具有过滤囊的过滤元件的制作方法

本发明涉及一种过滤元件，用于过滤流体，具有由曲折形地折叠的过滤介质构成的过滤囊（filterbalg），尤其用于用作尤其机动车的内燃机的扁平空气过滤器（flachluftfilter）。

背景技术：

端面褶皱（stirnfalten）是在过滤元件的过滤囊的相对而置的端面侧面处的两个外部的褶皱。端面边缘是过滤介质的两个自由的边缘（过滤囊由过滤介质形成），端面边缘沿着端面褶皱延伸且将端面褶皱限制在过滤囊的端面侧面处。过滤囊的端面棱边是过滤囊的两个另外的自由的边缘，其在端面边缘之间伸延且相应于过滤囊的褶皱延伸。褶皱棱边是过滤介质沿着其折叠的棱边。对于由市场已知的曲折形折叠的、如方形的过滤囊，端面边缘和褶皱棱边通常是直的且彼此平行延伸。端面棱边从看向过滤囊的侧面曲折形地且垂直于端面边缘和褶皱棱边延伸。在过滤介质折叠前，以后具有约方形的假想的包络（umhüllende）的过滤囊的端面棱边直地且彼此平行地延伸。假想的包络通过端面棱边、在过滤囊的净化流体侧上相邻的褶皱棱边或端面边缘以及在未处理流体侧上相邻的褶皱棱边或端面边缘撑开。

在扁平过滤元件的过滤囊的情况下，过滤介质不封闭，也就是说，端面褶皱同样如端面棱边那样不互相连接。区别于此地，在圆形过滤元件（rundfilterelementen）的过滤囊的情况下，过滤介质封闭，也就是说，其端面褶皱互相连接。扁平过滤元件的过滤囊在此能够是平坦的，但在不同的方向上也具有弯曲。

技术实现要素：

因此本发明的目的在于，提供用于过滤流体的过滤元件，其允许尤其在机动车中利用灵活的结构空间。

根据本发明的一方面，前述目的由具有过滤囊的过滤元件来解决，该过滤囊至少包含第一元件区段和第二元件区段，其分别在相对而置的端面侧面上具有基本上彼此平行地延伸的端面棱边面，其中，从一个元件区段至另一元件区段，端面棱边面中的至少一个经历方向改变。

本发明的有利的构造方案和优点由另外的权利要求、说明书和附图中得出。

提出尤其机动车的尤其内燃机的用于过滤流体的过滤元件，具有由过滤介质制成的过滤囊，该过滤介质沿着褶皱棱边曲折形地折叠成褶皱，其分别在过滤囊的相对而置的端面棱边之间伸延，其中，这些褶皱在端面棱边侧面尤其至少借助于密封剂道（dichtmittelspur）或侧面带（seitenband）分别侧向地得到密封。在此过滤囊至少包含第一元件区段和第二元件区段，其分别在相对而置的端面侧面上具有基本上彼此平行延伸的端面棱边面，其中，从一个元件区段至另一元件区段，端面棱边面中的至少一个经历方向改变。

具有第一和第二元件区段的过滤囊尤其涉及单个的过滤囊而不涉及组合成的过滤囊，也就是说单个的过滤囊由连在一起的过滤介质道（filtermedienbahn）制成。

基本上彼此平行延伸的端面棱边面意味着：端面棱边面在彼此至少小于5°、但尤其几乎0°的角度的条件下延伸。

具有根据本发明的过滤元件的过滤系统允许在装配过滤系统时有利地利用可支配的结构空间，可支配的结构空间正好在机动车领域中尺寸设计得不足。在同样复杂的安装空间的情况下，由此达到过滤元件的容量的提升。结合将过滤元件夹入到框架中，过滤元件能够被引入到几乎任意的想得到的3d-几何形状体中。

具有曲折形地折叠的过滤介质的、用于过滤流体的、尤其机动车的尤其内燃机的过滤元件的根据本发明的解决方案的优点通过更好地利用过滤元件的结构空间得出。基于在机动车中的结构空间要求得出过滤元件的多样的外部几何形状、如三角形、梯形、双梯形的构造，其对于在机动车的马达空间或内部空间中的使用是有利的。根据本发明的解决方案的优点在于：在此不是基本上矩形的过滤囊通过修剪置于到期望的形状中；或者过滤元件必须由多个部分元件组成。此外迄今已知的修剪几何形状的特征在于：其沿着端面棱边延伸且具有大于等于180°的交角。根据本发明的过滤元件在安装到复杂的结构空间中方面允许显著更大的构造自由性和灵活性。过滤元件由此能够包含不同的元件区段，其允许端面棱边面的彼此独立的方向改变。此外能够由此在过滤囊中示出底切。这些方向改变也不必一定地仅包含平坦的端棱边面，而是还能够扩展到弯曲的端部边面上。这是特别有利的，因为由此除了灵活的结构空间构造之外还实现过滤元件的一件式制造且此外壳体稳定性能够通过弧形的形状提高。

褶皱在端面棱边侧面借助于至少一个密封剂道分别侧向地密封。有利地可为此使用热熔胶（schmelzkleber）。替代地还可考虑利用侧面带的密封。对于应用一个或多个侧面带用于侧向地密封的情况，所述侧面带优选由柔性的无纺织物条带（vliestreifen）形成，该无纺织物条带尤其与配属的端面棱边粘接。然而热熔胶的使用示出优选的成本有利的、此外具有尽可能高的灵活性和构造自由性的优点的可行方案。

有利地，在第一与第二元件区段之间能够布置有另外的元件区段，其中，在该另外的元件区段的一个端面棱边面或者两个彼此相对而置的端面棱边面处进行方向改变。由此例如一个端面棱边面能够作为平坦的面继续引导，而相对而置的端面棱边面在也能够小于180°的角度的条件下继续引导直至该端面棱边面随后碰到第二元件区段的端面棱边面。

在此有利地，方向改变能够在第一元件区段与第二元件区段之间的边界面处进行。以此方式褶皱棱边例如能够平行地继续引导，而端面棱边面在某一角度的条件下折弯且同样基本上彼此平行地继续延伸。然而，在另一实施形式中，两个端面棱边面还能够非平行地继续引导。由此端面棱边面的方向改变能够很灵活地且模块化地构造。

进一步实施地，对于过滤元件的多个元件区段，方向改变能够在第一元件区段与另外的元件区段之间的边界面处且/或在另外的元件区段与第二元件区段之间的边界面处进行。由此实现：例如第一和第二元件区段分别矩形地、但具有不同的长度的褶皱地实施，而布置在其之间的元件区段实施从第一元件区段的端面棱边面至第二元件区段的端面棱边面的过渡且方向改变相应地正好实施在元件区段之间。

在有利的构造方案中，至少一个端面棱边面的方向改变能够具有小于180°的角度（在端面棱边面之间在过滤囊外部测量）。以此方式实现，例如从较狭窄的元件区段过渡到较宽的元件区段，或者还简单地将具有基本上平行的端面棱边面的元件区段作为具有同样基本上平行的、但倾斜地继续引导的端面棱边面的元件区段继续延伸。由此还能够使具有不同的深度的、几乎矩形的元件区段彼此贴靠放置或继续引导。

替代于此，方向改变还能够在至少一个端面棱边面处具有凹状弯曲的区段（从过滤囊的外部看）。因此还能够示出具有弯曲的端面棱边面的元件区段，其能够很灵活地匹配于较复杂的结构空间设定。例如由此能够有利地实现过滤元件的半圆形的平面形状或者凹处。以此方式实现：利用该过滤元件此外尽可能有效地填充基于结构空间设定构造有较复杂的凹处的过滤壳体。

类似有利地，在至少一个端面棱边面处的方向改变能够具有凸状弯曲的区段（从过滤囊的外部看）。由此能够（同样如具有凹状弯曲的区段那样）也示出具有弯曲的端面棱边面的元件区段，其朝外与平坦的端面棱边面不同且朝外拱曲。由此其能够很灵活地匹配于较复杂的结构空间设定。

在另外的有利的构造方案中，在至少一个端面棱边面处的方向改变能够具有相继先后互相相反地弯曲的区段，也即凸状弯曲的区段由凹状弯曲的区段跟随（从过滤囊的外部看）。以此方式实现：在过滤元件的端面棱边面中示出连续弯曲的延伸且由此匹配结构上有利地构造的过滤壳体尺寸设计。

在有利的构造方案中由此能够构造元件区段的端面棱边面经由连接的元件区段的端面棱边面至连接的元件区段的端面棱边面的连续的过渡部。由此能够制造在端面棱边面的延伸中没有角或棱边的过滤元件。

有利地，能够在过滤囊的周缘处设置环绕的密封部。由此在安装到过滤壳体中时实现对过滤元件的有效的密封且由此实现在未处理流体侧与净化流体侧之间的分隔。过滤系统的有效性基本上取决于未处理流体侧与净化流体侧的可靠的分隔。密封在机动车中使用时尤其必须在最不同的环境条件下起作用，这包含大的温度差、湿度、振动以及类似情况。由此能够利用相当的可靠性避免过滤系统在未处理流体侧与净化流体侧之间的泄漏。

十分特别有利地，能够因此设置叠合地起泡到过滤囊处的密封部作为环绕的密封部。由此实现：在过滤囊与密封部之间示出尽可能固定的连接，该连接此外至少在过滤元件的使用时间上确保基本上持久地密封且由此确保过滤系统的有效性。作为用于所述起泡的密封部的材料考虑例如聚氨酯泡沫，其允许很灵活的形状构造且另一方面允许固定的且持久的连接。此外加工过程能够构造成使得传统的过滤介质以此能够兼容地被泡沫覆盖且不会在塑料与过滤介质之间的界面处出现退化（degradation）。以此方式还能够实现过滤元件的形状的大的构造可能性。

根据有利的构造方案，环绕的密封部能够布置在端面棱边和侧面棱边处。以此方式实现：将过滤元件置入到过滤壳体的壳体下部件中使得过滤元件的上侧面与壳体棱边齐平（abschlißt）且壳体上部件能够套装到其上。由此过滤元件的未处理流体侧能够有利地相对于过滤元件的净化流体侧密封。此外，由此即使在替换过滤元件时也能够避免对过滤系统的净化侧的污染。

在有利的构造方案中能够在过滤囊的周缘处设置有环绕的密封部，其中间的宽度在端面棱边面的凸状和/或凹状弯曲的区段的区域中比在所述区段的外部的宽。由此用于通过喷注到过滤囊处来制造环绕的密封部的工具能够有利地构造且能够由此成本有利地制造。由此能够降低过滤元件的总的制造成本。

在适宜的构造方案中，过滤囊能够具有至少三个元件区段，其中，中间的元件区段相应地在相对而置的端面侧面上具有基本上彼此平行延伸的端面棱边面。以此方式能够有利地示出具有阶梯状构造的平面形状的过滤元件，这些过滤元件随后可能地也还能够互相套在一起，以便由此尽可能有利地填充复杂的结构空间。此外由此能够实现有利的流动情况，因为流动横截面以此方式在过滤元件的横截面上能够构造得尽可能均匀。

根据有利的构造方案，过滤囊能够具有至少三个元件区段，其中，中间的元件区段在端面棱边面中的至少一个处至少具有凹状弯曲的区段连接到凸状弯曲的区段处。以此方式实现：在过滤元件的弯曲的端面棱边面中示出连续的延伸且由此匹配于结构上有利地构造的过滤壳体尺寸设计。

根据另外的有利的构造方案，加固接片能够横向于褶皱布置成使得褶皱棱边通过加固接片来固定。由此过滤介质的褶皱经历相对端面棱边密封（例如通过带或者粘接）额外的支撑，其使过滤囊总体上机械上稳定化且由此还克服待过滤的流体的流动压力得到支撑。由此能够有利地提高过滤元件的使用寿命。

根据有利的构造方案，褶皱能够具有彼此不同的褶皱高度，尤其具有从过滤囊的一个侧面棱边至另一侧面棱边连续变化的褶皱高度。特别地，褶皱高度能够从过滤囊的一个端面至过滤囊的另一个端面增加或降低，从而能够示出过滤囊的高度的楔形的形状，这对于在机动车中确定的安装要求能够证明是有利的。

有利地，能够使用纤维素作为过滤介质。有利地使用无纺织物作为过滤介质。纤维素为此能够很灵活地使用且此外从环境观点出发由于容易的可降解性大为有利。

根据另外的方面，本发明涉及由至少两个过滤元件组成的装置，其中，两个互补地布置的过滤囊以其互补的端面棱边面彼此邻接地组合成使得其流体密封地彼此连接。以此方式实现：通过两个过滤元件满足更大的过滤系统。此外由此尽管过滤元件本身具有连续的延伸的、凹状和/或凸状弯曲的端面棱边几何形状，也能够实现过滤系统的矩形的外部几何形状。

根据有利的构造方案，过滤囊能够具有至少三个元件区段，其中，中间的元件区段在端面棱边面中的至少一个处至少具有凹状弯曲的区段连接到凸状弯曲的区段处，且其中，所述至少两个过滤元件在中间的元件区段上构造得能够流体密封地彼此连接。由此过滤元件的矩形的外部几何形状能够通过两个过滤囊的互补的连接在一起来实现，尽管过滤囊本身具有连续的延伸的、凹状和/或凸状弯曲的端面棱边几何形状。

根据另外的方面，本发明涉及具有过滤元件的过滤系统，其中，过滤元件能够更换地布置在过滤壳体中，所述过滤壳体包含至少一个壳体下部件和壳体上部件，其能够松开地、流体密封地连接，且其中，过滤元件流体密封地将过滤系统的净化侧与未处理侧分隔。以此方式实现：将过滤元件置入过滤壳体的壳体下部件中，从而过滤元件的上侧面与壳体棱边齐平且壳体上部件能够套装到其上。由此过滤元件的未处理流体侧能够有利地相对于过滤元件的净化流体侧密封。过滤元件由此在装载有污物时能够容易更换。此外在替换过滤元件时利用这样的装置能够避免过滤系统的净化侧的污染。

根据另外的方面，本发明涉及将过滤系统用作为扁平空气过滤器（flachluftfilter）的应用，尤其用作为内燃机的扁平空气过滤器的应用。还可考虑用于其它的流动的介质、例如油、燃料、尿素或者类似物的应用。

附图说明

另外的优点从以下附图说明中得出。在附图中示出本发明的实施例。附图、说明书和权利要求以组合方式包含很多的特征。本领域专业人员也会适宜地单个地考虑这些特征且概括成有意义的另外的组合。

示例性地示出：

图1显示了根据本发明的实施例的、具有三个元件区段的过滤囊的俯视图；

图2显示了根据本发明的另一实施例的、具有两个元件区段的过滤囊的俯视图；

图3显示了图2中的、具有两个元件区段的过滤囊的等比例的示图；

图4显示了根据本发明的另一实施例的、具有端面棱边面的凹状的方向改变的过滤囊的俯视图；

图5显示了根据本发明的另一实施例的、具有一排阶梯的过滤囊的排列的过滤元件的等比例的示图；

图6显示了根据本发明的实施例的、具有涂覆的用于密封端面棱边的密封剂道的过滤介质的展开的俯视图；

图7显示了根据本发明的实施例的过滤元件的等比例的示图，该过滤元件由在图6中所示的过滤介质形成。

具体实施方式

在附图中相同的或相同类型的部件以相同的附图标记来标明。附图仅仅显示了示例且不应限制地来理解。

图1显示了根据本发明的实施例的、具有三个元件区段16、50、17的过滤囊12的俯视图。过滤囊12、以及随后说明的过滤囊由连在一起的过滤介质道制成。在此，在第一元件区段16与第二元件区段17之间布置有另外的元件区段50，其中，在所述另外的元件区段50的一个端面棱边面或两个彼此相对而置的端面棱边面23a、23b处进行方向改变。方向改变在此在第一元件区段16与另外的元件区段50之间的边界面24处以及在另外的元件区段50与第二元件区段17之间的边界面25处进行。方向改变在从端面棱边面23a至端面棱边面21a的过渡部处具有小于180°的角度α（在端面棱边面23a与21a之间在过滤囊12的外部测量）。与此相比，端面棱边面23b在从端面棱边面20b至端面棱边面21b的方向上继续引导。过滤介质14的褶皱棱边26在所有三个元件区段16、50、17上平行地延伸。

在图2中示出根据本发明的另一实施例的、具有两个元件区段16、17的过滤囊12的俯视图。在端面18中端面棱边面20a朝端面棱边面21a的方向改变或者在端面19中端面棱边面20b朝端面棱边面21b的方向改变在此在第一元件区段16与第二元件区段17之间的边界面24处进行。在元件区段17的下部的部分中可见过滤介质14的竖立的褶皱34，在其余的区域周围仅仅示出褶皱棱边26。

图3为此显示了图2中的具有两个元件区段16、17的过滤囊12的等比例的示图。在元件区段17的左部分中可见过滤介质14的竖立的褶皱34，在其余的区域中仅仅纯粹示意性地示出褶皱棱边26。过滤囊12同样纯粹示意性地示出。在示图中例如从上方到过滤囊12上可见未处理流体区域60，而净化流体区域62布置在过滤囊12的下方。褶皱34在过滤囊12的两个端部处以侧面棱边36和38截止。褶皱34具有相同的褶皱高度48。

在图4中示出了根据本发明的另一实施例的、具有端面棱边面23b在端面19中的凹的方向改变的过滤囊12的俯视图（从过滤囊12的外部看），从而端面棱边面23b的凹状弯曲的区段30构造在元件区段50中。当过滤壳体在方向改变的部位处基于结构空间设定具有凹处且过滤元件10应尽可能有利地利用可供支配的结构空间时，这样的方向改变例如典型地是必需的。

在图5中可见根据本发明的另一实施例的、具有各个过滤囊12的排列的过滤元件10的等比例的示图。单个的过滤囊12在此具有三个元件区段16、17、50，其中，中间的元件区段50相应地在相对而置的端面侧面18、19上具有基本上彼此平行延伸的端面棱边面20a、20b及21a、21b。各个过滤囊12阶梯状地彼此贴靠放置以便由此实现具有复杂构造的外部轮廓的过滤元件10。

图6此外显示了展开的根据本发明的实施例的、具有涂覆的用于密封端面棱边22a的密封剂道42的过滤介质14的俯视图。各个褶皱棱边26在褶皱34彼此拉开时平行地定向，而各个元件区段16、50、17具有不同的宽度且端面棱边22a在从元件区段16至元件区段50至元件区段17的过渡部中具有方向改变。而端面棱边22b在所有三个元件区段16、50、17上的直线中连续延伸。用于粘接及密封端面棱边22a、22b的密封剂道42直接相邻地涂覆在端面棱边22a、22b处。

有利地可使用纤维素（cellulose）作为过滤介质14。有利地使用无纺织物（vliese）作为过滤介质14。纤维素为此能够很灵活地使用且还出于环境观点由于容易的可降解性大为有利。

图7显示了根据本发明的实施例的过滤元件10的等比例的示图，该过滤元件由在图6中示出的过滤介质14形成。尤其机动车的尤其内燃机的用于过滤流体的过滤元件10，具有由过滤介质14形成的过滤囊12，该过滤介质沿着褶皱棱边26曲折形折叠成褶皱34，所述褶皱分别在过滤囊12的相对而置的端面棱边22a、22b之间伸延，其中，褶皱34在端面棱边22a、22b侧面借助于至少一个密封剂道42分别侧向地得到密封。在此过滤元件包含第一元件区段16与第二元件区段17以及另外的元件区段50，其分别在相对而置的端面侧面18、19上具有基本上彼此平行延伸的端面棱边面20a、20b和21a、21b及23a、23b，其中，从一个元件区段16、17至另一个元件区段17、16，端面棱边面20a、20b中的一个经历方向改变。图8中的过滤介质14被折叠起来，端面棱边22a、22b粘接并且密封成使得过滤囊12由三个元件区段16、50、17形成。在过滤囊12的周缘处设置有环绕的密封部40，该密封部示意性绘入。有利地能够为此使用叠合地起泡到过滤囊12处的密封部（例如由聚氨酯泡沫制成）。