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Dokumentenidentifikation DE19824506C1 01.07.1999
Titel Filterelement und Verfahren zu seiner Herstellung
Anmelder Fa. Carl Freudenberg, 69469 Weinheim, DE
Erfinder Unrath, Dieter, 69469 Weinheim, DE
DE-Anmeldedatum 02.06.1998
DE-Aktenzeichen 19824506
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 01.07.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.07.1999
IPC-Hauptklasse B01D 27/06
IPC-Nebenklasse B01D 29/07   B01D 39/00   B01D 45/00   B01D 46/52   
Zusammenfassung Filterelement, umfassend einen Faltenpack (1) aus thermoplastisch verschweißbarem Faservliesstoff, dessen längsseitigen Außenkanten (2, 3) jeweils ein Dichtungsband (4, 5) aufweisen, wobei die Höhe des Dichtungsbands (4, 5) im wesentlichen der Höhe des Faltenpacks (1) entspricht. Zumindest eine der Außenkanten (2, 3) des Filterelements weist zumindest eine in Richtung des Faltenpacks (1) zurückversetzte Kontur (6) auf. Verfahren zur Herstellung eines Filterelements aus thermoplastisch verschweißbarem Faservliesstoff, wobei das Filterelement einen Faltenpack (1) aus thermoplastisch verschweißbarem Faservliesstoff umfaßt, dessen längsseitige Außenkanten (2, 3) jeweils ein Dichtungsband (4, 5) aufweisen, wobei die Höhe des Dichtungsbands (4, 5) im wesentlichen der Höhe des Faltenpacks (1) entspricht. Zur Erzeugung zumindest einer von einer der ebenen Außenkanten des Filtereinsatzes in Richtung des Faltenpacks (1) zurückversetzten Kontur (6) wird auf das ebene Dichtungsband (4, 5) ein Andruckelement (9) aufgedrückt, das unter Zufuhr von Wärme die Kontur (6) einprägt, wobei die Kontur (6) während der Abkühlung in ihrer Form fixiert wird.

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Filterelement sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 6.

Stand der Technik

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. Darstellung der Erfindung

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.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

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.

Ausführung der Erfindung

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.


Anspruch[de]
  1. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Andruckelement (9) Ultraschall emittiert.






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