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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement, insbesondere einen Innenraumfilter zum Filtern von Luft für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs.
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Ein solches Filterelement dient der Filterung von Fluidströmungen oder gasförmigen Medien, beispielsweise zur Filterung einer Luftströmung, die dem Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeugs zugeführt wird. Obwohl auf beliebige Filterelemente anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik nachfolgend mit für ein Filterelement zur Filterung von Luft für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Solche Filter werden nachfolgend auch als Kfz-Innenraumluftfilter oder auch Innenraumfilter oder Kabinenluftfilter bezeichnet.
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Die zunehmende Luftverunreinigung, insbesondere in Großstädten, in Verbindung mit dem Einsatz moderner Klimaanlagen macht es wünschenswert und auch erforderlich, die von außen in den Innenraum eines Kraftfahrzeuges geleitete und aufbereitete bzw. klimatisierte Luft mittels geeigneter Filter zu reinigen. Hierfür kommen beispielsweise Partikelfilter oder Geruchsfilter oder deren Kombination miteinander in Betracht, die in der Luft enthaltene Schwebstoffe, Partikel und Gerüche aus der Umgebungsluft möglichst gut herausfiltern bzw. absorbieren sollen.
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Da solche Filterelemente bzw. die entsprechende Aufnahme für den Innenraumfilter in der Regel an eher unzugänglichen Stellen im Fahrzeug angeordnet sind, ergeben sich Probleme bei der Wartung und dem Austausch der Innenraumfilter. In der Regel werden die Filter in einen Einschub eingeführt, sodass im eingesetzten Zustand von außen nur ein schmaler Bereich zugänglich ist, der ein Herausziehen schwierig macht.
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Stand der Technik
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Es wurde vorgeschlagen, an den Seiten des Innenraumfilters zusätzliche Elemente, wie griffähnliche Kunststoffnippel anzuordnen, um eine Ausbau zu erleichtern.
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Es ist jedoch gewünscht, dass die Filterelemente neben der einfachen montagetechnischen Handhabbarkeit möglichst auch kostengünstig sein sollten und damit insbesondere herstellungstechnisch einfach zu produzieren sind. Dabei ist es auch wünschenswert einerseits nur wenig Filtermaterial, wie z. B. Filtervlies, einzusetzen und andererseits möglichst wenige, unterschiedliche Materialen bei der Fertigung einzusetzen. Das Anbringen von zusätzlichen Haltegriffen, beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial, ist dabei von Nachteil, da weitere Produktionsschritte auftreten und für den Betrieb des Filters unnötige Elemente zusätzlich vorgesehen sein müssen.
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Aus der
DE 20 2005 011 078 U1 sind Durchgriffe, Perforationen oder Laschen bekannt, die sich im Überstandsbereich über die stirnseitige Randfläche des Filterelements des Abdichtelements befinden. Das Abdichtelement dient der Deckelabdichtung gegenüber der Filteraufnahme. Aus der
DE 101 31 422 A1 ist eine an einem Gehäuseteil feste Lasche bekannt. Aus der
DE 198 09 375 A1 ist eine im entspannten Zustand vom Filterelement abragende Lasche ohne Perforationen bekannt. Aus der
DE 195 03 024 A1 ist ein Verfahren zur Fertigung von Filterelementen mit zwei Seitenbändern bekannt.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Filterelement zu schaffen, das insbesondere einfach aus einer Aufnahme oder Halterung entfernbar ist und aufwandsgünstig herstellbar ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch ein Filterelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Demgemäß ist ein Filterelement vorgesehen, welches insbesondere einen Innenraumfilter für ein Kraftfahrzeug bildet, mit einem Filtermaterial aufweisenden Faltenpack mit Faltenabschnitten. Das Faltenpack ist von einem Rahmen umschlossen, der zumindest ein Seitenband zum Stabilisieren von Faltungen des Faltenpacks auf Querschnittskanten der Faltenabschnitte und einen Faltenendabschnitt aufweist. Das Seitenband und/oder ein Faltenendabschnitt weist eine aufbrechbare Perforation zum Greifen des Filterelementes auf. Die Perforation befindet sich zwischen oberen und unteren Faltenkanten des Faltenpacks.
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Durch die Perforation ist es möglich, das Filterelement auch im eingebauten Zustand leicht zu demontieren beziehungsweise aus einem Einschub herauszuziehen. Sofern der Teil des Seitenbandes oder des Endabschnitts mit der Perforation zugänglich ist, kann zum Beispiel die Perforation händisch aufgebrochen werden, so dass beispielsweise eine Lasche entsteht, an der das Filterelement herausgezogen werden kann. Dabei besteht insbesondere der Vorteil darin, dass keine zusätzlichen Materialien eingesetzt werden müssen, sondern das Seitenband zumindest teilweise zerstört werden kann, nämlich an der vorgegebenen Perforationsstelle. Dadurch wird ein Eingriff ermöglicht, oder es wird eine Art Lasche, also ein von dem Seitenband abstehendes Stück Seitenband oder Faltenendabschnittmaterial geschaffen. Diese Lasche kann durch Brechen der Perforation beispielsweise von einem Mechaniker oder durch ein entsprechendes Mittel, wie beispielsweise einem Schraubendreher oder einem Messer, erfolgen.
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Die Perforation ist demnach vorzugsweise derart geformt, dass durch Aufbrechen derselben eine Lasche ausbildbar ist. Die Perforation kann zum Beispiel U-förmig ausgeführt sein. Ferner ist es möglich, dass mehrere Perforationen zum Beispiel den Rahmen umlaufend angeordnet sind. Der Rahmen kann einerseits durch ein durchlaufendes Seitenband gebildet sein oder aber durch beispielsweise zwei Seitenbänder oder zwei Endabschnitte der Faltungen.
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In einer Variante ist die Perforation derart ausgestaltet, dass sie zum Beispiel mit einem Schlüssel durchstoßbar ist und einen Schlitz freigibt, in den der Schlüssel einführbar ist. Durch Drehen eines beispielsweise T- oder L-förmigen Schlüssels im Inneren des Filterelementes, wobei der Schlüssel durch den Schlitz eingeführt ist, kann dann das gesamte Filterelement zuverlässig bewegt, beziehungsweise aus der Aufnahme gezogen werden.
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Vorzugsweise ist die Perforation derart ausgestaltet, dass das Seitenband und/oder der Faltenendabschnitt im Betrieb des Filterelementes eine ausreichende Stabilität aufweist und dabei insbesondere eine vorgegebene Steifigkeit hat. Eine umlaufende Perforation um den Rahmen des Filterelementes, wobei die Perforation mehrfach ausgeführt sein kann, beispielsweise U- oder kreisförmig, hat den Vorteil, dass im Demontagefall ein umlaufender Schlitz ausgebildet werden kann. Unabhängig von der konkreten Einbauposition, welche von Fahrzeugtyp zu Fahrzeugtyp variieren kann, ist dann eine Entnahme leicht möglich ist, da immer ein perforierter Bereich von außen zugänglich ist.
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In noch einer Variante des Filterelementes weist das Seitenband mindestens zwei Lagen auf, wobei eine den Querschnittskanten zugewandte Lage nicht perforiert ist und eine den Querschnittskanten abgewandte Lage mindestens eine Perforation aufweist. Damit kann gewährleistet werden, dass die beiden aufeinander gelegten und beispielsweise durch Verklebung miteinander verbundenen Lagen eine gute Stabilität und Dichtungseigenschaft aufweisen und ferner durch beispielsweise Aufbrechen der von außen zugänglichen Perforation eine Entnahmelasche entsteht.
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Das Seitenband und/oder das Faltenpack weist zum Beispiel Polyestermaterial, insbesondere Polyesterfasern auf. Als weitere Filtermaterialien kommen insbesondere verfilzte Kunststofffasern in Frage. Grundsätzlich kann jedoch jedes flexible oder feste Material, welches als Filtermedium dienen kann, verwendet werden. Nur beispielhaft seien Zellulosematerialen, PE, PVC oder natürliche Fasern genannt.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Herstellen eines entsprechenden Filterelementes, wobei das Seitenband und/oder ein jeweiliger Faltenendabschnitt perforiert werden
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Zum Beispiel kann das Seitenband als Seitenbandstreifen vor einem Aufkleben auf die Querschnittskanten des Faltenpacks perforiert werden. Dies hat den Vorteil, dass ein langer oder auch gewickelter Streifen aus Seitenbandmaterial vorgehalten werden kann, welcher im Klebe- oder Verbindungsprozess mit dem Faltenbalg oder Faltenpack ohne Abänderung üblicher Herstellungsverfahren aufgebracht werden kann.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1: eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Filterelementes;
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2: eine Draufsicht eines Filterelementes;
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3: eine erste Ausführungsform eines Seitenbandes mit Perforationen;
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4: eine zweite Ausführungsform eines Seitenbandes mit Perforation;
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5: eine Ausführungsform eines zweilagigen Seitenbandes mit Perforation; und
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6: Einzelteile eines Filterelementes zur Illustration eines entsprechenden Herstellungsverfahrens.
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In den Figuren sind gleiche beziehungsweise funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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Die 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Filterelementes. Dabei ist ein Faltenpack 3 zwischen zwei Seitenbändern 2A, 2B vorgesehen. Das Faltenpack 3 umfasst im Wesentlichen zickzack- oder ziehharmonikaförmig gefaltetes Filtermaterial, so dass Faltabschnitte 3A zwischen jeweiligen Faltkanten 3B auftreten. In der 1 ist das Filterelement mit einer rechteckigen Grundfläche dargestellt. Es sind jedoch andere Abmessungen oder Formen denkbar.
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Auf die Querschnittskanten 4 der Faltungen des Faltenpacks sind die beiden Seitenbänder 2A, 2B zum Beispiel aufgeklebt. Die durch das Seitenband 2B perspektivisch verdeckten Querschnittskanten 4 sind gepunktet dargestellt. Ein Faltenendabschnitt 3C bildet zwischen den beiden Seitenbändern 2A, 2B einen Teil eines Rahmens um das Faltenpack 3 aus. Gegenüber dem Faltenendabschnitt 3C kann ebenso ein Teil des Rahmens durch einen gegenüberliegenden Faltenendabschnitt ausgebildet werden. Dies ist in der 1 dargestellt.
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Eine Durchströmung des Filterelementes 3 erfolgt in der Regel wie es in der 1 über den Doppelpfeil FF angedeutet ist, senkrecht zu den Faltkanten beziehungsweise senkrecht zu der aus dem Faltenpack ausgebildeten Fläche durch den Rahmen. Das Seitenband 2B und der Seitenendabschnitt 3C ist mit Perforationen 5 ausgestattet, die beispielsweise U-förmig ausgeführt sein können. Die Perforation 5 kann zum Beispiel durch eine Verjüngung der Dicke des Seitenband- oder Faltenabschnittsmaterials realisiert werden oder durch auf einer Perforationskurve vorliegende längliche schmale Öffnungen in dem jeweiligen Material geschaffen werden. Entlang der jeweiligen Perforationskurve kann das Material auch stückweise durchschnitten werden, und Materialstege halten das Seitenband zusammen.
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Durch die Perforation ist es möglich, entlang der Perforationen 5 das Seitenband- oder Faltenendabschnittmaterial zu durchstoßen und den inneren Bereich der jeweils sich ergebenden U-förmigen Lasche als Griff zu verwenden. Denkbar ist auch ein Eingreifen in das Innere des Filterelements mittels der sich durch das Durchstoßen der Perforation 5 ergebenden Öffnung.
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In der 2 ist ein in einem Einschub vorgesehenes Filterelement in der Draufsicht dargestellt. Häufig werden entsprechende Innenraumfilter aus Filterelementen in schubladenförmige Einschübe eingebracht. Dass die beiden Seitenbänder 2A und 2B sowie das dazwischen liegende Faltenpack 3 aufweisende Filterelement lässt sich durch die, aufgrund der Draufsicht nicht sichtbaren Perforationen im Seitenband 2B, leicht aus der Aufnahme 6 herausziehen. Durch das Aufbrechen des Seitenbandes 2B entlang der Perforation beispielsweise mit einem Finger lässt sich eine Lasche 7 ausbilden. An der Lasche 7 kann nun entlang des Pfeils DR das gesamte Filterelement aus dem Einschub 6 herausgezogen werden.
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Vorteilhafterweise sind dazu keine weiteren Hilfsmittel notwendig. In dem Beispiel der 2 weist das Seitenband 2A keine Perforation auf, während das Seitenband 2B, welches von außen zugänglich ist, mit Perforationen ausgestattet ist. Die Perforationen sind derart ausgeführt, dass sie ohne großen Aufwand aufgebrochen werden können, jedoch im Betrieb des Filters eine ausreichende Stabilität, zum Beispiel als Abdichtung gegenüber einer Gehäusewand des Gehäuses 6 aufweist.
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In der 3 ist eine Ausführungsform eines Seitenbandes perspektivisch dargestellt. In der 3A ist das Seitenband 2 mit U-förmigen Perforationen 5 ausgestattet. Die Perforationen 5 können dabei zum Beispiel durch einzelne Schnitte, die unterbrochen sind, ausgeführt sein. Die 3B zeigt eine aufgebrochene Perforation und die dadurch ausgebildete, von dem Seitenband 2 abstehende Lasche 7. In dem Seitenband 2 selbst entsteht dadurch ein Loch oder eine Öffnung 8. Die Zerstörung des Seitenbandes ist jedoch unschädlich, da ein Aufbrechen der Perforation 5 lediglich zur Entnahme beziehungsweise Demontage des entsprechenden Filterelementes erfolgen muss.
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Neben der Darstellung in der 3 als Seitenband kann die Perforation auch an einem Faltenendabschnitt, wie es in der 1 angedeutet ist, angebracht werden.
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In der 4 ist eine alternative Ausführungsform eines Seitenbandes mit Perforation 5 dargestellt. Das Seitenband 2 hat dabei eine Perforation 5, die durch aneinander gesetzte Schnitte in dem Seitenbandmaterial längs dem Seitenband 2 ausgeführt sind. Ferner ist ein Schlüssel 9 dargestellt, der T-förmig ausgebildet ist. Dabei ist ein gerader Griff 9 mit einem quer dazu angeordneten Querabschnitt 9B vorgesehen. Um ein entsprechendes Filterelement zu entnehmen, kann der untere Querabschnitt 9B auf die Perforation 5 gesetzt werden und entlang des Pfeils P1 in das Filterelement eingedrückt werden. Dadurch entsteht wie in der 4B dargestellt ist, ein Schlitz oder eine Öffnung 8, durch die der Schlüssel beziehungsweise der Querabschnitt 9B in das Innere des Filterelementes eindringt und gedreht werden kann, wie es durch den Pfeil P2 angedeutet ist.
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Anschließend verkantet der Schlüssel 9 mit dem Schlitz 8 des geöffneten Seitenbandes 2 und das Filterelement kann entlang dem Pfeil P3 zum Beispiel aus einem Einschub herausgezogen werden.
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In der 5 ist eine dritte Ausführungsform eines Seitenbandes 2 dargestellt. Das Seitenband 2 gemäß der 5 weist zwei Lagen 2, 10 auf. Die zweite Lage 10 ist schraffiert dargestellt und zum Beispiel auf ein hier nicht dargestelltes Faltenpack aufgeklebt. Die Perforationen 5 sind beispielhaft V-förmig dargestellt. Jedoch ist nur die äußere Lage 2 des 2-lagigen Seitenbandes 2, 10 perforiert. Somit kann zum Beispiel an der Spitze der jeweiligen V-förmigen Perforation 5 die obere oder äußere Lage 2 abgezogen werden, so dass sich eine Lasche 7 bildet. Dies ist in der 5B dargestellt. Es ergibt sich somit eine Öffnung in der äußeren Lage 2, die jedoch noch von der unteren Lage 10 verschlossen ist.
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Eine 2-lagige oder mehrlagige Ausführung des Seitenbandes ” kann den Vorteil haben, dass insgesamt das Seitenband durch die Perforation nicht geschwächt wird. Im aufeinander liegenden Zustand der beiden Lagen 2 und 10 ist daher eine ausreichende Stabilität gewährleistet.
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Schließlich ist in der 6 schematisch dargestellt, wie ein entsprechendes Filterelement mit perforierten Seitenbändern oder Seitenendabschnitten hergestellt werden kann. Dazu wird zunächst ein Faltenpack 3 aus Filtermaterial bereitgestellt. Dies zeigt die 6a. Ferner wird ein Seitenbandstreifen 2, wie er in der 6b schematisch dargestellt ist, mit einer Perforation 5 versehen. Dies zeigt die 6c. Die Perforationen 5 sind zum Beispiel kreisförmig ausgeführt, so dass der kreisförmige Innenraum 11, welcher von der Perforation 5 umschlossen ist, zum Beispiel durch einen Finger eingedrückt werden kann, wodurch das Seitenband zwar zerstört wird, aber beispielsweise beim Durchstoßen mehrerer kreisförmiger Perforationen 5 das gesamte Filterelement 1 gegriffen werden kann.
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Anschließend wird das Seitenband 2, welches bereits mit der Perforation 5 versehen ist, wie in der 6D dargestellt ist, auf die Querschnittskanten 4 der Faltenabschnitte aufgeklebt. Somit wird ein Filterelement 1 mit einem zwischen Seitenbändern 2 vorliegenden Faltenpack gebildet. Dabei stellen beispielsweise die Faltenendabschnitte 3C und die Seitenbänder 2 einen Rahmen um das Filterelement 1 dar.
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Obwohl die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern vielfältig modifizierbar. Die geometrischen Formen der Perforationen können selbstverständlich verändert werden und den Gegebenheiten beliebig angepasst werden. Ferner sind kompliziertere Formen von Filterelementen denkbar, sowie verschiedene Materialien für Faltenpacks und/oder Seitenbänder einsetzbar.