CN104955545A - 过滤器的制造方法 - Google Patents

Abstract

该方法涉及以下步骤：a)展开合成的过滤介质的带(1)并在前进方向上引导带(1)，带(1)具有两个纵向边缘(2，3)；b)沿着横向于纵向边缘(2，3)的方向在带(1)上实现多个刻痕(6)；c)升高分别设置在带(1)的纵向边缘(2，3)附近的两个纵向区域(8，9)的温度以导致它们熔化；以及d)沿着每个刻痕(6)折叠过滤介质的带(1)，以使得纵向区域(8、9)的被设置在过滤介质的带(1)的前进方向上的刻痕(6)的上游的一部分被与纵向区域(8、9)的被设置在该刻痕(6)的下游的一部分热熔接。本发明还涉及用于实施如前所述的方法的设备(200)以及用于机动车的过滤器(100)。

Description

过滤器的制造方法

技术领域

本发明涉及过滤器的制造方法，尤其是用于机动车的用于过滤空气的过滤器。此外，本发明涉及用于实施过滤器的制造方法的设备。最后，本发明涉及用于机动车的过滤器。

背景技术

用于机动车的发动机的空气过滤器通常由纸介质或合成介质来制造。已知的纸过滤器或合成过滤器的制造方法是相对类似的。这些方法尤其包括以下步骤：在介质带上预形成折痕，并且在带的纵向边缘附近设置胶珠以便密封每个折痕的边缘并在过滤器的打褶步骤期间保持这些折痕的形状和保证折痕保持在适当位置。然而，这些制造方法需要大量胶。此外，需要在设置胶之前在熔化设备中加热它，这花费时间并且耗费能量。在累加到胶的成本的情况下，预先加热并把胶保持在所需温度所用的电力成本显著增加打褶的过滤器的成本。此外，当在带的纵向边缘附近设置的胶珠略微超过最优布置时，胶与打褶设备形成接触。这导致污染设备使得带卡在堵塞的设备中。生产工具的运转必须然后终止以便清洁。此外，介质的锁定部分通常被损坏并应抛弃。因此，增加了生产的周期和成本。

发明内容

本发明旨在克服这些缺点中的一个或更多个。为此，且根据第一方面，本发明提出一种过滤器的制造方法，尤其是用于机动车的过滤空气的过滤器，该方法包括以下步骤：

a)展开包括具有两个纵向边缘的非制造合成纤维的过滤介质的带并在前进方向上引导带，

b)沿着横向于纵向边缘的方向在过滤介质的带上实现多个刻痕，

c)升高分别设置在过滤介质的带的纵向边缘附近的两个纵向区域的温度以导致它们熔化，以及

d)沿着每个刻痕折叠过滤介质的带，以使得纵向区域的被设置在过滤介质的带的前进方向上的刻痕的上游的一部分被与纵向区域的被设置在带的前进方向上的该刻痕的下游的一部分热熔接。

因此，该制造方法用热熔接的步骤替代了用于过滤器的折痕的粘合的粘合剂线的设置步骤，允许限制粘合剂的消耗。不必在开始该制造方法之前进行大量粘合剂的预先加热，这减少了周期时间。此外，热熔接的方法避免了设备的污染以使得避免了制造方法的中断。因此，减低了过滤器的该制造方法的总成本。

根据一种可能性，该方法包括步骤e)，步骤e)包括设置纵向的胶珠，胶珠连接在步骤d)热熔接的折痕顶部，胶珠优选地居中地设置在带的两个纵向边缘之间。术语“折痕”在本文中是指通过顶部或脊部而连接在一起的两个平坦表面，这些表面由过滤介质的带构成。如此设置的胶珠允许使过滤介质硬化并保证基本平坦地保持过滤器。

根据有利变型，该方法包括步骤e)，步骤e)包括以下子步骤：

i)升高包括合成纤维的绳的温度直到达到纤维的熔化温度，以及

ii)纵向地设置绳以便连接在过滤介质的带的打褶步骤d)形成的热熔接的折痕顶部，绳优选居中地设置在带的两个纵向边缘之间。

在折叠顶部设置并热熔接的这种绳允许保持打褶的过滤介质为基本平坦的形状。实际上，该绳的存在允许保持折痕顶部之间的规则间距并且在过滤元件的寿命期间保证该间距，由此限制灰尘残留时的压力下降。该方法允许在折痕顶部获得绳的热熔接而不必使用粘合剂，这减小了过滤器的制造成本和***。此外，如此获得的过滤器中的粘合剂的缺失允许过滤器易于回收利用，还限制了过滤器的回收成本。

优选地，打褶的过滤介质的带包括用于接纳要过滤的空气的前面(当前称为“脏空气侧”面)和与第一前面相对的后面(当前称为“新鲜空气侧”或“过滤后空气侧”面)，并且设置绳的步骤ii)是在前面上进行的。

根据一种设置，步骤e)还包括子步骤iii)，子步骤iii)包括按压设置在折痕的顶部的绳。

优选地，温度的升高是通过脉冲式的热空气实现的。由于脉冲式的热空气是几乎即刻形成的，因此，所提供的能量是通过与粘合剂的热量进行比较来限制的并且过滤器的制造可以是即刻启动的。

根据一个变型，温度的升高是通过激光、红外线或火焰获得的。这允许使该方法适于尤其是根据其进行熔化状态的能力而使用的不同类型的合成介质。

有利地，过滤介质的带的合成纤维的至少一部分和/或绳包括芯和护套，护套的熔化温度小于芯的熔化温度。因此，温度升高导致纤维的护套的熔化以使得当这些护套形成接触时，它们彼此熔接。因为纤维的芯具有比护套更高的熔点，所以芯在热处理期间保持一定硬度。芯的该硬度允许赋予介质纤维用于过滤介质的带的引导和前进以及用于绳的设置的足够的机械属性。

优选地，芯包括聚酯材料并且护套包括共聚多酯材料。

根据一个设置，过滤介质的带的合成纤维的至少一部分和/或绳包括聚酯制成的芯和共聚多酯制成的护套，并且过滤介质的带的合成纤维的另一部分和/或绳包括完全由聚酯制成的纤维。

根据一种可能，共聚多酯材料的护套的熔化温度介于100℃和120℃之间。因此，不必施加太多的热处理。

根据一个具体实施方式，实现步骤c)和/或步骤i)的温度升高直到达到介于100℃和250℃之间的温度。

根据一个设置，该方法包括在步骤e)后实现的步骤f)，步骤f)包括把打褶的过滤介质的带切割为期望的过滤器长度。因此，可以根据要求的规格制造各种长度的过滤器。

根据第二方面，本发明涉及一种用于实施如前所述的过滤器的制造方法的设备，该设备包括被设置为吹送脉冲式热空气的至少两个加热喷嘴，气体的热量适于根据该方法的步骤c)升高过滤介质的带的两个纵向区域的温度，并且该设备包括在前进方向上展开带的装置以及两个蜗杆，两个蜗杆被设置在前进方向的两侧以便实现包括沿着每个刻痕折叠带的步骤d)，两个蜗杆被设置在前进方向上的两个加热喷嘴的下游。

因此，该设备的成本比包括用于喷射粘合剂的喷嘴的设备的成本低，维护较少并且能量消耗较低。此外，加热喷嘴允许介质的纵向区域的温度的局部和精确的升高以用于非常局部化的热熔接。蜗杆允许使加热的纵向区域接触以用于根据该方法的步骤d)的打褶的过滤器的连续热熔接。

优选地，两个蜗杆被设置在前进方向两侧。

根据一个设置，该设备包括红外加热坡道，用于预加热过滤介质的带；和两个筒，其在相反方向被旋转地驱动以便在横向于带的纵向边缘的方向上根据该方法的步骤b)在带中实现多个刻痕。

根据一个设置，该设备包括适于传送绳以实现该方法的步骤e)的线圈。

根据一种可能性，该设备包括第三加热喷嘴，第三加热喷嘴被设置为吹送脉冲式的热空气以便导致根据该方法的子步骤i)的绳的熔化。

有利地，该设备包括被第一辊和第二辊旋转地驱动的传送带，传送带适于驱动在该方法的步骤d)获得的打褶的过滤介质的带。在该配置中，传送带有助于根据该方法的子步骤ii)来设置绳。此外，第一辊允许实现包括按压在折痕的顶部的绳的该方法的子步骤iii)。

根据一个变型，该设备包括用于驱动绳的驱动辊，驱动辊被设置在打褶的过滤介质的带的前进方向中的传送带的上游，驱动辊适于实现该方法的子步骤ii)和iii)。实际上，根据该方法的步骤ii)，辊有助于把绳设置在折痕的顶部上并且还根据该方法的步骤iii)按压绳顶在折痕的顶部。

优选地，驱动辊包括根据该方法的步骤i)用于升高绳的温度的装置。因此，驱动辊把允许确保实现该方法的子步骤i)至iii)所需的功能的装置组合在一起。在其中绳的温度升高是通过驱动辊实现的该配置中，第三加热喷嘴不是必需的。

根据第三方面，本发明涉及一种机动车的过滤器，该过滤器包括由包括打褶的过滤介质的带，其由合成纤维的非织造材料形成，合成纤维包括聚酯的芯和共聚多酯的护套，过滤介质的带的折痕包括适于保证折痕边缘的密封性的热熔接，并且该过滤器包括与形成折痕的过滤介质的带的合成纤维类似的合成纤维的绳，绳纵向地连接折痕的顶部，绳优选地居中地设置在打褶的过滤介质的带的两个纵向边缘之间。

表述“折痕的边缘”在本文中是指折痕的在根据本发明的步骤d)的打褶之前与过滤介质的带的纵向边缘相对应的两个端部。

此外，因为热熔接位于精确的纵向区域上，所以该过滤器与其折痕是通过胶珠粘接的过滤器相比具有可用于过滤空气的更大表面积。因此，合成介质的过滤器具有大的过滤能力和长的寿命。

此外，胶珠的完全缺失允许过滤器易于回收利用并且减少其***。

附图说明

通过阅读如给出的非限定性的实例并参照附图的本发明的实施方式的以下描述，本发明的其它方面、目的和有利方面将变得更加清楚。附图不是严格遵照所示出所有元件的尺寸以便改进可读性。在下文描述中，为了简单，不同实施方式的相同、相似或等效元件具有相同的标记。

图1是示出实施根据本发明的一个实施方式的过滤器的制造方法的示意图。

图2是示出根据本发明的一个实施方式的用于机动车的过滤器的放大部分的图。

图3是示出根据本发明的一个实施方式的实施过滤器的制造方法的补充步骤的示意图。

图4是示出图3中示出的步骤的又一底部示意图。

具体实施方式

图1示出设备200中的用于机动车的过滤器100的制造方法的过程，设备200用于从过滤介质带1来实施该方法，带1包括前面13和与前面13相对的后面14，前面13更适于接收和过滤空气。根据方法的步骤a)，非织造合成纤维制成并且具有两个纵向边缘2、3的过滤介质带1被设备200的展开装置在设备200中的向前方向(由斜箭头示意)展开并且引导。根据方法的步骤b)，在加热坡道4下通过对过滤介质带1的红外预加热进行红外热处理，带1然后在反向旋转地驱动的两个筒5之间通过以便实现多个刻痕6。如图1所示可见，刻痕6被定向为沿着带1的纵向边缘2、3的横向方向。

应理解，根据该方法的步骤b)的用于形成刻痕6的任何其他的已知等效方式都可以在不脱离本发明范围的情况下使用。

根据该方法的步骤c)，然后过滤介质带1在根据本发明的设备200的两个加热喷嘴7下方通过，这些喷嘴7被布置为局部地加热每个设置在带1的纵向边缘2、3的附近的两个纵向区域8、9。特别地，加热喷嘴7允许尤其吹出脉冲式的热空气。在纵向区域处达到的温度可以介于100℃和250℃之间，以便引起其熔化。过滤介质带1实际上包括合成纤维制成的非织造织物。这些纤维包括芯和包层，包层的熔点低于芯的熔点。例如，芯可以由聚酯形成且包层可以由共聚多酯形成，但是可以使用其他合成材料来形成芯和包层。例如，共聚多酯的熔点可以介于100和120℃之间。因此，当纵向区域8、9的温度升高时，纤维的包层熔化而对温度较不敏感的纤维芯保持足够硬以保证机械强度和带1的前进。由此，在纵向区域8、9处实现的温度升高允许获得与折痕的边缘对应的直到带1的纵向边缘2、3的热熔接，以便保证这些折痕的横向密封。热熔接保持约束在折痕的边缘上而不像胶那样过于延伸向过滤介质的中央，以便不减少介质的可用过滤表面积。

根据未示出的实施变型，该制造方法的温度升高的步骤c)可以由任何允许局部加热的方式(例如激光处理，红外处理或火焰处理)来非限制性地实施。

如图1所示，实施该方法的设备200的设置在带1的前进方向两侧的两个蜗杆11允许沿着步骤b)形成的刻痕6来折叠过滤介质带1，并且允许使如此形成的折痕的边缘接触。纤维的包层的温度使得在接触时，沿着带1的前进方向，设置在刻痕6的上游的纵向区域8、9的一部分与设置在下游并且在带1的同一纵向边缘2、3附近的纵向区域8、9的一部分熔接在一起。因此，当根据方法的步骤d)实现纵向区域8、9的部分之间的接触时，通过热熔接12来获得折痕的边缘的密封性。

图2是根据本发明的方法的实施获得的用于机动车的过滤器100的局部放大图。该过滤器100由包括非织造合成纤维的打褶的过滤介质的带1构成。这些纤维包括两个主成分，一个成分是聚酯并且形成纤维的芯，另一成分是共聚多酯并且形成纤维的护套。过滤器100的折痕通过介质纤维的护套的热熔接12而彼此连接。其他类型的合成材料可以在不脱离本发明范围的情况下使用。

图3示出方法的补充步骤e)，其包括通过热熔接来设置连接折痕顶部的合成纤维的绳15，尤其是从打褶的过滤介质的前面13开始，以便使过滤器100硬化而不会通过存在热熔接的绳15而减小前面13的过滤表面。为此，上面卷绕有以与过滤介质带1的纤维材料类似的材料的合成纤维绳15的线圈16，被布置为使得把绳15传送到过滤介质的前面13上。根据方法的子步骤i)，第三加热喷嘴17允许把绳15的温度升高直到到达纤维的护套的熔化温度。然后，根据方法的子步骤ii)，适于驱动打褶的过滤介质到前进方向上的驱动辊18允许使绳15和连续展开的过滤介质的前面13的顶部形成接触。因此，连续的绳15被纵向地热熔接在打褶的过滤介质带1的折痕顶部上。驱动辊18还允许压迫设置在顶部上的绳15以便最后完成热熔接。

被设置在驱动辊18的下游的通过第一辊21和第二辊22驱动的传送带19允许随着实施绳15的热熔接来沿着前进方向移动打褶的过滤介质带1。

热熔接的绳15允许保持折痕顶部之间的规则间距并且在过滤元件的寿命期间保证该间距，从而限制由于灰尘残留的压力下降，这还允许把打褶的过滤介质100硬化以便例如避免介质100自身的卷绕并且保持基本平坦的形状。当绳15被居中地设置在打褶的带1的纵向边缘2、3之间时，实现了更好地保持在折痕的顶部之间的间距。

根据未示出的变型，驱动辊18还包括用于升高绳15的温度的装置。在该配置中，第三加热喷嘴17在设备200中不再必需。

根据未示出的另一变型，设备200不包括驱动辊18。因此，根据方法的子步骤ii)，传送带19有助于驱动打褶的过滤介质并且有助于绳15的设置步骤。根据方法的子步骤iii)，沿着前进方向的传送带19的第一辊21允许实现所设置的绳15的按压步骤。在该配置中，由于传送带19不可升高到绳15的熔化温度，因此第三加热喷嘴17是必需的。

图4示出从打褶的过滤介质的带1的前面13的与图3示出的方法步骤相同的方法步骤。线圈16保证合成纤维的绳15的展开成合成纤维以用于利用在折痕顶部上的驱动辊18在带1的两个纵向边缘2、3之间居中地实施设置。

根据未示出的方法的步骤e)的变型，进行纵向胶珠的设置以便连接在方法的步骤d)热熔接的折痕的顶部。

根据未示出的可能性，该方法还可以包括在步骤e)之后实现的步骤f)，其包括以过滤器100的期望长度切断打褶的过滤介质的带1。该过滤器100因此包括热熔接12，其保证折痕的边缘的密封性；和纵向绳15，其居中地在带1的两个纵向边缘之间，以基本平面的形式保持过滤器100。

因此，本发明提出改进的过滤器100的制造方法，无需使用粘合剂来在折痕的边缘获得密封性或者保持过滤介质为基本平坦的形状。该方法成本低且易于实施。

本发明还提出一种用于实施制造方法的设备200，该设备200简单、有效且几乎不需维护。

本发明还提出用于机动车的过滤器100，该过滤器100具有好的过滤能力，易于回收(因为没有胶)，成本较低。

不言而喻，本发明不限于上述示例的实施方式，而是包括所描述的方式的任何技术等价物和变型以及其组合。

Claims (14)

1.一种制造过滤器(100)的方法，尤其是用于机动车的用于过滤空气的过滤器(100)，该方法包括以下步骤：

a)展开包括具有两个纵向边缘(2，3)的非织造合成纤维的过滤介质的带(1)并在前进方向上引导所述过滤介质的带(1)，

b)沿着横向于纵向边缘(2，3)的方向在过滤介质的带(1)上实现多个刻痕(6)，

c)升高分别设置在过滤介质的带(1)的纵向边缘(2，3)附近的两个纵向区域(8，9)的温度以导致它们熔化，以及

d)沿着每个刻痕(6)折叠过滤介质的带(1)，以使得纵向区域(8、9)的被设置在过滤介质的带(1)的前进方向上的刻痕(6)的上游的一部分被与纵向区域(8、9)的被设置在带(1)的前进方向上的该刻痕(6)的下游的一部分热熔接。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该方法包括步骤e)，步骤e)包括以下子步骤：

i)升高包括合成纤维的绳(15)的温度直到达到纤维的熔化温度，以及

ii)纵向地设置绳(15)以便连接在过滤介质的带(1)的打褶步骤d)形成的热熔接的折痕顶部，绳(15)优选居中地设置在带(1)的两个纵向边缘(2，3)之间。

3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，步骤e)还包括子步骤iii)，子步骤iii)包括按压设置在折痕的顶部的绳(15)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的制造方法，其特征在于，温度的升高是通过脉冲式的热空气实现的。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的制造方法，其特征在于，过滤介质的带(1)的合成纤维的至少一部分和/或绳(15)包括芯和护套，护套的熔化温度小于芯的熔化温度。

6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，芯包括聚酯材料并且护套包括共聚多酯材料。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，共聚多酯材料制成的护套的熔化温度介于100℃和120℃之间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的制造方法，其特征在于，实现步骤c)和/或步骤i)的温度升高直到达到介于100℃和250℃之间的温度。

9.一种用于实施根据权利要求1至8中任一项所述的过滤器(100)的制造方法的设备(200)，其特征在于，该设备(200)包括被设置为吹送脉冲式热空气的至少两个加热喷嘴(7)，气体的热量适于根据该方法的步骤c)升高过滤介质的带(1)的两个纵向区域(8，9)的温度，并且该设备(200)包括在前进方向上展开带(1)的装置以及两个蜗杆(11)，蜗杆被设置在前进方向的两侧以便实现包括沿着每个刻痕(6)折叠带(1)的步骤d)，两个蜗杆被设置在前进方向上的两个加热喷嘴的下游。

10.根据权利要求9所述的设备(200)，其特征在于，该设备(200)包括第三加热喷嘴(17)，第三加热喷嘴(17)被设置为吹送脉冲式的热空气以便根据该方法的子步骤i)造成绳(15)的熔化。

11.根据权利要求9至10中任一项所述的设备(200)，其特征在于，该设备(200)包括被第一辊(21)和第二辊(22)旋转地驱动的传送带(19)，传送带(19)适于驱动在该方法的步骤d)获得的打褶的过滤介质的带(1)。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的设备(200)，其特征在于，该设备(200)包括用于驱动绳(15)的驱动辊(18)，驱动辊(18)被设置在打褶的过滤介质的带(1)的前进方向中的传送带(19)的上游，驱动辊(18)适于实现该方法的子步骤ii)和iii)。

13.根据权利要求12所述的设备(200)，其特征在于，驱动辊(18)包括根据该方法的步骤i)用于升高绳(15)的温度的装置。

14.一种机动车的过滤器(100)，其特征在于，该过滤器(100)包括打褶的过滤介质的带(1)，其由包括合成纤维的非织造材料形成，合成纤维包括聚酯的芯和共聚多酯的护套，过滤介质的带(1)的折痕包括适于保证折痕边缘的密封性的热熔接(12)，并且该过滤器(100)包括与形成打褶的过滤介质的带(1)的合成纤维类似的合成纤维的绳(100)，绳(100)纵向地连接折痕的顶部，绳(15)优选地居中地设置在打褶的过滤介质的带(1)的两个纵向边缘(2，3)之间。