DE19503024A1 - Luftfilter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftfilter zum Fil­ tern von Luft, welche in eine Fahrgastzelle eines Fahrzeugs geleitet wird, und eine Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Filters.

Luftfilter sind im allgemeinen vorgesehen, um die Luft zu filtern, welche in die Fahrgastzelle eines Fahrzeugs durch eine Gebläseeinheit hineingeleitet wird, um Verschmutzungen aus dieser Luft zu entfernen. Solche Filter werden allgemein aus einem Blatt, das aus einem geeigneten Filtermaterial besteht, gebildet, welches gefaltet ist. Geeignete Filterma­ terialien sind allgemein bekannt.

Um dem Blatt aus dem Filtermaterial eine angemessene mechani­ sche Festigkeit zu geben, umfaßt der Filter im allgemeinen einen Rahmen mit einer Form, die der Form des Filterblatts entspricht, und wird an diesem festgeklebt oder anders befe­ stigt. In einem anderen Beispiel sind die Enden der Falten an jeder Seite des Filters übereinandergefaltet.

Wo der Filter in einem Rahmen gehalten wird, entstehen zu­ sätzliche Kosten durch den separaten Rahmen und durch die zu­ sätzlichen Bearbeitungsschritte, die erforderlich sind, um den Filter in den Rahmen einzusetzen und an diesem zu befe­ stigen. Wo die Enden der Falten übereinandergefaltet sind, ist es notwendig, eine beträchtliche Menge an zusätzlichem Filtermaterial vorzusehen, was relativ teuer ist und den Herstellungsprozeß verkompliziert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesser­ ten Luftfilter und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Filters anzugeben.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Luft­ filter angegeben mit einem Luftfilter mit einem Filterblatt aus einem gefalteten Filtermaterial mit ersten und zweiten Seiten, die durch die Enden der Falten des Filterblatts ge­ bildet sind, einem oder mehreren mit der ersten Seite verbun­ denen Seitenstreifen und einen oder mehreren mit der zweiten Seite des Filterblatts verbundenen Seitenstreifen, wobei jeder Seitenstreifen aus im wesentlichen demselben Material wie das Filterblatt gebildet ist und das Filtermaterial eine bestimmte Zusammensetzung und eine bestimmte Dicke hat, so daß der Luftfilter im wesentlichen steif ist.

Die vorliegende Erfindung schafft einen selbstragenden Auf­ bau, der keinen separaten Stützrahmen erfordert und kein Fil­ termaterial verschwendet. Weiterhin ist die Herstellung des Luftfilters einfach und billig. Zusätzlich kann die Verwen­ dung desselben Materials für das Filterblatt und den Seiten­ streifen oder die Seitenstreifen den Filter leicht recycle­ bar machen, da ein Zerlegen von Teilen des Filters vor dem Recycling, wie es bei Luftfiltern aus einer Mehrzahl von un­ terschiedlichen Materialien oder bei Filtern mit einem sepa­ raten Stützrahmen notwendig sein kann, vermieden wird.

In einer Ausführungsform ist jeder Seitenstreifen an dem Fil­ terblatt angepreßt. Alternativ kann jeder Seitenstreifen an dem Filterblatt festgeklebt sein. Als weitere Alternative kann jeder Seitenstreifen durch Ultraschallschweißen an dem Filterblatt befestigt sein.

Vorteilhafterweise sind die Enden der Falten so gefaltet, daß sie im wesentlichen senkrecht zu der Längsrichtung der Falten liegen, wobei die Seitenstreifen an den gefalteten Enden der Falten angebracht sind. Dies kann weiterhin die Festigkeit des Luftfilters erhöhen und ein Anbringen des Seitenstreifens oder der Seitenstreifen an dem gefalteten Filterblatt erleichtern.

Vorzugsweise ist ein einziger Seitenstreifen an jeder Seite angebracht und haben die Seitenstreifen im wesentlichen die­ selbe Dicke wie das Filtermaterial, aus dem das gefaltete Filterblatt hergestellt ist.

Gemäß einem anderen Effekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Luftfilters angegeben mit einem Filtermediumspender zum Zuführen eines Filterme­ dium in Blattform, einem Faltsystem zum Falten des Filterme­ diums, einer Seitenstreifenanbringungsvorrichtung zum Anbrin­ gen eines oder mehrerer Seitenstreifen aus demselben Filterma­ terial, aus dem das gefaltete Filterblatt besteht, an jeder Seite des gefalteten Filterblatts, und einer Schneidestation zum Zerschneiden des Filterblatts in einzelne Luftfilter.

Hinsichtlich weiterer Vorteile und Ausbildungsformen der vor­ liegenden Erfindung wird auf die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausfüh­ rungsform eines Luftfilters in teilweise zu­ sammengebauter Form und

Fig. 2 eine Seitenansicht in schematischer Form einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Zusammenbauen eines Luftfilters.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform eines Luftfilters in teilweise zusammengebauter Form gezeigt, der zur Anordnung in dem Lufteinlaßkanal eines Lüftungssystems einer Fahrgast­ zelle für ein Fahrzeug bestimmt ist. Der Luftfilter entfernt Verunreinigungen aus der Umgebungsluft, welche durch das Lüftungssystem geführt wird, wie beispielsweise Emmissionen von anderen Fahrzeugen und Pollen.

Der Luftfilter 10 hat eine allgemein rechteckige Form in die­ sen Ausführungsformen und ist aus drei Teilen, nämlich einem gefalteten Filterblatt 12 und ersten und zweiten Seitenstrei­ fen 14, gebildet. Das Filterblatt 12 ist aus irgendeinem ge­ eigneten gewebten oder nicht gewebten Filtermaterial gebil­ det, welches die erforderliche selbsttragende Natur für den Luftfilter 10 liefern wird. Ein Beispiel für ein solches Fil­ termaterial ist ein nicht gewebter genadelter Filz wie ein Gemisch aus Polypropylen und Modacrylfasern (vorzugsweise in einem Verhältnis von 50 : 50). Das Filtermaterial muß auch eine Dicke haben, welche die geforderte selbsttragende Natur liefern wird. In dem Fall des obigen Beispiels ist eine Dicke von 1,6 mm bevorzugt, obwohl eine Dicke von 1,0 mm aus­ reichend sein kann. Vorzugsweise ist das Filtermaterial elek­ trostatisch aufgeladen.

Das Filtermaterial wird in Falten gefaltet und wie eine Zieh­ harmonika durch ein Verfahren, wie es nachfolgend noch be­ schrieben werden wird, zusammengedrückt. Das gefaltete Fil­ termaterial definiert Seitenkanten, die in einer Ebene im we­ sentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Falten liegen.

Die beiden Seitenstreifen 14 haben eine Breite, die im we­ sentlichen der Tiefe jeder Falte des Filterblatts 12 ent­ spricht, so daß die Kanten der Seitenstreifen 14 im wesentli­ chen zu den Ober- und Unterseiten des gefalteten Filter­ blatts 12 ausgerichtet sind, wenn der Luftfilter 10 zusammen­ gebaut ist. Die beiden Seitenstreifen 14 sind im wesentli­ chen aus demselben Material wie das Filterblatt 12 und vorzu­ gsweise aus exakt demselben Material hergestellt. Die Seiten­ streifen 14 sind an den Seiten des Filterblatts 12 durch Schweißen oder einen geeigneten Klebstoff, der zwischen den Innenflächen 16 der Seitenstreifen 14 und den Seitenkanten des gefalteten Filterblatts 12 vorgesehen ist, befestigt.

Die Seitenstreifen 14 haben im wesentlichen dieselbe Dicke wie das Filtermaterial, das das gefaltete Filterblatt 12 bil­ det.

Im Gebrauch wird der Luftfilter 10 einfach in einem Gehäuse (nicht gezeigt) in einem Fahrzeug positioniert. Der Luftfil­ ter 10 wird gewöhnlicherweise einer kleinen Druckkraft ausge­ setzt, während es in dem Gehäuse gehalten wird, um den Luft­ filter 10 gegen einen Dichtungsstreifen aus beispielsweise einem elastomeren oder Schaumgummimaterial, das in dem Gehäu­ se angebracht ist, zu drücken. Wenn ein Auswechseln eines Filters 10 erforderlich ist, wird der alte Luftfilter aus dem Gehäuse entfernt, während der Dichtungsstreifen darin belassen wird, und durch einen neuen Filter ersetzt. Der alte Filter wird dann auf einfache Weise recycelt, da er im wesentlichen vollständig aus einer einzigen Materialart hergestellt ist.

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform einer Filterzusammen­ bauvorrichtung 20 umfaßt eine Filtermaterialspenderstation 22, die eine Rolle 24 aus einem Filtermaterial trägt. Eine Faltstation 26 umfaßt einen Satz von Walzen 28, die typi­ scherweise eine Anzahl von Kerben in dem Filtermaterial zur Verwendung als Markierung der Längskanten der einzelnen Falten und zur Gewährleistung eines korrekten Abstandes der Falten voneinander vorsehen. Ein Speicher 30 von bekannter Form speichert Filtermaterial zum anschließenden Falten durch das Faltsystem 32.

Das Faltsystem 32 ist von herkömmlicher Form und kann bei­ spielsweise ein System von verzahnten Bändern umfassen, die miteinander in Eingriff stehen, um das zwischen ihnen befind­ liche Filtermaterial zu falten.

Eine Fördereinrichtung 34 führt das gefaltete Filtermaterial, was in dieser Stufe noch in durchgehender Form ist, einer Seitenstreifenanbringungsvorrichtung 36 zu. Die Seitenstreifenanbringungsvorrichtung 36 umfaßt vorzugsweise zwei Filterstreifenspender (nicht gezeigt), die die Seitenstreifen 14 von Filtermaterialrollen zuführen, und Vorspannmittel (nicht gezeigt) zum Ausüben eines Druckes auf die Seitenstreifen 14 in Richtung der Seiten des gefalteten Filterblatts 12 in der Richtung der Pfeile A, die in Fig. 1 gezeigt sind.

In dem Fall, wo die Seitenstreifen 14 an dem gefalteten Fil­ terblatt 12 angepreßt werden, umfaßt die Anbringungsvorrich­ tung 36 auch Heizvorrichtungen (nicht gezeigt), um sowohl die Seitenstreifen 14 als auch das gefaltete Filterblatt 12 zu erwärmen. Eine solche Erwärmung bewirkt eine Erweichung des Filtermaterials und dadurch eine Verbindung der Seiten­ streifen 14 mit dem gefalteten Filterblatt 12. Irgendeine ge­ eignete Anordnung von Heizvorrichtungen kann verwendet wer­ den.

In dem Fall, wo die Seitenstreifen 14 an dem gefalteten Fil­ terblatt 12 angeklebt werden, können zwei Klebstoffeauf­ bringungsvorrichtungen (nicht gezeigt) vorgesehen sein. Diese Aufbringungsvorrichtungen können nahe der entspre­ chenden Seiten des Filterblatts 12 plaziert sein, um Kleb­ stoff auf die Seiten des Filterblatts 12 und/oder die Sei­ tenstreifen 14 aufzubringen. Alternativ können die Klebstoff­ aufbringungsvorrichtungen neben den Seitenstreifenspendern plaziert sein, um Klebstoff nur auf die Innenflächen 16 der Seitenstreifen 14 aufzutragen. Jegliche geeigneten Klebstoff­ aufbringungsvorrichtungen verwendet werden.

In dem Fall, wo die Seitenstreifen 14 an dem gefalteten Fil­ terblatt 12 angeschweißt werden, umfaßt die Anbringungsvor­ richtung auch Ultraschallschweißvorrichtungen und Druckmit­ tel (nicht gezeigt) zum Anschweißen der Seitenstreifen 14 unter Druck an dem gefalteten Filterblatt 12. Ein solches Schweißen bewirkt eine Erweichung des Filtermaterials und da­ durch eine Verbindung der Seitenstreifen 14 mit dem gefalte­ ten Filterblatt 12. Eine geeignete Anordnung von Schweißvor­ richtungen und Druckmittel kann verwendet werden.

Nach der Anbringung der Seitenstreifen 14 an dem gefalteten Filterblatt 12 wird der Filter 10 durch eine Schneidstation 38 geführt, die das durchgehende Filterblatt 12 in einzelne Luftfilter 10 geeigneter Länge zerschneidet. Jeder einzelne Luftfilter 10 ist nach dem Zerschneiden durch die Kombina­ tion der Falten und der Seitenstreifen 14 selbsttragend.

Der spezifische Aufbau der Stationen 22 bis 38, die in Figur 2 gezeigt sind, wird einem Fachmann bekannt sein, und des­ halb hier nicht im einzelnen beschrieben werden.

Wo eine zusätzliche Festigkeit entlang der Seiten des Fil­ ters 10 erforderlich ist, können die Enden der Falten umge­ schlagen sein, so daß sie im wesentlichen senkrecht zu der Längsrichtung der Falten liegen. In diesem Fall werden die Seitenstreifen 14 an den gefalteten Enden der Falten ange­ schweißt oder angeklebt. Es ist beabsichtigt, daß die Länge der umgeschlagenen Bereiche der Falten kleiner als der Abstand zwischen den Falten ist.

An dem Ende der Lebensdauer des Filters 10 kann der gesamte Filter 10 in demselben Prozeß recycelt werden, da dasselbe Material für das Filterblatt 12 und die Seitenstreifen 14 verwendet wird. In einer alternativen Ausführungsform können die Seitenstreifen 14 an dem gefalteten Filterblatt 12 in einem Vorgang angebracht werden, nachdem das Filterblatt 12 in einzelne Filterelemente zerschnitten worden ist.

In einigen Ausführungsformen kann ein einziger Seitenstrei­ fen vorgesehen sein, der sich um den Umfang des gefalteten Filterblatts erstreckt.

Dargestellt und beschrieben ist ein Luftfilter 10 zum Fil­ tern von Luft, welche in eine Fahrgastzelle eines Kraftfahr­ zeugs geleitet wird, der ein Filterblatt 12 aus einem ge­ falteten Filtermaterial mit ersten und zweiten Seiten, die durch die Enden der Falten des Filterblatts 12 gebildet sind, und ersten und zweiten Seitenstreifen 14, die jeweils an einer entsprechenden Seite des Filterblatts 12 angebracht sind, umfaßt. Die Seitenstreifen 14 sind im wesentlichen aus demselben Material wie das Filterelement 12 gebildet und kön­ nen an dem Filterblatt 12 angepreßt, angeschweißt oder ange­ klebt werden. Die Seitenstreifen 14 haben im wesentlichen dieselben Dicke wie das Filtermaterial, das das gefaltete Filterblatt 12 bildet. Das Material und seine Dicke sind so gewählt, daß sie einen im wesentlichen steifen, selbsttragen­ den Luftfilter 10 bilden, der den Filter 10 leicht recycle­ bar macht.

Claims (12)

1. Luftfilter (10) mit einem Filterblatt (12) aus einem ge­ falteten Filtermaterial mit ersten und zweiten Seiten, die durch die Enden der Falten des Filterblatts (12) ge­ bildet sind, einem oder mehreren mit der ersten Seite verbundenen Seitenstreifen (14) und einen oder mehreren mit der zweiten Seite des Filterblatts (12) verbundenen Seitenstreifen, wobei jeder Seitenstreifen (14) aus im wesentlichen demselben Material wie das Filterblatt (12) gebildet ist und das Filtermaterial eine bestimmte Zusam­ mensetzung und eine bestimmte Dicke hat, so daß der Luft­ filter (10) im wesentlichen steif ist.

2. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Seitenstreifen an dem Filterblatt (12) ange­ preßt ist.

3. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Seitenstreifen (14) an dem Filterblatt (12) an­ geklebt ist.

4. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Seitenstreifen (14) an dem Filterblatt (12) durch Ultraschallschweißung befestigt ist.

5. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Falten so gefaltet sind, daß sie im we­ sentlichen senkrecht zu der Längsrichtung der Falten lie­ gen, und daß der oder jeder Seitenstreifen (14) an den gefalteten Enden der Falten befestigt ist.

6. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Seitenstreifen (14) im wesentlichen dieselbe Dicke wie das Filtermedium, welches das gefalte­ te Filterblatt (12) bildet, hat.

7. Vorrichtung zur Herstellung eines Luftfilters (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Filterme­ diumspender (22) zum Zuführen eines Filtermediums in Blattform, einem Faltsystem (32) zum Falten des Filterme­ diums, einer Seitenstreifenanbringungsvorrichtung (36) zum Anbringen eines oder mehrerer Seitenstreifen (14) aus demselben Filtermaterial, aus dem das gefaltete Filterblatt (12) besteht, an jeder Seite des gefalteten Filterblatts (12), und einer Schneidestation (38) zum Zerschneiden des Filterblatts (12) in einzelne Luftfilter.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenstreifenanbringungsvorrichtung (36) Heiz­ mittel umfaßt, um das Filterblatt (12) und den bzw. die Seitenstreifen (14) zu Erwärmen und die Seitenstreifen (14) an den Seiten des Filterblatts (12) anzubringen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenstreifenanbringungsvorrichtung (36) Verbin­ dungsmittel umfaßt, um einen Klebstoff auf das Filter­ blatt (12) und/oder die Seitenstreifen (14) auf zubrin­ gen und die Seitenstreifen (14) an den Seiten des Filter­ blatts (12) zu befestigen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenstreifenanbringungsvorrichtung (36) ein Ul­ traschallschweißmittel umfaßt, um die Seitenstreifen (14) an den Seiten des Filterblatts (12) anzuschweißen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch ein Faltmittel, um die Enden der Falten derart zu fal­ ten, daß sie im wesentlichen senkrecht zu der Längsrich­ tung der Falten liegen, und daß die Seitenstreifenanbrin­ gungsvorrichtung (36) die Seitenstreifen (14) an den ge­ falteten Enden der Falten anbringt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekennzeichnet durch eine Filterblattmarkierungsstation (28) zur Anbringung von Markierungen in dem Filterblatt (12).