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DE20006072U1 - Formstabiles Filterelement - Google Patents

Formstabiles Filterelement

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DE20006072U1 DE20006072U DE20006072U DE20006072U1 DE 20006072 U1 DE20006072 U1 DE 20006072U1 DE 20006072 U DE20006072 U DE 20006072U DE 20006072 U DE20006072 U DE 20006072U DE 20006072 U1 DE20006072 U1 DE 20006072U1
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Description

Patentanwalt Dipi.-!ng. Waiter Jackisch & Partner
Menzelstr. 40 - 70192 Stuttgart
Andreas Stihl AG & Co. A 41 514/iru
Badstr. 115
3 1. Harz 2000
71336 Waiblinaen
Formstabiles Filterelement
Die Erfindung betrifft ein Filterelement aus mindestens zwei Filterlagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Filterelement ist aus der DE 36 14 949 Al bekannt. Zur Verfestigung des Nadelfilzes ist ein innenliegendes, flexibles Stützgewebe vorgesehen, welches dem Filz eine ausreichende Festigkeit verleihen soll. Auf der einen Flachseite ist ein offenporiger Kunststoffschaum vollständig in den Nadelfilz eingelagert, wobei das Filterelement selbst flexibel bleibt. Diese Flexibilität des Filterelementes gewährleistet zwar eine gute Anpassung an die räumliche Gestalt eines Filtergehäuses, jedoch muß der Benutzer darauf achten, daß bei der Montage ein ordnungsgemäßer Sitz des flexiblen Filterelementes gewährleistet ist. Bereits geringe Leckagen führen zu Unwirksamkeit des Filterelementes, was zu einer erheblichen Belastung der von einem Verbrennungsmotor angesaugten Verbrennungsluft mit Schmutzpartikeln führt. Diese können im Motor Schaden anrichten.
In der Praxis wird ein verschmutztes Filterelement ausgewaschen und mehrfach wiederverwendet, bis es gegen ein neues Filterelement ersetzt wird. Die flexible Ausgestaltung des Filterelementes läßt zwar ein einfaches Auswaschen zu, jedoch führt ein Auswringen des Filterelementes zu
V* ·
Formänderungen, was bei anschließender Montage des Filterelementes im Filtergehäuse zu Leckagestellen führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß das Filterelement auch von einem ungeübten Benutzer ordnungsgemäß im Filtergehäuse zu montieren ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Der mit einer aushärtenden Flüssigkeit getränkte Filz behält überraschenderweise seine Filtereigenschaften weitgehend unverändert bei und bildet zugleich einen im wesentlichen formstabilen, starren Körper, der nur mutwillig vom Benutzer verformt werden kann. Die Imprägnierung führt zu einer Verbindung der einzelnen Fasern des Filzes untereinander, woraus sich - ohne wesentliche Beeinträchtigung der Filtereigenschaften - die erhöhte Steifigkeit und Formstabilität des Filzes ergibt. Durch die Steifigkeit des Filterelementes ist ein leichtes passgenaues Einlegen in die entsprechende Filteraufnahme eines Fiitergehäuses gewährleistet, wobei die Reihenfolge aus Vorfiiter (Schaumstoff) und Hauptfilter (Filz) aufgrund der Einteiligkeit durch die feste Verbindung konstruktiv vorgegeben ist. Bei der Montage können Leckagestelien mit hoher Sicherheit vermieden werden, so daß eine Schädigung des an den Luftfilter angeschlossenen Verbrennungsmotors aufgrund angesaugter Schmutzpartikel weitgehend ausgeschlossen werden kann.
Die aushärtende Flüssigkeit kann durch chemische Reaktion entsprechender Komponenten aushärten oder durch Wärmeeinwirkung. Bevorzugt ist die Flüssigkeit ein Harz, insbeson-
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dere ein Phenoiharz, welches sich in praktischen Versuchen als vorteilhaft erwiesen hat.
Der offenporige Schaumstoff ist auf dem ausgehärteten Filz durch Kleben oder Schweißen befestigt. Als Klebstoffauftrag kann ein Pulverklebstoff oder ein Zweikomponenten-Kiebstoff eingesetzt werden, wobei der Auftrag vorzugsweise in Form eines gleichmäßigen Gitters erfolgen kann, so daß der Luftdurchtritt durch das sandwichartig aufgebaute Filterelement nicht wesentlich behindert ist. Alternativ kann die Schaumstofflage flächig mit der Filzlage thermisch verschweißt oder auch vernadelt sein. Ebenso kann die Verbindung durch Flammkaschieren erzielt werden.
Um eine gute Filterwirkung zu erzielen, wird eine dünne, feinfaserige Filzschicht als letzte Filterlage auf der Reinluftseite angeordnet. Diese Filzschicht bildet eine Sperrschicht für Feinstäube und gewährleistet darüber hinaus eine gute Abdichtung des Filterelementes auf dem Rand des Filtergehäuses.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein nachfolgend im einzelnen beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Filterelement ,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Filterelementes.
heiia.doc
Das in den Figuren dargestellte Filterelement 1 ist zum Einsatz in einem Ansaugluftfilter eines Verbrennungsmotors vorgesehen. Es liegt quer im Strömungsweg der angesaugten Verbrennungsluft 2 und wird entsprechend den Pfeilen in Fig. 1 von der Verbrennungsluft angeströmt. Das Filterelement 1 ist - wie in Fig. 1 schematisch dargestellt - mit seinem Rand 4 in einer Aufnahme 5 eines Filtergehäuseunterteils 3 eingelegt; mit einem Deckel 6, der ebenfalls am Rand 4 des Filterelementes angreift, wird das Filterelement 1 in der Aufnahme 5 im wesentlichen luftdicht fixiert.
Das dargestellte Filterelement 1 besteht aus einer ersten Filterlage 10, einer zweiten Filterlage 20 sowie vorzugsweise einer dritten Filterlage 30. Die zweite, mittlere Filterlage 20 ist aus einem Faservlies in Form eines Filzes 21 gebildet. Auf der der anströmenden Verbrennungsluft 2 zugewandten Flachseite ist das Filz 21 von einem offenporigen Schaumstoff 11 im wesentlichen vollständig abgedeckt, wobei der Schaumstoff 11 die erste Fiiterlage 10 bildet. Auf der dem Schaumstoff 11 abgewandten Seite des Filzes 21 ist eine dünne, feinfaserige Filzschicht 31 angeordnet, welche als Feinfilter dient. Die Filzschicht 31 liegt auf der der Schaumstofflage 11 abgewandten Abströmseite des Filterelementes 1.
Der offenporige Schaumstoff 11 ist deckungsgleich auf dem Filz 21 der zweiten Filterlage 20 befestigt, insbesondere aufgeklebt, wobei der Klebstoffauftrag - wie Fig. 2 zeigt in Form eines vorzugsweise gleichmäßigen Gitters 7 ausgebildet ist. Das Gitter 7 gewährleistet, daß die anströmende Verbrennungsluft 2 den Klebstoffauftrag im wesentlichen störungsfrei durchströmen kann. Auch ist ein Auftrag durch Sprühen vorteilhaft, insbesondere bei einem Pulverklebstoff.
;5 1 4 B II A . D O C
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Erfindungsgeroäß ist vorgesehen, den Filz 21 der mittleren Filteriage 20 durch Tränken mit einer aushärtenden Flüssigkeit zu verfestigen. Die Verfestigung erfolgt derart, daß der Filz 21 einen im wesentlichen formstabilen, starren Körper bildet, der als Träger das Filterelement 1 aussteift. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß das Filterelement 1 passgenau in die Aufnahme 5 des Filtergehäuses einzulegen ist, so daß auch von weniger erfahrenen Benutzern eine ordnungsgemäße Montage des Filterelementes im Filtergehäuse gewährleistet ist. Dabei wird zur Kenntlichmachung der Anströmseite des Filterelementes 1 der Schaumstoff 11 farbig ausgeführt. Da der Schaumstoff 11 unverschiebbar fest mit dem ausgehärteten Filz 21 der mittleren Filterlage 20 verbunden ist, wird sein Rand 12 lagerichtig zum Deckel 6 liegen, so daß bei Schließen des Deckels 6 dessen Rand 8 abdichtend auf dem Schaumstoffrand 12 anliegt. Die Reinluftseite 40 des Fiitergehäuses ist von der Schmutzseite 50 luftdicht getrennt.
Zweckmäßig wird vor der Aushärtung des Filzes 21 der mittleren Filterlage 20 aufgrund der aushärtenden Flüssigkeit der Filz 21 formgerichtet. Die Aushärtung der Flüssigkeit kann dabei durch chemischer Reaktion zusammengemischter Komponenten erfolgen oder durch Wärmebehandlung eingeleitet werden. Vorzugsweise ist die Flüssigkeit ein Harz, insbesondere ein Phenolharz.
Der im wesentlichen formstabile, starre Filz 21 bestimmt die Gestalt des Filterelementes bleibend. Auch unter Einfluß von Feuchtigkeit ist die Formstabilität nicht beeinträchtigt. Die die Steifigkeit gebende, aushärtende Flüssigkeit ist vorzugsweise wasserfest.
Ein einfaches Einlegen des im wesentlichen viereckigen, insbesondere quadratischen, Filterelementes 1 wird durch Runden der senkrecht zu den Filteriagen 10, 20 und 30 stehenden Ecken 9 begünstigt. Abweichend von der dargestellten viereckigen Form des Filterelementes 1, das die Form eines "Kekses" aufweist, kann auch jede andere einem Filtergehäuse angepaßte Form vorgesehen werden. Dabei gewährleistet die formstabile Gestaltung durch den mit aushärtender Flüssigkeit getränkten Filz dauerhaft eine unveränderbare Form, die auch nach wiederholtem Einsetzen in das Filtergehäuse eine leckagefreie Montage sicherstellt.
Die Filterlagen 10, 20 und 30 sind in ihrer Dicke derart gestaltet, daß die erste Filterlage aus offenporigem Schaumstoff etwa der Dicke des mit ausgehärteter Flüssigkeit verfestigten Filzes 21 der zweiten Filterlage 20 entspricht. Die Feinfilterlage 30 hat eine Stärke, die etwa einem Drittel bis einem Fünftel der mittleren, formstabilen Filterlage 20 entspricht. Zweckmäßig ist vorgesehen, auch die Feinfilterlage 30 durch Tränken mit einer aushärtenden Flüssigkeit zu verfestigen, insbesondere einteilig mit der mittleren Filterlage 20 zu gestalten. Das aus mehreren Filterlagen zusammengesetzte Filterelement bildet eine einteilige Baueinheit.
Es kann vorteilhaft sein, die Schaumstofflage mit dem ausgehärteten Filz 21 flächig thermisch zu verschweißen.

Claims (11)

1. Filterelement aus mindestens zwei Filterlagen (10, 20), wobei die eine Filterlage (20) von einem Faservlies (21) gebildet ist und die andere Filterlage (10) aus einem offenporigen Schaumstoff (11) besteht, der auf der einen Filterlage (20) befestigt ist, sowie mit einem das Filterelement (1) stützenden Träger, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies ein durch Tränken mit einer aushärtenden Flüssigkeit verfestigter Filz (21) ist, der als Träger das Filterelement (1) aussteift.
2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filz (21) einen formstabilen, im wesentlichen starren Körper bildet.
3. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit eine chemisch und/oder thermisch aushärtende Flüssigkeit ist.
4. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit ein Harz, insbesondere ein Phenolharz ist.
5. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der offenporige Schaumstoff (11) auf den ausgehärteten Filz (21) aufgeklebt ist.
6. Filterelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein Zweikomponenten-Klebstoff ist.
7. Filterelement nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoffauftrag als Pulver oder in Form eines vorzugsweise gleichmäßigen Gitters (7) ausgebildet ist.
3. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Schaumstoff (11) abgewandten Seite des formstabilen Filzes (21) eine Feinfilterlage (30) in Form einer dünnen, feinfaserigen Filzschicht (31) angeordnet ist.
9. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (1) auswaschbar ist.
10. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht zu den Filterlagen (10, 20, 30) stehenden Ecken (9) vorzugsweise in Umfangsrichtung des Filterelementes gerundet sind.
11. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumstofflage mit dem Filz (21) thermisch verschweißt ist.
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