DE19755466A1 - Filterelement - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Filterelement nach dem Oberbe
griff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung
eines solchen.
Derartige Filterelemente dienen dazu, Verunreinigungen aus
einem hindurchströmenden Fluid (insbesondere Luft oder
technischen Gasen, ggfs. aber auch Flüssigkeiten) abzu
scheiden. In Luftfiltern werden gegenwärtig überwiegend
Filterelemente verwendet, welche ein Faservlies, insbeson
dere aus Glas-, Cellulose- oder synthetischen Fasern, auf
weisen.
Um die effektive Filterfläche gegenüber der Anströmfläche
des Filters zu vergrößern, ist das Filtermedium bei her
kömmlichen Filtern der in Rede stehenden Art (sogenannten
Minipleats) mäanderförmig zu im wesentlichen parallelen
Faltenwänden zusammengelegt, so daß eine Anzahl von über
Faltenkanten aneinander anschließenden, in der Fläche etwas
gekrümmten Falten entsteht. Diese werden im Einströmbereich
in einem kleinen und aufgrund der Krümmung nicht exakt de
finierten Winkel zu den Wandungen der Faltung und dabei
quer zur Richtung der Faltenkanten von dem zu reinigenden
Medium angeströmt.
Durch die Ungleichmäßigkeit der Faltenstruktur, Materialab
lagerung - insbesondere auch die Ablagerung größerer Parti
kel - an der Anströmseite des Filters und Wirbelbildungen
im anströmenden Fluid usw. kommt es beim Durchströmen des
Filters zu Inhomogenitäten der Fluidströmung, die die Fal
tenanordnung einer erheblichen mechanischen Wechselbela
stung aussetzen und letztlich Deformationen bewirken kön
nen. Zudem ist eine im wesentlichen parallele Faltung des
Filtermaterials strömungstechnisch nicht optimal.
Bei Filtern mit größerer Faltenhöhe ist es seit längerem
üblich, in das Filtermaterial Vertiefungen mit alternieren
der Orientierung und derart vorgegebener Gestalt einzuprä
gen, daß sich beim Falten des Materials die Vertiefungen
benachbarter Faltenwände aneinanderlegen und gegeneinander
abstützen, so daß eine Stabilisierung der Konfiguration er
reicht wird. Die Gestalt der Einprägungen kann so vorbe
stimmt sein, daß sich eine präzise Zickzack-Faltung mit
ebenen Faltenwänden ergibt; vgl. US 3 531 920. Auf die Ein
prägungen kann zusätzlich ein Kleber aufgetragen werden,
der beim Falten ein bereichsweise festes Aneinanderhaften
der Faltenwände und damit eine weitere Versteifung bewirkt;
vgl. etwa DE 41 26 126 A1.
Aus DE 40 38 966 A1 ist es auch bekannt, halbkugelförmige
Abstandshalter auf die Faltenwände aufzusetzen bzw. in die
se einzufügen. Die Abstandshalter können - wie in der vor
genannten Druckschrift als eine Möglichkeit erwähnt oder
auch in DE 30 37 019 A1 ausgeführt - Klebstoffaggregate,
insbesondere in Fadenform, sein. Diese haben neben der ab
standshaltenden zusätzlich eine die Faltenwände verbindende
Wirkung und erhöhen somit die Steifigkeit des Filtereinsat
zes zusätzlich.
In DE 39 03 730 A1 ist beschrieben, daß ein die Faltenlagen
miteinander verbindender und stabilisierender Klebstoffa
den, der nach der Faltung auf den Kantenbereich aufgetragen
werden kann, mit Prägungen in den Faltenwänden kombiniert
ist. Auch diese Lösung ergibt mechanisch relativ stabile
Filtereinsätze, ist jedoch technologisch aufwendig.
Aus EP 0 377 419 A1 ist eine Anordnung bekannt, bei der
durch im Scheitel- sowie im Sohlenbereich einer zu bilden
den Faltenwandanordnung lokalisierte Klebstoffaggregate,
die im Scheitelbereich doppelt aufeinandergelegt werden,
dagegen im Sohlenbereich nur einfach vorliegen, die Verkle
bung von Faltenwänden in einer Weise realisiert werden
kann, daß ein angenähert dreieckiger Faltenquerschnitt ent
steht. Der Klebstoffauftrag erfolgt beidseitig auf das Ma
terial, was ebenfalls einen hohen technischen Aufwand er
fordert.
Für Filter mit sehr großen Faltenhöhen wird in WO/95 17943
eine - technologisch ebenfalls anspruchsvolle - Kombination
aus Einprägungen und zusätzlich abstandserweiternden Kleb
stoffaggregaten vorgeschlagen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach und
kostengünstig herzustellendes Filterelement der gattungsge
mäßen Art mit guten strömungstechnischen Eigenschaften und
hoher mechanischer Stabilität sowie ein Verfahren zur Her
stellung dieses Filterelementes anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Filterelement mit den Merkma
len des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen
des Anspruchs 7 gelöst.
Die Erfindung schließt den Gedanken ein, unter Verzicht auf
in das Filtermaterial eingeprägte Vertiefungen eine zick
zackförmige, versteifte Filtermaterialkonfiguration allein
mit auf das Filtermaterial aufgebrachten Abstandshaltern
mit längs der Materialbahn in vorbestimmter Weise veränder
licher Höhe zu realisieren. Die Abstandshalter werden also
insbesondere gleichsinnig mit der Querschnittsverengung der
betreffenden Falte in Richtung auf die Faltensohle bzw. den
Faltengrund hin kontinuierlich flacher, oder es sind zwi
schen jeweils zwei Faltenwänden zwei oder mehrere voneinan
der getrennte Abstandshalter vorgesehen, und ein dem Fal
tengrund benachbarter Abstandshalter ist jeweils dünner
bzw. flacher als ein von dieser entfernter liegender.
Im Falle einer Realisierung durch einen Klebstoffauftrag
kann dessen Stärke kontinuierlich gesteuert sein, oder er
kann jeweils innerhalb der voneinander getrennten, unter
schiedlich hohen Bereiche ("Klebstoffinseln") konstante
Dicke aufweisen.
Die Abstandshalter können in einer vorteilhaften Ausgestal
tung des Erfindungsgedankens, mit der eine besonders hohe
Steifigkeit des Aufbaus erreicht wird, über den größeren
Teil der Länge der Faltenwände gebildet sein.
Bei einer hierzu alternativen Ausgestaltung ist ausschließ
lich in den Bereichen, in denen die Faltenwände großen Ab
stand aufweisen, ein aufgetragener Klebstoff-Abstandshalter
vorgesehen, während in den Bereichen der Faltengründe bzw.
-sohlen kein Abstandshalter vorhanden ist bzw. der Kleb
stoff keine nennenswerte Dicke hat, indem die aufgetragene
Menge etwa so bemessen ist, daß sie im wesentlichen in das
Filtermaterial eindringt. Falls in diesen Bereichen über
haupt kein Klebstoff aufgebracht wird, erhöht sich in vor
teilhafter Weise die filterfähige Fläche des Filterelemen
tes.
Die Abstandshalter können in ihrem Höhenprofil so bemessen
sein, daß jeweils ein Abstandshalter für den gewünschten
Gesamtabstand zwischen den Faltenwänden sorgt, indem er ei
nen Bereich der ihm zugewandten Faltenwand berührt, in dem
kein weiterer Abstandshalter plaziert ist. Die Ausführung
und Anordnung der einzelnen Abstandshalter kann aber auch
so gewählt sein, daß sich beim Falten - zumindest in den
Faltengipfelbereichen - zwei einander zugewandte Abstands
halter berühren und sich ihre Höhen (im verbundenen Zu
stand) zum einzustellenden lokalen Faltenabstand addieren.
Zur Erfüllung hoher Stabilitätsanforderungen wird man die
Faltenwände bevorzugt jeweils mit nach beiden Seiten bzw.
Oberflächen hin gerichteten Abstandshaltern versehen, so
daß die Faltenwände sich beidseitig fest gegen benachbarte
Faltenwände abstützen. Dies ist jedoch nicht zwingend not
wendig; grundsätzlich kann auch eine Verklebung jedes zwei
ten Paares benachbarter Faltenwände ausreichend sein.
Werden die Abstandshalter durch einen Klebstoffauftrag er
zeugt, so kann die senkrecht zu den Faltenkanten, d. h. beim
Auftrag in Laufrichtung der Filtermaterialbahn zu- bzw. ab
nehmende Höhe vorteilhaft durch Steuerung der pro Zeitein
heit bzw. pro Längeneinheit der Filtermaterialbahn aus ei
ner Auftragdüse austretenden Klebstoffmenge festgelegt wer
den. Zur Variation der Klebstoffmenge pro Zeiteinheit kann
eine entsprechende Steuerung des Querschnitts der Aus
trittsöffnung der Auftragsvorrichtung vorgenommen werden,
d. h. konkret bei Annäherung an die die künftigen Faltensoh
len markierenden Faltlinien deren Querschnitt verringert
und bei Entfernung von diesen vergrößert werden. Zusätzlich
oder alternativ hierzu kann zur Variation der Klebstoffmen
ge pro Zeiteinheit eine entsprechende Steuerung des Aus
trittsdrucks aus der Auftragsvorrichtung vorgenommen wer
den. Schließlich kann - wahlweise in Kombination mit einer
oder mehreren der anderen Möglichkeiten - die pro Län
geneinheit der Filtermaterialbahn aufgetragene Klebstoff
menge durch Variation der Relativgeschwindigkeit zwischen
der Materialbahn und der Austrittsöffnung einer Auftrags
vorrichtung verändert werden, indem diese z. B. während des
Durchlaufens der Filtermaterialbahn zusätzlich bewegt wird.
Zudem kann die Auftragsmenge auch durch Temperatursteuerung
beeinflußt werden.
Viskosität und Thixotropie des Klebstoffs im Auftragszu
stand müssen in Abstimmung auf die Oberflächeneigenschaften
des Filtermaterials so eingestellt werden, daß ein Breit
laufen des Klebstoffs bei größerer Auftragsmenge verhindert
wird. Im Interesse einer hohen Filterleistung soll natür
lich eine möglichst kleine Fläche des Filtermaterials mit
dem Abstandshalter (dem Klebstoff) bedeckt sein, was im Re
gelfall eine pastöse bis gelartige Konsistenz beim Auftrag
erfordern wird.
Alternativ oder auch in Kombination mit einem mengengesteu
erten Auftrag kann der Klebstoffauftrag in Richtung der
Längserstreckung der Filtermaterialbahn mindestens einmal
unterbrochen werden und die pro Längeneinheit aufgetragene
Klebstoffmenge jenseits der Unterbrechung in Richtung auf
die eine Faltensohle markierende Einprägung hin geringer
gewählt werden als diesseits der Unterbrechung, d. h. im
weit geöffneten Teil der Falte, wo der Abstandshalter höher
sein muß.
Es ist zu beachten, daß in den vorstehenden Ausführungen
unter einem für das Fluid durchlässigen Material sämtliche
üblichen bzw. für bestimmte Fluids einsetzbaren Filtermate
rialien, insbesondere Faservliese aus Zellulose, Glas-, Mi
neral- oder Keramikfasern, feinmaschige Gewebe mit oder oh
ne Imprägnierungen etc. und unter Klebstoffen die zur
stoffschlüssigen Verbindung derartiger Materialien mitein
ander brauchbaren Stoffe, insbesondere Klebstoffe im enge
ren Sinne, aber auch am Filtermaterial haftende thermopla
stische oder Schaumstoffmaterialien o. ä. zu verstehen
sind. Ein besonders geeignetes Material für die Abstands
halter ist mit Luft feinverschäumter Schmelzkleber.
Die genannten Ausgestaltungen sind sowohl für Filtereinsät
ze geeignet, bei denen die Faltung einen Körper von der Ge
stalt eines Quaders aufspannt, also etwa für den Einsatz
als Luft- bzw. Gasfilter in der Erdgas- und Erdölindustrie,
der Energiewirtschaft oder für Lüftungs- und Klimaanlagen,
speziell in der Reinstraumtechnik. Sie sind aber ebenso für
zylindrische Filtereinsätze geeignet, bei denen die Faltung
einen Körper von der Gestalt eines Hohlzylinders aufspannt,
also etwa für den Einsatz bei Luftfiltern für Kraftfahrzeu
ge oder Filterpatronen für reinigbare Pulsfilteranlagen.
Unter einer zickzackförmigen, kontinuierlichen Faltung sind
auch Faltenanordnungen zu verstehen, bei denen der Falten
querschnitt senkrecht zu den Faltenkanten etwa trapezförmig
ist oder die Faltenkanten verrundet sind - wesentlich ist,
daß die Ebenen der Faltenwände sich schneiden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind im übrigen
in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachste
hend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausfüh
rung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es
zeigen:
die Fig. 1a bis 1c perspektivische Prinzipdarstellungen
von Filterelementen gemäß Ausführungsformen der Erfindung,
die Fig. 2a bis 2c schematische Querschnittsdarstellun
gen der Faltenanordnungen senkrecht zu den Faltenkanten bei
gegenüber Fig. 1a bis 1c modifizierten Ausführungsformen
von Filterelementen,
Fig. 3 eine schematische Querschnittsdarstellung der Fal
tenanordnung (senkrecht zu den Faltenkanten) bei einer Aus
führungsform eines hohlzylindrischen Filterelementes und
die Fig. 4a und 4b Prinzipskizzen zur Illustration eines
Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Filterele
mente und einer Abwandlung desselben.
Fig. 1a zeigt in schematischer, nicht-maßstäblicher Dar
stellung einen in seiner äußeren Gestalt quaderförmigen
Filtereinsatz 1 aus einem Filtervlies 2, das an Prägelinien
bzw. Faltenkanten 2a zickzackförmig gefaltet ist, so daß
sich jeweils zwischen zwei Faltenkanten 2a einen spitzen
Winkel miteinander einschließende Faltenwände 2b ergeben.
Auf die Faltenwände 2b sind beidseitig in Öffnungsrichtung
der jeweiligen Falte hin höher (dicker) werdende Kleb
stoffraupen 3 aufgetragen. Bei der gezeigten Ausführung
sind die Klebstoffraupen 3 auf den beiden Oberflächen des
Filtervlieses 2 seitlich gegeneinander versetzt angeordnet,
bevorzugt ist aber in der Praxis eine Anordnung der Kleb
stoffraupen in seitlicher Ausrichtung miteinander
("übereinander").
Die Klebstoffaggregate 3 einander gegenüberliegender Fal
tenwände 2b sind (was in der zeichnerischen Darstellung
nicht gezeigt ist) miteinander verschmolzen, wodurch im
ausgehärteten Zustand des Klebstoffs die entsprechenden
Faltenwände fest miteinander verbunden und im wesentlichen
starr gegeneinander abgestützt sind und dadurch das Filter
element 1 mechanisch steif ist.
Fig. 1b zeigt einen gegenüber der Ausführung nach Fig. 1a
modifizierten Filtereinsatz 11 mit kleinerem Faltenwinkel,
d. h. bei gleicher Faltenhöhe geringerem maximalem Faltenab
stand. Die Faltenwände 12b sind hier jeweils über kurze
Klebstoffaggregate 13a, 13b im Öffnungsbereich der Falten
wände (unterhalb der Faltengipfel) und 13c nahe der Falten
sohle miteinander verbunden. Die nahe dem Faltengipfel an
geordneten Klebstoffpunkte 13a, 13b haben jeweils eine dem
hälftigen Abstand der Faltenwände 12b an diesem Punkt ent
sprechende Höhe und stehen miteinander in Kontakt bzw. sind
miteinander verschmolzen, während der nahe der Faltensohle
plazierte Klebstoffpunkt 13c eine dem lokalen Abstand der
Faltenwände nahe der Faltensohle entsprechend über seine
Länge variierende Höhe hat und mit seiner Scheitelfläche
direkt die gegenüberliegende Faltenwand 12b berührt und an
dieser haftet. Das Anhaften der Abstandshalter am Fil
tervlies wird im übrigen durch ein gewisses Eindringen des
Klebstoffs in das Vliesmaterial gefördert.
Fig. 1c zeigt als weitere Modifikation einen Ausschnitt aus
einem Filterelement 21 mit weiter verringertem Faltenwinkel
und -abstand. Der Abstand ist hier auch im Öffnungs- bzw.
Faltengipfelbereich so gering, daß er dort, ebenso wie im
Faltensohlenbereich mittels der Klebstoffpunkte 23a, mit
einzelnen Klebstoffpunkten 23b überbrückt werden kann, die
direkt an der gegenüberliegenden Faltenwand 22b anhaften.
Bei dieser Anordnung wird also nur jeder zweite der durch
Prägelinien 22a voneinander getrennten Faltenwandabschnitte
des Filtervlieses 22 mit Klebstoff versehen.
Fig. 2a zeigt eine Querschnittsdarstellung der Faltenanord
nung eines weiteren Filterelementes 31 in einer Schnittebe
ne parallel zur Längserstreckung des Filtervlieses 32. Die
Ausbildung der Klebstoff-Abstandshalter 33 entspricht
grundsätzlich Fig. 1a, diese sind aber im Unterschied zur
dort gezeigten Ausführung nur in jeder zweiten durch Fal
tenwände 32b zwischen Faltenkanten 32a gebildeten Falte
vorgesehen. Das Filtermaterial braucht hierbei nur auf ei
ner Oberfläche mit Klebstoffraupen versehen zu werden, was
die Technologie vereinfacht und eine Kostensenkung bei der
Herstellung erlaubt.
Fig. 2b zeigt eine alternative Ausführung eines Filterele
mentes 41, bei dem in einer zu Fig. 2a ähnlichen Anordnung
des Filtermaterials 42 - nämlich mit nur einseitiger Fixie
rung der sich zwischen Faltenkanten 42a erstreckenden Fal
tenwände 42b - nur der kleinere Teil der Länge bzw. Höhe
der Faltenwände mit Klebstoffaggregaten 43a bzw. 43b sowie
43c versehen ist. Die in den Bereichen großen Faltenabstan
des angeordneten Klebstoffaggregate 43a und 43b bilden un
ter Addition ihrer Höhen einen echten Abstandshalter, wäh
rend der unmittelbar in der Faltensohle 42a angeordnete
Klebstoffpunkt 43c lediglich zusätzlich stabilisierend und
schwingungsdämpfend wirkt. Eine solche Anordnung der Kleb
stoffaggregate ist auch auf beiden Oberflächen der Falten
wände möglich, wobei dann eine der Fig. 1b ähnliche Ausfüh
rung mit beidseitiger Fixierung der Faltenwände entsteht.
Fig. 2c zeigt ein der Anordnung nach Fig. 2a ähnliches Fil
terelement 51 aus einem Filtervlies 52, bei dem die Falten
kanten 52a eines (in der Figur des unteren) Faltenkantenbe
reiches durch flache Fortsätze 53a der Klebstoffaggregate 53
überbrückt sind, was die Position der Faltenwände 52b
zusätzlich stabilisiert.
Fig. 3 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines
in der äußeren Gestalt hohlzylindrischen Filtereinsatzes 61
gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Die
hohlzylindrische Außenform bedingt hier die alternierende
Aufeinanderfolge weiter Falten 61a und enger Falten 61b des
Filtervlieses 62. Die Anordnung der in den weiten Falten
61a plazierten Abstandshalter 63a ähnelt der bei dem qua
derförmigen Filtereinsatz gemäß Fig. 2b. Im Unterschied zu
diesem ist hier aber in den Faltensohlen 62a.1 der weiten
Falten 61a kein Klebstoff aufgebracht und die Faltenwände
62b sind beidseits verklebt, wobei in den engen Falten 61b
nur eine dünne Klebstoffschicht 63b vorgesehen ist, die bis
in die dortige Faltensohle 62a.2 reicht.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf
die vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele von Filter
elementen. Es ist eine Vielzahl von Varianten denkbar, wel
che von der dargestellten Lösung auch bei anders gearteter
Ausführung Gebrauch machen.
So sind die in den Ausführungsbeispielen gezeigten geome
trischen Formen der Abstandshalter vielfältig variierbar.
Die Abstandshalter können wie bei den obigen Ausführungen
durch einen Klebstoffauftrag mit gesteuerter Dicke (Höhe)
mit anschließendem Aushärten des (bevorzugt einkomponenti
gen) Klebstoffs erzeugt sein. Es ist aber auch möglich, die
Abstandshalter mit der in den Figuren gezeigten Quer
schnittsgestalt durch Aufschäumen eines entsprechenden Re
aktionsgemischs - beispielsweise einer schnell verarbeitba
ren Zweikomponentenmischung auf Urethanbasis - zu bilden.
Weiterhin ist es denkbar, für spezielle Anwendungen vorge
fertigte Abstandshalter - etwa aus organischem oder Kunst
stoff-Recyclingmaterial - auf die Filtermaterialbahn aufzu
kleben oder auch während oder unmittelbar nach der Faltung
in das Faltenpaket einzufügen.
Fig. 4a und 4b zeigen als Prinzipskizzen die wesentlichen
Schritte der Bildung eines zickzackförmig gefalteten Mini
pleat-Filterelementes des in Fig. 2a gezeigten Aufbaus und
die zugehörigen Vorrichtungskomponenten in zwei Varianten.
Eine quasi-endlose Bahn eines Filtermaterials 100 wird über
eine Rollenstrecke 101 zunächst einer Prägevorrichtung 102
zum Einprägen der Faltlinien 103 für die spätere Faltung
zugeführt. Die Prägevorrichtung 102 weist zwei gegenläufig
rotierende Prägewalzen 102a, 102b auf, von denen eine eine
Prägeschiene für die Erzeugung der Faltlinie und die andere
die entsprechende Gesenk-Kontur aufweist.
Nachdem dort die Faltlinien 103 eingeprägt wurden, durch
läuft die geprägte Filtermaterialbahn 100' eine Klebstoff-
Auftragsvorrichtung 104. Diese weist eine Mehrzahl von ne
beneinander angeordneten Auftragsmodulen 104a mit steuerba
rer Auftragsmenge (von denen in der Figur nur eines gezeigt
ist) und eine Steuereinheit 104b auf. Mittels der Auftrags
module 104a wird ein warmhärtbarer oder ein auch Heiß- oder
Schaumkleber unter präziser Mengensteuerung durch die Steu
ereinheit 104b auf vorbestimmte Abschnitte der Materialbahn
100 mit vorbestimmtem Höhenprofil zur Bildung unterschied
licher Klebstoffaggregate 105.1 bis 105.3 aufgetragen.
Steuersignale zur Einstellung des Auftragsquerschnittes
und/oder -druckes der Auftragsmodule 104a für die Auftrags
mengensteuerung leitet die Steuereinheit aus der vorbe
stimmten (durch hier nicht gezeigte herkömmliche Fühler on
line überwachten) Durchlaufgeschwindigkeit der Filterma
terialbahn 100' und speicherprogrammierten Daten zur ge
wünschten Filtergeometrie ab. Bei der gezeigten Variante
werden auf jede zweite Faltlinie 103 Klebstoffpunkte 105.1
und auf die jeweils benachbarten Faltenwandabschnitte Kleb
stoffraupen 105.2 und 105.3 mit vorbestimmt ab- bzw. zuneh
mender Höhe aufgetragen.
Nach Verlassen der Klebstoff-Auftragsvorrichtung 104 ge
langt die geprägte und mit den Klebstoffaggregaten 105.1
bis 105.3 versehene Filtermaterialbahn 100'' zu einer Falt
station 106, wo sie auf einer Transportvorrichtung 106a an
den Faltlinien 103 derart gefaltet wird, daß die die Kleb
stoffraupen 105.2 und 105.3 tragenden Faltenwände 100.1''
und 100.2'' einander zugewandt sind und die Klebstoffraupen
in Kontakt miteinander gebracht werden. In diesem Zustand
wird der Klebstoff ausgehärtet. Dies ist in der Figur durch
eine Strahlungsheizung 106b symbolisiert, kann aber - je
nach Art des eingesetzten Klebstoffs - auch durch eine
Zwei-Komponenten-Reaktion, durch Luftfeuchtigkeit oder beim
bevorzugt eingesetzten Heißkleber einfach durch Abkühlung
erfolgen. Nach Ablängen mittels einer (hier nicht darge
stellten) Schneidvorrichtung erhält man schließlich einzel
ne Filterelemente.
In Fig. 4b ist eine Modifikation des Verfahrens und der An
lage nach Fig. 4a gezeigt. Die mit Fig. 4a übereinstimmen
den Komponenten und Verfahrensschritte werden nicht noch
mals beschrieben.
Abweichend ist die Ausführung der Faltstation 106', die
hier zwei mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten v1, v2
laufende Transportvorrichtungen 106a.1' und 106a.2' auf
weist. Durch die Faltung mit einer kleineren Geschwindig
keit v1 wird zunächst eine enge Faltung des Filtermaterials
100'' bewirkt, bei der die Klebstoffaggregate 105.2 und
105.3 unter einem gewissen Andruck miteinander verschmolzen
werden und der Klebstoffpunkt 105.1 in die Faltensohle an
der Faltlinie 102 gedrückt wird. Es entsteht ein primäres
Faltenpaket 107 mit geringem, jedoch wegen der noch nicht
erfolgten Aushärtung des Klebers noch nicht fixiertem Fal
tenabstand.
Bei Übergabe auf die mit der größeren Geschwindigkeit v2
laufende Transportvorrichtung 106a.2' wird zwischen den
einzelnen Falten eine Zugkraft erzeugt, die die Falten wie
der etwas öffnet. Die an den Faltenwänden 100.1'' und 100.2''
anhaftenden, noch nicht ausgehärteten Klebstoffaggregate
werden dadurch in Laufrichtung der Transportvorrichtung und
somit quer zu den Faltenkanten 103 gestreckt, so daß sie im
Querschnitt annähernd eine Knochen- bis Doppel-T-Form an
nehmen. In dieser Gestalt werden sie im durch ein Kühlge
bläse 106b' erzeugten Luftstrom ausgehärtet, wodurch ein
sekundäres Faltenpaket 107' mit relativ dünnwandigen und
somit materialsparenden steifen Abstandshaltern gebildet
wird, das anschließend wieder in einzelne Filterelemente
abgelängt wird.
Auch das oben skizzierte Verfahren ist vielfältig abwandel
bar. So können zum Aufbringen verschiedener Klebstoffaggre
gate unterschiedliche Auftragsmodule eingesetzt werden,
oder es kann - für ein Filterelement gemäß Fig. 2c - auch
ein ununterbrochener Klebstoffaden mit lokal variierter Hö
he erzeugt werden.
Claims (10)
1. Filterelement (1; 21; 31; 41; 51; 61), insbesondere
in quaderförmiger oder hohlzylindrischer Außenform, mit ei
ner Anzahl von in kontinuierlicher Faltung jeweils zwischen
Faltenkanten (2a; 12a; 22a; 32a; 42a; 52a; 62.a1, 62.a2;
103) angeordneten ebenen Faltenwänden (2b; 12b; 22b; 32b;
42b; 52b; 62b; 11.1''; 100.2'') aus fluiddurchlässigem Fil
termaterial (2; 212; 22; 32; 42; 52; 62; 100), wobei minde
stens in einem Abschnitt zwischen mindestens jedem zweiten
Paar benachbarter Faltenwände diese verbindende und gegen
einander abstützende Abstandshalter (3; 13a-c; 23a, 23b;
33; 43a-c; 53; 63a, 63b; 105.1 bis 105.3) vorgesehen sind,
die nicht aus dem Filtermaterial bestehen,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Abstandshalter mit in Richtung senkrecht zu den Falten
kanten veränderlicher Höhe auf dem ebenen Filtermaterial
gebildet sind und/oder in Richtung senkrecht zu den Falten
kanten jeweils mindestens zwei Abstandshalter mit unter
schiedlicher Höhe auf dem ebenen Filtermaterial gereiht ge
bildet sind derart, daß durch Berührung der Abstandshalter
mit der gegenüberliegenden Faltenwand oder einem auf dieser
angeordneten Abstandshalter eine zickzackförmige Faltenan
ordnung gebildet ist.
2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Abstandshalter (3; 13a-c; 23a, 23b; 33; 43a-c;
53; 63a, 63b; 105.1 bis 105.3) durch ausgehärtete Kleb
stoffaggregate gebildet sind.
3. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich über den größeren Teil der Filtermate
riallänge zwischen den benachbarten Faltenkanten (2a; 32a;
52a) erstreckende Abstandshalter (3; 33; 53) vorgesehen
sind, die in gleichem Maß mit der Querschnittsverengung ei
ner Falte in Richtung auf diejenige Faltenkante hin konti
nuierlich flacher werden, die die über den Abstandshalter
miteinander verbundenen Faltenwände (2b; 32b; 52b) gemein
sam haben.
4. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich über den kleineren Teil des Filtermate
riallänge zwischen den benachbarten Faltenkanten er
streckende Abstandshalter (13a, 13b; 23b; 43a, 43b; 63a; 105.2,
105.3) in demjenigen Bereich der Faltung vorgesehen sind,
in dem die Faltenwände (12b; 22b; 42b; 62b; 100.1''; 100.2'')
großen Abstand voneinander aufweisen.
5. Filterelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Abstandshalter jeweils im wesentlichen
unmittelbar an einer vorgeprägten Faltenkante und von die
ser begrenzt angeordnet sind.
6. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial (2; 12)
auf aneinander angrenzenden Faltenwänden in alternierender
Anordnung nach beiden Seiten hin ausgerichtete Abstandshal
ter (3; 13a-c) aufweist derart, daß die Faltenwände (2b;
12b) sich beidseitig über Abstandshalter gegen benachbarte
Faltenwände abstützen.
7. Verfahren zur Herstellung eines Filterelementes nach
einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Bahn des Filtermaterials (100) nur mit die Lage der
Faltenkanten vorbestimmenden linearen Einprägungen (103)
versehen wird,
danach auf mindestens einen Teil der sich zwischen benach
barten Einprägungen erstreckenden ebenen Faltenwandbereiche
Abstandshalter (105.1 bis 105.3) mit unterschiedlicher
und/oder sich in Längsrichtung der Filtermaterialbahn än
dernder Höhe aufgebracht werden und
die Materialbahn an den die Faltenkanten bildenden Einprä
gungen zickzackförmig gefaltet wird, wodurch die Abstands
halter mit der jeweils gegenüberliegenden Faltenwand oder
jeweils einem auf dieser vorgesehenen weiteren Abstandshal
ter in Kontakt gebracht werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Aufbringen der Abstandshalter (105.1 bis 105.3) als
mengengesteuerter Klebstoffauftrag (104) auf die Material
bahn (100) erfolgt und während und/oder nach der Faltung
(106a) eine Aushärtung (106b; 106b') des Klebstoffs ausge
führt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Klebstoffauftrag derart gesteuert wird, daß Kleb
stoffaggregate (105.1 bis 105.3) mit in Längsrichtung der
Materialbahn ab- bzw. zunehmender Höhe und/oder aufeinan
derfolgend Klebstoffaggregate unterschiedlicher Höhe aufge
tragen werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhe der Klebstoffaggregate über die Variation der
pro Zeiteinheit aus einer Auftragsvorrichtung (104a) ausge
gebenen Klebstoffmenge und/oder der momentanen Relativge
schwindigkeit zwischen Auftragsvorrichtung und Filterma
terialbahn (100) und/oder durch eine Aufweitung der Falten
(106a.2') nach einem primären Faltschritt (106a.1') verän
dert wird.
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