DE102012015876B4

DE102012015876B4 - Filter element, method and device for manufacturing a filter element

Info

Publication number: DE102012015876B4
Application number: DE102012015876.9A
Authority: DE
Inventors: Michael Maier
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2012-08-08
Filing date: 2012-08-08
Publication date: 2020-11-05
Anticipated expiration: 2032-08-09
Also published as: DE102012015876A1

Abstract

Filterelement (10) eines Filters für Fluid, insbesondere Öl, Kraftstoff, Wasser oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Medienbahn (16) aus einem flächigen Filtermedium (14), die zu einem umfangsmäßig geschlossenen Hohlkörper (12; 112) ausgestaltet ist, welcher zur Filtrierung des Fluids von innen nach außen oder von außen nach innen durchströmbar ist, wobei zwei Endabschnitte (18, 20) der Medienbahn (16) dicht miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Endabschnitte (18, 20) entlang von wenigstens zwei Schweißlinien (22) miteinander verschweißt sind und wobei das Filtermedium ein oder mehrere Deckschichten aus thermoplastischen Materialien aufweist.Filter element (10) of a filter for fluid, in particular oil, fuel, water or air, in particular an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, with a media web (16) made of a flat filter medium (14) which forms a circumferentially closed hollow body (12; 112 ) is designed, through which the fluid can be filtered from the inside to the outside or from the outside to the inside, with two end sections (18, 20) of the media web (16) being tightly connected to one another, characterized in that the two end sections (18, 20 ) are welded to one another along at least two welding lines (22) and wherein the filter medium has one or more cover layers made of thermoplastic materials.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Filterelement eines Filters für Fluid, insbesondere Öl, Kraftstoff, Wasser oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Medienbahn aus einem flächigen Filtermedium, die zu einem umfangsmäßig geschlossenen Hohlkörper ausgestaltet ist, welcher zur Filtrierung des Fluids von innen nach außen oder von außen nach innen durchströmbar ist, wobei zwei Endabschnitte der Medienbahn dicht miteinander verbunden sind.The invention relates to a filter element of a filter for fluid, in particular oil, fuel, water or air, in particular an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, with a media path made of a flat filter medium, which is designed as a circumferentially closed hollow body, which is used to filter the fluid from can flow through from the inside to the outside or from the outside to the inside, two end sections of the media web being tightly connected to one another.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Filterelements, insbesondere des erfindungsgemäßen Filterelements, eines Filters für Fluid, insbesondere Öl, Kraftstoff, Wasser oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Medienbahn aus einem flächigen Filtermedium zu einem umfangsmäßig geschlossenen Hohlkörper gestaltet wird und zwei Endabschnitte der Medienbahn miteinander verbunden werden.The invention also relates to a method for producing a filter element, in particular the filter element according to the invention, a filter for fluid, in particular oil, fuel, water or air, in particular an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, in which a media path from a flat filter medium to a circumferentially closed one Hollow body is designed and two end sections of the media web are connected to one another.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Filterelements, insbesondere des erfindungsgemäßen Filterelements, eines Filters für Fluid, insbesondere Öl, Kraftstoff, Wasser oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention also relates to a device for producing a filter element, in particular the filter element according to the invention, a filter for fluid, in particular oil, fuel, water or air, in particular an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, in particular for carrying out the method according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

Vom Markt her sind Rundfilterelemente bekannt, bei denen eine Medienbahn aus einem Filtermedium zickzackförmig gefaltet und umfangsmäßig geschlossen ist. Endabschnitte der Medienbahn sind mittels Metallklammern miteinander verbunden. Beispielsweise ist in der DE 10 2009 050 257 A1 ein Filterelement mit zwei flächig miteinander verbundenen Endabschnitten beschrieben, wobei eine mit den Endabschnitten verpresste Ummantelung die Endkanten der Endabschnitte umschließt.Round filter elements are known from the market in which a media web made of a filter medium is folded in a zigzag shape and is circumferentially closed. End sections of the media web are connected to one another by means of metal clips. For example, in the DE 10 2009 050 257 A1 describes a filter element with two end sections connected flatly to one another, a casing pressed with the end sections enclosing the end edges of the end sections.

In der DE 102 011 011 771 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements beschrieben, wobei zwei Endabschnitte eines flächigen Filtermaterials durch ein Kunststoffmaterial miteinander verbunden werden, indem zwischen den aufeinanderliegenden Endabschnitten festes, insbesondere fadenförmiges Kunststoffmaterial erhitzt wird.In the DE 102 011 011 771 A1 describes a method for producing a filter element, wherein two end sections of a flat filter material are connected to one another by a plastic material by heating solid, in particular thread-like plastic material between the end sections lying on top of one another.

Die DE 101 35 421 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindungsstelle bei einem rohrförmigen Filterelement mit einer Filtermatte, deren einander zugewandte Enden in einer Verbindungslage über eine flächig aufgebrachte Schweißnaht miteinander verbunden werden, die im Bereich der freien Filtermattenenden mit einer eingeprägten Bahn versehen wird.The DE 101 35 421 A1 discloses a method for producing a connection point in a tubular filter element with a filter mat, the mutually facing ends of which are connected to one another in a connection layer via a weld seam applied over a surface area, which is provided with an embossed path in the area of the free filter mat ends.

In der DE 10 2009 054 077 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements beschrieben, wobei eine mehrlagige Mattenbahn an ihren Längsrändern beschnitten wird, die Mattenbahn in Bahnabschnitte aufgetrennt wird und die Bahnabschnitte an ihren zu den Längsrändern quer verlaufenden Enden miteinander verbunden und in die Form einer rohrförmigen Filtermatte gebracht werden. Vor dem Beschneiden der Längsränder entlang derselben wird eine die Lagen der Mattenbahn miteinander versiegelnde Schweißbahn gebildet. Das Beschneiden wird durch einen Schnitt durchgeführt, der innerhalb jeder Schweißbahn mit Abstand von deren beiden Seitenrändern verläuft.In the DE 10 2009 054 077 A1 describes a method for producing a filter element, wherein a multilayer mat web is trimmed at its longitudinal edges, the mat web is separated into web sections and the web sections are connected to one another at their ends extending transversely to the longitudinal edges and brought into the shape of a tubular filter mat. Before the longitudinal edges are trimmed along the same, a welding path sealing the layers of the mat web to one another is formed. The trimming is carried out by a cut which runs within each welding path at a distance from its two side edges.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu gestalten, bei/mit dem/der eine zuverlässige und dichte Verbindung der Endabschnitte der Medienbahn vereinfacht werden kann.The invention is based on the object of designing a filter element, a method and a device of the type mentioned at the beginning with which a reliable and tight connection of the end sections of the media web can be simplified.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von einem Filterelement nach Anspruch 1 gelöst. Die zwei Endabschnitte des Filterelements sind hiernach entlang von wenigstens zwei Schweißlinien miteinander verschweißt.According to the invention, this object is achieved by a filter element according to claim 1. The two end sections of the filter element are then welded to one another along at least two welding lines.

Erfindungsgemäß sind die Endabschnitte entlang der wenigstens zwei Schweißlinien dicht und stabil miteinander verbunden. Die Verwendung von Metallklammern oder separatem Klebstoff ist hierzu nicht erforderlich. Die Endabschnitte können vorteilhafterweise einfach und zuverlässig mittels einem Ultraschallschweißverfahren verschweißt sein. Die Schweißlinien können vorteilhafterweise gerade sein. Sie können auch Biegungen aufweisen. Die mittels Ultraschallschweißen realisierten Schweißlinien können dabei einfach an Komprimierungen des Materials wenigstens eines der zwei Endabschnitte erkannt werden, welche entlang der Schweißlinien verlaufen. Die Komprimierungen kann daher rühren, dass bei dem Schweißvorgang mittels entsprechender linienartiger Erhebungen der wenigstens eine Endabschnitt, welcher die Komprimierungen aufweist, gegen den anderen Endabschnitt gepresst wurde. Auf diese Weise kann die Qualität der Schweißverbindung verbessert werden. Insbesondere die Stabilität und/ oder Dichtheit der Schweißverbindung entlang der Schweißlinien kann so erhöht werden. Es können auch beide Endabschnitte entlang der Schweißlinien komprimiert sein.According to the invention, the end sections are tightly and stably connected to one another along the at least two welding lines. The use of metal clips or separate glue is not required. The end sections can advantageously be welded simply and reliably by means of an ultrasonic welding process. The welding lines can advantageously be straight. They can also have bends. The welding lines implemented by means of ultrasonic welding can be easily recognized by compressions of the material of at least one of the two end sections which run along the welding lines. The compressions can result from the fact that during the welding process the at least one end section which has the compressions was pressed against the other end section by means of corresponding line-like elevations. In this way, the quality of the welded connection can be improved. In particular, the stability and / or tightness of the welded connection along the weld lines can be increased in this way. Both end sections can also be compressed along the weld lines.

Vorzugsweise erfolgt die Verbindung der Endabschnitte durch eine unmittelbare Verschweißung des Filtermediums, d. h. zusätzlich zum Filtermedium werden keine schweißbaren Zusatzmittel im Bereich der Schweißverbindung eingesetzt.The end sections are preferably connected by direct welding of the filter medium, ie in addition to the filter medium, no weldable additives are used in the area of the welded connection.

Vorteilhafterweise kann das Filtermedium plastifizierbar sein. Es kann so durch Erhitzung bei einem Schweißvorgang geschmolzen werden, in den jeweils anderen Endabschnitt einfließen und sich mit diesem verbinden. Vorteilhafterweise kann das Filtermedium ein Filtermaterial umfassen, welches ein plastifizierbares Zusatzmaterial aufweist. Vorteilhafterweise kann das Filtermedium einen Gewichtsanteil von etwa 10 % bis 15 % an plastifizierbarem Zusatzmaterial aufweisen.The filter medium can advantageously be plasticizable. It can thus be melted by heating during a welding process, flow into the respective other end section and connect to it. The filter medium can advantageously comprise a filter material which has a plasticizable additional material. The filter medium can advantageously have a weight fraction of approximately 10% to 15% of plasticizable additional material.

Erfindungsgemäß weist das Filtermedium ein oder mehrere Deckschichten aus thermoplastischen Materialien auf. Insbesondere kann die Deckschicht bzw. können die Deckschichten als Meltblownlage oder Nanofaserschicht ausgebildet sein, die für das Verschweißen verwendet werden. In diesem Fall kann der Gewichtsanteil der thermoplastischen Materialien an dem Gesamtfiltermedium kleiner als 3 %, insbesondere zwischen 3 % und 0,5 %, sein.According to the invention, the filter medium has one or more cover layers made of thermoplastic materials. In particular, the cover layer or the cover layers can be designed as a meltblown layer or nanofiber layer that is used for the welding. In this case, the proportion by weight of the thermoplastic materials in the total filter medium can be less than 3%, in particular between 3% and 0.5%.

Zusätzlich oder alternativ kann vorteilhafterweise das Filtermaterial selbst plastifizierbar sein. Auf diese Weise ist plastifizierbares Zusatzmaterial nicht erforderlich. Unter einem flächigen Filtermedium im Sinne der Erfindung wird verstanden, dass eine Dicke der Medienbahn deutlich geringer ist als ihre flächige Ausdehnung. Vorteilhafterweise kann der Hohlkörper, der als Filterbalg bezeichnet werden kann, die Form eines Hohlzylinders oder eines hohlen Kegelstumpfs haben. Im Querschnitt kann der Hohlkörper rund, oval oder eckig sein. Ein Filterelement mit einer kreiszylindrisch ausgestalteten Medienbahn wird in der Regel als Rundfilterelement bezeichnet. Vorteilhafterweise können Endkanten der zwei Endabschnitte an derselben Seite des Hohlkörpers angeordnet sein. Auf diese Weise sind die Endabschnitte zum Verschweißen einfacher zugänglich. Vorteilhafterweise können die zwei Endabschnitte, insbesondere die Endkanten, an einer radial äußeren Umfangsseite des Hohlkörpers angeordnet sein. Eine Zugänglichkeit der Endabschnitte zum Verschweißen kann somit weiter verbessert werden. Die zwei Endabschnitte können stattdessen auch von entgegengesetzten Richtungen kommend überlappen. Dies ist insbesondere bei einer nicht gefalteten Medienbahn von Vorteil, da die miteinander verbundenen Endabschnitte so nicht an einer Umfangsseite des Hohlkörpers überstehen. Vorteilhafterweise kann das Filterelement an wenigstens einer Stirnseite des Hohlkörpers einen Endkörper, insbesondere eine Endscheibe, aufweisen. Mit dem Endkörper kann der Hohlkörper, insbesondere der Filterbalg, in seiner Form stabilisiert werden. Vorteilhafterweise kann das Filterelement an beiden Stirnseiten jeweils einen Endkörper aufweisen. Auf diese Weise kann die Stabilität des Filterelements weiter verbessert werden. Das Filterelement kann so ausgestaltet sein, dass es austauschbar in einem Filtergehäuse des Filters angeordnet werden kann. Alternativ kann das Filterelement zur festen Anordnung in einem entsprechenden Filtergehäuse vorgesehen sein.Additionally or alternatively, the filter material itself can advantageously be plasticizable. In this way, plasticizable additional material is not required. A flat filter medium in the context of the invention is understood to mean that a thickness of the media web is significantly less than its flat extension. The hollow body, which can be referred to as a filter bellows, can advantageously have the shape of a hollow cylinder or a hollow truncated cone. The cross section of the hollow body can be round, oval or angular. A filter element with a circular-cylindrical media web is usually referred to as a round filter element. Advantageously, end edges of the two end sections can be arranged on the same side of the hollow body. In this way, the end sections are more easily accessible for welding. The two end sections, in particular the end edges, can advantageously be arranged on a radially outer peripheral side of the hollow body. Accessibility of the end sections for welding can thus be further improved. Instead, the two end sections can also overlap coming from opposite directions. This is particularly advantageous in the case of an unfolded media web, since the end sections connected to one another do not protrude on a peripheral side of the hollow body. The filter element can advantageously have an end body, in particular an end disk, on at least one end face of the hollow body. The shape of the hollow body, in particular the filter bellows, can be stabilized with the end body. The filter element can advantageously each have an end body on both end faces. In this way, the stability of the filter element can be further improved. The filter element can be designed so that it can be arranged interchangeably in a filter housing of the filter. Alternatively, the filter element can be provided for fixed arrangement in a corresponding filter housing.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform können die wenigstens zwei Schweißlinien sich nebeneinander, insbesondere parallel, entlang der zwei Endabschnitte erstrecken. Vorteilhafterweise kann sich wenigstens eine der zwei Schweißlinien über die gesamte Ausdehnung in Längsrichtung der zwei Endabschnitte erstrecken. Auf diese Weise ist die zum Hohlkörper gestaltete Medienbahn entlang dieser wenigstens einen Schweißlinien dicht geschlossen. Bevorzugt können sich mehrere, insbesondere alle, der wenigstens zwei Schweißlinien über die gesamte Ausdehnung in Längsrichtung der zwei Endabschnitte erstrecken. Die Nebeneinanderanordnung mehrerer Schweißlinien führt zu einer Redundanz der Verbindung. Auf diese Weise kann die Zuverlässigkeit und Stabilität der Verbindung vergrößert werden. Ferner kann so die Dichtheit der Verbindung erhöht werden. Durch eine größere Anzahl der Schweißlinien kann die Redundanz entsprechend erhöht werden. Vorteilhafterweise können sich die wenigstens zwei Schweißlinien parallel zu den Endkanten der zwei Endabschnitte erstrecken. Auf diese Weise kann eine gleichmäßige Verbindung erreicht werden.In an advantageous embodiment, the at least two welding lines can extend next to one another, in particular parallel, along the two end sections. Advantageously, at least one of the two welding lines can extend over the entire extent in the longitudinal direction of the two end sections. In this way, the media web designed to form the hollow body is tightly closed along this at least one welding line. Preferably, several, in particular all, of the at least two weld lines can extend over the entire extent in the longitudinal direction of the two end sections. The juxtaposition of several welding lines leads to a redundancy of the connection. In this way, the reliability and stability of the connection can be increased. Furthermore, the tightness of the connection can be increased in this way. The redundancy can be increased accordingly by a larger number of welding lines. The at least two welding lines can advantageously extend parallel to the end edges of the two end sections. In this way an even connection can be achieved.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens einer der Endabschnitte wenigstens auf seiner dem anderen Endabschnitt abgewandten Seite ein Wellenprofil oder ein Zickzackprofil aufweist, dessen Wellentäler sich jeweils entlang einer der Schweißlinien erstrecken. Vorteilhafterweise können bei einem Wellenprofil Flanken der Wellentäler entlang von Mänteln von Kreiszylinderabschnitten verlaufen. Im Bereich der Täler des Wellenprofils oder Zickzackprofils kann vorteilhafterweise der wenigstens eine Endabschnitt komprimiert sein. Dort können sich vorteilhafterweise Schweißlinien befinden.In a further advantageous embodiment, at least one of the end sections can have a wave profile or a zigzag profile, at least on its side facing away from the other end section, the wave troughs of which each extend along one of the welding lines. In the case of a wave profile, flanks of the wave troughs can advantageously run along the shells of circular cylinder sections. In the area of the valleys of the wave profile or zigzag profile, the at least one end section can advantageously be compressed. Weld lines can advantageously be located there.

Vorteilhafterweise kann das Filtermedium cellulosehaltiges Material, Glasfasermischgewebe, Polyesterfasern aufweisendes Material, Vliesmaterial und/oder laminierte Papiere aufweisen. Durch einen Glasfaseranteil kann die mechanische Robustheit des Filtermediums verbessert werden.The filter medium can advantageously have cellulosic material, glass fiber mixed fabric, material comprising polyester fibers, nonwoven material and / or laminated papers. The mechanical robustness of the filter medium can be improved by adding a glass fiber component.

Ferner kann vorteilhafterweise das Filtermedium mehrere Lagen aufweisen. Vorteilhafterweise kann wenigstens eine der Lagen ein Filtermaterial aufweisen. Es können auch mehrere Lagen aus Filtermaterial vorgesehen sein. Die Lagen können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Insbesondere können die Lagen unterschiedliche Durchlässigkeiten für Partikel, insbesondere Porengrößen, aufweisen. Auf diese Weise kann die Filtereffizienz des Filterelements verbessert werden. Ferner kann so die Standzeit des Filterelements erhöht werden. Bevorzugt kann wenigstens eine der Lagen ein plastifizierbares Material aufweisen, welches beim Verschweißen erweicht werden kann.Furthermore, the filter medium can advantageously have several layers. At least one of the layers can advantageously have a filter material. Several layers of filter material can also be provided. The locations can have different properties. In particular, the layers can have different permeabilities for particles, in particular pore sizes. In this way, the filter efficiency of the filter element can be improved. Furthermore, the service life of the filter element can be increased in this way. At least one of the layers can preferably have a plasticizable material which can be softened during welding.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Medienbahn sternförmig gefaltet sein. Durch die sternförmige Faltung kann die Filteroberfläche bei gleichen Außenabmessungen des Filterelements vergrößert werden. Statt sternförmig kann die Medienbahn auch wellenartig geformt sein. Auf diese Weise kann auf scharfe Faltkanten verzichtet werden.In a further advantageous embodiment, the media web can be folded in a star shape. Due to the star-shaped fold, the filter surface can be enlarged with the same external dimensions of the filter element. Instead of star-shaped, the media path can also be shaped like waves. In this way, there is no need for sharp folding edges.

Die technische Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß von einem Verfahren nach Anspruch 7 gelöst. Bei dem Verfahren werden die zwei Endabschnitte entlang von wenigstens zwei Schweißlinien miteinander verschweißt. Die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Filterelement aufgezeigten Merkmale und Vorteile gelten für das erfindungsgemäße Verfahren entsprechend und umgekehrt. Vorteilhafterweise können die zwei Endabschnitte mittels einem Ultraschallschweißverfahren verschweißt werden. Bei dem Ultraschallschweißverfahren wird das Filtermedium entlang der Schweißlinien durch Einkopplung von Ultraschall erhitzt und das Filtermedium und/oder darin enthaltenes plastifizierbares Zusatzmaterial zumindest teilweise geschmolzen. Vorteilhafterweise können hierzu die zwei aneinander liegenden Endabschnitte zwischen wenigstens einer Sonotrode und wenigstens einem Amboss eingelegt werden. Bevorzugt können die Endabschnitte zwischen einer Sonotrode und einem Amboss eingelegt werden. Eine Schlagfläche des Amboss kann vorteilhafterweise wenigstens zwei längliche Erhebungen zur Realisierung der Schweißlinien aufweisen. Vorteilhafterweise kann die Schlagfläche ein Wellenprofil oder ein Zickzackprofil aufweisen. Sonotroden sind Werkzeuge, die hochfrequent in mechanische Schwingungen versetzt werden, wobei Ultraschallfrequenzen zum Einsatz kommen. Durch die Ultraschallverschweißung mittels der länglichen Erhebungen entlang von beabstandeten Linien können beim Ultraschallverschweißen angelegte Schwingungen in dem Filtermedium gedämpft werden. Auf diese Weise kann ein Risiko vermindert werden, dass das Filtermedium beim Ultraschallverschweißen an den Verbindungsstellen beschädigt, insbesondere verbrannt, wird.The technical object is also achieved according to the invention by a method according to claim 7. In the method, the two end sections are welded to one another along at least two welding lines. The features and advantages shown above in connection with the filter element according to the invention apply correspondingly to the method according to the invention and vice versa. The two end sections can advantageously be welded by means of an ultrasonic welding process. In the ultrasonic welding process, the filter medium is heated along the welding lines by coupling in ultrasound and the filter medium and / or the plasticizable additional material contained therein is at least partially melted. For this purpose, the two adjacent end sections can advantageously be inserted between at least one sonotrode and at least one anvil. The end sections can preferably be inserted between a sonotrode and an anvil. A striking surface of the anvil can advantageously have at least two elongated elevations for realizing the welding lines. The striking surface can advantageously have a wave profile or a zigzag profile. Sonotrodes are tools that are set into mechanical vibrations at high frequencies, whereby ultrasonic frequencies are used. Due to the ultrasonic welding by means of the elongated elevations along spaced lines, vibrations applied during ultrasonic welding can be damped in the filter medium. In this way, a risk can be reduced that the filter medium is damaged, in particular burned, at the connection points during ultrasonic welding.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können Verbindungsstellen entlang wenigstens einer der wenigstens zwei Schweißlinien simultan verschweißt werden. Vorteilhafterweise können die Verbindungsstellen entlang aller Schweißlinien simultan verschweißt werden. Vorteilhafterweise können hierzu die zwei aneinander liegenden Endabschnitte zwischen einer Sonotrode und einem Amboss eingelegt werden. Die Sonotrode und der Amboss können so aufeinander zu bewegt werden, dass eine Arbeitsfläche der Sonotrode an einer freien Seite eines der Endabschnitte anliegt und eine Schlagfläche des Amboss an einer freien Seite des anderen Endabschnitts anliegt. Mit der Sonotrode kann Ultraschall in die Endabschnitte eingeleitet werden, wobei die Endabschnitte entlang von wenigstens zwei Erhebungen der Schlagfläche des Amboss erhitzt und verschweißt werden. Alternativ können die wenigstens zwei Schweißlinien mittels einer Rotationssonotrode realisiert werden, welche senkrecht zu den wenigstens zwei linienartigen Erhebungen auf der Schlagfläche des Amboss abgerollt werden kann. Der Amboss kann dabei eine ebene Schlagfläche aufweisen. Es kann sich auch um einen trennbaren Rotationsamboss handeln.In an advantageous embodiment of the method, connection points can be welded simultaneously along at least one of the at least two welding lines. Advantageously, the connection points can be welded simultaneously along all welding lines. For this purpose, the two adjacent end sections can advantageously be inserted between a sonotrode and an anvil. The sonotrode and the anvil can be moved towards one another in such a way that a working surface of the sonotrode rests on a free side of one of the end sections and a striking surface of the anvil rests on a free side of the other end section. With the sonotrode, ultrasound can be introduced into the end sections, the end sections being heated and welded along at least two elevations on the striking surface of the anvil. Alternatively, the at least two welding lines can be implemented by means of a rotation sonotrode, which can be rolled down perpendicular to the at least two line-like elevations on the striking surface of the anvil. The anvil can have a flat striking surface. It can also be a separable rotary anvil.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können Verbindungsstellen entlang der wenigstens zwei Schweißlinien nacheinander verschweißt werden. Vorteilhafterweise können hierzu die zwei aneinander liegenden Endabschnitte zwischen einer Rotationssonotrode und einem Amboss, insbesondere einem Rotationsamboss, eingelegt werden, welcher eine Schlagfläche mit wenigstens zwei länglichen Erhebungen aufweist, die wenigstens zwei Schweißlinien realisieren. Die Rotationssonotrode kann dabei vorteilhafterweise entlang der späteren wenigstens zwei Schweißlinien auf dem Amboss abgerollt werden. Vorteilhafterweise kann die Rotationssonotrode parallel zu den wenigstens zwei länglichen Erhebungen der Schlagfläche des Amboss abgerollt werden.In a further advantageous embodiment of the method, connection points can be welded one after the other along the at least two welding lines. For this purpose, the two end sections lying next to one another can advantageously be inserted between a rotary sonotrode and an anvil, in particular a rotary anvil, which has a striking surface with at least two elongated elevations which produce at least two welding lines. The rotary sonotrode can advantageously be unrolled along the later at least two welding lines on the anvil. The rotary sonotrode can advantageously be unrolled parallel to the at least two elongated elevations of the striking surface of the anvil.

Vorteilhafterweise kann die Medienbahn plissiert oder zickzackförmig gefaltet werden und anschließend die zwei Endabschnitte miteinander verschweißt werden. Auf diese Weise kann einfach ein sternförmiger Hohlkörper, insbesondere Filterbalg, realisiert werden.The media web can advantageously be pleated or folded in a zigzag shape and then the two end sections can be welded to one another. In this way, a star-shaped hollow body, in particular a filter bellows, can easily be realized.

Die technische Aufgabe wird außerdem erfindungsgemäß bei der Vorrichtung dadurch gelöst, dass sie wenigstens eine Sonotrode und wenigstens einen Amboss umfasst, zwischen denen zwei Endabschnitte einer Medienbahn aus einem flächigen Filtermedium zum Verbinden mittels Ultraschallschweißen aneinander anliegend eingebracht werden können, wobei der wenigstens eine Amboss eine Schlagfläche mit wenigstens zwei länglichen Erhebungen aufweist zur Realisierung von Schweißlinien zur Verbindung der zwei Endabschnitte. Die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Filterelement und dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgezeigten Merkmale und Vorteile gelten für die erfindungsgemäße Vorrichtung entsprechend und umgekehrt. Vorteilhafterweise können die Höhen der wenigstens zwei länglichen Erhebungen zwischen 0,05 mm und 0,2 mm, bevorzugt 0,1 mm, sein.According to the invention, the technical object is also achieved in the device in that it comprises at least one sonotrode and at least one anvil, between which two end sections of a media web made of a flat filter medium can be placed in contact with one another for connection by means of ultrasonic welding, the at least one anvil having a striking surface with at least two elongated elevations for the realization of welding lines for connecting the two end sections. The features and advantages shown above in connection with the filter element according to the invention and the method according to the invention apply to the device according to the invention accordingly and vice versa. The heights of the at least two elongate elevations can advantageously be between 0.05 mm and 0.2 mm, preferably 0.1 mm.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Schlagfläche des wenigstens einen Amboss ein Wellenprofil oder ein Zickzackprofil zur Realisierung der wenigstens zwei länglichen Erhebungen aufweisen. Vorteilhafterweise können bei einem Wellenprofil Flanken der Wellentäler und/oder der Wellenberge entlang von Mänteln von Kreiszylinderabschnitten verlaufen. Die Radien der Kreiszylinderabschnitte können vorteilhafterweise zwischen 2 mm und 3 mm, bevorzugt 2,5 mm, sein.In an advantageous embodiment, the striking surface of the at least one anvil can have a corrugated profile or a zigzag profile for realizing the at least two elongated elevations. In the case of a wave profile, flanks of the wave troughs and / or the wave crests can advantageously run along the shells of circular cylinder sections. The radii of the circular cylinder sections can advantageously be between 2 mm and 3 mm, preferably 2.5 mm.

Vorteilhafterweise kann die Schlagfläche rechteckig sein. Die Breite der Schlagfläche kann vorteilhafterweise zwischen 6 mm und 12 mm betragen. Vorteilhafterweise kann eine Arbeitsseite des wenigstens einen Amboss, welche die Schlagfläche aufweist, neben der Schlagfläche abgestuft sein. Bevorzugt kann die Arbeitsseite des wenigstens einen Amboss parallel zu der Längsrichtung der wenigstens zwei länglichen Erhebungen abgestuft sein. Vorteilhafterweise kann eine Höhe einer Stufe der Abstufung zwischen 2 mm und 3 mm, bevorzugt 2,4 mm, sein. Vorteilhafterweise kann die Breite der Arbeitsseite des wenigstens einen Amboss, also die Ausdehnung in Richtung der schmalen Seite der Schlagfläche, zwischen 21 mm und 35 mm, bevorzugt 30 mm, sein. Die wenigstens zwei länglichen Erhebungen können sich in ihrer Längsrichtung vorteilhafterweise parallel zu den Längsseiten der Schlagfläche erstrecken. Vorteilhafterweise können längsseitige Kanten der Schlagfläche abgerundet sein. Die Radien der Abrundung können zwischen 0,2 mm und 0,8 mm, bevorzugt 0,5 mm, betragen.The striking surface can advantageously be rectangular. The width of the striking surface can advantageously be between 6 mm and 12 mm. A working side of the at least one anvil, which has the striking surface, can advantageously be stepped next to the striking surface. The working side of the at least one anvil can preferably be stepped parallel to the longitudinal direction of the at least two elongated elevations. Advantageously, a step height of the gradation can be between 2 mm and 3 mm, preferably 2.4 mm. The width of the working side of the at least one anvil, that is to say the extent in the direction of the narrow side of the striking surface, can advantageously be between 21 mm and 35 mm, preferably 30 mm. The at least two elongated elevations can advantageously extend in their longitudinal direction parallel to the longitudinal sides of the striking surface. Advantageously, longitudinal edges of the striking surface can be rounded. The radii of the rounding can be between 0.2 mm and 0.8 mm, preferably 0.5 mm.

Ferner kann vorteilhafterweise die Sonotrode eine stempelartig bewegbare Sonotrode mit rechteckiger Arbeitsfläche, insbesondere eine Rechteck-Stufen Sonotrode oder eine Keilsonotrode, oder eine Rotationssonotrode sein. Die Breite der Arbeitsfläche einer stempelartig bewegbaren Sonotrode, also ihre Ausdehnung in Richtung ihrer schmalen Seite, kann vorteilhafterweise zwischen 6 mm und 12 mm betragen. Vorteilhafterweise können die Längsrichtungen der wenigstens zwei länglichen Erhebungen parallel zur Längsrichtung der rechteckigen Arbeitsfläche verlaufen. Vorteilhafterweise kann die Breite der Arbeitsfläche der Sonotrode der Breite der Schlagfläche des Amboss etwa entsprechen. Mit einer Rotationssonotrode können gleichzeitig die zu beschallenden Endabschnitte gefördert und angedrückt werden. Eine Rotationsachse der Rotationssonotrode kann dabei parallel zur Längsrichtung der wenigstens zwei länglichen Erhebungen orientiert sein. Die Rotationssonotrode kann dann senkrecht zu den Längsrichtungen der wenigstens zwei länglichen Erhebungen auf den wenigstens zwei Endabschnitten abgerollt werden. Alternativ kann die Rotationsachse der Rotationssonotrode senkrecht zur Längsrichtung der wenigstens zwei länglichen Erhebungen orientiert sein. In diesem Fall kann die Rotationssonotrode in Längsrichtung der wenigstens zwei länglichen Erhebungen auf den zwei Endabschnitten abgerollt werden. Sofern ein Rotationsamboss verwendet wird, können die zwei Endabschnitte zwischen dem Rotationsamboss und der Rotationssonotrode hindurch befördert und verschweißt werden.Furthermore, the sonotrode can advantageously be a piston-like movable sonotrode with a rectangular working surface, in particular a rectangular step sonotrode or a wedge sonotrode, or a rotary sonotrode. The width of the working surface of a sonotrode that can be moved in the manner of a stamp, that is to say its extension in the direction of its narrow side, can advantageously be between 6 mm and 12 mm. The longitudinal directions of the at least two elongate elevations can advantageously run parallel to the longitudinal direction of the rectangular work surface. The width of the working surface of the sonotrode can advantageously correspond approximately to the width of the striking surface of the anvil. With a rotation sonotrode, the end sections to be sonicated can be conveyed and pressed on at the same time. A rotation axis of the rotary sonotrode can be oriented parallel to the longitudinal direction of the at least two elongated elevations. The rotary sonotrode can then be unrolled perpendicular to the longitudinal directions of the at least two elongated elevations on the at least two end sections. Alternatively, the axis of rotation of the rotary sonotrode can be oriented perpendicular to the longitudinal direction of the at least two elongated elevations. In this case, the rotary sonotrode can be unrolled in the longitudinal direction of the at least two elongated elevations on the two end sections. If a rotary anvil is used, the two end sections between the rotary anvil and the rotary sonotrode can be conveyed through and welded.

FigurenlisteFigure list

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch

1 ein Rundfilterelement eines Kraftstofffilters mit einem im Querschnitt sternförmigen, umfangsmäßig geschlossenen Filterbalg aus einer gefalteten Filtermedienbahn;
2 eine Ultraschallschweißvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zum Verschweißen von Endabschnitten der gefalteten Filtermedienbahn aus der 1;
3 einen Querschnitt eines Ambosses der Ultraschallschweißvorrichtung aus der 2;
4 eine Detailansicht einer Arbeitsseite mit einer Schlagfläche des Ambosses aus der 3;
5 die Filtermedienbahn aus den 1 und 2 vor der Faltung;
6 die Filtermedienbahn aus den 1, 2 und 5 nach der zickzackförmigen Faltung und vor der Verschweißung der Endabschnitte;
7 die Filtermedienbahn aus den 1, 2, 5 und 6 nach der Verschweißung der Endabschnitte und vor der Anbringung von Endscheiben an den Filterbalg;
8 die ungefaltete Filtermedienbahn aus der 5 während eines Verfahrensschritts zur Herstellung eines Filterbalges gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welcher zu dem Filterbalg aus den 1, 2 und 7 ähnlich ist, bei dem die Endabschnitte der Filtermedienbahn aneinander gelegt werden;
9 die Filtermedienbahn aus der 8 in einem Verfahrensschritt vor der Verschweißung der Endabschnitte mit der Ultraschallschweißvorrichtung aus der 2;
10 die Filtermedienbahn aus der 9 in einem Verfahrensschritt bei der Verschweißung der Endabschnitte mit der Ultraschallschweißvorrichtung aus der 2;
11 einen vergrößerten Querschnitt der miteinander verschweißten Endabschnitte der Filtermedienbahn aus der 10;
12 die Filtermedienbahn aus den 8 bis 11 nach der Verschweißung der Endabschnitte und vor der Anbringung von Endscheiben an den Filterbalg;
13 eine Ultraschallschweißvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, in einem Verfahrensschritt bei der Verschweißung der Endabschnitte der gefalteten Filtermedienbahn aus den 1, 2 und 5 bis 7, mit einer Rotationssonotrode, welche gemeinsam mit einem Rotationsamboss in einer Richtung parallel zu Endkanten der Endabschnitte abgerollt wird;
14 eine Ultraschallschweißvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in einem Verfahrensschritt bei der Verschweißung der Endabschnitte der ungefalteten Filtermedienbahn aus der 8, mit einer Rotationssonotrode, welche gemeinsam mit einem Rotationsamboss senkrecht zu den Endkanten der Endabschnitte abgerollt wird.

Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing. The person skilled in the art will expediently also consider the features disclosed in combination in the drawing, the description and the claims individually and combine them into meaningful further combinations. It show schematically

1 a round filter element of a fuel filter with a circumferentially closed filter bellows with a star-shaped cross section and made from a folded filter media web;
2 an ultrasonic welding device according to a first embodiment for welding end portions of the folded filter media web from the 1 ;
3 a cross section of an anvil of the ultrasonic welding device from FIG 2 ;
4th a detailed view of a working side with a striking surface of the anvil from the 3 ;
5 the filter media web from the 1 and 2 before folding;
6th the filter media web from the 1 , 2 and 5 after the zigzag folding and before the welding of the end sections;
7th the filter media web from the 1 , 2 , 5 and 6th after the end sections have been welded and before end plates are attached to the filter bellows;
8th the unfolded filter media web from the 5 during a method step for the production of a filter bellows according to a second embodiment, which to the filter bellows from the 1 , 2 and 7th is similar in which the end portions of the filter media web are placed against one another;
9 the filter media web from the 8th in one process step before welding the end sections with the ultrasonic welding device from the 2 ;
10 the filter media web from the 9 in a process step in the welding of the end sections with the ultrasonic welding device from the 2 ;
11 an enlarged cross-section of the welded together end portions of the filter media web from FIG 10 ;
12th the filter media web from the 8th to 11 after the end sections have been welded and before end plates are attached to the filter bellows;
13 an ultrasonic welding device according to a second embodiment, in a method step in the welding of the end sections of the folded filter media web from the 1 , 2 and 5 to 7th with a rotary sonotrode, which is unrolled together with a rotary anvil in a direction parallel to the end edges of the end sections;
14th an ultrasonic welding device according to a third embodiment in a method step in the welding of the end sections of the unfolded filter media web from the 8th , with a rotary sonotrode, which is unrolled together with a rotary anvil perpendicular to the end edges of the end sections.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference symbols.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

In der 1 ist ein Rundfilterelement 10 eines Kraftstofffilters gezeigt. Das Rundfilterelement 10 kann in hier nicht weiter interessierender Weise austauschbar in einem in den Figuren nicht gezeigten Filtergehäuse des Kraftstofffilters so angeordnet werden, dass es einen Kraftstoffeinlass des Filtergehäuses von einem Kraftstoffauslass trennt.In the 1 is a round filter element 10 a fuel filter shown. The round filter element 10 can be arranged interchangeably in a filter housing of the fuel filter, not shown in the figures, in a manner that is not of further interest here, so that it separates a fuel inlet of the filter housing from a fuel outlet.

Das Rundfilterelement 10 umfasst einen im Querschnitt sternförmigen Filterbalg 12, welcher aus einer Medienbahn 16 aus einem flächigen Filtermedium 14 zickzackförmig gefaltet und umfangsmäßig zu einem Hohlzylinder geschlossen ist. Die ungefaltete Medienbahn 16 ist beispielhaft in der 5 gezeigt. Das Filtermedium 14 ist mehrlagig. Das Filtermedium weist ein oder mehrere Deckschichten aus thermoplastischen Materialien auf. Insbesondere kann die Deckschicht bzw. können die Deckschichten als Meltblownlage oder Nanofaserschicht ausgebildet sein, die für das Verschweißen verwendet werden. In diesem Fall kann der Gewichtsanteil der thermoplastischen Materialien an dem Gesamtfiltermedium kleiner als 3 %, insbesondere zwischen 3 % und 0,5 %, sein. Die Dicke der Medienbahn 16 ist deutlich geringer als ihre flächige Ausdehnung, sodass das Filtermedium 14 als flächig bezeichnet werden kann.The round filter element 10 comprises a filter bellows with a star-shaped cross section 12th , which from a media line 16 from a flat filter medium 14th is folded in a zigzag shape and closed circumferentially to form a hollow cylinder. The unfolded media web 16 is exemplary in the 5 shown. The filter medium 14th is multilayer. The filter medium has one or more cover layers made of thermoplastic materials. In particular, the cover layer or the cover layers can be designed as a meltblown layer or nanofiber layer that is used for the welding. In this case, the proportion by weight of the thermoplastic materials in the total filter medium can be less than 3%, in particular between 3% and 0.5%. The thickness of the media web 16 is significantly smaller than its two-dimensional expansion, so that the filter medium 14th can be described as flat.

Zwei Endabschnitte 18 und 20 der Medienbahn 16 sind entlang von einer Mehrzahl von Ultraschallschweißlinien 22 miteinander verbunden. Jeweilige Endkanten 34 der Endabschnitte 18 und 20 befinden sich auf einer radial äußeren Umfangsseite des Filterbalges 12. An einer Stirnseite 23 ist der Filterbalg 12 mit einer Einlassendscheibe 24 und an der gegenüberliegenden Stirnseite 23 mit einer unteren Endscheibe 26 dicht verbunden. Zentral in der Einlassendscheibe 24 befindet sich ein Einlassstutzen 28 für den zu reinigenden Kraftstoff.Two end sections 18th and 20th the media 16 are along a plurality of ultrasonic weld lines 22nd connected with each other. Respective end edges 34 of the end sections 18th and 20th are located on a radially outer peripheral side of the filter bellows 12th . On one end 23 is the filter bellows 12th with an inlet end plate 24 and on the opposite face 23 with a lower end plate 26th tightly connected. Central in the inlet end disk 24 there is an inlet port 28 for the fuel to be cleaned.

Der Endabschnitt 20 ist entlang der Ultraschallschweißlinien 22 komprimiert. Der Endabschnitt 20 hat so auf seiner dem Endabschnitt 18 gegenüberliegenden Seite ein etwa wellenförmiges Profil, welches in der 11 beispielhaft bei einem ähnlichen Filterbalg 112 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt ist. Die Ultraschallschweißlinien 22 sind jeweils gerade und verlaufen parallel zu den Endkanten 34. Die Ultraschallschweißlinien 22 erstrecken sich durchgängig über die gesamte Ausdehnung der Endkanten 34. Bei dem fertig montierten Rundfilterelement 10 verlaufen die Ultraschallschweißlinien 22 und die Endkanten 34 axial zu einer Achse 36 des Rundfilterelements 10 zwischen der Einlassendscheibe 24 und der unteren Endscheibe 26. Eine radiale Ausdehnung eines Verbindungsbereichs der Endabschnitte 18 und 20, in dem sich die Ultraschallschweißlinien 22 befinden, beträgt zwischen 6 mm und 12 mm. Die Ausdehnung des Verbindungsbereichs senkrecht zu den Endkanten 34 ist bevorzugt abhängig von einer Faltenhöhe des Filterbalgs 12 vorgegeben.The end section 20th is along the ultrasonic weld lines 22nd compressed. The end section 20th has so on its the end section 18th opposite side an approximately wave-shaped profile, which in the 11 for example with a similar filter bellows 112 is shown according to a second embodiment. The ultrasonic welding lines 22nd are each straight and run parallel to the end edges 34 . The ultrasonic welding lines 22nd extend continuously over the entire extent of the end edges 34 . With the fully assembled round filter element 10 run the ultrasonic welding lines 22nd and the end edges 34 axial to an axis 36 of the round filter element 10 between the inlet end plate 24 and the lower end plate 26th . A radial extension of a connecting area of the end sections 18th and 20th , in which the ultrasonic welding lines 22nd is between 6 mm and 12 mm. The extent of the connection area perpendicular to the end edges 34 is preferably dependent on a pleat height of the filter bellows 12th given.

Beim Betrieb des Filters wird der zu reinigende Kraftstoff aus einer Kraftstoffzuleitung durch den Kraftstoffeinlass des Filtergehäuses und den Einlassstutzen 28, in der 1 angedeutet durch einen Pfeil 30, einem Innenraum des Rundfilterelementes 10 zugeführt. Der Kraftstoff durchströmt das Filtermedium 14 von radial innen nach radial außen, in der 1 angedeutet durch Pfeile 32, und wird dort gereinigt. Der gereinigte Kraftstoff gelangt in einen Ringraum des Filtergehäuses und von dort aus über den Kraftstoffauslass des Filtergehäuses aus diesem heraus in eine entsprechende Kraftstoffleitung.When the filter is in operation, the fuel to be cleaned comes from a fuel supply line through the fuel inlet of the filter housing and the inlet connection 28 , in the 1 indicated by an arrow 30th , an interior of the round filter element 10 fed. The fuel flows through the filter medium 14th from radially inside to radially outside, in the 1 indicated by arrows 32 , and is cleaned there. The cleaned fuel arrives in an annular space of the filter housing and from there out via the fuel outlet of the filter housing into a corresponding fuel line.

In der 2 ist eine Ultraschallschweißvorrichtung 38 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem Verfahrensschritt zur Verschweißung der Endabschnitte 18 und 20 der gefalteten Medienbahn 16 gezeigt. Die Ultraschallschweißvorrichtung 38 umfasst einen Amboss 40, in der 2 unten, und eine Rechteck-Stufensonotrode 42 oben.In the 2 is an ultrasonic welding device 38 according to a first embodiment in one method step for welding the end sections 18th and 20th the folded media web 16 shown. The ultrasonic welding device 38 includes an anvil 40 , in the 2 below, and a rectangular step sonotrode 42 above.

Der Amboss 40 ist in einem Querschnitt in der 3 gezeigt. Der Amboss 40 weist eine abgestufte Arbeitsseite 44 , in den 2 bis 4 oben, auf. Die Arbeitsseite 44 ist im Detail in der 4 gezeigt. Die Arbeitsseite 44 ist einer Arbeitsfläche 46 der Sonotrode 42 zugewandt. Ein erhöhter, der Sonotrode 42 nächstliegender Abschnitt der Arbeitsseite 44, in den 2 bis 4 links, bildet eine rechteckige Schlagfläche 48 des Ambosses 40. Eine jeweilige Längenausdehnung des Ambosses 40, insbesondere der Schlagfläche 48, und der Arbeitsfläche 46 der Sonotrode 42 ist wenigstens so groß wie die Ausdehnung der Endabschnitte 18 und 20 in Richtung der Endkanten 34.The anvil 40 is in a cross section in the 3 shown. The anvil 40 has a graduated working side 44 , in the 2 to 4th above, on. The working side 44 is in detail in the 4th shown. The working side 44 is a work surface 46 the sonotrode 42 facing. A raised one, the sonotrode 42 closest section of the working page 44 , in the 2 to 4th left, forms a rectangular playing surface 48 of the anvil 40 . A respective length expansion of the anvil 40 , especially the face 48 , and the work surface 46 the sonotrode 42 is at least as large as the extension of the end sections 18th and 20th towards the end edges 34 .

Die Schlagfläche 48 weist ein gleichmäßiges Wellenprofil 50 auf, dessen Wellenberge von der Sonotrode 42 aus betrachtet Erhebungen 52 bilden. Die Erhebungen 52 und entsprechende Wellentäler des Wellenprofils 50 erstrecken sich parallel zueinander in Längsrichtung der Schlagfläche 48. Eine Höhe 54 der Erhebungen 52 beträgt zwischen 0,05 mm und 0,2 mm, bevorzugt 0,1 mm. Die Höhen 54 sind für alle Wellen des Wellenprofils 50 identisch. Sie sind in der 4 durch Pfeile 54 angedeutet. Die Höhe 54 entspricht dem Abstand zwischen den Spitzen der Erhebungen 52 und den Gründen der Wellentäler.The club face 48 has a uniform wave profile 50 whose wave crests from the sonotrode 42 from considered surveys 52 form. The surveys 52 and corresponding wave troughs of the wave profile 50 extend parallel to one another in the longitudinal direction of the face 48 . A height 54 of the surveys 52 is between 0.05 mm and 0.2 mm, preferably 0.1 mm. The heights 54 are for all waves of the wave profile 50 identical. they are in the 4th by arrows 54 indicated. The height 54 corresponds to the distance between the tips of the elevations 52 and the bottom of the wave troughs.

Seitliche Flanken der Erhebungen 52 verlaufen entlang von Mänteln von gedachten, identischen Kreiszylinderabschnitten 56. Die Kreiszylinderabschnitte 56 haben einen Radius zwischen 2 mm und 3 mm, bevorzugt 2,5 mm. Seitliche Flanken der Wellentäler des Wellenprofils 50 verlaufen ebenfalls entlang von Mänteln von gedachten Kreiszylinderabschnitten 58 mit einer Radius zwischen 2 mm und 3 mm, bevorzugt 2,5 mm. Bevorzugt sind die Radien der Kreiszylinderabschnitte 56 und der Kreiszylinderabschnitte 58 identisch.Lateral flanks of the elevations 52 run along the jacket of imaginary, identical circular cylinder sections 56 . The circular cylinder sections 56 have a radius between 2 mm and 3 mm, preferably 2.5 mm. Lateral flanks of the wave troughs of the wave profile 50 also run along the shells of imaginary circular cylinder sections 58 with a radius between 2 mm and 3 mm, preferably 2.5 mm. The radii of the circular cylinder sections are preferred 56 and the circular cylinder sections 58 identical.

Die Schlagfläche 48 schließt an ihren Längsseiten jeweils mit einer äußeren Erhebungen 52 des Wellenprofils 50 ab. Die jeweils äußeren seitlichen Flanken der äußeren Erhebungen 52 verlaufen entlang von Mänteln von gedachten Kreiszylinderabschnitten 60, welche einen Radius zwischen 2 mm und 3 mm, bevorzugt 2,5 mm, haben. Der Radius der äußeren Kreiszylinderabschnitte 60 kann bevorzugt identisch sein mit den Radien der Kreiszylinderabschnitte 56 und 58.The club face 48 closes on their long sides with an outer elevation 52 of the wave profile 50 from. The outer lateral flanks of the outer elevations 52 run along the shells of imaginary circular cylinder sections 60 , which have a radius between 2 mm and 3 mm, preferably 2.5 mm. The radius of the outer circular cylinder sections 60 can preferably be identical to the radii of the circular cylinder sections 56 and 58 .

Eine Breite 62 der Schlagfläche 48 in Richtung ihrer schmalen Seite beträgt zwischen 6 mm und 12 mm. Die Breite der Schlagfläche 48 kann abhängig von der Breite der zu verbindenden Endabschnitte 18 und 20 vorgegeben sein. Die Breite der zu verbindenden Endabschnitte 18 und 20 können abhängig von der Faltenhöhe des Filterbalges 12 vorgegeben sein. Bevorzugt kann die Breite der Schlagfläche 48 kleiner sein als die Breite der Endabschnitte 18 und 20. Die Breite 64 der Arbeitsseite 44 des Ambosses 40 beträgt etwa zwischen 25 und 35 mm, bevorzugt 30 mm. Ein Abstand 66 der Spitzen der Erhebungen 52 von einem abgestuften Abschnitt 68 der Arbeitsseite 44 beträgt zwischen 2 mm und 3 mm, bevorzugt 2,4 mm.One width 62 the clubface 48 in the direction of its narrow side is between 6 mm and 12 mm. The width of the clubface 48 can depend on the width of the end sections to be connected 18th and 20th be given. The width of the end sections to be joined 18th and 20th can depend on the pleat height of the filter bellows 12th be given. The width of the face can be preferred 48 be smaller than the width of the end sections 18th and 20th . The width 64 the working side 44 of the anvil 40 is approximately between 25 and 35 mm, preferably 30 mm. A distance 66 the tops of the bumps 52 of a stepped section 68 the working side 44 is between 2 mm and 3 mm, preferably 2.4 mm.

Auf der der Arbeitsseite 44 abgewandten Seite ist der Amboss 40 an beiden Längsseiten verbreitert. Der Amboss 40 kann dort in eine entsprechende Haltevorrichtung eingespannt werden kann.On the working side 44 remote side is the anvil 40 widened on both long sides. The anvil 40 can be clamped there in a corresponding holding device.

Die Arbeitsfläche 46 der Sonotrode 42 ist rechteckig. Eine Breite 70 der Arbeitsfläche 46, also die Ausdehnung in Richtung ihrer schmalen Seite, beträgt zwischen 6 mm und 12 mm. Die Breite 70 der Arbeitsfläche 46 entspricht etwa der Breite 62 der Schlagfläche 48 des Ambosses 40. Die Sonotrode 42 ist in einer Senkrichtung 72 linear auf die Schlagfläche 48 zu bewegbar, sodass die Arbeitsfläche 46 vollständig mit der Schlagfläche 48 überlappt. Die Senkrichtung 72 verläuft senkrecht zu der Arbeitsfläche 46.The work surface 46 the sonotrode 42 is rectangular. One width 70 the work surface 46 , i.e. the extension in the direction of its narrow side, is between 6 mm and 12 mm. The width 70 the work surface 46 corresponds roughly to the width 62 the clubface 48 of the anvil 40 . The sonotrode 42 is in a downward direction 72 linear on the face 48 too moveable, so the work surface 46 completely with the clubface 48 overlaps. The direction of descent 72 runs perpendicular to the work surface 46 .

Bei einem Verfahren zur Herstellung des Rundfilterelements 10 wird die ebene Medienbahn 16 aus der 5 zickzackförmig gefaltet. Die zickzackförmig gefaltete Medienbahn 16 ist in der 6 gezeigt. Die Endabschnitte 18 und 20 befinden sich dabei auf derselben Faltkantenseite der gefalteten Medienbahn 16.In a method for manufacturing the round filter element 10 becomes the level media path 16 from the 5 folded in a zigzag. The zigzag folded media web 16 is in the 6th shown. The end sections 18th and 20th are located on the same folded edge side of the folded media web 16 .

Anschließend wird die gefaltete Medienbahn 16 entlang ihrer Faltkanten 74 zu einem zylindrischen Hohlkörper geformt, der in der 2 gezeigt ist. Dabei befinden sich die beiden Endabschnitte 18 und 20 radial außen. Ihre Endkanten 34 befinden sich auf der radial äußeren Umfangsseite des dort noch offenen Filterbalgs 12. Die aneinander anliegenden Endabschnitte 18 und 20 werden in einen Spalt 76 zwischen der Arbeitsfläche 46 der Sonotrode 42 und der Schlagfläche 48 des Ambosses 40 so eingelegt, dass sich die Endkanten 34 auf der Seite des abgestuften Abschnittes 48 des Amboss 40 befinden. Der restliche Filterbalg 12 befindet sich auf der dem abgestuften Abschnitt 68 abgewandten Seite des Ambosses 40 und der Sonotrode 42 außerhalb der Spaltes 76.Then the folded media web 16 along their folding edges 74 shaped into a cylindrical hollow body, which is in the 2 is shown. The two end sections are located here 18th and 20th radially outside. Your end edges 34 are located on the radially outer peripheral side of the filter bellows, which is still open there 12th . The abutting end sections 18th and 20th be in a crack 76 between the work surface 46 the sonotrode 42 and the face 48 of the anvil 40 inserted so that the end edges 34 on the side of the stepped section 48 of the anvil 40 are located. The rest of the filter bellows 12th located on the the graduated section 68 remote side of the anvil 40 and the sonotrode 42 outside the gap 76 .

Die Sonotrode 42 wird in Senkrichtung 72 auf die Schlagfläche 48 des Ambosses 40 zubewegt. Mit der Sonotrode 42 werden Ultraschallschwingungen erzeugt, welche in das Material des Filtermediums 14 eingebracht werden. In den Bereichen der Erhebungen 52 der Schlagfläche 48 des Ambosses 40 wird das Filtermedium 14 erhitzt und schmilzt. Durch das Aufpressen der Sonotrode 42 auf die Erhebungen 52 der Schlagfläche 48 werden die Endabschnitte 18 und 20 entlang der Erhebungen 52 zu Ultraschallschweißlinien 22 verschweißt. Dabei werden alle Verbindungsstellen zwischen dem Endabschnitt 18 und dem Endabschnitt 20 entlang aller Erhebungen 52 simultan verschweißt. In Bereichen außerhalb der Erhebungen 52 werden die Ultraschallschwingungen im Filtermedium 14 gedämpft, so dass Überhitzungen oder Verbrennungen verhindert werden. Das Wellenprofil 50 der Schlagfläche 48 stellt sich nach der Verschweißung als Negativprofil auf der dem Amboss 40 zugewandten Oberfläche des Endabschnitts 20 dar. Im Bereich der Ultraschallschweißlinien 22 ist das Material des Endabschnitts 20 komprimiert.The sonotrode 42 is in the lowering direction 72 on the club face 48 of the anvil 40 moved towards. With the sonotrode 42 ultrasonic vibrations are generated which penetrate the material of the filter medium 14th be introduced. In the areas of the surveys 52 the clubface 48 of the anvil 40 becomes the filter medium 14th heated and melted. By pressing on the sonotrode 42 on the surveys 52 the clubface 48 become the end sections 18th and 20th along the elevations 52 to ultrasonic welding lines 22nd welded. Thereby all connection points between the end section 18th and the end section 20th along all elevations 52 welded simultaneously. In areas outside the surveys 52 the ultrasonic vibrations in the filter medium 14th dampened to prevent overheating or burns. The wave profile 50 the clubface 48 after welding it turns out to be a negative profile on the anvil 40 facing surface of the end portion 20th in the area of the ultrasonic welding lines 22nd is the material of the end section 20th compressed.

Nach der Verschweißung wird die Sonotrode 42 entgegen der Senkrichtung 72 von dem Amboss 40 entfernt. Die miteinander verbundenen Endabschnitte 18 und 20 des umfangsmäßig geschlossenen Filterbalgs 12, welcher in der 7 gezeigt ist, können aus der Ultraschallschweißvorrichtung 38 herausgenommen werden. Schließlich werden in nicht weiter interessierender Weise die Einlassendscheibe 24 und die untere Endscheibe 26 dicht an den Stirnseiten des Filterbalgs 12 befestigt.After welding, the sonotrode 42 against the lowering direction 72 from the anvil 40 away. The interconnected end sections 18th and 20th the circumferentially closed filter bellows 12th , which in the 7th shown can be made from the ultrasonic welding device 38 be taken out. Finally, in a way that is of no further interest, the inlet end cap becomes 24 and the lower end plate 26th close to the face of the filter bellows 12th attached.

In den 8 bis 12 sind Verfahrensschritte bei der Herstellung des Filterbalgs 112 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus den 1 bis 7 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen zuzüglich 100 versehen. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Medienbahn 16 nicht gefaltet wird. Die Medienbahn 16 wird, wie in der 8 gezeigt, so gebogen, dass die Endabschnitte 18 und 20 aneinander anliegen. Die aneinandergelegten Endabschnitte 18 und 20 werden, wie in der 9 gezeigt, analog zur Herstellung des Filterbalges 12 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in den Spalt 76 der Ultraschallschweißvorrichtung 38 eingelegt. Anschließend wird, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, die Sonotrode 42 in Senkrichtung 72 abgesenkt und die Endabschnitte 18 und 20, wie in der 10 gezeigt, entlang der Erhebungen 52 der Schlagfläche 48 des Amboss 40 mittels Einbringung von Ultraschallschwingungen mit der Sonotrode 42 verschweißt. Ein Querschnitt der ultraschallverschweißten Endabschnitte 18 und 20 ist in der 11 gezeigt. Der umfangsmäßig geschlossene Filterbalg 112 ist in der 12 dargestellt. Anschließend werden wie beim Filterbalg 112 analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel die Endscheiben angebracht.In the 8th to 12th are process steps in the manufacture of the filter bellows 112 shown according to the second embodiment. Those elements that correspond to those of the first embodiment from the 1 to 7th are similar are given the same reference numerals 100 Mistake. The second embodiment differs from the first embodiment in that the media web 16 is not folded. The media train 16 will, as in the 8th shown bent so that the end sections 18th and 20th lie against each other. The adjacent end sections 18th and 20th be like in the 9 shown, analogous to the manufacture of the filter bellows 12th according to the first embodiment in the gap 76 the ultrasonic welding device 38 inserted. Then, as in the first embodiment, the sonotrode 42 in the lowering direction 72 lowered and the end sections 18th and 20th , like in the 10 shown along the elevations 52 the clubface 48 of the anvil 40 by introducing ultrasonic vibrations with the sonotrode 42 welded. A cross section of the ultrasonically welded end sections 18th and 20th is in the 11 shown. The circumferentially closed filter bellows 112 is in the 12th shown. Then as with the filter bellows 112 the end plates are attached analogously to the first exemplary embodiment.

In der 13 ist eine Ultraschallschweißvorrichtung 238 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Ultraschallschweißvorrichtung 238 eignet sich zum Verschweißen der Endabschnitte 18 und 20 des Filterbalges 12 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus den 1, 2 und 7 und des Filterbalges 112 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aus den 8 und 12. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus den 2 bis 4, 9 und 10 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen zuzüglich 100 versehen. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass anstelle des Ambosses 40 ein Rotationsamboss 240 und anstelle der Rechteck-Stufen Sonotrode 42 eine Rotationssonotrode 242 vorgesehen ist.In the 13 is an ultrasonic welding device 238 shown according to a second embodiment. The ultrasonic welding device 238 is suitable for welding the end sections 18th and 20th of the filter bellows 12th according to the first embodiment from the 1 , 2 and 7th and the filter bellows 112 according to the second embodiment from the 8th and 12th . Those elements that correspond to those of the first embodiment from the 2 to 4th , 9 and 10 are similar are given the same reference numerals 100 Mistake. The second embodiment differs from the first embodiment in that instead of the anvil 40 a rotary anvil 240 and instead of the rectangular step sonotrode 42 a rotary sonotrode 242 is provided.

Der Rotationsamboss 240 hat die Form eines Kreiszylinders, der um eine zum Kreiszylinder koaxiale Rotationsachse 278 drehbar ist. Eine Schlagfläche 248 erstreckt sich umfangsmäßig an der radial äußeren Umfangsseite des Rotationsamboss 42. Die Schlagfläche 248 weist ein Wellenprofil 250 mit Erhebungen 252 auf. Die Erhebungen 252 verlaufen umfangsmäßig geschlossen parallel zueinander nebeneinander und koaxial zur Rotationsachse 278.The rotary anvil 240 has the shape of a circular cylinder that rotates around an axis of rotation that is coaxial with the circular cylinder 278 is rotatable. A club face 248 extends circumferentially on the radially outer circumferential side of the rotary anvil 42 . The club face 248 has a wave profile 250 with surveys 252 on. The surveys 252 run circumferentially closed parallel to one another and coaxially to the axis of rotation 278 .

Die Rotationssonotrode 242 hat die Form eines Kreiszylinders, welcher um eine zum Kreiszylinder koaxiale Rotationsachse 280 drehbar ist. Die radial äußere Umfangsseite der Rotationssonotrode 242 bildet deren Arbeitsfläche 246. Die Rotationsachse 278 des Rotationsamboss 240 verläuft parallel zur Rotationsachse 280 der Rotationssonotrode 242 und ist so angeordnet, dass zwischen der Arbeitsfläche 246 der Rotationssonotrode 242 und der Schlagfläche 248 des Rotationsambosses 240 ein Spalt 276 verbleibt. Die Ausdehnung des Rotationsamboss 240 und der Sonotrode 242 axial zu ihrer jeweiligen Rotationsachse 278 und 280 entspricht in etwa der Breite der Endabschnitte 18 und 20 der Medienbahn 16.The rotary sonotrode 242 has the shape of a circular cylinder, which rotates around an axis of rotation that is coaxial with the circular cylinder 280 is rotatable. The radially outer circumferential side of the rotary sonotrode 242 forms their work surface 246 . The axis of rotation 278 of the rotary anvil 240 runs parallel to the axis of rotation 280 the rotary sonotrode 242 and is arranged so that between the work surface 246 the rotary sonotrode 242 and the face 248 of the rotary anvil 240 A gap 276 remains. The expansion of the rotary anvil 240 and the sonotrode 242 axially to their respective axis of rotation 278 and 280 corresponds roughly to the width of the end sections 18th and 20th the media 16 .

In der 13 ist beispielhaft die Verschweißung des sternförmigen Filterbalges 12 gezeigt. Zum Verschweißen werden die aneinandergelegten Endabschnitte 18 und 20 mit einer Stirnseite 23 des späteren Filterbalgs 12 voran in Richtung der Endkanten 34 in den Spalt 276 zwischen der Rotationssonotrode 242 und dem Rotationsamboss 240 gesteckt. Der Rotationsamboss 240 und die Rotationssonotrode 242 drehen sich in entgegengesetzten Drehsinn um ihre jeweilige Rotationsachse 278 und 280 derart, dass die Endabschnitte 18 und 20 in einer Förderrichtung 282, in der 18 angedeutet durch einen Pfeil, parallel zu den Endkanten 34 der Endabschnitte 18 und 20 durch den Spalt 276 befördert werden. Der Rotationsamboss 240 und die Rotationssonotrode 242 rollen dabei in Richtung der Endkanten 34 ab. Analog zur Ultraschallschweißvorrichtung 38 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus den 2, 9 und 10 wird das Material des Filtermediums 14 entlang der Erhebungen 252 mittels der Ultraschalleingabe erhitzt und erreicht. Das weiche Material durchdringt Endabschnitte 18 und 20 und bildet die Ultraschallschweißlinien. In der 13 sind die Ultraschallschweißlinien unten an dem Endabschnitt 20 verdeckt angeordnet und daher nicht sichtbar. Beim Abrollen der Rotationssonotrode 242 und des Rotationsambosses 240 werden bezüglich der Förderrichtung 282 auf einer Höhe liegende Verbindungsstellen der nebeneinanderliegenden Erhebungen 252 simultan verschweißt.In the 13 is an example of the welding of the star-shaped filter bellows 12th shown. The end sections placed against one another are used for welding 18th and 20th with one face 23 of the later filter bellows 12th forward towards the end edges 34 in the gap 276 between the rotary sonotrode 242 and the rotary anvil 240 plugged. The rotary anvil 240 and the rotary sonotrode 242 rotate in opposite directions around their respective axis of rotation 278 and 280 such that the end sections 18th and 20th in one conveying direction 282 , in the 18th indicated by an arrow, parallel to the end edges 34 of the end sections 18th and 20th through the gap 276 to get promoted. The rotary anvil 240 and the rotary sonotrode 242 roll in the direction of the end edges 34 from. Analogous to the ultrasonic welding device 38 according to the first embodiment from the 2 , 9 and 10 becomes the material of the filter medium 14th along the elevations 252 heated and achieved by means of ultrasonic input. The soft material penetrates end sections 18th and 20th and forms the ultrasonic welding lines. In the 13 are the ultrasonic weld lines at the bottom of the end portion 20th concealed and therefore not visible. When unrolling the rotary sonotrode 242 and des Rotary anvil 240 are related to the conveying direction 282 connecting points of the adjacent elevations lying at the same level 252 welded simultaneously.

In der 14 ist eine Ultraschallschweißvorrichtung 338 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Die Ultraschallschweißvorrichtung 238 eignet sich zum Verschweißen der Endabschnitte 18 und 20 des Filterbalges 12 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus den 1, 2 und 7 und des Filterbalges 112 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aus den 8 und 12. Diejenigen Elemente, die zu denen des zweiten Ausführungsbeispiels aus der 13 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen zuzüglich 100 versehen. Im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel aus der 13 erstrecken sich die Erhebungen 352 der Schlagfläche 353 des Rotationsambosses 340 an der radial äußeren Umfangsseite des Rotationsambosses 340 axial zur Rotationsachse 378. Die Erhebungen 352 sind umfangsmäßig nebeneinander angeordnet. Die Schlagfläche 348 erstreckt sich im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel lediglich über einen Teil des Umfangs des Rotationsambosses 340. Alternativ kann sich die Schlagfläche 348 auch über den gesamten Umfang des Rotationsambosses 340 erstrecken. Die Rotationsachsen 378 und 380 der Rotationssonotrode 342 und des Rotationsamboss 340 erstrecken sich parallel zu den Endkanten 34 der Endabschnitte 18 und 20 der Medienbahn 16. Die Rotationssonotrode 342 und der Rotationsamboss 340 haben jeweils eine Ausdehnung axial zu ihrer jeweiligen Rotationsachse 378 und 380, welche der Ausdehnung der Endabschnitte 18 und 20 in Richtung der Endkanten 34 entspricht.In the 14th is an ultrasonic welding device 338 according to a third embodiment. The ultrasonic welding device 238 is suitable for welding the end sections 18th and 20th of the filter bellows 12th according to the first embodiment from the 1 , 2 and 7th and the filter bellows 112 according to the second embodiment from the 8th and 12th . Those elements that correspond to those of the second embodiment from the 13 are similar are given the same reference numerals 100 Mistake. In contrast to the second embodiment from 13 extend the elevations 352 the clubface 353 of the rotary anvil 340 on the radially outer peripheral side of the rotary anvil 340 axial to the axis of rotation 378 . The surveys 352 are arranged circumferentially next to one another. The club face 348 In contrast to the second exemplary embodiment, it extends only over part of the circumference of the rotary anvil 340 . Alternatively, the clubface can be 348 also over the entire circumference of the rotary anvil 340 extend. The axes of rotation 378 and 380 the rotary sonotrode 342 and the rotary anvil 340 extend parallel to the end edges 34 of the end sections 18th and 20th the media 16 . The rotary sonotrode 342 and the rotary anvil 340 each have an extension axially to their respective axis of rotation 378 and 380 which the extension of the end sections 18th and 20th towards the end edges 34 corresponds.

In der 14 ist beispielhaft die Verschweißung des ungefalteten Filterbalges 112 gezeigt. Zum Verschweißen werden die aneinander anliegenden Endabschnitte 18 und 20 der Medienbahn 16 mit den Endkanten 34 voraus so in einen Spalt 376 zwischen der Arbeitsfläche 346 der Rotationssonotrode 342 und der Schlagfläche 348 des Rotationsambosses 340 eingelegt, dass die Endkanten 34 parallel zu den Rotationsachsen 378 und 380 ausgerichtet sind. Der Rotationsamboss 340 und die Rotationssonotrode 242 drehen sich in entgegengesetztem Drehsinn, derart, dass die aneinandergelegten Endabschnitte 18 und 20 in einer Förderrichtung 382 senkrecht zum Verlauf der Endkanten 34 in den Spalt 376 gezogen werden. Der Rotationsamboss 340 und die Rotationssonotrode 342 rollen jeweils auf der entsprechenden Oberfläche der Endabschnitte 18 und 20 ab. Dabei werden, analog zu den vorigen Ausführungsbeispielen, die Endabschnitte 18 und 20 entlang der Erhebungen 352 der Schlagfläche 353 des Rotationsamboss 340 zu Ultraschallschweißlinien verschweißt. Die Ultraschallschweißlinien sind in der 19 der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht gezeigt.In the 14th is an example of the welding of the unfolded filter bellows 112 shown. The end sections resting against one another are used for welding 18th and 20th the media 16 with the end edges 34 ahead so in a crack 376 between the work surface 346 the rotary sonotrode 342 and the face 348 of the rotary anvil 340 inserted that the end edges 34 parallel to the axes of rotation 378 and 380 are aligned. The rotary anvil 340 and the rotary sonotrode 242 rotate in the opposite direction, in such a way that the abutting end sections 18th and 20th in one conveying direction 382 perpendicular to the course of the end edges 34 in the gap 376 to be pulled. The rotary anvil 340 and the rotary sonotrode 342 roll each on the corresponding surface of the end sections 18th and 20th from. In this case, analogously to the previous exemplary embodiments, the end sections 18th and 20th along the elevations 352 the clubface 353 of the rotary anvil 340 welded to form ultrasonic welding lines. The ultrasonic welding lines are in the 19th not shown for reasons of clarity.

Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen eines Filterelements 10, eines Filterbalges 12; 112, eines Verfahrens und einer Vorrichtung 38; 238; 338 zur Herstellung eines Filterelements 10 sind unter anderem folgende Modifikationen möglich:

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf Rundfilterelemente von Kraftstofffiltern. Vielmehr kann sie auch bei andersartigen Filterelementen angewendet werden, bei denen eine Medienbahn aus einem flächigen Filtermedium zu einem umfangsmäßig geschlossenen Hohlkörper gestaltet ist, welcher zur Filtrierung des Fluids von innen nach außen oder von außen nach innen durchströmbar ist. Die Erfindung kann statt bei Kraftstofffiltern auch bei andersartigen Filtern für Fluid, beispielsweise Öl, Wasser oder Luft, eingesetzt werden. Statt im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik kann die Erfindung auch bei andersartigen Brennkraftmaschinen, beispielsweise Industriemotoren, verwendet werden. Die Erfindung kann statt bei Brennkraftmaschinen auch in andersartigen technischen Bereichen, beispielsweise bei der Wasserfiltration oder Luftfiltration, Einsatz finden.

In all of the above-described exemplary embodiments of a filter element 10 , a filter bellows 12th ; 112 , a method and an apparatus 38 ; 238 ; 338 for the production of a filter element 10 The following modifications are possible:

The invention is not limited to round filter elements of fuel filters. Rather, it can also be used with other types of filter elements in which a media path is designed from a flat filter medium to form a circumferentially closed hollow body through which the fluid can be filtered from the inside to the outside or from the outside to the inside. Instead of using fuel filters, the invention can also be used with other types of filters for fluid, for example oil, water or air. Instead of being used in the field of automotive engineering, the invention can also be used in other types of internal combustion engines, for example industrial engines. Instead of being used in internal combustion engines, the invention can also be used in other types of technical fields, for example in water filtration or air filtration.

Das Filterelement 10 kann statt austauschbar auch fest in einem Filtergehäuse des Filters angeordnet werden.The filter element 10 can also be fixed in a filter housing of the filter instead of replaceable.

Das Filterelement kann statt eines runden Querschnitts auch einen ovalen oder eckigen Querschnitt haben. Das Filterelement kann statt auch konisch zulaufen.The filter element can also have an oval or angular cross section instead of a round cross section. The filter element can be tapered instead of.

Das Rundfilterelement 10 kann statt von radial innen nach radial außen auch in umgekehrter Richtung von radial außen nach radial innen durchströmt werden.The round filter element 10 instead of from radially inside to radially outside, the flow can also flow in the opposite direction from radially outside to radially inside.

Das Filtermedium 14 kann statt mehrlagig auch einlagig sein.The filter medium 14th can also be single-layer instead of multiple layers.

Das Filtermedium 14 kann statt eines Glasfasermischgewebes auch ein andersartiges plastifizierbares oder mit einem plastifizierbaren Material modifiziertes Filtermedium aufweisen. Beispielsweise kann das Filtermedium ein cellulosehaltiges Material, ein Polyesterfasern aufweisendes Material, ein Vliesmaterial und/oder laminierte Papiere aufweisen. Erfindungsgemäß weist das Filtermedium ein oder mehrere Deckschichten aus thermoplastischen Materialien auf. Insbesondere kann die Deckschicht bzw. können die Deckschichten als Meltblownlage oder Nanofaserschicht ausgebildet sein, die für das Verschweißen verwendet werden. In diesem Fall kann der Gewichtsanteil der thermoplastischen Materialien an dem Gesamtfiltermedium kleiner als 3 %, insbesondere zwischen 3 % und 0,5 %, sein.The filter medium 14th Instead of a glass fiber composite fabric, it can also have a different type of plasticizable filter medium or a filter medium modified with a plasticizable material. For example, the filter medium can comprise a cellulose-containing material, a material comprising polyester fibers, a nonwoven material and / or laminated papers. According to the invention, the filter medium has one or more cover layers made of thermoplastic materials. In particular, the cover layer or the cover layers can be designed as a meltblown layer or nanofiber layer that is used for the welding. In this case, the proportion by weight of the thermoplastic materials in the total filter medium can be less than 3%, in particular between 3% and 0.5%.

Das Filtermedium 14 kann auch einen Gewichtsanteil von weniger als 10 % oder mehr als 15 % an plastifizierbarem Material aufweisen. Das Filtermedium 14 auch aus einem plastifizierbaren Filtermaterial bestehen.The filter medium 14th can also have a weight fraction of less than 10% or more than 15% of plasticizable material. The filter medium 14th also consist of a plasticizable filter material.

Die Schlagfläche 48; 248; 348 des Ambosses 40; 240; 340 kann statt eines Wellenprofils 50; 250; 350 auch ein andersartiges Profil, beispielsweise ein Zickzackprofil, zur Realisierung der Erhebungen 52; 252; 352 haben. Es können auch mehr oder weniger als die in den Figuren dargestellten Erhebungen 52; 252; 352 vorgesehen sein.The club face 48 ; 248 ; 348 of the anvil 40 ; 240 ; 340 can instead of a wave profile 50 ; 250 ; 350 also a different type of profile, for example a zigzag profile, for realizing the elevations 52 ; 252 ; 352 to have. It can also be more or less than the elevations shown in the figures 52 ; 252 ; 352 be provided.

Anstelle der Rechteck-Stufensonotrode 42 kann der Ultraschallschweißvorrichtung 38 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auch eine andersartige, stempelartig bewegbare Sonotrode mit einer rechteckigen Arbeitsfläche eingesetzt werden. Beispielsweise kann auch eine Keilsonotrode verwendet werden. Anstelle der Sonotrode kann auch der Amboss stempelartig bewegt werden. Es können auch sowohl die Sonotrode als auch der Amboss bewegt werden.Instead of the rectangular step sonotrode 42 can use the ultrasonic welding machine 38 According to the first exemplary embodiment, a different type of sonotrode which can be moved in the manner of a stamp and has a rectangular working surface can also be used. For example, a wedge sonotrode can also be used. Instead of the sonotrode, the anvil can also be moved like a punch. Both the sonotrode and the anvil can also be moved.

Bei den Ultraschallschweißvorrichtungen 238; 338 gemäß dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel aus den 13 und 14 kann statt des Rotationsamboss 240; 340 auch ein Amboss ähnlich dem etwa quaderförmigen Amboss 40 der Ultraschallschweißvorrichtung 38 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus den 2 bis 4 verwendet werden. In diesem Fall können die Endabschnitte 18 und 20 der Medienbahn 16 bei der Verschweißung statisch auf der Arbeitsfläche des Amboss liegen und die entsprechende Rotationssonotrode 242; 342 kann auf den Endabschnitten 18 und 20 entsprechend abgerollt werden.With the ultrasonic welding devices 238 ; 338 according to the second and third exemplary embodiment from FIGS 13 and 14th can instead of the rotary anvil 240 ; 340 also an anvil similar to the roughly cuboid anvil 40 the ultrasonic welding device 38 according to the first embodiment from the 2 to 4th be used. In this case, the end sections 18th and 20th the media 16 static on the work surface of the anvil during welding and the corresponding rotary sonotrode 242 ; 342 can be on the end sections 18th and 20th be unrolled accordingly.

Claims

Filter element (10) of a filter for fluid, in particular oil, fuel, water or air, in particular an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, with a media web (16) made of a flat filter medium (14) which forms a circumferentially closed hollow body (12; 112 ) is designed, through which the fluid can be filtered from the inside to the outside or from the outside to the inside, with two end sections (18, 20) of the media web (16) being tightly connected to one another, characterized in that the two end sections (18, 20 ) are welded to one another along at least two welding lines (22) and wherein the filter medium has one or more cover layers made of thermoplastic materials.

Filter element after Claim 1 , characterized in that the at least two welding lines (22) extend next to one another, in particular parallel, along the two end sections (18, 20).

Filter element after Claim 1 or 2 , characterized in that at least one of the end sections (20) has a wave profile or a zigzag profile at least on its side facing away from the other end section (18), the wave troughs of which each extend along one of the welding lines (22).

Filter element according to one of the preceding claims, characterized in that the filter medium (14) has cellulose-containing material, glass fiber mixed fabric, material containing polyester fibers, nonwoven material and / or laminated papers.

Filter element according to one of the preceding claims, characterized in that the filter medium (14) has several layers.

Filter element according to one of the preceding claims, characterized in that the media web (16) is folded in a star shape.

Method for producing a filter element (10), in particular according to one of the preceding claims, of a filter for fluid, in particular oil, fuel, water or air, in particular an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, in which a media web (16) consists of a flat filter medium ( 14) is designed into a circumferentially closed hollow body (12; 112) and two end sections (18, 20) of a media web (16) made of a flat filter medium (14) are connected to one another, characterized in that the two end sections (18, 20) are welded to one another along at least two welding lines (22) and wherein the filter medium has one or more cover layers made of thermoplastic materials.

Procedure according to Claim 7 , characterized in that connection points are welded simultaneously along at least one of the at least two welding lines (42).

Procedure according to Claim 7 , characterized in that connection points are welded one after the other along the at least two welding lines (42).

Method according to one of the Claims 7 to 9 , characterized in that the media web (16) is pleated or folded in a zigzag shape and then the two end sections (18, 20) are welded together.

Device for producing a filter element (10), in particular according to one of the Claims 1 to 6th , a filter for fluid, in particular oil, fuel, water or air, in particular an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, in particular for performing the method according to one of the Claims 7 to 10 , with at least one sonotrode (42; 242; 342) and at least one anvil (40; 240; 340), between which two end sections (18, 20) of a media web (16) made of a flat filter medium (14) for connecting to one another by means of ultrasonic welding can be introduced adjacent, characterized in that the at least one anvil (40; 240; 340) has a striking surface (48; 248; 348) with at least two elongated elevations (52; 252; 352) for the realization of spaced welding lines (22) for connecting the two end sections (18, 20).

Device according to Claim 11 , characterized in that the striking surface (48; 248; 348) of the at least one anvil (40; 240; 340) has a wave profile (50; 250; 350) or a zigzag profile for realizing the at least two elongate elevations (52; 252; 352 ) having.

Device according to Claim 11 or 12th , characterized in that the striking surface (48; 248; 348) is rectangular.

Device according to one of the Claims 11 to 13 , characterized in that the sonotrode is a piston-like movable sonotrode with a rectangular working surface, in particular a rectangular stepped sonotrode (42) or a wedge sonotrode, or a rotation sonotrode (22; 342).