DE112018007067T5

DE112018007067T5 - Sprühbeschichtete und gegossene polymerschichtumhüllungen für filtermedien

Info

Publication number: DE112018007067T5
Application number: DE112018007067.0T
Authority: DE
Inventors: Scott W. Schwartz; Mark V. Holzmann; John W. Wacker; Jamie M. Zenger
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2018-02-12
Filing date: 2018-02-12
Publication date: 2020-11-12
Also published as: WO2019156688A1; CN111886063A; US20200360851A1

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements mit zumindest einem Abschnitt eines Filtermediums davon, das in einer Polymerschicht eingeschlossen ist, umfasst ein Bereitstellen eines Filtermediums und ein Bereitstellen einer Basisschicht. Eine Polymerschicht wird auf der Basisschicht abgeschieden, um eine Umhüllungsschicht zu bilden. Eine Fläche des Filtermediums wird innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne auf der Polymerschicht positioniert. Die Umhüllungsschicht ist um zumindest einen Abschnitt des Filtermediums gehüllt. Ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines Filterelements mit zumindest einem Abschnitt eines Filtermediums davon, das in einer Polymerschicht eingeschlossen ist, umfasst das Bereitstellen eines Filtermediums. Eine Polymerschicht wird in einem Formhohlraum einer Gießform sprühbeschichtet. Eine erste Fläche des Filtermediums wird innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne auf der Polymerschicht positioniert. Das Filtermedium wird mit der daran befestigten Polymerschicht aus dem Formhohlraum entfernt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Filter zur Verwendung mit Verbrennungsmotorsystemen.
HINTERGRUND
Verbrennungsmotoren verwenden im Allgemeinen während des Betriebs verschiedene Fluide. Zum Beispiel wird Kraftstoff (z. B. Diesel, Benzin, Erdgas usw.) verwendet, um den Motor zu betreiben. Mit dem Kraftstoff kann Luft gemischt werden, um ein Luft/Kraftstoff-Gemisch zu erzeugen, das dann vom Motor verwendet wird, um unter stöchiometrischen oder mageren Bedingungen zu laufen. Außerdem kann der Motor mit einem oder mehreren Schmiermitteln versorgt werden, um verschiedene Teile des Motors (z. B. Kolbenzylinder, Kurbelwelle, Lager, Zahnräder, Ventile, Nocken usw.) zu schmieren. Diese Fluide können mit Partikeln (z. B. Kohlenstoff, Staub, Metallpartikeln usw.) verunreinigt werden, die die verschiedenen Teile des Motors beschädigen können, wenn sie nicht aus dem Fluid entfernt werden.
Einige konventionelle Filterelemente schließen ein Filtermedium, wie etwa ein gefaltetes Filtermedium oder ein Filtermedium einschließlich eines Stapels von Filtermedienschichten (z. B. gewellte Filtermediumschichten), ein. Solche Filterelemente können in Schichtumhüllungen gewickelt werden, zum Beispiel eine Kartonschicht, um so das Filtermedium zu sichern (z. B. um eine Position der Falten des Filtermediums beizubehalten) oder um zu verhindern, dass sich die Filtermediumschichten in dem Stapel voneinander getrennt werden. Solche Umhüllungsschichten können ästhetisch ansprechend sein und können für gedruckte Markierungen geeignet sein (z. B. Firmenname und Logo). Solche Umhüllungsschichten sind jedoch anfällig für mechanische Beschädigungen, zum Beispiel Reißen oder Durchstoßen, während der Handhabung oder Installation, was eine Beschädigung der darin positionierten Filtermedien verursachen kann.
KURZDARSTELLUNG
Die hierin beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf Systeme und Verfahren zum Verkapseln zumindest eines Abschnitts eines Filtermediums in einer Polymerschicht. Insbesondere stellen die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren ein Abscheiden der Polymerschicht auf einer Basisschicht zum Herstellen einer Umhüllungsschicht und ein Umhüllen der Umhüllungsschicht um das Filtermedium herum, oder ein Abscheiden einer Polymerschicht in einem Formhohlraum einer Gießform und die Einbettung des Filtermediums in der Polymerschicht, die in den Formhohlraum abgeschiedenen wird, bereit.
In einem ersten Satz von Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements mit zumindest einem Abschnitt eines Filtermediums davon, das in eine Polymerschicht eingeschlossen ist, das Bereitstellen des Filtermediums. Eine Basisschicht wird bereitgestellt. Die Polymerschicht wird auf der Basisschicht abgeschieden, um eine Umhüllungsschicht zu bilden. Eine Fläche des Filtermediums wird innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne auf der Polymerschicht positioniert. Die Umhüllungsschicht ist um zumindest einen Abschnitt des Filtermediums gehüllt.
In einem weiteren Satz von Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements mit zumindest einem Abschnitt eines Filtermediums davon, das in eine Polymerschicht eingeschlossen ist, das Bereitstellen des Filtermediums. Eine Polymerschicht wird in einem Formhohlraum einer Gießform sprühbeschichtet. Eine erste Fläche des Filtermediums wird innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne auf der Polymerschicht positioniert. Das Filtermedium wird mit der Polymerschicht, die an der ersten Fläche davon befestigt ist, aus dem Formhohlraum entfernt. Das Entfernen bewirkt, dass die Polymerschicht zusammen mit dem Filtermedium aus dem Formhohlraum entfernt wird.
In noch einem anderen Satz von Ausführungsformenumfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements mit zumindest einem Abschnitt eines Filtermediums davon, das in eine Polymerschicht eingeschlossen ist, das Bereitstellen des Filtermediums. Eine erste Polymerschicht wird in einem Formhohlraum einer Gießform abgeschieden. Eine erste Fläche des Filtermediums wird innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne auf der ersten Polymerschicht positioniert. Das Filtermedium wird aus dem Formhohlraum entfernt, wobei die erste Polymerschicht an der ersten Fläche davon befestigt ist, wobei das Entfernen bewirkt, dass die erste Polymerschicht zusammen mit dem Filtermedium aus dem Formhohlraum entfernt wird. Eine zweite Polymerschicht wird in dem Formhohlraum der Gießform abgeschieden. Die erste Fläche des Filtermediums wird innerhalb einer zweiten vorbestimmten Zeitspanne auf der zweiten Polymerschicht positioniert, um so die erste Fläche abzudichten. Das Filtermedium wird aus dem Dichtungsformhohlraum entfernt, wobei die zweite Polymerschicht an der ersten Fläche befestigt ist.
In noch einem anderen Satz von Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements mit zumindest einem Abschnitt eines Filtermediums davon, das in eine Polymerschicht eingeschlossen ist, das Bereitstellen eines Filtermediums. Eine erste Flächenmarkierung ist in einem Formhohlraum einer Gießform so positioniert, dass eine vordere Oberfläche der ersten Flächenmarkierung auf einer Basis des Formhohlraums positioniert ist. Eine Polymerschicht wird in dem Formhohlraum an einer hinteren Oberfläche der ersten Fläche der Flächenmarkierung abgeschieden. Eine erste Fläche des Filtermediums wird innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne auf der Polymerschicht positioniert. Das Filtermedium wird aus dem Formhohlraum entfernt, wobei die Polymerschicht an der ersten Fläche des Filtermediums befestigt ist und die hintere Oberfläche der ersten Flächenmarkierung an der Polymerschicht des Formhohlraums befestigt ist, wobei das Entfernen bewirkt, dass die erste Polymerschicht und die erste Flächenmarkierung zusammen mit dem Filtermedium aus dem Formhohlraum entfernt werden.
In noch einem anderen Satz von Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements mit zumindest einem Abschnitt eines Filtermediums davon, das in eine Polymerschicht eingeschlossen ist, das Bereitstellen eines Filtermediums. Eine erste Flächenmarkierung ist in einem ersten Abschnitt eines Formhohlraums einer Gießform so positioniert, dass eine vordere Oberfläche der ersten Flächenmarkierung auf einer Basis des ersten Abschnitts des Formhohlraums positioniert ist. Der erste Abschnitt des Formhohlraums weist eine Größe und Form auf, die einer Größe und Form der ersten Flächenmarkierung entspricht. Ein erster Abschnitt der Polymerschicht wird in dem ersten Abschnitt des Formhohlraums an einer hinteren Oberfläche der ersten Flächenmarkierung abgeschieden. Ein zweiter Abschnitt der Polymerschicht wird in dem zweiten Abschnitt des Formhohlraums der Gießform abgeschieden. Der zweite Abschnitt des Formhohlraums grenzt an den ersten Abschnitt des Formhohlraums und ist so geformt, dass er einen Griff definiert. Eine erste Fläche des Filtermediums wird auf dem ersten Abschnitt der Polymerschicht in dem ersten Abschnitt des Formhohlraums innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne positioniert. Das Filtermedium wird aus dem ersten Abschnitt des Formhohlraums entfernt, wobei der erste Abschnitt der Polymerschicht an der ersten Fläche des Filtermediums befestigt ist und die hintere Oberfläche der ersten Flächenmarkierung an dem ersten Abschnitt der Polymerschicht befestigt ist und der zweite Abschnitt der Polymerschicht an dem ersten Abschnitt der Polymerschicht befestigt ist. Das Entfernen des Filtermediums aus dem ersten Abschnitt des Formhohlraums bewirkt, dass der erste Abschnitt der Polymerschicht, die erste Flächenmarkierung und der zweite Abschnitt der Polymerschicht aus dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt des Formhohlraums entfernt wird, jeweils zusammen mit dem Filtermedium, so dass sich der zweite Abschnitt der Polymerschicht axial von einer Kante des ersten Abschnitts der Polymerschicht erstreckt, um so einen Griff des Filterelements zu definieren.
Es sei klargestellt, dass alle Kombinationen der vorstehenden Konzepte und weiterer Konzepte, die nachfolgend eingehender erörtert werden (vorausgesetzt, dass diese Konzepte nicht gegenseitig unvereinbar sind), als Teil des hierin offenbarten Gegenstands gedacht sind. Insbesondere sind alle Kombinationen des beanspruchten Gegenstands, die am Ende dieser Offenbarung aufgeführt sind, als Teil des hierin offenbarten Gegenstands gedacht.
Figurenliste
Die vorstehenden und weiteren Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden anhand der folgenden Beschreibung und beigefügten Ansprüche deutlicher, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zu lesen sind. Unter der Voraussetzung, dass diese Zeichnungen lediglich mehrere Ausführungen gemäß der Offenbarung darstellen und daher nicht als Einschränkung ihres Schutzbereichs zu betrachten sind, wird die Offenbarung unter Verwendung der beiliegenden Zeichnungen genauer und ausführlicher beschrieben.

1 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Filterelements mit zumindest einem Abschnitt eines Filtermediums davon, das in einer Polymerschicht eingeschlossen ist, gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein schematisches Flussdiagramm eines anderen Verfahrens zum Herstellen eines Filterelements mit einer Vielzahl von Flächen eines Filtermediums des Filterelements, das in einer Umhüllungsschicht eingeschlossen ist, die eine Polymerschicht einschließt, gemäß einer weiteren Ausführungsform.
3 ist eine schematische Veranschaulichung eines Filterelements, gemäß einer Ausführungsform.
4 ist eine schematische Veranschaulichung eines Prozesses zum Verkapseln einer Vielzahl von Flächen eines Filtermediums in eine Umhüllungsschicht, die eine Polymerschicht einschließt, um so das Filterelement von 3, gemäß einer bestimmten Ausführungsform, zu bilden.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Filterelements, das ein Filtermedium mit einer umhüllenden Umhüllungsschicht darum herum umfasst.
6 ist eine Seitenansicht eines zylindrischen Filtermediums und eine Anordnung zum Umhüllen des zylindrischen Filtermediums in einer Umhüllungsschicht, die eine Polymerschicht und eine Basisschicht einschließt, gemäß einer weiteren Ausführungsform.
7 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Filterelements mit zumindest einem Abschnitt eines Filtermediums davon, das in einer Polymerschicht eingeschlossen ist, gemäß einer Ausführungsform.
8 ist eine schematische Veranschaulichung eines Filterelements gemäß einer anderen Ausführungsform.
9 ist ein Prozessablauf zur Herstellung des Filterelements von 8, gemäß einer spezifischen Ausführungsform.
10A ist eine perspektivische Draufsicht einer Gießform, die verwendet werden kann, um eine Polymerschicht um zumindest einen Abschnitt eines Filtermediums herum zu hüllen; 10B ist eine perspektivische Draufsicht eines Abschnitts der Gießform von 10A, durch den Pfeil B in 10A angezeigt.
11 ist eine schematische Veranschaulichung eines trapezförmigen Filterelements gemäß einer bestimmten Ausführungsform.
12 ist eine perspektivische Draufsicht über eine Dichtungsform, die verwendet werden kann, um eine Dichtung auf einer ersten Fläche eines Filtermediums zu formen und/oder ein Umfangsdichtungselement um das Filtermedium herum zu formen, gemäß einer bestimmten Ausführungsform.
13 ist ein schematisches Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Herstellung einer Polymerschicht und Abdichtung auf einer oder mehreren Flächen eines Filtermediums, gemäß einer Ausführungsform.
14 ist ein schematisches Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Herstellung einer Polymerschicht und eines Umfangsdichtungselements auf einer oder mehreren Flächen eines Filtermediums, gemäß einer weiteren Ausführungsform.
15 ist ein Prozessablaufdiagramm, das verschiedene Vorgänge des Verfahrens von
14 veranschaulicht.
16 ist ein schematisches Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Herstellung einer Polymerschicht und eines Umfangsdichtungselements auf einer oder mehreren Flächen eines Filtermediums, gemäß noch einer weiteren Ausführungsform.
17 ist ein Prozessablaufdiagramm, das die Vorgänge des Verfahrens von 16 veranschaulicht.
18 ist ein Prozessflussdiagramm zur Herstellung einer Polymerschicht und eines Umfangsdichtungselements auf einer oder mehreren Flächen eines Filtermediums, gemäß einer bestimmten Ausführungsform.
19 ist ein Prozessflussdiagramm zur Herstellung einer Polymerschicht und eines Umfangsdichtungselements auf einer oder mehreren Flächen eines Filtermediums, gemäß einer weiteren Ausführungsform.

In der gesamten folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen. In den Zeichnungen kennzeichnen ähnliche Symbole in der Regel ähnliche Komponenten, sofern der Kontext nichts anderes vorgibt. Die veranschaulichenden Ausführungen, die in der ausführlichen Beschreibung, in den Zeichnungen und Ansprüchen beschrieben sind, sind nicht einschränkend gedacht. Andere Ausführungen können genutzt werden, und es können andere Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Grundgedanken oder Schutzumfang des hier vorgestellten Gegenstands abzuweichen. Es versteht sich, dass die Aspekte der vorliegenden Offenlegung wie allgemein hierin beschrieben und in den Zeichnungen veranschaulicht, in vielen verschiedenen Konfigurierungen angeordnet, ersetzt, kombiniert und konzipiert werden können, die alle ausdrücklich berücksichtigt sind und Teil dieser Offenlegung sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VERSCHIEDENER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die hierin beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf Systeme und Verfahren zum Verkapseln zumindest eines Abschnitts eines Filtermediums in einer Polymerschicht. Insbesondere stellen hierin beschriebene Systeme und Verfahren das Abscheiden einer Polymerschicht auf einer Basisschicht bereit, um so eine Umhüllungsschicht zu bilden und die Umhüllungsschicht, um die Filtermedien zu hüllen. Andere hierin beschriebene Systeme und Verfahren stellen das Abscheiden einer Polymerschicht in einem Formhohlraum einer Gießform und das Einbetten des Filtermediums in die in dem Formhohlraum abgeschiedene Polymerschicht bereit, um so die Polymerschicht um zumindest einen Abschnitt des Filtermediums herum zu hüllen.
Eine Anzahl von herkömmlichen Filterelementen schließt ein Filtermedium, wie etwa gefaltete Filtermedien oder ein Filtermedium einschließlich eines Stapels Filtermediumschichten (z. B. gewellte Filtermediumschichten) ein. Solche Filterelemente sind häufig in eine Umhüllungsschicht eingehüllt, beispielsweise eine Kartonschicht, um beispielsweise die Filtermedien zu sichern, eine Position der Falten des Filtermediums beizubehalten oder um zu verhindern, dass die Filtermediumschichten in dem Stapel voneinander getrennt werden. Solche Umhüllungsschichten können ästhetisch ansprechend sein und können für darauf gedruckte Markierungen geeignet sein (z. B. Firmenname und Logo). Jedoch sind solche Umhüllungsschichten anfällig für mechanische Beschädigungen, wie etwa Reißen oder Durchstoßen, während der Handhabung oder Installation.
Eine andere konstruktive Herausforderung ist die Abdichtung einer Hinterkante eines zylindrischen Filtermediums, das einen gewickelten Filtermedienstreifen oder die geschnittenen Enden eines gewürfelten Filtermediums einschließt, das einen Stapel Filtermediumschichten einschließt. Für das zylindrische Filtermedium kann die Hinterkante einfach mit einer Klebemittelraupe, wie etwa heißer Schmelze, verklebt oder abgedichtet werden. Für die gestapelten Medienpackungen ist der Abdichtungsprozess viel herausfordernder. Zwei ganze Flächen der gewürfelten Filtermedien müssen abgedichtet werden. Außerdem können mehrere Kleberaupen unter der Umhüllung erforderlich sein, um zu verhindern, dass die Umhüllung bei Vibration und während der Wartung oder Handhabung reißt.
Andere konventionelle Filterelemente, wie etwa Luftstromfilter in einer Reihe, schließen ein Filtermedium ein, das eine an einer flachen Lage befestigte gewellte Filtermedien-Lage umfassen kann. Wenn es in Würfelform hergestellt wird, wird die Filtermedien-Lage in Paneele geschnitten, die gestapelt und in einem Block abgedichtet werden, um so die gewürfelten Filtermedien zu bilden. Es kann sein, dass zwei der Flächen dieses Blocks abgedichtet werden müssen. Die Flächen können kann durch Vergießen in einer Gießform abgedichtet werden, in die ein Polymermaterial (z. B. Polyurethan) gegossen worden ist. Das in herkömmlichen Vergussvorgängen für solche Filtermedien verwendete Polymermaterial braucht im Allgemeinen mehrere Minuten, um vorbereitet zu werden, und es sind in der Regel mehrere Formen erforderlich, um eine vernünftige Produktionslinienrate aufrechtzuerhalten. Zum Beispiel ist eine Dosierrate von 15-30 g/sec mit einer Abbindezeit von etwa 5 Minuten üblich. Wenn die Gießformen alle 6 Sekunden indiziert werden, wären 50 Gießformen in der Produktionslinie erforderlich. Außerdem ist das Polymermaterial in der Regel geschäumt, um sicherzustellen, dass es gut in die Filtermedien hineinreicht, um so eine Bewegung des Polymermaterials im flüssigen Zustand zu ermöglichen, wenn die Gießformen in einer Reihe oder einem Karussell überführt werden. Das aufgeschäumte Polymermaterial ist schwer zu steuern und führt somit zu einer unebenen Oberfläche, was zu einem schlechten Erscheinungsbild und einer verringerten Filterleistung aufgrund der blockierten Medien führt.
Ausführungsformen der hierin beschriebenen Systeme und Verfahren zur Bereitstellung einer Umhüllungsschicht um zumindest einen Abschnitt des Filtermediums herum können Vorteile bieten, einschließlich beispielsweise: (1) Bereitstellen einer Umhüllungsschicht, die eine Polymerschicht einschließt, die um zumindest einen Abschnitt des Filtermediums gehüllt ist, wodurch das Filtermedium vor mechanischer Beschädigung geschützt wird; (2) Bereitstellen einer äußeren Basisschicht, die auf der Außenseite des Filterelements positioniert ist und eine ästhetisch ansprechende Oberfläche bereitstellt, sowie Markierungen und/oder Platzierung von Vermerken darauf ermöglicht; (3) Sprühbeschichten eines Formhohlraums einer Gießform mit einer Polymerschicht, die nicht aufgeschäumt ist, wodurch eine glattere Oberflächenbeschaffenheit auf den darin vergossenen Filtermedien bereitgestellt wird; (4) Bereitstellen einer Trimmleiste auf der Gießform, die jeden Polymerschichtgrat reduziert, wodurch das Entfernen des Polymerschichtgrats ermöglicht wird; und (5) Verwendung einer Polymerschicht, die formuliert ist, um eine schnellere Dosier- und Abbindezeit bereitzustellen und dadurch schnellere Gießvorgänge unter Verwendung einer deutlich geringeren Anzahl von Gießformen.
1 ist ein schematisches Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 100 zum Herstellen eines Filterelements (z. B. der Filterelemente 300, 500, jeweils in den 3 und 5 gezeigt), so dass zumindest ein Abschnitt eines Filtermediums (z. B. der Filtermedien 310, 510, 610, jeweils in den 3, 6 und 7 gezeigt) des Filterelements in einer Polymerschicht eingeschlossen ist, gemäß einer Ausführungsform.
Das Verfahren 100 umfasst bei 102 ein Bereitstellen eines Filtermediums. Das Filtermedium umfasst ein poröses Material mit einer vorbestimmten Porengröße und ist dazu konfiguriert, Partikel aus einem durchströmenden Fluid (z. B. Luft oder einem Luft-Treibstoffgemisch) zu filtern. In einigen Ausführungsformen können die Filtermedien ein zylindrisches Filtermedium umfassen, beispielsweise ein gewickeltes Filtermedium einschließlich einer Filtermediumschicht, die in eine zylindrische Form gewickelt oder gerollt ist. In anderen Ausführungsformen können die Filtermedien ein kubisches Filtermedium umfassen, beispielsweise eine Vielzahl von Filtermediumschichten umfassen, die in eine kubische Form gestapelt sind (z. B. einem rechteckigen oder quadratischen Würfel).
Das in Verfahren 100 beschriebene Filtermaterial oder irgendein anderes hierin beschriebenes Filtermaterial kann gefaltete Medien, gewellte Medien, tetraedrische Medien, geriffeltes Filtermaterial oder Variationen davon einschließen. US-Patent Nr. 8.397.920 mit dem Titel („PLEATED FILTER ELEMENT WITH TAPERING BEND LINES“ („GEFALTETES FILTERELEMENT MIT SICH VERJÜNGENDEN BIEGELINIEN“) von Moy et al., eingereicht am 14. Oktober 2011 und erteilt am 19. März 2013, übertragen an Cummins Filtration IP Inc., das durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit und für alle Zwecke aufgenommen ist, beschreibt ein tetraedrisches Filtermedium. Einige Konfigurationen von tetraedrischen Filtermedien beinhalten eine Vielzahl von Einlass-Tetraeder-Strömungskanälen und eine Vielzahl von Auslass-Tetraeder-Strömungskanälen. Die Einlass-Tetraeder werden in einem mittigen Abschnitt des Filtermaterials zusammengeführt, wodurch axiale Querluftströmung zwischen den Einlass-Tetraeder-Kanälen ermöglicht wird, bevor die Luft durch das Filtermedium strömt. Solch eine Anordnung stellt zusätzliche Staubbeladung auf der vorgelagerten Seite des Mediums bereit, was die Filterkapazität erhöht. Das Filtermedium kann um ein zentrales Rohr gewickelt sein, das an beiden Enden geschlossen ist. Ein oberes Ende des mittigen Rohrs wird durch ein oberes Element verschlossen sein, wenn das Filterelement einschließlich des Filtermediums innerhalb eines Gehäuses in einer installierten Position aufgenommen wird. Ein unteres Ende des mittigen Rohrs wird durch eine Kappe verschlossen.
Eine Basisschicht wird bei 104 bereitgestellt. Die Basisschicht (z. B. die Basisschicht 322, 522, 622, jeweils in den 3, 6 und 7 gezeigt) kann beispielsweise eine Kartonschicht, eine Papierschicht oder irgendeine andere Schicht umfassen, die anfällig für Beschädigungen ist, zum Beispiel mechanische Beschädigungen, wie etwa Reißen und Durchstoßen, oder andere Arten von Beschädigungen, wie etwa Benetzung aufgrund von Wassereinwirkung. Die Basisschicht, beispielsweise eine Kartonschicht, kann zum Drucken von Bildern oder Text darauf geeignet sein (z. B. Logos, Teilenummern, Installationsanweisungen, Marketinginformationen, Vermerken, Aufklebern usw.). In einigen Ausführungsformen kann ein Klebestreifen oder eine Kleberaupe auf einer ersten Oberfläche der Basisschicht in der Nähe einer Kante davon bereitgestellt werden.
Eine Polymerschicht wird auf der Basisschicht abgeschieden, um bei 106 eine Umhüllungsschicht zu bilden. Zum Beispiel kann die Polymerschicht in flüssiger Form vorliegen (z. B. in Lösungsmittel gelöst, um eine sprühbare Flüssigkeit zu bilden) oder die erste Oberfläche auf der Basisschicht wird spritzbeschichtet. In einigen Ausführungsformen kann die Polymerschicht auf der gesamten ersten Oberfläche der Basisschicht abgeschieden werden, um so deren Kanten und dadurch jede(n) darauf angeordnete(n) Klebestreifen oder -raupe abzudecken. In anderen Ausführungsformen kann die Polymerschicht auf der ersten Oberfläche der Basisschicht abgeschieden werden, um so die erste Oberfläche der Basisschicht teilweise abzudecken, so dass der Klebestreifen oder die Kleberaupe exponiert bleibt. In besonderen Ausführungsformen wird die Polymerschicht auf der ersten Oberfläche der Basisschicht abgeschieden, um so mindestens 80 % der ersten Oberfläche der Basisschicht abzudecken.
Jedes geeignete Polymermaterial kann verwendet werden. Geeignete polymere Materialien schließen Polyurethan, Polyharnstoff, Polyvinylalkohol, Polytetrafluorethylen, Polyethylen hoher Dichte, Polyvinylchlorid, ein duroplastisches Polymer, ein verstärktes Polymer oder eine Kombination davon ein, ohne darauf beschränkt zu sein. In besonderen Ausführungsformen umfasst die Polymerschicht ein Polyurethan, das so formuliert ist, dass es innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne, beispielsweise in einem Bereich von 10-20 Sekunden, abbindet. In einer speziellen Ausführungsform schließt das Polymermaterial BASF® ElastoCast S55090 ein. Die vorbestimmte Zeitspanne kann einer Reaktions- oder Vernetzungszeit des Polyurethanmonomers entsprechen. Das polymere Material kann in einem Lösungsmittel (z. B. Aceton, Methylenchlorid, Acetate, Dimethylsulfoxid, Chloroform, Tetrahydrofuran, einem organischen nichttoxischen Lösungsmittel, irgendeinem anderen Lösungsmittel oder einer Kombination davon) gelöst werden, um eine sprühbare Flüssigkeit zu bilden.
Eine Fläche des Filtermediums wird bei 108 auf der Polymerschicht innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne positioniert. Zum Beispiel kann das Filtermedium ein gewickeltes Filtermedium einschließen und kann tangential auf der Polymerschicht positioniert werden, die auf der Basisschicht abgeschieden wird. In anderen Ausführungsformen können die Filtermedien ein kubisches Filtermedium umfassen, einschließlich einer Vielzahl von Flächen, und eine erste Fläche der Vielzahl von Flächen wird innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne auf der Polymerschicht positioniert. Das Positionieren des Filtermediums auf der Polymerschicht kann bewirken, dass die Polymerschicht, beispielsweise eine Flüssigkeit, eine nicht-newtonsche Flüssigkeit, eine Bingham-Flüssigkeit oder eine halbfeste Polymerschicht, Falten des Filtermediums durchdringt oder allgemein an einer äußeren Oberfläche des Filtermediums anhaftet. Die vorbestimmte Zeitspanne (z. B. in einem Bereich von 10-20 Sekunden) kann eine Mindestzeitdauer sein, innerhalb der die Polymerschicht beginnt auszuhärten (d. h. reagiert oder vernetzt). In anderen Ausführungsformen härtet die erste Polymerschicht innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne mindestens teilweise aus (z. B. von einer sprühbaren Flüssigkeit aufgrund einer Vernetzung in einen halbfesten Zustand wechselnd), um so das Einbetten oder Vergießen der Fläche des Filtermediums darin zu ermöglichen, wenn das Filtermedium auf der ersten Polymerschicht positioniert ist.
Die Umhüllungsschicht umhüllt bei 110 zumindest einem Abschnitt des Filtermediums. Zum Beispiel kann das Filtermedium ein zylindrisches Filtermedium umfassen und die Umhüllungsschicht kann um zumindest einen Abschnitt des zylindrischen Filtermediums gehüllt sein, zum Beispiel durch Rollen des zylindrischen Filtermediums auf der Polymerschicht der Umhüllungsschicht. In anderen Ausführungsformen können die Filtermedien ein gewürfeltes Filtermedium umfassen, und die Umhüllungsschicht kann an Kanten des gewürfelten Filtermedien gefaltet sein, um die Umhüllungsschicht um zumindest einen Abschnitt des gewürfelten Filtermediums zu hüllen. In solchen Ausführungsformen können Ritzen oder Kerben auf der Polymerschicht an Positionen davon in der Nähe der Kanten der Fläche des Filtermediums bereitgestellt werden, um so das Biegen der Umhüllungsschicht um die Kerben zu ermöglichen.
In einigen Ausführungsformen können die Enden der Umhüllungsschicht miteinander (wenn z. B. eine einzelne Umhüllung um das Filtermedium gehüllt ist), mit einer entsprechenden Fläche des Filtermediums, oder mit den entsprechenden Enden einer zweiten Umhüllungsschicht, die um einen anderen Abschnitt des Filtermediums herum gehüllt ist, verbunden sein. Zum Beispiel können die eine oder mehreren Umhüllungsschichten eine(n) freiliegende(n) Kleberaupe oder Streifen an mindestens einem Ende, das mit einem gegenüberliegenden Ende davon oder einem entsprechenden Ende einer anderen Umhüllungsschicht verbunden ist, einschließen, um so die Verbindung zu erreichen. In anderen Ausführungsformen kann das Verbinden durch Aufbringen eines Klebstoffs auf die Enden, durch Heißverklebung oder durch Fusionsbindung erreicht werden. Bei noch anderen Ausführungsformen kann die Polymerschicht über die gesamte Oberfläche der Basisschicht beschichtet sein. Die Enden der Umhüllungsschichten können sich überlappen bevor die Polymerschicht abbindet, so dass die Polymerschicht an einem Ende überlappt und an dem entgegengesetzten Ende der Umhüllungsschicht an der Basisschicht anhaftet (oder einem entsprechenden Ende einer zweiten Umhüllungsschicht) während die Polymerschicht abbindet, wodurch sich die Enden der Umhüllungsschicht verbinden. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Umfangsdichtungselement, das aus einem Polymermaterial (z. B. dem Polymermaterial der Polymerschicht) gebildet ist, auch um mindestens eine Fläche des Filtermediums herum gebildet (z. B. gegossen) werden. Das Umfangsdichtungselement stellt eine fluidische Dichtung zwischen dem Filtermedium und einem Filtergehäuse bereit (z. B. bildet es eine Fluiddichtung mit einer Seitenwand des Filtergehäuses), wenn das Filtermedium innerhalb des Filtergehäuses positioniert ist.
2 ist ein schematisches Flussdiagramm eines weiteren beispielhaften Verfahrens 200 zur Herstellung eines Filterelements (z. B. des Filterelements 300, 500), so dass eine Vielzahl von Flächen eines gewürfelten Filtermediums (z. B. das Filtermedium 310, 510) des Filterelements in einer Umhüllungsschicht (z. B. die Umhüllungsschicht 320, 520) eingeschlossen sind, die eine Polymerschicht (z. B. die Polymerschicht 324, 524) einschließt, gemäß einer bestimmten Ausführungsform. Das Verfahren 200 umfasst bei 202 ein Bereitstellen des Filtermediums. Das Filtermedium schließt ein gewürfeltes Filtermedium mit einer Vielzahl von Flächen ein. Zum Beispiel kann das Filtermedium eine Vielzahl von Filtermedienschichten einschließen, die gestapelt sind, um so das gewürfelte Filtermedium zu bilden.
Eine erste Basisschicht wird bei 204 bereitgestellt. Die erste Basisschicht (z. B. die Basisschicht 322, 522) kann zum Beispiel eine Kartonschicht, eine Papierschicht oder irgendeine andere Schicht umfassen, die anfällig für Beschädigungen ist, beispielsweise mechanische Beschädigungen, wie Reißen und Durchstoßen, oder andere Arten von Beschädigungen, wie etwa Benetzung aufgrund von Wassereinwirkung. Die erste Basisschicht, beispielsweise eine Kartonschicht, kann zum Drucken von Bildern oder Text darauf geeignet sein (z. B. Logos, Teilenummern, Installationsanweisungen, Marketinginformationen, usw.). In einigen Ausführungsformen kann ein Klebestreifen oder eine Kleberaupe auf einer ersten Oberfläche der Basisschicht in der Nähe einer Kante davon bereitgestellt werden.
Eine erste Polymerschicht wird auf der Basisschicht abgeschieden, um so bei 206 eine erste Umhüllungsschicht zu bilden. Zum Beispiel kann die erste Polymerschicht in flüssiger Form vorliegen (z. B. in Lösungsmittel gelöst, um eine sprühbare Flüssigkeit zu bilden) oder die erste Oberfläche auf der Basisschicht wird spritzbeschichtet. In einigen Ausführungsformen kann die erste Polymerschicht auf der gesamten ersten Oberfläche der Basisschicht abgeschieden werden, um so deren Kanten und dadurch jede(n) darauf angeordnete(n) Klebestreifen oder Kleberaupe abzudecken. In anderen Ausführungsformen kann die erste Polymerschicht auf der ersten Oberfläche der ersten Basisschicht abgeschieden werden, um so die erste Oberfläche der ersten Basisschicht teilweise abzudecken, so dass der Klebestreifen oder die Kleberaupe exponiert bleibt. In bestimmten Ausführungsformen wird die erste Polymerschicht auf der ersten Oberfläche der ersten Basisschicht abgeschieden, um so mindestens 80 % der ersten Oberfläche der ersten Basisschicht abzudecken.
Jedes geeignete Polymermaterial kann zur Herstellung der ersten Polymerschicht verwendet werden. Geeignete polymere Materialien schließen Polyurethan, Polyharnstoff, Polyvinylalkohol, Polytetrafluorethylen, Polyethylen hoher Dichte, Polyvinylchlorid, ein duroplastisches Polymer, ein verstärktes Polymer oder eine Kombination davon ein, ohne darauf beschränkt zu sein. In besonderen Ausführungsformen umfasst die erste Polymerschicht ein Polyurethan, das so formuliert ist, dass es innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne, beispielsweise in einem Bereich von 20 Sekunden, abbindet. In einer speziellen Ausführungsform schließt das Polymermaterial BASF® ElastoCast S55090 ein. Das polymere Material kann in einem Lösungsmittel (z. B. Aceton, Methylenchlorid, Acetate, Dimethylsulfoxid, Chloroform, Tetrahydrofuran, einem organischen nichttoxischen Lösungsmittel, irgendeinem anderen Lösungsmittel oder einer Kombination davon) gelöst werden, um eine sprühbare Flüssigkeit zu bilden.
Eine erste Fläche des Filtermediums wird bei 208 auf der ersten Polymerschicht innerhalb der vorbestimmten Zeit positioniert. Ein Positionieren des Filtermediums auf der ersten Polymerschicht kann bewirken, dass die erste Polymerschicht, beispielsweise eine Flüssigkeit, eine nicht-newtonsche Flüssigkeit, eine Bingham-Flüssigkeit oder eine halbfeste Polymerschicht, Falten des Filtermediums durchdringt, die in der ersten Fläche ausgebildet sind, oder im Allgemeinen an einer ersten Fläche des Filtermediums klebt. Die vorbestimmte Zeitspann (z. B. in einem Bereich von 10-20 Sekunden) kann eine Mindestzeitdauer sein, innerhalb der die Polymerschicht beginnt auszuhärten (d. h. reagiert oder vernetzt). In anderen Ausführungsformen kann die erste Polymerschicht innerhalb der vorbestimmten Zeit teilweise abbinden (z. B. von einer sprühbaren Flüssigkeit in einen halbfesten Zustand wechseln), um das Einbetten oder Vergießen der ersten Fläche des Filtermediums darin zu ermöglichen, wenn das Filtermedium auf der ersten Polymerschicht positioniert ist.
In bestimmten Ausführungsformen können bei 210 Kerben auf der ersten Polymerschicht an Stellen in der Nähe von Kanten der ersten Fläche des Filtermediums gebildet werden. Die Kerben können beispielsweise durch Ritzen der ersten Polymerschicht (z. B. unter Verwendung eines scharfen Gegenstandes wie einer Klinge oder eines Messers) gebildet werden, um so axiale Kerben, Vertiefungen oder Rillen auf der ersten Polymerschicht in der Nähe der Kanten der ersten Fläche des Filtermediums zu bilden. Die Kerben können das Biegen der ersten Umhüllungsschicht um diese herum ermöglichen.
Erste Umhüllungsschichtenden der ersten Umhüllungsschicht, die sich über die erste Fläche des Filtermediums hinaus erstrecken, werden in Richtung auf das Filtermedium gefaltet, um so eine entsprechende Seitenfläche des Filtermediums bei 212 zu berühren. Zum Beispiel können die ersten Umhüllungsschichtenden um die Kerben auf der ersten Polymerschicht in Richtung des Filtermediums gefaltet werden, um so eine entsprechende Seitenfläche davon zu berühren. In bestimmten Ausführungsformen kann der Vorgang 212 auch innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne (z. B. in einem Bereich von 10-20 Sekunden) ausgeführt werden, um beispielsweise zu ermöglichen, dass der Abschnitt der ersten Polymerschicht, der auf den ersten Umhüllungsschichtenden abgeschieden wurde, die entsprechende Seitenfläche des Filtermediums berührt und daran anhaftet. Außerdem können die ersten Umhüllungsschichtenden Längen aufweisen, um so nur einen Abschnitt der Seitenfläche des Filtermediums zu berühren. In bestimmten Ausführungsformen kann sich ein Abschnitt der ersten Polymerschicht über die erste Schicht hinaus erstrecken, d. h. es kann ein erster Polymerschichtgrat gebildet werden. In solchen Ausführungsformen kann das Verfahren 200 auch ein Trimmen des ersten Polymerschichtgrats einschließen. Eine Spannvorrichtung oder Halterung kann zum Trimmen des ersten Polymerschichtgrats verwendet werden.
Eine zweite Basisschicht wird bei 214 bereitgestellt. Die zweite Basisschicht kann im Wesentlichen ähnlich der ersten Basisschicht sein und wird daher hierin nicht weiter im Detail beschrieben. Eine zweite Polymerschicht wird auf der zweiten Basisschicht abgeschieden, um so bei 216 eine zweite Umhüllungsschicht zu bilden. Zum Beispiel kann die zweite Polymerschicht in flüssiger Form vorliegen (z. B. in Lösungsmittel gelöst, um eine sprühbare Flüssigkeit zu bilden) oder die erste Oberfläche auf der zweiten Basisschicht wird spritzbeschichtet. In einigen Ausführungsformen kann die zweite Polymerschicht auf der gesamten ersten Oberfläche der zweiten Basisschicht abgeschieden werden, um so deren Kanten und dadurch jede(n) darauf angeordnete(n) Klebestreifen oder Kleberaupe abzudecken. In anderen Ausführungsformen kann die zweite Polymerschicht auf der ersten Oberfläche der zweiten Basisschicht abgeschieden werden, um so die zweite Basisschicht zuerst teilweise zu bedecken, wie zuvor mit Bezug auf die erste Polymerschicht und die erste Basisschicht beschrieben. In bestimmten Ausführungsformen wird die zweite Polymerschicht auf der ersten Oberfläche der zweiten Basisschicht abgeschieden, um so mindestens 80 % der ersten Oberfläche der zweiten Basisschicht abzudecken. Die zweite Polymerschicht kann im Wesentlichen ähnlich der ersten Polymerschicht sein und wird daher hierin nicht weiter im Detail beschrieben.
Eine zweite Fläche des Filtermediums gegenüber der ersten Fläche wird bei 218 auf der zweiten Polymerschicht innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne positioniert, wie zuvor mit Bezug auf die erste Polymerschicht beschrieben. In bestimmten Ausführungsformen können Kerben auch auf der zweiten Polymerschicht an Stellen in der Nähe von Kanten auf der zweiten Fläche des Filtermediums bei 220 gebildet werden, wie dies zuvor in Bezug auf die erste Polymerschicht beschrieben wurde.
Zweite Umhüllungsschichtenden der zweiten Umhüllungsschicht, die sich über die zweite Fläche des Filtermediums hinaus erstrecken, werden in Richtung auf das Filtermedium gefaltet, um so eine entsprechende Seitenfläche des Filtermediums bei 222 zu berühren. Zum Beispiel können die zweiten Umhüllungsschichtenden um die Kerben herum gefaltet werden, die auf der zweiten Polymerschicht in Richtung auf das Filtermedium gebildet sind, um so eine entsprechende Seitenfläche davon zu berühren. In bestimmten Ausführungsformen kann der Vorgang 212 auch innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne (z. B. in einem Bereich von 10-20 Sekunden) ausgeführt werden, um zu ermöglichen, dass der Abschnitt der zweiten Polymerschicht, der auf den zweiten Umhüllungsschichtenden abgeschieden ist, die entsprechende Seitenfläche des Filtermediums berührt und daran anhaftet. Außerdem können die zweiten Umhüllungsschichtenden Längen aufweisen, um so nur einen Abschnitt der Seitenfläche des Filtermediums zu berühren. In bestimmten Ausführungsformen kann sich ein Abschnitt der zweiten Polymerschicht über die zweite Basisschicht hinaus erstrecken, d. h. es kann ein zweiter Polymerschichtgrat gebildet werden. In solchen Ausführungsformen kann das Verfahren 200 auch ein Trimmen des zweiten Polymerschichtgrats einschließen. In besonderen Ausführungsformen können der erste Polymerschichtgrat und der zweite Polymerschichtgrat gleichzeitig getrimmt werden.
In besonderen Ausführungsformen werden bei 224 die ersten Umhüllungsschichtenden der ersten Umhüllungsschicht mit den zweiten Umhüllungsschichtenden der zweiten Umhüllungsschicht verbunden. Weiterhin können die ersten Umhüllungsschichtenden der ersten Umhüllungsschicht und die zweiten Umhüllungsschichtenden der zweiten Umhüllungsschicht miteinander und/oder mit einer entsprechenden Seitenfläche des Filtermediums verbunden werden. Zum Beispiel können die erste und die zweite Umhüllungsschicht eine(n) freiliegende(n) Kleberaupe oder Klebestreifen an mindestens einem Ende davon (z. B. dem ersten Umhüllungsschichtende und/oder dem zweiten Umhüllungsschichtende) einschließen, das mit dem entsprechenden Ende der anderen Umhüllungsschicht verbunden ist, um so die Verbindung zu erreichen. Bei anderen Ausführungsformen kann ein Verbinden durch Aufbringen eines Klebstoffs auf das erste Umhüllungsschichtende und/oder das zweite Umhüllungsschichtende, durch Heißverklebung oder durch Fusionsverbindung erreicht werden. Bei noch anderen Ausführungsformen können die Polymerschichten über die gesamte Oberfläche der Basisschichten beschichtet sein. Die Enden der Umhüllungsschichten können überlappen bevor die Polymerschichten abbinden, so dass die ersten Polymerschichten an dem ersten Umhüllungsschichtende überlappen und an der zweiten Basisschicht des zweiten Umhüllungsschichtendes (oder umgekehrt) anhaften, während die Polymerschichten abbinden, wodurch die Enden der Umhüllungsschichten verbunden werden.
3 ist, gemäß einer bestimmten Ausführungsform, eine schematische Veranschaulichung einer Querschnittsansicht eines Filterelements 300. Das Filterelement 300 umfasst ein Filtermedium 310 und eine Umhüllungsschicht 320, die um einen Abschnitt des Filtermediums herum positioniert ist. Das Filtermedium 310 schließt ein gewürfeltes Filtermedium ein, das einen Stapel von Filtermedienschichten, ein gefaltetes Filtermedium, oder jedes andere Filtermedium umfasst, wie zuvor hierin beschrieben. Die Umhüllungsschicht 320 umfasst eine Basisschicht 322 und eine Polymerschicht 324. Die Basisschicht 322 kann eine Kartonschicht oder jede andere Basisschicht einschließen, wie zuvor hierin mit Bezug auf die Verfahren 100 und 200 beschrieben. Die Polymerschicht 324 ist zwischen der Basisschicht 322 und dem Filtermedium 310 positioniert und berührt und haftet an dem Filtermedium 310. Die Polymerschicht 324 kann jede geeignete Polymerschicht einschließen, zum Beispiel die Polymerschichten, die im Detail mit Bezug auf die Verfahren 100 und 200 beschrieben werden. In besonderen Ausführungsformen kann die Polymerschicht 324 eine Polyurethanschicht umfassen, die innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne, beispielsweise in einem Bereich von 10-20 Sekunden, abbindet. Während 3 zeigt, dass das Filterelement 300 eine einzelne Umhüllungsschicht 320 einschließt, kann das Filterelement 300 in anderen Ausführungsformen eine Vielzahl von Umhüllungsschichten einschließen, die auf verschiedenen Flächen des Filtermediums 310 positioniert sind. In noch anderen Ausführungsformen kann das Filterelement 300 andere Komponenten einschließen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, ein Mittelrohr und/oder Endkappen.
4 ist eine schematische Veranschaulichung eines Prozesses 400, der zum Verkapseln einer Vielzahl von Flächen eines gewürfelten Filtermediums in einer Vielzahl von Umhüllungsschichten verwendet werden kann, um so das Filterelement 300 von 3 gemäß einer bestimmten Ausführungsform zu bilden. Der Prozess 400 umfasst bei Vorgang 1 das Abscheiden (z. B. Sprühen) eines Polymermaterials auf einer ersten Basisschicht 322a. Das abgeschiedene Polymermaterial bildet eine erste Polymerschicht 324a auf der ersten Basisschicht 322a, wodurch es bei der Vorgang 2 eine erste Umhüllungsschicht 320a bildet. Die erste Basisschicht 322a kann zum Beispiel eine Kartonschicht, eine Papierschicht oder irgendeine andere Schicht umfassen, die anfällig für mechanische Beschädigungen ist, zum Beispiel Reißen oder Durchstoßen. Die erste Basisschicht 322a, beispielsweise eine Kartonschicht, kann zum Drucken von Bildern oder Text darauf geeignet sein (z. B. Logos, Teilenummern, Installationsanweisungen, Marketinginformationen usw.). In einigen Ausführungsformen kann ein Klebestreifen oder eine Kleberaupe auf der ersten Basisschicht 322a in der Nähe einer Kante davon bereitgestellt werden.
Das Polymermaterial kann in flüssiger Form vorliegen (z. B. in einem Lösungsmittel gelöst, um eine sprühbare Flüssigkeit zu bilden) oder eine erste Basisschicht 322a wird spritzbeschichtet, um so die erste Polymerschicht 324a darauf zu bilden. In einigen Ausführungsformen kann das Polymermaterial auf der ersten Basisschicht 322a abgeschieden werden, so dass die erste Polymerschicht die Kanten der ersten Basisschicht 322a abdecken kann und dadurch jeden Klebestreifen oder jede Kleberaupe, die darauf angeordnet ist. In anderen Ausführungsformen kann das Polymermaterial auf der ersten Basisschicht 322a abgeschieden werden, um so die erste Basisschicht 322a teilweise abzudecken, so dass der Klebestreifen oder Klebstoff nicht mit der ersten Polymerschicht 324a bedeckt ist. In bestimmten Ausführungsformen wird das Polymermaterial auf der ersten Basisschicht abgeschieden, so dass die erste Polymerschicht 324a mindestens 80 % der ersten Basisschicht 322a abdeckt.
Jedes geeignete Polymermaterial kann zum Herstellen der ersten Polymerschicht 324a verwendet werden, zum Beispiel jede der mit Bezug auf die Verfahren 100 und 200 beschriebenen Polymermaterialien. Das polymere Material kann in einem Lösungsmittel (z. B. Aceton, Methylenchlorid, Acetate, Dimethylsulfoxid, Chloroform, Tetrahydrofuran, einem organischen nichttoxischen Lösungsmittel, irgendeinem anderen Lösungsmittel oder einer Kombination davon) gelöst werden, um eine sprühbare Flüssigkeit zu bilden.
Wie zuvor beschrieben, kann das Filtermedium 310 ein gewürfeltes Filtermedium mit einer Vielzahl von Flächen einschließen. Eine erste Fläche 312 des Filtermediums 310 wird bei Vorgang 3 auf der ersten Polymerschicht 324a innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne positioniert. Das Positionieren der ersten Fläche 312 des Filtermediums 310 auf der ersten Polymerschicht 324a kann bewirken, dass die erste Polymerschicht 324a, beispielsweise eine Flüssigkeit, eine nicht-newtonsche Flüssigkeit, eine Bingham-Flüssigkeit oder eine halbfeste Polymerschicht, Falten des Filtermediums durchdringt, die in der ersten Fläche 312 ausgebildet sind, oder im Allgemeinen an der ersten Fläche 312 des Filtermediums 310 klebt. Die vorbestimmte Zeitspanne (z. B. in einem Bereich von 10-20 Sekunden) kann eine Mindestzeitdauer sein, nach der die Polymerschicht 324a beginnt abzubinden (d. h. reagiert oder vernetzt). In anderen Ausführungsformen kann die erste Polymerschicht 324a innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne mindestens teilweise abbinden (z. B. von einer sprühbaren Flüssigkeit in einen halbfesten Zustand wechseln), um so das Einbetten oder Vergießen der Seitenfläche 312 des Filtermediums 310 darin zu ermöglichen, wenn die erste Fläche 312 des Filtermediums 310 auf der ersten Polymerschicht 324a positioniert ist.
In bestimmten Ausführungsformen können die Kerben 328a auf der ersten Polymerschicht 324a an Stellen in der Nähe von Kanten der ersten Fläche 312 des Filtermediums 310 gebildet werden, wie in Vorgang 3 gezeigt. Die Kerben 328a können beispielsweise durch Ritzen der ersten Polymerschicht (z. B. unter Verwendung eines scharfen Gegenstandes wie einer Klinge oder eines Messers) gebildet werden, um axiale Kerben, Vertiefungen oder Rillen auf der ersten Polymerschicht 324a in der Nähe der Ränder der ersten Fläche 312 zu bilden 310. Die Kerben 328a können das Biegen der ersten Umhüllungsschicht 320a um diese herum ermöglichen.
Die ersten Umhüllungsschichtenden 326a der ersten Umhüllungsschicht 320a, die sich über die erste Fläche 312 des Filtermediums 310 erstrecken, werden in Richtung auf das Filtermedium 310 gefaltet, um so eine entsprechende Seitenfläche 316 des Filtermediums 310 bei Vorgang 4 zu berühren. Zum Beispiel können die ersten Umhüllungsschichtenden 326a um die Kerben 328a gefaltet werden, die auf der ersten Polymerschicht 324a in Richtung des Filtermediums 310 gebildet sind, um so eine entsprechenden Seitenfläche 316 davon zu berühren. In bestimmten Ausführungsformen kann Vorgang 4 auch innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne (z. B. in einem Bereich von 10-20 Sekunden) ausgeführt werden, um beispielsweise zu ermöglichen, dass der auf den ersten Umhüllungsschichtenden 326a abgeschiedene Abschnitt der ersten Polymerschicht 324a die entsprechende Seitenfläche 316 des Filtermediums 310 berührt und daran anhaftet. Außerdem können die ersten Umhüllungsschichtenden 326a Längen aufweisen, um so nur einem Abschnitt der entsprechenden Seitenflächen 316 des Filtermediums 310, zum Beispiel mindestens 50 % der entsprechenden Seitenfläche 316, zu berühren. In bestimmten Ausführungsformen kann sich ein Abschnitt der ersten Polymerschicht 324a über die erste Basisschicht 322a hinaus erstrecken, d. h. es kann ein erster Polymerschichtgrat gebildet werden. In solchen Ausführungsformen kann der erste Polymerschichtgrat getrimmt werden, zum Beispiel unter Verwendung eines Messers, einer Klinge, oder eine Halterung.
Bei Vorgang 5 wird eine zweite Fläche 314 des Filtermediums 310 gegenüber der ersten Fläche 312 auf einer zweiten Polymerschicht 324c der zweiten Umhüllungsschicht 320b innerhalb einer zweiten vorbestimmten Zeitspanne positioniert, wie zuvor mit Bezug auf die erste Polymerschicht 324a beschrieben. Die zweite Umhüllungsschicht 320b schließt eine zweite Basisschicht 322b ein, wobei die zweite Polymerschicht 324b darauf abgeschieden wird. Die zweite Umhüllungsschicht 320b kann der ersten Umhüllungsschicht 320a im Wesentlichen ähnlich sein und unter Verwendung der Vorgänge gebildet werden, die unter den Vorgängen 1 und 2 beschrieben sind (d. h. Sprühbeschichten des Polymermaterials auf der zweiten Basisschicht 322b). Außerdem kann die zweite vorbestimmte Zeitspanne die gleiche sein wie die vorbestimmte Zeitspanne (z. B. in einem Bereich von 10-20 Sekunden). In bestimmten Ausführungsformen können Einkerbungen 328b auch auf der zweiten Polymerschicht 324b an Stellen in der Nähe von Kanten der zweiten Fläche 314 des Filtermediums 310 gebildet werden, wie zuvor hierin mit Bezug auf die erste Polymerschicht 324a beschrieben.
Erste Umhüllungsschichtenden 326b der zweiten Umhüllungsschicht 320b, die sich über die zweite Fläche 314 des Filtermediums 310 erstrecken, werden in Richtung auf das Filtermedium 310 gefaltet, um so eine entsprechende Seitenfläche 316 des Filtermediums 310 bei Vorgang 6 zu berühren. Zum Beispiel können die zweiten Umhüllungsschichtenden 326b um die Kerben 328b gefaltet werden, die auf der zweiten Polymerschicht 324b in Richtung des Filtermediums 310 gebildet sind, um so eine entsprechenden Seitenfläche 316 davon zu berühren. In bestimmten Ausführungsformen kann Vorgang 5 auch innerhalb der zweiten vorbestimmten Zeitspanne (z. B. in einem Bereich von 10-20 Sekunden) ausgeführt werden, um beispielsweise zu ermöglichen, dass der auf den zweiten Umhüllungsschichtenden 326b abgeschiedene Abschnitt der zweiten Polymerschicht 324b die entsprechende Seitenfläche 316 des Filtermediums 310 berührt und daran anhaftet. Außerdem können die zweiten Umhüllungsschichtenden 326b Längen aufweisen, um so nur einem Abschnitt der Seitenflächen 316 des Filtermediums 310, zum Beispiel mindestens 50 % der entsprechenden Seitenfläche 316, zu berühren. In bestimmten Ausführungsformen kann sich ein Abschnitt der zweiten Polymerschicht 324b über die zweite Basisschicht 322b hinaus erstrecken, d. h. es kann ein zweiter Polymerschichtgrat gebildet werden. Der zweite Polymerschichtgrat kann beschnitten werden, wie zuvor mit Bezug auf die erste Polymerschicht 324a beschrieben.
In besonderen Ausführungsformen werden die ersten Umhüllungsschichtenden 326a der ersten Umhüllungsschicht 320a mit den zweiten Umhüllungsschichtenden 326b der zweiten Umhüllungsschicht 320b verbunden. Zum Beispiel können die ersten Umhüllungsschichtenden 326a und die zweiten Umhüllungsschichtenden 326b Längen aufweisen, so dass ein erstes Umhüllungsschichtende 326a und das entsprechende zweite Umhüllungsschichtende 326b an einer Schnittstelle 329 anliegen oder sich überlappen. Das erste Umhüllungsschichtende 326a kann mit dem zweiten Umhüllungsschichtende 326b an der Schnittstelle 329 verbunden sein, um so die erste Umhüllungsschicht 320a und die zweite Umhüllungsschicht 320b an dem Filtermedium 310 zu befestigen.
In einigen Ausführungsformen können die erste und die zweite Umhüllungsschicht 320a/b eine(n) freiliegende(n) Kleberaupe oder Klebestreifen an mindestens einem Ende davon (z. B. dem ersten Umhüllungsschichtende 326a und/oder dem zweiten Umhüllungsschichtende 326b) einschließen, das mit dem entsprechenden Ende (z. B. dem ersten Umhüllungsschichtende 360a oder dem zweiten Umhüllungsschichtende 326b) der anderen Umhüllungsschicht verbunden ist, um so die Verbindung zu erreichen. In anderen Ausführungsformen kann ein Verbinden durch Aufbringen eines Klebstoffs auf die Schnittstelle 329, durch Heißverkleben oder Fusionsverbindung, erreicht werden.
Bei noch anderen Ausführungsformen können die Polymerschichten 324a/b über die gesamte Oberfläche der Basisschichten 322a/b beschichtet sein. Die Umhüllungsschichtenden 326a/b der Umhüllungsschichten 320a/b können überlappen bevor die Polymerschichten 324a/b (z. B. innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne) abbinden, so dass ein Abschnitt der ersten Polymerschicht 324a, die auf dem ersten Umhüllungsschichtende 326a abgeschieden wurde, überlappt und an dem Abschnitt der zweiten Basisschicht 322b anhaftet, die an dem zweiten Umhüllungsschichtende 326b (oder umgekehrt) positioniert wird, während die Polymerschichten 324a/b abbinden, wodurch die Umhüllungsschichtenden 326a/b der Umhüllungsschichten 320a/b verbunden werden.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Filterelements 500, das ein Filtermedium 510 umfasst. Das Filtermedium 510 umfasst ein kubisches Filtermedium einschließlich einer Vielzahl von gewellten Filtermediumschichten 510, die gestapelt sind, um so das Filtermedium 510 zu bilden. Eine Umhüllungsschicht 520 ist um einen Abschnitt des Filtermediums 510 gehüllt. Die Umhüllungsschicht 520 umfasst eine Karton-Basisschicht 522 und eine Polyurethan-Polymerschicht 524 zwischen der Basisschicht 522 und einer Vielzahl von Flächen des Filtermediums 510, um so auf der Vielzahl von Flächen des Filtermediums 510 positioniert zu werden. Die auf der Außenseite positionierte Karton-Basisschicht 522 ist ästhetisch ansprechender als die darunter liegende Polyurethan-Polymerschicht 524 und trägt dazu bei, Markierungen oder Positionierungsaufkleber darauf zu definieren, während die darunter liegende Polyurethan-Polymerschicht 524 einen Schutz vor mechanischen Beschädigungen bereitstellt. 6 ist eine Seitenansicht eines zylindrischen Filtermedium 610 und einer Baugruppe zur Herstellung des zylindrischen Filtermediums 610 und der Umhüllen des zylindrischen Filtermediums in einer Umhüllungsschicht 620, gemäß einer weiteren Ausführungsform. Das Filtermedium 610 schließt eine Filtermediumfolie 612 ein. Das Filtermediumfolie 612 ist um eine Achse 640 zu einer Rolle gewickelt, wodurch das zylindrische Filtermedium 610 gebildet wird. Die Achse 640 kann mit einem Motor gekoppelt sein, der konfiguriert ist, um die Achse 640 zu drehen, um so das Filtermedienblatt 612 in das zylindrische Filtermedium 610 zu rollen. Das Filtermedienblatt 612 kann ein gewelltes Filtermedienblatt umfassen.
Ein Filtermedienblattende 613 des Filtermedienblattes 612 ist mit einem Basisschichtende 623 einer Basisschicht 622 gekoppelt (z. B. verbunden). Dies ermöglicht es, dass die Basisschicht 622 um das zylindrische Filtermedium 610 gehüllt wird, nachdem das Wickeln des Filtermedienblatts 612 in das zylindrische Filtermedium 610 abgeschlossen ist. In besonderen Ausführungsformen kann die Basisschicht 622 ein Kartonbogen einschließen. In einigen Ausführungsformen kann die Basisschicht 622 von dem Filtermedienblatt 612 getrennt sein (d. h. nicht damit gekoppelt sein) und kann um das zylindrische Filtermedium 610 gehüllt sein, nachdem das Filtermedienblatt 612 gewickelt wurde, um das zylindrische Filtermedium 610 zu bilden.
Wie in 6 gezeigt wird die Basisschicht 622 mit einem Polymermaterial (z. B. Polyurethan) über einen Sprüher 650 besprüht, um eine Polymerschicht 624 auf der Basisschicht 622 zu bilden. Das Polymermaterial kann kontinuierlich auf die Basisschicht 622 gesprüht werden, da die Basisschicht 622 kontinuierlich um das zylindrische Filtermedium 610 geführt wird. Auf diese Weise kann die Polymerschicht zwischen der Basisschicht 622 und einer äußeren Oberfläche des zylindrischen Filtermediums 610 angeordnet werden, um so einen mechanischen Schutz dafür bereitzustellen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Drehung des zylindrischen Filtermediums 610 um die Achse 640 und eine Flussrate des Polymermaterialsprays angepasst werden, um so eine vorbestimmte Dicke der Polymerschicht 624 auf der Basisschicht 622 zu erhalten. In besonderen Ausführungsformen kann die Basisschicht 622 aus einem harten Material (z. B. dickem Karton oder Metalle) gebildet werden. In solchen Ausführungsformen kann eine Dicke der Polymerschicht 624 reduziert werden, um so eine Menge des Polymermaterials (z. B. Polyurethan), das auf dem zylindrischen Filtermedium 610 verwendet wird, zu reduzieren und/oder die Polymerschicht 624 hauptsächlich als eine Bindeschicht (z. B. einen Klebstoff) zu verwenden.
7 ist ein schematisches Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 700 zur Herstellung eines Filterelements (z. B. des Filterelements 800, gezeigt in 8) mit zumindest einem Abschnitt eines Filtermediums (z. B. des Filtermediums 810 von 8) davon eingeschlossen in einer Polymerschicht (z. B. der Polymerschicht 824, gezeigt in 8), gemäß einer anderen Ausführungsform.
Das Verfahren 700 umfasst bei 702 ein Bereitstellen des Filtermediums. Das Filtermedium umfasst ein poröses Material mit einer vorbestimmten Porengröße und ist dazu konfiguriert, Partikel aus einem durchströmenden Fluid (z. B. Luft oder einem Luft-Treibstoffgemisch) zu filtern. Das Filtermedium kann ein kubisches Filtermedium umfassen, zum Beispiel einschließlich einer Vielzahl von Filtermediumschichten, die gestapelt sind, um die gewürfelten Filtermedien zu bilden. In besonderen Ausführungsformen kann die Vielzahl der Filtermedienschichten gewellt sein.
In einigen Ausführungsformen wird eine Trennschicht in einem Formhohlraum einer Gießform bei 704 abgeschieden. Die Gießform kann, zum Beispiel, die Gießform 850, 1050 einschließen, die jeweils in den 9 und 10A-10B gezeigt sind. Die Trennschicht kann aus einem Trennmittel mit niedriger Oberflächenspannung gebildet werden und kann in den Formhohlraum gesprüht werden. Geeignete Trennmittel können ein Trennmittel auf Silikonbasis, ein Trennmittel auf Wachsbasis, Sulfonsäure-Trennmittel oder irgendwelche anderen Trennmittel einschließen, sind aber nicht darauf beschränkt. In anderen Ausführungsformen kann die Oberfläche des Formhohlraums strukturiert sein, um Selbsttrenneigenschaften bereitzustellen. Zum Beispiel können Merkmale mit Mikro- oder Nanogröße auf der Oberfläche des Formhohlraums gebildet werden, um so einen Kontaktwinkel von Tröpfchen einer in den Formhohlraum gesprühten oder anderweitig abgeschiedenen Polymerschicht zu verringern, um so das Anhaften der Polymerschicht an der Oberfläche des Formhohlraums signifikant zu verringern.
Eine Polymerschicht wird in dem Formhohlraum der Gießform bei 706 abgeschieden. Zum Beispiel kann die Polymerschicht in flüssiger Form vorliegen (z. B. in einem Lösungsmittel gelöst werden, um eine sprühfähige Flüssigkeit zu bilden) oder die Oberfläche des Formhohlraums (z. B. der Formhohlraum 851, 1051 der jeweiligen Gießform 850, 1050) wird sprühbeschichtet. Jedes geeignete Polymermaterial kann verwendet werden. Geeignete polymere Materialien schließen Polyurethan, Polyharnstoff, Polyvinylalkohol, Polytetrafluorethylen, Polyethylen hoher Dichte, Polyvinylchlorid, ein duroplastisches Polymer, ein verstärktes Polymer oder eine Kombination davon ein, ohne darauf beschränkt zu sein. In besonderen Ausführungsformen umfasst die polymere Schicht ein Polyurethan, das so formuliert ist, dass es innerhalb einer vorgegebenen Zeit, beispielsweise in einem Bereich von 10-20 Sekunden, abbindet. In einer speziellen Ausführungsform schließt das Polymermaterial BASF® ElastoCast S55090 ein. Das polymere Material kann in einem Lösungsmittel (z. B. Aceton, Methylenchlorid, Acetate, Dimethylsulfoxid, Chloroform, Tetrahydrofuran, einem organischen nichttoxischen Lösungsmittel, irgendeinem anderen Lösungsmittel oder einer Kombination davon) gelöst werden, um eine sprühbare Flüssigkeit zu bilden.
Eine erste Fläche des Filtermediums ist auf der Polymerschicht innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne bei 708 positioniert. Zum Beispiel können die Filtermedien ein kubisches Filtermedium umfassen, einschließlich einer Vielzahl von Flächen, und eine erste Fläche der Vielzahl von Flächen wird innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne auf der Polymerschicht positioniert. Das Positionieren des Filtermediums auf der Polymerschicht kann bewirken, dass die Polymerschicht, beispielsweise eine Flüssigkeit, eine nicht-newtonsche Flüssigkeit, eine Bingham-Flüssigkeit oder eine halbfeste Polymerschicht, Falten des Filtermediums durchdringt oder allgemein an einer ersten Fläche des Filtermediums klebt. Die vorbestimmte Zeit (z. B. in einem Bereich von 10-20 Sekunden) kann eine Zeitdauer sein, innerhalb der sich die Polymerschicht zumindest teilweise einstellt (d. h. reagiert oder vernetzt). In anderen Ausführungsformen kann die Polymerschicht innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne teilweise abbinden (z. B. von einer sprühbaren Flüssigkeit in einen halbfesten Zustand wechseln), um das Einbetten oder Vergießen der ersten Fläche des Filtermediums darin zu ermöglichen, wenn das Filtermedium auf der Polymerschicht positioniert ist.
In besonderen Ausführungsformen kann bei 710 die erste Fläche des Filtermediums auf der Polymerschicht für eine vorgegebene Abbindezeit gehalten werden. Die Polymerschicht kann so formuliert sein, dass sie die erste Fläche des Filtermediums innerhalb der vorbestimmten Abbindezeit abbindet und an ihr anhaftet. Zum Beispiel kann die vorbestimmte Abbindezeit eine Zeitdauer einschließen, welche die erste Polymerschicht braucht, um vollständig abzubinden (d. h. das gesamte Lösungsmittel verdampft und die Polymerschicht vollständig erstarrt) von dem Zeitpunkt, an dem die erste Fläche des Filtermediums auf der ersten Polymerschicht positioniert ist. In einigen Ausführungsformen kann die vorbestimmte Abbindezeit in einem Bereich von 5 Sekunden bis 30 Sekunden nach der vorbestimmten Zeit liegen (z. B. 25 Sekunden bis 50 Sekunden nach dem Abscheiden der Polymerschicht in dem Formhohlraum).
Das Filtermedium wird aus dem Formhohlraum entfernt, wobei die Polymerschicht bei 712 an der ersten Fläche davon befestigt ist. Weiterhin bewirkt das Entfernen des Filtermediums aus dem Formhohlraum, dass die Polymerschicht auch zusammen mit dem Filtermedium aus dem Formhohlraum entfernt wird (z. B. durch das Trennmittel ermöglicht). Auf diese Weise kann die erste Fläche des Filtermediums auf schnelle und einfache Weise in eine Polymerschicht gehüllt oder anderweitig verkapselt werden.
In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren bei 714 auch das Trimmen eines Polymerschichtgrats der Polymerschicht einschließen. Zum Beispiel kann die Polymerschicht einen Polymerschichtgrat einschließen, der sich von Enden der Polymerschicht erstreckt. Der Polymerschichtgrat kann sich während des Abscheidens (z. B. Sprühbeschichtung) von der Gießform in den Formhohlraum bilden, zum Beispiel kann das Polymermaterial über einen Rand der Formhohlraum fließen, um so den Polymerschichtgrat zu bilden. In anderen Fällen kann der Polymerschichtgrat gebildet werden, wenn die erste Fläche des Filtermediums auf der Polymerschicht positioniert wird. Zum Beispiel kann die erste Fläche des Filtermediums in die Polymerschicht geschoben werden, was bewirkt, dass ein Abschnitt der Polymerschicht um die erste Fläche herum über den Rand des Formhohlraums hinaus fließt und den Polymerschichtgrat bildet. Der Polymerschichtgrat kann nicht an dem Filtermedium befestigt werden und wird getrimmt (z. B. unter Verwendung eines Messers, einer Klinge, einer Halterung, oder wird manuell entfernt).
In einigen Ausführungsformen kann die Gießform eine Trimmleiste umfassen, der sich axial von einem Rand des Formhohlraums erstreckt. Die Trimmleiste kann strukturiert sein, um eine Dicke des Polymerschichtgrats zu verringern, die sich außerhalb des Formhohlraums erstreckt, um beispielsweise ein Trimmen des Polymerschichtgrats zu ermöglichen. Zum Beispiel kann eine äußere Oberfläche der Trimmleiste unter einem Winkel in Bezug auf eine obere Oberfläche der Gießform geneigt sein, so dass die Trimmleiste eine scharfe Kante an einem Ende davon definiert. In besonderen Ausführungsformen kann der Winkel in einem Bereich von 120 -135 Grad liegen und kann nach innen, nach außen oder einer Kombination davon abgewinkelt sein, um eine scharfe Trimmleiste zu bilden. In einigen Ausführungsformen kann die Trimmleiste so strukturiert sein, dass sie den Polymerschichtgrat während der Positionierung des Filtermediums auf der Polymerschicht innerhalb des Formhohlraums beschneidet oder trimmt.
Auf diese Weise kann die erste Fläche des Filtermediums in die Polymerschicht eingehüllt oder auf andere Weise verkapselt werden. Das Filtermedium kann dann indiziert oder gedreht werden um so eine zweite Fläche des Filtermediums in Richtung des Formhohlraums der Gießform darzustellen, und die Vorgänge des Verfahrens 700 können wiederholt werden, um so die zweite Fläche des Filtermediums in die Polymerschicht zu hüllen, und so weiter, bis alle gewünschten Flächen des Filtermediums in die Polymerschicht gehüllt sind Robotische Manipulatoren können verwendet werden, um die Filtermedien zu indexieren, was das Verfahren für eine Automatisierung zugänglich macht.
Die Vorgänge des hierin beschriebenen Verfahrens 700 zum Verkapseln eines Filtermediums in einer Polymerschicht können im Wesentlichen schneller und billiger als herkömmliche Verfahren sein. Zum Beispiel schließen herkömmlichen Verfahren zum Positionieren von Polyurethan auf Filtermedien im Allgemeinen eine Dosiergeschwindigkeit des Polyurethans von 15-30 g/Sek. mit einer Aushärtung von etwa 5 Minuten ein. Wenn die Formen alle 6 Sekunden indiziert werden, wären in der Produktionslinie unter Verwendung solcher herkömmlicher Verfahren 50 Formen erforderlich. Im Gegensatz dazu kann das hierin beschriebene Verfahren, welches das Polyurethan (oder ein beliebiges anderes Polymermaterial) in den Formhohlraum abscheidet (z. B. sprüht), eine Dosierrate des Polyurethans in den Formhohlraum zwischen 70-140 g/Sek. mit einer Aushärtungszeit von etwa 20 Sekunden oder weniger bereitstellen. Bei einer Indexrate von 6 Sekunden würden nur vier Formen ausreichen, um alle Flächen des Filtermediums in der Polymerschicht zu verkapseln, was im Wesentlichen schneller und billiger als herkömmliche Verfahren ist.
8 ist, gemäß einer besonderen Ausführungsform, eine Querschnittsansicht eines Filterelements 800. Das Filterelement umfasst ein Filtermedium 810 und eine Polymerschicht 824, die das Filtermedium 810 umhüllt. Das Filtermedium 810 kann ein gewürfeltes Filtermedium einschließen, das einen Stapel von Filtermedienschichten, ein gefaltetes Filtermedium, oder jedes andere Filtermedium umfasst, wie zuvor hierin beschrieben. Die Polymerschicht 824 kann jede geeignete Polymerschicht einschließen, zum Beispiel die Polymerschichten, die mit Bezug auf das Verfahren 700 im Detail beschrieben werden. In besonderen Ausführungsformen kann die Polymerschicht 824 eine Polyurethanschicht umfassen, die innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne, beispielsweise in einem Bereich von 10-20 Sekunden, abbindet. Während 8 zeigt, dass das Filterelement 800 eine einzelne Polymerschicht 824 einschließt, kann das Filterelement 800 in anderen Ausführungsformen eine Vielzahl von Polymerschichten einschließen, die auf verschiedenen Flächen des Filtermediums 810 positioniert sind. In noch anderen Ausführungsformen kann das Filterelement 800 andere Komponenten einschließen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, ein Mittelrohr und/oder Endkappen.
9 ist eine schematische Veranschaulichung eines Prozesses 900, der zur Verkapselung einer oder mehrerer Flächen des Filtermediums 810, beispielsweise eines gewürfelten Filtermediums, in einer Polymerschicht verwendet werden kann, um so das Filterelement 800 von 8 gemäß einer besonderen Ausführungsform zu bilden. Das Verfahren 900 umfasst bei Vorgang 1 das Bereitstellen einer Gießform 850. Die Gießform 850 definiert einen Formhohlraum 851, der so geformt und bemessen sein kann, dass er den Abmessungen einer Fläche des Filtermediums 810 entspricht. Eine Trimmleiste 852 erstreckt sich axial von einem Rand des Formhohlraums 851. Die Trimmleiste 852 ist strukturiert, um eine Dicke eines Polymerschichtgrats zu verringern, der während des Formprozesses gebildet wird, um beispielsweise ein Trimmen des Polymerschichtgrats zu ermöglichen. Eine äußere Oberfläche der Trimmleiste 852 ist in einem Winkel α in Bezug auf eine obere Oberfläche der Gießform 850 geneigt, so dass die Trimmleiste 852 eine scharfe Kante an einem Ende davon definiert. In besonderen Ausführungsformen kann der Winkel α in einem Bereich von 120 -135 Grad liegen. In einigen Ausführungsformen kann die Trimmleiste 852 strukturiert sein, um den Polymerschichtgrat während des Positionierens des Filtermediums auf der Polymerschicht innerhalb des Formhohlraums 851 zu trimmen oder zu entgraten, wie nachstehend im weiteren Detail hierin beschrieben.
Eine Trennschicht wird bei der Vorgang 2 in den Formhohlraum 851 der Gießform 850 gesprüht. Die Trennschicht kann aus einem Trennmittel mit niedriger Oberflächenspannung gebildet und in den Formhohlraum gesprüht werden. Geeignete Trennmittel können ein Trennmittel auf Silikonbasis, Trennmittel auf Wachsbasis, Sulfonsäure-Trennmittel oder irgendwelche anderen Trennmittel einschließen, sind aber nicht darauf beschränkt. In anderen Ausführungsformen kann die Oberfläche des Formhohlraums 851 strukturiert sein, um Selbsttrenneigenschaften bereitzustellen. Zum Beispiel können Merkmale mit Mikro- oder Nanogröße auf der Oberfläche des Formhohlraums 851 gebildet werden, um so einen Kontaktwinkel von Tröpfchen einer in den Formhohlraum 851 gesprühten oder anderweitig abgeschiedenen Polymerschicht 824 zu verringern, um so das Anhaften der Polymerschicht 824 an der Oberfläche des Formhohlraums 851 signifikant zu verringern.
Ein Polymermaterial wird in den Formhohlraum 851 gesprüht, um so bei der Vorgang 3 die Polymerschicht 824 zu bilden. Zum Beispiel kann die Polymerschicht in flüssiger Form vorliegen (z. B. in Lösungsmittel gelöst, um eine sprühbare Flüssigkeit zu bilden) oder die Oberfläche des Formhohlraums 851 wird spritzbeschichtet. Jedes geeignete Polymermaterial kann verwendet werden. Geeignete polymere Materialien schließen Polyurethan, Polyharnstoff, Polyvinylalkohol, Polytetrafluorethylen, Polyethylen hoher Dichte, Polyvinylchlorid, ein duroplastisches Polymer, ein verstärktes Polymer oder eine Kombination davon ein, ohne darauf beschränkt zu sein.
In besonderen Ausführungsformen umfasst die polymere Schicht ein Polyurethan, das so formuliert ist, dass es innerhalb einer vorgegebenen Zeit, beispielsweise in einem Bereich von 10-20 Sekunden, abbindet. In einer speziellen Ausführungsform schließt das Polymermaterial BASF® ElastoCast S55090 ein. Das Polyurethan kann in einem Lösungsmittel (z. B. Aceton, Methylenchlorid, Acetate, Dimethylsulfoxid, Chloroform, Tetrahydrofuran, einem organischen nichttoxischen Lösungsmittel, irgendeinem anderen Lösungsmittel oder einer Kombination davon) gelöst werden, um eine sprühbare Flüssigkeit zu bilden. Ein Abschnitt der Polymerschicht 825 ist an den Seitenwänden des Formhohlraums 851 positioniert und kann sich über der Trimmleiste 852 erstrecken, um so einen Polymerschichtgrat 826 zu bilden.
Eine erste Fläche 812 des Filtermediums 810 wird bei Vorgang 4 auf der Polymerschicht 824 innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne (z. B. in einem Bereich von 10-20 Sekunden) positioniert. Das Positionieren der ersten Fläche 812 des Filtermediums 810 auf der Polymerschicht 824 kann bewirken, dass die Polymerschicht 824, beispielsweise eine Flüssigkeit, eine nicht-newtonsche Flüssigkeit, eine Bingham-Flüssigkeit oder eine halbfeste Polymerschicht, Falten des Filtermediums 810 durchdringt oder im Allgemeinen an der ersten Fläche 812 des Filtermediums 810 klebt. Außerdem kann der Abschnitt der Polymerschicht 825 eine entsprechende Seitenfläche 816 des Filtermediums 810 berühren und daran anheften. In besonderen Ausführungsformen kann die erste Fläche 812 des Filtermediums 810 für eine vorbestimmte Abbindezeit auf der Polymerschicht 824 gehalten werden. Die Polymerschicht kann so formuliert sein, dass sie die erste Fläche des Filtermediums innerhalb der vorbestimmten Abbindezeit abbindet und an ihr anhaftet, wie zuvor hierin beschrieben. In einigen Fällen kann die Polymerschicht 824 Charakteristiken einer Bingham-Flüssigkeit zeigen und kann sich nach dem Einsprühen in den Formhohlraum 851 nicht selbständig ausgleichen. In solchen Fällen kann die Polymerschicht 824 auf dem Formhohlraum 851 spritzbeschichtet werden, so dass eine minimale Überlappung zwischen benachbarten Besprühungen der Polymerschicht 824 existiert, um die Gleichmäßigkeit zu erhöhen. In anderen Fällen kann die Polymerschicht 824 besprüht werden, um so gezielt eine uneinheitliche Schicht herzustellen (z. B., um Muster in der Polymerschicht 824 herzustellen).
Das Filtermedium 810 wird aus dem Formhohlraum 851 entfernt, wobei die Polymerschicht 824 bei Vorgang 5 an der ersten Fläche 812 davon befestigt ist. Das Entfernen des Filtermediums 810 aus dem Formhohlraum 851 bewirkt, dass die Polymerschicht 824 auch zusammen mit dem Filtermedium 851 (z. B. durch das Trennmittel ermöglicht) aus dem Formhohlraum 810 entfernt wird. Auf diese Weise kann die erste Fläche 812 des Filtermediums 810 auf schnelle und einfache Weise in eine Polymerschicht 824 gehüllt oder anderweitig verkapselt werden.
Der Polymerschichtgrat 826 wird bei Vorgang 6 getrimmt. Wie zuvor hierin beschrieben, kann der Polymerschichtgrat 826 bei Vorgang 3 gebildet werden, wenn das Polymermaterial in den Formhohlraum 851 gesprüht wird, oder wenn die erste Fläche 812 des Filtermediums 810 auf der Polymerschicht 824 positioniert wird. Zum Beispiel kann die erste Fläche 812 des Filtermediums 810 in die Polymerschicht 824 geschoben werden, was bewirkt, dass der Abschnitt der Polymerschicht 825 über den Rand des Formhohlraums 851 hinaus fließt und den Polymerschichtgrat 826 bildet. Der Polymerschichtgrat 826 kann nicht an dem Filtermedium 810 befestigt werden und wird getrimmt (z. B. unter Verwendung eines Messers, einer Klinge oder einer Vorrichtung, oder wird manuell abgezogen).
Auf diese Weise wird die erste Fläche 812 des Filtermediums 810 in die Polymerschicht 824 gehüllt oder anderweitig verkapselt. Das Filtermedium 810 kann dann indiziert oder gedreht werden, um eine andere Fläche des Filtermediums 810 (z. B. die Seitenfläche 816) in Richtung des Formhohlraums 851 der Gießform 850 darzustellen. Die Vorgänge des Prozesses 900 können wiederholt werden, um so die Fläche des Filtermediums 810 in die Polymerschicht 824 zu hüllen, und so weiter, bis alle gewünschten Flächen des Filtermediums 810 in die Polymerschicht 824 gehüllt sind.
10A ist eine perspektivische Draufsicht auf eine Gießform 1050, die verwendet werden kann, um die Polymerschicht 824 um zumindest einen Abschnitt eines Filtermediums 810 des Filterelements 800 zu hüllen. 10B ist eine perspektivische Draufsicht eines Abschnitts der Gießform 1050 von 10A, durch den Pfeil B in 10A angezeigt. Die Gießform 1050 definiert einen Formhohlraum 1051, der so geformt und bemessen ist, dass er den Abmessungen einer Fläche eines Filtermediums (z. B. des Filtermediums 810) entspricht. Eine Vielzahl axialer Abstandhalter 1054 erstrecken sich von einer unteren Oberfläche des Formhohlraums 1051, und eine Vielzahl von radialen Abstandhalter 1056 sind um einen inneren Umfang des Formhohlraums 1051 positioniert. Die Vielzahl von axialen Abstandshaltern 1054 und radialen Abstandshaltern 1056 ist so konfiguriert, dass sie einen Spalt zwischen den Seitenwänden des Formhohlraums 1051 und den Flächen des darin eingesetzten Filtermediums bereitstellt. Die Spalte können mit der Polymerschicht (z. B. Polyurethan) gefüllt werden, die in dem Formhohlraum 1051 abgeschieden wird, so dass der Spalt dazu dienen kann, die Dicke der Polymerschicht zu definieren und/oder das Entfernen des Filtermediums mit der daran befestigten Polymerschicht aus dem Formhohlraum 1051 zu ermöglichen. Markierungen oder Vermerke (z. B. Produktname, Firmenlogo, Seriennummer, usw.) können auf die Oberfläche des Formhohlraums geätzt werden, der während des Formprozesses auf die Polymerschicht aufgeprägt werden.
Eine Trimmleiste 1052 erstreckt sich axial von einem Rand des Formhohlraums 1051. Die Trimmleiste 1052 ist so strukturiert, dass eines Dicke einer Polymerschichtgrates verringert wird, der während des Formprozesses gebildet wird, um beispielsweise ein Trimmen des Polymerschichtgrates zu ermöglichen. In besonderen Ausführungsformen kann die Trimmleiste 1052 eine Höhe in einem Bereich von 1.5-3.0 mm von einer oberen Oberfläche 1055 der Gießform 1050 aufweisen. Eine äußere Oberfläche der Trimmleiste 1052 ist in einem Winkel α in Bezug auf die obere Oberfläche 1055 der Gießform 1050 geneigt, so dass die Trimmleiste 1052 eine scharfe Kante 1053 definiert (z. B. eine scharfe Spitze mit einem maximalen Radius von 0,25 mm definiert). In besonderen Ausführungsformen kann der Winkel α in einem Bereich von 120 -135 Grad liegen. In einigen Ausführungsformen kann die Trimmleiste 1052 strukturiert sein, um den Polymerschichtgrat während der Positionierung des Filtermediums auf der Polymerschicht innerhalb des Formhohlraums 1051 zu beschneiden oder zu trimmen. Die Trimmleiste 1052 kann eine saubere und gleichmäßige Kante der Polymerschicht bereitstellen.
11 ist eine schematische Veranschaulichung eines Filterelements 1100, gemäß einer bestimmten Ausführungsform. Das Filterelement 1100 umfasst ein Filtermedium 1110 mit einem ersten Filtermedienpaneel 1111a und einem zweiten Paneel 111b, die jeweils im Allgemeinen eine rechteckige Form aufweisen. Erste Kanten der FiltermedienPaneele 1111a/b sind an einer Schnittstelle 1118 miteinander gekoppelt, beispielsweise über ein Klebeband 1119, während gegenüberliegende Kanten der Filtermedienpaneele 1111a/b voneinander beabstandet sind, wie in 11 gezeigt, so dass das Filtermedium 1110 ein V-förmiges Filtermedium mit einer im Allgemeinen trapezförmigen Form ist.
In einigen Anordnungen kann das Filtermedium 1110 ein gefaltetes Filtermedium umfassen. Ein erster Satz von Heißschmelz-Dichtungsraupen kann an den Enden der Leitung 1113 (z. B. um die Falten des Filtermediums 1110 zu sichern) angeordnet werden, und ein zweiter Satz von Heißschmelz-Dichtungsraupen kann an den Enden der Leitung 1115 positioniert werden (z. B. um eine Befestigung einer Polymerschicht und/oder eines Umfangsdichtungselements 1117 daran zu ermöglichen, ), wie in 11 gezeigt. Jedes der Filtermediumpaneele 1111a/b weist eine erste Fläche 1114a und eine zweite Fläche 1114b gegenüber der ersten Fläche 1114a auf (z. B. Seitenflächen des Filtermediums 1110), die parallel zu einer Strömungsachse des Filtermediums 1110 positioniert sind. Zudem können die Filtermediumpaneele 1111a/b auch eine Endfläche 1116 aufweisen (z. B. eine untere Endfläche), die senkrecht zu der ersten Fläche 1114a und der zweiten Fläche 1114b positioniert ist.
In besonderen Ausführungsformen kann eine Polymerschicht (z. B. eine Polyurethan- oder Polyharnstoffschicht) auf der ersten Fläche 1114a und/oder der zweiten Fläche 1114b angeordnet sein, zum Beispiel, in dem Bereich, der durch die Punkte AB'BCC'DEF gebildet wird, wie in 11 gezeigt. Außerdem kann eine Umfangsdichtungselement 1117, zum Beispiel, eine Polymerschicht- (z. B. Polyurethan oder Polyharnstoff) Umfangsdichtungselement auch um die erste Fläche 1114a und/oder die zweite Fläche 1114b positioniert sein (z. B. um die äußeren Kanten der ersten Fläche 1114a und der zweiten Fläche 1114b, beispielsweise entlang der Punkte AB'BCC'DEF). Das Umfangsdichtungselement 1117 kann als eine Dichtung konfiguriert sein, um die erste Fläche 1114a und/oder die zweite Fläche 1114b fluidisch abzudichten, wenn das Filtermedium 1110 innerhalb eines Filtermediumgehäuses positioniert ist. In anderen Ausführungsformen kann ein zweites Umfangsdichtungselement zusätzlich, oder alternativ, um die Endfläche 1116 des Filtermediums 1110 positioniert sein.
In einigen Ausführungsformen kann eine Dichtungsgießform verwendet werden, um die erste Fläche 1114a und/oder die zweite Fläche 1114b des Filtermediums 1110 abzudichten, nachdem eine Polymerschicht darauf abgeschieden wurde. Zum Beispiel ist 12 eine perspektivische Draufsicht einer Dichtungsgießform 1150, gemäß einer bestimmten Ausführungsform. Die Dichtungsgießform 1150 definiert einen Dichtungsformhohlraum 1151, der konfiguriert ist, um die erste Fläche 1114a oder die zweite Fläche 1114b des Filtermediums 1110 aufzunehmen, wie durch den in 12 gezeigten Umriss X gezeigt. Die Dichtungsgießform 1150 kann auch eine Trimmleiste 1152 umfassen, die um einen Rand des Dichtungsformhohlraums 1151 positioniert ist. Die Trimmleiste 1152 kann in Struktur und Funktion im Wesentlichen der Trimmleiste 1052 der Gießform 1050 ähnlich sein und wird daher hierin nicht weiter im Detail beschrieben. Eine abdichtende Polymerschicht (z. B. ein Urethan- oder Polyharnstoffschaumstoff) kann in dem Dichtungsformhohlraum 1151 abgeschieden werden (z. B. spritzbeschichtet) und die erste Fläche 1114a und/oder die zweite Fläche 1114b des Filtermediums 1110 können darin positioniert oder eingebettet werden, um so die jeweiligen Flächen 1114a/b des Filtermediums 1110 abzudichten.
In besonderen Ausführungsformen können eine oder mehrere Markierungen (z. B. Teilenummer, Produktnummer, Logo, Firmenname, usw.), die durch den Pfeil M in 12 angezeigt werden, an einer Basis des Formhohlraums 1151 eingeprägt oder eingraviert werden. Die Markierungen können in die abdichtende Polymerschicht (z. B. spritzbeschichtetes Polyurethan) übertragen werden, so dass die Markierungen graviert oder geprägt auf den Flächen 1114a/b des Filtermediums 1110 erscheinen, sobald die Flächen 1114a/b in die abdichtende Polymerschicht eingebettet sind.
13 ist ein schematisches Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 1300 zur Herstellung eines Filterelements (z. B. des Filterelements 1100 in 11) mit zumindest einem Abschnitt eines Filtermediums (z. B. dem Filtermedium 1110 von 11) davon eingeschlossen in einer Polymerschicht (z. B. Polyurethan und/oder Polyharnstoff), gemäß einer anderen Ausführungsform.
Das Verfahren 1300 umfasst bei 1302 ein Bereitstellen des Filtermediums. Das Filtermedium umfasst ein poröses Material mit einer vorbestimmten Porengröße und ist dazu konfiguriert, Partikel aus einem durchströmenden Fluid (z. B. Luft oder einem Luft-Treibstoffgemisch) zu filtern. Das Filtermedium kann ein V-förmiges Filtermedium, beispielsweise das Filtermedium 1110, umfassen.
In einigen Ausführungsformen wird eine Trennschicht in einem Formhohlraum einer Gießform bei 1304 abgeschieden. Die Gießform kann, zum Beispiel, die Gießform 1050 oder die Dichtungsgießform 1150 einschließen. Die Trennschicht kann aus einem Trennmittel mit niedriger Oberflächenspannung gebildet sein (z. B. gesprüht, gegossen, aufgedampft usw.), das in den Formhohlraum abgeschieden wird und kann jede geeignete Trennschicht einschließen, wie zuvor hierin beschrieben.
Eine erste Polymerschicht wird in den Formhohlraum der Gießform bei 1306 abgeschieden. Zum Beispiel kann die Polymerschicht in flüssiger Form vorliegen (z. B. in Lösungsmittel gelöst, um eine sprühfähige Flüssigkeit zu bilden) oder die Oberfläche des Formhohlraums wird spritzbeschichtet (z. B. der Formhohlraum 1051, 1151 der jeweiligen Gießform 1050, 1150). Jedes geeignete erste Polymermaterial kann für die erste Polymerschicht verwendet werden, wie etwa, zum Beispiel, Polyurethan, Polyharnstoff, Polyvinylalkohol, Polytetrafluorethylen, Polyethylen hoher Dichte, Polyvinylchlorid, ein duroplastisches Polymer, ein verstärktes Polymer, oder eine Kombination davon. In besonderen Ausführungsformen umfasst die erste Polymerschicht ein Polyurethan, das so formuliert ist, dass es innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne, beispielsweise in einem Bereich von 10-20 Sekunden, abbindet. In einer speziellen Ausführungsform schließt das erste Polymermaterial BASF® ElastoCast S55090 ein. Das erste Polymermaterial kann in einem Lösungsmittel (z. B. Aceton, Methylenchlorid, Acetate, Dimethylsulfoxid, Chloroform, Tetrahydrofuran, einem organischen nichttoxischen Lösungsmittel, irgendeinem anderen Lösungsmittel oder einer Kombination davon) gelöst werden, um so eine sprühbare Flüssigkeit zu bilden. In anderen Ausführungsformen kann das erste Polymermaterial dosiert werden, beispielsweise in den Formhohlraum gegossen werden (z. B. den Formhohlraum 1051, 1151).
Eine erste Fläche des Filtermediums wird bei 1308 auf der ersten Polymerschicht innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne positioniert. Zum Beispiel wird die erste Fläche 1114a des Filtermediums 1110 auf der ersten Polymerschicht positioniert. Das Positionieren der Filtermedien auf der ersten Polymerschicht kann bewirken, dass die erste Polymerschicht, beispielsweise eine Flüssigkeit, eine nicht-newtonsche Flüssigkeit, eine Bingham-Flüssigkeit oder eine halbfeste Polymerschicht, Falten des Filtermediums durchdringt oder allgemein an einer ersten Fläche (z. B. der ersten Fläche 1114a) des Filtermediums (1110) klebt. Die vorbestimmte Zeit (z. B. in einem Bereich von 10-20 Sekunden) kann eine Zeitdauer sein, innerhalb der sich die Polymerschicht zumindest teilweise einstellt (d. h. reagiert oder vernetzt). In anderen Ausführungsformen kann die erste Polymerschicht innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne teilweise abbinden (z. B. von einer sprühbaren Flüssigkeit in einen halbfesten Zustand wechseln), um das Einbetten oder Vergießen der ersten Fläche (z. B. der ersten Fläche 1114a) des Filtermediums (z. B. des Filtermediums 1110) darin zu ermöglichen, wenn das Filtermedium auf der ersten Polymerschicht positioniert ist. In einigen Ausführungsformen kann die erste Fläche des Filtermediums mit einer Beschichtung der ersten Polymerschicht beschichtet (z. B. sprühbeschichtet) sein, bevor die erste Fläche des Filtermediums auf der in dem Formhohlraum abgeschiedenen ersten Polymerschicht positioniert wird. Dies kann eine bessere Haftung der ersten Polymerschicht an der ersten Fläche des Filtermediums ermöglichen.
In besonderen Ausführungsformen kann die erste Fläche des Filtermediums bei 1310 auf der ersten Polymerschicht für eine vorgegebene Abbindezeit gehalten werden. Die erste Polymerschicht kann so formuliert sein, dass sie die erste Fläche des Filtermediums innerhalb der vorbestimmten Abbindezeit abbindet und an ihr anhaftet. Zum Beispiel kann die vorbestimmte Abbindezeit eine Zeitspanne einschließen, die die erste Polymerschicht braucht, um vollständig abzubinden (d. h. das gesamte Lösungsmittel verdampft und die Polymerschicht erstarrt vollständig) von dem Zeitpunkt, an dem die erste Stirnfläche des Filtermediums auf der ersten Polymerschicht positioniert ist. In einigen Ausführungsformen kann die vorbestimmte Einstellzeit in einem Bereich von 5 Sekunden bis 30 Sekunden nach der vorbestimmten Zeit liegen (z. B. 25 Sekunden bis 50 Sekunden nach dem Abscheiden der ersten Polymerschicht in dem Formhohlraum).
Das Filtermedium wird aus dem Formhohlraum entfernt, wobei die erste Polymerschicht an der ersten Fläche davon bei 1312 befestigt ist. Weiterhin bewirkt das Entfernen des Filtermediums aus dem Formhohlraum, dass die erste Polymerschicht auch zusammen mit dem Filtermedium aus dem Formhohlraum entfernt wird (z. B. durch das Trennmittel ermöglicht). Auf diese Weise kann die erste Fläche des Filtermediums auf schnelle und einfache Weise in die ersten Polymerschicht gehüllt oder anderweitig verkapselt werden.
In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 1300 bei 1314 auch ein Trimmen eines ersten Polymerschichtgrates von der ersten Polymerschicht einschließen. Zum Beispiel kann die erste Polymerschicht einen ersten Polymerschichtgrat enthalten, der sich von Enden der ersten Polymerschicht erstreckt. Der erste Polymerschichtgrat kann sich während des Abscheidens (z. B. Sprühbeschichtung) von der Gießform in den Formhohlraum bilden, zum Beispiel kann das Polymermaterial über einen Rand der Formhohlraum (z. B. den Formhohlraum 1051, 1151) fließen, um so den Polymerschichtgrat zu bilden. In anderen Fällen kann der erste Polymerschichtgrat gebildet werden, wenn die erste Fläche des Filtermediums ist auf der ersten Polymerschicht positioniert wird. Zum Beispiel kann die erste Fläche (z. B. die erste Fläche 1114a) des Filtermediums (z. B. des Filtermediums 1110) in die erste Polymerschicht geschoben werden, was bewirkt, dass ein Abschnitt der ersten Polymerschicht um die erste Fläche herum über den Rand des Formhohlraums hinaus fließt und den ersten Polymerschichtgrat bildet. Der erste Polymerschichtgrat kann nicht an dem Filtermedium befestigt werden und wird getrimmt (z. B. unter Verwendung eines Messers, einer Klinge, einer Halterung oder wird manuell entfernt). In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 1300 auch die sich wiederholenden Vorgänge 1304 bis 1314 des Verfahrens 1300 für eine zweite Fläche (z. B. die zweite Fläche 1114b) des Filtermediums (z. B. des Filtermediums 1110), bei 1316 einschließen.
Das Verfahren 1300 umfasst auch das Abscheiden einer zweiten Polymerschicht in einem Dichtungsformhohlraum einer Dichtungsgießform, bei 1318. Zum Beispiel kann eine zweite Polymerschicht in dem Dichtungsformhohlraum 1151 der Dichtungsgießform 1150 abgeschieden werden. In bestimmten Ausführungsformen kann auch eine Trennschicht in dem Dichtungsformhohlraum abgeschieden werden, bevor die zweite Polymerschicht darin abgeschieden wird, wie zuvor hierin beschrieben.
In besonderen Ausführungsformen kann die zweite Polymerschicht in dem Dichtungsformhohlraum spritzbeschichtet werden (z. B. dem Dichtungsformhohlraum 1151). Zum Beispiel kann die zweite Polymerschicht ein zweites Polymermaterial umfassen, das so formuliert ist, dass es in dem Dichtungsformhohlraum spritzbeschichtet wird (z. B. Urethan- oder Polyharnstoffschaumstoff). Das zweite Polymermaterial kann das gleiche wie das erste Polymermaterial oder davon verschieden sein. In einigen Ausführungsformen kann das Sprühbeschichten der Polymerschicht in dem Dichtungsformhohlraum bewirken, dass irgendwelche Markierungen, die auf einer Basis des Dichtungsformhohlraums definiert sind (z. B. die Markierungen M, die in dem Dichtungsformhohlraum 1151 definiert sind), in die zweite Polymerschicht übertragen werden.
Die erste Fläche des Filtermediums wird innerhalb einer zweiten vorbestimmten Zeitspanne auf der zweiten Polymerschicht positioniert, um die erste Oberfläche bei 1320 abzudichten. Zum Beispiel wird die erste Fläche 1114a des Filtermediums 1110 ist in der zweiten Polymerschicht innerhalb der zweiten vorbestimmten Zeitspanne (z. B. in einem Bereich von 5 Sekunden bis 30 Sekunden) positioniert (z. B. eingegossen oder eingebettet), um so die zweite Polymerschicht auf der ersten Fläche 1114a zu befestigen. Das Filtermedium wird aus dem Dichtungsformhohlraum mit der daran befestigten zweiten Polymerschicht bei 1322 entfernt. Zum Beispiel kann das Filtermedium 1110 aus dem Dichtungsformhohlraum 1151 entfernt werden, wobei die zweite Polymerschicht (z. B. eine Polyurethan- oder Polyharnstoffschaumstoffschicht) an der ersten Fläche 1114a davon befestigt ist. Auf diese Weise kann die zweite Polymerschicht Endkappen oder andere Dichtungen auf der ersten Fläche und/oder der zweiten Fläche des Filtermediums bilden. Da die Markierungen während des Dichtungsgießprozesses auf die zweite Polymerschicht geprägte oder gravierte werden können, können externe Markierungen nicht verwendet werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann eine Dicke der zweiten Polymerschicht geringer als die erste Polymerschicht sein, so dass die zweite Polymerschicht als eine Dichtungsschicht, eine Endkappe oder eine Markierungsschicht dient.
14 ist ein schematisches Flussdiagramm eines weiteren beispielhaften Verfahrens 1400 zur Herstellung eines Filterelements (z. B. des Filterelements 1100 in 11) mit zumindest einem Abschnitt eines Filtermediums (z. B. des Filtermediums 1110 von 11) davon eingeschlossen in einer Polymerschicht (z. B. Polyurethan und/oder Polyharnstoff), gemäß einer anderen Ausführungsform.
Das Verfahren 1400 umfasst bei 1402 das Bereitstellen des Filtermediums (z. B. des Filtermediums 1110). In einigen Ausführungsformen wird eine Trennschicht in einem Formhohlraum einer Gießform bei 1404 abgeschieden. Die Gießform kann, zum Beispiel, die Gießform 1050 oder die Dichtungsgießform 1150 einschließen. Die Trennschicht kann aus einem Trennmittel mit niedriger Oberflächenspannung gebildet sein (z. B. gesprüht, gegossen, aufgedampft usw.) in den Formhohlraum und kann jede geeignete Trennschicht enthalten, wie zuvor hierin beschrieben.
Eine nicht-schäumende Polymerschicht wird in dem Formhohlraum der Gießform bei 1406 abgeschieden. Die nicht-schäumende Polymerschicht kann, zum Beispiel. ein nicht-schäumendes Polyurethan umfassen, das (z. B. durch eine Dosiermaschine) in den Formhohlraum gegossen werden kann. Eine erste Fläche des Filtermediums ist bei 1408 auf der nicht-schäumenden Polymerschicht positioniert. Zum Beispiel ist die erste Fläche 1114a des Filtermediums 1110 auf der nicht-schäumenden Polymerschicht positioniert. Das Positionieren der ersten Fläche des Filtermediums auf der nicht-schäumenden Polymerschicht kann bewirken, dass die nicht-schäumende Polymerschicht, beispielsweise eine Flüssigkeit, eine nicht-newtonsche Flüssigkeit, eine Bingham-Flüssigkeit oder eine halbfeste Polymerschicht, Falten des Filtermediums durchdringt oder allgemein an einer ersten Fläche des Filtermediums klebt. Die erste Fläche des Filtermediums kann bei 1410 auf der ersten Polymerschicht für eine vorbestimmte Abbindezeit gehalten werden. Die erste Polymerschicht kann so formuliert sein, dass sie die erste Fläche des Filtermediums innerhalb der vorbestimmten Abbindezeit (z. B. in einem Bereich von 25-50 Sekunden) abbindet und an ihr anhaftet, Zum Beispiel kann die vorbestimmte Abbindezeit eine Zeitspanne einschließen, die die erste Polymerschicht braucht, um vollständig abzubinden (d. h. das gesamte Lösungsmittel verdampft und die Polymerschicht erstarrt vollständig) von dem Zeitpunkt, an dem die erste Stirnfläche des Filtermediums auf der ersten Polymerschicht positioniert ist.
Das Filtermedium wird aus dem Formhohlraum entfernt, wobei die nicht-schäumende Polymerschicht an der ersten Fläche davon bei 1412 befestigt ist. Weiterhin bewirkt das Entfernen des Filtermediums aus dem Formhohlraum, dass die nicht-schäumende Polymerschicht auch zusammen mit dem Filtermedium aus dem Formhohlraum entfernt wird (z. B. durch das Trennmittel ermöglicht). In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 1400 bei, zum Beispiel, 1414 auch ein Trimmen eines ersten Polymerschichtgrates der ersten Polymerschicht, einschließen, wie zuvor hierin beschrieben. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 1400 auch die sich wiederholenden Vorgänge 1404 bis 1414 des Verfahrens 1400 für eine zweite Fläche (z. B. die zweite Fläche 1114b) des Filtermediums (z. B. des Filtermediums 1110), bei 1416 einschließen.
Das Verfahren 1400 umfasst auch das Abscheiden einer Polymerschaumstoffschicht in einem Dichtungsformhohlraum einer Dichtungsgießform, bei 1418. Die Polymerschaumstoffschicht kann ein Polymerschaumstoffmaterial wie etwa, zum Beispiel, Schaumstoff aus Polyurethan oder Polyharnstoff umfassen. Zum Beispiel kann eine Polymerschaumstoffschicht in dem Dichtungsformhohlraum 1151 der Dichtungsgießform 1150 abgeschieden werden. In besonderen Ausführungsformen kann das Polymerschaumstoffmaterial entlang der Kanten des Dichtungsformhohlraums 1151 abgeschieden werden oder in Rillen, die einem Umfang einer Endfläche (z. B. der Endfläche 1116) des Filtermediums (z. B. des Filtermediums 1110) entsprechenden.
Die Endfläche des Filtermediums wird auf der Polymerschaumstoffschicht innerhalb einer zweiten vorbestimmten Zeitspanne positioniert, um so bei 1420 ein Umfangsdichtungselement auf der Endfläche zu bilden. Zum Beispiel kann die Endfläche 1116 des Filtermediums 1110 auf der Polymerschaumstoffschicht innerhalb der zweiten vorbestimmten Zeitspanne (z. B. 5-20 Sekunden) positioniert werden (z. B. eingegossen oder eingebettet), und der Polymerschaumstoffschicht wird ermöglicht abzubinden. Dies bewirkt, dass die Polymerschaumstoffschicht an Kanten der Endfläche 1116 anheftet (z. B. bindet), um so das Umfangsdichtungselement darum zu bilden. In anderen Ausführungsformen kann das Umfangsdichtungselement zusätzlich, oder alternativ, um die erste Fläche (z. B. die erste Fläche 1114a) des Filtermediums (z. B. des Filtermediums 1110) gebildet werden.
Das Filtermedium wird bei 1422 aus dem Dichtungsformhohlraum entfernt, wobei das Umfangsdichtungselement an der Endfläche davon befestigt ist. Zum Beispiel kann das Filtermedium 1110 aus dem Dichtungsformhohlraum 1151 der Dichtungsform 1150 entfernt werden, wobei das Umfangsdichtungselement der Polymerschaumstoffschicht daran befestigt ist. Das Umfangsdichtungselement kann als eine Dichtung oder ein Dichtungselement dienen, das konfiguriert ist, um die Endfläche und/oder die ersten Flächen des Filtermediums fluidisch abzudichten, wenn das Filtermedium (z. B. das Filtermedium 1110) in einem Filtergehäuse positioniert ist.
15 ist eine schematische Veranschaulichung eines Prozesses 1500, das verschiedene Vorgänge des Verfahrens 1400 zur Herstellung eines Filterelements (z. B. des Filterelements 1100) mit zumindest einem Abschnitt eines Filtermediums 1510 (z. B. im Wesentlichen ähnlich dem Filtermedium 1110) davon eingeschlossen in einer nicht-schäumenden Polymerschicht und ein aus einer Polymerschaumstoffschicht gebildetes Umfangsdichtungselement veranschaulicht, das auf einer Endfläche davon positioniert ist.
Der Prozess 1500 umfasst bei der Vorgang 1 das Bereitstellen des Filtermediums 1510. Bei Vorgang 2 wird eine nicht-schäumende Polymerschicht 1524 über eine Dosiermaschine in einen Formhohlraum 1551 einer Gießform 1550 dosiert (z. B. gegossen). Die Gießform 1550 ist im Wesentlichen ähnlich der Dichtungsgießform 1150 oder der Gießform 1050. Bei Vorgang 3 wird eine erste Fläche 1512 des Filtermediums 1510 auf der nicht-schäumenden Polymerschicht 1524 positioniert. Das Positionieren der ersten Fläche 1512 des Filtermediums 1510 auf der nicht-schäumenden Polymerschicht 1524 kann bewirken, dass die nicht-schäumende Polymerschicht 1524 (z. B. ein nicht-schäumendes Polyurethan) Falten des Filtermediums 1510 durchdringt oder im Allgemeinen an der ersten Fläche 1512 des Filtermediums 1510 klebt.
Die erste Fläche 1512 des Filtermediums 1510 wird bei Vorgang 4 für eine vorbestimmte Abbindezeit auf der Polymerschicht 1524 gehalten. Zum Beispiel kann die nicht-schäumende Polymerschicht 1524 so formuliert sein, dass sie die erste Fläche 1512 des Filtermediums 1510 innerhalb der vorbestimmten Abbindezeit (z. B. 5-50 Sekunden) abbindet und an ihr anhaftet. Bei Vorgang 5 wird das Filtermedium 1510 aus dem Formhohlraum 1551 entfernt, wobei die nicht-schäumende Polymerschicht 1524 an der ersten Fläche 1512 davon befestigt ist.
Bei Vorgang 6 wird das Filtermedium 1510 indiziert oder um 180 Grad gedreht, um so eine zweite Fläche 1514 des Filtermediums 1510 gegenüber der ersten Fläche 1512 in Richtung des Formhohlraums 1551 zu positionieren. Bei Vorgang 7 wird die nicht-schäumende Polymerschicht 1524 wieder über die Dosiermaschine in den Formhohlraum 1551 der Gießform 1550 dosiert (z. B. gegossen). Bei Vorgang 8 wird die zweite Fläche 1514 des Filtermediums 1510 auf der nicht-schäumenden Polymerschicht 1524 positioniert, um so zu bewirken, dass die nicht-schäumende Polymerschicht (z. B. ein nicht-schäumendes Polyurethan) an der zweiten Fläche 1514 des Filtermediums 1510 klebt oder anhaftet.
Bei Vorgang 9 wird die zweite Fläche 1514 des Filtermediums 1510 auf der nicht-schäumenden Polymerschicht 1524 für die vorbestimmten Abbindezeit (e.g. 5-50 Sekunden) gehalten. Bei Vorgang 10 wird das Filtermedium 1510 aus dem Formhohlraum 1551 entfernt, wobei die nicht-schäumende Polymerschicht 1524 an der zweiten Fläche 1514 davon befestigt ist.
Bei Vorgang 11 wird ein Umfangsdichtungselement 1526 um eine Endfläche des Filtermediums 1510 herum positioniert. Zum Beispiel kann eine Polymerschaumstoffschicht (z. B. ein Schaumstoff aus Urethan oder Polyharnstoff) in einem Dichtungsformhohlraum (z. B. dem Dichtungsformhohlraum 1151) einer Dichtungsform (z. B. der Dichtungsform 1150) abgeschieden werden, wie zuvor hierin beschrieben. Die Endfläche des Filtermediums 1510 kann innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne auf der Polymerschaumstoffschicht positioniert (z. B. eingegossen oder eingebettet) werden, um so auf der Endfläche ein Umfangsdichtungselement 1526 zu bilden. In anderen Ausführungsformen kann das Umfangsdichtungselement 1526 zusätzlich, oder alternativ, um die erste Fläche 1512 und/oder die zweite Fläche 1514 des Filtermediums 1510 gebildet werden. Das Filtermedium 1510 kann aus dem Dichtungsformhohlraum entfernt werden, wobei das Umfangsdichtungselement 1526 an der Endfläche davon befestigt ist.
16 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens 1600 zur Herstellung eines Filterelements (z. B. des Filterelements 1100 in 11) mit zumindest einem Abschnitt eines Filtermediums (z. B. des Filtermediums 1110 von 11) davon eingeschlossen in einer Polymerschicht (z. B. Polyurethan und/oder Polyharnstoff), gemäß noch einer anderen Ausführungsform.
Das Verfahren 1600 umfasst bei 1602 das Bereitstellen des Filtermediums (z. B. des Filtermediums 1110). Bei 1604 wird eine erste Flächenmarkierung in einem Formhohlraum einer Gießform positioniert (z. B. der Gießform 1050, 1150, 1550). Die erste Flächenmarkierung kann beispielsweise ein Papier- oder Kartonstück oder jedes andere geeignete Kennzeichen mit Markierungen (z. B. Produktname, Produktnummer, Firmenname, Firmenlogo usw.) umfassen, die auf einer vorderen Oberfläche davon bedruckt sind. Die erste Flächenmarkierung ist derart in dem Formhohlraum positioniert, dass die vordere Oberfläche der ersten Flächenmarkierung auf einer Basis des Formhohlraums positioniert ist.
Bei 1606 wird eine Polymerschicht in dem Formhohlraum an einer hintere Oberfläche der ersten Markierungsfläche abgeschieden. Die Polymerschicht kann, zum Beispiel, ein nicht-schäumendes Polyurethan umfassen, das in den Formhohlraum, eine Polymerschaumstoffschicht (z. B. einen Schaumstoff aus Polyurethan oder Polyharnstoff), eine spritzbeschichtete Polymerschicht oder eine beliebige andere geeignete Polymerschicht gegossen werden kann (z. B. durch eine Dosiermaschine). In einigen Ausführungsformen kann die Polymerschicht bei 1608 auch auf einer ersten Fläche des Filtermediums beschichtet werden. Die Beschichtung der Polymerschicht kann eine Haftung der Polymerschicht auf der ersten Fläche (z. B. der ersten Fläche 1114a) des Filtermediums (z. B. des Filtermediums 1110) ermöglichen.
Bei 1610 wird die erste Fläche (z. B. die erste Fläche 1114a) des Filtermediums (z. B. des Filtermediums 1110) auf der Polymerschicht positioniert. Das Positionieren der ersten Fläche des Filtermediums auf die Polymerschicht kann bewirken, dass die Polymerschicht in die Falten des Filtermediums dringt oder im Allgemeinen an der ersten Fläche des Filtermediums klebt (z. B. ermöglicht durch die Beschichtung der Polymerschicht, die bereits auf der ersten Fläche des Filtermediums vorhanden ist).
Bei 1612 kann die erste Fläche des Filtermediums auf der ersten Polymerschicht für eine vorbestimmte Abbindezeit (z. B. 5-50 Sekunden) gehalten werden, um beispielsweise zu ermöglichen, dass die Polymerschicht vollständig abbindet. Bei 1614 wird das Filtermedium aus dem Formhohlraum entfernt, wobei die Polymerschicht und die erste Flächenmarkierung an der ersten Fläche davon befestigt sind. Auf diese Weise kann die erste Flächenmarkierung an der ersten Fläche des Filtermediums während des Gießprozesses der Polymerschicht befestigt werden.
In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 1600 bei 1616 auch das Trimmen eines ersten Polymerschichtgrates der ersten Polymerschicht einschließen, wie beispielsweise zuvor hierin beschrieben. In noch anderen Vorgängen können die Vorgänge 1604 bis 1616 des Verfahrens 1600 für eine zweite Fläche (z. B. die zweite Fläche 1114b) des Filtermediums (z. B. des Filtermediums 1110), bei 1618 wiederholt werden. Bei 1620 wird ein Umfangsdichtungselement um die erste Fläche (z. B. die erste Fläche 1114a) und/oder eine Endfläche (z. B. die Endfläche 1116) des Filtermediums (z. B. des Filtermediums 1110) gebildet, beispielsweise unter Verwendung irgendeines der zuvor hierin mit Bezug auf das Verfahren 1400 oder den Prozess 1500 beschrieben Prozesse.
17 ist eine schematische Veranschaulichung eines Prozesses 1700, der die verschiedenen Vorgänge des Verfahrens 1600 veranschaulicht. Bei Vorgang 1 wird eine Gießform 1750, die einen Formhohlraum 1751 definiert, bereitgestellt. Eine Trimmleiste 1852 ist an dem Rand des Formhohlraum 1751 positioniert. Die Gießform 1750 kann im Wesentlichen ähnlich der Gießform 1050 oder dem Dichtungsformhohlraum 1150 sein und wird daher hierin nicht weiter im Detail beschrieben.
Bei Vorgang 2 wird eine erste Flächenmarkierung 1722 in dem Formhohlraum 1751 der Gießform 1750 positioniert. Die erste Flächenmarkierung 1722 kann beispielsweise ein Papier- oder Kartonstück oder jedes andere geeignete Kennzeichen mit Markierungen (z. B. Produktname, Produktnummer, Firmenname, Firmenlogo usw.) umfassen, die auf einer vorderen Oberfläche davon gedruckt sind. Die erste Flächenmarkierung 1722 wird so in dem Formhohlraum 1751 positioniert, dass die vordere Oberfläche davon auf einer Basis des Formhohlraums 1751 positioniert ist.
Bei Vorgang 3 wird eine Polymerschicht 1724 in dem Formhohlraum 1751 auf einer hinteren Oberfläche der ersten Flächenmarkierung 1722 abgeschieden. Die Polymerschicht 1724 kann beispielsweise ein nicht-schäumendes Polyurethan, das in den Formhohlraum 1751 gegossen werden kann (z. B. durch eine Dosiermaschine), eine Polymerschaumstoffschicht (z. B. ein Schaumstoff aus Polyurethan oder Polyharnstoff), eine sprühbeschichtete Polymerschicht oder eine beliebige andere geeignete Polymerschicht umfassen. Die Polymerschicht 1724 kann an der hinteren Oberfläche der ersten Flächenmarkierung 1722 anheften oder an diese binden.
Bei Vorgang 4 wird eine erste Fläche 1712 eines Filtermediums 1710 (z. B. eines V-förmigen Filtermediums wie etwa das Filtermedium 1110) auf der Polymerschicht 1724 positioniert. Das Positionieren der ersten Fläche 1712 des Filtermediums 1710 auf der Polymerschicht 1724 kann bewirken, dass die Polymerschicht 1724 Falten des Filtermediums 1710 durchdringt oder im Allgemeinen an der ersten Fläche 1712 des Filtermediums 1710 klebt. Ein Abschnitt der Polymerschicht 1725 kann eine entsprechende Seitenfläche 1716 des Filtermediums 1710 berühren und daran anhaften. Zudem kann sich ein Polymerschichtgrat 1726 von den Enden des Abschnitts der Polymerschicht 1725 erstrecken.
Bei der Vorgang 5 wird das Filtermedium 1710 aus dem Formhohlraum 1751 entfernt, wobei die Polymerschicht 1724 an der ersten Fläche 1712 davon befestigt ist. Das Entfernen des Filtermediums 1710 aus dem Formhohlraum 1751 bewirkt, dass die Polymerschicht 1724 auch zusammen mit dem Filtermedium 1710 aus dem Formhohlraum 1751 entfernt wird. Auf diese Weise wird die erste Fläche 1712 des Filtermediums 1710 in die Polymerschicht 1724 eingehüllt oder auf andere Weise verkapselt, zusammen mit der daran befestigten ersten Flächenmarkierung 1722. Bei Vorgang 6 wird der Polymerschichtgrat 1726 getrimmt (z. B. unter Verwendung eines Messers, einer Klinge oder einer Halterung, oder wird manuell abgezogen).
18 ist eine schematische Veranschaulichung eines weiteren Prozesses 1800 zum Einbetten einer ersten Fläche 1812 und/oder einer zweiten Fläche 1814 eines Filtermediums 1810 (z. B. eines V-förmigen Filtermediums, wie des Filtermediums 1110) in einem Polymermaterial mit einer daran befestigten ersten Flächenmarkierung und der Herstellung eines Umfangsdichtungselements um eine Endfläche 1816 des Filtermediums 1810 herum, gemäß einer bestimmten Ausführungsform.
Bei Vorgang 1 wird eine Gießform 1850, die einen Formhohlraum 1851 definiert, bereitgestellt. Die Gießform 1850 kann im Wesentlichen der Dichtungsgießform 1150 ähnlich sein. Bei Vorgang 2 wird eine erste Flächenmarkierung 1822 in dem Formhohlraum 1851 der Gießform 1850 positioniert. Die erste Flächenmarkierung 1822 kann beispielsweise ein Papier- oder Kartonstück oder jedes andere geeignete Kennzeichen mit Markierungen (z. B. Produktname, Produktnummer, Firmenname, Firmenlogo usw.) umfassen, die auf einer vorderen Oberfläche davon gedruckt sind. Die erste Flächenmarkierung 1822 wird so in dem Formhohlraum 1851 positioniert, dass die vordere Oberfläche der ersten Flächenmarkierung 1822 auf einer Basis des Formhohlraums 1851 positioniert ist.
Bei Vorgang 3 wird eine Polymerschicht 1824 in dem Formhohlraum 1851 auf einer hinteren Oberfläche der ersten Flächenmarkierung 1822 abgeschieden. Die Polymerschicht 1824 kann beispielsweise ein nicht-schäumendes Polyurethan, das in den Formhohlraum 1851 gegossen werden kann (z. B. durch eine Dosiermaschine), eine Polymerschaumstoffschicht (z. B. ein Schaumstoff aus Polyurethan oder Polyharnstoff), eine sprühbeschichtete Polymerschicht oder eine beliebige andere geeignete Polymerschicht umfassen. Die Polymerschicht 1824 kann an der hinteren Oberfläche der ersten Flächenmarkierung 1822 anheften oder an diese binden.
Bei Vorgang 4 wird eine Beschichtung des Polymermaterials auf der ersten Fläche 1812 des Filtermediums 1810 spritzbeschichtet. Das beschichtete Polymermaterial kann Falten des Filtermediums 1810 durchdringen oder im Allgemeinen an der ersten Fläche 1812 des Filtermediums 1810 kleben. Bei Vorgang 5 wird die erste Fläche 1812 eines Filtermediums 1810 auf der Polymerschicht 1824 positioniert. Ein Positionieren der ersten Fläche 1812 des Filtermediums 1810 auf der Polymerschicht 1824 kann bewirken, dass sich die Polymerschicht, die auf der ersten Fläche 1812 des Filtermediums 1810 beschichtet wird, an der Polymerschicht 1824 anheftet oder sich anderweitig mit ihr verbindet.
Bei Vorgang 6 wird das Filtermedium 1810 aus dem Formhohlraum 1851 entfernt, wobei die Polymerschicht 1824 und die erste Flächenmarkierung 1822 an der ersten Fläche 1812 des Filtermediums 1810 befestigt sind. Bei Vorgang 7 wird ein Umfangsdichtungselement 1826, das ein zweites Polymermaterial (z. B. ein Polyurethan- oder Polyharnstoffschaumstoff-Umfangsdichtelement) umfasst, um eine Endfläche 1816 des Filtermediums 1810 herum gebildet (z. B. an Kanten der Endfläche 1816 des Filtermediums 1810 gebunden) In verschiedenen Ausführungsformen kann das Umfangsdichtungselement 1826 unter Verwendung eines Gießprozesses (z. B. in der Dichtungsgießform 1150 gegossen) gebildet werden, wie zuvor hierin beschrieben.
In einigen Ausführungsformen kann eine Gießform so konfiguriert sein, dass sie einen Formhohlraum aufweist, von dem zumindest ein Abschnitt strukturiert ist, um einen Griff in der darin abgeschiedenen Polymerschicht zu formen. 19 ist beispielsweise eine schematische Veranschaulichung noch eines weiteren Prozesses 1900 zum Einbetten einer ersten Fläche 1912 und/oder einer zweiten Fläche 1914 eines Filtermediums 1910 (z. B. eines V-förmigen Filtermediums, wie z. B. des Filtermediums 1110) in einem Polymermaterial mit einer daran befestigten ersten Flächenmarkierung 1922, so dass ein zweiter Abschnitt der Polymerschicht 1925 während des Gießprozesses eine Griffe bildet und ein Umfangsdichtungselement 1926 um die Endfläche 1916 des Filtermediums 1910 herum, gemäß einer besonderen Ausführungsform.
Bei Vorgang 1 wird eine Gießform 1950 bereitgestellt, die einen ersten Abschnitt des Formhohlraums 1951 und einen zweiten Abschnitt des Formhohlraums 1953 definiert. Der erste Abschnitt des Formhohlraumes 1951 ist bemessen und geformt, um die erste Flächenmarkierung 1922 aufzunehmen. Der zweite Abschnitt des Formhohlraumes 1953 grenzt an den ersten Abschnitt des Formhohlraums 1951 und ist in der Form eines Griffs gebildet, um so einen Griff des Filterelements in eine Polymerschicht zu gießen, wie hierin beschrieben ist.
Bei Vorgang 2 wird eine erste Flächenmarkierung 1922 in dem ersten Abschnitt des Formhohlraums 1951 der Gießform 1950 positioniert. Die erste Flächenmarkierung 1922 kann beispielsweise ein Papier- oder Kartonstück oder jedes andere geeignete Kennzeichen mit Markierungen (z. B. Produktname, Produktnummer, Firmenname, Firmenlogo usw.) umfassen, die auf einer vorderen Oberfläche davon gedruckt sind. Die erste Flächenmarkierung 1922 wird in dem ersten Abschnitt des Formhohlraumes 1951 positioniert, so dass die vordere Oberfläche der ersten Flächenmarkierung 1922 auf einer Basis des ersten Abschnitts des Formhohlraums 1951 positioniert ist.
Bei Vorgang 3 wird eine Polymerschicht in der Dichtungsgießform 1950 abgeschieden, so dass ein erster Abschnitt der Polymerschicht 1924 in dem ersten Abschnitt des Formhohlraums 1951 auf einer hinteren Oberfläche der ersten Flächenmarkierung 1922 abgeschieden wird, und ein zweiter Abschnitt der Polymerschicht 1925 wird in dem zweiten Abschnitt des Formhohlraums 1953 abgeschieden. Der zweite Abschnitt des Formhohlraumes 1952 kann auch mit dem ersten Abschnitt des Formhohlraumes 1951 fluidgekoppelt werden, um so zu ermöglichen, dass der erste 1924 Abschnitt der Polymerschicht den zweiten Abschnitt 1925 der Polymerschicht berührt. Die Polymerschicht kann, zum Beispiel, ein nicht-schäumendes Polyurethan, das in den ersten Abschnitt des Formhohlraums 1951 und den zweiten Abschnitt des Formhohlraums 1953 gegossen werden kann (z. B. durch eine Dosiermaschine), eine Polymerschaumstoffschicht (z. B. ein Schaumstoff aus Polyurethan oder Polyharnstoff), eine sprühbeschichtete Polymerschicht oder eine beliebige andere geeignete Polymerschicht umfassen. Der erste Abschnitt der Polymerschicht 1924 kann an der hinteren Oberfläche der ersten Flächenmarkierung 1922 anheften oder an diese binden. Außerdem entspricht der zweite Abschnitt der Polymerschicht 1925 der Form des zweiten Abschnitts des Formhohlraumes 1953, um so gegossen zu werden, dass er eine Griffform aufweist.
Bei Vorgang 4 wird das Filtermedium 1910 bereitgestellt. In einigen Ausführungsformen kann eine Beschichtung des Polymermaterials auf der ersten Fläche 1912 des Filtermediums 1910 spritzbeschichtet werden. Das beschichtete Polymermaterial kann Falten des Filtermediums 1910 durchdringen oder im Allgemeinen an der ersten Fläche 1912 des Filtermediums 1910 kleben.
Bei Vorgang 5 wird die erste Fläche 1912 des Filtermediums 1910 auf dem ersten Abschnitt der Polymerschicht 1924 in dem ersten Abschnitt des Formhohlraums 1951 positioniert. Ein Positionieren der ersten Fläche 1912 des Filtermediums 1910 auf dem ersten Abschnitt der Polymerschicht 1924 kann bewirken, dass sich die erste Fläche 1912 des Filtermediums 1910 an den ersten Abschnitt der Polymerschicht 1924 anheftet oder sich anderweitig mit ihr verbindet. Das Filtermedium 1910 wird aus dem ersten Abschnitt des Formhohlraumes 1951 entfernt, wobei der erste Abschnitt der Polymerschicht 1924 und die erste Flächenmarkierung 1922 an der ersten Fläche 1912 des Filtermediums 1910 befestigt sind. Zudem erstreckt sich der zweite Abschnitt der Polymerschicht 1925 axial von dem ersten Abschnitt der Polymerschicht 1924, gegenüber der Endfläche 1916 des Filtermediums 1910, um so eine Polymerschichtgriff zu definieren, der sich von der ersten Fläche 1912 des Filtermediums 1950 erstreckt. Der Vorgang 5 kann für eine zweite Fläche 1914 gegenüber der ersten Fläche 1912 des Filtermediums 1910 wiederholt werden, um eine zweites Flächenmarkierung auf der zweiten Fläche 1914 abzuscheiden, sowie einen Polymerschichtgriff auszubilden, der sich von der zweiten Fläche 1914 erstreckt, wie in 19 gezeigt.
Bei Vorgang 7 wird ein Umfangsdichtungselement 1926, das ein zweites Polymermaterial (z. B. ein Polyurethan- oder Polyharnstoffschaumstoff-Umfangsdichtelement) umfasst, um die Endfläche 1916 des Filtermediums 1910 herum gebildet (z. B. an Kanten der Endfläche 1916 des Filtermediums 1910 gebunden). In verschiedenen Ausführungsformen kann das Umfangsdichtungselement 1926 unter Verwendung eines Gießprozesses (z. B. in der Dichtungsform 1150 geformt) gebildet werden, wie zuvor hierin beschrieben.
Es gilt zu beachten, dass der Begriff „Beispiel“, wie hier zur Beschreibung verschiedener Ausführungsformen verwendet, angeben soll, dass solche Ausführungsformen mögliche Beispiele, Darstellungen und/oder Abbildungen möglicher Ausführungsformen sind (und dass ein solcher Begriff nicht notwendigerweise darauf schließen lassen soll, dass solche Ausführungsformen außergewöhnliche oder hervorragende Beispiele sind).
Der hierin verwendete Begriff „gekoppelt“ und dergleichen bedeutet die direkte oder indirekte Verbindung von zwei Elementen miteinander. Dieses Verbinden kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. abnehmbar oder lösbar) geschehen. Diese Verbindung kann dadurch erreicht werden, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente untereinander einstückig als ein einheitlicher Körper ausgebildet sind, oder dadurch, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente aneinander befestigt sind.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufbau und die Anordnung der verschiedenen, beispielhaften Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen. Obwohl nur einige Ausführungsformen in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, erkennt die Fachwelt beim Lesen dieser Offenbarung unschwer, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen in Größen, Dimensionen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Orientierungen usw.), ohne erheblich von den neuen Lehren und Vorteilen des hierin beschriebenen Gegenstands abzuweichen. Weitere Ersetzungen, Modifikationen, Änderungen und Auslassungen können ebenfalls an der Konstruktion, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der verschiedenen Ausführungsbeispiele vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang der hier beschriebenen Ausführungsformen abzuweichen.
Obwohl diese Beschreibung viele spezielle Ausführungseinzelheiten enthält, sollten diese nicht als Einschränkung des Schutzumfangs der Ausführungsformen oder der Ansprüche gedacht sein, sondern vielmehr als Beschreibungen von Merkmalen, die für bestimmte Ausführungen von bestimmten Ausführungsformen spezifisch sind. Bestimmte, in dieser Patentschrift im Kontext separater Implementierungen beschriebene Merkmale können auch in Kombination in einer einzigen Implementierung umgesetzt werden. Im Gegensatz dazu können verschiedene, im Kontext einer einzigen Implementierung beschriebene Merkmale auch in mehreren Implementierungen separat oder in einer beliebigen, geeigneten Unterkombination umgesetzt werden. Obwohl Merkmale vorstehend so beschrieben sein können, dass sie in bestimmten Kombinationen wirksam sind und auch anfänglich als solche beansprucht sein können, können zudem ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in manchen Fällen aus der Kombination ausgesondert werden, und die beanspruchte Kombination kann sich auf eine Unterkombination oder Variation einer Unterkombination beziehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 8397920 [0020]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Filterelements mit zumindest einem Abschnitt eines Filtermediums davon, das in einer Polymerschicht eingeschlossen ist, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen des Filtermediums; Bereitstellen einer Basisschicht; Abscheidern der Polymerschicht auf der Basisschicht, um eine Umhüllungsschicht zu bilden; Positionieren einer Fläche des Filtermediums auf der Polymerschicht innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne; und Umhüllen der Umhüllungsschicht um mindestens den Abschnitt des Filtermediums herum.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Polymerschicht Polyurethan umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Bilden von Einkerbungen auf der Polymerschicht an Stellen in der Nähe von Kanten der Fläche des Filtermediums; und Falten der Umhüllungsschichtenden der Umhüllungsschicht, die sich über die Fläche des Filtermediums um etwa die Kerben in Richtung auf das Filtermedium erstreckt, so dass die Umhüllungsschichtenden in Kontakt mit einer entsprechenden Fläche des Filtermediums kommen.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Verfahren ferner umfasst: Bereitstellen einer zweiten Basisschicht; Abscheiden einer zweiten Polymerschicht auf der zweiten Basisschicht, um eine zweite Umhüllungsschicht zu bilden; Positionieren einer zweiten Fläche des Filtermediums auf der zweiten Polymerschicht innerhalb einer zweiten vorbestimmten Zeitspanne, wobei die zweite Fläche der ersten Fläche gegenüberliegt; Herstellen von Einkerbungen auf der zweiten Polymerschicht an Stellen in der Nähe von Kanten der zweiten Fläche des Filtermediums; und Falten der zweiten Umhüllungsschichtenden der zweiten Umhüllungsschicht, die sich über die zweite Fläche des Filtermediums um etwa die Kerben in Richtung auf das Filtermedium erstreckt, so dass die zweiten Umhüllungsschichtenden in Kontakt mit der entsprechenden Fläche des Filtermediums kommen.
Verfahren zum Herstellen eines Filterelements mit zumindest einem Abschnitt eines Filtermediums davon, das in einer Polymerschicht eingeschlossen ist, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Filtermediums; Sprühbeschichten einer Polymerschicht in einem Formhohlraum einer Gießform; Positionieren einer ersten Fläche des Filtermediums auf der Polymerschicht innerhalb einer vorbestimmte Zeitspanne; und Entfernen des Filtermediums mit der Polymerschicht, die an der ersten Fläche davon befestigt ist, aus dem Formhohlraum, wobei das Entfernen bewirkt, dass die Polymerschicht zusammen mit dem Filtermedium aus dem Formhohlraum entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend: Halten der ersten Fläche des Filtermediums auf der Polymerschicht für eine vorbestimmte Abbindezeit, wobei die Polymerschicht so formuliert ist, dass sie die erste Fläche des Filtermediums innerhalb der vorbestimmten Abbindezeit einstellt und anhaftet.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend: Abscheiden einer Trennschicht in dem Formhohlraum, bevor die Polymerschicht darin abgeschieden wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Polymerschicht einen Polymerschichtgrat umfasst, der sich von Enden der Polymerschicht erstreckt, wobei der Polymerschichtgrat nicht an den Filtermedien befestigt ist, und wobei das Verfahren ferner umfasst: Trimmen des Polymerschichtgrats.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Gießform ferner eine Trimmleiste umfasst, die sich axial von einem Kante des Formhohlraums erstreckt, wobei die Trimmleiste zur Verringerung einer Dicke des Polymerschichtgrats strukturiert ist, der sich außerhalb des Formhohlraums erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei eine äußere Oberfläche der Trimmleiste unter einem Winkel in Bezug auf eine obere Oberfläche der Gießform geneigt ist, so dass die Trimmleiste eine scharfe Kante an einem Ende davon definiert.
Verfahren zum Herstellen eines Filterelements mit zumindest einem Abschnitt eines Filtermediums davon, das in einer Polymerschicht eingeschlossen ist, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Filtermediums; Abscheiden einer ersten Polymerschicht in einem Formhohlraum der Gießform; Positionieren einer ersten Fläche des Filtermediums auf der ersten Polymerschicht innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne; Entfernen des Filtermediums mit der ersten Polymerschicht, die an der ersten Fläche des Filtermediums befestigt ist, aus dem Formhohlraum, wobei das Entfernen bewirkt, dass die erste Polymerschicht zusammen mit dem Filtermedium aus dem Formhohlraum entfernt wird; Abscheiden einer zweiten Polymerschicht in einem Formhohlraum einer Dichtungsgießform; Positionieren der ersten Fläche des Filtermediums auf der zweiten Polymerschicht innerhalb einer zweiten vorbestimmten Zeitspanne, um so die erste Fläche abzudichten; und Entfernen des Filtermediums aus dem Dichtungsformhohlraum, wobei die zweite Polymerschicht an der ersten Fläche befestigt ist.
Filterelement nach Anspruch 11, wobei das Filtermedium ein V-förmiges Filtermedium umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die erste Polymerschicht Polyurethan umfasst und die zweite Polymerschicht Polyharnstoff umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend: Beschichten der ersten Fläche des Filtermediums mit einer Beschichtung der Polymerschicht vor dem Positionieren der ersten Fläche des Filtermediums auf der ersten Polymerschicht, die in dem Formhohlraum angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend: Herstellen eines Umfangsdichtungselements um mindestens eine aus erster Fläche und Endfläche des Filtermediums herum.
Verfahren zum Herstellen eines Filterelements mit zumindest einem Abschnitt eines Filtermediums davon, das in einer Polymerschicht eingeschlossen ist, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Filtermediums; Positionieren einer ersten Flächenmarkierung in einem Formhohlraum einer Gießform, so dass eine vordere Oberfläche der ersten Flächenmarkierung auf einer Basis des Formhohlraums positioniert ist; Abscheiden einer Polymerschicht in dem Formhohlraum auf einer hinteren Oberfläche der ersten Flächenmarkierung; Positionieren einer ersten Fläche des Filtermediums auf der Polymerschicht innerhalb einer vorbestimmte Zeitspanne; und Entfernen des Filtermediums aus dem Formhohlraum, wobei die Polymerschicht an der ersten Fläche des Filtermediums befestigt ist und die hintere Oberfläche der ersten Flächenmarkierung an der Polymerschicht befestigt ist; wobei das Entfernen des Filtermediums aus dem Formhohlraum bewirkt, dass die erste Polymerschicht und die erste Flächenmarkierung zusammen mit dem Filtermedium aus dem Formhohlraum entfernt werden.
Filterelement nach Anspruch 16, wobei das Filtermedium ein V-förmiges Filtermedium umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die erste Polymerschicht Polyurethan umfasst und die zweite Polymerschicht Polyharnstoff umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend: Beschichten der ersten Fläche des Filtermediums mit einer Beschichtung der Polymerschicht vor dem Positionieren der ersten Fläche des Filtermediums auf der ersten Polymerschicht, die in dem Formhohlraum angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend: Herstellen eines Umfangsdichtungselements um eine Endfläche des Filtermediums herum.
Verfahren zum Herstellen eines Filterelements mit zumindest einem Abschnitt eines Filtermediums davon, das in einer Polymerschicht eingeschlossen ist, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Filtermediums; Positionieren einer ersten Flächenmarkierung in einem ersten Abschnitt einer Gießform, so dass eine vordere Oberfläche der ersten Flächenmarkierung auf einer Basis des ersten Abschnitts des Formhohlraums positioniert ist, wobei der erste Abschnitt des Formhohlraums eine Größe und Form aufweist, die einer Größe und Form der ersten Flächenmarkierung entspricht; Abscheiden eines ersten Abschnitts einer Polymerschicht in dem ersten Abschnitt des Formhohlraums auf einer hinteren Oberfläche der ersten Flächenmarkierung; Abscheiden eines zweiten Abschnitts der Polymerschicht in einem zweiten Abschnitt des Formhohlraums der Gießform, wobei der zweite Abschnitt des Formhohlraums an den ersten Abschnitt des Formhohlraums angrenzt und so geformt ist, dass er einen Griff definiert, Positionieren einer ersten Fläche des Filtermediums auf dem ersten Abschnitt der Polymerschicht in dem ersten Abschnitt des Formhohlraums innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne; und Entfernen des Filtermediums aus dem ersten Abschnitt des Formhohlraums, wobei der erste Abschnitt der Polymerschicht an der ersten Fläche des Filtermediums befestigt ist und die hintere Oberfläche der ersten Flächenmarkierung an dem ersten Abschnitt der Polymerschicht befestigt ist und der zweite Abschnitt der Polymerschicht an dem ersten Abschnitt der Polymerschicht befestigt ist; wobei das Entfernen des Filtermediums aus dem ersten Abschnitt des Formhohlraums bewirkt, dass der erste Abschnitt der Polymerschicht, die erste Flächenmarkierung und der zweite Abschnitt der Polymerschicht aus dem ersten Abschnitt des Formhohlraums und dem zweiten Abschnitt des Formhohlraums entfernt werden, jeweils zusammen mit dem Filtermedium, wobei sich der zweite Abschnitt der Polymerschicht axial von einer Kante des ersten Abschnitts der Polymerschicht erstreckt, um so einen Griff des Filterelementes zu definieren.
Verfahren nach Anspruch 21, ferner umfassend: Herstellen eines Umfangsdichtungselements um eine Endfläche des Filtermediums herum.