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DE20112440U1 - Flat filter element - Google Patents

Flat filter element

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DE20112440U1
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DE
Germany
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filter element
bead
flat filter
seal
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DE20112440U
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Mann and Hummel GmbH
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Filterwerk Mann and Hummel GmbH
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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Description

VSS 1759 * #* ,·* . \ * ,.** . · J *{ 25.07.2001VSS 1759 * # * ,·* . \ * ,.** . · J *{ July 25, 2001

FlachfilterelementFlat filter element

BeschreibungDescription

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Flachfilterelement nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Flachfilterelementes.The invention relates to a flat filter element according to the preamble of claim 1, as well as a method for producing a flat filter element.

Aus der DE 195 24 677 sind Flachfilterelemente bekannt, welche über ein zick-zackförmig gefaltetes Filtermedium mit einer umlaufenden Dichtung verfügen. Die Dichtung ist z. B. durch Gummi gebildet und füllt die Falten in den Randbereichen von den Faltenspitzen zu den Faltentälern vollständig aus. Zur Stabilisierung der Falten ist quer zu den Falten im Mittenbereich des Filtermediums eine Faltenstabilisierung vorgesehen, welche aus dem gleichen Material wie die Dichtung gebildet ist und ebenfalls von den Faltentälern bis zu den Faltenspitzen reicht.Flat filter elements are known from DE 195 24 677 which have a zigzag-shaped folded filter medium with a circumferential seal. The seal is made of rubber, for example, and completely fills the folds in the edge areas from the fold tips to the fold valleys. To stabilize the folds, a fold stabilization is provided across the folds in the middle area of the filter medium, which is made of the same material as the seal and also extends from the fold valleys to the fold tips.

Nachteilig bei dieser Ausführung ist, dass durch die Faltenstabilisierung ein erheblicher Teil der Filterfläche blockiert ist, wodurch die Filterleistung des Filterelementes reduziert ist.The disadvantage of this design is that a considerable part of the filter surface is blocked by the fold stabilization, which reduces the filter performance of the filter element.

Aufgabe der Neuerung besteht darin, möglichst wenig Filterfläche für die Faltenstabilisierung zu beanspruchen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. The aim of the innovation is to use as little filter surface as possible for fold stabilization. This aim is achieved by the features of claim 1.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das Flachfilterelement ist in vorteilhafter Weise geeignet, ein Fluid zu reinigen. Dieses Fluid kann flüssig oder gasförmig sein, wobei das Flachfilterelement vorzugsweise zur Reinigung von Ansaugluft einer Brennkraftmaschine eingesetzt wird. Das Flachfilterelement weist ein flächiges Filtermedium und eine Dichtung auf. Das Filtermedium ist gefaltet ausgeführt und kann z. B. durch ein Filterpapier mit Zelluloseanteilen bis zu 100% oder ein Polyestervlies gebildet werden. Andere Filtermaterialien sind selbstverständlich auch einsetzbar. Die Dichtung ist im umlaufenden Randbereich des Filtermediums mit dem Filtermedium derart verbunden, dass die Verbindung zumindest für das Fluid dichtThe flat filter element is advantageously suitable for cleaning a fluid. This fluid can be liquid or gaseous, whereby the flat filter element is preferably used for cleaning intake air of an internal combustion engine. The flat filter element has a flat filter medium and a seal. The filter medium is folded and can be formed, for example, by a filter paper with cellulose content of up to 100% or a polyester fleece. Other filter materials can of course also be used. The seal is connected to the filter medium in the peripheral edge area of the filter medium in such a way that the connection is tight at least for the fluid.

VSS 1759 * ,* ,·* , * · ..·* . * ; *♦ 25.07.2001VSS 1759 * ,* ,·* , * · ..·* . * ; *♦ July 25, 2001

ist. Weiterhin verfügt die Dichtung über einen Dichtungswulst, welcher derart ausgestaltet ist, dass das Flachfilterelement in ein Filtergehäuse eingebracht werden kann und eine Reinseite von einer Rohseite dichtend getrennt ist. Die zick-zack-förmigen Falten des Filtermediums verfügen über Faltenspitzen und Faltentäler. Im Bereich ihrer Stirnseiten sind die Falten dichtend miteinander verbunden, wodurch die Falten im wesentlichen senkrecht angeordnet sind. Diese stimseitige Verbindung kann z. B. durch Verkleben, Verschweißen oder Verklammern gebildet werden. Zur Stabilisierung der Falten ist im Bereich der Faltenspitzen eine Raupe aufgetragen, welche aus dem gleichen Material besteht, wie die Dichtung. Die Stabilität des Materials muss ausreichen, die Form der Raupe auch bei Belastung durch z. B. den Einbau des Flachfilterelementes beizubehalten. Die Raupe stützt die Falten zuverlässig gegeneinander ab, so dass auch bei größeren Differenzdrücken zwischen der Rohseite und der Reinseite ein Kollabieren der Falten verhindert wird. Da die Raupe ausschließlich mit den Faltenspitzen verbunden ist, wird die Filterfläche nicht unnötig verringert. Die Raupe kann z. B. in Wellen, Kreuzen oder Diagonalen auf das Filtermedium aufgebracht sein. Das zu reinigende Fluid kann die Raupe umströmen und unterhalb der Raupe durch das Filtermedium hindurch strömen. Somit kann das Flachfilterelement bei gleicher Filterleistung kleiner dimensioniert werden. Sofern das Flachfilterelement in Teilbereichen einer größeren Belastung, durch z. B. eine extreme Anströmung, ausgesetzt ist, ist es vorteilhaft, die Falten in diesem Teilbereich durch eine speziell ausgestaltete Raupe besser abzustützen. Hierbei kann die Raupe z. B. im Waffelmuster angeordnet sein.is. The seal also has a sealing bead which is designed in such a way that the flat filter element can be introduced into a filter housing and a clean side is sealed off from a raw side. The zigzag-shaped folds of the filter medium have fold peaks and fold valleys. In the area of their front sides, the folds are sealed together, as a result of which the folds are arranged essentially vertically. This front-side connection can be formed, for example, by gluing, welding or clamping. To stabilize the folds, a bead made of the same material as the seal is applied in the area of the fold tips. The stability of the material must be sufficient to maintain the shape of the bead even when subjected to stress, for example by the installation of the flat filter element. The bead reliably supports the folds against one another, preventing the folds from collapsing even with larger differential pressures between the raw side and the clean side. Since the bead is only connected to the fold tips, the filter surface is not unnecessarily reduced. The bead can, for example, The folds can be applied to the filter medium in waves, crosses or diagonals, for example. The fluid to be cleaned can flow around the bead and through the filter medium below the bead. This means that the flat filter element can be made smaller while maintaining the same filter performance. If the flat filter element is subject to greater stress in some areas, e.g. due to extreme flow, it is advantageous to better support the folds in this area using a specially designed bead. The bead can be arranged in a waffle pattern, for example.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung verläuft die Raupe parallel zu den Stirnseiten. Diese Anordnung der Raupe bewirkt eine kleinstmögliche Verbindungsfläche zwischen dem Filtermedium und der Raupe. Hierbei stellt die mittige Anordnung der Raupe zwisehen den Stirnseiten eine bevorzugte Ausführung dar.According to an advantageous embodiment, the bead runs parallel to the end faces. This arrangement of the bead results in the smallest possible connection surface between the filter medium and the bead. The central arrangement of the bead between the end faces represents a preferred embodiment.

Bei einer weiteren Ausbildung der Erfindung verlaufen mehrere Raupen parallel zu den Stirnseiten. Dadurch Kollabieren die Falten auch bei extrem hohen Differenzdrücken nicht. Entsprechend des zu widerstehenden Differenzdruckes ist die Anzahl und der Abstand der Raupen auszulegen. Je höher der Differenzdruck zwischen der Rohseite und der Reinseite ist, desto mehr Raupen sind auf dem Filtermedium anzuordnen. Weiterhin ist der Abstand zwischen den Raupen zu verringern.In a further embodiment of the invention, several beads run parallel to the front sides. This means that the folds do not collapse even at extremely high differential pressures. The number and spacing of the beads should be designed according to the differential pressure to be withstood. The higher the differential pressure between the raw side and the clean side, the more beads should be arranged on the filter medium. Furthermore, the distance between the beads should be reduced.

Damit die Falten aller Teilbereiche des Filtermediums in gleicher Weise abgestützt sind, ist der Abstand der Raupen zueinander möglichst gleich groß zu wählen. Dadurch wirdIn order to ensure that the folds of all parts of the filter medium are supported in the same way, the distance between the beads should be as equal as possible.

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25.07.200125.07.2001

verhindert, dass die Falten in einem Teilbereich bereits kollabieren, während die Falten eines anderen Teilbereiches nicht beeinträchtigt sind.prevents the wrinkles in one area from collapsing while the wrinkles in another area are not affected.

Es ist vorteilhaft, dass die Dichtung und die Raupe aus Polyurethan bestehen. Dieses Material ist preiswert und besitzt gute Dichtungseigenschaften. Weiterhin ist das Material in ausreichendem Maße formstabil.It is advantageous that the seal and the bead are made of polyurethane. This material is inexpensive and has good sealing properties. Furthermore, the material is sufficiently dimensionally stable.

Ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Flachfilterelementes weist die Arbeitsschritte Falten des Filtermediums, Verbinden der Stirnseitenbereiche der Falten, Einlegen des Filtermediums in eine Gießform, Einbringen des Dichtungsmaterials bzw. des Raupenmaterials in die Gießform und Aushärten des Dichtungsmaterials auf.A method for producing the flat filter element according to the invention comprises the steps of folding the filter medium, connecting the end face areas of the folds, placing the filter medium in a casting mold, introducing the sealing material or the bead material into the casting mold and curing the sealing material.

Das Falten des Filtermediums kann z. B. durch Messerfalten oder Rotationsfalten erfolgen. Hierbei wird das ungefaltete Filtermedium der Faltmaschine zugeführt und erhält so die Faltentäler und die Faltenspitzen. Zum Verbinden der Stirnseitenbereiche der Falten kann z. B. Klebstoff im Stirnseitenbereich auf die Falten des Filtermediums aufgetragen werden. Durch Zusammenschieben des gefalteten Filtermediums kommen die Falten aneinander zur Anlage, wodurch der Klebstoff die Falten aneinander dichtend fixiert. Das Filtermedium ist nun ein Faltenpack, welcher in die Gießform eingelegt wird. Über eine Düse wird das Dichtungsmaterial und somit auch das Material für die Raupe, in die Gießform eingebracht. In der Gießform ist die Kontur für die Dichtung eingearbeitet. Durch Aushärten des Dichtungsmaterials wird das Filtermedium im Randbereich dicht umschlossen und die Raupe fixiert die Falten. Somit wird die Dichtung und die Raupe in einem einzigen Arbeitsgang erzeugt, was die Produktionszeit für ein Flachfilterelement deutlich verringert und den Herstellungsprozess vereinfacht.The filter medium can be folded using knife folds or rotary folds, for example. The unfolded filter medium is fed to the folding machine, which creates the fold valleys and fold peaks. To connect the front areas of the folds, adhesive can be applied to the folds of the filter medium in the front area. By pushing the folded filter medium together, the folds come into contact with one another, whereby the adhesive seals the folds together. The filter medium is now a pack of folds, which is placed in the mold. The sealing material, and thus also the material for the bead, is introduced into the mold via a nozzle. The contour for the seal is incorporated into the mold. When the sealing material hardens, the filter medium is tightly enclosed in the edge area and the bead fixes the folds. The seal and the bead are thus produced in a single operation, which significantly reduces the production time for a flat filter element and simplifies the manufacturing process.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.These and other features of preferred developments of the invention emerge not only from the claims but also from the description and the drawing, wherein the individual features can be implemented individually or in combination in the form of sub-combinations in the embodiment of the invention and in other fields and can represent advantageous and protectable embodiments for which protection is claimed here.

VSS 1759 * .· ,·' &phgr; ; · #*\ j ; *S 25.07.2001VSS 1759 * .· ,·'&phgr;; · # *\ j ; *S July 25, 2001

Zeichnungdrawing

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigtFurther details of the invention are described in the drawing using schematic embodiments.

Figur 1 die Draufsicht eines Flachfilterelementes,Figure 1 shows the top view of a flat filter element,

Figur 2 die Vorderansicht des Flachfilterelementes im Schnitt,Figure 2 the front view of the flat filter element in section,

Figur 3 die Seitenansicht des Flachfilterelementes im Schnitt undFigure 3 shows the side view of the flat filter element in section and

Figur 4 ein Ausschnitt des Flachfilterelementes im Schnitt.Figure 4 shows a section of the flat filter element.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In Figur 1 ist die Draufsicht eines Flachfilterelementes 10 dargestellt. Das Flachfilterelement 10 weist ein Filtermedium 11 und eine das Filtermedium 11 umgebende Dichtung 12 auf. Die Figur 2 stellt die Vorderansicht des Flachfilterelementes 10 im Schnitt entlang der Schnittlinie A-A dar. Die Figur 3 stellt die Seitenansicht des Flachfilterelementes 10 im Schnitt entlang der Schnittlinie B-B dar. Wie den Figuren 2 und 3 zu entnehmen ist, ist die Dichtung 12 nur im oberen Bereich umlaufend mit dem Filtermedium 11 verbunden.Figure 1 shows the top view of a flat filter element 10. The flat filter element 10 has a filter medium 11 and a seal 12 surrounding the filter medium 11. Figure 2 shows the front view of the flat filter element 10 in section along the section line A-A. Figure 3 shows the side view of the flat filter element 10 in section along the section line B-B. As can be seen from Figures 2 and 3, the seal 12 is only connected to the filter medium 11 in the upper area.

Das Filtermedium 11 verfügt über wellenförmig angeordnete Falten 13, welche Faltenspitzen 14 und Faltentäler 15 aufweisen. Zur Abstützung der Falten 13 ist im Bereich der Faltenspitzen 14 eine Raupe 16 aufgebracht.The filter medium 11 has wave-shaped folds 13, which have fold peaks 14 and fold valleys 15. To support the folds 13, a bead 16 is applied in the area of the fold peaks 14.

In Figur 4 ist ein Ausschnitt des Flachfilterelementes 10 im Schnitt entlang der Schnittlinie C-C dargestellt. Der Figur 2 und 3 entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. In dieser Darstellung ist die Verbindung der Raupe 16 mit den Faltenspitzen 14 deutlich zu erkennen. Die Raupe 16 ist mit einem Steg 17 einteilig mit der Dichtung 12 ausgeführt, wodurch die Abstützung der Falten 13 verbessert wird.Figure 4 shows a section of the flat filter element 10 in section along the line C-C. Components corresponding to Figures 2 and 3 are provided with the same reference numerals. In this illustration, the connection of the bead 16 with the pleat tips 14 can be clearly seen. The bead 16 is designed with a web 17 as one piece with the seal 12, which improves the support of the pleats 13.

Wie der Figur 1 zu entnehmen ist, verläuft die Raupe 16 parallel zu den Stirnseiten 18, wobei die Raupe 16 das Filtermedium 11 in zwei gleich große Teilbereiche 19 unterteilt. Dadurch sind alle Falten 13 gleich gestützt und ein vorzeitiges Kollabieren der Falten 13 eines Teilbereiches 19 wird verhindert.As can be seen from Figure 1, the bead 16 runs parallel to the end faces 18, whereby the bead 16 divides the filter medium 11 into two equally sized partial areas 19. As a result, all folds 13 are equally supported and premature collapse of the folds 13 of a partial area 19 is prevented.

Claims (5)

1. Flachfilterelement, insbesondere zur Reinigung von Ansaugluft einer Brennkraftmaschine, aufweisend ein Filtermedium (11) und eine Dichtung (12), - wobei das Filtermedium (11) über Falten (13) mit Faltenspitzen (14) und Faltentälern (15) verfügt, und die Falten (13) an ihren beiden Stirnseiten (18) dichtend verbunden sind, - wobei die Falten (13) mit einem Mittel zur Stabilisierung fixiert sind, - wobei die Dichtung (12) um das gefaltete Filtermedium (11) herum verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass
die Falten (13) durch eine im Bereich der Faltenspitzen (14) aufgetragene Raupe (16) fixiert sind, wobei die Raupe (16) aus dem gleichen Material besteht, wie die Dichtung (12).
1. Flat filter element, in particular for cleaning intake air of an internal combustion engine, comprising a filter medium ( 11 ) and a seal ( 12 ), - wherein the filter medium ( 11 ) has folds ( 13 ) with fold peaks ( 14 ) and fold valleys ( 15 ), and the folds ( 13 ) are sealingly connected at their two end faces ( 18 ), - wherein the folds ( 13 ) are fixed with a stabilizing means, - wherein the seal ( 12 ) extends around the folded filter medium ( 11 ), characterized in that
the folds ( 13 ) are fixed by a bead ( 16 ) applied in the area of the fold tips ( 14 ), wherein the bead ( 16 ) consists of the same material as the seal ( 12 ).
2. Flachfilterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Raupe (16) parallel zu den Stirnseiten (18) verläuft. 2. Flat filter element according to claim 1, characterized in that the bead ( 16 ) runs parallel to the end faces ( 18 ). 3. Flachfilterelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Raupen (16) parallel zu den Stirnseiten verlaufen. 3. Flat filter element according to one of claims 1 or 2, characterized in that several beads ( 16 ) run parallel to the end faces. 4. Flachfilterelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Raupen (16) in gleich großen Abständen zueinander angeordnet sind. 4. Flat filter element according to claim 3, characterized in that the beads ( 16 ) are arranged at equal distances from one another. 5. Flachfilterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (12) und die Raupe (16) aus Polyurethan bestehen. 5. Flat filter element according to one of the preceding claims, characterized in that the seal ( 12 ) and the bead ( 16 ) consist of polyurethane.
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