DE102016006372A1

DE102016006372A1 - Filterelement, insbesondere zur Gasfiltration

Info

Publication number: DE102016006372A1
Application number: DE102016006372.6A
Authority: DE
Inventors: Robert Hasenfratz; Thomas Löhl; Konrad Wieser; Joachim-Paul Krieger; Thomas Sieber
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2016-05-30
Filing date: 2016-05-30
Publication date: 2017-11-30
Also published as: DE112017002720A5; WO2017207203A1

Abstract

Ein Filterelement umfasst ein Filterelementgehäuse und einen Filtermediumkörper, der einen Reinraum im Filterelementgehäuse begrenzt. Am Außenumfang des Filtermediumkörpers ist ein Rahmen angeordnet, wobei der Rahmen und eine Aufnahmetasche am Filterelementgehäuse ineinander gesetzt und lösbar miteinander verbunden sind.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Filterelement, insbesondere zur Gasfiltration, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik
In der DE 10 2011 083 657 A1 wird ein Filterelement zur Luftfiltration beschrieben, das an einem zentralen Trägerkörper zwei separat ausgebildete Filtermediumkörper aufweist, welche jeweils als Faltenfilter ausgeführt und an gegenüberliegenden Seiten des Trägerkörpers angeordnet sind. Der Trägerkörper weist an seinen Stirnseiten eine Stirnplatte auf, in die jeweils ein zickzackförmiges Aufnahmemuster eingebracht ist, das zur Aufnahme der Falten der Filtermediumkörper dient, wodurch zugleich die Falten stabilisiert werden.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement, welches einen Filtermediumkörper an einem Filterelementgehäuse umfasst, montage- und servicefreundlich auszubilden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Das erfindungsgemäße Filterelement wird bevorzugt zur Gasfiltration eingesetzt, beispielsweise zur Filtration der Verbrennungsluft für eine Brennkraftmaschine. Es kommt auch eine Reinigung von Frischluft in Betracht, welche Kabinen wie zum Beispiel Fahrzeuginnenräumen zugeführt wird. Des Weiteren ist auch eine Anwendung zur Filtration von Flüssigkeiten möglich.
Das Filterelement weist ein Filterelementgehäuse auf, das Träger eines Filtermediumkörpers ist; Filterelementgehäuse und Filtermediumkörper bilden eine zusammenhängende Einheit. Der Filtermediumkörper wird von dem zu reinigenden Fluid von außen angeströmt, so dass die außen liegende, dem Filterelementgehäuse abgewandte Seite die Rohseite und die dem Filterelementgehäuse zugewandte Seite die Reinseite des Filtermediumkörpers bildet. Im Filterelementgehäuse befindet sich ein Reinraum zur Aufnahme des gereinigten Fluids, wobei der Reinraum von dem Filtermediumkörper begrenzt ist. Aus dem Reinraum im Filterelementgehäuse kann das gereinigte Fluid über eine Abströmöffnung abgeleitet werden.
Am Außenumfang des Filtermediumkörpers ist ein Rahmen angeordnet, der vorzugsweise fest, gegebenenfalls lösbar mit dem Filtermediumkörper verbunden ist. Zur Montage des Filtermediumkörpers am Filterelementgehäuse werden der Rahmen am Filtermediumkörper und eine Aufnahmetasche am Filterelementgehäuse ineinander gesetzt oder gesteckt. Die Verbindung von Rahmen und Aufnahmetasche am Filterelementgehäuse erfolgt in einer lösbaren Weise, so dass sowohl die Montage des Filtermediumkörpers am Filterelementgehäuse als auch der Austausch des Filtermediumkörpers zu Servicezwecken vereinfacht sind. Der Filtermediumkörper kann vorzugsweise ohne Werkzeug oder mit nur geringem Werkzeugeinsatz sowohl mit der Aufnahmetasche am Filterelementgehäuse verbunden als auch aus der Aufnahmetasche gelöst werden.
Vorzugsweise wird der Rahmen auf die Aufnahmetasche aufgesetzt, so dass der Rahmen die Aufnahmetasche umgreift und die Wandung der Aufnahmetasche umschließt. Prinzipiell kommt aber auch eine umgekehrte Ausführung in Betracht, bei der der Rahmen in die Aufnahmetasche eingesetzt und von der Wandung der Aufnahmetasche umschlossen ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist der Filtermediumkörper in die Aufnahmetasche eingesetzt, wohingegen der Rahmen am Filtermediumkörper die Wandung der Aufnahmetasche umgreift.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der Rahmen umlaufend ausgebildet und erstreckt sich somit vollständig über den Außenumfang des Filtermediumkörpers. In einer alternativen Ausführung läuft der Rahmen nur teilweise um und erstreckt sich somit auch nur über einen Teil des Außenumfangs am Filtermediumkörper.
Der Rahmen am Außenumfang des Filtermediumkörpers und die Aufnahmetasche sind vorzugsweise strömungsdicht verbunden, um Fehlluftströme an der Reinseite des Filtermediumkörpers zu vermeiden und die Filtrationsleistung des Filterelementes zu verbessern.
Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind an dem Filterelementgehäuse mindestens zwei Aufnahmetaschen angeordnet, denen jeweils ein Filtermediumkörper zugeordnet ist. Die Aufnahmetaschen befinden sich vorzugsweise an diametral gegenüberliegenden Seiten des Filterelementgehäuses. Die in die Aufnahmetaschen eingesetzten Filtermediumkörper begrenzen jeweils eine Seite des Reinraums im Filterelementgehäuse. Die Aufnahmetaschen und die zugeordneten Filtermediumkörper befinden sich vorzugsweise an diametral gegenüberliegenden Seiten des Filterelementgehäuses, wobei auch eine nicht-diametrale Anordnung in Betracht kommt, beispielsweise eine winkelversetzte Anordnung in zum Beispiel einem 90°-Winkel. Des Weiteren ist es auch möglich, mehr als zwei Aufnahmetaschen und Filtermediumkörper am Filterelementgehäuse vorzusehen, beispielsweise drei oder vier Aufnahmetaschen und Filtermediumkörper.
Sofern mehr als eine Aufnahmetasche und mehr als ein Filtermediumkörper angeordnet sind, weisen diese vorzugsweise den gleichen Aufbau auf, so dass sämtliche Aufnahmetaschen gleich aufgebaut und sämtliche Filtermediumkörper einschließlich der umlaufenden Rahmen gleich aufgebaut sind. Dies gilt sowohl für den geometrischen Aufbau als auch für die Größenverhältnisse, wenngleich auch Ausführungen möglich sind, bei denen sich die Aufnahmetaschen und die Filtermediumkörper bzw. die Rahmen am Filtermediumkörper voneinander unterscheiden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der Rahmen mithilfe eines Dichtungselementes am Außenumfang des Filtermediumkörpers befestigt. Das Dichtungselement ist somit Träger des Rahmens und seinerseits unmittelbar am Filtermediumkörper angeordnet. Das Dichtungselement wird beispielsweise am Filtermediumkörper angespritzt, aufgeschäumt, als Dichtraupe aufgebracht oder dergleichen, so dass eine feste Verbindung zwischen dem Dichtungselement und dem Filtermediumkörper besteht. Auch die Verbindung zwischen dem Dichtungselement und dem Rahmen ist fest und vorzugsweise strömungsdicht.
Es kann des Weiteren zweckmäßig sein, am Außenumfang des Filtermediumkörpers eine Aufnahmenut anzuordnen, in die der Rahmen einragt. Die Aufnahmenut befindet sich entweder unmittelbar am Filtermediumkörper oder einem Bauteil, das mit dem Filtermediumkörper verbunden ist, insbesondere an dem Dichtungselement. Die Aufnahmenut ist vorzugsweise auf der der Aufnahmetasche abgewandten Seite offen ausgebildet. Der Rahmen kann zur Montage über den Filtermediumkörper gestülpt und in die Aufnahmenut am Außenumfang des Filtermediumkörpers eingeschoben werden. Bei der Montage mit dem Filterelementgehäuse wird der Rahmen anschließend vorzugsweise mit der Wandung der Aufnahmetasche lösbar verbunden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der Filtermediumkörper quaderförmig ausgebildet. Der Rahmen ist vorzugsweise an den Außenumfang des Filtermediumkörpers angepasst und weist entsprechend eine Rechteckform auf. In alternativer Ausführung kommen auch sonstige Geometrieformen für den Filtermediumkörper in Betracht, beispielsweise Filtermediumkörper mit ovalem Grundquerschnitt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der Filtermediumkörper als Faltenfilter ausgebildet. Es kommt aber auch eine Ausführung als blockförmiger Filtrmediumkörper in Betracht.
Gemäß noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführung sind der Rahmen am Filtermediumkörper und die Aufnahmetasche am Filterelementgehäuse formschlüssig verbunden. Für einen Austausch des Filtermediumkörpers kann der Formschluss gelöst werden, so dass der Filtermediumkörper aus der Aufnahmetasche am Filterelementgehäuse herausgenommen werden kann. Der Formschluss wird beispielsweise dadurch erzeugt, dass in den Rahmen mindestens eine, vorzugsweise mehrere Ausnehmungen eingebracht sind, in die die Wandung der Aufnahmetasche formschlüssig einragt. Dementsprechend hintergreift ein Abschnitt am Rahmen einen zugeordneten Abschnitt der Wandung der Aufnahmetasche und sichert somit in formschlüssiger Weise den Rahmen und damit auch den Filtermediumkörper am Filterelementgehäuse.
Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf eine Filtereinrichtung, die mit einem vorbeschriebenen Filterelement versehen ist. Die Filtereinrichtung weist ein Filtergehäuse zur Aufnahme des Filterelements auf.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
1 in perspektivischer Ansicht ein Filterelement mit einem Filterelementgehäuse, das an diametral gegenüberliegenden Seiten jeweils einen Filtermediumkörper aufweist, der in jeweils eine Aufnahmetasche am Filterelementgehäuse einsetzbar ist, wobei jeder Filterelementkörper von einem umlaufenden, rechteckförmigen Rahmen eingefasst ist,
2 das Filterelement gemäß 1, jedoch mit dem Rahmen im montierten Zustand am Filtermediumkörper,
3 eine Draufsicht auf das Filterelement, mit den am zentralen Filterelementgehäuse angeordneten Filtermediumkörpern,
4 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie IV-IV aus 3,
5 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie V-V aus 4,
6 das Detail VI aus 5 in vergrößerter Ansicht.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In den Figuren ist ein Filterelement 1 zur Gasfiltration dargestellt, das ein quaderförmiges Filterelementgehäuse 2 sowie zwei Filtermediumkörper 3 umfasst, die an den diametral gegenüberliegenden Schmalseiten des Filterelementgehäuses 2 angeordnet sind. Das Filterelementgehäuse 2 umschließt einen Reinraum, in dem das gereinigte Fluid gesammelt und über eine Abströmöffnung 4 aus dem Filterelementgehäuse 2 abgeleitet wird. Die Filtermediumkörper 3 sind ebenfalls quaderförmig ausgebildet und können gegebenenfalls faltenförmig ausgebildet sein, wobei auch eine blockförmige Ausführung der Filtermediumkörper 3 in Betracht kommt.
An den beiden gegenüberliegenden Außenseiten befindet sich jeweils eine Aufnahmetasche 5 am Filterelementgehäuse 2, in die jeweils ein Filtermediumkörper 3 einsetzbar ist. Die Aufnahmetasche 5 ist als rechteckförmig umlaufende Wandung ausgebildet, die am Filterelementgehäuse 2 übersteht und einteilig mit dem vorzugsweise aus Kunststoff gefertigten Filterelementgehäuse 2 ausgebildet ist.
An der Außenseite jedes Filtermediumkörpers 3 läuft ein Dichtungselement 6 um, das unmittelbar benachbart zur Rein- bzw. Abströmseite am Filtermediumkörper 3 angeordnet ist. Das Dichtungselement 6 ist fest mit dem Filtermediumkörper 3 verbunden, es wird beispielsweise angespritzt, aufgeschäumt oder als Dichtraupe aufgebracht.
Das Dichtungselement 6 am Filtermediumkörper 3 ist außerdem Träger eines rechteckförmigen Rahmens 7, der auf den Filtermediumkörper 3 aufgesetzt ist. Der Rahmen 7 umgreift im montierten Zustand (3 bis 6) die Wandung der Aufnahmetasche 5 und ist formschlüssig mit der Aufnahmetasche 5 verbunden. Im montierten Zustand ragt somit der Filtermediumkörper 3 in die Aufnahmetasche 5 ein und ist teilweise von der Wandung der Aufnahmetasche 5 umschlossen, wohingegen der Rahmen 7 die Aufnahmetasche 5 übergreift. Während der Filtration wird das zu reinigende Fluid von außen durch die Filtermediumkörper 3 hindurchgeleitet, wobei das gereinigte Fluid an der innen liegenden Reinseite über die Aufnahmetaschen 5 in den Reinraum im Filterelementgehäuse 2 geleitet wird. Die Reinseite der Filtermediumkörper 3 begrenzt somit den Reinraum im Filterelementgehäuse 2 im Bereich der Aufnahmetasche 5.
Die Verbindung zwischen dem Rahmen 7 und der Wandung der Aufnahmetasche 5 erfolgt in einer formschlüssigen, jedoch lösbaren Weise. Der Formschluss wird dadurch hergestellt, dass in den Rahmen 7 an all seinen Seiten eine bzw. mehrere Ausnehmungen 8 eingebracht sind und, wie 6 zu entnehmen, ein Absatz der Wandung der Aufnahmetasche 5, die sich nach außen erweitert, teilweise in die Ausnehmung 8 einragt und formschlüssig von einem Abschnitt 7a des Rahmens 7 hintergriffen wird.
6 ist außerdem zu entnehmen, dass in das Dichtungselement 6, das am Außenumfang des Filtermediumkörpers 3 angeordnet ist, eine Aufnahmenut 9 eingebracht ist, in die ein Abschnitt des Rahmens 7 hineinragt. Der Rahmen 7 weist einen C-förmigen Querschnitt auf, wobei ein Schenkel des C-förmigen Querschnittes den in die Aufnahmenut 9 hineinragenden Abschnitt bildet. Die Aufnahmenut 9 ist zu der dem Filterelementgehäuse 2 abgewandten Seite hin offen ausgeführt.
Ebenfalls 6 ist zu entnehmen, dass das Dichtungselement 6 sich an einer umlaufenden Schulter 10 am Filtergehäuse 2 abstützt. Die Schulter 10 ist dadurch gebildet, dass die Wandung der Aufnahmetasche 5 gegenüber dem Filterelementgehäuse 2 nach außen erweitert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011083657 A1 [0002]

Claims

Filterelement, insbesondere zur Gasfiltration, beispielsweise für einen Luftfilter, mit mindestens einem Filtermediumkörper (3), der an einem Filterelementgehäuse (2) angeordnet ist und einen Reinraum im Filterelementgehäuse (2) begrenzt, aus dem das gereinigte Fluid über mindestens eine Abströmöffnung (4) ableitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang des Filtermediumkörpers (3) ein zumindest teilweise umlaufender Rahmen (7) angeordnet ist, wobei der Rahmen (7) am Filtermediumkörper (3) und eine Aufnahmetasche (5) am Filterelementgehäuse (2) ineinander gesetzt und lösbar miteinander verbunden sind.
Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Filterelementgehäuse (2) mindestens zwei Aufnahmetaschen (5) angeordnet sind, denen jeweils ein Filtermediumkörper (3) zugeordnet ist.
Filterelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Aufnahmetaschen (5) an diametral gegenüberliegenden Seiten des Filterelementgehäuses (2) angeordnet sind.
Filterelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermediumkörper (3) zumindest im Wesentlichen gleich aufgebaut sind.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (7) mithilfe eines Dichtungselements (6) am Außenumfang des Filtermediumkörpers (3) befestigt ist.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (7) in eine Aufnahmenut (9) am Außenumfang des Filtermediumkörpers (3) einragt.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (7) rechteckförmig ausgebildet und auf den quaderförmigen Filtermediumkörper (3) aufgesetzt ist.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (7) am Filtermediumkörper (3) und die Aufnahmetasche (5) am Filterelementgehäuse (2) formschlüssig verbunden sind.
Filterelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in den Rahmen (7) mindestens eine Ausnehmung (8) eingebracht ist, in die die Wandung der Aufnahmetasche (5) formschlüssig einragt.
Filtereinrichtung mit einem Filterelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und mit einem Filtergehäuse zur Aufnahme des Filterelements (2).