DE4323136A1 - Filtereinsatz - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Filtereinsatz zum Filtern der
Frischluft für den Innenraum eines Fahrzeugs. Solche
Filtereinsätze bestehen üblicherweise aus einem in
Zickzack-Falten gelegten Filterwerkstoff, beispielsweise aus
Papier oder Vliesstoff.
Bei der Dimensionierung dieser Filtereinsätze, die
beispielsweise bei Fahrzeugklimaanlagen, aber auch bei
einfachen Lüftungsanlagen für Fahrzeuge verwendet werden, ist
zu berücksichtigen, daß die Anzahl der Falten und die
Faltentiefe abhängig ist von dem erforderlichen Luftdurchsatz
und von den filtertechnischen Eigenschaften. Der durch den
Staubfilter erzeugte Druckabfall soll dabei möglichst minimal
sein.
Bei der Herstellung wird zunächst der Filtereinsatz geformt,
wobei die durch zickzack-förmige Falten gebildete Taschen an
den Außenkanten üblicherweise mit einem festen Zusatzwerkstoff
verklebt werden. Anschließend werden die einzelnen, so
gebildeten Falten, im Abstand zueinander festgelegt und der
Filtereinsatz in einen Rahmen eingesetzt. Mit Hilfe von
PUR-Weichschaum werden nunmehr die unteren Randkanten des
Filtereinsatzes miteinander verbunden, so daß der Abstand
der einzelnen Falten arretiert ist. Dieser PUR-Schaum dient
gleichzeitig als Rahmen und als Dichtung, um später einen
leckfreien Anschluß des in ein entsprechendes Gehäuse
eingesetzten Filters zu erreichen.
Die gefertigten Filtereinsätze besitzen zum Teil keine
genügende Eigenstabilität und benötigen für den Einbau einen
entsprechend aufwendigen Aufnahmerahmen. Ein weiterer Nachteil
besteht im Recycling der Filtereinsätze. Neben dem Filtermedium
müssen Zusatzwerkstoffe, wie z. B. der PUR-Rahmen entsorgt
werden.
Für die bekannten Hersteilungsverfahren sind mehrere
Arbeitsgänge erforderlich, z. B. Stirnkantenverklebung, Schäumen
oder auch Spritzgießen des Rahmens. Nachteilig ist auch, daß
die flüssige Dichtmasse an den Außenkanten der Falten in der
Form expandiert und reagiert, d. h. sie fließt auch in den
Bereich unter den eigentlichen Faltenpack und verschließt
dadurch teilweise die An- oder Abströmöffnung, so daß der
Faltenpack bezüglich der wirksamen Filteroberfläche nicht
optimiert ist.
Aus der DE-OS 40 02 078 ist ein Filtereinsatz zu entnehmen, der
aus einem Vliesstoff besteht, welcher thermisch verschweißbar
ist und bei dem die Faltenaußenkante umgeknickt und mittels
Ultraschall verschweißt ist. Das Ultraschallverschweißen von
solchen Filtereinsätzen hat jedoch den Nachteil, daß aufwendige
Werkzeuge erforderlich sind und dieses Ultraschallverschweißen
nur bei einem aus thermoplastischen Werkstoff bestehenden Vlies
zuverlässig funktioniert. Bei zellulosehaltigen
Filtermaterialien ist dieses Verfahren nicht optimal anwendbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filtereinsatz
zu schaffen, welcher aus einem beliebigen, leicht zu
entsorgenden Material wirtschaftlich hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs
gelöst.
Der erfindungsgemäße Filtereinsatz ist aufgrund seines Aufbaus
in drei Koordinatenrichtungen biegesteif. Durch die
selbsttragende Ausführung wird das Handling und die Montage
erleichtert sowie die konstruktive Gestaltung der
Aufnahmevorrichtung und die Applikation der Dichtung
vereinfacht. Außerdem läßt sich ein solcher Filtereinsatz nach
Gebrauch ohne weiteres thermisch entsorgen, da er im
wesentlichen aus Zellulosefasern besteht. Durch das thermische
Verkleben der Stirnseitenabdeckung sowie der Winkelstreifen ist
eine hohe Produktionsrate und damit eine wirtschaftliche
Herstellung des Filters möglich.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, zur
Stabilitätserhöhung des Filtereinsatzes auf die Oberfläche
desselben Versteifungsstreifen anzubringen. Diese erhöhen die
Stabilität des Filters quer zu dem Faltenverlauf und erhöhen
damit auch gleichzeitig die Betriebssicherheit des Filters.
Leckagen im Dichtungsbereich werden somit vermieden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, die
Seitenstreifen mit einem Dichtwinkel zu versehen. Dieser
Dichtwinkel erstreckt sich längs der Stirnkanten nach innen und
kann an einer gehäusefesten Dichtung angelegt werden. Dadurch
kann eine zusätzliche Schaumstoffdichtung entfallen.
In vorteilhafter Weise bestehen sämtliche Komponenten des
Filtereinsatzes aus dem Material des Filterelements. Dadurch
ist bei der Entsorgung eine Trennung nicht erforderlich und
beispielsweise die thermische Entsorgung problemlos möglich.
Das Material wird mittels eines thermisch aktivierbaren
Klebstoffs mit dem Filterelement verbunden, wobei es zweckmäßig
ist, die Materialstärke der Seitenstreifen bzw. der
Winkelstreifen so zu bemessen, daß eine möglichst gute
Wärmeübertragung auf den Klebstoff bzw. auf die Kontaktfläche
mit dem Filterelement gewährleistet ist.
Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Einsatzes
zeichnet sich durch Einfachheit und hohe Wirtschaftlichkeit
aus. Die Herstellung kann mit geringem Aufwand automatisiert
werden. Damit wird eine kontinuierliche und hohe Qualität des
hergestellten Filtereinsatzes erzielt.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der
Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der
Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen
Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von
Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und
auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie
für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die
hier Schutz beansprucht wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Filtereinsatz,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem Herstellverfahren zur
Herstellung des Filtereinsatzes gemäß Fig. 1.
Der Filtereinsatz gemäß Fig. 1 besteht aus einem
zickzack-förmig gefalteten Filtermaterial, beispielsweise einem
Papierfilterelement 10. An diesem Filterelement sind an den
Längsseiten Seitenstreifen 11, 12 vorgesehen. Diese
Seitenstreifen sind mittels eines Klebstoffs mit den
Stirnseiten des Filterelements verbunden, wobei eine
schmutzundurchlässige Verbindung gewährleistet ist. Auf der
Oberseite des Filterelements 10 sind zwei Versteifungsstreifen
13, 14 angeordnet. Diese sind ebenfalls mit einem thermisch
aktivierbaren Klebstoff mit dem Filterelement verbunden und
dienen der Längsstabilisierung des Filterelements.
Üblicherweise verwendete man bisher zur Längsstabilisierung
sogenannte Leimraupen, die vor dem Falten des Filterelements
aufgetragen wurden und die Falten an der Auftragsstelle
miteinander verbunden haben. Der Nachteil dieser Leimraupen ist
jedoch die große Menge an Schmelzkleber verglichen mit dem
minimalen Kleberauftrag (0,3 mm) bei den Versteifungsstreifen.
Durch die Versteifungsstreifen 13, 14 wird die Filterfläche nur
unwesentlich reduziert.
An der vorderen und hinteren Stirnfläche des Filterelements
sind Winkelstreifen 15, 16 angeordnet. Diese übergreifen mit
ihren oberen Schenkeln 17, 18 wenigstens drei Falten des
Filterelements, so daß das Biegemoment der Winkelstreifen
erhöht wird. In Verbindung mit den Versteifungsstreifen 13 und
14 wird ein Filtereinsatz mit einer hohen Formstabilität
geschaffen.
Die Seitenstreifen 11, 12 und die Winkelstreifen 15, 16 werden
von einer Schaummstoffdichtung 27 umfaßt. Diese
Schaumstoffdichtung ist beispielsweise mit einer
selbstklebenden Schicht versehen und ist damit unlösbar mit den
Stirnseitenelementen verbunden. Der Filtereinsatz 28 weist
keine Haltelaschen auf. Das Einsetzen des Filtereinsatzes
geschieht manuell durch Eindrücken in den vorgesehenen Rahmen.
Beim Entfernen kann der Filtereinsatz zerstört werden, da er
nicht ausgeblasen bzw. ausgeklopft und erneut eingesetzt werden
soll, sondern grundsätzlich ein neuer Filtereinsatz verwendet
werden muß.
Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, den
Filtereinsatz 28 mit sogenannten Entnahmelaschen zu versehen.
Diese sind auf den Filterspitzen im Bereich der Schmalseiten
des Filtereinsatzes angeordnet und ermöglichen das Herausnehmen
des Filtereinsatzes. Auch bei einem solchen Filtereinsatz muß
allerdings gewährleistet sein, daß dieser nicht nochmals
benutzt wird, sondern ein neuer Filtereinsatz eingebaut wird.
In Fig. 2 ist ein Ausschnitt des Herstellverfahrens des
Filtereinsatzes 28 gezeigt. Das Filterelement wird zunächst in
einer hier nicht dargestellten Vorrichtung zickzack-förmig
gefaltet und mit einem Schneidrad 29 auf Länge geschnitten.
Auf zwei seitlich angeordneten Rollen 19, 20 befindet sich das
Material der Seitenstreifen. Dieses Material wird über
Andruckrollen 21, 22 zugeführt, gleichzeitig mittels dieser
Andruckrollen erwärmt und thermisch mit dem Filterelement 10
verbunden. Parallel hierzu werden die Versteifungsstreifen 13,
14 angeordnet. Auch diese werden von Rollen 23, 24 abgenommen
und über heizbare Andruckrollen 25, 26 auf das Filterelement 10
aufgeklebt oder mittels Ultraschallschweißverfahren
angeschweißt.
In einem anschließenden Arbeitsgang erfolgt das Ankleben der
Winkelstreifen 15, 16 und das Anbringen der umlaufenden
Schaumstoffdichtung 27.
Bezugszeichenliste
10 Filterelement
11 Seitenstreifen
12 Seitenstreifen
13 Versteifungsstreifen
14 Versteifungsstreifen
15 Winkelstreifen
16 Winkelstreifen
17 Schenkel
18 Schenkel
19 Rolle
20 Rolle
21 Andruckrolle
22 Andruckrolle
23 Rolle
24 Rolle
25 Andruckrolle
26 Andruckrolle
27 Schaumstoffdichtung
28 Filtereinsatz
29 Schneidrad
11 Seitenstreifen
12 Seitenstreifen
13 Versteifungsstreifen
14 Versteifungsstreifen
15 Winkelstreifen
16 Winkelstreifen
17 Schenkel
18 Schenkel
19 Rolle
20 Rolle
21 Andruckrolle
22 Andruckrolle
23 Rolle
24 Rolle
25 Andruckrolle
26 Andruckrolle
27 Schaumstoffdichtung
28 Filtereinsatz
29 Schneidrad
Claims (7)
1. Filtereinsatz für die Filtrierung der einem
Kraftfahrzeuginnenraum zugeführten Frischluft, mit einem
zickzack-förmig gefalteten Filterelement, welches
selbsttragend ist, wobei an den links und rechts
verlaufenden Stirnflächen mit Klebstoff beschichtete
Seitenstreifen vorgesehen sind und an den parallel zur
Faltung verlaufenden Stirnflächen Winkelstreifen angeordnet
sind, deren erster Schenkel sich über wenigstens drei
Faltkanten erstreckt und wobei eine Schaumstoffdichtung
vorgesehen ist, die längs der Stirnflächen verläuft.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der
Oberseite des Filtereinsatzes wenigstens ein
Versteifungsstreifen angeordnet ist.
3. Filtereinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Seitenstreifen an der Oberseite des
Filtereinsatzes abgewinkelt sind und eine Dichtfläche
bildet.
4. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelstreifen, die
Versteifungsstreifen und die Seitenstreifen aus dem Material
des Filtereinsatzes hergestellt sind, wobei die mit dem
Filtereinsatz zu verklebenden Elemente eine geringere oder
gleiche Materialstärke in Bezug auf die Materialstärke des
Filterelements aufweisen.
5. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Filtereinsatz zu
verklebenden Elemente mit einem thermisch schmelzbaren oder
thermisch aktivierbaren Kleber versehen sind.
6. Filtereinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in den Seitenbereichen
Entnahmelaschen auf den Filterspitz mit Ultraschall oder
mittels Klebemittel befestigt sind.
7. Verfahren zur Herstellung eines Filtereinsatzes, wobei ein
Filterpapier zickzackförmig zu einem Filterelement gefaltet
wird und das Filterelement an seinen Stirnflächen mit einem
mit Klebstoff versehenen Seitenstreifen in Kontakt gebracht
wird, dieser Kleber erhitzt und ein Anpreßdruck auf die
Seitenstreifen ausgeübt wird zum Verbinden der
Seitenstreifen mit dem Filterelement, daß anschließend an
den parallel zu den Falten des Filterelements verlaufenden
Stirnflächen Winkelstreifen, welche ebenfalls mit
Schmelzkleber versehen sind, unter Einwirkung von Wärme,
angeordnet werden und daß die Stirnflächen mit einer
umlaufenden Schaumstoffdichtung versehen werden.
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Publication Number | Publication Date |
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