DE19828321A1 - Filtereinsatz in Sternbauart und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Filtereinsatz in Sternbauart und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Abstract
Es wird ein Filtereinsatz (10) in Sternbauart vorgeschlagen, bei dem der durch zickzackförmiges Falten eines Filterbandmaterials hergestellte Balg (17), der anschließend in eine zylindrische Form des Filterelements (11) gebracht wird, aus zwei Balghälften (19, 21) gebildet wird, deren jeweilige Endteile durch zwei, diametral zueinander liegende Längsverschlüsse (18, 22) leckdicht verbunden sind. Die Balghälften (19, 21) können in zwei Werkstückträgern (26, 27) leichter gehandhabt und aus einer ebenen, verschlossenen Form in die zylindrische Form überführt werden, wodurch das Herstellungsverfahren vereinfacht und leichter automatisierbar ist.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Filtereinsatz in
Sternbauart und einem Verfahren zu seiner Herstellung nach
der Gattung der Ansprüche 1 bzw. 6.
Es ist schon ein Filtereinsatz in Sternbauart sowie ein
Verfahren zu seiner Herstellung aus der DE 24 17 551 B2
bekannt, das sich insbesondere für Flüssigkeitsfilter in
Sternfilterbauart eignet. Bei diesem Filtereinsatz wird ein
ein- oder mehrschichtiges Bandmaterial zickzackförmig
gefaltet und zu einem ziehharmonikaartigen, sich
längserstreckenden Balg geformt, von der ein Teil abgelängt
wird und in eine kreiszylindrische Form umgeformt wird, bei
dem beide aneinanderstoßende Enden des Balgs durch einen
Längsverschluß dicht und fest miteinander verbunden werden.
Das so hergestellte hohlzylindrische Filterelement wird in
an sich bekannter Weise stirnseitig noch mit zwei Endkappen
leckfrei verbunden, um so einen Filtereinsatz zu bilden. Von
Nachteil bei dieser Bauart des Filtereinsatzes ist, daß
dieser Schritt vom sich längs erstreckenden Balg zum
kreisförmigen Zylinder, also aus einer Ebene heraus in ein
dreidimensionales Gebilde von der Technik der Handhabung her
gesehen relativ schwierig ist und deshalb meist manuell oder
mit sehr hohem technischen Aufwand realisiert wird. Bei
diesem Filtereinsatz, der lediglich einen einzigen
Längsverschluß aufweist, muß der Balg in seiner ganzen Länge
in eine volle Kreisform überführt werden, was einen hohen
technischen Aufwand erfordert und einer einfachen,
kostengünstigen Automatisierung der Herstellung
entgegensteht.
Ferner ist aus der FR 2 273 574 A1 ein Filtereinsatz
bekannt, bei dem ein einziges, aus Flachmaterial bestehendes
Sieb durch angespritzte, axial verlaufende gerade
Längsrippen und durch stirnseitig angespritzte,
halbkreisförmige Randstreben als zwei Halbschalen
ausgebildet sind. Die beiden Halbschalen sind durch das Sieb
selbst gelenkig miteinander verbunden und zu einem
hohlzylindrischen Filterelement zusammenklappbar, wobei ein
rastender Längsverschluß die beiden Halbschalen dicht
zusammenhält. Hier wird zwar durch die angespritzten Rippen
und Streben die Handhabung der beiden Halbschalen
erleichtert. Jedoch eignet sich diese Bauweise nicht für
einen Filtereinsatz, bei dem aus einem zickzackförmig
geformten Balg ein Filterelement in Sternfilterbauart
hergestellt werden soll. Auch ist die Handhabung zweier
gelenkig miteinander verbundener Halbschalen mit einem
relativ empfindlichen Sieb fertigungstechnisch schwer
durchführbar und läßt sich schlecht automatisieren.
Der erfindungsgemäße Filtereinsatz in Sternbauart mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber
den Vorteil, daß seine Bauweise erheblich erleichtert wird.
Vor allem lassen sich bei der Herstellung seine einzelnen
Bauteile erheblich leichter handhaben und verarbeiten. Die
Herstellung des Filtereinsatzes läßt sich dadurch besser
automatisieren. Die Herstellung zweier Längsnuten an zwei
Balghälften läßt sich relativ einfach beherrschen; der
relativ geringe Mehraufwand durch eine zusätzliche Längsnaht
wird durch den Vorteil der leichteren und einfacheren
Herstellung mehr als ausgeglichen. Gemäß dem Verfahren nach
Anspruch 6 wird dabei ein vereinfachtes
Herstellungsverfahren angegeben, das sich besonders gut für
eine Automation eignet. Das Verfahren nach Anspruch 6
arbeitet besonders platzsparend und kostengünstig und
ermöglicht die Herstellung von Filtereinsätzen, die hohen
Qualitätsanforderungen genügen.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im
Anspruch 1 angegebenen Filtereinsatzes bzw. des im Anspruch
6 angegebenen Verfahrens zu dessen Herstellung möglich. Mit
der vorgeschlagenen Bauart bzw. dem vorgeschlagenen
Verfahren läßt sich der Schritt aus der Ebene vom
geschlossenen Balg hin zu einem dreidimensionalen Gebilde
des hohlzylindrischen Filterelements wesentlich einfacher
handhaben und damit auch besser, kostengünstiger und
schneller automatisieren. Weitere vorteilhafte -
Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen und
der Beschreibung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen Fig. I eine perspektivische
Darstellung eines erfindungsgemäßen Filtereinsatzes in
Sternbauart in vereinfachter Darstellung, Fig. 2 in
vereinfachter, perspektivischer Darstellung ein
Filterelement für den Filtereinsatz nach Fig. 1, Fig. 3
einen Längsschnitt durch das Filterelement nach Fig. 2 und
die Fig. 4 bis 7 verschiedene Stufen beim Verfahren zum
Herstellen eines Filtereinsatzes nach Fig. 1 in
vereinfachter Darstellung.
Die Fig. 1 zeigt in perspektivischer und vereinfachter
Darstellung einen Filtereinsatz 10 in Sternbauart, wie er
vor allem bei Kraftstoffiltern verwendet wird. Der
Filtereinsatz 10 weist ein radial durchströmtes
Filterelement 11 in Sternfilterbauart auf, das in an sich
bekannter Weise zwischen zwei stirnseitigen Endkappen 12 und
13 leckagefrei angeordnet ist. Das hohlzylindrische,
kreisförmige Filterelement 11 nimmt in seinem Inneren noch
ein gelochtes Innenrohr 14 auf, das sich zwischen den beiden
Endkappen 12, 13 erstreckt und den Filtereinsatz 10 in
seiner Form stabilisiert.
Wie die Fig. 2 zeigt, die das Filterelement 11 für sich
allein in perspektivischer, vereinfachter Darstellung näher
zeigt, läßt sich das Filterelement 11 herstellen, indem ein
zum Filtern geeignetes Bandmaterial durch zickzackförmiges
Falten zu einem sich längs erstreckenden Balg verformt wird
und dieser anschließend in eine im wesentlichen zylindrische
Form gebracht wird. In der kreiszylindrischen Form stoßen
zwei Endteile 15, 16 des Balgs 17 aneinander und werden
durch einen Längsverschluß 18, der sich zwischen beiden
Stirnseiten erstreckt fest und dicht miteinander verbunden.
Wie nun die Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 näher zeigt,
besteht der Balg 17 aus zwei gleichgroßen, die gleiche
Anzahl von Falten aufweisenden Balghälften 19, 21, wobei
deren anderen Endteile 23 bzw. 24 durch einen zweiten
Längsverschluß 22 dicht miteinander verbunden sind. Der
zweite Längsverschluß 22 ist in gleicher Weise aufgebaut,
wie der erste Längsverschluß 18 und liegt zu letzterem
diametral.
Die Fig. 3 zeigt in vereinfachter Darstellung einen
Längsschnitt durch das Filterelement 11 nach Fig. 2, wobei
zwischen den beiden Balghälften 19 und 21 der erste
Längsverschluß 18 erkennbar ist. Die beiden Längsverschlüsse
18 und 22 können in verschiedener, an sich bekannter Weise
hergestellt werden. Dabei wird in jedem Längsverschluß 18,
22 ein Bindemittel 25 eingelegt, wobei dieses vorzugsweise
aus einer aus Heißschmelzkleber ausgebildeten Kunststoff-
Schnur bestehen kann, die durch Ultraschallschweißen mit den
angrenzenden Flächen der Endteile 15, 16 bzw. 23, 24 dicht
und fest verbunden wird. Dabei läßt sich als Bandmaterial
für das Filterelement 11 ein geeignetes Filterpapier
verwenden, das sich besonders für ein Kraftstoffilter
eignet.
Die Fig. 4 bis 7 zeigen nun mehrere Verfahrensschritte,
wie sie bei der Herstellung eines Filterelements 11 nach
Fig. 2 durchlaufen werden. Als Ausgangsmaterial für ein
Filterelement 11 wird wie bisher ein Bandmaterial oder
Filtermaterial durch zickzackförmiges Falten zu einem
ziehharmonikaförmigen Balg verformt, der sich in
Längsrichtung erstreckt. Von diesem Balg werden durch
Ablängen bzw. Schneiden einzelne Teile abgetrennt. Die Fig.
4 zeigt nun, wie nach dem Schneiden zwei gleich große
Balghälften 19, 21 in zwei Werkstückträgern 26, 27
positioniert werden. Die untereinander gleichen
Werkstückträger 26, 27 haben einen im wesentlichen U-
förmigen Querschnitt, wobei sie mit ihren zugespitzten,
freien Schenkeln 28, 29, jeweils in die äußersten Taschen 30
der ersten Balghälfte 19 bzw. der zweiten Balghälfte 21
greifen. Dieses Positionieren der Balghälften 19, 21 in den
Werkzeugträgern 26 bzw. 27 geschieht so, daß die Endteile 15, 23
der ersten Balghälfte 19 aus dem ersten
Werkstückträger 26 heraus schauen, während in entsprechender
Weise die Endteile 16, 24 der zweiten Balghälfte 21 aus dem
zweiten Werkstückträger 27 herausschauen. Mit Hilfe der
beiden Werkstückträger 26, 27 werden die Balghälften 19, 21
in der in Fig. 4 dargestellten Weise aufeinandergesetzt, so
daß die einander zugeordneten, aus dem Werkstückträger
herausragenden Endteile 15, 16 bzw. 23, 24 genau aufeinander
liegen. Zudem werden die beiden Balghälften 19, 21 durch
eine flache Trennzunge 31 voneinander im Abstand gehalten,
wobei deren Breite kleiner ist, als der Abstand zwischen den
Schenkeln 28, 29, so daß zwischen den Schenkein 28, 29 nur
die Balghälften 19, 21 eingespannt werden.
Die Fig. 5 zeigt nun in vereinfachter Form, wie zwischen
den beiden Werkstückträgern 26, 27 die beiden Balghälften 19
und 21 eingespannt sind, wobei an den aus den
Werkstückträgern auf beiden Seiten herausragenden Endteilen
der erste Längsverschluß 18 und der zweite Längsverschluß 22
angebracht werden. In besonders zweckmäßiger Weise läßt sich
dieser Längsverschluß erreichen, wenn als Bindemittel 25
eine geeignete Kunststoff-Rundschnur, z. B. PAG, eingelegt
wird und diese mit Ultraschall verschweißt wird, so daß eine
ausreichend feste und dichte Verbindung zwischen den
jeweiligen Endteilen 15, 16 bzw. 23, 24 entsteht.
Die Fig. 6 zeigt nun in vereinfachter Form einen weiteren
Verfahrensschritt, wobei der noch quaderförmige Balg 17 aus
den Werkstückträgern 26, 27 entnommen wird und mittels einer
elementaren, einfachen Linearbewegung in ein
Führungswerkzeug 32 gebracht wird, in dem der noch
verschlossene Balg durch Führen geöffnet wird. Dabei kann
zum Einführen und zum Öffnen auch die Trennzunge 31
mitverwendet werden. Nach dem Durchlaufen des
Führungswerkzeuges 32 läßt man den Balg 17 aufspringen, so
daß er die in Fig. 7 gezeigte kreisrunde Form einnehmen
kann. Dabei ist von Vorteil, daß die vor allem im Bereich
der Längsverschlüsse 18, 22 herrschende Vorspannung in den
Balghälften 19, 21 dafür sorgt, daß der verschlossene Balg
17 in seine kreisrunde Form aufspringt, wenn man ihm
ausreichend Raum zur Verfügung stellt. Die zylindrische Form
des Balgs 17 bestehend aus zwei gleich großen Balghälften
19, 21 kann durch ein kreiszylindrisches Außenrohr 33
unterstützt werden und dessen weitere Verarbeitung
erleichtern. Das Filterelement 11 kann nach Erreichen seiner
zylindrischen Form durch Anbringen der Endkappen 12, 13 in
an sich bekannter Weise zu dem Filtereinsatz 11
weiterverarbeitet werden.
Durch die Herstellung des Filterelements 11 aus zwei
gleichen Balghälften 19, 21 wird erreicht, daß sich die
beiden Balghälften mit Hilfe der Werkstückträger wesentlich
einfacher handhaben lassen als ein einziger, längerer Balg,
der in eine zylindrische Form umgeformt werden muß. Durch
die Ausbildung und Anordnung der beiden Längsverschlüsse
läßt sich der Herstellungsprozeß besonders einfach
automatisieren, wobei der Schritt aus der Ebene des noch
geschlossenen, quaderförmigen Balgs in das dreidimensionale
Gebilde des kreiszylindrischen Filterelements
handhabungstechnisch leicht darstellbar ist.
Selbstverständlich sind an der gezeigten Ausführungsform
Änderungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung
abzuweichen. So kann das Filterelement anstelle der
dargestellten kreiszylindrischen eine davon abweichende,
z. B. ovale Form aufweisen, ohne auf die Vorteile der
Erfindung verzichten zu müssen. Die beiden Längsverschlüsse
können auch in anderer Weise und Form durchgeführt werden.
Anstelle des Innenrohrs kann auch ein Außenrohr verwendet
werden; auch sind Bauarten mit Innen- und Außenrohr oder
ohne beide Rohre möglich.
Claims (12)
1. Filtereinsatz in Sternbauart, insbesondere für
Flüssigkeitsfilter, mit einem radial durchströmten
Filterelement in Sternfilterbauart, bei dem ein Bandmaterial
durch zickzackförmiges Falten zu einem Balg verformt und in
eine im wesentlichen zylindrische Form gebracht wird, wobei
zwei aneinanderstoßende Endteile des Balgs über einen
Längsverschluß dicht und fest miteinander verbunden sind und
bei dem das Filterelement zwischen zwei stirnseitigen
Endkappen leckfrei angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Filterelement (11) aus zwei im wesentlichen gleich
großen Balghälften (19, 21) besteht und einen zweiten
Längsverschluß (22) aufweist, der mindestens nahezu
diametral zum ersten Längsverschluß (18) angeordnet ist.
2. Filtereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in jedem Längsverschluß (18, 22) zwischen den beiden
aneinanderliegenden Flächen der aneinanderstoßenden Endteile
(15, 16; 23, 24) ein Bindemittel (25) angeordnet ist.
3. Filtereinsatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als Bindemittel (25) eine durch Wärme schmelzbare
Kunststoff-Schnur, die insbesondere für Ultraschall-
Schweißen geeignet ist, verwendet wird.
4. Filtereinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Bandmaterial aus Filterpapier
besteht.
5. Filtereinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch seine Verwendung für ein
Kraftstoffilter.
6. Verfahren zur Herstellung eines Filtereinsatzes in
Sternbauart nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von
dem zickzackförmig gefalteten Bandmaterial nach dem
Schneiden zwei sich längserstreckende Balghälften (19, 21)
in zwei Werkstückträgern (26, 27) positioniert werden, daß
mit Hilfe beider Werkstückträger (26, 27) beide Balghälften
(19, 21) so aufeinandergesetzt werden, daß die beiderseits
aus den Werkstückträgern (26, 27) jeweils herausragenden
Enden (15, 16; 23, 24) beider Balghälften (19, 21) genau
aufeinanderliegen, daß die Balghälften (19, 21) an ihren
herausragenden Enden (15, 16; 23, 24) durch zwei
Längsverschlüsse (18, 22) miteinander dicht verbunden werden
und daß anschließend der aus den Werkstückträgern (26, 27)
entnommene, verschlossene Balg (17) zur Weiterverarbeitung
in eine zylindrische Endform überführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder Werkstückträger (26, 27) einen im wesentlichen U-
förmigen Querschnitt aufweist, so daß beim Positionieren
einer Balghälfte (19, 21) im Werkstückträger (26, 27) dieser
mit seinen freien Schenkeln (28, 29) jeweils in die beiden
äußersten Taschen der Balghälfte (19, 21) greift, so daß die
beiden freien Enden (16, 24 bzw. 15, 23) der Balghälfte (19,
21) sich außerhalb des Werkstückträgers (26, 27) erstrecken.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß beim Aufeinandersetzen der Balghälften (19, 21) beide
Werkstückträger (26, 27) mit ihren freien Schenkeln (28, 29)
aufeinandergedrückt werden und zwischen sich beide
Balghälften (19, 21) einspannen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Überführung des aus den
Werkstückträgern (26, 27) entnommenen, verschlossenen Balgs
(17) in eine zylindrische Endform durch eine Linearbewegung
erfolgt, wobei ein Führungswerkzeug (32) ein
Aufspringenlassen des Balgs (17) ermöglicht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß beim Aufeinandersetzen beider
Balghälften (19, 21) eine Trennzunge (31) zwischen beiden
angeordnet ist, deren Breite insbesondere kleiner ist als
der Abstand zwischen den Schenkeln (28, 29) des U-förmigen
Werkstückträgers (26, 27).
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder der beiden Längsverschlüsse (18,
22) durch Einlegen einer Kunststoff-Rundschnur zwischen
beiden Endteilen (15, 16; 23, 24) und durch
Ultraschallverschweißen hergestellt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Balghälften (19, 21) auf
gleiche Faltenzahl abgelängt werden.
Priority Applications (1)
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DE19828321A DE19828321A1 (de) | 1998-06-25 | 1998-06-25 | Filtereinsatz in Sternbauart und Verfahren zu seiner Herstellung |
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DE19828321A DE19828321A1 (de) | 1998-06-25 | 1998-06-25 | Filtereinsatz in Sternbauart und Verfahren zu seiner Herstellung |
Publications (1)
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