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Dokumentenidentifikation DE69203722T2 11.04.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0588922
Titel FILTER MIT DELTA-FÖRMIG GEFALTETEN FILTERMATERIAL.
Anmelder Allied-Signal Inc., Morristown, N.J., US
Erfinder GABRIELSON, Robert, Woonsocket, RI 02895, US
Vertreter Dr. E. Jung, Dr. J. Schirdewahn, Dipl.-Ing. C. Gernhardt, 80803 München
DE-Aktenzeichen 69203722
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 18.05.1992
EP-Aktenzeichen 929131266
WO-Anmeldetag 18.05.1992
PCT-Aktenzeichen US9204183
WO-Veröffentlichungsnummer 9221424
WO-Veröffentlichungsdatum 10.12.1992
EP-Offenlegungsdatum 30.03.1994
EP date of grant 26.07.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.04.1996
IPC-Hauptklasse B01D 29/21
IPC-Nebenklasse B01D 29/23   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft eine Filterpatrone des allgemeinen Typs, der dazu verwendet wird, Fluide zu filtern, wie beispielsweise die Verbrennungsluft, Schmieröl oder Kraftstoff eines Motorfahrzeuges.

Gefaltete Papierfilterpatronen werden üblicherweise dazu verwendet, die Verbrennungsluft, Schmieröl und Kraftstoff eines Motorfahrzeuges zu filtern. Solche Patronen umfassen eine Anordnung von gefaltetem Filtermaterial, welches üblicherweise poröses Filterpapier ist, wobei jedoch auch andere Materialien verwendet werden können, wie beispielsweise ein nicht gewebtes luftgelegtes Zelluloseblatt oder eine solche Bahn. Das Filtermaterial wird gefaltet durch Falzen, Kerben oder dergleichen eines Blattes aus Filterpapier oder aus anderem Material mit sich quer erstreckenden Faltlinien, wonach das Filterpapier entlang der Faltlinien gefaltet wird, um die Falten zusammenzustellen bzw. zu sammeln. Die Filterpatrone kann entweder eine zylindrische Filterpatrone sein, die von einem gewöhnlich aus Metall gebildeten mittleren Rohr abgestützt ist, oder sie kann auch ein Plattenfilterelement sein, welches üblicherweise dazu verwendet wird, Verbrennungsluft zu filtern. In Plattenfilterelementen werden die Falten zu einer ebenen Platte zusammengefaßt, anstatt daß sie zu einem Zylinder geformt werden. In jedem Fall müssen die Enden der Falten mit einem klebenden Abdichtmaterial abgedichtet oder abgeschlossen werden, welches manchmal in Endkappen aus Metall oder Papier getragen ist, die im Fall einer zylindrischen Patrone die Enden des Filters umgeben, um zu verhindern, daß gefiltertes Fluid das Filtermaterial umgeht.

Um den Herstellungsprozeß zu beschleunigen ist neuerdings vorgeschlagen worden, ein Dichtungsmittel zu verwenden, welches durch Ultraviolettlicht gehärtet wird, um die Enden der Endkappen abzudichten. Solche durch Ultraviolettlicht gehärtete Dichtungsmittel sind viel teurer als übliche Dichtungsmittel. Demgemäß ist es erwünscht, die Menge an Dichtungsmittel zu minimieren, die erforderlich ist, um die Enden der Filterpatrone abzudichten. Es ist weiterhin aus Kostengründen erwünscht, die Länge des mittleren Rohres, welches in zylindrischen Filtern erforderlich ist, zu minimieren. Es ist weiterhin erwünscht, einen gewissen Mechanismus zu schaffen, um das Zusammenfallen der Falten gegeneinander zu verhindern, wenn der Filter verwendet wird. Im Idealfall würde ein solcher Mechanismus die Größe der verwendbaren Filterfläche, die durch die Patrone geschaffen ist, nicht verringern.

Die vorliegende Erfindung löst die genannten Probleme durch Schaffen von sekundären Falz- oder Kerblinien für jede der primären Falz- oder Kerblinien, mit denen die primären Falten gebildet werden. Diese sekundären Falz- oder Kerblinien schneiden die primären Falz- oder Kerblinien und sie werden derart gefaltet, daß eine sekundäre Falte innerhalb der primären Falte gebildet wird. Demgemäß umfassen die primären Falten sich verjüngende Teile oder Abschnitte nahe ihrem Ende, so daß die Breite des Endes der Falte, welches abgedichtet werden muß, beträchtlich kleiner als die Breite des primären Teils oder primären Abschnitts der Falte ist, so daß die Menge an erforderlichem Dichtungsmittel verringert ist. Die sekundäre Falte, die innerhalb der primären Falte gefaltet ist, ordnet weiterhin die primären Falten in Zwischenräumen an, wodurch einem Zusammenfallen der primären Falten gegeneinander widerstanden wird. Da die sekundäre Falte eine aktive Falte ist, wird die Fläche der Filterpatrone, die für Filtrierung verwendet wird, nicht merkbar geändert.

Die genannten und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung ersichtlich, in welcher

Figur 1 ein Blatt aus Filtermaterial darstellt, bevor die Falten gefaltet und zusammengefaßt werden, jedoch nachdem Falzoder Kerblinien zum Falten des Blattes auf dem Blatt geprägt sind;

Figur 2 ist eine schaubildliche Ansicht der zusammengefaßten Falten, die in zylindrischer Form angeordnet werden; und

Figur 3 ist eine Querschnittsansicht einer Filterpatrone, die gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet ist, wobei der Schnitt in Längsrichtung durch das gefaltete Material genommen ist, welches in zylindrischer Form um ein mittleres Rohr herum angeordnet ist.

Gemäß der Zeichnung ist eine Filterpatrone, die allgemein mit dem Bezugszeichen 10 (Figur 3) bezeichnet ist, aus einem länglichen Blatt oder einer solchen Bahn aus porösem Filtermaterial gebildet, welches bzw. welche mit dem Bezugszeichen 12 (Figur 1) bezeichnet ist. Das Blatt 12 ist üblicherweise ein Blatt aus porösem Filterpapier, es kann jedoch auch irgendein anderes zweckentsprechendes Filtermaterial sein, wie beispielsweise ein Blatt aus nicht gewebten luftgelegten Zellulosefasern, die mit einem zweckentsprechenden Bindermaterial imprägniert sind. Das Blatt 12 umfaßt eine obere Kante 14, eine untere Kante 16 und es ist mit sich quer erstreckenden (mit Bezug auf die obere und die untere Kante 14, 16) im wesentlichen parallelen primären Faltlinien versehen, die allgemein mit dem Bezugszeichen 18 bezeichnet sind und die sich zwischen der oberen Kante 14 und der unteren Kante 16 erstrecken. Das Blatt wird entlang der primären Faltlinien 18 gefaltet, um eine Anordnung von primären Falten 20 zu bilden, die sich zwischen den Faltlinien erstrecken, so daß abwechselnde Linien der Faltlinien 18 gegenüberliegende Spitzen oder Enden 22, 24 der primären Falten 20 bestimmen, so daß jede der primären Falten einen primären Abschnitt 25 umfaßt, der eine Breite W hat, der im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den primären Faltlinien 18 ist.

Das Blatt 12 wird weiterhin entlang einer Reihe von sekundären Faltlinien 26 gefaltet. Jede der sekundären Linien 26 erstreckt sich entweder von der oberen Kante 14 oder der unteren Kante 16 des Blattes 12 zu einem Schnittpunkt 28 mit der entsprechenden primären Faltlinie 18. Der Teil der primären Faltlinien 18 zwischen dem Schnittpunkt 28 und der oberen Kante 14 oder der unteren Kante 16 bestimmt einen sekundären Abschnitt 30 der primären Faltlinie 18. Das Blatt 12 wird entlang der sekundären Faltlinien 26 in der gleichen Richtung gefaltet, in welcher der Abschnitt der primären Faltlinien 18 zwischen den Schnittpunkten gefaltet wird, jedoch wird der sekundäre Abschnitt 30 der Faltlinien 18 in einer Richtung gefaltet entgegengesetzt zu der Richtung, in welcher der Abschnitt der primären Faltlinien 18 zwischen den Schnittpunkten 28 gefaltet wird. Dies ist am deutlichsten aus Figur 1 ersichtlich, in welcher Faltungen in einer Richtung durch ausgezogene Linien angegeben sind, und Faltungen in der anderen Richtung durch unterbrochene Linien angegeben sind.

Dementsprechend wird durch Falten entlang der sekundären Faltlinien 26 und des sekundären Abschnitts 30 der primären Faltlinien 18, wie oben beschrieben, eine Unterfalte gebildet, die zwischen zwei benachbarte Hauptfalten 20 eingesteckt wird. Die Unterfalte ist allgemein mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnet, und sie ist durch zwei dreieckförmige Abschnitte 34 und 36 bestimmt, die zwischen einer der sekundären Faltlinien 26, dem sekundären Abschnitt 30 der primären Faltlinie und der entsprechenden oberen Kante 14 oder unteren Kante 16 bestimmt sind. Demgemäß ist die primäre Filterfläche des Filtermaterials bestimmt durch die primären Falten 20, wobei jedoch die dreieckförmigen Abschnitte 34, 36 sekundäre Filterflächen sowohl auf der stromaufwärtigen Seite 38 als auch auf der stromabwärtigen Seite 40 der Filterpatronelo bestimmen. Sowohl die primären Filterflächen als auch die sekundären Filterflächen divergieren von den betreffenden Abschnitten der primären Faltelinien 18.

Gemäß Figur 3 verhindert ein übliches perforiertes metallenes mittleres Rohr 42 ein radial einwärts erfolgendes Zusammenfallen der stromabwärtigen Seite 40 des Filtermaterials oder Filtermediums, welches aus dem Blatt 12 gefaltet ist. Da die sekundären Falten zwischen entsprechende primäre Falten nahe der oberen Kante und der unteren Kante der letzteren eingesteckt werden, widerstehen während des Filterns die sekundären Falten einem Zusammenfallen der primären Falten gegeneinander. Es ist weiterhin zu bemerken, daß als Folge der Art und Weise, in welcher die sekundären Falten gefaltet sind, die primären Falten 20 sich verjüngende Abschnitte 44, 46 an ihrem oberen Ende bzw. an ihrem unteren Ende umfassen, wobei die Falten 20 sich von der primären Breite W auf eine Breite verjüngen, die beträchtlich kleiner als die primäre Breite ist. Das Oberende und das Unterende der Falten, bei Betrachtung der Figur 3, werden durch ein Band oder Streifen aus Dichtungsmaterial 48 bzw. 50 abgedichtet, welches das Oberende bzw. das Unterende der Falten umgibt. Die Dicke des Dichtungsmaterials 48, 50 ist in Figur 3 übertrieben dargestellt, es ist jedoch wichtig, das verwendete Dichtungsmaterial zu minimieren, insbesondere, wenn das Dichtungsmaterial von dem Typ ist, welches mittels Ultraviolettlicht gehärtet wird, was neuerdings zur Verwendung in Filtererzeugnissen vorgeschlagen worden ist. Dieses Material wird während des Prozesses der Herstellung des Filters in Formen (nicht dargestellt) abgegeben, und die Spitzen oder Enden der Falten 20 werden in die Form eingesetzt, die später während des Herstellungsprozesses abgestreift wird. Da die Breite der Falten und der Oberenden und der Unterenden der verjüngten Abschnitte 44, 46 beträchtlich geringer als die primäre Breite W der Falten ist, ist die erforderliche Menge an Dichtungsmaterial geringer, als sie erforderlich sein würde, wenn die Breite der Falten 20 an ihrem Oberende und ihrem Unterende auf der primären Breite W verbleiben würde. Da die primären Falten sowohl gegen radiales Zusammenfallen als auch gegen ein Zusammenfallen in Umfangsrichtung an den verjüngten Abschnitten 44, 46 durch die Wirkung der sekundären Falten abgestützt sind, kann die Länge des mittleren Rohres 42 kürzer gemacht werden als die Gesamtlänge der Falten 20, wie es in Figur 3 dargestellt ist.

Obowhl nur die Filterpatrone 10 dargestellt ist, ist es dem Fachmann der Technik gut bekannt, daß die Patrone 10 in einem Gehäuse (nicht dargestellt) eingeschlossen wird, welches eine zweckentsprechende Einlaßverbindung, um das Fluid, welches gefiltert werden soll, zu der stromaufwärtigen Seite 38 der Patrone 10 zu liefern, und eine zweckentsprechende Auslaßverbina dung schafft für Aufnahme von Fluid, welches von der stromabwärtigen Seite 40 der Falten 20 geliefert worden ist, die durch das perforierte mittlere Rohr 42 getragen ist.


Anspruch[de]

1. Filterpatrone, umfassend ein langgestrecktes Blatt (12) aus porösem Filtermaterial, welches eine obere Kante (14), eine untere Kante (16) und sich quer erstreckende im wesentlichen parallele primäre Faltlinien (18) hat, die sich zwischen der oberen (14) und der unteren (16) Kante erstrecken, das Blatt (12) entlang der primären Faltlinien (18) gefaltet ist, um eine Anordnung von primären Falten (20) zu bilden, die sich zwischen den Faltlinien (18) erstrecken, wobei abwechselnde Faltlinien (18) gegenüberliegende Enden oder Spitzen (22,24) der primären Falten (20) bestimmen derart, daß jede der primären Falten (20) einen primären Abschnitt (25) umfaßt, der eine primäre Breite (W) bestimmt gleich dem Abstand zwischen den primären Faltlinien (18) hat, das Blatt (12) weiterhin entlang eines Paares von sekundären Faltlinien (26) für jede der primären Faltlinien (18) gefaltet ist, jede sekundäre Faltlinie (26) sich zwischen einer der Kanten (14 oder 16) und einem Schnittpunkt (28) mit der entsprechenden primären Faltlinie (18) erstreckt, um eine sekundäre Falte (32) zu bilden, der Abschnitt (30) der primären Faltlinie (18) zwischen der entsprechenden Kante (14 oder 16) und dem Schnittpunkt (28) einen sekundären Abschnitt (30) der genannten primären Faltlinie (18) bestimmt, der in einer Richtung gefaltet ist entgegengesetzt zu der Richtung, in der der primäre Abschnitt der entsprechenden primären Faltlinie (18) gefaltet ist, so daß die sekundäre Falte (32) in einer entsprechenden primären Falte (20) gefangen oder eingesteckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede sekundäre Faltlinie (26) ihre entsprechende Kante (14 oder 16) an einer Stelle zwischen den primären Faltlinien (18) schneidet, an welcher die primären Falten (20) sich von der primären Breite (W) zu einer endgültigen Breite verjüngen, die kleiner als die primäre Breite (W) ist.

2. Filterpatrone nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß jede der primären Falten (20) ein Paar-von primären Filterflächen umfaßt, die von dem primären Abschnitt (25) einer entsprechenden primären Faltlinie (18) divergieren, und jede der sekundären Falten (32) ein Paar von sekundären Filterflächen umfaßt, die von dem sekundären Abschnitt (30) der entsprechenden primären Faltlinie (18) divergieren und zwischen dem genannten Paar von primären Filterflächen der gleichen primären Falte (20) angeordnet sind, aus bzw. von welcher die sekundäre Falte (32) gebildet ist.

3. Filterpatrone nach Anspruch 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß jede des Paares von sekundären Filterflächen dreieckförmig ist und durch den sekundären Abschnitt (30) der primären Faltlinie (18), eine entsprechende der sekundären Faltlinien (26) und die entsprechende Kante (14 oder 16) bestimmt ist.

4. Filterpatrone nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, weiter dadurch gekennzeichnet, daß ein Streifen oder Band aus Dichtungsmaterial (48,50) auf die genannte eine Kante (14 oder 16) aufgebracht ist, um die entsprechenden Enden der primären Falten (20) abzudichten.

5. Filterpatrone nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die sekundären Faltlinien (26) in der gleichen Richtung wie der primäre Abschnitt (25) der primären Faltlinien (18) gefaltet sind.







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