DE102011013558A1 - Filter has filter element for holding back foreign substances from fluids, where filter element has side edge, and adhesive forms linear connection bead between filter element and frame - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Filter bestehend aus einem Filterelement zum Zurückhalten von Fremdstoffen aus Fluiden und einem mit dem Filterelement verbundenen Adapter zum Anpassen an eine Einbauumgebung.The invention relates to a filter comprising a filter element for retaining foreign substances from fluids and an adapter connected to the filter element for adapting to an installation environment.
Außerdem betrifft die Erfindung einen Klebstoff auf der Basis von Epoxydharz insbesondere zum Verbinden eines Filterelements mit einem mechanischen Adapter sowie die Verwendung des Klebstoffs. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines gattungsgemäßen Filters.In addition, the invention relates to an adhesive based on epoxy resin in particular for connecting a filter element with a mechanical adapter and the use of the adhesive. Finally, the invention relates to a method for producing a generic filter.
Überall wo Fremdstoffe in flüssigen oder gasförmigen Medien zurückgehalten werden sollen, werden Filter eingesetzt. Die Bauformen sind entsprechend unterschiedlich und die zu fertigenden Stückzahlen differieren je nach Anwendungsfall. Besonders hohe Stückzahlen erreicht man im Automobilbau, wo Filter z. B. die angesaugte Luft zum Motor oder die eingeblasene Luft in den Fahrgastraum oder auch das Öl und den Brennstoff filtern. Selbst durch Druckunterschiede oder Temperaturdifferenzen in Hohlräumen entstehende Ausgleichsströmungen, z. B. bei Scheinwerfern, werden gefiltert.Wherever foreign substances are to be retained in liquid or gaseous media, filters are used. The designs are correspondingly different and the quantities to be produced differ depending on the application. Particularly high quantities are achieved in the automotive industry, where filters z. B. the sucked air to the engine or the injected air into the passenger compartment or filter the oil and the fuel. Even by pressure differences or temperature differences in cavities resulting equalizing flows, z. B. headlamps are filtered.
Für die unterschiedlichen Medien und auszufilternden Stoffe werden daran angepasste Filterelemente verwendet, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen, z. B. aus Vlies, Papier, Sinterkörpern, Keramik, Metall, Schaum etc. Die Wahl des Filterelements hängt unter anderem auch von der Temperatur des zu filternden Mediums ab.For the different media and materials to be filtered out matched filter elements are used, which consist of different materials, eg. Example of fleece, paper, sintered bodies, ceramic, metal, foam, etc. The choice of the filter element depends, inter alia, on the temperature of the medium to be filtered.
Da die Filter eine beschränkte Aufnahmekapazität für die auszufilternden Stoffe aufweisen, müssen Filterelemente gewechselt oder gereinigt werden können. Zu diesem Zweck sind sie mit mechanischen Teilen verbunden, die die Funktion eines Adapters übernehmen, der das Filterelement an seine Einbauumgebung anpasst. Beide Teile, d. h. Filterelement und Adapter, bilden das Filter.Since the filters have a limited capacity for the substances to be filtered, filter elements must be changed or cleaned. For this purpose, they are connected to mechanical parts that perform the function of an adapter that adapts the filter element to its installation environment. Both parts, d. H. Filter element and adapter, form the filter.
Adapter in diesem Sinne sind z. B. Kantstreifen von plissierten Luftfiltern, Ringe, gefalzte Blechrahmen etc.. Die Kosten eines Filters, das aus Filterelement und seinem Adapter besteht, werden nicht nur Von dem Teilepreis des Filterelements und des Adapters bestimmt, sondern auch von dem Aufwand, der für die Verbindung des Filterelements mit seinem Adapter durchzuführen ist.Adapters in this sense are z. The cost of a filter consisting of filter element and its adapter are determined not only by the part price of the filter element and the adapter, but also by the effort required for the connection the filter element is to perform with its adapter.
Zur Herstellung von Filtern für gasförmige Medien ist es beispielsweise allgemein üblich, flächige Schaumplatte, Gewebe, Gestricke, Gewirke oder Vliese zwischen zwei formstabilen Kantstreifen zu befestigen, so dass quaderartige in sich stabile Filter entstehen. In der Regel sind die eingebrachten Gewebe, Gestricke, Gewerke oder Vliese vorgefaltet, plissiert, damit der Filter eine hohe Filterfläche aufweist.For the production of filters for gaseous media, for example, it is generally customary to fasten flat foam plates, woven fabrics, knitted fabrics, knitted fabrics or nonwovens between two dimensionally stable edge strips, so that cuboid-like, inherently stable filters are formed. In general, the introduced fabrics, knitted fabrics, trades or fleeces are prefolded, pleated, so that the filter has a high filter surface.
In bekannten Verfahren zum Aufbringen von Kantstreifen an plissierte Filterelemente werden die Kantstreifen zunächst mit einem thermoplastischen Material ausgerüstet. Die Kantstreifen werden dann an die gewählten Seitenränder der plissierten Filterelemente geführt. Durch Beheizen wird unter Wärme das thermoplastische Material auf dem Kantstreifen aufgeschmolzen, so dass sich nach Andrücken des Kantstreifens eine Verbindung zwischen dem Kantstreifen und den Seitenrändern des vorgefalteten Vlieses ergibt.In known methods for applying edge strips to pleated filter elements, the edge strips are first equipped with a thermoplastic material. The edge strips are then guided to the selected side edges of the pleated filter elements. By heating the thermoplastic material is melted on the edge strip under heat, so that after pressing the edge strip a connection between the edge strip and the side edges of the pre-folded web results.
Neben dem soeben beschriebenen Verfahren sind Gießverfahren bekannt. Dabei wird eine reaktive Formmasse in eine Form gegossen, bevor die Seitenränder des Filterelementes in die Form getaucht werden. Durch ein Ausreagieren der Formmasse, d. h. durch Aushärten, werden die Filterelemente in der ausgegossenen Form gefügt. Nach dem Trennen von Form und ausgehärteter Formmasse ist das Filterelement fest an die als Seitenstreifen dienende Formmasse gebunden.In addition to the method just described casting methods are known. In this case, a reactive molding compound is poured into a mold before the side edges of the filter element are immersed in the mold. By reacting the molding compound, i. H. by curing, the filter elements are joined in the poured mold. After separation of the mold and cured molding compound, the filter element is firmly bound to the serving as a side strip molding compound.
Auch eine Ummantelung eines Filterelementes mit einem metallischen Kantstreifen ist möglich. Dazu werden die Seitenränder des Filterelementes zusammen mit den Kantstreifen gebördelt oder gefaltet.A jacket of a filter element with a metal edge strip is possible. For this purpose, the side edges of the filter element are crimped or folded together with the edge strips.
Die Gebrauchsmusterschrift
Ein gattungsgemäßer Filter ist aus der Offenlegungsschrift
Gießverfahren zum Fügen von Kantstreifen an Filterelemente sind aufwändig und unterliegen den bekannten Problemen gießender Verfahrenstechnik und des Formbaus. Es sind insbesondere spezielle Werkzeuge zur Minimierung von Lunkern oder Kavitäten, d. h. Nestern notwendig. Aushärtezeiten zögern das Arbeitsverfahren heraus. Der Produktivität sind dadurch Grenzen gesetzt.Casting methods for joining edge strips to filter elements are complex and subject to the known problems of casting process technology and mold design. There are in particular special tools for minimizing voids or cavities, d. H. Nests necessary. Curing times delay the working process. Productivity is limited.
Filterelemente mit ummantelten Seitenrändern von metallischen Kantstreifen bilden keine schlüssige Verbindung zwischen Seitenrand und Kantstreifen. Es sind zusätzliche Rahmen und Werkzeuge bereit zustellen, die die Herstellung aufwendig werden lassen.Filter elements with shrouded side edges of metallic edge strips do not form a coherent connection between side edge and edge Kant strips. There are additional frames and tools ready that make the production expensive.
Eine höhere Produktivität lässt sich durch das Fügen mittels eines Thermoplasts erzielen. Allerdings ist dem Filter eine thermische Obergrenze gesetzt, wenn der den Kantstreifen mit dem Filterelement verbindende Thermoplast erneut aufschmilzt und sich das Filterelement zu lösen beginnt.Higher productivity can be achieved by joining with a thermoplastic. However, a thermal upper limit is set for the filter when the thermoplastic bonding the edge strip to the filter element melts again and the filter element begins to loosen.
Es besteht ein dringendes Bedürfnis Filterelemente kostengünstig herzustellen.There is an urgent need to produce filter elements inexpensively.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung von Filtern zu vereinfachen und insbesondere den Aufwand zur Verbindung von Filterelementen zu seinem mechanischen Adapter zu verringern.
- [A1] Die Aufgabe wird bei einem Filter bestehend aus einem Filterelement zum Zurückhalten von Fremdstoffen aus Fluiden und einem mit dem Filterelement verbundenen Adapter zum Anpassen an eine Einbauumgebung, dadurch gelöst, dass das Filterelement mit dem Adapter mittels eines vernetzenden Klebstoffs verbunden ist, bei dem im unverarbeiteten Zustand eine Komponente in Mikrokapseln dispergiert vorliegt.
- [A2] Die Maßnahme, dass der Klebstoff, vorzugsweise zwischen 170° und 200°C temperaturhärtend, ausgebildet ist, erlaubt es den Prozess maschinell zu steuern. Es ist damit möglich, die Produktionszeiten des Filters zu senken. Als besonders geeignet hat sich ein Temperaturbereich zwischen 170°C und 200°C erwiesen.
- [A3] In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Klebstoff eingefärbt und/oder auf Basis von Epoxydharz. Vorteilhafterweise ist es damit möglich das Aufbringen des Klebstoff auf die Seitenränder des Filterelemente optisch zu kontrollieren. Es ist sofort sichtbar, ob das Filterelement an seinen Seitenränder mit dem Adapter oder Kantstreifen über Klebstoff verbunden ist.
- [A4] Wenn der Klebstoff eine Temperatur aufweist, bei der seine Farbe umschlägt, ist eine einfache Kontrolle möglich, ob dem Klebstoff ausreichend Wärme zum Aushärten zugeführt wurde. Durch diese Maßnahme ist es möglich eine höhere Prozesssicherheit zu erreichen, da ausgehärteter Klebstoff von nichtausgehärtetem Klebstoff einfach optisch unterschieden werden kann.
- [A5] Wenn der Farbumschlag irreversibel ist und/oder der Aufschluss der Mikrokapseln thermisch erfolgt, ist sichergestellt, dass auch am Einsatzort des Filters durch den Anwender leicht zu prüfen ist, ob es sich um ein Originalteil handelt.
- [A1] The object is achieved in a filter comprising a filter element for retaining foreign substances from fluids and an adapter connected to the filter element for adapting to an installation environment, in that the filter element is connected to the adapter by means of a cross-linking adhesive, in which in the unprocessed state a component is dispersed in microcapsules.
- [A2] The measure that the adhesive, preferably thermosetting between 170 ° and 200 ° C is formed, allows the process to be controlled by machine. It is thus possible to reduce the production times of the filter. Particularly suitable has a temperature range between 170 ° C and 200 ° C proved.
- [A3] In a preferred embodiment, the adhesive is colored and / or based on epoxy resin. Advantageously, it is thus possible to visually control the application of the adhesive to the side edges of the filter elements. It is immediately visible whether the filter element is connected at its side edges with the adapter or edge strip via adhesive.
- [A4] If the adhesive has a temperature that changes color, it is possible to easily check if the adhesive has sufficient heat to cure. By this measure, it is possible to achieve a higher process reliability, since cured adhesive can be easily visually distinguished from non-cured adhesive.
- [A5] If the color change is irreversible and / or the digestion of the microcapsules takes place thermally, it is ensured that it is also easy to check whether the filter is used by the user at the place where the filter is used.
Wenn mindestens eine Komponente in Mikrokapseln im Klebstoff dispergiert vorliegt, ist es möglich durch äußere Einflussnahme den Härteprozess auszulösen, indem die Mikrokapseln zerstört werden. Der Klebstoff kann in die Produktionsanlage eingeführt werden, ohne auszuhärten. Er bleibt auch nach langen Stillständen verarbeitbar. Damit ergibt sich eine hohe Maschinenverfügbarkeit. Die Außenhaut der Mikrokapseln besteht mit Vorteil aus einem Thermoplast, der bei Zufuhr von Wärme aufschmilzt und die enthaltene Komponente freigibt.
- [A6] Dadurch, dass der Klebstoff thixotropiert ist oder thixotrope Eigenschaften aufweist wird die Anlagenverfügbarkeit weiter vorteilhaft erhöht. Der Klebstoff bleibt nach dem Auftragen auf den Seitenrändern des Filterelement haften, ohne abzutropfen und die Anlage zu verschmutzen. Beim Eindrücken des Kantstreifens verteilt er sich trotzdem leicht.
- [A6] By virtue of the fact that the adhesive is thixotropic or has thixotropic properties, the system availability is further advantageously increased. The adhesive will adhere to the side edges of the filter element after application, without dripping and soiling the system. When pushing in the edge of the curb, it spreads easily.
In Abhängigkeit des verwendeten Schaums, Vlieses, Gewirkes, Gewebes oder Gestrickes können damit Feineinstellungen im Zusammenspiel des jeweiligen Filtermaterials und des jeweiligen Klebstoffes vorgenommen werden.
- [A7] Das Einstellen der Viskosität des Klebstoffs zwischen 20 MPA·s und 80 MPA·s, vorzugsweise ca. 40 MPA·s ermöglicht einen sicheren Klebstoffauftrag in automatisierten Anlagen.
- [A8] In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist der Luftfilter, mit wenigstens einem Filterelement aus plissiertem Flachmaterial hergestellt und mit mindestens einem Kantstreifen als Adapter ausgebildet.
- [A9] Sinnvollerweise besteht das Filterelement aus einem offenporigen Feststoff, insbesondere Sintermaterial oder Schaum, besteht, vorzugsweise einem Keramikschaum oder Elastomerschaum. Die Porengröße von Sinterkörpern lässt sich besonders exakt und gleichmäßig einstellen und so an die zurückzuhaltenden Stoffe anpassen, während Schäume besonders einfach und in großen Volumnia herstellbar sind. Sie verfügen über eine besonders große innere Oberfläche bei geringem Grundmaterialeinsatz. Diese Filterelemente sind geeignet, einen Fluid- oder Luftstrom zu filtern.
- [A10] Die Aufgabe wird auch gelöst von einem Klebstoff auf der Basis von Epoxydharz, insbesondere zum Verbinden eines Filterelements mit einem mechanischen Adapter, bei dem mindestens eine Komponente in Mikrokapseln dispergiert vorliegt.
- [A7] Adjusting the viscosity of the adhesive between 20 MPA · s and 80 MPA · s, preferably about 40 MPA · s, enables reliable adhesive application in automated equipment.
- [A8] In a preferred embodiment, the air filter is made with at least one filter element of pleated flat material and formed with at least one edge strip as an adapter.
- [A9] It makes sense for the filter element to consist of an open-pore solid, in particular sintered material or foam, preferably a ceramic foam or elastomeric foam. The pore size of sintered bodies can be adjusted particularly precisely and uniformly and thus adapted to the substances to be retained, while foams can be produced particularly easily and in large volumes. They have a particularly large inner surface with low base material use. These filter elements are suitable for filtering a fluid or air flow.
- [A10] The object is also achieved by an adhesive based on epoxy resin, in particular for connecting a filter element to a mechanical adapter, in which at least one component is dispersed in microcapsules.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Klebstoffes sind in den Unteransprüchen 11 bis einschließlich 16 beschrieben.
- [A17] Eine die Aufgabe lösende Verwendung eines Klebstoffs ist dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Klebstoff ein Filterelement mit einem Adapter verbunden wird.
- [A18] Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Herstellen eines Filters, welcher wenigstens aus einem flächigen, insbesondere plissierten Filterelement, und einem Kantstreifen besteht, dadurch gelöst, dass folgende Schritte ausgeführt werden: a. Benetzen wenigstens einer Seitenkante des Filterelements mit einem Klebstoff, vorzugsweise pastösem Klebstoff, b. Positionieren eines Kantstreifens relativ zu der mit Klebstoff benetzten Seitenkante so, dass eine der beiden Hauptflächen des Kantstreifens dieser Seitenkante gegenüberliegt, c. Drücken des Kantstreifens an die mit Klebstoff benetzte Seitenkante in solcher Weise, dass die Oberfläche des Kantstreifens mit dem auf die benetzte Seitenkante aufgetragenem Klebstoff in Berührung kommt, d. Aushärten des Klebstoffs.
- [A17] A problem solving use of an adhesive is characterized in that the adhesive is a filter element is connected to an adapter.
- [A18] The object is further achieved by a method for producing a filter, which consists of at least one planar, in particular Pleated filter element, and a square strip, solved by carrying out the following steps: a. Wetting at least one side edge of the filter element with an adhesive, preferably pasty adhesive, b. Positioning an edge strip relative to the adhesive wetted side edge such that one of the two major surfaces of the edge strip faces that side edge, c. Pressing the edge strip against the side edge wetted with adhesive such that the surface of the edge strip contacts the adhesive applied to the wetted side edge, d. Curing the adhesive.
Eine pastöse Form des Klebstoffes ermöglicht das sichere Auftragen des Klebstoffes an/auf den Seiten des Filterelementes. Das Vernetzen des Klebstoffes mittels Temperatur oder Strahlung, insbesondere Mikrowellenstrahlung beschleunigten den Aushärtevorgang, so dass die Durchlaufgeschwindigkeit des Filters durch die Anlage gesteigert werden kann oder die Taktzeit bei einer stückweisen Fertigung verringert werden kann.
- [A19] Die Maßnahme, dass die Seitenkante des Filterelements mit Klebstoff mittels Rollen benetzt wird, minimiert den Einsatz des Klebstoffes. Durch ein Auftragen von Klebstoff ausschließlich auf die zu klebenden Kanten der Filterelemente reduziert den Klebstoffverbrauch auf ein Minimum.
- [A20] In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Klebstoff durch Temperatur gehärtet und vorzugsweise einer Andruckkraft ausgesetzt und/oder als Klebstoff ein solcher verwendet, welcher beim Aushärten seine Farbe ändert und/oder der Klebstoff oberhalb von 170°C aushärtet. Das Aufbringen einer Andrückkraft führt den Kantstreifen an den Seitenrand des Filterelementes und sichert damit ein enges Fügen zwischen Filterelement und Kantstreifen. Durch das Anpressen wird der Abstand zwischen Kantstreifen und den Seitenränder des Filterelementes minimiert, der Wärmeübergang zum Erhitzen des Klebstoffes verbessert und enge Fertigungstoleranzen erzielt. Ein etwaiges Lösen der Fügepartner im Zustand nicht ausgehärteten Klebstoffes wird unterdrückt. Der Farbumschlag ermöglicht die einfache Kontrolle, ob ein richtiges Vernetzen des Klebstoffes stattfindet. Die zugeführte Wärme setzt zunächst thermisch die in den dispergierten Mikrokapseln befindliche Komponente des Klebstoffes frei, so dass sie nach Zerstörung der Mikrokapseln mit weiteren Komponenten reagieren kann.
- [A19] The measure that the side edge of the filter element is wetted with adhesive by means of rollers minimizes the use of the adhesive. Applying adhesive only to the adhesive edges of the filter elements reduces the consumption of adhesive to a minimum.
- [A20] In a preferred embodiment, the adhesive is cured by temperature and preferably subjected to a pressure force and / or used as an adhesive, which changes its color on curing and / or the adhesive hardens above 170 ° C. The application of a pressing force guides the edge strip to the side edge of the filter element and thus ensures a tight joining between the filter element and edge strip. By pressing the distance between the edge strip and the side edges of the filter element is minimized, improves the heat transfer to heat the adhesive and achieves tight manufacturing tolerances. Any loosening of the joining partners in the uncured adhesive state is suppressed. The color change allows easy control over whether or not there is a proper cross-linking of the adhesive. The heat supplied initially releases thermally the component of the adhesive present in the dispersed microcapsules, so that it can react with other components after destruction of the microcapsules.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird beispielhaft an Hand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:A preferred embodiment of the invention will be explained by way of example with reference to a drawing. The figures of the drawing show in detail:
Entlang der Transporteinheit
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Luftfilterair filter
- 22
- Filterelementfilter element
- 33
- Vliesfleece
- 55
- KantstreifenKant strips
- 88th
- Hauptebenemain level
- 2020
- Andruckrollepinch
- 2323
- Lagerrollebearing roller
- 2424
- Plissiereinrichtungpleating
- 2727
- Heizstationheating station
- 2828
- Faltenwrinkles
- 3434
- Transporteinrichtungtransport means
- 3535
- TransporteinrichtungsantriebTransport means drive
- 3838
- AndrückrollenmotorAndrückrollenmotor
- 3737
- KleberolleDesktop Accessories
- 3838
- KlebestoffzuführungGlue feed
- 4040
- Seitenkanteside edge
- 4242
- Oberflächesurface
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
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