DE19824506C1 - Filterelement und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Filterelement und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Filterelement sowie ein Verfahren zu seiner
Herstellung nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 6.
Ein derartiges Filterelement sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung sind aus
der DE 44 45 842 A1 bekannt. Das gebrauchsfertige Filterelement ist
rechteckig ausgebildet und weist längsseitig ebene Außenkanten auf. Die
Herstellung erfolgt derart, daß ein flächiges Filtermedium aus thermoplastisch
verschweißbarem Vliesstoff in einer Faltvorrichtung zunächst gefaltet und
anschließend bei einem eingestellten Faltenabstand unter Zuführung von
Energie und darauffolgender Abkühlung in seiner bestehenden Form fixiert
wird, wobei nach dem Verfahrensschritt des Erzeugens eines definierten
Faltenabstands die beiden Außenkanten des Faltenpacks formschlüssig
eingeklemmt werden, in Faltengeometrie und -abmessungen entsprechende,
kammartige, ober- sowie unterseitig in die Faltung zangenartig eingreifende
Profile, deren Abstand zueinander gleich oder geringfügig kleiner gewählt wird
als die Dicke des Faservliesstoffs, wobei das gefaltete Filtermaterial das
kammartige Profil mit jeder Außenkante um weniger als das einfache des
Filterabstands überragt, wobei je ein der Höhe der Falten entsprechend breites
Dichtungsband längsseits auf die Außenkanten aufgelegt und jeweils mittels
von seitlich darauf einwirkenden Andruckelementen angedrückt und
gleichzeitig mit über die Andruckelemente zugeführter Energie mit den
Außenkanten des Filtermaterials thermisch verschweißt wird. Dabei ist
allerdings zu beachten, daß durch das zuvor beschriebene Verfahren ein
rechteckig ausgebildetes Filterelement mit ebenen Umfangsbegrenzungen
hergestellt wird. Für Filtergehäuse, die im Bereich der längsseitigen
Außenkanten des Filterelements mit in Richtung des Faltenpacks ausgebildeten
Vorsprüngen versehen sind, sind derartige Filterelemente nicht zu gebrauchen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement sowie ein
Verfahren zu seiner Herstellung der vorbekannten Art derart
weiterzuentwickeln, daß das Filterelement dichtend in Filtergehäuse einsetzbar
ist, die im Bereich der längsseitigen Außenkanten des Filterelements
Vorsprünge in Richtung des Faltenpacks aufweisen und daß derartige
Filterelemente einfach und kostengünstig herstellbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und
6 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die jeweils darauf
rückbezogenen Ansprüche Bezug.
Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, daß zumindest eine der
Außenkanten des Filterelements zumindest eine in Richtung des Faltenpacks
zurückversetzte Kontur aufweist. Hierbei ist von Vorteil, daß das Filterelement
einstückig ausgebildet ist, wobei die zurückversetzte Kontur kongruent zu
einem Vorsprung des Filtergehäuses ausgebildet ist. Durch eine derartige
Ausgestaltung ist von Vorteil, daß es der Montage mehrerer, jeweils kleinerer
Filterelement in das Gehäuse nicht mehr bedarf, um den Vorsprung zu
umschließen und daß deshalb die Montage des Filterelements wesentlich
vereinfacht ist. Außerdem werden durch die einstückige Ausgestaltung des
Filterelements, bezogen auf mehrere kleinere Filterelemente, die innerhalb des
Filtergehäuses eingebaut sind, verbesserte Dichtungsergebnisse erzielt.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß das
Dichtungsband aus den in Längsrichtung umgelegten, längsseitigen
Außenkanten des Faltenpacks gebildet ist und daß das Dichtungsband einen
einstückigen und materialeinheitlichen Bestandteil des Faltenpacks bildet.
Hierbei ist von Vorteil, daß durch den teilearmen Aufbau des Filterelements die
Herstellung einfach und kostengünstig ausführbar ist und daß das
Filterelement im Anschluß an seine Verwendung einfach recycelt werden kann.
Nach einer anderen Ausgestaltung kann das Dichtungsband separat vom
Faltenpack erzeugt sein und aus einem thermoplastisch verschweißbaren
Faservliesstoff bestehen. Auch hierbei ist von Vorteil, daß der gesamte
Filtereinsatz aus Faservliesstoff besteht und dadurch eine gute
Recyclingfähigkeit aufweist.
Dadurch, daß sowohl der Faltenpack als auch das Dichtungsband aus einem
Faservliesstoff bestehen, lassen sich diese beiden Teile in
fertigungstechnischer Hinsicht besonders einfach miteinander verschweißen,
wobei die Verschweißung eine besonders gute Dauerhaltbarkeit aufweist.
Der Übergang von der zurückversetzten Kontur längsseits der Außenkanten ist
jeweils bevorzugt gerundet ausgebildet. Speziell in diesen gerundet
ausgebildeten Bereichen weist das Filterelement eine ausgezeichnete
Formbeständigkeit auf und die Kerbwirkungen während der Montage des
Filterelements in das Gehäuse sind auf ein Minimum begrenzt.
Bevorzugt weisen alle Falten des Faltenpacks Faltenkanten auf, die sich
senkrecht und geradlinig von einem zum anderen Dichtungsband erstrecken.
Auch im Bereich des gerundeten Übergangs und/oder im Bereich der
zurückversetzten Kontur wird durch diese Ausgestaltung eine gleichmäßige
Filterwirkung, bezogen auf jede einzelne Falte bewirkt.
Zur Erzeugung zumindest einer von einer der ebenen Außenkanten des
Filtereinsatzes in Richtung des Faltenpacks zurückversetzten Kontur, wird auf
das ebene Dichtungsband ein Andruckelement aufgedrückt, das unter Zufuhr
von Wärme die Kontur einprägt, wobei die Kontur während der Abkühlung in
ihrer Form fixiert wird. Dabei hat das Andruckelement im wesentlichen die Form
des Vorsprungs des Filtergehäuses und weist demnach eine zu der Kontur des
Vorsprungs kongruente Gestalt auf.
Zur Herstellung des Faltenpacks wird zunächst ein flächiges Filtermedium in
einer Faltvorrichtung zum Faltenpack gefaltet wird, das die beiden
Außenkanten des Faltenpacks formschlüssig eingeklemmt in der
Faltengeometrie und -abmessung entsprechende, kammartige, ober- sowie
unterseitig in die Faltung zangenartig eingreifende Profile, deren Abstand
zueinander gleich oder geringfügig kleiner gewählt wird als die Dicke des
Faservliesstoffs, wobei man auf jeder Längsseite das Filtermaterial um das 1,5
bis 2,5fache des Faltenabstands über die kammartigen Profile überragen läßt,
daß man dieses, somit überstehende Material beiderseits jeweils mittels des
Andruckelements umlegt, bis das überstehende Material am benachbarten
Faltenende anliegt, so daß sich die Kanten überlappen, wobei man gleichzeitig
mit über die Andruckelemente zugeführter Energie die Überlappungszonen
thermisch verschweißt und daß die Schweißstellen bis zu deren Abkühlung
aneinandergepreßt und fixiert werden. Das überstehende Vliesstoff-Material
wird jeweils mittels eines Andruckelements in Längsrichtung umgelegt, bis das
überstehende Material am benachbarten Faltenende anliegt, so daß sich die
Kanten überlappen, wobei man gleichzeitig mit über die Andruckelemente
zugeführter Energie die Überlappungszonen der umgelegten Außenkanten
thermisch verschweißt.
Die Stirnseiten der Falten werden im Bereich der Kontur nach dem Aufdrücken
des Andruckelements aufgeschmolzen und mit dem Dichtungsband
verschweißt, derart, daß die Falten Faltenkanten aufweisen, die sich bevorzugt
senkrecht und geradlinig von einem zum anderen Dichtungsband erstrecken.
Im Vergleich zu Filtereinsätzen, bei denen der Faltenpack mit einem
Dichtungsband aus thermoplastisch verschweißbarem Vliesstoff umwickelt wird
oder bei dem der Faltenpack ausgeschnitten, in ein Werkzeug eingelegt und
mit einem Rahmen im Spritzgießverfahren umgespritzt wird, ist das zuvor
beschriebene Verfahren wesentlich vereinfacht, wobei zur Verschweißung des
Faltenpacks mit dem Dichtungsband und dem Einbringen der Kontur in den
Filtereinsatz das Andruckelement auf eine Temperatur oberhalb des
Schmelzbereichs der bindefähigen Komponenten des Vliesstoffs erhitzt wird.
Bevorzugt ist das Andruckelement als Ultraschallsonotrode ausgebildet.
Ultraschallsonotroden ermöglichen eine punkt- oder linienförmige
Verschweißung des Dichtungsbands mit den längsseitigen Außenkanten des
Faltenpacks, wobei das Dichtungsband dadurch nur punkt- oder linienförmig
verdichtet und durch die schmelzfähigen Komponenten an der Außenkante des
Faltenpacks adhäsiv befestigt wird. Außerhalb der Bereiche, in denen das
Dichtungsband verschweißt ist, weist dieses eine vergleichsweise
aufgelockerte, im wesentlichen unverfestigte Struktur auf, die den Umfang des
Faltenpacks gegenüber einem Filtergehäuse abdichtet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.
Diese zeigen:
Fig. 1 ein Filterelement, bevor die in Richtung des Faltenpacks
zurückversetzte Kontur eingeformt wird,
Fig. 2 das Filterelement aus Fig. 1 in seinem gebrauchsfertigen Zustand.
In Fig. 1 ist ein Filterelement in einer Draufsicht gezeigt. Das Filterelement
besteht aus einem Faltenpack 1 aus thermoplastisch verschweißbarem
Vliesstoff, dessen längsseitigen Außenkanten 2, 3 jeweils ein Dichtungsband 4,
5 aufweisen, das aus den in Längsrichtung umgelegten, längsseitigen
Außenkanten 2, 3 des Faltenpacks 1 gebildet ist, wobei das Dichtungsband 4, 5
in diesem Ausführungsbeispiel einen einstückigen und materialeinheitlichen
Bestandteil des Faltenpacks bildet.
Davon abweichend besteht auch die Möglichkeit, daß das Dichtungsband 4, 5
separat vom Faltenpack 1 erzeugt ist und aus einem thermoplastisch
verschweißbaren Faservliesstoff besteht.
In Fig. 1 ist das Filterelement vor dem Eindrücken der Kontur gezeigt, wobei
die längsseitigen Außenkanten 2, 3 eben ausgebildet sind. Die Falten 7 und
die Faltenkanten 8 erstrecken sich senkrecht zu den Außenkanten 2, 3 und das
Andruckelement 9 sowie die möglich Bewegungsrichtung 10 sind symbolisch
dargestellt.
In Fig. 2 ist das Filterelement aus Fig. 1 in seiner gebrauchsfertigen Form
gezeigt.
Zur Erzeugung der Kontur 6 wird auf das ebene Dichtungsband 4 das
Andruckelement 9 aufgedrückt, wobei unter Zufuhr von Wärme die Kontur 6
eingeprägt wird. Während der Abkühlung des thermoplastisch verschweißten
Faservliesstoffs des Faltenpacks und des Dichtungsbands 4 wird der Werkstoff
in seiner Form selbsttätig fixiert.
Nach dem Aufdrücken des Andruckelements 9 auf das zunächst noch ebene
Dichtungsband 4 (Fig. 1) wird der Faservliesstoff des Dichtungsbands 4 und
der Falten 7 aufgeschmolzen, wobei die Falten 7 und das Dichtungsband 4
dabei miteinander verschweißt werden. Das Dichtungsband 4 ist im Bereich
des Andruckelements 9 nur geringfügig dicker als in den Bereichen, die sich
längsseits an das Andruckelement 9 anschließen.
Das Andruckelement 9 wird auf eine Temperatur oberhalb des
Schmelzbereichs der bindefähigen Komponenten des Faservliesstoffs von
Faltenpack 1 und Dichtungsband 4, 5 erhitzt, wobei das Andruckelement 9
bevorzugt als Ultraschallsonotrode zum Verschweißen der Faservliesstoffe
ausgebildet ist.
Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, erstrecken sich alle Falten 7 des Faltenpacks 1
im Anschluß an das Einprägen der Kontur 6 senkrecht und geradlinig von
einem Dichtungsband 4 zum anderen 5.
Claims (8)
1. Filterelement, umfassend einen Faltenpack aus thermoplastisch
verschweißbarem Faservliesstoff, dessen längsseitige Außenkanten
jeweils ein Dichtungsband aufweisen, wobei die Höhe des
Dichtungsbands im wesentlichen der Höhe des Faltenpacks entspricht,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Außenkanten (2, 3)
des Filterelements zumindest eine in Richtung des Faltenpacks (1)
zurückversetzte Kontur (6) aufweist.
2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Dichtungsband (4, 5) aus den in Längsrichtung umgelegten, längsseitigen
Außenkanten (2, 3) des Faltenpacks (1) gebildet ist und daß das
Dichtungsband (4, 5) einen einstückigen und materialeinheitlichen
Bestandteil des Faltenpacks (1) bildet. .
3. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Dichtungsband (4, 5) separat vom Faltenpack (1) erzeugt ist und aus
einem thermoplastisch verschweißbaren Faservliesstoff besteht.
4. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Übergang von der zurückversetzten Kontur (6)
längsseits der Außenkanten (2, 3) jeweils gerundet ausgebildet ist.
5. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß alle Falten (7) des Faltenpacks (1) Faltenkanten (8)
aufweisen, die sich senkrecht und geradlinig von einem zum anderen
Dichtungsband (4, 5) erstrecken.
6. Verfahren zur Herstellung eines Filterelements nach einem der Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung zumindest einer von
einer der ebenen Außenkanten (2, 3) des Filtereinsatzes in Richtung des
Faltenpacks (1) zurückversetzten Kontur (6) auf das ebene
Dichtungsband (4, 5) ein Andruckelement (9) aufgedrückt wird, das unter
Zufuhr von Wärme die Kontur (6) einprägt und daß die Kontur (6) während
der Abkühlung in ihrer Form fixiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
Andruckelement (9) auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzbereichs
der bindefähigen Komponenten des Faservliesstoffs erhitzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Andruckelement (9) Ultraschall emittiert.
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DE19824506A DE19824506C1 (de) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | Filterelement und Verfahren zu seiner Herstellung |
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- 1998-06-02 DE DE19824506A patent/DE19824506C1/de not_active Revoked
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