DE19700340A1 - Air filter - Google Patents

Air filter

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Abstract

Air filter consisting of a duplex filter element (2,3), in which portion (3) is a carrier for activated charcoal particles, fitted into a frame (4). The frame is vacuum formed from closed cell, foamed, plastic. It has an integrally formed seal area. Also claimed is the method of manufacture

Description

Die Erfindung betrifft einen Filter, bspw. Luftfilter, mit einem Filterrahmen und darin aufgenommenem Filter­ element, wobei das Filterelement vorzugsweise aus einem mit bspw. Aktivkohleteilchen beladenen Trägerelement besteht. Desweiteren verfügt die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Filters.The invention relates to a filter, for example an air filter. with a filter frame and filter housed in it element, the filter element preferably consisting of a Carrier element loaded with, for example, activated carbon particles consists. Furthermore, the invention also has one Process for producing such a filter.

Ein derartiger Filter ist bspw. aus der DE-U 92 04 132 bekannt. Bei dem bekannten Filter ist das Filterelement in einem starren Kunststoffrahmen aufgenommen, welcher die Abdichtung nach außen erbringt und zugleich als Einbaurahmen dient. Es ist im weiteren auch bereits vorgeschlagen worden, vgl. DE-A1 39 04 623, das Filter­ element zunächst in einer geschäumten Kunststoffmasse, die eine Kunststoff-Gießmasse oder eine Kunststoff- Spritzgießmasse sein kann, unterzubringen. Eine solcher­ maßen geschaffene Einfassung ist sodann noch in einem Einbaurahmen anzuordnen.Such a filter is, for example, from DE-U 92 04 132 known. In the known filter, the filter element in a rigid plastic frame, which provides the seal to the outside and at the same time as Installation frame serves. In the further it is already have been proposed, cf. DE-A1 39 04 623, the filter element first in a foamed plastic mass, which is a plastic casting compound or a plastic Injection molding compound can be to accommodate. Such one then created border is still in one Arrange mounting frame.

Ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik beschäftigt sich die Erfindung mit der technischen Problematik, einen Filter insbesondere hinsichtlich des Filterrahmens derart auszugestalten und weiterzubilden, daß bei einfacher Herstellbarkeit sowohl ein wirksam dichtender Montagerahmen gegeben ist, wie auch eine einfache Verbindung des Filterrahmens mit dem Filterele­ ment ermöglicht ist.Based on the state of the art described above the invention deals with the technical Problem, a filter especially with regard to the To design and refine filter frames in such a way that with ease of manufacture both an effective sealing mounting frame is given, as well as one simple connection of the filter frame with the filter element ment is possible.

Diese technische Problematik ist zunächst und im wesent­ lichen beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, daß der Filterrahmen aus einem geschlossenzelligen, wärmeverformten Schaustoff be­ steht, welcher einen integral angeformten Dichtungsbe­ reich aufweist. Erfindungsgemäß wird zur Herstellung des Filterrahmens ein zunächst bahnenförmig vorliegen­ der Schaumstoff gewählt, welcher thermoplastisch ver­ formbar ist. Durch die thermoplastische Verformung kann auch integral eine Dichtfläche, bspw. eine umlaufende Dichtkante, in dem Schaumstoff zugleich ausgeformt werden. Zudem kann ein Filterelement oder, bevorzugt, wie weiter unten noch im einzelnen beschrieben, können mehrere Filterelemente übereinander, die auch nicht zueinander gleichförmig ausgebildet sind, aufgenommen und gehaltert werden. Durch nach innen stehende Vor­ sprünge sogar eine formschlüssige Halterung erreicht werden, wenn das Filterelement eine gewisse Steifigkeit aufweist. Dadurch, daß der Schaumstoff, wie bevorzugt, nicht weich sondern mittelstarr bis starr ist, gleich­ wohl aber eine gewisse Flexibilität aufweist, können solche Vorsprünge klipsartig überlaufen werden. In diesem Zusammenhang ist entsprechend vorgesehen, daß das Filterelement an dem Filterrahmen - unmittelbar - gehaltert ist. Dies betrifft die Verbindung oder Halte­ rung des Filterelementes mit an der Innenseite des Filterrahmens bzw. innenseitig des Filterrahmens. In dieser Hinsicht schlägt eine bevorzugte Ausführungsform vor, daß das Trägerelement mit dem Filterrahmen ver­ klebt ist. Die Verklebung ist hierbei geeigneterweise über einen Schmelzkleber erreicht. Die Wände des Filter­ rahmens können innenseitig, bevorzugt ganzflächig, mit dem Schmelzkleber ausgerüstet sein. Der Schmelzkleber geht nur bei erhöhten Temperaturen, die etwa der Umform­ temperatur des thermoplastischen Schaumstoffes entspre­ chen, in den Klebezustand über. Darüber hinaus kann das Filterelement auch ober- und/oder unterseitig oder vollflächig mit einer Hülle aus Vlieswerkstoff umgeben sein. Bei dieser Ausgestaltung ist das Filterelement, soweit die vollständige Umhüllung betroffen ist, nicht unmittelbar mit der Innenwand des Trägerelementes, sonder vermittels der Hülle verbunden oder verklebt. Ansonsten ist die Hülle in gleicher Weise mit der Innen­ wand des Trägerelementes verklebt.This technical problem is first and foremost Lichen solved in the subject of claim 1, wherein is based on the fact that the filter frame from a closed-cell, thermoformed foam  stands, which is an integrally molded gasket has rich. According to the invention is used to manufacture of the filter frame is initially in the form of a web the foam chosen, which ver thermoplastic is malleable. The thermoplastic deformation can also integrally a sealing surface, for example a circumferential one Sealing edge, molded in the foam at the same time will. In addition, a filter element or, preferably, as described in detail below several filter elements on top of each other, which either are formed uniformly to one another and be held. By standing in front jumps even achieved a form-fitting bracket be when the filter element has some rigidity having. Because the foam, as preferred, not soft but medium rigid to rigid, the same but has a certain flexibility such projections are clipped over. In this connection is accordingly provided that the filter element on the filter frame - immediately - is supported. This affects the connection or hold tion of the filter element on the inside of the Filter frame or inside the filter frame. In In this regard, a preferred embodiment suggests before that the support element ver with the filter frame sticks. The gluing is suitable here achieved via a hot melt adhesive. The walls of the filter frames can be made on the inside, preferably over the entire surface be equipped with the hot melt adhesive. The hot melt adhesive only works at elevated temperatures, such as the forming temperature of the thermoplastic foam corresponds chen, in the sticky state. In addition, that can Filter element also on the top and / or bottom or completely covered with a cover made of nonwoven material be. In this embodiment, the filter element,  as far as the complete wrapping is concerned, not directly with the inner wall of the carrier element, but connected or glued by means of the cover. Otherwise, the shell is in the same way with the inside wall of the support element glued.

Herstellungsmäßig ist die Erfindung zunächst und im wesentlichen durch den Gegenstand des Anspruches 5 angegeben, wobei darauf abgestellt ist, daß der Filter­ rahmen aus einem bahnenförmigen Schaumstoffmaterial durch Wärmeverformung, vorzugsweise in Vakuum-Tiefzieh­ verfahren, hergestellt wird, wobei zunächst ein topfför­ miges, verformtes Halbzeug hergestellt wird und sodann ein Topfboden abgetrennt wird. Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß ein vorteilhafter Filterrahmen im Tiefziehverfahren aus einer Schaumstoffbahn hergestellt werden kann. Um hier insbesondere die Vakuum-Tiefzieh­ technik anwenden zu können, ist man darauf verfallen, zunächst den Filterrahmen mit einem integralen Boden oder einer integralen Decke auszubilden und in einem zweiten Schritt, nach dem Verformen, den Boden oder die Decke abzutrennen. So kann der Vakuumaufbau in der Form genutzt werden, obgleich das letztlich gewünschte Teil ein boden- und deckenloses Rahmenteil ist. In diesem Zusammenhang ist auch bevorzugt, daß der Filterrahmen innen mit einer Schmelzkleberschicht ausgerüstet wird. Herstellungsmäßig kann dies insbesondere derart vorge­ nommen werden, daß das bahnenförmige Schaumstoffmateri­ al auf einer Seite vollständig mit einer Schmelzkleber­ schicht ausgerüstet wird. Im Zuge des Umformens, insbe­ sondere Tiefziehens, kann sodann zugleich eine Erhit­ zung vorgenommen werden, welche die Schmelzkleber­ schicht zum Erweichen bringt. Dies kann diesem Zustand, insbesondere noch in der Form selbst, dazu ausgenutzt werden, ein Filterelement im Inneren mit dem Filterrah­ men zu verbinden, nämlich in diesem Fall zu verkleben. Entsprechend ist es auch vorteilhaft, das Filterelement vor dem Abtrennen des Topfbodens in den Filterrahmen einzusetzen und mit dem Filterrahmen zu verbinden.In terms of manufacture, the invention is first and essentially by the subject matter of claim 5 specified, with the aim that the filter frame made of a sheet-like foam material by heat deformation, preferably in vacuum deep drawing process, is produced, initially using a pot Miges, deformed semifinished product is produced and then a pot bottom is separated. According to the invention recognized that an advantageous filter frame in Thermoforming process made from a foam sheet can be. To vacuum deep drawing in particular to be able to apply technology, first the filter frame with an integral bottom or form an integral blanket and in one second step, after deforming, the floor or the Detach blanket. So the vacuum build in the mold be used, although the part ultimately desired is a bottom and ceilingless frame part. In this Context is also preferred that the filter frame inside with a hot melt adhesive layer. In terms of production, this can be particularly preferred be taken that the sheet-like foam material al on one side completely with a hot melt adhesive layer is equipped. In the course of forming, especially special deep drawing, can then also be a heat be made, which is the hot melt adhesive layer softens. This can be this condition, especially in the form itself, used for this be a filter element inside with the filter frame  to connect, namely in this case to glue. Accordingly, it is also advantageous to use the filter element before separating the bottom of the pot into the filter frame insert and connect to the filter frame.

Nachstehend ist die Erfindung desweiteren anhand der beigefügten Zeichnung, welche jedoch lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellt, erläutert. Hierbei zeigt:The invention is further based on the following attached drawing, which, however, is only a Illustrates embodiment explained. Here shows:

Fig. 1 einen Filter mit einer plissierten Vlieslage und einer Adsoptionslage im Querschnitt; FIG. 1 is a filter having a pleated non-woven layer and a Adsoptionslage in cross section;

Fig. 2 schematisch einen Verfahrensablauf zur Herstel­ lung des Filters. Fig. 2 shows schematically a process flow for the produc- tion of the filter.

Dargestellt und beschrieben ist ein Filter 1, der zur Luftfilterung, bspw. in einem Kraftfahrzeug, dient. Der Filter 1 besitzt zunächst als Filterelement eine plis­ sierte, d. h. im Querschnitt zickzackförmig verlaufende Vlieslage 2 und im weiteren eine darunter angeordnete Adsorptionslage 3. Die Adsorptionslage 3 besteht aus einem retikulierten Schaumstoff als Trägerelement, auf welchem Aktivkohleteilchen mittels Klebstoff befestigt sind.A filter 1 is shown and described, which is used for air filtering, for example in a motor vehicle. The filter 1 initially has as a filter element a plis-based, that is to say cross-sectionally running non-woven layer 2 and further an adsorption layer 3 arranged underneath. The adsorption layer 3 consists of a reticulated foam as a carrier element, on which activated carbon particles are attached by means of an adhesive.

Das Filter 1 wird in der Strömungsrichtung S durch­ strömt.The filter 1 is flowing through in the flow direction S.

Die genannten Filterelemente 2, 3 sind in einem Filter­ rahmen 4 aufgenommen. Der Filterrahmen 4 besteht aus einem einstückigen, also nahtlosen Schaumstoffteil. Es kann sich um Polyethylen- oder Polypropylen-Schaumstoff handeln. Der Schaumstoff ist geschlossenzellig und thermoplastisch verformt. Im einzelnen ist die Verfor­ mung in einer Tiefziehmaschine durchgeführt. Auf einer Innenseite 5 ist der Filterrahmen 4 mit einem Schmelz­ kleber versehen. Durch Aktivierung des Schmelzklebers ist sowohl die Vlieslage 2, wie auch die Adsorptionsla­ ge 3 randseitig, im Bereich 2' bzw. 3', mit dem Filter­ rahmen 4 verklebt.The filter elements 2 , 3 mentioned are accommodated in a filter frame 4 . The filter frame 4 consists of a one-piece, so seamless foam part. It can be polyethylene or polypropylene foam. The foam is closed-cell and thermoplastic. In particular, the deformation is carried out in a deep-drawing machine. On an inside 5 , the filter frame 4 is provided with a melt adhesive. By activating the hot melt adhesive, both the fleece layer 2 and the adsorption layer 3 are bonded to the filter frame 4 at the edges, in the region 2 'or 3 '.

In weiterer Einzelheit ist zu erkennen, daß an dem Filterrahmen 4 integral ein Dichtungsbereich 6 ange­ formt ist. Der Dichtungsbereich 6 besteht aus einer oberen Leiste 7, an welche sich, entgegen der Strömungs­ richtung betrachtet, eine, hinsichtlich der Außenflä­ che, Ausnehmung 8 anschließt. Unterhalb der Ausnehmung 8 ist eine weitere umlaufende Leiste 9 ausgebildet, welche etwa eine doppelte Breite gegenüber der Leiste 7 aufweist.In further detail it can be seen that a sealing area 6 is integrally formed on the filter frame 4 . The sealing area 6 consists of an upper bar 7 , which, viewed against the flow direction, a, with respect to the Außenflä, recess 8 connects. Below the recess 8 , a further circumferential bar 9 is formed, which is approximately twice the width of the bar 7 .

Im Bereich der Leiste 9 ist zugleich innenseitig eine umlaufende Nut 10 ausgebildet.In the area of the strip 9 , a circumferential groove 10 is also formed on the inside.

Im weiteren ist der Filterrahmen unterhalb der Leiste 9 topfabschnittsförmig ausgebildet, zusammengesetzt aus einem Wandungsabschnitt 11 und einem Wandungsabschnitt 12. Der Wandungsabschnitt 11 ist gerade verlaufend ge­ formt und besitzt bezüglich einer Mittelachse A etwa einen gleichen Abstand wie ein Wandungsabschnitt 8' im Bereich der Nut 8.Furthermore, the filter frame is designed in the form of a pot section below the bar 9 , composed of a wall section 11 and a wall section 12 . The wall section 11 is formed to run straight and has about the same distance with respect to a central axis A as a wall section 8 'in the region of the groove 8 .

Der Wandungsabschnitt 11 geht durch eine Einziehung nach innen in einen Wandungsabschnitt 12 über, welcher innenseitig eine Schulter bildet, auf welcher die Ad­ sorptionslage 3 randseitig aufsitzt. Das Innenmaß ist auch gegenüber dem Wandbereich 8' im Bereich der Schul­ ter vermindert. Mit gleichem Innenmaß geht die Wandung sodann über eine 90°-Krümmung in einen -kurzen- Auslauf­ abschnitt 13 über. The wall section 11 merges inward into a wall section 12 , which forms a shoulder on the inside, on which the adsorption layer 3 sits on the edge. The internal dimension is also reduced compared to the wall area 8 'in the area of the school ter. With the same internal dimension, the wall then goes over a 90 ° curvature in a -short- outlet section 13 .

Das Filter 1 kann rotationssymmetrisch zu der Achse A oder auch mit einem rechteckigen oder quadratischen Grundriß ausgebildet sein. In den letzteren Fällen steht die dargestellte Achse A für eine Mittellängsebe­ ne.The filter 1 can be designed to be rotationally symmetrical to the axis A or also to have a rectangular or square outline. In the latter cases, the axis A shown stands for a central longitudinal plane.

Im weiteren kann die Adsorptionslage 3 von einem dünnen Vlies 14 umhüllt sein.Furthermore, the adsorption layer 3 can be covered by a thin fleece 14 .

Herstellungsmäßig ist das Verfahren anhand Fig. 2 erläu­ tert.In terms of manufacture, the method is explained with reference to FIG. 2.

Ausgangspunkt der Herstellung ist ein bahnenförmiges Schaumstoffmaterial b, das in Fig. 2a dargestellt ist.The starting point for production is a sheet-like foam material b, which is shown in Fig. 2a.

Dieses bahnenförmiges Schaumstoffmaterial b wird in ein- schematisch dargestelltes - Tiefziehwerkzeug 15 einge­ legt. Es handelt sich hier um ein Vakuum-Tiefziehwerk­ zeug' was anhand der Luftsaugkanäle 16 angedeutet ist. (Fig. 2b).This sheet-like foam material b is placed in a schematically illustrated deep-drawing tool 15 . This is a vacuum deep-drawing tool, which is indicated by the air suction channels 16 . ( Fig. 2b).

Es ist ersichtlich, daß das bahnenförmige Schaumstoffma­ terial b in dem Tiefziehwerkzeug 15 topfförmig verformt wird, einschließlich eines integral angebundenen Bodens 17. Die Topfwandung besitzt bereits die Gestaltung, wie sie in Fig. 2 hinsichtlich des Filterrahmens zu erken­ nen ist.It can be seen that the sheet-like foam material b is deformed into a pot shape in the deep-drawing tool 15 , including an integrally connected bottom 17th The pot wall already has the design as can be seen in FIG. 2 with respect to the filter frame.

In einem nachfolgenden Schritt, Fig. 2c wird in den so geformten Topf, nach Erhitzen der Innenfläche zur Errei­ chung des Schmelzklebers, die Filterelemente 2, 3 einge­ legt und mit der Innenseite des topfförmigen Elementes, im Bereich des späteren Filterrahmens, verklebt. In a subsequent step, Fig. 2c in the thus shaped pot, after heating the inner surface to achieve the hot melt adhesive, the filter elements 2 , 3 are inserted and glued to the inside of the cup-shaped element in the area of the subsequent filter frame.

Sodann wird in einem schließlichen Schritt, Fig. 2d eine Abtrennung des Filterrahmens 4 von dem Boden 17 vorgenommen. Die Abtrennung kann mit einem Schneidwerk­ zeug durchgeführt werden oder auch bspw. mit einem Heißdraht.Then, in a final step, FIG. 2d, the filter frame 4 is separated from the base 17 . The separation can be carried out with a cutting tool or, for example, with a hot wire.

Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori­ tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt­ lich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.All the features disclosed are essential to the invention. In the disclosure of the application is hereby also the Disclosure content of the associated / attached priori full documents (copy of the pre-registration) Lich included, also for the purpose of characteristics of this Documents in claims of the present registration with to record.

Claims (7)

1. Filter (1) mit einem Filterrahmen (4) und darin aufgenommenem Filterelement (2, 3), wobei ein Filterele­ ment (2, 3) vorzugsweise aus einem mit bspw. Aktivkohle­ teilchen beladenen Trägerelement besteht, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Filterrahmen (4) aus einem geschl­ ossenzelligen wärmeverformten Schaumstoff besteht, welcher einen integral angeformten Dichtungsbereich aufweist.1. Filter ( 1 ) with a filter frame ( 4 ) and the filter element ( 2 , 3 ) accommodated therein, a filter element ( 2 , 3 ) preferably consisting of a carrier element loaded with, for example, activated carbon, characterized in that the filter frame ( 4 ) consists of a closed-cell thermoformed foam which has an integrally molded sealing area. 2. Filter nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement an dem Filterrahmen (4) gehaltert ist.2. Filter according to claim 1 or in particular according thereto, characterized in that the filter element is held on the filter frame ( 4 ). 3. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeich­ net, daß das Filterelement (2, 3) mit dem Filterrahmen (4) verklebt ist.3. Filter according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the filter element ( 2 , 3 ) is glued to the filter frame ( 4 ). 4. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeich­ net, daß das Filterelement (2, 3) mit einer durchström­ baren Hülle mit bspw. einem Vlieswerkstoff ausgebildet ist und daß die Hülle (14) mit einer Innenfläche des Trägerelementes verklebt ist.4. Filter according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the filter element ( 2 , 3 ) is formed with a through-flow sleeve with, for example, a nonwoven material and that the sleeve ( 14 ) with an inner surface of the carrier element is glued. 5. Verfahren zur Herstellung eines Filters mit einem Filterrahmen und darin aufgenommenen Filterelement, wobei ein Filterelement vorzugsweise aus einem mit bspw. Aktivkohleteilchen beladenen Trägerelement be­ steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterrahmen aus einem bahnenförmigen Schaumstoffmaterial durch Wärmever­ formung, vorzugsweise im Vakuum-Tiefziehverfahren, hergestellt wird, wobei zunächst ein topfartiges, ver­ formtes Halbzeug hergestellt wird und ein Topfboden sodann abgetrennt wird.5. Method of making a filter with a Filter frame and filter element accommodated therein, a filter element preferably having a For example, be loaded with activated carbon particles stands, characterized in that the filter frame a sheet-like foam material by Heat Ver forming, preferably in the vacuum deep-drawing process,  is produced, with a pot-like, ver shaped semi-finished product is produced and a pot bottom is then separated. 6. Verfahren zur Herstellung eines Filters nach An­ spruch 5 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeich­ net, daß der Filterrahmen innen mit einer Schmelzkleber­ schicht ausgerüstet wird.6. Method of making a filter according to An saying 5 or in particular after, characterized net that the filter frame inside with a hot melt adhesive layer is equipped. 7. Verfahren zur Herstellung eines Filters nach einem der Ansprüche 5 oder 6 oder insbesondere danach, da­ durch gekennzeichnet, daß das Filterelement vor dem Abtrennen des Topfbodens in den Filterrahmen eingesetzt und mit diesem verbunden wird.7. Process for producing a filter according to a of claims 5 or 6 or in particular according there characterized in that the filter element before Separate the bottom of the pot into the filter frame and connected to it.
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