zwischen Gehäusehaube und Untergehäuse im Querschnitt; eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Luftfilters; eine isometrische Darstellung eines erfindungsgemäßen Luftfilters in einer zweiten Ausführungsform; die Gehäusehaube des Luftfilters, ein erfindungsgemäßes Filterelement in zwei verschiedenen Ansichten und ein Untergehäuse des erfindungsgemäßen Luftfilters in der zweiten Ausführungsform;
Fig. 9 eine Aufsicht auf den erfindungsgemäßen Luftfilter in der zweiten Ausführungsform;
Fig. 10 einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Luftfilter in der zweiten
Ausführungsform; Fig. 1 1 die Gehäusehaube eines erfindungsgemäßen Luftfilters, ein erfindungsge- mäßes Filterelement und ein Untergehäuse des Luftfilters in einer dritten Ausführungsform; Fig. 12 eine Aufsicht auf den erfindungsgemäßen Luftfilter in der dritten Ausführungsform;
Fig. 13 einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Luftfilter in der dritten
Ausführungsform;
Fig.14 einen Kontaktbereich zwischen zwei Leitrippen und einem Dichtungsstreifen im Querschnitt in dem Luftfilter in der dritten Ausführungsform;
Fig. 15 eine Gehäusehaube eines erfindungsgemäßen Luftfilters, ein erfindungs- gemäßes Filterelement und ein Untergehäuse des erfindungsgemäßen
Luftfilters in einer vierten Ausführungsform;
Fig. 16 eine Aufsicht auf den Luftfilter in der vierten Ausführungsform; Fig. 17 einen Querschnitt durch den Luftfilter in der vierten Ausführungsform;
Fig. 18 einen Trennbereich zwischen einer Leitrippe und einem Dichtungsstreifen im Querschnitt in dem Luftfilter in der vierten Ausführungsform; und Fig. 19 schematisch ein Verfahren zur Herstellung eines Filterelements.
Ausführungsformen der Erfindung
Ein erfindungsgemäßer Luftfilter 110 ist in Figur 1 isometrisch dargestellt. Der Luftfilter 1 10 weist ein Gehäuse 112 mit einer Gehäusehaube 114 und einem Untergehäuse 116 auf. An der Gehäusehaube 1 14 ist ein Auslass 120 angeordnet. An einer Seitenfläche des Untergehäuses 1 16 ist ein Einlass 122 zu einer Kammer (in der Figur nicht gezeigt) in dem Luftfilter 1 10 angeordnet. Der Einlass 122 ist an einer Seitenwand des Untergehäuses 1 16 angeordnet. An dem Einlass 122 kann ein Ventil oder eine einstellbare Öffnung angeordnet sein. Das Untergehäuse 1 16 weist am oberen Ende eine Umrandung 124 auf. Auch die Gehäusehaube 1 14 weist an ihrem unteren Ende eine Umrandung 126 auf. Die Begriffe oben und unten sind insbesondere dadurch festgelegt, dass die Gehäusehaube 1 14 auf dem Untergehäuse 1 16 und damit oberhalb des Unter- gehäuses 1 16 angeordnet ist. Damit ist insbesondere auch der Boden des Untergehäuses 1 16 als die untere Seitenfläche des Untergehäuses 1 16 festgelegt.
Die Figur 2 zeigt das Untergehäuse 1 16, die Gehäusehaube 1 14 und ein erfindungsgemäßes Filterelement 210 des Luftfilters 1 10 jeweils separat. Das Filterelement 210 ist quaderförmig ausgebildet. An dem Boden auf der Innenseite des Untergehäuses 1 16 ist eine Leitrippe 212 angeordnet. Diese weist eine Krümmung entlang eines horizontalen Querschnitts durch die Kammer 222 auf. Sie verläuft also nicht geradlinig, sondern in Form einer Kurve. Ein Abschnitt 226 an dem einen Ende der Leitrippe 212 ist in der Verlängerung der Längsachse des Einlasses 122 angeordnet. Dieser Abschnitt 226 ist dabei derart angeordnet, dass der Luftstrom nach dem Eintritt durch den Einlass 122 bei geradliniger Bewegung ganz oder teilweise auf die Leitrippe 212 trifft.
Das andere Ende 228 der Leitrippe 212 ist derart unterhalb und seitlich des Auslasses 120 angeordnet, dass der Luftstrom oder der Teil des Luftstroms, welcher nach Eintritt durch den Einlass 122 auf die Leitrippe 212 getroffen ist, an der Leitrippe 212 entlang in die Richtung zu dem Auslass 120 gelenkt wird.
Das Filterelement 210 weist ein Filtermedium 214 auf. Das Filtermedium 214 weist eine Ausnehmung 216 auf. In diese Ausnehmung 216 kann die Leitrippe 212 formschlüssig eingeführt werden, wenn das Filterelement 210 auf das Untergehäuse 1 16 aufgesetzt wird. Das Filtermedium 214 ist mehrfach gefaltet und in Form eines Filterbalges 224 mit Faltenblättern 218 ausgebildet. Der Luftstrom durchströmt das Filtermedium 214 während er entlang der Leitrippe 212 von dem Einlass 122 zu dem Auslass 120 gelenkt wird.
Das Filterelement 210 weist außerdem eine Dichtungsumrandung 220 auf. Die Figur 3 zeigt eine Aufsicht auf den Luftfilter 1 10. Der Einlass 122 weist eine Längsachse 310 und der Auslass 120 eine Längsachse 312 auf. Der Fluss 314 der Luft in den Einlass 122 und aus dem Auslass 120 ist durch dicke schwarze Pfeile dargestellt. Die Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch den Luftfilter 1 10 entlang der Linie AA' in Figur 3. Die Leitrippe 212 ist formschlüssig in das Filtermedium 214 eingeführt. Das Filtermedium 214 ist entlang beider Seiten und oberhalb der Leitrippe 212 angeordnet. An dem oberen Rand des Untergehäuses 1 16 ist eine Dichtungsumrandung 410 angeordnet. Die Umrandung 126 der Gehäusehaube 1 14 ist an der Umrandung 124 des Untergehäuses 1 16 in dem Kontaktbereich 412 angeordnet.
Der Kontaktbereich 412 zwischen der Umrandung 126 der Gehäusehaube 1 14 (nicht gezeigt) und der Umrandung 124 des Untergehäuses 1 16 (nicht gezeigt) ist in Figur 5 vergrößert dargestellt. Die an dem oberen Rand des Untergehäuses 1 16 angeordnete Dichtungsumrandung 410 liegt luftdicht an der Umrandung 126 der Gehäusehaube 1 14 und der Umrandung 124 des Untergehäuses 1 16 an. Außerdem greifen die Umrandung 126 der Gehäusehaube 1 14 und die Umrandung 124 des Untergehäuses 1 16 dichtend ineinander. Die Figur 6 zeigt den Luftfilter 1 10 in der Seitenansicht.
Eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftfilters 110 ist in Figur 7 isometrisch dargestellt. Der Luftfilter 1 10 weist an der Gehäusehaube 114 eine zweite Leitrippe 710 auf. Diese zweite Leitrippe 710 ist in Form einer Einkerbung der Gehäuse- haube 1 14 ausgebildet. Sie verläuft zumindest abschnittsweise oberhalb und parallel zu einer ersten Leitrippe 212 (siehe Figur 10). Ferner kann sie mit einem Ende an dem Auslass 120 angeordnet sein.
Die Figur 8 zeigt das Untergehäuse 1 16 und die Gehäusehaube 1 14 des Luftfilters 1 10 und das Filterelement 210 in der zweiten Ausführungsform jeweils separat. Das Filterelement 210 weist ein Filtermedium 214 auf. Das Filtermedium 214 weist eine nach oben gerichtete zweite Ausnehmung 810 auf. In diese zweite Ausnehmung 810 kann die zweite Leitnppe 710, insbesondere zumindest teilweise, formschlüssig eingeführt werden, wenn das Filterelement 210 auf das Untergehäuse 1 16 aufgesetzt wird.
Die Figur 9 zeigt eine Aufsicht auf die zweite Ausführungsform des Luftfilters 1 10.
Die Figur 10 zeigt einen Querschnitt durch die zweite Ausführungsform des Luftfilters 1 10 entlang der Linie BB' in Figur 9. Die zweite Leitrippe 710 ist oberhalb der ersten Leitrippe 212 und mit einer horizontalen Versetzung zu dieser Leitrippe 212 angeordnet. Ferner ist die zweite Leitrippe 710, insbesondere zumindest teilweise formschlüssig, in das Filtermedium 214 eingeführt. Das Filtermedium 214 ist entlang beider Seiten und unterhalb der Leitrippe 710 angeordnet.
Die Figur 1 1 zeigt das Untergehäuse 1 16 und die Gehäusehaube 1 14 des Luftfilters 1 10 und das Filterelement 210 in einer dritten Ausführungsform jeweils separat. Der Luftfilter 1 10 weist wiederum an der Gehäusehaube 1 14 eine zweite Leitrippe 710 auf. Diese zweite Leitrippe 710 ist in Form einer Einkerbung der Gehäusehaube 1 14 ausgebildet. Sie verläuft oberhalb und zumindest abschnittsweise parallel zu der ersten Leitrippe 212. Ferner ist sie bevorzugt mit einem Ende an dem Auslass 120 angeordnet. Das Filterelement 210 weist einen ersten Filtermediumkörper 1110 und einen zweiten Filtermediumkörper 1112 auf. Die Leitrippe 212 weist in einem Abschnitt an ihrem Ende, welches an dem Einlass 122 angeordnet ist, eine Vertiefung 1116 auf. Zwischen dem ersten Filtermediumkörper 1 1 10 und dem zweiten Filtermediumkörper 1 1 12 ist ein Dichtungsstreifen 1114 luftdicht angeordnet. Der Dichtungsstreifen 1 1 14 verläuft zumindest abschnittsweise parallel zu der Leitrippe 212 und zu der zweiten Leitrippe 710.
Die Figur 12 zeigt eine Aufsicht auf die dritte Ausführungsform des Luftfilters 1 10.
Die Figur 13 zeigt einen Querschnitt durch die dritte Ausführungsform des Luftfilters 1 10 entlang der Linie CC' in Figur 9. In einem Kontaktbereich 1310 ist die zweite Leitrippe 710 an dem Dichtungsstreifen 1 1 14 luftdicht angeordnet. In diesem Kontaktbereich 1310 ist ferner die erste Leitrippe 212 dichtend an dem Dichtungsstreifen 1 1 14 angeordnet. In der Figur 14 ist der Kontaktbereich 1310 vergrößert dargestellt.
Die Figur 15 zeigt das Untergehäuse 1 16 und die Gehäusehaube 1 14 des Luftfilters 1 10 und das Filterelement 210 in einer vierten Ausführungsform jeweils separat. Das Filterelement 210 weist wiederum einen ersten Filtermediumkorper 1 1 10 auf und einen zweiten Filtermediumkorper 1 1 12 auf. Zwischen dem ersten Filtermediumkorper 1 1 10 und dem zweiten Filtermediumkorper 1 1 12 ist ein Dichtungsstreifen 1 1 14 luftdicht angeordnet. Der Dichtungsstreifen 1 1 14 verläuft oberhalb und abschnittsweise parallel zu der Leitrippe 212.
Die Figur 16 zeigt eine Aufsicht auf die vierte Ausführungsform des Luftfilters 1 10.
Die Figur 17 zeigt einen Querschnitt durch die vierte Ausführungsform des Luftfilters 1 10 entlang der Linie DD' in Figur 16. In einem Trennbereich 1710 ist zwischen dem Dichtungsstreifen 1 1 14 und der ersten Leitrippe 212 ein spaltförmiger Hohlraum 1712 ausgebildet. Der erste Filtermediumkorper 1 1 10 und der zweite Filtermediumkorper 1 1 12 sind entlang jeweils einer Seite der Leitrippe 212, der Öffnung 1712 und des Dichtungsstreifens 1 1 14 angeordnet. Beide Seiten der Öffnung 1712 werden hierbei vollständig von jeweils einem Filtermediumkorper 1 1 10, 1 1 12 überdeckt. Der erste Filtermediumkorper 1 1 10 und der zweite Filtermediumkorper 1 1 12 sind jeweils luftdicht an dem Dichtungsstreifen 1 1 14 angeordnet.
Die Figur 18 zeigt den Trennbereich 1710 in größerem Detail. Im Betrieb wird die verunreinigte Luft durch den Einlass 122 (siehe Figur 2) des Luftfilters in die Kammer 222 gesaugt. In der Kammer 222 trifft sie auf die Leitrippe 212. Dies geschieht in einem Abschnitt 226, welcher in der Verlängerung der Längsachse 310 (siehe Figur 3) des Einlasses 122 angeordnet ist. Anschließend wird der Luftstrom an der Leitrippe 212 entlang und somit durch das Filtermedium 214 bzw. den ersten Filtermediumkorper 1 1 10 hindurch geführt. Schließlich gelangt die gefilterte Luft zu dem an dem Auslass 120 angeordneten Ende 228 der Leitrippe 212, von wo sie dem Aus- lass 120 zugeleitet wird und aus der Kammer 222 austritt. Die Figur 19 zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines zuvor beschriebenen Filterelements 210. In einem Verfahrensschritt A wird ein Filterbalg 224 bereitgestellt. Im Verfahrensschritt B wird eine erste Ausnehmung 216, insbesondere eine zweite Ausnehmung 810, ausgebildet. Der Verfahrensschritt B wird bevorzugt durch ein computer- gesteuertes Säge-, Fräs-, und/oder Strahlschneidverfahren durchgeführt.
Unter Vornahme einer Zusammenschau aller Figuren der Zeichnung betrifft die Erfindung zusammenfassend ein Filterelement 210 mit optimierter Strömungsführung. Ferner betrifft die Erfindung einen Luftfilter 1 10 mit einem Gehäuse 1 12. In dem Ge- häuse 1 12 ist das erfindungsgemäße Filterelement 210 ganz oder teilweise angeordnet bzw. anordenbar. Das erfindungsgemäße Filterelement 210 für einen Luftfilter 1 10 um- fasst einen Filterbalg 224 mit einem mehrfach gefalteten Filtermedium 214. In dem Filterbalg 224 ist eine Ausnehmung 216 zur Aufnahme einer ersten Leitrippe 212 des Luftfilters 1 10 angeordnet. Hierbei ist die Ausnehmung 216 in ihrer Längserstreckung zumindest abschnittsweise gekrümmt ausgebildet. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Filterelements 210.

Claims

Ansprüche
1 . Filterelement (210) für einen Luftfilter (1 10), wobei das Filterelement (210) Folgendes aufweist:
A) Einen Filterbalg (224) mit einem mehrfach gefalteten Filtermedium (214),
B) eine Ausnehmung (216, 810) im Filterbalg (224) zur Aufnahme einer ersten Leitrippe (212) des Luftfilters, wobei die Ausnehmung (216, 810) in ihrer Längserstreckung zumindest abschnittsweise gekrümmt ausgebildet ist.
2. Filterelement nach Anspruch 1 , wobei sich die Ausnehmung (216, 810) durchgehend zwischen zwei Seitenflächen des Filterelements (210) erstreckt.
3. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Filtermedium (214) des Filterbalgs (224) durch die Ausnehmung (216, 810) vollständig in zumindest zwei Filtermediumkörper (1 1 10, 1 1 12) geteilt ist, wobei die Filtermediumkörper (1 1 10, 1 1 12) miteinander verbunden sind.
4. Filterelement nach Anspruch 3, wobei die Filtermediumkörper (1 1 10, 1 1 12) über zumindest einen Dichtungsstreifen (1 1 14) des Filterelements (210) verbunden sind.
5. Filterelement nach einem der vorigen Ansprüche, wobei das Filterelement (210) quaderförmig ausgebildet ist.
6. Luftfilter mit einem Gehäuse (1 12) und einem zumindest teilweise im Gehäuse (1 12) angeordneten Filterelement (210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Luftfilter (1 10) eine erste Leitrippe (212) aufweist, die zumindest teilweise in die Ausnehmung (216, 810) des Filterelements (210) eintaucht.
7. Luftfilter nach Anspruch 6, wobei das Gehäuse (1 12) eine zweite Leitrippe (710) aufweist, die der ersten Leitrippe (212) gegenüberliegt und in eine Ausnehmung (216, 810) eintaucht.
8. Luftfilter nach Anspruch 7, wobei die zweite Leitrippe (710) an ihrem freien Ende mit dem freien Ende der ersten Leitrippe (212) verbunden ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines Filterelements (210) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit den Verfahrensschritten:
A) Bereitstellen des Filterbalgs (224),
B) Ausbilden der Ausnehmung (216) im Filterbalg (224) mit einem computergesteuerten Trennverfahren, wobei das Trennverfahren die Ausnehmung (216) zumindest abschnittsweise gekrümmt ausbildet.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Trennverfahren gemäß Verfahrensschritt B) in Form eines computergestützten Strahlschneidverfahrens durchgeführt wird.
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