DE1020602B

DE1020602B - Method for gluing a sealing disc to the front end of a folded, ring-shaped filter element

Info

Publication number: DE1020602B
Application number: DEF16393A
Authority: DE
Inventors: Carl G Hockett; Clarke A Rodman
Original assignee: Fram Corp
Current assignee: Fram Corp
Priority date: 1953-12-18
Filing date: 1954-12-17
Publication date: 1957-12-12

Description

Verfahren zum Verkleben einer Verschlußscheibe mit dem Stirnende eines gefalteten, ringförmigen Filterelementes Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verkleben einer Verschlußscheibe mit dem Stirnende eines gefalteten, ringförmigen Filterelementes, dessen Falten sich in Richtung der Ringachse erstrecken. Method for gluing a sealing disc to the front end of a pleated, annular filter element. The invention relates to a Method for gluing a sealing disc to the front end of a folded, annular filter element, the folds of which extend in the direction of the ring axis.

Für Verschlußscheiben aus Papier ist es bekannt, diese mittels eines härtenden Harzes auf ein gefaltetes, ringförmiges Filterelement aufzukleben, z. B. mittels eines Phenol-Formaldehyd-Harzes, das bei der Aufbringung unter Wärme und Druck erhärtet. Die Verwendung eines derartigen harten Klebemittels macht den gebildeten Filtereinsatz an der Klebeverbindungsstelle und an den Verschlußscheiben brüchig und daher durch Öl angreifbar. For sealing disks made of paper, it is known to do so by means of a glue hardening resin onto a folded, annular filter element, e.g. B. by means of a phenol-formaldehyde resin, which when applied under heat and pressure hardened. The use of such a hard adhesive makes the formed filter insert at the adhesive joint and on the sealing discs brittle and therefore vulnerable to oil.

Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil für die Verbindung einer Verschluß scheibe aus Fasermaterial mit einem porösen Element aus Fasermaterial zu beheben. Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung eine aus Polyvinylchloridharz und/oder einem Kopolymerisat und Weichmacher, gegebenenfalls auch einem flüchtigen Lösungsmittel bestehende Paste, auf die anzuklebende Oberfläche der Verschluß scheibe aufgebracht und auf den Erweichungspunkt des Harzes erhitzt, bis das Harz in eine beständige, zunächst flüssige Phase übergeht, in die Poren des porösen Werkstoffes eindringt und schließlich eine festeKlebverbindung herstellt, während die Verschlußscheibe an die Stirnkanten der Falten des Filterringes angepreßt wird. The invention aims at this disadvantage for the connection of a Closure disc made of fiber material with a porous element made of fiber material to fix. For this purpose, according to the invention, one made of polyvinyl chloride resin is used and / or a copolymer and plasticizer, optionally also a volatile one Solvent existing paste, on the surface to be glued to the closure disc applied and heated to the softening point of the resin until the resin turns into a stable, initially liquid phase passes into the pores of the porous material penetrates and finally creates a firm adhesive connection, while the sealing disc is pressed against the front edges of the folds of the filter ring.

Das Verfahren, eine Paste der genannten Zusammensetzung zu einer Klebverbindung zwischen einem Filterring und einer Verschluß scheibe zu verwenden, wobei die Erwärmung der Paste bis zur Gelierung geführt werden kann, ist bereits Gegenstand eines älteren Rechtes, nach dem eine aus Metall und/oder hartem Kunstharz bestehende Verschlußscheibe auf dem Stirnende des Filterringes befestigt werden soll. In diesem Fall bedarf es für eine beständige Klebverbindung zunächst der Aufbringung einer Lackschicht auf die Verschluß scheibe, da die Vinylharzpaste an der harten Metall- oder Kunstharzoberfläche schlecht haftet. Beim Erfindungsgegenstand hingegen ist die Anbringung einer solchen Lackschicht überflüssig und besteht gegenüber dem früheren Vorschlag der Vorteil, daß durch das Einsickern der Paste in die Poren der aus faserigem Material bestehenden Stirnscheibe und des aus faserigem Material bestehenden Filterringes eine besonders gute Klebverbindung hergestellt wird. The process of making a paste of said composition into a To use an adhesive connection between a filter ring and a locking disc, where the heating of the paste can be carried out until it gels, is already Subject of an earlier right, according to which one made of metal and / or hard synthetic resin existing sealing disc to be attached to the front end of the filter ring target. In this case, a permanent adhesive bond must first be applied a layer of lacquer on the shutter disc because the vinyl resin paste on the hard Metal or synthetic resin surface does not adhere well. With the subject matter of the invention, however the application of such a layer of lacquer is superfluous and exists compared to the earlier proposal had the advantage of allowing the paste to seep into the pores the end disk made of fibrous material and the one made of fibrous material existing filter ring a particularly good adhesive bond is made.

Eine derartige Klebverbindung läßt sich sehr viel einfacher und sicherer herstellen als eine bekannte Verbindung zwischen einem gefalteten Filterelement und einer Verschlußscheibe, die mit einem plastischen Älaterial, wie Kautschuk, versehen ist, das aufquellende Mittel einschließt und wobei während einer Wärmebehandlung das Filtermaterial in einem starren Rahmen gehalten wird. Such an adhesive connection can be made much easier and safer establish as a known connection between a pleated filter element and a sealing disc, which is coated with a plastic material such as rubber, is provided, the swelling agent includes and wherein during a Heat treatment the filter material is held in a rigid frame.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch wesentlich einfacher als ein anderes bekanntes Verfahren, bei dem ein gießbarer, plastischer Werkstoff, z. B. ein wärmehärtendes Kunstharz, um die Stirnkanten eines gefalteten Filterelementes herumgegossen wird. Auch bei diesem Verfahren ergibt sich eine brüchige Klebverbindung. The inventive method is also much simpler than another known method in which a castable, plastic material, e.g. B. a thermosetting resin to the end edges of a pleated filter element is poured around. This method also results in a brittle bond.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen für praktische Ausführungsformen beschrieben, und zwar zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Filtereinsatz gemäß der Erfindung, wobei der obere Teil des Einsatzes im wesentlichen nach der Linie 1-1 der Fig. 2 weggebrochen ist, Fig. 2 in größerem Maßstab einen Teilschnitt einer Seitenansicht des Olfiltereinsatzes nach Fig. 1. The invention is illustrated below with reference to the drawings for practical purposes Embodiments described, namely Fig. 1 shows a plan view of a filter insert according to the invention, wherein the upper part of the insert substantially according to the Line 1-1 of Fig. 2 is broken away, Fig. 2 is a partial section on a larger scale a side view of the oil filter insert according to FIG. 1.

In der Zeichnung ist der Filterring als Ganzes mit 10 bezeichnet, der aus einem langen Bogen aus porösem Papier zu Falten 11 gefalzt ist. Dieser gefaltete Bogen ist um ein Mittelrohr 13 herum angeordnet und bildet den Filterring, dessen Falzlinien 11 parallel zur Ringachse verlaufen. An der Stoßstelle der Enden des gefalteten Bogens können diese wie bei 12 miteinander überlappt sein. Das Mittelrohr 13 kann aus versdiedenen, verhältnismäßig steifen Werkstoffen. wie Papier oder Metall, bestehen. In the drawing, the filter ring is designated as a whole with 10, which is folded into folds 11 from a long sheet of porous paper. This folded arc is arranged around a central pipe 13 and forms the filter ring, whose fold lines 11 run parallel to the ring axis. At the joint of the ends of the folded sheet, these can be overlapped with one another as at 12. The central tube 13 can be made of various, relatively rigid materials. like paper or metal, exist.

Es kommt darauf an, die Stirnenden des Ringes 10 zu verschließen, so daß das zu filternde Öl, das die Außenseite des Ringes umgibt, nicht um die Stirnenden der Falten 11 herumströmen und in das Rohr 13 eindringen kann, das ja nur gefiltertes Öl aufnehmen soll. Bei der gezeigten Bauweise besteht der Verschluß für jedes der Stirnenden des Ringes 10 aus einer Papierscheibe 15 mit einer Mittelbohrung 16 die das nicht gezeichnete übliche mittlere Öl rohr aufnimmt. It is important to close the ends of the ring 10, so that the oil to be filtered that surrounds the outside of the ring, not around the front ends of the folds 11 can flow around and penetrate into the tube 13, which is only filtered To absorb oil. In the construction shown, there is a closure for each of the Front ends of the ring 10 from a paper disc 15 with a central bore 16 the the usual middle oil tube, not shown, takes up.

Der Ring 10 kann aus einer Faserstoffbahn gebildet sein, und zwar vorzugsweise aus zähem, dauerhaftem, porösem Papier, das mit einem Harzwerkstoff, z. B. The ring 10 can be formed from a fibrous web, namely preferably made of tough, durable, porous paper, which is coated with a resin material, z. B.

Phenolformaldehyd, behandelt ist, welches ihm mechanische Festigkeit und Zähigkeit verleiht und einer Erweichung bei Gegenwart von Wasser und Öl Widerstand leistet. Die Scheiben 15 sollen mit einem Werkstoff behandelt werden, der ihnen Steifigkeit und Dauerhaftigkeit verleiht, so daß sie unter der Einwirkung von im Filtergehäuse befindlichem Wasser und Öl nicht zerfallen. Der zu dieser Behandlung der Papierscheiben verwendete Werkstoff soll die Poren des Papiers nicht bis zu einem Ausmaß schließen, bei dem das Plastisol-Bindemittel in das Papier nicht mehr eindringen könnte und keine feste Verbindung ergeben würde.Phenol-formaldehyde, which gives it mechanical strength and imparts toughness and resistance to softening in the presence of water and oil perform. The discs 15 are to be treated with a material that gives them Stiffness and durability so that they can be exposed to im The water and oil in the filter housing do not disintegrate. The one for this treatment The material used in the paper discs should not open up to the pores of the paper close to the extent that the plastisol binder ceases to be in the paper could penetrate and would not result in a permanent connection.

Um die Papierscheiben 15 fest mit den einander gegenüberliegenden Stirnenden des gefalteten Ringes 10 zu verbinden, muß man erfindungsgemäß nur auf eine Oberseite jeder der Scheiben 15 eine Schicht einer Vinylharzpaste 14 aufspritzen, die einige hundertstel Zoll Dicke erhalten kann. Diese Vinylpaste kann bei Zimmertemperatur aufgetragen werden, worauf jede der so vorbereiteten Endscheiben gegen ein Stirnende des gefalteten Ringes gedrückt wird. Der auf diese Weise gebildete Filtereinsatz wird dann in aufrechter Stellung zwischen eine untere Tragplatte und eine obere Preßplatte eingebracht Mittels dieser Platten wird auf die Scheiben 15 ein Druck ausgeübt, der dazu ausreicht, die Faltenkanten 11 in die Paste 14 gemäß Fig. 2 einzubetten. Die Preßplatten werden vorzugsweise auf eine Temperatur von 175 bis 2600 C erhitzt, so daß die Paste schnell auf den Erweichungspunkt des Vinylharzes erwärmt und dieses dadurch in eine beständige bzw. feste Phase übergeführt wird und eine feste, zähe, dauerhafte Dichtverbindung zwischen den Zickzackenden der Falten 11 des Ringes und den Scheiben 15 bildet. To the paper discs 15 firmly with the opposing To connect the ends of the folded ring 10, you only have to according to the invention spray a layer of vinyl resin paste 14 onto an upper side of each of the disks 15, which can get a few hundredths of an inch thick. This vinyl paste can be used at room temperature are applied, whereupon each of the end disks prepared in this way against a front end of the folded ring is pressed. The filter element formed in this way is then in an upright position between a lower support plate and an upper one Pressing plate introduced By means of these plates, pressure is applied to the disks 15 exercised, which is sufficient to embed the fold edges 11 in the paste 14 according to FIG. The press plates are preferably heated to a temperature of 175 to 2600 C, so that the paste is quickly heated to the softening point of the vinyl resin and this is thereby converted into a stable or solid phase and a solid, tough, permanent sealing connection between the zigzag ends of the folds 11 of the ring and the disks 15 forms.

Diese Verbindung stellt nicht nur einen dichten Anschluß her, sondern hält auch die Enden der Falten 11 fest in ihrer Lage.This connection not only creates a tight connection, but also holds the ends of the folds 11 firmly in place.

Das auf die Scheiben 10 in Form einer viskosen Paste aufgebrachte Bindemittel 14' ist - wie bereits vorgeschlagen - ein sogenanntes Plastisol. nämlich ein Vinylharzpulver. das in einer nicht wäßrigen Flüssigkeit suspendiert ist. die das Harz bei Zimmertemperatur nicht löst. fu diesem Fall ist die flüssige Phase des Bindemittels, d. h. die wäßrige Flüssigkeit nur ein Weichmacher. Ein für den vorliegenden Zweck gut geeignetes Plastisol besteht aus 50 Gewichtsteib Polyvinylchloridharz und 50 Teilen Dioctylphthalat: es können aber auch andere Zusammensetzungen mit Vinylharz verwendet werden. Ferner kommen als Klehpaste im Sinne der Erfindung Dispersionen von Vinylchloridharz-Polymeren oder -Kopolymeren hohen Molekulargewichts in flüssigen Weichmachern in Betracht. In diesen Plastisolpasten können in an sich bekannter Weise Stabilisatoren, Pigmente oder andere Modifizierungsmittel eingeschlossen sein. Die Stoffe werden gewöhnlich in einem Farb- oder Reibwalzwerk oder einem Gummiwalzwerk oder anderweitig gemahlen, damit man eine gute Dispersion erhält. That applied to the disks 10 in the form of a viscous paste Binder 14 'is - as already suggested - a so-called plastisol. namely a vinyl resin powder. which is suspended in a non-aqueous liquid. the the resin does not dissolve at room temperature. for this case is the liquid phase the binder, d. H. the aqueous liquid is only a plasticizer. One for that Plastisol that is well suited for the present purpose consists of 50 weight sticks of polyvinyl chloride resin and 50 parts of dioctyl phthalate: but other compositions can also be used Vinyl resin can be used. Also come as Klehpaste in the context of the invention, dispersions of high molecular weight vinyl chloride resin polymers or copolymers in liquids Plasticizers into consideration. In these plastisol pastes, known per se May be stabilizers, pigments or other modifying agents included. The substances are usually in a paint or grinder or a rubber mill or otherwise ground to give a good dispersion.

An Stelle eines solchen Plastisols, das zu bevorzugen ist, weil es frei von flüchtigen Lösungsmitteln ist, kann - wie ebenfalls bereits vorgeschlagen -gewünschtenfalls auch ein sogenanntes Organosol, nämlich eine Paste aus Vinylchloridharz und/oder einem Kopolymerisat und Weichmacher, die ein flüchtiges Lösungsmittel enthält, Anwendung finden. Einer der Vorteile der Anwendung eines Plastisols oder Organosols besteht im Sinne der Erfindung darin, daß es auf die Scheiben bei Zimmertemperatur aufgebracht werden kann. Da Plastisole nicht verdunsten, verbleiben sie lange Zeit in dem fiir das leichte Aufbringen auf die Scheiben erwünschten viskosen Zustand. Da die Plastisole frei von flüchtigen Mitteln sind. schrumpft das wärmebehandelte Endprodukt beim Trocknen nicht. Ein anderer Vorteil der Verwendung einer Plastisol- oder Organosolpaste ergibt sich daraus, daß sie einen schnellen Fluß, d. h. eine gute Profilwiedergabe, mit sich bringen, wodurch die Paste tief in die Poren des die Falten 11 und die Scheiben 15 bildenden Papiers eindringt, so daß eine starke mechanische Verbindung mit diesem hergestellt wird. In place of such a plastisol which is preferable because it is is free of volatile solvents, can - as also already suggested If desired, a so-called organosol, namely a paste made of vinyl chloride resin and / or a copolymer and plasticizer that contains a volatile solvent, Find application. One of the benefits of using a plastisol or organosol is for the purposes of the invention that it is on the panes at room temperature can be applied. Because plastisols do not evaporate, they remain for a long time in the viscous state desired for easy application to the panes. Because the plastisols are free from volatile agents. the heat-treated shrinks Final product when drying does not. Another benefit of using a plastisol or organosol paste results from having a rapid flow, i.e. H. one good profile rendering, bringing the paste deep into the pores of the the folds 11 and the disks 15 forming paper penetrates, so that a strong mechanical connection is established with this.

Wie erwähnt, ergibt sich eine Schwierigkeit durch die Neigung der Paste, von der oberen Scheibe 15 herabzutropfen oder an der Bahn 11 herabzulaufen. Diese Neigung kann dadurch verhindert werden, daß man die Paste 14 auf den Scheiben 15 gelieren läßt. Man kann dies durch Zufügung eines Geliermittels zur Paste und/oder durch Erhitzen der Paste auf eine unterhalb dem Vinylharzerweichungspunkt liegende Temperatur erreichen. As mentioned, a difficulty arises from the inclination of the Paste, dripping down from the upper disc 15 or running down the track 11. This tendency can be prevented by having the paste 14 on the discs 15 lets gel. You can do this by adding a gelling agent to the paste and / or by heating the paste to below the vinyl resin softening point Reach temperature.

Die vorstehende Ausführungsform eines Filtereinsatzes ist insbesondere für die Anwendung in Ölfiltern beschrieben. Die dabei erfindungsgemäß zur Verbindung einer Scheibe oder Kappe mit jedem der Enden eines vorzugsweise gefalteten Papierringes verwendeten Mittel sind jedoch ebensogut zur Anwendung bei Luftfiltern geeignet, wie sie zum Filtern der dem Vergaser einer Brennkraftmaschine zugeführten Luft dienen. ferner auch zur Anwendung bei Filtereinsätzen für Brennöle und Druckmittelöle für hydraulische Anlagen. The above embodiment of a filter insert is particular for use in oil filters. According to the invention for the connection a disc or cap with each of the ends of a preferably folded paper ring However, the agents used are just as suitable for use in air filters, how they are used to filter the air supplied to the carburetor of an internal combustion engine. also for use in filter cartridges for fuel oils and pressure medium oils for hydraulic systems.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method for gluing a sealing disc with the forehead end of a folded. annular filter element. its folds extend in the direction of the ring axis by means of a synthetic resin adhesive. whereby both the closure disc and the porous filter element made of fiber material. preferably paper, characterized in that one of polyvinyl chloride resin and / or a copolymer and plasticizer. possibly also a volatile one Solvent existing paste on the all-to-be-living surface of the sealing disc applied and to the softening point of the Resin is heated, until the resin changes into a stable, initially liquid phase, into the pores penetrates the porous material and finally creates a firm adhesive bond, while the closure disk is pressed against the front edges of the folds of the filter ring will.

2. The method according to claim 1, characterized in that the heating until the resin gels. Publications considered: German U.S. Patent No. 964,587.