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Patent Searching and Data


Title:
HOLLOW-CYLINDER FILTER ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1995/017945
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention concerns a hollow-cylinder filter element made of a layer of flat material which is folded about straight fold lines to give a zig-zag shape and the opposite ends then joined to form a hollow-cylinder. The filter element includes folds of different radial lengths, i.e. wide folds and narrow folds, arranged in such a way that the wide folds (4) extend essentially from the outside to the inside circumference of the hollow cylinder while the narrow folds (5.1, 5.2) only extend over part of this distance, the wide and narrow folds (4, 5.1, 5.2) being disposed in sequence at a given frequency. Located on at least some of the walls of the narrow folds (5.1, 5.2) are spacers (11a, 12) which are broad enough to touch the adjacent wall, thus keeping adjacent walls a given distance apart.

Inventors:
KAEHLER KAI (DE)
Application Number:
PCT/DE1994/001557
Publication Date:
July 06, 1995
Filing Date:
December 30, 1994
Export Citation:
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Assignee:
DETROIT HOLDING LTD (IE)
KAEHLER KAI (DE)
International Classes:
B01D29/21; B01D46/24; B01D46/52; (IPC1-7): B01D29/11; B01D29/15; B01D29/21; B01D29/33; B01D46/52
Foreign References:
FR2175901A11973-10-26
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Claims:
A n s p r ü c h e
1. Hohlzylindrisches Filterelement (1) aus einer Lage flächigen Filtermaterials (6, 7), das im wesentlichen zickzackförmig um geradlinig verlaufende Faltlinien in Falten gelegt und an gegenüberliegenden Begrenzungskanten der Lage zu einem geschlossenen Hohlzylinder verbunden ist, wobei Falten unterschiedlicher radialer Erstreckung, d.h.breite und schmale Falten, vorgesehen sind derart, daß sich die breiten Falten (4) im wesentlichen vom äußeren zum inneren Umfang und die schmaleren Falten (5.1, 5.2) nur über einen Teil der Strecke vom äußeren zum inneren Umfang des Hohlzylinders erstrecken und die breiten und schmalen Falten (4, 5.1, 5.2) mit vorgegebener Periodizi tät aufeinanderfolgen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf mindestens einem Teil von Faltenwänden (7) der schmalen Falten (5, 5.1, 5.2) des Filtermaterials Ab¬ standshalter (11, 12; 11a, llb) mit einer solchen Höhe vorgesehen sind, daß diese jeweils eine benachbarte Fal¬ tenwand berühren und die einander benachbarten Faltenwände in einem vorbestimmten Abstand gegeneinander abstützen.
2. Filterelement nach Anspruch l, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Wände (6, 7) der brei ten und schmalen Falten (4, 5, 5.1, 5.2) auf der Anström und/oder Abströmseite (3) des Filterelements (1) zur Fal tenbildung jeweils unter im wesentlichen übereinstimmenden Winkeln zusammengeführt sind, derart, daß die Neigung der Faltenwände gegenüber der radial verlaufenden Strömungs¬ richtung eines zu filternden Mediums sowohl auf der Anström als auch auf der Abströmseite konstant ist, so daß die radiale Zunahme des freien Volumens abströmseitig der Faltenwände im wesentlichen der radialen Abnahme des Volumens anströmseitig der Faltenwände entspricht.
3. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auch auf Faltenwänden (6) der breiten Falten (4) Abstandshalter (11a, llb, 12) vorgesehen sind, die die jeweils einander benachbarten Faltenwände gegeneinander abstützen.
4. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß anström seitige Abstandshalter (12) vorgesehen sind, deren Höhe sich radial nach außen hin verringert und deren jeweilige Scheitelpunkte, linien oder flächen an der jeweils be¬ nachbarten Faltenwand anliegen.
5. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf ein¬ ander benachbarten Faltenwänden abströmseitige Abstands¬ halter (llb) vorgesehen sind, deren Höhe sich radial nach außen hin vergrößert und deren Scheitelpunkte, linien oder flächen aneinander anliegen.
6. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ab¬ standshalter (11, 12; 11a, llb) im wesentlichen streifen förmig sich in radialer Richtung des Filterelements er streckend gebildet sind.
7. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß minde stens ein Teil der Abstandshalter eine sickenartig in das Filtermaterial eingeprägte Vertiefung und/oder Erhebung aufweist.
8. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ab¬ standshalter (11a, llb, 12), in Richtung der axialen Er¬ streckung des Filterelements (1) aufeinander zu weisend wechselweise, insbesondere beidseitig, aus der Ebene der jeweiligen Faltenwand (6, 7) hervorstehen bzw. auf dieser angeordnet sind.
9. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß minde¬ stens ein Teil der Abstandshalter einen gegenüber dem Fil¬ termaterial separaten Abstandshalter, insbesondere einen ausgehärteten Klebefaden (11a', llb', 12'), aufweist, der zwei benachbarte Faltenwände (6, 7) miteinander verbindet und gegeneinander abstützt.
10. Filterelement nach Anspruch 9 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die separaten Abstands¬ halter (lla1, 12') auf der Anströmseite (3) des Filterele¬ ments (1) vorgesehen sind.
11. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sich die Abstandshalter (10, lla, llb, 12) in radialer Richtung bis in die Spitze (13) der entsprechenden Falte (4, 5, 5.1, 5.2) erstrecken.
12. Filterelement nach einem der Ansprüche 9 bis 11 und einem der Ansprüche 5 bis 8, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die Verringerung bzw. Vergrößerung der Höhe der Abstandshalter (llb) in radialer Richtung mindestens zum Teil durch einen oder mehrere separate Ab¬ standshalter, insbesondere einen Klebefaden (llb'), mit in radialer Richtung entsprechend zu oder abnehmender Dicke realisiert ist.
13. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf jede breite Falte (4) in Umfangsrichtung des Filterelements (1) mindestens eine schmale Falte (5, 5.1, 5.2) folgt.
14. Filterelement nach Anspruch 13 , d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß auf jede breite Falte (4) mehrere schmale Falten (5, 5.1, 5.2) folgen, wobei aufein¬ anderfolgende schmale Falten eine voneinander verschiedene Erstreckung in radialer Richtung des Filterelements (1) aufweisen.
15. Filterelement nach Anspruch 14 , d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß eine eine größere Erstrec¬ kung in radialer Richtung aufweisende Falte (5.2) einer Gruppe schmalerer Falten beidseitig von je einer Falte (5.1) mit geringerer Erstreckung in radialer Richtung flankiert ist.
16. Filterelement nach Anspruch 14, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß sich die radiale Erstrec¬ kung der schmalen Falten (5.1, 5.2) einer Gruppe wechsel¬ weise in Umfangsrichtung des Filterelements (1) ändert.
17. Filterelement nach Anspruch 16, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Reihenfolge der Falten (5.1, 5.2) mit unterschiedlicher Erstreckung in radialer Richtung einer Gruppe von Gruppe zu Gruppe zyklisch wech seit.
18. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf jede schmale Falte (5, 5.1, 5.2) in Umfangsrichtung des Filter¬ elements (l) zwei breite Falten (4) folgen.
19. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die ra¬ diale Erstreckung der schmalen Falten (5, 5.1, 5.2) minde¬ stens den halben Wert der radialen Erstreckung der breiten Falten (4) aufweist.
20. Filterelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß minde stens ein Teil der Falten (4, 5, 5.1, 5.2) des Filterele¬ ments (1) an dessen An und/oder Abströmseite (2, 3) durch eine je zwei benachbarte Faltlinien aufweisende Faltung mit gleichem Richtungssinn an beiden Faltlinien (14) mit im wesentlichen trapezförmigem Querschnitt ausgebildet ist.
21. Filterelement nach Anspruch 20 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die benachbarten Falt linien (13) an der Anströmseite (2) einen anderen Abstand als an der Abströmseite (3) aufweisen. * * * * *.
Description:
Hohlzylindrisches Filterelement

B e s c h r e i b u n g

Die Erfindung betrifft ein Filterelement der im Oberbe¬ griff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Aus der DE-PS 23 11 855 ist ein derartiges hohlzylindri¬ sches Filterelement bekannt, dessen Filtermaterial zick-

zack-förmig in zwei einander abwechselnden Gruppen von Faltungen zur Bildung von schmalen und breiten Falten an¬ geordnet ist. Die breiten Falten erstrecken sich dabei vom äußeren zum inneren Umfang des aus dem Filtermaterial ge- bildeten Hohlzylinders. Sie wechseln mit schmalen Falten ab, die sich nur über einen Teil der Strecke zwischen äu¬ ßerem zum innerem Umfang des Filterelements erstrecken. Die Wände der breiten Falten weisen sowohl auf der An¬ strömseite als auch auf der Abströmseite des Filterele- ments eingeprägte Vorsprünge auf, die an den jeweils be¬ nachbarten Faltenwänden anliegen und über die das Filter¬ element mechanisch versteift wird.

Die machanische Stabilität dieses Filterelements - insbe- sondere im Bereich der schmalen Faltenwände - sowie sein Strömungswiderstand und damit die Anpaßbarkeit an ver¬ schiedene Einsatzzwecke und Belastungszustände sind jedoch noch verbesserungswürdig.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Filter¬ element der eingangs genannten Gattung anzugeben, bei dem bei einfacher Konstruktion gleichzeitig eine sehr hohe Stabilität der Geometrie der Faltenwandanordnung gewähr¬ leistet sein soll. Weiter soll der Strömungswiderstand möglichst weitgehend vermindert werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Filterelement mit den Merkma¬ len des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß eine Ver¬ steifung und definierte Abstandshaltung der schmalen

Faltenwände mechanische Dauerbelastbarkeit und Strömungs¬ verhalten des Filterelements - insbesondere auch bei be¬ reits teilweise zugesetzten Filterporen - nachhaltig ver¬ bessert.

Sie schließt weiter die Erkenntnis ein, daß auch bei einer zylindrischen Filteranordnung für einen gleichmäßigen Durchsatz des zu filternden Mediums einerseits jede Quer¬ schnittsänderung eines von dem Medium zu passierenden Ka¬ nals jeweils annähernd gleich der Fläche des Filtermate¬ rials sein sollte, welche im Verlauf der genannten Quer¬ schnittsänderung für das Durchströmen des Mediums zur Ver¬ fügung steht und andererseits nach Möglichkeit ein kurzer und im wesentlichen geradliniger Strömungsweg innerhalb des Filterelements bei gleichmäßiger Filtergeometrie zur Verfügung stehen sollte. Erst durch eine derartige Konzep¬ tion ist sichergestellt, daß im wesentlichen die gesamte Filterfläche durch eine im wesentlichen gleichmäßige Strö¬ mung genutzt werden kann und längs des Strömungsweges durch des Filterelement keine den Strömungswiderstand in unerwünschter Weise zusätzlich erhöhenden Druckschwankun- gen auftreten.

Bei zylindrischen Filteranordnungen besteht nämlich das Problem, daß die Neigung der Faltenwände, bezogen auf den äußeren, von den Faltenwänden begrenzten keilförmigen Raum, größer ist als die Neigung der Wandungen in Bezug auf den entsprechenden innen gelegenen Raum. Diese Tatsa¬ che resultiert geometrisch aus dem Umstand, daß der Ab- stand der Faltenkanten auf dem Außenumfang größer ist als auf dem Innenumfang des hohlzyllinrischen Filterelements.

In die außen gelegenen Keile eingefügte kleinere Falten bewirken dabei einen gewissen Ausgleich. Optimiert ist das Filterverhalten jedoch erst dann, wenn die Neigung der Faltenwände - in Bezug auf eine gedachte Symmetrielinie - für das zu filternde Medium sowohl auf der Anström- als auch auf der Abströmseite weitestgehend konstant ist, so daß der Zuwachs an freiem Volumen in Strömungsrichtung des Mediums jenseits der Filterwandung der Verminderung an Vo¬ lumen dieseits der Filterwandung entspricht.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn zwischen zwei in Umfangsrichtung einander nachgeordneten breiten Falten des Filterelements jeweils eine Gruppe von mindestens zwei schmaleren Falten vorgesehen ist. Dies bewirkt eine weite- re Vergrößerung der Anstrδmöffnung des Filterelements und führt zu einer wesentlichen Erhöhung der wirksamen Filter¬ fläche, wenn sich die schmalen Falten nur weit genug in radialer Richtung erstrecken. Die an den die Wände der schmalen Falten bildenden Lagen des Filtermaterials vorge- sehenen Abstandshalter sichern hierbei eine einheitliche Filtergeometrie.

Eine kostengünstige Realisierung der Abstandshalter ist dadurch möglich, daß anströmseitige Abstandshalter vorge- sehen sind, deren Höhe sich radial nach außen hin verrin¬ gert und deren Scheitelpunkt(e) , -linie(n) oder -fläche(n) an der jeweils benachbarten Faltenwand anliegen.

Eine Alternative hierzu besteht darin, daß auf beiden ein- ander benachbarter Faltenwände anströmseitige Abstandshal- ter vorgesehen sind, deren Höhe sich radial nach außen hin

verringert und deren Scheitelpunkte, -linien oder -fl chen aneinander anliegen oder die im Scheitelbereich innig mit¬ einander verbunden sind.

Eine weitere Alternative, die allerdings höhere Abstands¬ halter erfordert, besteht darin, daß auf einander benach¬ barten Faltenwänden jeweils abströmseitige Abstandshalter vorgesehen sind, deren Höhe sich radial nach außen hin vergrößert und deren Scheitelpunkte, -linien oder -flächen aneinander anliegen oder die zusammenhängend gebildet sind.

Eine besonders stabile Anordnung, für deren Stabilität al¬ lerdings eine verringerte wirksame Filterfläche in Kauf genommen werden muß, erhält man, wenn an- und abströmsei- tige Abstandshalter vorgesehen sind.

Insbesondere können die Abstandshalter hierbei in Richtung der axialen Erstreckung des Filterelements aufeinander zu weisend wechselweise, insbesondere beidseitig, aus der Ebene der jeweiligen Faltenwand hervorstehen bzw. auf die¬ ser angeordnet sein.

Die Abstandshalter können dadurch realisiert sein, daß mindestens ein Teil von ihnen eine sickenartig in das Fil- termaterial eingeprägte Vertiefung und/oder Erhebung auf¬ weist bzw. durch eine im wesentlichen durchgehende Rillie- rung des Filtermaterials gebildet ist.

Eine mit eingeprägten Vertiefungen und/oder Erhebungen kombinierte oder hierzu alternative Realisierung der Ab¬ standshalter besteht darin, daß mindestens ein Teil der

Abstandshalter einen ausgehärteten Klebefaden, einen Schaumfolienstreifen o.a. aufweist, der zwischen zwei be¬ nachbarten Faltenwänden eingefügt ist und diese vorzugs¬ weise zugleich miteinander verbindet. Dabei kann es aus- reichen, wenn die Klebefäden o.a. auf der Anströmseite des Filterelements vorgesehen sind.

Die Abstandshalter können sich in radialer Richtung bis in die Spitze der entsprechenden Falte erstrecken, es ist aber auch möglich, sie nur auf einem Teil der radialen Er- streckung der Faltenwände oder sogar eher nur annähernd punktuell auf diesen vorzusehen.

Die Vergrößerung bzw. Verringerung der Höhe der Abstands- halter in radialer Richtung (je nach Blickrichtung) wird vorzugsweise mindestens zum Teil - d.h. in Kombination mit eingeprägten Vertiefungen und/oder Erhebungen oder auch überhaupt ohne zusätzliche Prägung - durch einen separaten Abstandhalter (z.B. Klebefaden) mit sich entsprechend ver- größernder bzw. verringernder Dicke realisiert. Dieser muß sich, wie oben erwähnt, nicht über die gesamte Länge der Faltenwand erstrecken, sondern kann unterbrochen sein, oder es können etwa einzelne Klebepunkte (mit in radialer Richtung unterschiedlicher Höhe) vorgesehen sein.

Je nach den Relationen zwischen Faltenabmessungen und Ge¬ samtgröße des Filters und dem Verhältnis von Innen- und Außenradius des zylindrischen Filterelements kann es gün¬ stig sein, wenn auf eine breite Falte, welche sich durch- gehend vom inneren zum äußeren Durchmesser erstreckt, eine oder mehrere schmalere Falten jeweils abwechselnd mit

breiten Falten folgen. Hierbei ist es günstig, wenn (in einem vorbestimmten Drehsinn gesehen) zunächst zunehmend schmalere Falten aufeinanderfolgen und nach Erreichung ei¬ ner minimalen Faltenbreite die Falten wieder breiter wer- den, womit auch für extreme Maßverhältnisse Filterelemente geschaffen werden können, bei denen die anströmseitige Vo¬ lumenverminderung entlang der Faltenwand jeweils dem ab- strömseitigen Volumenzuwachs jenseits der Faltenwand ent¬ spricht. Bei einer jeweils zu einer gedachten Mittelebene symmetrischen Faltung bezieht sich dabei die Volumenver¬ minderung bzw. -Vergrößerung auf den Raumbereich, der von der Symmetrieebene begrenzt wird. Die Reihenfolge der Fal¬ ten mit unterschiedlicher Erstreckung in radialer Richtung einer Gruppe kann von Gruppe zu Gruppe auch zyklisch wech- sein.

Durch Variation des Innen- und des Außendurchmessers des hohlzylindrischen Filterelements in Verbindung mit einer Veränderung des Verhältnisses der Anzahl von breiten zu schmalen Falten sind die verschiedensten Modifikationen des Filterelements herstellbar. Dies ermöglicht die Reali¬ sierung unterschiedlicher Filtereigenschaften hinsichtlich des Strömungswiderstandes oder des Abscheidegrades in Übereinstimmung mit dem vorgesehenen Einsatzbereich.

Für bestimmte Einsatzzwecke kann es - alternativ hierzu - zweckmäßig sein, daß auf jede schmale Falte in Umfangs- richtung des Filterelements zwei breite Falten folgen.

Ein beso n ders großes Schwebstoffaufnahmevermögen haben Filterele;.ente, bei denen mindestens ein Teil der Falten

an dessen An- und/oder Abströmseite durch eine je zwei be¬ nachbarte Faltlinien aufweisende Faltung mit gleichem Richtungssinn an beiden Faltlinien mit im wesentlichen trapezförmigem Querschnitt ausgebildet ist. Dabei läßt sich ein vorteilhaftes Strömungsverhalten erzielen, wenn die benachbarten Faltlinien an der Anströmseite einen an¬ deren Abstand als an der Abströmseite aufweisen.

Bei allen obigen Ausführungen ist davon auszugehen, daß die radiale Erstreckung der schmaleren Falten in einer vorteilhaften Ausbildung mindestens den halben Wert der radialen Erstreckung der breiten Falten aufweist.

Die beschriebenen Filterelemente sind für viele Anwendungs- zwecke geeignet, beispielsweise auch als Luft- oder Öl- filter bei Verbrennungsmotoren - bevorzugt in der Automo¬ biltechnik - einsetzbar. Das so gebildete Filter ist wegen der Möglichkeit eines Verzichts auf äußere Stütz- oder Tragkonstruktionen einerseits kostengünstiger herstellbar, weist andererseits aber längere Standzeiten auf als her¬ kömmliche Filter, da eine gleichmäßigere Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Filterwandungen - und damit auch nach längerer Gebrauchsdauer ein noch relativ niedriger Strömungswiderstand erreicht wird, der einen störungsfrei- en Betrieb der von der Filterleistung abhängigen techni¬ schen Einrichtung gewährleistet.

So ist es insbesondere in der Automobiltechnik von Bedeu¬ tung, daß bei geregelten Abgassystemen der Ansaugwider- stand in den Zuluftwegen einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet, da ansonsten die Einhaltung der Schadstoff-

grenzwerte meist nicht im gesamten Betriebsbereich sicher¬ gestellt werden können.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung als Teilschnitt in schematisierter Darstellung,

Figur 2 eine schematisiert dargestellte Querschnitts- ansicht der Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 1,

Figur 3 eine schematisiert dargestellte Querschnitts- ansicht einer günstigen Weiterbildung der in Figur 1 ge¬ zeigten Ausführungsform,

Figur 4 eine schematisiert dargestellte Querschnitts- ansicht einer anderen Weiterbildung der in Figur 1 gezeig¬ ten Ausführungsform,

Figuren 5, 5a, b und c verschiedene Varianten der Ausführung der Einzelheit A gemäß Figur 3 in schemati¬ sierter und vergrößerter Darstellung,

Figuren 6a und b weitere Varianten der Einzelheit A,

Figuren 7 bis 12 verschiedene Ausführungsformen von Fal¬ tenanordnungen in schematisierter Darstellung

Figur 13 einen Teilschnitt einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung in schematisierter Darstellung und

Figur 14a und 14b bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung hinsichtlich der Ausbildung der Abstandshalter.

Das in Figur 1 in perspektivischer Darstellung als Schnitt wiedergegebene hohlzylindrische Filterelement 1 weist ei¬ nen äußeren und einen inneren, für das zu reinigende Strö- mungsmedium durchlässigen Mantel 8 und 9 auf, die einen Abströmbereich 2 und einen Anströmbereich 3 des Filterele¬ ments 1 voneinander trennen. Zwischen den Bereichen 2 und 3 befindet sich das Filtermedium, das aus einem zickzack- förmig gefalteten Streifen aus einem für den konkreten Einsatzzweck geeigneten Filtermedium (etwa Filterpapier, Glas- oder Mineralfaservlies oder einem Gewebe) besteht, dessen Enden nach erfolgtem Falten einzelner Lagen 6, 7 des Filtermediums unter Bildung eines hohlzylindrischen Körpers miteinander verbunden sind.

Die einzelnen Falten 4, 5.1 und 5.2 des Filtermediums sind durch Faltlinien 13 begrenzt und erstecken sich radial vom äußeren Mantel 8 zum inneren Mantel 9 des Hohlzylinders. Dabei sind einzelne breite Falten 4, die sich vom äußeren Umfang bis zum inneren Umfang des Filterelements 1 er¬ strecken, zwischen Gruppen schmaler Falten 5.1 und 5.2, welche nur über einen Teil der Strecke vom äußeren zum in¬ neren Umfang verlaufen, vorgesehen.

Die schmalen Falten 5.1 und 5.2 unterscheiden sich in ih¬ rer radialen Erstreckung. Im Unterschied zu einem Filtere-

lement, das nur einheitliche Falten gleicher Breite auf¬ weist, besitzt das hohlzylindrische Filterelement 1 auf¬ grund der unterschiedlichen Breite seiner Falten 4, 5.1 und 5.2 eine Mehrzahl von dem Anströmbereich 3 in Strö- mungsrichtung nachgeordneten Freiräumen 17, welche durch die unteren Faltlinien 13 der schmalen Falten 5.1 und 5.2 sowie den inneren Mantel 9 umrissen werden.

Diese Anströmbedingung führt in günstiger Weise zu einer Reduzierung des Strömurigswiderstands des Filterelements und erhöht darüberhinaus den Abscheidegrad, weil der Über¬ gang vom Anströmbereich 3 in das Filtermedium durch den vergrößerten Abstand der Faltenlinien der breiten Falten 4 am inneren Mantel 9 linearisiert worden ist und die Lagen 6, 7 aller Falten des Filtermediums vergleichmäßigt ange¬ strömt werden. Die für diese verbesserten Eigenschaften des hohlzylindrischen Filterelements 1 erforderliche und über den gesamten Umfang konstante Filtergeometrie wird durch Verwendung geeigneter Abstandshalter, insbesondere auch an den Wänden 7 der schmalen Falten 5.1, 5.2 angeord¬ net, erreicht, die aus Gründen der Übersichtlichkeit in Figur 1 nicht dargestellt sind.

Figur 2 zeigt eine Querschnittsansicht des in Figur l dargestellten Filterelements 1. Die schmalen Falten 5.1 und 5.2 besitzen eine unterschiedliche radiale Erstreckung und bilden eine Dreiergruppe, in welcher die breitere der schmalen Falten in der Mitte angeordnet ist. Durch Variation der radialen Ausdehnung der schmalen Falten ist erreichbar, daß die von den, die Faltenwände bildenden Lagen 6 und 7 jeweils eingeschlossenen Winkel auf der

Anströmseite eine im wesentlichen gleiche Größe aufweisen. Dies insbesondere für einen gleichmäßigen Durchsatz des zu reinigenden Mediums günstig, weil dadurch eine grund¬ sätzlich gleichmäßige Querschnittsänderung pro Längenein- heit gewährleistet ist.

Bei den in den Figuren 3 und 4 in Querschnittsdarstellung gezeigten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Filterele¬ ments 1 sind die schmalen Falten 5.1 und 5.2 in Zweier- gruppen mit unterschiedlicher bzw. als Dreiergruppe mit gleicher radialer Erstreckung angeordnet. Durch Verände¬ rung der radialen Erstreckung einzelner schmaler Falten 5.1 oder 5.2 sind die Strömungsverhältnisse auf einfache Weise variabel, und es können Filterelemente mit an die verschiedensten Einsatzbedingungen angepaßten Strömungswi¬ derständen hergestellt werden.

Die in Figur 3 mit A gekennzeichnete Ausschnitt ist für bevorzugte Ausführungsformen und vorteilhafte Weiter- bildungen der Erfindung zunächst in den Figuren 5a, 5b, 5c und 6a, 6b genauer dargestellt.

Hier ist jeweils in vereinfachter Darstellung die Anord¬ nung von für die Gewährleistung der gewünschten Filtergeo- metrie ausgebildeten Abstandhalter 10, 11a, 11b und 12 ge¬ zeigt. Die Abstandshalter 10 sind auf der Anströmseite an den Wänden der breiten Falten 4 vorgesehen und als strei- fenförmige Sicken ausgebildet, dern Erstreckung i radialer Richtung wesentlich größer ist als die Erstreckungen in die anderen Richtungen. Die an den Wänden der schmalen Falten 5.1, 5.2 vorgesehenen Abstandshalter 11a und 12

sind ähnlich ausgebildet und ebenfalls auf der Anströmsei- te der schmalen Falten 5 angeordnet. Beim Faltungsvorgang bzw. bei Herstellung des hohlzylindrischen Filterelements durch Verbindung der Enden des gefalteten Filtermaterial- Streifens stoßen die einzelnen Abstandshalter 11a an Kon¬ taktflächen 15 aneinander, und die Abstandshalter 10 in die Wänden der breiten Falten 4 bzw. die Abstandshalter 12 in den Wänden der schmalen Falten 5 haben mit den benach¬ barten Wänden der schmalen bzw. breiten Falten die Kon- taktflächen 16 bzw. 18. Zwecks Erhöhung der Stabilität der Filtergeometrie können an den Kontaktflächen 15, 16 und 18 Kleb- oder andere Verbindungen (etwa thermische bzw. "Schweiß"Verbindungen) vorgesehen sein.

Bei der Ausbildung der für die Abstandhalter 11a und 12 erforderlichen Prägungen ist eine einseitige Prägung des Filtermaterials grundsätzlich ausreichend. Für höhere Filter, die hohen Druckbelastungen ausgesetzt sind oder deren Faltenwände am Außenumfang des Hohlzylinders einen großen Abstand voneiendner haben, sind beidseitige Prägun¬ gen von besonderem Vorteil. Eine weitere Steigerung der Filterstabilität bei stärkerer Strömungsbelastung ist auf einfache Weise durch Prägungen erreichbar, die sich ein¬ seitig oder beidseitig nahezu bis zu dem jeweiligen Fal- tenkantenbereich (den "Faltenspitzen") erstrecken.

In den Figuren 6a und 6b sind zu Fig. 5c ähnliche Ausbil- dunegn gezeigt, bei denen zusätzlich abströmseitige Ab¬ standshalter 11b vorgesehen sind. Die Ausbildung nach Fig. 6b unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 6a darin, daß sich die anströmseitigen Abstandshalter bis zu den ab-

strömseitigen Faltenkanten hin, d.h. bis in die "Falten¬ spitzen" hinein, erstrecken.

Die Figuren 7 bis 12 zeigen in schematisierter Darstellung als Seitenansichten eines gefalteten Filtermediums (vor der Biegung zur Herstellung des hohlzylindrischen Filter- elements) eine Mehrzahl verschiedener Kombinationsmöglich¬ keiten für die Anordnung von breiten und schmalen Falten 4 und 5 sowie zum Vergleich ein gefaltetes Filtermedium mit Falten einheitlicher Breite. Aus Gründen der Übersicht¬ lichkeit sind die erforderlichen Abstandshalter an den Faltenwänden nicht eingezeichnet, vgl. dazu Fig. 5a, 5b, 6a, 6b oder 14a und 14b. Die schmalen Falten 5, 5.1 und 5.2 verlaufen nur über einen Teil der Strecke von der ab- strömseitigen Begrenzungsfläche zur anströmseitigen Be¬ grenzungsfläche des Filters, wogegen sich die breiten Fal¬ ten 4 über den gesamten Abstand erstrecken. Die schmalen Falten 5 sind bei gleicher Erstreckungslänge in Zweier¬ gruppen im Wechsel mit jeweils einer breiten Falte 4 (Figur 8), in Zweiergruppen im Wechsel mit jeweils einer Zweiergruppe von breiten Falten 4 (Figur 9) bzw. als Zweiergruppe und als Einzelfalte, die jeweils im Wechsel durch eine breite Falte 4 getrennt sind (Figur 10) ange¬ ordnet.

Für schmale Falten 5.1, 5.2 mit unterschiedlicher Länge sind in den Figuren 11 und 12 zwei Beispiele für Kombina¬ tionen der Anordnungen von schmalen und breiten Falten dargestellt. Die Zweiergruppe schmaler Falten 5.1 und 5.2 wechselt mit einer breiten Falte 4, wobei die breite Falte 4 gleichzeitig die Symmetrielinie für die nächste Zweier-

gruppe schmaler Falten darstellt (Figur 11). Bei Dreier¬ gruppen schmaler Falten 5.1, 5.2, die im Wechsel mit je¬ weils einer breiten Falte 4 angeordnet sind, befindet sich die schmaler Falte 5.1 mit geringerer Erstreckungslänge zwischen zwei schmalen Falten mit größerer Erstreckungs¬ länge. Die Anordnung der einzelnen Falten 4, 5, 5.1 und 5.2, deren Wände durch Faltlinien verbunden sind, ist der¬ art gewählt, daß die von den Wänden der Falten einge¬ schlossenen Winkel auf der Anströmseite 3 des fertigen Filterelements im wesentlichen die gleiche Größe besitzen. Dadurch ist ein gleichmäßiger Mediendurchsatz gewährlei¬ stet, da die Änderung des Strömungsquerschnitts je Längen¬ einheit nahezu konstant ist.

Der angestrebten Winkelkonstanz trägt die in Figur 13 ge¬ zeigte Weiterbildung der Erfindung weitestgehend Rechnung. Der als Teilquerschnitt durch ein hohlzylindrisches Filter¬ element dargestellte Filterbereich zeigt schmale und breite Falten 4, 5.1 und 5.2 deren Wände 6, 7 auf der Ab- strömseite 2 des Filterelements durch eine zwei benachbar¬ te Faltlinien 19 aufweisende Faltung 14 verbunden sind. Die daraus resultierende trapezartige Verbreiterung der Faltenquerschnitte an der Abströmseite 2 wirkt in günsti¬ ger Weise einer Abweichung von der angestrebten Winkelkon- stanz bei Herstellung der hohlzylindrischen Filterelements entgegen. Zudem ist die Lösung wegen der Erhöhung des Ab- scheidegrades bei im wesentlichen konstantem Strömungswi¬ derstand von Vorteil. Der sich zwischen den Faltlinien 13 der schmalen Falten 5.1 bzw. 5.2 und der inneren Mantel- fläche 9 erstreckende vergrößerte Raum 17 führt zu einer Verbesserung der Durchströmung und vermindert dadurch den

Strömungswiderstand des Filterelements. Die in Figur 13 gezeigte Filtergeometrie wird durch (nicht dargestellte) Abstandhalter stabilisiert.

In den Figuren 14a und 14b ist jeweils eine vorteilhafte Ausbildung der Abstandshalter für die in Fig. 5a bzw. 6a gezeigte Anordnung dargestellt.

In Fig. 14a ist zu erkennen, daß die anströmseitigen Ab- standshalter 11a zwischen zwei schmalen Falten jeweils ei¬ nen (schraffiert dargestellten) Klebefaden 11a' mit über die Länge des Abstandshalters konstanter Dicke auf einer eingeprägten Sicke mit zur inneren Umfangsfläche hin zu¬ nehmender Höhe aufweisen. Die jeweils beidseitig mit den Faltenwänden der breiten Falten in Kontakt stehenden Ab¬ standshalter 12' sind hier gänzlich aus Klebstoff gebil¬ det, wobei der Klebstoffauftrag auf die Filtermaterial¬ bahn mit einer exakt derart gesteuerten Höhe bzw. Dicke erfolgt, daß die lokale Auftragsmenge dem jeweiligen loka- len Abstand der sich bei der späteren Faltung ergebenden angrenzenden Faltenwände entspricht. Seine endgültige Form erhält der Abstandshalter im Zuge der Faltung, bei der er - im noch plastisch verformbaren Zustand - in Kontakt mit der benachbarten Faltenwand kommt und infolge des Andruck- kontakts mit dieser im Kontaktbereich einen dem Falten¬ querschnitt entsprechende Keilform annimmt, bevor er aus¬ härtet.

In Fig. 14b sind die anströmseitigen Abstandshalter 11a gänzlich durch sickenartige Einprägungen in das Filterma¬ terial gebildet, während die abströmseitigen Abstandshal-

ter llb jeweils einen keilförmigen Klebefaden 11b' auf ei¬ ner ebenfalls keilförmig verlaufenden Einprägung im Fil¬ termaterial aufweisen. Die Keilform des Klebefadens llb' kann wiederum durch einen Klebstoffauftrag mit sich konti- nuierlich ändernder Höhe erreicht werden. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann eine Faltung in zwei Schritten an¬ gewandt werden, bei der die Faltenwände zunächst relativ eng aneinandergedrückt und anschließend - vorzugsweise un¬ ter gleichzeitiger Bildung der Hohlzylinderform durch ei- nen Auffächerungsvorgang - wieder etwas auseinandergezogen werden. Hierbei verbinden sich die Klebfäden zunächst und werden dann (zum äußeren Umfang des Filterelementes hin zunehmend) wieder auseinandergezogen, wodurch sie eine knochen- oder Doppel-T-Träger-ähnliche Querschnittsgestalt erhalten, in der sie dann aushärten. Dadurch wird mit ei¬ ner relativ geringem Klebstoffmenge eine mechanisch stabi¬ le Abstützung der Faltenwände gegeneinander auch bei rela¬ tiv großem Faltenabstand erreicht.

In einer gegenüber Fig. 14b weiter abgewandelten Ausführung können die sickenartigen Einprägungen auch konstante Höhe haben bzw. durch eine im wesentlichen durchgängige Rillie- rung des Filtermaterials gebildet sein, während die erfor¬ derliche Höhenzunahme der Abstandshalter ausschließlich durch eine entsprechende Dickenerhöhung der Klebstoffäden bzw. von auf andere Weise geeignet geformten Klebstoff¬ oder Abstandhalteraggregaten realisiert wird.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei¬ spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar,

welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Insbesondere gelten die vorstehenden Ausführungen sinngemäß auch für

Filterelemente, bei denen An- und Abströmseite vertauscht sind, d.h. das zu filternde Fluid von der äußeren Umfangs- fläche des Hohlzylinders anströmt und auf der inneren Um- fangsflache abströmt.

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