DE102014014008A1 - Filter element with filter bellows - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Filterelement (10) zum Filtern eines Fluids, umfassend einen Filterbalg (12) aus einem Filtermedium (14), das entlang von Faltkanten (26) sternförmig zu Falten (34) gefaltet ist, die sich jeweils zwischen gegenüberliegenden Stirnkanten (22a, 22b) des Filterbalgs (12) erstrecken, und welches Filtermedium (14) zur Durchströmung mit dem Fluid von einer Rohseite (50) des Filterelements zu einer Reinseite (52) vorgesehen ist. Dabei weist das Filtermedium (14) an wenigstens einer seiner durchströmten Oberflächen einen oder mehrere Wülste (40) auf, welche quer zu Faltkanten (26) des Filtermediums (14) verlaufen und welche im bestimmungsgemäßen Betriebszustand des Filterbalgs (12) ein Strömen wenigstens eines Teils des Fluids senkrecht zu den Faltkanten (26) des Filterbalgs (12) bewirken, wobei die Wülste (40) jeweils wenigstens eine erste Lage (42) und eine darauf liegende zweite Lage (44) umfassen. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung des Filterelements (10) als Rundfilterelement, insbesondere als Rundfilterelement einer Brennkraftmaschine, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Filterelements (10) und eine Anlage zur Herstellung eines Filterelements (10).The invention relates to a filter element (10) for filtering a fluid, comprising a filter bellows (12) made of a filter medium (14) which is folded in a star shape into folds (34) along folding edges (26), each being folded between opposite end edges (22a , 22b) of the filter bellows (12), and which filter medium (14) is provided for flowing through with the fluid from a raw side (50) of the filter element to a clean side (52). In this case, the filter medium (14) on at least one of its flowed through surfaces on one or more beads (40) which extend transversely to folding edges (26) of the filter medium (14) and which in the normal operating condition of the filter bellows (12) a flow of at least one part cause the fluid perpendicular to the folded edges (26) of the filter bellows (12), wherein the beads (40) each comprise at least a first layer (42) and a second layer (44) lying thereon. The invention further relates to the use of the filter element (10) as a round filter element, in particular as a round filter element of an internal combustion engine, and to a method for producing a filter element (10) and a system for producing a filter element (10).
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Filterelement zum Filtern eines Fluids mit einem Filterbalg aus einem zickzackförmig, insbesondere sternförmig gefalteten Filtermedium, insbesondere zur Verwendung als Rundfilter einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung eines solchen Filterelements.The invention relates to a filter element for filtering a fluid with a filter bellows from a zigzag, in particular star-shaped folded filter medium, in particular for use as a round filter an internal combustion engine, in particular a motor vehicle and a method and a system for producing such a filter element.
Stand der TechnikState of the art
Stirnfalten sind die beiden äußeren Falten, an gegenüberliegenden Stirnseiten des Filterbalges eines Filterelements. Stirnränder sind die beiden freien Ränder des Filtermediums aus dem der Filterbalg gebildet wird, welche entlang der Stirnfalten verlaufen und diese an den Stirnseiten des Filterbalges begrenzen. Stirnkanten des Filterbalges sind die beiden anderen freien Ränder des Filterbalges, die sich zwischen den Stirnrändern erstrecken und entsprechend der Faltung des Filterbalges verlaufen. Die Faltkanten sind die Kanten, entlang denen das Filtermedium gefaltet ist. Bei einem vom Markt her bekannten zickzackförmig gefalteten, etwa quaderförmigen Filterbalg sind die Stirnränder und die Faltkanten in der Regel gerade und verlaufen parallel zueinander. Die Stirnkanten verlaufen von der Seite auf den Filterbalg betrachtet zickzackförmig und senkrecht zu den Stirnrändern und den Faltkanten. Vor dem Falten des Filtermediums verlaufen die Stirnkanten des später eine etwa quaderförmige gedachte Umhüllende aufweisenden Filterbalges gerade und parallel zueinander. Die gedachte Umhüllende wird durch die Stirnkanten, die auf einer Reinfluidseite des Filterbalges benachbarten Faltkanten bzw. Stirnränder und die auf einer Rohfluidseite benachbarten Faltkanten bzw. Stirnränder aufgespannt.Forehead wrinkles are the two outer folds, on opposite end faces of the filter bellows of a filter element. End edges are the two free edges of the filter medium from which the filter bellows is formed, which run along the end folds and limit these at the end faces of the filter bellows. End edges of the filter bellows are the other two free edges of the filter bellows, which extend between the end edges and extend in accordance with the folding of the filter bellows. The fold edges are the edges along which the filter media is folded. In a known from the market zigzag folded, approximately cuboid filter bellows, the front edges and the folding edges are usually straight and parallel to each other. The end edges extend from the side of the filter bellows seen zigzag and perpendicular to the end edges and the fold edges. Before folding the filter medium, the front edges of the filter bellows, which later have an approximately rectangular imaginary envelope, run straight and parallel to one another. The imaginary envelope is spanned by the end edges, the fold edges or end edges adjacent to a clean fluid side of the filter bellows, and the fold edges or end edges adjacent to a raw fluid side.
Bei Filterbälgen von Flachfilterelementen sind die Filtermedien nicht geschlossen, das heißt, die Stirnfalten sind ebenso wie die Stirnkanten nicht miteinander verbunden. Im Unterschied dazu sind bei Filterbälgen von Rundfilterelementen die Filtermedien geschlossen, das heißt, ihre Stirnfalten sind miteinander verbunden. Filterbälge von Flachfilterelementen können dabei eben sein, aber auch Biegungen in unterschiedliche Richtungen aufweisen.In Filterbälgen of flat filter elements, the filter media are not closed, that is, the forehead wrinkles are just like the front edges are not connected. In contrast, in Filterbälgen of round filter elements, the filter media are closed, that is, their forehead wrinkles are interconnected. Filter bellows of flat filter elements can be flat, but also have bends in different directions.
In Filtersystemen, in denen wiederholte oder zyklische Fluktuationen der Durchflussrate des zu filternden Fluids durch das Filter auftreten, kann das Versagen des Filters durch Ermüden ein Problem darstellen. Dies tritt insbesondere bei Systemen mit großen Durchflussveränderungen, d. h. von null bis zum vollen Durchfluss und zurück zu null, auf, wie dies beispielsweise in Filtersystemen für Kolbenpumpen der Fall ist, wie sie in Energieanlagen verwendet werden. Diese Fließzyklen verursachen entsprechende Zyklen in den Differenzdrücken im Filter, die typischerweise in einer atmenden Durchbiegung in dem gefalteten Medium des Filters resultieren. Wenn das gefaltete Medium aus einer Filterschicht und einer Träger- und Drainageschicht zusammengesetzt ist, kann bei der Biegung des gefalteten Mediums die Träger- und Drainageschicht an der Filterschicht hin und her reiben. Da die Träger- und Drainageschicht typischerweise rauer ist als die Filterschicht, kann dieses Reiben Schwachpunkte hervorrufen, die im Betrieb reißen können. Diese Art von Fehler ist als Ermüdungsfehler bekannt.In filter systems where repeated or cyclic fluctuations in the flow rate of the fluid being filtered through the filter occur, fatigue failure of the filter can be a problem. This occurs especially in systems with large flow changes, i. H. from zero to full flow and back to zero, as is the case in filter systems for piston pumps, for example, as used in power plants. These flow cycles cause corresponding cycles in the differential pressures in the filter which typically result in a breathing deflection in the pleated medium of the filter. When the pleated medium is composed of a filter layer and a carrier and drainage layer, upon flexing of the pleated medium, the carrier and drainage layer can rub against the filter layer. Since the carrier and drainage layer is typically rougher than the filter layer, this rubbing can cause weak points that can rupture during operation. This type of error is known as fatigue failure.
Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Filterelement zum Filtern eines Fluids zu schaffen, das auf herstellungs- und kostenmäßig günstige Art eine Stabilisierungs- und Drainagemöglichkeit im Filtermedium vorsieht.An object of the invention is therefore to provide a filter element for filtering a fluid which provides a stabilization and drainage possibility in the filter medium in terms of production and cost favorable.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren sowie eine Anlage zur Herstellung eines Filterelements zu schaffen, das auf herstellungs- und kostenmäßig günstige Art eine Stabilisierungs- und Drainagemöglichkeit im Filtermedium vorsieht.Another object is to provide a method and a system for producing a filter element, which provides a stabilization and drainage possibility in the filter medium in terms of production and cost favorable.
Die vorgenannte Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung gelöst von einem Filterelement mit einem Filtermedium, das einen oder mehrere mehrlagige Wülste aufweist, welche quer zu Faltkanten des Filtermediums verlaufen und welche im bestimmungsgemäßen Zustand des Filterbalgs ein Strömen des Fluids senkrecht zu den Faltkanten des Filterbalgs bewirken.The above object is achieved according to one aspect of the invention of a filter element with a filter medium having one or more multi-layered beads, which extend transversely to fold edges of the filter medium and which cause in the normal state of the filter bellows a flow of fluid perpendicular to the folded edges of the filter bellows ,
Die weitere Aufgabe wird gelöst von einem Verfahren sowie einer Anlage zur Herstellung eines solchen Filterelements mit einem Filtermedium, das einen oder mehrere mehrlagige Wülste aufweist, welche quer zu Faltkanten des Filtermediums verlaufen und welche im bestimmungsgemäßen Zustand des Filterbalgs ein Strömen des Fluids senkrecht zu den Faltkanten des Filterbalgs bewirken.The further object is achieved by a method and a system for producing such a filter element with a filter medium having one or more multilayer beads, which extend transversely to fold edges of the filter medium and which in the normal state of the filter bellows, a flow of the fluid perpendicular to the folding edges cause the filter bellows.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Favorable embodiments and advantages of the invention will become apparent from the other claims, the description and the drawings.
Es wird ein Filterelement zum Filtern eines Fluids vorgeschlagen, umfassend einen Filterbalg aus einem Filtermedium, das entlang von Faltkanten zickzackförmig, insbesondere sternförmig zu Falten gefaltet ist, die sich jeweils zwischen gegenüberliegenden Stirnkanten des Filterbalgs erstrecken, und welches Filtermedium zur Durchströmung mit dem Fluid von einer Rohseite des Filterelements zu einer Reinseite vorgesehen ist, wobei das Filtermedium an wenigstens einer seiner durchströmten Oberflächen einen oder mehrere Wülste aufweist, welche quer zu den Faltkanten des Filtermediums verlaufen und welche im bestimmungsgemäßen Betriebszustand des Filterbalgs ein Strömen wenigstens eines Teils des Fluids senkrecht zu den Faltkanten des Filterbalgs bewirken, wobei die Wülste jeweils wenigstens eine erste Lage und eine darauf liegende zweite Lage umfassen.It is proposed a filter element for filtering a fluid, comprising a filter bellows of a filter medium, which is folded in folds zigzag, in particular star-shaped into folds, each extending between opposite end edges of the filter bellows, and which filter medium for flowing with the fluid of a Raw side of the filter element is provided to a clean side, wherein the filter medium on at least one of its flowed through surfaces has one or more beads which extend transversely to the folding edges of the filter medium and which in the normal operating condition of the filter bellows a flow of at least a portion of the fluid perpendicular to the folded edges effect the filter bellows, wherein the beads each comprise at least a first layer and a second layer lying thereon.
Vorteilhaft kann die erste Lage als Haftvermittler dienen und die zweite Lage als eigentliche Strukturschicht, welche die Funktion als Abstandhalter zwischen den Falten voneinander bewirkt. Auf diese Weise kann die Haftung der Wülste und die Funktion der Wülste unabhängig voneinander optimiert werden. Die Wülste haften besser auf dem Filtermedium, so dass ein ungewolltes Ablösen der Wülste vom Filtermedium verhindert oder zumindest deutlich verringert werden kann.Advantageously, the first layer serve as a bonding agent and the second layer as the actual structural layer, which causes the function of a spacer between the folds from each other. In this way, the adhesion of the beads and the function of the beads can be optimized independently. The beads adhere better to the filter medium, so that unwanted detachment of the beads from the filter medium can be prevented or at least significantly reduced.
Weiterhin kann im Gegensatz zu herkömmlichen Ausführungen von Filterelementen, bei denen zu Stabilisierungs- und Drainagezwecken auf der Reinseite üblicherweise ein Gitter auf das Filtermedium auflaminiert wird, anstelle des Gitters Leim- oder Kunststoffraupen vor oder nach einem Prägen des Filtermediums in Form von Wülsten aufgetragen werden. Diese Wülste können längs zur Verarbeitungsrichtung des Filtermediums mit hoher Geschwindigkeit aufgetragen werden, welche vor einem Aufstellen der Falten des Filtermediums ganz oder zumindest weitgehend ausgehärtet sind und die Drainage sicherstellen sowie eine stabilisierende Wirkung des Filtermediums gewährleisten. Das Gitter und der Laminationsprozess können so entfallen. Die Wülste können insbesondere Leim- oder Kunststoffraupen sein. Die Leim- oder Kunststoffraupen können während der Balgherstellung aufgetragen werden. Die erfindungsgemäße Lösung stellt so eine erhebliche Zeit- und Kostenersparnis gegenüber dem herkömmlichen Laminationsprozess dar.Furthermore, in contrast to conventional embodiments of filter elements in which for stabilization and drainage purposes on the clean side usually a grid is laminated to the filter medium, instead of the grid glue or plastic beads are applied before or after embossing of the filter medium in the form of beads. These beads can be applied along the processing direction of the filter medium at high speed, which are completely or at least substantially cured before setting up the folds of the filter medium and ensure drainage and ensure a stabilizing effect of the filter medium. The grid and the lamination process can be omitted. The beads may be in particular glue or plastic caterpillars. The glue or plastic caterpillars can be applied during bellows production. The solution according to the invention thus represents a considerable time and cost savings compared with the conventional lamination process.
Die Falten des Filterbalgs können beim erfindungsgemäßen Auftragen der Leim- oder Kunststoffraupen sowohl mit gerundeten als auch spitzen Faltkanten ausgeführt sein.The folds of the filter bellows can be designed both with rounded and pointed fold edges when applying the glue or plastic beads according to the invention.
Die Drainagewirkung der Wülste besteht in einem Ableiten zumindest eines Teils des gefilterten Fluids entlang der Wülste aus den Falten des Filterbalgs in den Innenbereich des Filterelements, sodass sich das Fluid nicht in den Falten stauen und so den Durchfluss des Fluids begrenzen kann. Auch kann so die Ablagerung möglicher Schmutzpartikel über die Fläche des Filtermediums verteilt werden.The drainage action of the beads is to divert at least a portion of the filtered fluid along the beads from the pleats of the filter bag into the interior of the filter element so that the fluid can not accumulate in the pleats and thus limit the flow of the fluid. Also, the deposition of possible dirt particles can be distributed over the surface of the filter medium.
Vorteilhaft können die Wülste im gefalteten Zustand des Filtermediums wenigstens im Betriebszustand eine Beabstandung von gegenüberliegenden Faltkantenflächen einer Falte des Filterbalgs bewirken. Dabei können die Wülste abhängig von der Höhe der Wülste im nicht durchflossenen und/oder Neuzustand des Filterelements durchaus einen gewissen Abstand aufweisen. Sollte jedoch im Lauf des Betriebs des Filterelements der Filterbalg altern und erschlaffen oder durch Flüssigkeit aufweichen, so können die Wülste verhindern, dass gegenüberliegende Faltkantenflächen einer Falte des Filterbalgs sich berühren oder gar zusammenkleben können, da die gegenüberliegenden Wülste sich auf der gleichen Höhe treffen, aneinander stoßen und so einen Abstand der Faltkantenflächen gewährleisten.Advantageously, the beads in the folded state of the filter medium, at least in the operating state, cause a spacing of opposite fold edge surfaces of a fold of the filter bellows. In this case, depending on the height of the beads in the non-traversed and / or new state of the filter element, the beads can certainly have a certain spacing. However, in the course of operation of the filter element, if the filter bellows age and become slack or soften due to liquid, the beads can prevent opposing fold edge surfaces of a fold of the filter bellows from touching or even sticking together since the opposite beads meet at the same height and thus ensure a distance between the Faltkantenflächen.
Um einen ausreichenden Drainageeffekt sowie eine genügende Stabilisierung des Filtermediums und Beabstandung von gegenüber liegenden Faltkantenflächen durch die Wülste zu erreichen, ist es zweckmäßig, einen Abstand zwischen den parallel verlaufenden Wülsten von größenordnungsmäßig z. B. 5–7 mm vorzusehen. Dieser Wert ist jedoch von der Steifigkeit des Filtermediums und dem zu filternden Fluid, sowie von dem Werkstoff der Wulst abhängig. Eine Höhe der Wülste von z. B. 0,1 mm bis 3 mm ist vorteilhaft. Auch dieser Wert ist von den Randbedingungen des Filtermediums, des Fluids und des Werkstoffes abhängig.In order to achieve a sufficient drainage effect and a sufficient stabilization of the filter medium and spacing of opposite Faltkantenflächen by the beads, it is expedient, a distance between the parallel beads of the order of magnitude z. B. 5-7 mm. However, this value depends on the stiffness of the filter medium and the fluid to be filtered, as well as the material of the bead. A height of the beads of z. B. 0.1 mm to 3 mm is advantageous. This value also depends on the boundary conditions of the filter medium, the fluid and the material.
Ein am Filterelement anliegender, insbesondere beim Betrieb einer Brennkraftmaschine im Ansaugtrakt entstehender Unterdruck kann in den Strömungsbereichen dazu führen, dass die Faltenzwischenräume lokal oder gar über die gesamte Breite des Filtermediums kollabieren, d. h. reinseitig gegenüberliegende Filtermedienabschnitte in direkten Kontakt geraten. Aufgrund von Materialunregelmäßigkeiten, insbesondere hinsichtlich von ungleichmäßigen Impägnierungen können jedoch auch Spannungen und Verformungen auftreten, welche zu einem rohseitigen Kollabieren führen. Derart kollabierte Bereiche werden nicht mehr durchströmt, wodurch die Filtrationsleistung des Filterelements eingeschränkt wird. Ein solches Kollabieren von Bereichen des Filterbalgs kann durch Aufbringen von erfindungsgemäßen Wülsten auf das Filtermedium verhindert werden, da die Wülste zum einen eine Beabstandung der Faltkantenflächen bewirken, und zum anderen eine Versteifung des Filtermediums darstellen.A vacuum applied to the filter element, in particular during operation of an internal combustion engine in the intake tract, can lead to collapse of the interspace gaps locally or even over the entire width of the filter medium in the flow regions, ie. H. pure filter media sections come into direct contact. Due to material irregularities, in particular with regard to non-uniform Impägnierungen but also tensions and deformations can occur, which lead to a crude side collapse. Such collapsed areas are no longer flowed through, whereby the filtration performance of the filter element is restricted. Such a collapse of regions of the filter bellows can be prevented by applying beads according to the invention to the filter medium, since the beads, on the one hand, effect a spacing of the folded edge surfaces, and on the other constitute a stiffening of the filter medium.
Vorteilhaft kann die erste Lage eine geringere Dicke aufweisen als die zweite Lage. Die erste Lage kann unabhängig von der zweiten oder jeder weiteren Lage auf ihre Eigenschaft als Haftvermittler optimiert werden. So kann die erste Lage beispielsweise mit einer Flachdüse unter Druck auf das Filtermedium aufgetragen werden, oder in anderer Weise, die für die erste Lage eine besonders gute Haftung auf dem Filtermedium ermöglicht. Die erste Lage kann beispielsweise teilweise in das Filtermedium eindringen und so die darauf aufgetragene zweite Lage fest verankern. Advantageously, the first layer may have a smaller thickness than the second layer. The first layer can be optimized independently of the second or each further layer for its property as a primer. For example, the first layer can be applied under pressure to the filter medium by means of a flat die, or in another way, which makes possible a particularly good adhesion to the filter medium for the first layer. For example, the first layer may partially penetrate into the filter medium and thus firmly anchor the second layer applied thereto.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die zweite Lage ein Verhältnis der Breite zur Höhe der Lage von annähernd 1 aufweisen, d. h. die Breite der zweiten Lage ist gleich oder annähernd ungefähr gleich der Höhe der aufgetragenen Lage. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann zur Bildung der ersten Lage ein Material mit geringerer Viskosität aufgetragen sein als für die zweite Lage. Dies erlaubt besonders bei faserigen oder offenporigen Filtermedien ein teilweises Eindringen des Materials der ersten Lage in die Oberfläche des Filtermediums und eine besonders innige Verbindung der ersten Lage mit dem Filtermedium, die eine besonders sichere und dauerfeste Haftung der zweiten und etwaigen weiteren Lagen auf dem Filtermedium ermöglichen.According to a further advantageous embodiment, the second layer may have a ratio of the width to the height of the layer of approximately 1, d. H. the width of the second layer is equal to or approximately equal to the height of the applied layer. According to a further advantageous embodiment may be applied to form the first layer, a material having a lower viscosity than for the second layer. This allows a partial penetration of the material of the first layer into the surface of the filter medium, especially in the case of fibrous or open-pore filter media, and a particularly intimate connection of the first layer with the filter medium, which enables a particularly secure and permanent adhesion of the second and any further layers to the filter medium ,
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann zur Bildung der ersten Lage dasselbe Material aufgetragen sein wie für die zweite Lage. Alternativ kann das Material der ersten Lage von dem der zweiten und etwaiger weiterer Lagen verschieden sein. Günstigerweise kann die erste Lage ein Kleber sein und/oder ein Kunststoff und/oder ein Schmelzkleber und/oder eine Vorstufe zu dem Material der zweiten Lage.According to a further advantageous embodiment may be applied to form the first layer, the same material as for the second layer. Alternatively, the material of the first layer may be different from that of the second and any further layers. Conveniently, the first layer may be an adhesive and / or a plastic and / or a hot melt adhesive and / or a precursor to the material of the second layer.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann wenigstens bereichsweise die erste Lage entlang ihrer Längserstreckung unterbrochen sein und die darauf liegende zweite Lage entlang ihrer Längserstreckung durchgehend ausgebildet sein. Die erste Lage muss nicht unbedingt durchgängig sein, sondern kann auch unterbrochen sein oder in ihrer Fläche Löcher aufweisen. Die erste Lage kann auch weich oder plastisch sein. Auf diese Weise kann die zweite Lage besonders gut an die erste Lage angebunden werden. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens bereichsweise die erste Lage entlang ihrer Längserstreckung durchgehend ausgebildet sein und die darauf liegende zweite Lage entlang ihrer Längserstreckung unterbrochen sein. Der Fachmann wird die geeignete Kombination abhängig vom gewünschten Produkt wählen.According to a further advantageous embodiment, the first layer may be interrupted along its longitudinal extent at least in regions, and the second layer lying thereon may be formed continuously along its longitudinal extent. The first layer does not necessarily have to be continuous, but can also be interrupted or have holes in its surface. The first layer can also be soft or plastic. In this way, the second layer can be particularly well connected to the first layer. Alternatively or additionally, the first layer along its longitudinal extension may be formed continuously at least in some areas and the second layer lying thereon may be interrupted along its longitudinal extension. The person skilled in the art will choose the suitable combination depending on the desired product.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Wülste auf der bestimmungsgemäßen Reinseite des Filtermediums angeordnet sein. Auf diese Weise kann eine Drainagewirkung durch die Wülste durch Ableiten des gefilterten Fluids dargestellt werden. Weiter wird bei gleicher stabilisierender Wirkung verhindert, dass durch eine Konturierung des Filtermediums bei Anbringung von Wülsten auf der Rohseite eine ungleichförmige Schmutzablagerung auf der Oberfläche des Filtermediums erfolgt.According to a further advantageous embodiment, the beads may be arranged on the intended clean side of the filter medium. In this way, a drainage effect can be represented by the beads by draining the filtered fluid. Next is prevented with the same stabilizing effect that occurs by contouring the filter medium when attaching beads on the raw side non-uniform deposition of dirt on the surface of the filter medium.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Wülste durch Auftragen eines Schmelzklebers gebildet sein. Vorteilhaft ist es weiter, wenn die Wülste durch Auftragen eines Schmelzklebers gebildet sind. Ein solcher Prozess lässt sich günstig in den üblichen Fertigungsablauf bei der Herstellung eines Filterbalgs integrieren, bei dem das Filtermedium üblicherweise in langen Bahnen durch ein Prägeaggregat läuft. Zusätzliche Kleberauftragstationen können vorgesehen werden, die den Schmelzkleber in derselben Geschwindigkeit mit auftragen, sodass der normale Herstellungsprozess mit einer für eine Serienfertigung erforderlichen hohen Geschwindigkeit möglich ist.According to a further advantageous embodiment, the beads may be formed by applying a hot melt adhesive. It is also advantageous if the beads are formed by applying a hot melt adhesive. Such a process can be favorably integrated into the usual production process in the manufacture of a filter bellows, in which the filter medium usually runs in long paths through an embossing unit. Additional glue application stations may be provided which apply the hot melt adhesive at the same speed so that the normal manufacturing process is possible with a high speed required for mass production.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Filterelement aus einem Filtermedium gebildet sein, welches aus Zellulose, Stapelfasern, schmelzgeblasenen Fasern, Mikro- oder Nanofasern, gewebten oder gewirkten Fasern, aus einem Vlies oder einer Kombination dieser Stoffe besteht.In one embodiment of the invention, the filter element may be formed of a filter medium consisting of cellulose, staple fibers, meltblown fibers, micro or nano fibers, woven or knitted fibers, a nonwoven fabric or a combination of these substances.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Filterbalg als hohlzylindrisches Rundelement mit einem sterngefalteten Filtermedium ausgebildet sein. Dazu kann der ursprünglich flache Filterbalg aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium zu einem sternförmigen Hohlzylinder geformt sein, der entlang einer Stirnkante geschlossen, beispielsweise verklebt, wird. Das zu filternde Fluid kann dann über die Außenfläche des Hohlzylinders durch das Filtermedium fließen und über den Innenbereich des hohlzylinderförmigen Rundfilters entlang der Achse des Hohlzylinders abfließen.According to a further advantageous embodiment, the filter bellows may be formed as a hollow cylindrical round element with a star-folded filter medium. For this purpose, the originally flat filter bellows can be formed from a zigzag-folded filter medium into a star-shaped hollow cylinder which is closed, for example glued, along an end edge. The fluid to be filtered can then flow through the filter medium via the outer surface of the hollow cylinder and flow away via the inner region of the hollow cylindrical filter along the axis of the hollow cylinder.
Nach einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung des Filterelements als Rundfilter zum Filtern eines Fluids, insbesondere als Rundfilter einer Brennkraftmaschine. Solche Rundfilter werden im Kraftfahrzeugbereich bevorzugt als Luft-, Öl-, oder Kraftstofffilter oder dergleichen verwendet und an den Brennkraftmaschinen als austauschbare Filterelemente mit regelmäßigen Wechselintervallen eingesetzt. Das erfindungsgemäße Filterelement erlaubt einen dauerhaften stabilen Betrieb des Filterelements in einem Filtersytem.According to another aspect, the invention relates to the use of the filter element as a round filter for filtering a fluid, in particular as a round filter of an internal combustion engine. Such round filters are preferably used in the automotive field as air, oil, or fuel filter or the like and used on the internal combustion engine as interchangeable filter elements with regular change intervals. The filter element according to the invention allows a permanent stable operation of the filter element in a Filterytem.
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Filterelements, das die folgenden Herstellschritte eines Filterbalgs umfasst: Abwickeln des Filtermediums von einer Rolle, Speichern des Filtermediums in einem Warenspeicher, Auftragen von Wülsten auf das Filtermedium vor oder nach einem Prägen zur Ausbildung von Faltkanten, Andrücken der Wülste, Aufstellen der Faltkanten zu einem zickzackförmig, insbesondere sternförmig gefalteten Filterbalg. Ein solcher Prozess lässt sich günstig in den üblichen Fertigungsablauf bei der Herstellung eines Filterbalgs integrieren, bei dem das Filtermedium üblicherweise in langen Bahnen durch ein Prägeaggregat läuft. So können zusätzliche Kleberauftragstationen vorgesehen werden, die den Schmelzkleber in derselben Geschwindigkeit mit auftragen, sodass der normale Herstellungsprozess nicht behindert wird.According to a further aspect, the invention relates to a method for producing a filter element according to the invention, which comprises the following manufacturing steps of a filter bellows: unwinding the Filter medium from a roll, storing the filter medium in a goods storage, applying beads on the filter medium before or after embossing to form folding edges, pressing the beads, setting the folding edges to a zigzag, in particular star-shaped folded filter bellows. Such a process can be favorably integrated into the usual production process in the manufacture of a filter bellows, in which the filter medium usually runs in long paths through an embossing unit. Thus, additional adhesive application stations can be provided, which apply the hot melt adhesive at the same speed, so that the normal production process is not hindered.
Dabei kann die erste Lage der Wülste mit einer ersten Düse und die zweite Lage der Wülste mit einer zweiten Düse nach der ersten Lage aufgetragen werden. Dies lässt sich konstruktiv unaufwändig verwirklichen.In this case, the first layer of the beads can be applied with a first nozzle and the second layer of the beads with a second nozzle after the first layer. This can be realized structurally uncomplicated.
Günstigerweise kann das Verfahren zur Herstellung eines Filterelements weitere Herstellschritte eines Filterbalgs wie Aufheizen des Filtermediums als Vorbereitung zum Prägen, Prägen von Faltkanten in das Filtermedium umfassen. Das Prägen von Faltkanten in das Filtermedium kann durch vorheriges Aufheizen des Filtermediums günstig gestaltet werden, da die eingeprägten Faltkanten so dauerhaft erhalten bleiben.Conveniently, the method for producing a filter element may include further manufacturing steps of a filter bellows such as heating the filter medium in preparation for embossing, embossing of folded edges in the filter medium. The embossing of folded edges in the filter medium can be made favorable by preheating the filter medium, since the embossed fold edges remain so permanently.
Vorteilhaft kann das Auftragen der Lagen der Wülste vor dem Prägen der Faltkanten erfolgen.Advantageously, the application of the layers of the beads can be done before embossing the fold edges.
Alternativ kann das Auftragen der Wülste auch nach dem Prägen der Faltkanten erfolgen.Alternatively, the application of the beads can also take place after the embossing of the folded edges.
Die Wülste können nach dem Auftragen auf das Filtermedium vorteilhaft auf das Filtermedium angedrückt werden, um eine gute und dauerhafte Haftung zu erreichen. Dies kann beispielsweise mit einem Walzverfahren günstig bewirkt werden.The beads can be advantageously pressed onto the filter medium after application to the filter medium in order to achieve a good and lasting adhesion. This can be favorably effected, for example, by a rolling process.
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Anlage zur Herstellung eines Filterelements, welche wenigstens folgende Aggregate zur Herstellung eines Filterbalgs umfasst: einen Abwickler, einen Warenspeicher, eine Polymerauftragstation zum Aufbringen der Wülste in mehreren, wenigstens zwei, aufeinanderfolgenden Lagen, eine Vorlaufheizung, ein Prägeaggregat, sowie ein Faltenaufstellaggregat. Anstelle der Polymerauftragstation kann auch eine Schmelzkleberauftragstation vorgesehen werden, wenn als Wulst eine Schmelzkleberraupe verwendet wird.According to a further aspect, the invention relates to a system for producing a filter element, which comprises at least the following aggregates for producing a filter bellows: an unwinder, a goods storage, a polymer application station for applying the beads in several, at least two, successive layers, a flow heater, an embossing unit , as well as a Faltenaufstellaggregat. Instead of the polymer application station, it is also possible to provide a hot melt application station if a hot melt glue bead is used as the bead.
Optional kann eine Andruckwalze vorgesehen sein, mit welcher eine oder mehrere Lagen der Wülste an das Filtermedium angedrückt werden können. Es kann nur die erste Lage angedrückt werden, oder nur die zweite Lage oder jede der Lagen. Auf eine Andruckwalze kann auch verzichtet werden, wenn die erste Lage dünnflüssig genug ist und direkt in das Filtermedium eindringen kann.Optionally, a pressure roller can be provided with which one or more layers of the beads can be pressed against the filter medium. It can be pressed only the first layer, or only the second layer or each of the layers. On a pressure roller can also be dispensed with, if the first layer is thin enough and can penetrate directly into the filter medium.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, embodiments of the invention are shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Es zeigen beispielhaft:They show by way of example:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.In the figures, the same or similar components are numbered with the same reference numerals. The figures are merely examples and are not intended to be limiting.
In
Die
Die erste Lage
In
Das Aufbringen der Wülste
Günstigerweise kann das Verfahren zur Herstellung eines Filterelements
Die Anlage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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