DE102015013370A1 - Filter element, in particular for a motor vehicle, and method for producing a filter element - Google Patents

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Klaus Gehwolf
Alfons-Alois Schwinghammer
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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein Filterelement (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Filtermedium (2), das Falten (5, 6) mit einer variablen Faltenhöhe (H) aufweist, und zumindest einem flächigen Abdeckelement (21), welches an dem Filtermedium (2) angebracht ist, wobei das Abdeckelement eine mit dem Filtermedium (2) verbundene Folie (26) aufweist.The present invention provides a filter element (1) for a motor vehicle, comprising a filter medium (2) having folds (5, 6) with a variable fold height (H), and at least one planar cover element (21) attached to the filter medium ( 2), wherein the cover element has a film (26) connected to the filter medium (2).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements.The present invention relates to a filter element, in particular for a motor vehicle. Furthermore, the present invention relates to a method for producing a filter element.

Filterelemente werden beispielsweise in der Luftzufuhr für Brennkraftmaschinen verwendet, um die für die Verbrennung zugeführte Luft von Schadstoffen und Schmutzpartikeln zu reinigen. Insbesondere können solche Filterelemente bei Nutzfahrzeugen, Baumaschinen und dergleichen eingesetzt werden.Filter elements are used, for example, in the air supply for internal combustion engines to clean the air supplied to the combustion of pollutants and dirt particles. In particular, such filter elements can be used in commercial vehicles, construction machines and the like.

Ein Filtermedium eines solchen Filterelements kann zickzackförmig in Form eines Faltenbalgs gefaltet sein, um die Oberfläche des Filtermediums zu vergrößern. Durch die Vergrößerung der Oberfläche kann sich die Lebensdauer des Filterelements verlängern, da eine größere Filteroberfläche mehr Schmutzpartikel aufnehmen kann, bevor der durch abgeschiedene Partikel verursachte Druckverlust am Filtermedium unerwünscht hoch wird oder sogar derart angestiegen ist, dass das Fluid das Filtermedium nicht mehr passieren oder durchströmen kann.A filter medium of such a filter element may be folded in a zigzag shape in the form of a bellows in order to increase the surface area of the filter medium. Increasing the surface area may increase the life of the filter element, as a larger filter surface can absorb more debris before the pressure loss on the filter medium caused by deposited particles becomes undesirably high, or even increased, such that the fluid no longer passes or flows through the filter medium can.

Üblicherweise wird das Filterelement in einem Gehäuse angeordnet. Die geometrische Gestaltung des Gehäuses muss an äußere Gegebenheiten, zum Beispiel Platzverhältnisse in einem Motorraum des Nutzfahrzeugs, angepasst sein. Die bauliche Gestaltung des Gehäuses hat in der Regel Einfluss auf die Form und Größe des Filterelements.Usually, the filter element is arranged in a housing. The geometric design of the housing must be adapted to external conditions, for example space conditions in an engine compartment of the commercial vehicle. The structural design of the housing usually has an influence on the shape and size of the filter element.

Um nun die Gestalt des Filterelements mit einem gefalteten Filtermedium an nahezu beliebige Gehäuseformen anpassen zu können, ist es bekannt geworden, das Filtermedium mit Falten vorzusehen, welche eine variable Faltenhöhe aufweisen. Solche Filtermedien werden auch als „Vario Pleat” bezeichnet.In order to be able to adapt the shape of the filter element with a folded filter medium to almost any housing shapes, it has become known to provide the filter medium with folds which have a variable pleat height. Such filter media are also referred to as "Vario Pleat".

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Filterelement insbesondere für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen.Against this background, the object of the present invention is to provide an improved filter element, in particular for a motor vehicle.

Das Filterelement umfasst ein Filtermedium und zumindest ein flächiges Abdeckelement. Falten des Filterelements weisen eine variable Faltenhöhe auf. Das flächige Abdeckelement ist an dem Filtermedium angebracht. Das flächige Abdeckelement umfasst eine mit dem Filtermedium verbundene Folie. Insbesondere dient das Abdeckelement zum seitlichen Verschluss der Falten bzw. Faltentaschen. Besonders bevorzugt sind zumindest zwei Abdeckelemente an gegenüberliegenden Seiten des Filterelements zum seitlichen Verschluss der Falten vorgesehen.The filter element comprises a filter medium and at least one planar cover element. Folds of the filter element have a variable pleat height. The flat cover is attached to the filter medium. The flat cover element comprises a film connected to the filter medium. In particular, the cover serves for the lateral closure of the folds or folding pockets. Particularly preferably, at least two cover elements are provided on opposite sides of the filter element for the lateral closure of the folds.

Dadurch kann auf einfache Weise ein Filterelement mit einem Abdeckelement bereitgestellt werden. Die Folie kann mit einem geeigneten Zuschnitt versehen und an dem Filtermedium angebracht werden. Hierzu kann die Folie aus einem entsprechenden Rohmaterial ausgeschnitten oder ausgestanzt gefertigt sein. Dabei wird vorzugsweise ein Folienmaterial verwendet, dessen Verschnitt wieder verwendet werden kann, indem es z. B. bei der Herstellung des Rohmaterials mit zugefügt werden kann.As a result, a filter element with a cover element can be provided in a simple manner. The film can be provided with a suitable blank and attached to the filter medium. For this purpose, the film can be cut out of a corresponding raw material or made punched out. In this case, a film material is preferably used, the blend can be reused by z. B. in the production of the raw material can be added.

Vorteilhaft ist zudem, dass für die Bildung des Abdeckelements kein Spritzgusswerkzeug oder Schweißvorgang erforderlich ist. Entsprechend kann das Filterelement auch mit kleinen Stückzahlen kosteneffizient hergestellt werden.It is also advantageous that no injection molding tool or welding process is required for the formation of the cover. Accordingly, the filter element can be produced cost-effectively even with small numbers.

Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich bevorzugt um ein Nutzfahrzeug. Alternativ kann das Filterelement genauso für einen Generator, eine Baumaschine oder jede andere Anwendung geeignet sein, bei welcher Luft oder ein sonstiges Fluid (Gas, Flüssigkeit oder ein Gemisch dieser) einer Brennkraftmaschine zugeführt und mittels des Filterelements von Schadstoffen und/oder Schmutzpartikeln gereinigt wird. Allgemein kann das Filterelement als Luftfilterelement ausgebildet sein.The motor vehicle is preferably a commercial vehicle. Alternatively, the filter element may also be suitable for a generator, a construction machine or any other application in which air or other fluid (gas, liquid or mixture thereof) is supplied to an internal combustion engine and purified by the filter element of pollutants and / or dirt particles. In general, the filter element can be designed as an air filter element.

Unter einem „Filtermedium, das Falten mit einer variablen Faltenhöhe aufweist” ist vorliegend Folgendes zu verstehen: Faltkanten von Falten des Filtermediums liegen jeweils in einer von zwei Flächen. Eine jeweilige Fläche kann einen gekrümmten und/oder eckigen Verlauf aufweisen. Der Abstand zwischen den beiden Flächen variiert in Abhängigkeit von einer Position auf einer jeweiligen Fläche. Die Faltenhöhe bezeichnet dabei den kürzesten, insbesondere lotrechten Abstand von einer jeweiligen Faltkante auf die gegenüberliegende Fläche. Diese Faltenhöhe variiert bei dem Filtermedium. Das heißt, die zwei unterschiedlichen Faltkanten zugeordnete Faltenhöhe ist unterschiedlich.The term "filter medium having pleats with a variable pleat height" here means the following: folding edges of pleats of the filter medium lie in each case in one of two surfaces. A respective surface may have a curved and / or angular course. The distance between the two surfaces varies depending on a position on a respective surface. The pleat height denotes the shortest, in particular vertical distance from a respective folding edge on the opposite surface. This pleat height varies with the filter media. That is, the fold height associated with two different fold edges is different.

Mit „flächigem Abdeckelement” ist ein Element gemeint, welches sich über das Filterelement hinweg erstreckt. Die Fläche, in welcher sich das Abdeckelement erstreckt, kann einen gekrümmten und/oder eckigen Verlauf aufweisen. Die Dicke (also die Erstreckung des Abdeckelements in einer Richtung senkrecht zur vorgenannten Fläche) kann um ein Vielfaches kleiner als die Breite oder Länge des Abdeckelements sein, beispielsweise also ein Zehntel, ein Fünfzigstel, ein Hundertstel oder weniger dieser betragen.By "planar cover member" is meant an element which extends over the filter element. The surface in which the cover extends, may have a curved and / or angular course. The thickness (that is, the extent of the cover in a direction perpendicular to the aforementioned surface) may be many times smaller than the width or length of the cover, for example, a tenth, a fiftieth, a hundredth or less this amount.

Das Filtermedium ist beispielsweise ein Filtervlies, ein Filtergewebe, ein Filtergelege oder ein Filterfilz, insbesondere ein Nadelfilz. Das Filtermedium kann im Meltblow-Verfahren hergestellt sein. Das Filtermedium kann Naturfasern, wie Baumwolle, oder Kunstfasern, beispielsweise aus Polyester, Polyvinylsulfit oder Polytetrafluorethylen, aufweisen. Die Fasern können bei der Verarbeitung in, schräg und/oder quer zur Maschinenrichtung orientiert sein. Auch können die Fasern in einer Raumrichtung gestreckt sein. Das Filtermedium kann ein- oder mehrlagig ausgebildet sein. Die Falten des Filtermediums erstrecken sich typischerweise quer zur Maschinenrichtung. Das gefaltete Filtermedium wird auch als Plissee bezeichnet. Die Falten können mittels Faltens entlang scharfer Kanten (auch als Faltenspitzen oder Prägekanten bezeichnet) oder durch eine wellenförmige Ausführung des Filtermediums erzeugt werden. Insofern bezieht sich Faltkante bevorzugt vorliegend auch auf die Spitze eines jeweiligen Wellenbergs bzw. Wellentals bei einer wellenförmigen Ausführung des Filtermediums. Eine jeweilige Falte kann durch zwei Faltabschnitte definiert sein, welche über eine entsprechende Faltkante miteinander verbunden sind. Die Faltung kann insbesondere als Zickzackfaltung ausgeführt sein. The filter medium is, for example, a filter fleece, a filter fabric, a filter fabric or a filter felt, in particular a needle felt. The filter medium can be produced in the meltblow process. The filter medium may include natural fibers such as cotton or synthetic fibers such as polyester, polyvinyl sulfite or polytetrafluoroethylene. The fibers may be oriented in, skewed and / or transversely to the machine direction during processing. Also, the fibers may be stretched in one spatial direction. The filter medium can be formed in one or more layers. The pleats of the filter medium typically extend across the machine direction. The folded filter medium is also referred to as pleats. The pleats can be produced by folding along sharp edges (also referred to as pleat tips or embossing edges) or by a wavy design of the filter medium. In this respect, folding edge preferably also applies here to the tip of a respective wave crest or wave trough in the case of a wave-shaped embodiment of the filter medium. A respective fold can be defined by two folding sections, which are connected to one another via a corresponding folding edge. The folding can be carried out in particular as a zigzag folding.

Unter einem „Vlies” ist vorliegend ein Gebilde aus Fasern begrenzter Länge, Endlosfasern (Filamenten) oder geschnittenen Fasern jeglicher Art und jeglichen Ursprungs zu verstehen, wobei die Fasern auf beliebige Weise miteinander verbunden sind; davon ausgeschlossen ist ein Verkreuzen oder Verschlingen der Fasern, wie es beim Weben, beim Flechten oder bei getuftetem Erzeugen geschieht.By "nonwoven" is meant herein an aggregate of limited length fibers, continuous filaments or cut fibers of any kind and of any origin, the fibers being interconnected in any manner; this excludes a crossing or entanglement of the fibers, as it happens during weaving, braiding or tufted generating.

Unter Zelluloselage ist eine Materiallage zu verstehen, welche zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend, auf Basis von Zellulosefasern hergestellt wurde.The term "cellulose layer" is understood to mean a material layer which has been produced at least partially, preferably predominantly, on the basis of cellulose fibers.

Insbesondere zur Stabilisierung des Abdeckelementes weist das Abdeckelement zusätzlich zur Folie eine Abdecklage auf. Die Abdecklage bildet zumindest teilweise die Außenseite des Abdeckelements und ist mit Hilfe der Folie mit dem Filtermedium, stoffschlüssig verbunden. Als Abdecklage sind vorzugsweise eine Zelluloselage und/oder ein Vlies vorgesehen, da sich solche Materiallagen durch eine einfache Verarbeitbarkeit und hohen Anpassungsfähigkeit an die Form des Abdeckelements auszeichnen. Außerdem sind eine Zelluloselage und/oder ein Vlies aufgrund ihrer Porosität besonders gut mit Hilfe der Folie mit dem Filtermedium verbindbar bzw. in die Folie zumindest teilweise einbettbar.In particular, for stabilizing the cover, the cover member in addition to the film on a cover layer. The cover layer at least partially forms the outside of the cover and is connected by means of the film with the filter medium, cohesively. As a cover layer preferably a cellulose layer and / or a nonwoven fabric are provided, since such material layers are characterized by a simple processability and high adaptability to the shape of the cover. In addition, due to their porosity, a cellulose layer and / or a nonwoven can be connected to the filter medium particularly well with the aid of the film or at least partially embedded in the film.

Die Folie verbindet die Abdecklage mit dem Filtermedium insbesondere stoff- und/oder formschlüssig. Die Folie ist bevorzugt aus einem homogenen Material gefertigt, weist also keine Fasern auf. In die Folie können die Faltkanten von Falten des Filtermediums eingeformt sein, das heißt, die Folie umschließt die Faltkanten teilweise. Die Folie sorgt für eine fluiddichte (gas- und/oder flüssigkeitsdichte) Verbindung zwischen dem Filtermedium und der Abdecklage.The film connects the cover layer with the filter medium in particular material and / or positive fit. The film is preferably made of a homogeneous material, thus has no fibers. In the film, the folding edges of folds of the filter medium can be formed, that is, the film encloses the fold edges partially. The film provides a fluid-tight (gas- and / or liquid-tight) connection between the filter medium and the cover layer.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Abdeckelement mit Faltenstirnkanten des Filtermediums verbunden. Die „Faltenstirnkanten” werden auch als „Faltenprofile” bezeichnet. Mit „Faltenstirnkante” ist die stirnseitige Faltenfläche gemeint, welche sich zwischen zwei benachbarten Faltkanten einer jeweiligen Falte endseitig erstreckt. Die Faltenstirnkante verläuft winkelig, insbesondere mit einem Winkel von 90°, zu einer jeweiligen Faltkante. Alternativ oder zusätzlich kann das Abdeckelement mit Faltkanten des Filtermediums verbunden sein.According to one embodiment, the cover element is connected to fold end edges of the filter medium. The "fold end edges" are also referred to as "fold profiles". By "wrinkle front edge" is meant the frontal fold surface which extends between two adjacent fold edges of a respective fold end. The wrinkle front edge runs at an angle, in particular at an angle of 90 °, to a respective folding edge. Alternatively or additionally, the cover may be connected to fold edges of the filter medium.

Beispielsweise kann sich das Abdeckelement (die Abdecklage und/oder die Folie) über einen Teil oder eine gesamte Stirnfläche des Filtermediums erstrecken. Die Stirnfläche bezeichnet hier eine von zwei gegenüberliegenden Flächen, insbesondere Ebenen, in welcher die Faltenstirnkanten des Filtermediums liegen.For example, the cover element (the cover layer and / or the film) may extend over a part or an entire end face of the filter medium. The end face here refers to one of two opposite surfaces, in particular planes, in which lie the fold end edges of the filter medium.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist Abdecklage mit Hilfe der Folie mit dem Filtermedium unter Aufschäumen der Folie stoffschlüssig verbunden. Mit anderen Worten verklebt die Folie die Abdecklage mit dem Filtermedium. Das „Aufschäumen der Folie” umfasst insbesondere ein Vulkanisieren der Folie. Dadurch ergibt sich eine einfache Herstellbarkeit des Filterelements.According to a further embodiment, cover layer is materially connected by means of the film to the filter medium while foaming the film. In other words, the film adheres the cover layer to the filter medium. The "foaming of the film" comprises, in particular, vulcanization of the film. This results in a simple manufacturability of the filter element.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Folie aus einem Kautschuk, insbesondere einem Nitrilbutadienkautschuk, gefertigt. Anstelle von Nitrilbutadienkautschuk (NBR) könnte auch ein anderer Synthesekautschuk verwendet werden.According to a further embodiment, the film is made of a rubber, in particular a nitrile butadiene rubber. Instead of nitrile butadiene rubber (NBR), another synthetic rubber could also be used.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Abdecklage dazu eingerichtet, das Filtermedium gegenüber einem Filtergehäuse abzudichten, in welchem das Filterelement aufnehmbar ist. Entsprechend weist die Abdecklage eine Abdichtfunktion auf.According to a further embodiment, the cover layer is adapted to seal the filter medium with respect to a filter housing in which the filter element is receivable. Accordingly, the cover layer has a sealing function.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine zusätzliche Komponente mit Hilfe der Abdecklage mit dem Filtermedium verbunden, insbesondere verklebt. An der Abdecklage lässt sich einfach die zusätzliche Komponente, beispielsweise ein Rahmen oder dergleichen, anbringen. Ganz allgemein dient die Abdecklage somit zur Bereitstellung einer Anbindungsmöglichkeit zum Anbinden weiterer Komponenten an dem Filtermedium.According to a further embodiment, an additional component is connected to the filter medium with the aid of the cover layer, in particular adhesively bonded. At the cover layer is easy to attach the additional component, such as a frame or the like. In general, the cover layer thus serves to provide a connection possibility for connecting further components to the filter medium.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Filterelement als Luftfilterelement für ein Kraftfahrzeug ausgebildet. Insbesondere ist das Filterelement als Luftfilterelement für den Ansaugtrakt eines Nutzfahrzeugs ausgebildet.According to a further embodiment, the filter element as an air filter element for a Motor vehicle trained. In particular, the filter element is designed as an air filter element for the intake tract of a commercial vehicle.

Weiterhin wird eine Serie von Filterelementen bereitgestellt. Die Serie umfasst ein erstes und ein zweites Filterelement, wie vorstehend beschrieben. Das jeweilige Abdeckelement weist einen unterschiedlichen Zuschnitt auf.Furthermore, a series of filter elements is provided. The series comprises a first and a second filter element as described above. The respective cover element has a different blank.

Mit „Serie” ist vorliegend auch ein Satz von Filterelementen gemeint. Mögliche Zuschnitte umfassen beispielsweise einen zumindest abschnittsweise runden und/oder eckigen Zuschnitt. Insbesondere kommt ein rechteckiger, trapezförmiger Zuschnitt oder ein Zuschnitt gemäß einem sonstigen Polygon in Betracht. Weiter kommt ein kreisförmiger, ovaler, ringförmiger oder sonst wie gekrümmter Zuschnitt in Betracht.By "series" herein is meant also a set of filter elements. Possible blanks include, for example, an at least partially round and / or square blank. In particular, a rectangular, trapezoidal blank or a blank according to another polygon comes into consideration. Next is a circular, oval, annular or otherwise curved blank into consideration.

Aufgrund der Art und Weise wie das Abdeckelement an dem Filtermedium angebracht ist, lässt sich dieses einfach mit unterschiedlichen Zuschnitten vorsehen. Ein jeweiliger Zuschnitt entspricht dabei vorzugsweise der Geometrie des Filtermediums, insbesondere einer Geometrie einer Stirnseite, also einer die Faltenstirnkanten umfassenden Seite des Filtermediums. Dabei deckt der Zuschnitt das Filtermedium, insbesondere dessen Stirnseite, teilweise oder vollständig ab.Due to the manner in which the cover element is attached to the filter medium, this can easily be provided with different blanks. A respective blank preferably corresponds to the geometry of the filter medium, in particular a geometry of an end face, that is to say a side of the filter medium which surrounds the fold end edges. The blank covers the filter medium, in particular its end face, partially or completely.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements, wie vorstehen beschrieben, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines Filtermediums mit Falten variabler Faltenhöhe. In einem weiteren Schritt wird zumindest ein flächiges Abdeckelement an dem Filtermedium angebracht. Das Abdeckelement weist eine mit dem Filtermedium verbundene Folie und gegebenenfalls eine Abdecklage auf.In accordance with another embodiment, a method of making a filter element as described above is provided. The method includes providing a variable wrinkle height filter medium. In a further step, at least one planar cover element is attached to the filter medium. The cover element has a film connected to the filter medium and optionally a cover layer.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Folie zugeschnitten, auf dem Filtermedium angeordnet und anschließend mit dem Filtermedium fluiddicht verbunden.According to one embodiment of the method, the film is cut to size, arranged on the filter medium and subsequently connected in a fluid-tight manner to the filter medium.

Das Verbinden der Folie mit dem Filterelement kann durch Aufschäumen der Folie erfolgen. Es kann vorgesehen sein, dass zunächst die Abdecklage auf der Folie angeordnet und mit dieser zum Bilden des Abdeckelements verbunden wird. In einem nachgelagerten Schritt erfolgt dann das Zuschneiden des Abdeckelements, also das Zuschneiden der Abdecklage gemeinsam mit der Folie, so dass ein Zuschnitt des Abdeckelements der Geometrie des Filtermediums, insbesondere einer Stirnseite desselben, entspricht. Alternativ können die Abdecklage und die Folie jeweils separat zugeschnitten und anschließend miteinander zum Bilden des Abdeckelements verbunden werden. Im weiteren Schritt wird dann dieses Abdeckelement auf dem Filtermedium, insbesondere einer Stirnseite desselben, angeordnet. Gemäß einer weiteren Variante werden die Abdecklage und die Folie jeweils separat zugeschnitten und nacheinander zum Bilden des Abdeckelements auf dem Filtermedium angeordnet. Das Verbinden der Abdecklage und der Folie kann durch Verkleben insbesondere unter Verwendung eines Klebstoffs erfolgen. Alternativ kann das Verbinden durch Erwärmen und dadurch zumindest teilweise Vulkanisieren der Folie an der Seite erfolgen, an welcher die Abdecklage mit der Folie in Kontakt gebracht wird.The bonding of the film to the filter element can be done by foaming the film. It can be provided that initially the cover layer is arranged on the film and connected to it to form the cover. In a subsequent step, then the cutting of the cover, ie the cutting of the cover layer is carried out together with the film, so that a blank of the cover of the same geometry of the filter medium, in particular a front side corresponds. Alternatively, the cover sheet and the film may each be cut separately and then joined together to form the cover member. In a further step, this cover is then arranged on the filter medium, in particular a front side of the same. According to a further variant, the cover layer and the film are each cut separately and arranged successively to form the cover on the filter medium. The bonding of the cover layer and the film can be done by gluing in particular using an adhesive. Alternatively, bonding can be accomplished by heating and thereby at least partially vulcanizing the film on the side at which the cover sheet is brought into contact with the film.

Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Verfahrensschritte. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include not explicitly mentioned combinations of features or method steps described above or below with regard to the exemplary embodiments. The skilled person will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims and the embodiments of the invention described below. Furthermore, the invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the accompanying figures.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigt dabei:It shows:

1: in einer perspektivischen Ansicht ein Filterelement gemäß einer Ausführungsform; 1 in a perspective view of a filter element according to an embodiment;

2: schematisch einen Ausschnitt aus 1; 2 : schematically a section from 1 ;

3: eine Ansicht III aus 2; 3 : a view III off 2 ;

4: ausschnittsweise das Filterelement aus 1 in einem in einem Filtergehäuse aufgenommenen Zustand; 4 : section of the filter element 1 in a state received in a filter housing;

5: das Filterelement aus 1, wobei dessen Abdecklage mit einer weiteren Komponente verbunden ist; 5 : the filter element off 1 wherein its cover layer is connected to a further component;

6: eine Draufsicht auf eine Stirnseite eines Filterelements gemäß einer weiteren Ausführungsform; 6 a plan view of an end face of a filter element according to another embodiment;

7a bis 7d: jeweils eine Draufsicht auf eine Stirnseite von Filterelementen gemäß unterschiedlicher Ausführungsformen. 7a to 7d in each case a plan view of an end face of filter elements according to different embodiments.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the figures, like reference numerals designate like or functionally identical elements, unless indicated otherwise.

Ausführungsforme(n) der Erfindung Embodiments of the invention

1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Filterelement 1 in Form eines Luftfilterelements gemäß einer Ausführungsform. Das Filterelement 1 umfasst ein Filtermedium 2, welches in einem Rahmen 3 gehalten ist. Mittels des Rahmens 3 lässt sich das Filterelement 1 in einem nicht dargestellten Filtergehäuse derart befestigen, dass das Filtermedium 2 im Filterbetrieb in einer Durchströmrichtung 4 mit zu reinigender Luft durchströmt wird. Die Luft strömt dabei von einer Rohseite RO zu einer Reinseite RE des Filterelements 1. Dabei werden Partikel, wie Staub oder Schmutz, aus der Luft gefiltert. Die gereinigte Luft wird dann beispielsweise einer Brennkraftmaschine für einen Verbrennungsprozess in dieser zugeführt. 1 shows in a perspective view a filter element 1 in the form of an air filter element according to an embodiment. The filter element 1 includes a filter medium 2 which is in a frame 3 is held. By means of the frame 3 lets the filter element 1 fasten in a filter housing, not shown, such that the filter medium 2 in filter operation in a flow direction 4 is traversed with air to be cleaned. The air flows from a raw side RO to a clean side RE of the filter element 1 , In the process, particles, such as dust or dirt, are filtered out of the air. The purified air is then supplied to, for example, an internal combustion engine for a combustion process in this.

Ein derartiges Filterelement 1 kann beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Nutzfahrzeug, einem Generator, einer Baumaschine oder einem sonstigen Gerät eingesetzt werden.Such a filter element 1 can be used for example in a motor vehicle, in particular a commercial vehicle, a generator, a construction machine or other device.

Anhand der 2 und 3 wird nachfolgend insbesondere der Aufbau des Filtermediums 2 aus 1 näher erläutert.Based on 2 and 3 In particular, the construction of the filter medium will be described below 2 out 1 explained in more detail.

Das Filtermedium 2 kann aus einem Vlies- oder Zellulosematerial gefertigt sein. Insbesondere weist das Filtermedium 2 eine Dicke von 04, bis 2 mm auf. Das Filtermedium 2 kann imprägniert oder sonst wie oberflächenbehandelt sein.The filter medium 2 may be made of a nonwoven or cellulosic material. In particular, the filter medium 2 a thickness of 04, up to 2 mm. The filter medium 2 may be impregnated or otherwise surface treated.

Das Filtermedium 2 weist eine beispielsweise aus einem flächigen Bogen hergestellte, zickzackförmige Faltung (”Faltenbalg”) auf, so dass sich Falten 5, 6 ergeben (beispielhaft sind lediglich zwei der Falten mit Bezugszeichen versehen worden). Eine jeweilige Falte 5, 6 umfasst Faltabschnitte 7, 8, welche über eine Faltkante 9 (auch als Prägekante bezeichnet) miteinander verbunden sind. Die Faltabschnitte 7, 8 benachbarter Falten 5, 6 sind wiederum über eine Faltkante 10 miteinander verbunden.The filter medium 2 has a zigzag-shaped folding ("bellows") made, for example, from a flat sheet, so that wrinkles 5 . 6 (For example, only two of the folds have been provided with reference numerals). A respective fold 5 . 6 includes folding sections 7 . 8th , which have a folding edge 9 (also referred to as embossing edge) are interconnected. The folding sections 7 . 8th adjacent wrinkles 5 . 6 are in turn via a folding edge 10 connected with each other.

Die Faltkanten 9 von Falten 5, 6 liegen dabei in einer reinseitigen ersten (gedachten und daher gestrichelt dargestellten) Fläche 11 und die Faltkanten 10 von Falten 5, 6 innerhalb einer rohseitigen, zweiten (gedachten und daher gestrichelt dargestellten) Fläche 12. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Fläche 11 gekrümmt, während die Fläche 12 eben ausgebildet ist. Dies ergibt sich aufgrund des Umstandes, dass eine Faltenhöhe H der Falten 5, 6 variiert. Die Faltenhöhe H bezieht sich dabei auf die Lotrechte von einer Faltkante 9 auf die Fläche 12. Dadurch ergibt sich, wie in 1 zu sehen, eine senkrecht zur Durchströmrichtung 4 orientierte Anströmseite 13 und eine bogenförmige Abströmseite 14. Die Form des Filtermediums 2 und damit die Form des Filterelements 1 kann aufgrund der variierenden Faltenhöhe H einfach an geometrische Randbedingungen, beispielsweise im Kraftfahrzeug, angepasst werden. Im Übrigen könnte auch ein Faltenabstand A, A', wie in 3 gezeigt, zwischen Falten 5, 6, 15 variieren. Dadurch könnten über die Anströmseite 13 variierende Durchströmungseigenschaften des Filtermediums 2 erzielt werden. Die Falten 5, 6, 15 bzw. die Abstände A, A' können stabilisiert werden, indem diese mittels in 2 gezeigter Leimraupen 16 miteinander verbunden werden.The folding edges 9 of wrinkles 5 . 6 lie in a purely-sided first (imaginary and therefore shown in dashed) area 11 and the fold edges 10 of wrinkles 5 . 6 within a raw-side, second (imaginary and therefore shown in dashed) area 12 , According to the embodiment, the area is 11 curved while the area 12 just trained. This is due to the fact that a fold height H of the folds 5 . 6 varied. The fold height H refers to the perpendicular from a folding edge 9 on the surface 12 , This results in how in 1 to see, one perpendicular to the flow direction 4 oriented upstream side 13 and an arcuate downstream side 14 , The shape of the filter medium 2 and thus the shape of the filter element 1 Due to the varying fold height H, it can easily be adapted to geometric boundary conditions, for example in the motor vehicle. Incidentally, a pleat spacing A, A ', as in FIG 3 shown between wrinkles 5 . 6 . 15 vary. This could be on the upstream side 13 varying flow properties of the filter medium 2 be achieved. The wrinkles 5 . 6 . 15 or the distances A, A 'can be stabilized by means of these in 2 shown glue beads 16 be connected to each other.

Wie weiter in 2 gezeigt, weisen die Faltabschnitte 7, 8 an ihren Stirnseiten jeweils eine Faltenstirnkante 17, 18 (auch als Faltenprofil bezeichnet) auf, welche die Faltkanten 9, 10 miteinander verbindet. Die Faltenstirnkanten 17, 18 liegen in einer Ebene, nämlich der Stirnseite 19 des Filtermediums 2. Gegenüberliegend weisen die Falten 5, 6 entsprechende Faltenstirnkanten 18' (nur eine der Faltenstirnkanten ist zu sehen) auf, welche eine Stirnseite 20 gegenüberliegend der Stirnseite 19 definieren.As in further 2 shown have the folding sections 7 . 8th at their front sides in each case a wrinkle front edge 17 . 18 (also referred to as fold profile) on which the folding edges 9 . 10 connects with each other. The fold front edges 17 . 18 lie in one plane, namely the front side 19 of the filter medium 2 , Opposite are the wrinkles 5 . 6 corresponding fold end edges 18 ' (only one of the fold end edges can be seen), which is an end face 20 opposite the front 19 define.

An zumindest einer der Stirnseiten 19, 20 – gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 1 an beiden – ist ein Abdeckelement 21 angebracht. Das Abdeckelement 21 kann auch als Endscheibe bezeichnet werden.On at least one of the front sides 19 . 20 - According to the embodiment according to 1 on both - is a cover 21 appropriate. The cover element 21 can also be referred to as end plate.

Das Abdeckelement 21 ist flächig ausgestaltet und weist eine nur geringe Dicke D im Vergleich zu dessen Dimensionen parallel zur Stirnseite 19 auf. Das Abdeckelement 21 weist vorzugsweise einen Zuschnitt auf, welcher der Stirnseite 19 entspricht. Entsprechend weist das Abdeckelement 19 eine gekrümmte, der Fläche 11 folgende Seite 22, eine dazu gegenüberliegende, gerade der Fläche 12 folgende Seite 23 sowie Endfalten 5a, 5b folgende Seiten 24, 25 auf.The cover element 21 is flat and has only a small thickness D compared to its dimensions parallel to the front side 19 on. The cover element 21 preferably has a blank, which is the front side 19 equivalent. Accordingly, the cover member 19 a curved, the surface 11 following page 22 , an opposite, just the area 12 following page 23 as well as endfolds 5a . 5b following pages 24 . 25 on.

Das Abdeckelement 21 ist in 4 in größerem Detail gezeigt. Das Abdeckelement 21 setzt sich aus einer Folie 26 und einer Abdecklage 27 zusammen. Die Abdecklage 27 ist mit Hilfe der Folie 26 mit der Stirnseite 19 bzw. den entsprechenden Faltenstirnkanten 17, 18 verbunden. Die Abdecklage 27 kann durch ein Vlies und/oder durch eine Zelluloselage gebildet sein.The cover element 21 is in 4 shown in greater detail. The cover element 21 is made up of a foil 26 and a cover layer 27 together. The cover layer 27 is with the help of the foil 26 with the front side 19 or the corresponding fold end edges 17 . 18 connected. The cover layer 27 may be formed by a nonwoven and / or by a cellulose layer.

Die Folie 26 kann beispielsweise einen Synthesekautschuk, insbesondere Nitrilbutadienkautschuk, aufweisen. Zum Verbinden mit den Faltenstirnkanten 17, 18 wird die Folie 26 samt Abdecklage 27 auf den Faltenstirnkanten 17, 18 angeordnet und erhitzt. Dies führt zum Aufvulkanisieren der Folie 26, sodass ein Stoffschluss mit den Faltenstirnkanten 17, 18, insbesondere eine Verklebung, entsteht. Die Folie 26 kann dabei teilweise in den innerhalb einer jeweiligen Falte 5, 6 definierten Innenraum 28 hineinvulkanisieren, wie an der Stelle 29 angedeutet.The foil 26 For example, it may comprise a synthetic rubber, in particular nitrile butadiene rubber. For connecting to the pleated front edges 17 . 18 will the film 26 including cover layer 27 on the fold front edges 17 . 18 arranged and heated. This leads to vulcanization of the film 26 , so that a material connection with the Faltenstirnkanten 17 . 18 , in particular a bond, arises. The foil 26 can be partially in the inside of a respective fold 5 . 6 defined interior 28 vulcanising in, as in the place 29 indicated.

Die Abdecklage 27 kann zum Bilden des Abdeckelements 21 mit der Folie 26 in einem Schritt, welcher dem Verbinden der Folie 26 mit dem Filtermedium 2 vorausgeht, verbunden, insbesondere verklebt werden. Anschließend wird der entsprechende Zuschnitt des Abdeckelements durch Ausstanzen oder Ausschneiden desselben aus flächigem, insbesondere bahnförmigem Rohmaterial (das die Folie 26 und die Abdecklage 27 in flächigem, bahnförmigem, insbesondere übereinander angeordneten Zustand umfasst) hergestellt.The cover layer 27 can for forming the cover 21 with the foil 26 in a step which involves bonding the film 26 with the filter medium 2 precedes, connected, in particular glued. Subsequently, the corresponding blank of the cover by punching or cutting the same from flat, in particular web-shaped raw material (which the film 26 and the cover layer 27 in flat, web-shaped, in particular stacked state comprises) produced.

Die Abdecklage 27 dichtet, wie in 4 gezeigt, gegen einen stirnseitigen Rahmenabschnitt 30 (siehe auch 1) des Rahmens 3 luftdicht ab. Anstelle des Rahmenabschnitts 30 könnte es sich auch um ein Filtergehäuse 31 handeln, in welchem das Filterelement 1 angeordnet ist.The cover layer 27 writes as in 4 shown against a front frame section 30 (see also 1 ) of the frame 3 airtight. Instead of the frame section 30 It could also be a filter housing 31 act in which the filter element 1 is arranged.

Wie in 5 gezeigt, kann die Abdecklage 27 außenseitig (innenseitig ist dieses mit der Folie 26 verbunden) mit einer weiteren Komponente 32, beispielsweise einem Rahmen oder sonstigem Verstärkungselement, verbunden, insbesondere verklebt sein.As in 5 shown, the cover layer 27 outside (inside this is with the film 26 connected) with another component 32 , For example, a frame or other reinforcing element, connected, in particular glued.

6 illustriert nun, dass sich das Abdeckelement 21 nicht vollständig über die gesamte Stirnseite 19 (siehe 2) erstrecken muss, sondern auch beispielsweise Aussparungen aufweisen kann. Die Aussparungen 33 können beispielsweise eckig oder gerundet, beispielsweise dreieckig, viereckig oder kreisförmig ausgebildet sein. 6 now illustrates that the cover 21 not completely over the entire front side 19 (please refer 2 ), but may also have recesses, for example. The recesses 33 For example, they may be square or rounded, for example triangular, quadrangular or circular.

Die 7a7d zeigen eine Serie von Filterelementen 1 mit Abdeckelementen 21-1, 21-2, 21-3 und 21-4, welche jeweils einen unterschiedlichen Zuschnitt aufweisen. Jeweils gestrichelt (weil verdeckt) ist ein Filtermedium 2 angedeutet. Wie ersichtlich, können die Abdeckelemente 21 eine eckige und/oder gerundete Kontur, auch mit seitlichen Aussparungen 34 umfassen.The 7a - 7d show a series of filter elements 1 with cover elements 21-1 . 21-2 . 21-3 and 21-4 , which each have a different cut. Each dashed (because hidden) is a filter medium 2 indicated. As can be seen, the cover elements 21 a square and / or rounded contour, also with lateral recesses 34 include.

Obwohl die Erfindung vorliegend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.Although the invention has been described herein with reference to preferred embodiments, it is variously modifiable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Filterelementfilter element
22
Filtermediumfilter media
33
Rahmenframe
44
Durchströmrichtungflow direction
55
Faltewrinkle
5a5a
Faltenendefold the end
5b5b
Faltenendefold the end
66
Faltewrinkle
77
Faltabschnittfolding section
88th
Faltabschnittfolding section
99
Faltkantefold
1010
Faltkantefold
1111
Flächearea
1212
Flächearea
1313
Anströmseiteinflow
1414
Abströmseiteoutflow
1515
Faltewrinkle
1616
Leimraupeglue bead
1717
FaltenstirnkanteFold front edge
1818
FaltenstirnkanteFold front edge
18'18 '
FaltenstirnkanteFold front edge
1919
Stirnseitefront
2020
Stirnseitefront
2121
Abdeckelementcover
2222
Seitepage
2323
Seitepage
2424
Seitepage
2525
Seitepage
2626
Foliefoil
2727
Abdecklagecover sheet
2828
Innenrauminner space
2929
StelleJob
3030
Rahmenabschnittframe section
3131
Filtergehäusefilter housing
3232
weitere Komponentefurther component
3333
Aussparungrecess
3434
Aussparungrecess
AA
Abstanddistance
A'A '
Abstanddistance
DD
Dickethickness
HH
Höheheight
RERE
Reinseiteclean side
RORO
Rohseiteunfiltered side

Claims (10)

Filterelement (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Filtermedium (2), das Falten (5, 6) mit einer variablen Faltenhöhe (H) aufweist, und zumindest einem flächigen Abdeckelement (21), welches an dem Filtermedium (2) angebracht ist, wobei das Abdeckelement eine mit dem Filtermedium (2) verbundene Folie (26) aufweist.Filter element ( 1 ), in particular for a motor vehicle, with a filter medium ( 2 ), the wrinkles ( 5 . 6 ) having a variable fold height (H), and at least one planar cover element ( 21 ) which is attached to the filter medium ( 2 ) is mounted, wherein the cover element with the filter medium ( 2 ) connected film ( 26 ) having. Filterelement nach Anspruch 1, wobei das Abdeckelement (21) mit Faltenstirnkanten (17, 18) des Filtermediums (2) verbunden ist.Filter element according to claim 1, wherein the cover element ( 21 ) with pleated end edges ( 17 . 18 ) of the filter medium ( 2 ) connected is. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Abdeckelement (21) zusätzlich zur Folie (26) eine Abdecklage (27) aufweist, wobei die Abdecklage (27), insbesondere eine Zelluloselage oder/und ein Vlies, zumindest teilweise die Außenseite des Abdeckelements bildet und mit Hilfe der Folie (26) mit dem Filtermedium (2), insbesondere unter Aufschäumen der Folie (26), stoffschlüssig verbunden ist.Filter element according to claim 1 or 2, wherein the cover element ( 21 ) in addition to the film ( 26 ) a cover layer ( 27 ), wherein the cover layer ( 27 ), in particular a cellulose layer or / and a fleece, at least partially forms the outside of the cover element and with the aid of the film ( 26 ) with the filter medium ( 2 ), in particular with foaming of the film ( 26 ), is materially connected. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Folie (26) aus einem Kautschuk, insbesondere einem Nitrilbutadienkautschuk, gefertigt ist. Filter element according to one of claims 1 to 3, wherein the film ( 26 ) is made of a rubber, in particular a nitrile butadiene rubber. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Abdecklage (27) des Abdeckelements (21) dazu eingerichtet ist, das Filtermedium (2) gegenüber einem Filtergehäuse (31) abzudichten, in welchem das Filterelement (1) aufnehmbar ist.Filter element according to one of claims 1 to 4, wherein a cover layer ( 27 ) of the cover element ( 21 ) is adapted to the filter medium ( 2 ) with respect to a filter housing ( 31 ), in which the filter element ( 1 ) is receivable. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mit Hilfe einer Abdecklage (27) des Abdeckelements (21) eine zusätzliche Komponente (32) mit dem Filtermedium (2) verbunden, insbesondere verklebt, ist.Filter element according to one of claims 1 to 5, wherein by means of a cover layer ( 27 ) of the cover element ( 21 ) an additional component ( 32 ) with the filter medium ( 2 ), in particular glued, is. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welches als Luftfilterelement für ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist.Filter element according to one of claims 1 to 6, which is designed as an air filter element for a motor vehicle. Serie von Filterelementen (1), mit zumindest einem ersten und zweiten Filterelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das jeweilige Abdeckelement (21-1, 21-2, 21-3, 21-4) einen unterschiedlichen Zuschnitt aufweist.Series of filter elements ( 1 ), with at least one first and second filter element ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the respective cover element ( 21-1 . 21-2 . 21-3 . 21-4 ) has a different cut. Verfahren zum Herstellen eines Filterelements (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Filtermedium (2) mit Falten (5, 6) variabler Faltenhöhe (H) bereitgestellt und zumindest ein flächiges Abdeckelement (21) an dem Filtermedium (2) angebracht wird, wobei das Abdeckelement (21) zumindest eine mit dem Filtermedium (2) verbundene Folie (26) aufweist.Method for producing a filter element ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, wherein a filter medium ( 2 ) with wrinkles ( 5 . 6 ) variable fold height (H) and at least one flat cover element ( 21 ) on the filter medium ( 2 ), wherein the cover element ( 21 ) at least one with the filter medium ( 2 ) connected film ( 26 ) having. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Folie (26) zugeschnitten, auf dem Filterelement (2) angeordnet und anschließend mit dem Filtermedium (2) fluiddicht verbunden wird.Method according to claim 9, wherein the film ( 26 ), on the filter element ( 2 ) and then with the filter medium ( 2 ) is fluid-tightly connected.
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