DE19755466A1 - Glue application for continuous filter element manufacture - Google Patents
Glue application for continuous filter element manufactureInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Filterelement nach dem Oberbe griff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen.The invention relates to a filter element according to the Oberbe handle of claim 1 and a method for manufacturing of such.
Derartige Filterelemente dienen dazu, Verunreinigungen aus einem hindurchströmenden Fluid (insbesondere Luft oder technischen Gasen, ggfs. aber auch Flüssigkeiten) abzu scheiden. In Luftfiltern werden gegenwärtig überwiegend Filterelemente verwendet, welche ein Faservlies, insbeson dere aus Glas-, Cellulose- oder synthetischen Fasern, auf weisen.Such filter elements are used to remove contaminants a fluid flowing through (in particular air or technical gases, but possibly also liquids) divorce. Air filters are currently predominant Filter elements used, which is a non-woven fabric, in particular made of glass, cellulose or synthetic fibers point.
Um die effektive Filterfläche gegenüber der Anströmfläche des Filters zu vergrößern, ist das Filtermedium bei her kömmlichen Filtern der in Rede stehenden Art (sogenannten Minipleats) mäanderförmig zu im wesentlichen parallelen Faltenwänden zusammengelegt, so daß eine Anzahl von über Faltenkanten aneinander anschließenden, in der Fläche etwas gekrümmten Falten entsteht. Diese werden im Einströmbereich in einem kleinen und aufgrund der Krümmung nicht exakt de finierten Winkel zu den Wandungen der Faltung und dabei quer zur Richtung der Faltenkanten von dem zu reinigenden Medium angeströmt.The effective filter area compared to the inflow area to enlarge the filter, the filter medium is at conventional filters of the type in question (so-called Minipleats) meandering to essentially parallel Folded walls folded so that a number of over Fold edges adjoining each other, somewhat in the surface curved folds. These are in the inflow area in a small and not exactly de because of the curvature defined angle to the walls of the fold and thereby transverse to the direction of the fold edges of the one to be cleaned Flow against medium.
Durch die Ungleichmäßigkeit der Faltenstruktur, Materialab lagerung - insbesondere auch die Ablagerung größerer Parti kel - an der Anströmseite des Filters und Wirbelbildungen im anströmenden Fluid usw. kommt es beim Durchströmen des Filters zu Inhomogenitäten der Fluidströmung, die die Fal tenanordnung einer erheblichen mechanischen Wechselbela stung aussetzen und letztlich Deformationen bewirken kön nen. Zudem ist eine im wesentlichen parallele Faltung des Filtermaterials strömungstechnisch nicht optimal.Due to the irregularity of the fold structure, material from storage - especially the deposit of larger batches kel - on the upstream side of the filter and vortex formation in the inflowing fluid etc. it occurs when flowing through the Filters to inhomogeneities in the fluid flow, the Fal arrangement of a considerable mechanical alternating load Suspend and ultimately cause deformation nen. In addition, an essentially parallel folding of the Fluid flow is not optimal.
Bei Filtern mit größerer Faltenhöhe ist es seit längerem üblich, in das Filtermaterial Vertiefungen mit alternieren der Orientierung und derart vorgegebener Gestalt einzuprä gen, daß sich beim Falten des Materials die Vertiefungen benachbarter Faltenwände aneinanderlegen und gegeneinander abstützen, so daß eine Stabilisierung der Konfiguration er reicht wird. Die Gestalt der Einprägungen kann so vorbe stimmt sein, daß sich eine präzise Zickzack-Faltung mit ebenen Faltenwänden ergibt; vgl. US 3 531 920. Auf die Ein prägungen kann zusätzlich ein Kleber aufgetragen werden, der beim Falten ein bereichsweise festes Aneinanderhaften der Faltenwände und damit eine weitere Versteifung bewirkt; vgl. etwa DE 41 26 126 A1.For filters with a larger pleat height, it has been for a long time usual, alternate wells in the filter material the orientation and such a given shape gene that the folds when folding the material Put adjacent fold walls together and against each other support so that he stabilizes the configuration is enough. The shape of the imprints can be over true that there is a precise zigzag fold gives plane fold walls; see. US 3,531,920 an additional adhesive can be applied which adheres firmly to one another when folded the fold walls and thus causes further stiffening; see. about DE 41 26 126 A1.
Aus DE 40 38 966 A1 ist es auch bekannt, halbkugelförmige Abstandshalter auf die Faltenwände aufzusetzen bzw. in die se einzufügen. Die Abstandshalter können - wie in der vor genannten Druckschrift als eine Möglichkeit erwähnt oder auch in DE 30 37 019 A1 ausgeführt - Klebstoffaggregate, insbesondere in Fadenform, sein. Diese haben neben der ab standshaltenden zusätzlich eine die Faltenwände verbindende Wirkung und erhöhen somit die Steifigkeit des Filtereinsat zes zusätzlich.From DE 40 38 966 A1 it is also known to be hemispherical Place spacers on the fold walls or in the insert it. The spacers can - as in the previous mentioned as a possibility mentioned also executed in DE 30 37 019 A1 - adhesive aggregates, especially in thread form. These have in addition to the an additional one that connects the fold walls Effect and thus increase the rigidity of the filter insert zes in addition.
In DE 39 03 730 A1 ist beschrieben, daß ein die Faltenlagen miteinander verbindender und stabilisierender Klebstoffa den, der nach der Faltung auf den Kantenbereich aufgetragen werden kann, mit Prägungen in den Faltenwänden kombiniert ist. Auch diese Lösung ergibt mechanisch relativ stabile Filtereinsätze, ist jedoch technologisch aufwendig. DE 39 03 730 A1 describes that the pleated layers bonding and stabilizing adhesive a the one that is applied to the edge area after folding can be combined with embossing in the fold walls is. This solution also results in mechanically relatively stable Filter cartridges, however, is technologically complex.
Aus EP 0 377 419 A1 ist eine Anordnung bekannt, bei der durch im Scheitel- sowie im Sohlenbereich einer zu bilden den Faltenwandanordnung lokalisierte Klebstoffaggregate, die im Scheitelbereich doppelt aufeinandergelegt werden, dagegen im Sohlenbereich nur einfach vorliegen, die Verkle bung von Faltenwänden in einer Weise realisiert werden kann, daß ein angenähert dreieckiger Faltenquerschnitt ent steht. Der Klebstoffauftrag erfolgt beidseitig auf das Ma terial, was ebenfalls einen hohen technischen Aufwand er fordert.From EP 0 377 419 A1 an arrangement is known in which by forming one in the crown as well as in the sole area adhesive aggregates localized to the fold wall arrangement, which are placed twice on top of each other in the crown area the sole, however, is only present in the sole area Exercise of fold walls can be realized in such a way can that an approximately triangular fold cross-section ent stands. The adhesive is applied to both sides of the measure material, which is also a high technical effort demands.
Für Filter mit sehr großen Faltenhöhen wird in WO/95 17943 eine - technologisch ebenfalls anspruchsvolle - Kombination aus Einprägungen und zusätzlich abstandserweiternden Kleb stoffaggregaten vorgeschlagen.For filters with very large pleat heights, WO / 95 17943 a combination that is also technologically demanding from embossing and additional distance-expanding adhesive proposed aggregates.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach und kostengünstig herzustellendes Filterelement der gattungsge mäßen Art mit guten strömungstechnischen Eigenschaften und hoher mechanischer Stabilität sowie ein Verfahren zur Her stellung dieses Filterelementes anzugeben.The invention is based, a simple and inexpensive to manufacture filter element of the genus moderate type with good fluidic properties and high mechanical stability and a process for the manufacture position of this filter element.
Diese Aufgabe wird durch ein Filterelement mit den Merkma len des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.This task is accomplished by a filter element with the characteristics len of claim 1 or a method with the features of claim 7 solved.
Die Erfindung schließt den Gedanken ein, unter Verzicht auf in das Filtermaterial eingeprägte Vertiefungen eine zick zackförmige, versteifte Filtermaterialkonfiguration allein mit auf das Filtermaterial aufgebrachten Abstandshaltern mit längs der Materialbahn in vorbestimmter Weise veränder licher Höhe zu realisieren. Die Abstandshalter werden also insbesondere gleichsinnig mit der Querschnittsverengung der betreffenden Falte in Richtung auf die Faltensohle bzw. den Faltengrund hin kontinuierlich flacher, oder es sind zwi schen jeweils zwei Faltenwänden zwei oder mehrere voneinan der getrennte Abstandshalter vorgesehen, und ein dem Fal tengrund benachbarter Abstandshalter ist jeweils dünner bzw. flacher als ein von dieser entfernter liegender.The invention includes the idea of doing without depressions embossed into the filter material jagged, stiffened filter material configuration alone with spacers attached to the filter material with change along the material web in a predetermined manner realizable height. So the spacers are in particular in the same direction as the narrowing of the cross section concerned fold in the direction of the fold sole or the Wrinkle base continuously flatter, or there are two between two fold walls, two or more of each other the separate spacer is provided, and one is the case The adjacent spacer is thinner or flatter than a distant one.
Im Falle einer Realisierung durch einen Klebstoffauftrag kann dessen Stärke kontinuierlich gesteuert sein, oder er kann jeweils innerhalb der voneinander getrennten, unter schiedlich hohen Bereiche ("Klebstoffinseln") konstante Dicke aufweisen.In the case of a realization by applying an adhesive its strength can be controlled continuously, or it can each within the separate, under different high areas ("adhesive islands") constant Have thickness.
Die Abstandshalter können in einer vorteilhaften Ausgestal tung des Erfindungsgedankens, mit der eine besonders hohe Steifigkeit des Aufbaus erreicht wird, über den größeren Teil der Länge der Faltenwände gebildet sein.The spacers can be in an advantageous embodiment tion of the inventive concept with which a particularly high Rigidity of the structure is achieved over the larger Part of the length of the fold walls should be formed.
Bei einer hierzu alternativen Ausgestaltung ist ausschließ lich in den Bereichen, in denen die Faltenwände großen Ab stand aufweisen, ein aufgetragener Klebstoff-Abstandshalter vorgesehen, während in den Bereichen der Faltengründe bzw. -sohlen kein Abstandshalter vorhanden ist bzw. der Kleb stoff keine nennenswerte Dicke hat, indem die aufgetragene Menge etwa so bemessen ist, daß sie im wesentlichen in das Filtermaterial eindringt. Falls in diesen Bereichen über haupt kein Klebstoff aufgebracht wird, erhöht sich in vor teilhafter Weise die filterfähige Fläche des Filterelemen tes.In an alternative embodiment, this is excluded Lich in the areas where the fold walls are large stand, an applied adhesive spacer provided while in the areas of the fold bases or -soles there is no spacer or the adhesive fabric has no appreciable thickness by the applied Quantity is approximately such that it essentially in the Filter material penetrates. If over in these areas no glue is applied at all, increases in front part of the filterable area of the filter element tes.
Die Abstandshalter können in ihrem Höhenprofil so bemessen sein, daß jeweils ein Abstandshalter für den gewünschten Gesamtabstand zwischen den Faltenwänden sorgt, indem er ei nen Bereich der ihm zugewandten Faltenwand berührt, in dem kein weiterer Abstandshalter plaziert ist. Die Ausführung und Anordnung der einzelnen Abstandshalter kann aber auch so gewählt sein, daß sich beim Falten - zumindest in den Faltengipfelbereichen - zwei einander zugewandte Abstands halter berühren und sich ihre Höhen (im verbundenen Zu stand) zum einzustellenden lokalen Faltenabstand addieren.The spacers can be dimensioned in this way in their height profile be that a spacer for the desired Total distance between the fold walls ensures by ei touches an area of the fold wall facing him, in the no further spacer is placed. Execution and arrangement of the individual spacers can also be chosen so that when folding - at least in the Wrinkle peak areas - two mutually facing distance Holders touch and their heights (in the connected Zu add) to the local fold spacing to be set.
Zur Erfüllung hoher Stabilitätsanforderungen wird man die Faltenwände bevorzugt jeweils mit nach beiden Seiten bzw. Oberflächen hin gerichteten Abstandshaltern versehen, so daß die Faltenwände sich beidseitig fest gegen benachbarte Faltenwände abstützen. Dies ist jedoch nicht zwingend not wendig; grundsätzlich kann auch eine Verklebung jedes zwei ten Paares benachbarter Faltenwände ausreichend sein.To meet high stability requirements, one becomes the Folded walls preferably with both sides or Provide spacers facing surfaces, see above that the fold walls are firmly against adjacent on both sides Support fold walls. However, this is not absolutely necessary agile; in principle, gluing can also be done every two th pair of adjacent fold walls may be sufficient.
Werden die Abstandshalter durch einen Klebstoffauftrag er zeugt, so kann die senkrecht zu den Faltenkanten, d. h. beim Auftrag in Laufrichtung der Filtermaterialbahn zu- bzw. ab nehmende Höhe vorteilhaft durch Steuerung der pro Zeitein heit bzw. pro Längeneinheit der Filtermaterialbahn aus ei ner Auftragdüse austretenden Klebstoffmenge festgelegt wer den. Zur Variation der Klebstoffmenge pro Zeiteinheit kann eine entsprechende Steuerung des Querschnitts der Aus trittsöffnung der Auftragsvorrichtung vorgenommen werden, d. h. konkret bei Annäherung an die die künftigen Faltensoh len markierenden Faltlinien deren Querschnitt verringert und bei Entfernung von diesen vergrößert werden. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann zur Variation der Klebstoffmen ge pro Zeiteinheit eine entsprechende Steuerung des Aus trittsdrucks aus der Auftragsvorrichtung vorgenommen wer den. Schließlich kann - wahlweise in Kombination mit einer oder mehreren der anderen Möglichkeiten - die pro Län geneinheit der Filtermaterialbahn aufgetragene Klebstoff menge durch Variation der Relativgeschwindigkeit zwischen der Materialbahn und der Austrittsöffnung einer Auftrags vorrichtung verändert werden, indem diese z. B. während des Durchlaufens der Filtermaterialbahn zusätzlich bewegt wird. Zudem kann die Auftragsmenge auch durch Temperatursteuerung beeinflußt werden.The spacers are made by applying an adhesive testifies, so the perpendicular to the fold edges, d. H. at the Order up or down in the direction of the filter material web increasing height advantageous by controlling the per time unit or per unit length of the filter material web from egg quantity of adhesive emerging from the application nozzle the. To vary the amount of adhesive per unit of time appropriate control of the cross-section of the off opening of the application device can be made, d. H. specifically when approaching future wrinkles len marking fold lines whose cross-section is reduced and enlarged when removed from them. In addition or alternatively, can vary the amount of adhesive appropriate control of the off per unit of time step pressure from the applicator the. Finally - optionally in combination with a or more of the other options - per country unit of the filter material web applied adhesive quantity by varying the relative speed between the material web and the exit opening of an order device can be changed by z. B. during the Passing through the filter material web is also moved. In addition, the order quantity can also be controlled by temperature to be influenced.
Viskosität und Thixotropie des Klebstoffs im Auftragszu stand müssen in Abstimmung auf die Oberflächeneigenschaften des Filtermaterials so eingestellt werden, daß ein Breit laufen des Klebstoffs bei größerer Auftragsmenge verhindert wird. Im Interesse einer hohen Filterleistung soll natür lich eine möglichst kleine Fläche des Filtermaterials mit dem Abstandshalter (dem Klebstoff) bedeckt sein, was im Re gelfall eine pastöse bis gelartige Konsistenz beim Auftrag erfordern wird.The viscosity and thixotropy of the adhesive when applied must be in coordination with the surface properties of the filter material are adjusted so that a width prevents the adhesive from running when the order quantity is large becomes. In the interest of high filter performance, natural Lich the smallest possible area of the filter material the spacer (the adhesive) which is covered in Re a pasty to gel-like consistency when applied will require.
Alternativ oder auch in Kombination mit einem mengengesteu erten Auftrag kann der Klebstoffauftrag in Richtung der Längserstreckung der Filtermaterialbahn mindestens einmal unterbrochen werden und die pro Längeneinheit aufgetragene Klebstoffmenge jenseits der Unterbrechung in Richtung auf die eine Faltensohle markierende Einprägung hin geringer gewählt werden als diesseits der Unterbrechung, d. h. im weit geöffneten Teil der Falte, wo der Abstandshalter höher sein muß.Alternatively or in combination with a quantity control order can be applied in the direction of the adhesive Length of the filter material web at least once interrupted and the plotted per unit length Amount of glue beyond the break toward the impression marking a fold sole is less be chosen as this side of the break, i.e. H. in the wide open part of the crease where the spacer is higher have to be.
Es ist zu beachten, daß in den vorstehenden Ausführungen unter einem für das Fluid durchlässigen Material sämtliche üblichen bzw. für bestimmte Fluids einsetzbaren Filtermate rialien, insbesondere Faservliese aus Zellulose, Glas-, Mi neral- oder Keramikfasern, feinmaschige Gewebe mit oder oh ne Imprägnierungen etc. und unter Klebstoffen die zur stoffschlüssigen Verbindung derartiger Materialien mitein ander brauchbaren Stoffe, insbesondere Klebstoffe im enge ren Sinne, aber auch am Filtermaterial haftende thermopla stische oder Schaumstoffmaterialien o. ä. zu verstehen sind. Ein besonders geeignetes Material für die Abstands halter ist mit Luft feinverschäumter Schmelzkleber.It should be noted that in the foregoing all under one material permeable to the fluid usual filter mat or usable for certain fluids rialien, in particular nonwovens made of cellulose, glass, Mi general or ceramic fibers, fine-mesh fabrics with or oh ne impregnation etc. and under adhesives for cohesive connection of such materials other usable substances, especially adhesives in the narrow senses, but also thermoplastic that adheres to the filter material to understand tables or foam materials or similar are. A particularly suitable material for the distance The holder is a hot melt adhesive that is foamed with air.
Die genannten Ausgestaltungen sind sowohl für Filtereinsät ze geeignet, bei denen die Faltung einen Körper von der Ge stalt eines Quaders aufspannt, also etwa für den Einsatz als Luft- bzw. Gasfilter in der Erdgas- und Erdölindustrie, der Energiewirtschaft oder für Lüftungs- und Klimaanlagen, speziell in der Reinstraumtechnik. Sie sind aber ebenso für zylindrische Filtereinsätze geeignet, bei denen die Faltung einen Körper von der Gestalt eines Hohlzylinders aufspannt, also etwa für den Einsatz bei Luftfiltern für Kraftfahrzeu ge oder Filterpatronen für reinigbare Pulsfilteranlagen.The configurations mentioned are both for filter use ze suitable, in which the folding a body from the Ge of a cuboid, for example for use as an air or gas filter in the natural gas and oil industry, the energy industry or for ventilation and air conditioning systems, especially in clean room technology. But they are also for cylindrical filter cartridges suitable for which the pleating spans a body in the shape of a hollow cylinder, for example for use with air filters for motor vehicles ge or filter cartridges for cleanable pulse filter systems.
Unter einer zickzackförmigen, kontinuierlichen Faltung sind auch Faltenanordnungen zu verstehen, bei denen der Falten querschnitt senkrecht zu den Faltenkanten etwa trapezförmig ist oder die Faltenkanten verrundet sind - wesentlich ist, daß die Ebenen der Faltenwände sich schneiden.Are under a zigzag, continuous fold also understand fold arrangements in which the folds cross section perpendicular to the fold edges approximately trapezoidal or the fold edges are rounded - it is essential that the levels of the fold walls intersect.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind im übrigen in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachste hend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausfüh rung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:Other advantageous developments of the invention marked in the subclaims or are next along with the description of the preferred embodiment tion of the invention with reference to the figures. It demonstrate:
die Fig. 1a bis 1c perspektivische Prinzipdarstellungen von Filterelementen gemäß Ausführungsformen der Erfindung, Figs. 1a to 1c perspective schematic diagrams of filter elements in accordance with embodiments of the invention,
die Fig. 2a bis 2c schematische Querschnittsdarstellun gen der Faltenanordnungen senkrecht zu den Faltenkanten bei gegenüber Fig. 1a bis 1c modifizierten Ausführungsformen von Filterelementen, FIGS. 2a to 2c are schematic Querschnittsdarstellun gene of the folding assemblies perpendicular to the pleat edges in comparison with FIG. 1a to 1c modified embodiments of filter elements,
Fig. 3 eine schematische Querschnittsdarstellung der Fal tenanordnung (senkrecht zu den Faltenkanten) bei einer Aus führungsform eines hohlzylindrischen Filterelementes und Fig. 3 is a schematic cross-sectional view of the Fal tenanordnung (perpendicular to the fold edges) in an imple mentation form of a hollow cylindrical filter element and
die Fig. 4a und 4b Prinzipskizzen zur Illustration eines Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Filterele mente und einer Abwandlung desselben.mente FIGS. 4a and 4b are schematic diagrams illustrating a method for producing the Filterele invention and the same of a modification.
Fig. 1a zeigt in schematischer, nicht-maßstäblicher Dar stellung einen in seiner äußeren Gestalt quaderförmigen Filtereinsatz 1 aus einem Filtervlies 2, das an Prägelinien bzw. Faltenkanten 2a zickzackförmig gefaltet ist, so daß sich jeweils zwischen zwei Faltenkanten 2a einen spitzen Winkel miteinander einschließende Faltenwände 2b ergeben. Auf die Faltenwände 2b sind beidseitig in Öffnungsrichtung der jeweiligen Falte hin höher (dicker) werdende Kleb stoffraupen 3 aufgetragen. Bei der gezeigten Ausführung sind die Klebstoffraupen 3 auf den beiden Oberflächen des Filtervlieses 2 seitlich gegeneinander versetzt angeordnet, bevorzugt ist aber in der Praxis eine Anordnung der Kleb stoffraupen in seitlicher Ausrichtung miteinander ("übereinander"). Fig. 1a shows a schematic, not-to-scale Dar position a cuboidal filter insert 1 in its outer shape from a filter fleece 2 , which is folded on embossing lines or fold edges 2 a zigzag, so that each time between two fold edges 2 a an acute angle with each other enclosing fold walls 2 b result. On the fold walls 2 b on both sides in the opening direction of the respective fold towards higher (thicker) adhesive beads 3 are applied. In the embodiment shown, the adhesive beads 3 are laterally offset from one another on the two surfaces of the filter fleece 2 , but in practice it is preferred to arrange the adhesive beads in a lateral alignment with one another (“one above the other”).
Die Klebstoffaggregate 3 einander gegenüberliegender Fal tenwände 2b sind (was in der zeichnerischen Darstellung nicht gezeigt ist) miteinander verschmolzen, wodurch im ausgehärteten Zustand des Klebstoffs die entsprechenden Faltenwände fest miteinander verbunden und im wesentlichen starr gegeneinander abgestützt sind und dadurch das Filter element 1 mechanisch steif ist.The adhesive aggregates 3 opposite Fal ten walls 2 b are (which is not shown in the drawing) fused together, whereby the corresponding fold walls are firmly connected to each other in the hardened state of the adhesive and are essentially rigidly supported against each other and thereby the filter element 1 mechanically stiff is.
Fig. 1b zeigt einen gegenüber der Ausführung nach Fig. 1a modifizierten Filtereinsatz 11 mit kleinerem Faltenwinkel, d. h. bei gleicher Faltenhöhe geringerem maximalem Faltenab stand. Die Faltenwände 12b sind hier jeweils über kurze Klebstoffaggregate 13a, 13b im Öffnungsbereich der Falten wände (unterhalb der Faltengipfel) und 13c nahe der Falten sohle miteinander verbunden. Die nahe dem Faltengipfel an geordneten Klebstoffpunkte 13a, 13b haben jeweils eine dem hälftigen Abstand der Faltenwände 12b an diesem Punkt ent sprechende Höhe und stehen miteinander in Kontakt bzw. sind miteinander verschmolzen, während der nahe der Faltensohle plazierte Klebstoffpunkt 13c eine dem lokalen Abstand der Faltenwände nahe der Faltensohle entsprechend über seine Länge variierende Höhe hat und mit seiner Scheitelfläche direkt die gegenüberliegende Faltenwand 12b berührt und an dieser haftet. Das Anhaften der Abstandshalter am Fil tervlies wird im übrigen durch ein gewisses Eindringen des Klebstoffs in das Vliesmaterial gefördert. Fig. 1b shows a filter insert 11 modified with respect to the embodiment according to FIG . The fold walls 12 b here are each connected via short adhesive aggregates 13 a, 13 b in the opening area of the fold walls (below the fold peak) and 13 c near the fold sole. The near the fold summit on ordered adhesive points 13 a, 13 b each have a half the distance between the fold walls 12 b at this point and are in contact with each other and are in contact with each other or are fused together, while the adhesive point 13 c placed near the fold sole has local spacing of the fold walls near the folds sole correspondingly varying over its length, height and directly the opposite pleat wall 12 contacts b with its apical surface and adheres to this. The adherence of the spacers to the Fil tervlies is promoted by a certain penetration of the adhesive in the nonwoven material.
Fig. 1c zeigt als weitere Modifikation einen Ausschnitt aus einem Filterelement 21 mit weiter verringertem Faltenwinkel und -abstand. Der Abstand ist hier auch im Öffnungs- bzw. Faltengipfelbereich so gering, daß er dort, ebenso wie im Faltensohlenbereich mittels der Klebstoffpunkte 23a, mit einzelnen Klebstoffpunkten 23b überbrückt werden kann, die direkt an der gegenüberliegenden Faltenwand 22b anhaften. Bei dieser Anordnung wird also nur jeder zweite der durch Prägelinien 22a voneinander getrennten Faltenwandabschnitte des Filtervlieses 22 mit Klebstoff versehen. Fig. 1c shows a further modification of a detail of a filter element 21 having a further reduced pleat angle and distance. The distance here is also so small in the opening or fold peak area that it can be bridged there, as in the fold sole area by means of the adhesive points 23 a, with individual adhesive points 23 b, which adhere directly to the opposite fold wall 22 b. In this arrangement, only every second one of the pleated wall sections of the filter fleece 22 separated by embossing lines 22 a is provided with adhesive.
Fig. 2a zeigt eine Querschnittsdarstellung der Faltenanord nung eines weiteren Filterelementes 31 in einer Schnittebe ne parallel zur Längserstreckung des Filtervlieses 32. Die Ausbildung der Klebstoff-Abstandshalter 33 entspricht grundsätzlich Fig. 1a, diese sind aber im Unterschied zur dort gezeigten Ausführung nur in jeder zweiten durch Fal tenwände 32b zwischen Faltenkanten 32a gebildeten Falte vorgesehen. Das Filtermaterial braucht hierbei nur auf ei ner Oberfläche mit Klebstoffraupen versehen zu werden, was die Technologie vereinfacht und eine Kostensenkung bei der Herstellung erlaubt. Fig. 2a shows a cross-sectional view of the Faltenanord voltage of a further filter element 31 in a sectional plane ne parallel to the longitudinal extent of the filter fleece 32. The design of the adhesive spacers 33 basically corresponds to Fig. 1a, but in contrast to the embodiment shown there are only in every second by Fal tenwände 32 b provided between fold edges 32 a formed pleat. The filter material only needs to be provided with adhesive beads on one surface, which simplifies the technology and allows a reduction in production costs.
Fig. 2b zeigt eine alternative Ausführung eines Filterele mentes 41, bei dem in einer zu Fig. 2a ähnlichen Anordnung des Filtermaterials 42 - nämlich mit nur einseitiger Fixie rung der sich zwischen Faltenkanten 42a erstreckenden Fal tenwände 42b - nur der kleinere Teil der Länge bzw. Höhe der Faltenwände mit Klebstoffaggregaten 43a bzw. 43b sowie 43c versehen ist. Die in den Bereichen großen Faltenabstan des angeordneten Klebstoffaggregate 43a und 43b bilden un ter Addition ihrer Höhen einen echten Abstandshalter, wäh rend der unmittelbar in der Faltensohle 42a angeordnete Klebstoffpunkt 43c lediglich zusätzlich stabilisierend und schwingungsdämpfend wirkt. Eine solche Anordnung der Kleb stoffaggregate ist auch auf beiden Oberflächen der Falten wände möglich, wobei dann eine der Fig. 1b ähnliche Ausfüh rung mit beidseitiger Fixierung der Faltenwände entsteht. FIG. 2b shows an alternative embodiment showing a Filterele mentes 41, wherein in a to 2a-like arrangement of the filter material 42 - namely tion with only one-sided fixed gear extending between fold edges 42 a extending Fal tenwände 42 b -. Only the smaller part of the length or height of the fold walls with adhesive aggregates 43 a and 43 b and 43 c is provided. The large fold spacing of the arranged adhesive aggregates 43 a and 43 b form a real spacer with addition of their heights, while the adhesive point 43 c arranged directly in the fold sole 42 a only has an additional stabilizing and vibration-damping effect. Such an arrangement of the adhesive aggregates is also possible on both surfaces of the fold walls, in which case one of the Fig. 1b similar Ausfüh tion with bilateral fixation of the fold walls is formed.
Fig. 2c zeigt ein der Anordnung nach Fig. 2a ähnliches Fil terelement 51 aus einem Filtervlies 52, bei dem die Falten kanten 52a eines (in der Figur des unteren) Faltenkantenbe reiches durch flache Fortsätze 53a der Klebstoffaggregate 53 überbrückt sind, was die Position der Faltenwände 52b zusätzlich stabilisiert. Fig. 2c shows a similar to the arrangement of Fig. 2a Fil terelement 51 from a filter fleece 52 , in which the fold edges 52 a (in the figure of the lower) Faltenkantenbe rich by flat extensions 53 a of the adhesive units 53 are bridged, which the Position of the fold walls 52 b additionally stabilized.
Fig. 3 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines in der äußeren Gestalt hohlzylindrischen Filtereinsatzes 61 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Die hohlzylindrische Außenform bedingt hier die alternierende Aufeinanderfolge weiter Falten 61a und enger Falten 61b des Filtervlieses 62. Die Anordnung der in den weiten Falten 61a plazierten Abstandshalter 63a ähnelt der bei dem qua derförmigen Filtereinsatz gemäß Fig. 2b. Im Unterschied zu diesem ist hier aber in den Faltensohlen 62a.1 der weiten Falten 61a kein Klebstoff aufgebracht und die Faltenwände 62b sind beidseits verklebt, wobei in den engen Falten 61b nur eine dünne Klebstoffschicht 63b vorgesehen ist, die bis in die dortige Faltensohle 62a.2 reicht. FIG. 3 is a schematic cross-sectional illustration of a filter insert 61 having a hollow cylindrical shape according to a further embodiment of the invention. The hollow cylindrical outer shape due here the alternating succession of further folds 61 a and narrower creases 61 b of the filter fleece 62. The arrangement of the wide folds 61 a placed spacers 63 a is similar to that in which qua derförmigen filter insert according to Fig. 2b. In contrast to this, however, no glue is applied in the fold soles 62 a.1 of the wide folds 61 a and the fold walls 62 b are glued on both sides, only a thin adhesive layer 63 b being provided in the narrow folds 61 b, which extends up to the pleated sole there 62 a.2 is sufficient.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele von Filter elementen. Es ist eine Vielzahl von Varianten denkbar, wel che von der dargestellten Lösung auch bei anders gearteter Ausführung Gebrauch machen.The invention is not limited in its execution the above-mentioned embodiments of filters elements. A large number of variants are conceivable che of the solution shown, even with a different type Use execution.
So sind die in den Ausführungsbeispielen gezeigten geome trischen Formen der Abstandshalter vielfältig variierbar.So are the geome shown in the embodiments The shapes of the spacers can be varied in many ways.
Die Abstandshalter können wie bei den obigen Ausführungen durch einen Klebstoffauftrag mit gesteuerter Dicke (Höhe) mit anschließendem Aushärten des (bevorzugt einkomponenti gen) Klebstoffs erzeugt sein. Es ist aber auch möglich, die Abstandshalter mit der in den Figuren gezeigten Quer schnittsgestalt durch Aufschäumen eines entsprechenden Re aktionsgemischs - beispielsweise einer schnell verarbeitba ren Zweikomponentenmischung auf Urethanbasis - zu bilden. Weiterhin ist es denkbar, für spezielle Anwendungen vorge fertigte Abstandshalter - etwa aus organischem oder Kunst stoff-Recyclingmaterial - auf die Filtermaterialbahn aufzu kleben oder auch während oder unmittelbar nach der Faltung in das Faltenpaket einzufügen.The spacers can be as in the above versions by applying an adhesive with a controlled thickness (height) with subsequent curing of the (preferably one-component gen) adhesive is generated. But it is also possible that Spacers with the cross shown in the figures cut shape by foaming a corresponding Re action mix - for example a quickly processable ren two-component mixture based on urethane. Furthermore, it is conceivable for specific applications made spacers - for example from organic or art Fabric recycling material - to open the filter material web stick or during or immediately after folding insert into the fold package.
Fig. 4a und 4b zeigen als Prinzipskizzen die wesentlichen Schritte der Bildung eines zickzackförmig gefalteten Mini pleat-Filterelementes des in Fig. 2a gezeigten Aufbaus und die zugehörigen Vorrichtungskomponenten in zwei Varianten. Fig. 4a and 4b show a schematic diagram of the essential steps of forming a zigzag folded mini pleat filter element of the structure shown in Fig. 2a and the associated device components in two variants.
Eine quasi-endlose Bahn eines Filtermaterials 100 wird über eine Rollenstrecke 101 zunächst einer Prägevorrichtung 102 zum Einprägen der Faltlinien 103 für die spätere Faltung zugeführt. Die Prägevorrichtung 102 weist zwei gegenläufig rotierende Prägewalzen 102a, 102b auf, von denen eine eine Prägeschiene für die Erzeugung der Faltlinie und die andere die entsprechende Gesenk-Kontur aufweist.A quasi-endless web of filter material 100 is first fed via a roller section 101 to an embossing device 102 for embossing the fold lines 103 for later folding. The embossing device 102 has two counter-rotating embossing rollers 102 a, 102 b, one of which has an embossing rail for producing the folding line and the other has the corresponding die contour.
Nachdem dort die Faltlinien 103 eingeprägt wurden, durch läuft die geprägte Filtermaterialbahn 100' eine Klebstoff- Auftragsvorrichtung 104. Diese weist eine Mehrzahl von ne beneinander angeordneten Auftragsmodulen 104a mit steuerba rer Auftragsmenge (von denen in der Figur nur eines gezeigt ist) und eine Steuereinheit 104b auf. Mittels der Auftrags module 104a wird ein warmhärtbarer oder ein auch Heiß- oder Schaumkleber unter präziser Mengensteuerung durch die Steu ereinheit 104b auf vorbestimmte Abschnitte der Materialbahn 100 mit vorbestimmtem Höhenprofil zur Bildung unterschied licher Klebstoffaggregate 105.1 bis 105.3 aufgetragen. After the fold lines 103 have been embossed there, the embossed filter material web 100 'runs through an adhesive application device 104. This has a plurality of adjacently arranged application modules 104 a with a controllable order quantity (only one of which is shown in the figure) and a control unit 104 b. By means of the application module 104 a, a thermosetting or a hot or foam adhesive is applied under precise quantity control by the control unit 104 b to predetermined sections of the material web 100 with a predetermined height profile to form different adhesive aggregates 105.1 to 105.3 .
Steuersignale zur Einstellung des Auftragsquerschnittes und/oder -druckes der Auftragsmodule 104a für die Auftrags mengensteuerung leitet die Steuereinheit aus der vorbe stimmten (durch hier nicht gezeigte herkömmliche Fühler on line überwachten) Durchlaufgeschwindigkeit der Filterma terialbahn 100' und speicherprogrammierten Daten zur ge wünschten Filtergeometrie ab. Bei der gezeigten Variante werden auf jede zweite Faltlinie 103 Klebstoffpunkte 105.1 und auf die jeweils benachbarten Faltenwandabschnitte Kleb stoffraupen 105.2 und 105.3 mit vorbestimmt ab- bzw. zuneh mender Höhe aufgetragen.Control signals for setting the order cross-section and / or pressure of the order modules 104 a for the order quantity control derives the control unit from the predetermined (monitored on line by conventional sensors, not shown here) throughput speed of the filter material web 100 'and memory-programmed data for the desired filter geometry . In the variant shown, 103 adhesive points 105.1 are applied to every second fold line and adhesive beads 105.2 and 105.3 are applied to the respectively adjacent fold wall sections with a predetermined decreasing or increasing height.
Nach Verlassen der Klebstoff-Auftragsvorrichtung 104 ge langt die geprägte und mit den Klebstoffaggregaten 105.1 bis 105.3 versehene Filtermaterialbahn 100'' zu einer Falt station 106, wo sie auf einer Transportvorrichtung 106a an den Faltlinien 103 derart gefaltet wird, daß die die Kleb stoffraupen 105.2 und 105.3 tragenden Faltenwände 100.1'' und 100.2'' einander zugewandt sind und die Klebstoffraupen in Kontakt miteinander gebracht werden. In diesem Zustand wird der Klebstoff ausgehärtet. Dies ist in der Figur durch eine Strahlungsheizung 106b symbolisiert, kann aber - je nach Art des eingesetzten Klebstoffs - auch durch eine Zwei-Komponenten-Reaktion, durch Luftfeuchtigkeit oder beim bevorzugt eingesetzten Heißkleber einfach durch Abkühlung erfolgen. Nach Ablängen mittels einer (hier nicht darge stellten) Schneidvorrichtung erhält man schließlich einzel ne Filterelemente.After leaving the adhesive application device 104 ge reaches the embossed and provided with the adhesive assemblies 105.1 to 105.3 filter material web 100 '' to a folding station 106 , where it is folded on a transport device 106 a at the fold lines 103 such that the adhesive beads 105.2 and 105.3 bearing fold walls 100.1 "and 100.2 " face each other and the adhesive beads are brought into contact with one another. The adhesive is cured in this state. This is symbolized in the figure by a radiant heater 106 b, but can - depending on the type of adhesive used - also be carried out simply by a two-component reaction, by atmospheric moisture or, in the case of the hot adhesive used, by cooling. After cutting to length using a cutting device (not shown here), individual filter elements are finally obtained.
In Fig. 4b ist eine Modifikation des Verfahrens und der An lage nach Fig. 4a gezeigt. Die mit Fig. 4a übereinstimmen den Komponenten und Verfahrensschritte werden nicht noch mals beschrieben. In Fig. 4b, a modification of the method and the system according to Fig. 4a is shown. The components that correspond to FIG. 4a and method steps are not described again.
Abweichend ist die Ausführung der Faltstation 106', die hier zwei mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten v1, v2 laufende Transportvorrichtungen 106a.1' und 106a.2' auf weist. Durch die Faltung mit einer kleineren Geschwindig keit v1 wird zunächst eine enge Faltung des Filtermaterials 100'' bewirkt, bei der die Klebstoffaggregate 105.2 und 105.3 unter einem gewissen Andruck miteinander verschmolzen werden und der Klebstoffpunkt 105.1 in die Faltensohle an der Faltlinie 102 gedrückt wird. Es entsteht ein primäres Faltenpaket 107 mit geringem, jedoch wegen der noch nicht erfolgten Aushärtung des Klebers noch nicht fixiertem Fal tenabstand.The design of the folding station 106 'differs, which here has two transport devices 106a.1' and 106a.2 'running at different speeds v 1 , v 2 . By folding at a lower speed v 1 , a tight folding of the filter material 100 ″ is initially effected, in which the adhesive assemblies 105.2 and 105.3 are fused together under a certain pressure and the adhesive point 105.1 is pressed into the fold sole at the fold line 102 . The result is a primary fold package 107 with a small, but not yet fixed, tenab distance because of the fact that the adhesive has not yet cured.
Bei Übergabe auf die mit der größeren Geschwindigkeit v2 laufende Transportvorrichtung 106a.2' wird zwischen den einzelnen Falten eine Zugkraft erzeugt, die die Falten wie der etwas öffnet. Die an den Faltenwänden 100.1'' und 100.2'' anhaftenden, noch nicht ausgehärteten Klebstoffaggregate werden dadurch in Laufrichtung der Transportvorrichtung und somit quer zu den Faltenkanten 103 gestreckt, so daß sie im Querschnitt annähernd eine Knochen- bis Doppel-T-Form an nehmen. In dieser Gestalt werden sie im durch ein Kühlge bläse 106b' erzeugten Luftstrom ausgehärtet, wodurch ein sekundäres Faltenpaket 107' mit relativ dünnwandigen und somit materialsparenden steifen Abstandshaltern gebildet wird, das anschließend wieder in einzelne Filterelemente abgelängt wird.When transferring to the transport device 106 a.2 'running at the higher speed v 2 , a tensile force is generated between the individual folds, which opens the folds somewhat. The adhesive aggregates adhering to the fold walls 100.1 '' and 100.2 '', which have not yet hardened, are thereby stretched in the running direction of the transport device and thus transversely to the fold edges 103 , so that they take approximately a bone to double-T shape in cross section. In this form, they are hardened in the air flow generated by a Kühlge blower 106 b ', whereby a secondary fold package 107 ' is formed with relatively thin-walled and thus material-saving rigid spacers, which is then cut back into individual filter elements.
Auch das oben skizzierte Verfahren ist vielfältig abwandel bar. So können zum Aufbringen verschiedener Klebstoffaggre gate unterschiedliche Auftragsmodule eingesetzt werden, oder es kann - für ein Filterelement gemäß Fig. 2c - auch ein ununterbrochener Klebstoffaden mit lokal variierter Hö he erzeugt werden.The process outlined above can also be modified in many ways. For example, different application modules can be used to apply different adhesive assemblies, or an uninterrupted adhesive thread with a locally varied height can also be produced for a filter element according to FIG. 2c.
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