DE202012013741U1

DE202012013741U1 - Filterelement und Vorrichtung zur Herstellung eines Filterelements

Info

Publication number: DE202012013741U1
Application number: DE202012013741.7U
Authority: DE
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2012-08-08
Filing date: 2012-08-08
Publication date: 2020-10-29
Anticipated expiration: 2022-08-09

Abstract

Filterelement (10) eines Filters für Fluid, insbesondere Öl, Kraftstoff, Wasser oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Medienbahn (16) aus einem flächigen Filtermedium (14), die zu einem umfangsmäßig geschlossenen Hohlkörper (12; 112) ausgestaltet ist, welcher zur Filtrierung des Fluids von innen nach außen oder von außen nach innen durchströmbar ist, wobei zwei Endabschnitte (18, 20) der Medienbahn (16) dicht miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Endabschnitte (18, 20) entlang von wenigstens zwei Schweißlinien (22) miteinander verschweißt sind und wobei das Filtermedium ein oder mehrere Deckschichten aus thermoplastischen Materialien aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Filterelement eines Filters für Fluid, insbesondere Öl, Kraftstoff, Wasser oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Medienbahn aus einem flächigen Filtermedium, die zu einem umfangsmäßig geschlossenen Hohlkörper ausgestaltet ist, welcher zur Filtrierung des Fluids von innen nach außen oder von außen nach innen durchströmbar ist, wobei zwei Endabschnitte der Medienbahn dicht miteinander verbunden sind.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Filterelements, insbesondere des erfindungsgemäßen Filterelements, eines Filters für Fluid, insbesondere Öl, Kraftstoff, Wasser oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.
Stand der Technik
Vom Markt her sind Rundfilterelemente bekannt, bei denen eine Medienbahn aus einem Filtermedium zickzackförmig gefaltet und umfangsmäßig geschlossen ist. Endabschnitte der Medienbahn sind mittels Metallklammern miteinander verbunden. Beispielsweise ist in der DE 10 2009 050 257 A1 ein Filterelement mit zwei flächig miteinander verbundenen Endabschnitten beschrieben, wobei eine mit den Endabschnitten verpresste Ummantelung die Endkanten der Endabschnitte umschließt.
In der DE 102 011 011 771 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements beschrieben, wobei zwei Endabschnitte eines flächigen Filtermaterials durch ein Kunststoffmaterial miteinander verbunden werden, indem zwischen den aufeinanderliegenden Endabschnitten festes, insbesondere fadenförmiges Kunststoffmaterial erhitzt wird.
Die DE 101 35 421 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindungsstelle bei einem rohrförmigen Filterelement mit einer Filtermatte, deren einander zugewandte Enden in einer Verbindungslage über eine flächig aufgebrachte Schweißnaht miteinander verbunden werden, die im Bereich der freien Filtermattenenden mit einer eingeprägten Bahn versehen wird.
In der DE 10 2009 054 077 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements beschrieben, wobei eine mehrlagige Mattenbahn an ihren Längsrändern beschnitten wird, die Mattenbahn in Bahnabschnitte aufgetrennt wird und die Bahnabschnitte an ihren zu den Längsrändern quer verlaufenden Enden miteinander verbunden und in die Form einer rohrförmigen Filtermatte gebracht werden. Vor dem Beschneiden der Längsränder entlang derselben wird eine die Lagen der Mattenbahn miteinander versiegelnde Schweißbahn gebildet. Das Beschneiden wird durch einen Schnitt durchgeführt, der innerhalb jeder Schweißbahn mit Abstand von deren beiden Seitenrändern verläuft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu gestalten, bei/mit dem/der eine zuverlässige und dichte Verbindung der Endabschnitte der Medienbahn vereinfacht werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von einem Filterelement nach Anspruch 1 gelöst. Die zwei Endabschnitte des Filterelements sind hiernach entlang von wenigstens zwei Schweißlinien miteinander verschweißt.
Erfindungsgemäß sind die Endabschnitte entlang der wenigstens zwei Schweißlinien dicht und stabil miteinander verbunden. Die Verwendung von Metallklammern oder separatem Klebstoff ist hierzu nicht erforderlich. Die Endabschnitte können vorteilhafterweise einfach und zuverlässig mittels einem Ultraschallschweißverfahren verschweißt sein. Die Schweißlinien können vorteilhafterweise gerade sein. Sie können auch Biegungen aufweisen. Die mittels Ultraschallschweißen realisierten Schweißlinien können dabei einfach an Komprimierungen des Materials wenigstens eines der zwei Endabschnitte erkannt werden, welche entlang der Schweißlinien verlaufen. Die Komprimierungen kann daher rühren, dass bei dem Schweißvorgang mittels entsprechender linienartiger Erhebungen der wenigstens eine Endabschnitt, welcher die Komprimierungen aufweist, gegen den anderen Endabschnitt gepresst wurde. Auf diese Weise kann die Qualität der Schweißverbindung verbessert werden. Insbesondere die Stabilität und/ oder Dichtheit der Schweißverbindung entlang der Schweißlinien kann so erhöht werden. Es können auch beide Endabschnitte entlang der Schweißlinien komprimiert sein.
Vorzugsweise erfolgt die Verbindung der Endabschnitte durch eine unmittelbare Verschweißung des Filtermediums, d. h. zusätzlich zum Filtermedium werden keine schweißbaren Zusatzmittel im Bereich der Schweißverbindung eingesetzt.
Vorteilhafterweise kann das Filtermedium plastifizierbar sein. Es kann so durch Erhitzung bei einem Schweißvorgang geschmolzen werden, in den jeweils anderen Endabschnitt einfließen und sich mit diesem verbinden. Vorteilhafterweise kann das Filtermedium ein Filtermaterial umfassen, welches ein plastifizierbares Zusatzmaterial aufweist. Vorteilhafterweise kann das Filtermedium einen Gewichtsanteil von etwa 10 % bis 15 % an plastifizierbarem Zusatzmaterial aufweisen.
Erfindungsgemäß weist das Filtermedium ein oder mehrere Deckschichten aus thermoplastischen Materialien auf. Insbesondere kann die Deckschicht bzw. können die Deckschichten als Meltblownlage oder Nanofaserschicht ausgebildet sein, die für das Verschweißen verwendet werden. In diesem Fall kann der Gewichtsanteil der thermoplastischen Materialien an dem Gesamtfiltermedium kleiner als 3 %, insbesondere zwischen 3 % und 0,5 %, sein.
Zusätzlich oder alternativ kann vorteilhafterweise das Filtermaterial selbst plastifizierbar sein. Auf diese Weise ist plastifizierbares Zusatzmaterial nicht erforderlich. Unter einem flächigen Filtermedium im Sinne der Erfindung wird verstanden, dass eine Dicke der Medienbahn deutlich geringer ist als ihre flächige Ausdehnung. Vorteilhafterweise kann der Hohlkörper, der als Filterbalg bezeichnet werden kann, die Form eines Hohlzylinders oder eines hohlen Kegelstumpfs haben. Im Querschnitt kann der Hohlkörper rund, oval oder eckig sein. Ein Filterelement mit einer kreiszylindrisch ausgestalteten Medienbahn wird in der Regel als Rundfilterelement bezeichnet. Vorteilhafterweise können Endkanten der zwei Endabschnitte an derselben Seite des Hohlkörpers angeordnet sein. Auf diese Weise sind die Endabschnitte zum Verschweißen einfacher zugänglich. Vorteilhafterweise können die zwei Endabschnitte, insbesondere die Endkanten, an einer radial äußeren Umfangsseite des Hohlkörpers angeordnet sein. Eine Zugänglichkeit der Endabschnitte zum Verschweißen kann somit weiter verbessert werden. Die zwei Endabschnitte können stattdessen auch von entgegengesetzten Richtungen kommend überlappen. Dies ist insbesondere bei einer nicht gefalteten Medienbahn von Vorteil, da die miteinander verbundenen Endabschnitte so nicht an einer Umfangsseite des Hohlkörpers überstehen. Vorteilhafterweise kann das Filterelement an wenigstens einer Stirnseite des Hohlkörpers einen Endkörper, insbesondere eine Endscheibe, aufweisen. Mit dem Endkörper kann der Hohlkörper, insbesondere der Filterbalg, in seiner Form stabilisiert werden. Vorteilhafterweise kann das Filterelement an beiden Stirnseiten jeweils einen Endkörper aufweisen. Auf diese Weise kann die Stabilität des Filterelements weiter verbessert werden. Das Filterelement kann so ausgestaltet sein, dass es austauschbar in einem Filtergehäuse des Filters angeordnet werden kann. Alternativ kann das Filterelement zur festen Anordnung in einem entsprechenden Filtergehäuse vorgesehen sein.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform können die wenigstens zwei Schweißlinien sich nebeneinander, insbesondere parallel, entlang der zwei Endabschnitte erstrecken. Vorteilhafterweise kann sich wenigstens eine der zwei Schweißlinien über die gesamte Ausdehnung in Längsrichtung der zwei Endabschnitte erstrecken. Auf diese Weise ist die zum Hohlkörper gestaltete Medienbahn entlang dieser wenigstens einen Schweißlinien dicht geschlossen. Bevorzugt können sich mehrere, insbesondere alle, der wenigstens zwei Schweißlinien über die gesamte Ausdehnung in Längsrichtung der zwei Endabschnitte erstrecken. Die Nebeneinanderanordnung mehrerer Schweißlinien führt zu einer Redundanz der Verbindung. Auf diese Weise kann die Zuverlässigkeit und Stabilität der Verbindung vergrößert werden. Ferner kann so die Dichtheit der Verbindung erhöht werden. Durch eine größere Anzahl der Schweißlinien kann die Redundanz entsprechend erhöht werden. Vorteilhafterweise können sich die wenigstens zwei Schweißlinien parallel zu den Endkanten der zwei Endabschnitte erstrecken. Auf diese Weise kann eine gleichmäßige Verbindung erreicht werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens einer der Endabschnitte wenigstens auf seiner dem anderen Endabschnitt abgewandten Seite ein Wellenprofil oder ein Zickzackprofil aufweist, dessen Wellentäler sich jeweils entlang einer der Schweißlinien erstrecken. Vorteilhafterweise können bei einem Wellenprofil Flanken der Wellentäler entlang von Mänteln von Kreiszylinderabschnitten verlaufen. Im Bereich der Täler des Wellenprofils oder Zickzackprofils kann vorteilhafterweise der wenigstens eine Endabschnitt komprimiert sein. Dort können sich vorteilhafterweise Schweißlinien befinden.
Vorteilhafterweise kann das Filtermedium cellulosehaltiges Material, Glasfasermischgewebe, Polyesterfasern aufweisendes Material, Vliesmaterial und/oder laminierte Papiere aufweisen. Durch einen Glasfaseranteil kann die mechanische Robustheit des Filtermediums verbessert werden.
Ferner kann vorteilhafterweise das Filtermedium mehrere Lagen aufweisen. Vorteilhafterweise kann wenigstens eine der Lagen ein Filtermaterial aufweisen. Es können auch mehrere Lagen aus Filtermaterial vorgesehen sein. Die Lagen können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Insbesondere können die Lagen unterschiedliche Durchlässigkeiten für Partikel, insbesondere Porengrößen, aufweisen. Auf diese Weise kann die Filtereffizienz des Filterelements verbessert werden. Ferner kann so die Standzeit des Filterelements erhöht werden. Bevorzugt kann wenigstens eine der Lagen ein plastifizierbares Material aufweisen, welches beim Verschweißen erweicht werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Medienbahn sternförmig gefaltet sein. Durch die sternförmige Faltung kann die Filteroberfläche bei gleichen Außenabmessungen des Filterelements vergrößert werden. Statt sternförmig kann die Medienbahn auch wellenartig geformt sein. Auf diese Weise kann auf scharfe Faltkanten verzichtet werden.
Bei dem Verfahren zur Herstellung des Filterelements werden die zwei Endabschnitte entlang von wenigstens zwei Schweißlinien miteinander verschweißt. Vorteilhafterweise können die zwei Endabschnitte mittels einem Ultraschallschweißverfahren verschweißt werden. Bei dem Ultraschallschweißverfahren wird das Filtermedium entlang der Schweißlinien durch Einkopplung von Ultraschall erhitzt und das Filtermedium und/oder darin enthaltenes plastifizierbares Zusatzmaterial zumindest teilweise geschmolzen. Vorteilhafterweise können hierzu die zwei aneinander liegenden Endabschnitte zwischen wenigstens einer Sonotrode und wenigstens einem Amboss eingelegt werden. Bevorzugt können die Endabschnitte zwischen einer Sonotrode und einem Amboss eingelegt werden. Eine Schlagfläche des Amboss kann vorteilhafterweise wenigstens zwei längliche Erhebungen zur Realisierung der Schweißlinien aufweisen. Vorteilhafterweise kann die Schlagfläche ein Wellenprofil oder ein Zickzackprofil aufweisen. Sonotroden sind Werkzeuge, die hochfrequent in mechanische Schwingungen versetzt werden, wobei Ultraschallfrequenzen zum Einsatz kommen. Durch die Ultraschallverschweißung mittels der länglichen Erhebungen entlang von beabstandeten Linien können beim Ultraschallverschweißen angelegte Schwingungen in dem Filtermedium gedämpft werden. Auf diese Weise kann ein Risiko vermindert werden, dass das Filtermedium beim Ultraschallverschweißen an den Verbindungsstellen beschädigt, insbesondere verbrannt, wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können Verbindungsstellen entlang wenigstens einer der wenigstens zwei Schweißlinien simultan verschweißt werden. Vorteilhafterweise können die Verbindungsstellen entlang aller Schweißlinien simultan verschweißt werden. Vorteilhafterweise können hierzu die zwei aneinander liegenden Endabschnitte zwischen einer Sonotrode und einem Amboss eingelegt werden. Die Sonotrode und der Amboss können so aufeinander zu bewegt werden, dass eine Arbeitsfläche der Sonotrode an einer freien Seite eines der Endabschnitte anliegt und eine Schlagfläche des Amboss an einer freien Seite des anderen Endabschnitts anliegt. Mit der Sonotrode kann Ultraschall in die Endabschnitte eingeleitet werden, wobei die Endabschnitte entlang von wenigstens zwei Erhebungen der Schlagfläche des Amboss erhitzt und verschweißt werden. Alternativ können die wenigstens zwei Schweißlinien mittels einer Rotationssonotrode realisiert werden, welche senkrecht zu den wenigstens zwei linienartigen Erhebungen auf der Schlagfläche des Amboss abgerollt werden kann. Der Amboss kann dabei eine ebene Schlagfläche aufweisen. Es kann sich auch um einen trennbaren Rotationsamboss handeln.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können Verbindungsstellen entlang der wenigstens zwei Schweißlinien nacheinander verschweißt werden. Vorteilhafterweise können hierzu die zwei aneinander liegenden Endabschnitte zwischen einer Rotationssonotrode und einem Amboss, insbesondere einem Rotationsamboss, eingelegt werden, welcher eine Schlagfläche mit wenigstens zwei länglichen Erhebungen aufweist, die wenigstens zwei Schweißlinien realisieren. Die Rotationssonotrode kann dabei vorteilhafterweise entlang der späteren wenigstens zwei Schweißlinien auf dem Amboss abgerollt werden. Vorteilhafterweise kann die Rotationssonotrode parallel zu den wenigstens zwei länglichen Erhebungen der Schlagfläche des Amboss abgerollt werden.
Vorteilhafterweise kann die Medienbahn plissiert oder zickzackförmig gefaltet werden und anschließend die zwei Endabschnitte miteinander verschweißt werden. Auf diese Weise kann einfach ein sternförmiger Hohlkörper, insbesondere Filterbalg, realisiert werden.
Die technische Aufgabe wird außerdem erfindungsgemäß bei der Vorrichtung dadurch gelöst, dass sie wenigstens eine Sonotrode und wenigstens einen Amboss umfasst, zwischen denen zwei Endabschnitte einer Medienbahn aus einem flächigen Filtermedium zum Verbinden mittels Ultraschallschweißen aneinander anliegend eingebracht werden können, wobei der wenigstens eine Amboss eine Schlagfläche mit wenigstens zwei länglichen Erhebungen aufweist zur Realisierung von Schweißlinien zur Verbindung der zwei Endabschnitte. Die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Filterelement und dem Verfahren aufgezeigten Merkmale und Vorteile gelten für die erfindungsgemäße Vorrichtung entsprechend und umgekehrt. Vorteilhafterweise können die Höhen der wenigstens zwei länglichen Erhebungen zwischen 0,05 mm und 0,2 mm, bevorzugt 0,1 mm, sein.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Schlagfläche des wenigstens einen Amboss ein Wellenprofil oder ein Zickzackprofil zur Realisierung der wenigstens zwei länglichen Erhebungen aufweisen. Vorteilhafterweise können bei einem Wellenprofil Flanken der Wellentäler und/oder der Wellenberge entlang von Mänteln von Kreiszylinderabschnitten verlaufen. Die Radien der Kreiszylinderabschnitte können vorteilhafterweise zwischen 2 mm und 3 mm, bevorzugt 2,5 mm, sein.
Vorteilhafterweise kann die Schlagfläche rechteckig sein. Die Breite der Schlagfläche kann vorteilhafterweise zwischen 6 mm und 12 mm betragen. Vorteilhafterweise kann eine Arbeitsseite des wenigstens einen Amboss, welche die Schlagfläche aufweist, neben der Schlagfläche abgestuft sein. Bevorzugt kann die Arbeitsseite des wenigstens einen Amboss parallel zu der Längsrichtung der wenigstens zwei länglichen Erhebungen abgestuft sein. Vorteilhafterweise kann eine Höhe einer Stufe der Abstufung zwischen 2 mm und 3 mm, bevorzugt 2,4 mm, sein. Vorteilhafterweise kann die Breite der Arbeitsseite des wenigstens einen Amboss, also die Ausdehnung in Richtung der schmalen Seite der Schlagfläche, zwischen 21 mm und 35 mm, bevorzugt 30 mm, sein. Die wenigstens zwei länglichen Erhebungen können sich in ihrer Längsrichtung vorteilhafterweise parallel zu den Längsseiten der Schlagfläche erstrecken. Vorteilhafterweise können längsseitige Kanten der Schlagfläche abgerundet sein. Die Radien der Abrundung können zwischen 0,2 mm und 0,8 mm, bevorzugt 0,5 mm, betragen.
Ferner kann vorteilhafterweise die Sonotrode eine stempelartig bewegbare Sonotrode mit rechteckiger Arbeitsfläche, insbesondere eine Rechteck-Stufen Sonotrode oder eine Keilsonotrode, oder eine Rotationssonotrode sein. Die Breite der Arbeitsfläche einer stempelartig bewegbaren Sonotrode, also ihre Ausdehnung in Richtung ihrer schmalen Seite, kann vorteilhafterweise zwischen 6 mm und 12 mm betragen. Vorteilhafterweise können die Längsrichtungen der wenigstens zwei länglichen Erhebungen parallel zur Längsrichtung der rechteckigen Arbeitsfläche verlaufen. Vorteilhafterweise kann die Breite der Arbeitsfläche der Sonotrode der Breite der Schlagfläche des Amboss etwa entsprechen. Mit einer Rotationssonotrode können gleichzeitig die zu beschallenden Endabschnitte gefördert und angedrückt werden. Eine Rotationsachse der Rotationssonotrode kann dabei parallel zur Längsrichtung der wenigstens zwei länglichen Erhebungen orientiert sein. Die Rotationssonotrode kann dann senkrecht zu den Längsrichtungen der wenigstens zwei länglichen Erhebungen auf den wenigstens zwei Endabschnitten abgerollt werden. Alternativ kann die Rotationsachse der Rotationssonotrode senkrecht zur Längsrichtung der wenigstens zwei länglichen Erhebungen orientiert sein. In diesem Fall kann die Rotationssonotrode in Längsrichtung der wenigstens zwei länglichen Erhebungen auf den zwei Endabschnitten abgerollt werden. Sofern ein Rotationsamboss verwendet wird, können die zwei Endabschnitte zwischen dem Rotationsamboss und der Rotationssonotrode hindurch befördert und verschweißt werden.
Figurenliste
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch

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

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In der 1 ist ein Rundfilterelement 10 eines Kraftstofffilters gezeigt. Das Rundfilterelement 10 kann in hier nicht weiter interessierender Weise austauschbar in einem in den Figuren nicht gezeigten Filtergehäuse des Kraftstofffilters so angeordnet werden, dass es einen Kraftstoffeinlass des Filtergehäuses von einem Kraftstoffauslass trennt.
Das Rundfilterelement 10 umfasst einen im Querschnitt sternförmigen Filterbalg 12, welcher aus einer Medienbahn 16 aus einem flächigen Filtermedium 14 zickzackförmig gefaltet und umfangsmäßig zu einem Hohlzylinder geschlossen ist. Die ungefaltete Medienbahn 16 ist beispielhaft in der 5 gezeigt. Das Filtermedium 14 ist mehrlagig. Das Filtermedium weist ein oder mehrere Deckschichten aus thermoplastischen Materialien auf. Insbesondere kann die Deckschicht bzw. können die Deckschichten als Meltblownlage oder Nanofaserschicht ausgebildet sein, die für das Verschweißen verwendet werden. In diesem Fall kann der Gewichtsanteil der thermoplastischen Materialien an dem Gesamtfiltermedium kleiner als 3 %, insbesondere zwischen 3 % und 0,5 %, sein. Die Dicke der Medienbahn 16 ist deutlich geringer als ihre flächige Ausdehnung, sodass das Filtermedium 14 als flächig bezeichnet werden kann.
Zwei Endabschnitte 18 und 20 der Medienbahn 16 sind entlang von einer Mehrzahl von Ultraschallschweißlinien 22 miteinander verbunden. Jeweilige Endkanten 34 der Endabschnitte 18 und 20 befinden sich auf einer radial äußeren Umfangsseite des Filterbalges 12. An einer Stirnseite 23 ist der Filterbalg 12 mit einer Einlassendscheibe 24 und an der gegenüberliegenden Stirnseite 23 mit einer unteren Endscheibe 26 dicht verbunden. Zentral in der Einlassendscheibe 24 befindet sich ein Einlassstutzen 28 für den zu reinigenden Kraftstoff.
Der Endabschnitt 20 ist entlang der Ultraschallschweißlinien 22 komprimiert. Der Endabschnitt 20 hat so auf seiner dem Endabschnitt 18 gegenüberliegenden Seite ein etwa wellenförmiges Profil, welches in der 11 beispielhaft bei einem ähnlichen Filterbalg 112 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt ist. Die Ultraschallschweißlinien 22 sind jeweils gerade und verlaufen parallel zu den Endkanten 34. Die Ultraschallschweißlinien 22 erstrecken sich durchgängig über die gesamte Ausdehnung der Endkanten 34. Bei dem fertig montierten Rundfilterelement 10 verlaufen die Ultraschallschweißlinien 22 und die Endkanten 34 axial zu einer Achse 36 des Rundfilterelements 10 zwischen der Einlassendscheibe 24 und der unteren Endscheibe 26. Eine radiale Ausdehnung eines Verbindungsbereichs der Endabschnitte 18 und 20, in dem sich die Ultraschallschweißlinien 22 befinden, beträgt zwischen 6 mm und 12 mm. Die Ausdehnung des Verbindungsbereichs senkrecht zu den Endkanten 34 ist bevorzugt abhängig von einer Faltenhöhe des Filterbalgs 12 vorgegeben.
Beim Betrieb des Filters wird der zu reinigende Kraftstoff aus einer Kraftstoffzuleitung durch den Kraftstoffeinlass des Filtergehäuses und den Einlassstutzen 28, in der 1 angedeutet durch einen Pfeil 30, einem Innenraum des Rundfilterelementes 10 zugeführt. Der Kraftstoff durchströmt das Filtermedium 14 von radial innen nach radial außen, in der 1 angedeutet durch Pfeile 32, und wird dort gereinigt. Der gereinigte Kraftstoff gelangt in einen Ringraum des Filtergehäuses und von dort aus über den Kraftstoffauslass des Filtergehäuses aus diesem heraus in eine entsprechende Kraftstoffleitung.
In der 2 ist eine Ultraschallschweißvorrichtung 38 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem Verfahrensschritt zur Verschweißung der Endabschnitte 18 und 20 der gefalteten Medienbahn 16 gezeigt. Die Ultraschallschweißvorrichtung 38 umfasst einen Amboss 40, in der 2 unten, und eine Rechteck-Stufensonotrode 42 oben.
Der Amboss 40 ist in einem Querschnitt in der 3 gezeigt. Der Amboss 40 weist eine abgestufte Arbeitsseite 44 , in den 2 bis 4 oben, auf. Die Arbeitsseite 44 ist im Detail in der 4 gezeigt. Die Arbeitsseite 44 ist einer Arbeitsfläche 46 der Sonotrode 42 zugewandt. Ein erhöhter, der Sonotrode 42 nächstliegender Abschnitt der Arbeitsseite 44, in den 2 bis 4 links, bildet eine rechteckige Schlagfläche 48 des Ambosses 40. Eine jeweilige Längenausdehnung des Ambosses 40, insbesondere der Schlagfläche 48, und der Arbeitsfläche 46 der Sonotrode 42 ist wenigstens so groß wie die Ausdehnung der Endabschnitte 18 und 20 in Richtung der Endkanten 34.
Die Schlagfläche 48 weist ein gleichmäßiges Wellenprofil 50 auf, dessen Wellenberge von der Sonotrode 42 aus betrachtet Erhebungen 52 bilden. Die Erhebungen 52 und entsprechende Wellentäler des Wellenprofils 50 erstrecken sich parallel zueinander in Längsrichtung der Schlagfläche 48. Eine Höhe 54 der Erhebungen 52 beträgt zwischen 0,05 mm und 0,2 mm, bevorzugt 0,1 mm. Die Höhen 54 sind für alle Wellen des Wellenprofils 50 identisch. Sie sind in der 4 durch Pfeile 54 angedeutet. Die Höhe 54 entspricht dem Abstand zwischen den Spitzen der Erhebungen 52 und den Gründen der Wellentäler.
Seitliche Flanken der Erhebungen 52 verlaufen entlang von Mänteln von gedachten, identischen Kreiszylinderabschnitten 56. Die Kreiszylinderabschnitte 56 haben einen Radius zwischen 2 mm und 3 mm, bevorzugt 2,5 mm. Seitliche Flanken der Wellentäler des Wellenprofils 50 verlaufen ebenfalls entlang von Mänteln von gedachten Kreiszylinderabschnitten 58 mit einer Radius zwischen 2 mm und 3 mm, bevorzugt 2,5 mm. Bevorzugt sind die Radien der Kreiszylinderabschnitte 56 und der Kreiszylinderabschnitte 58 identisch.
Die Schlagfläche 48 schließt an ihren Längsseiten jeweils mit einer äußeren Erhebungen 52 des Wellenprofils 50 ab. Die jeweils äußeren seitlichen Flanken der äußeren Erhebungen 52 verlaufen entlang von Mänteln von gedachten Kreiszylinderabschnitten 60, welche einen Radius zwischen 2 mm und 3 mm, bevorzugt 2,5 mm, haben. Der Radius der äußeren Kreiszylinderabschnitte 60 kann bevorzugt identisch sein mit den Radien der Kreiszylinderabschnitte 56 und 58.
Eine Breite 62 der Schlagfläche 48 in Richtung ihrer schmalen Seite beträgt zwischen 6 mm und 12 mm. Die Breite der Schlagfläche 48 kann abhängig von der Breite der zu verbindenden Endabschnitte 18 und 20 vorgegeben sein. Die Breite der zu verbindenden Endabschnitte 18 und 20 können abhängig von der Faltenhöhe des Filterbalges 12 vorgegeben sein. Bevorzugt kann die Breite der Schlagfläche 48 kleiner sein als die Breite der Endabschnitte 18 und 20. Die Breite 64 der Arbeitsseite 44 des Ambosses 40 beträgt etwa zwischen 25 und 35 mm, bevorzugt 30 mm. Ein Abstand 66 der Spitzen der Erhebungen 52 von einem abgestuften Abschnitt 68 der Arbeitsseite 44 beträgt zwischen 2 mm und 3 mm, bevorzugt 2,4 mm.
Auf der der Arbeitsseite 44 abgewandten Seite ist der Amboss 40 an beiden Längsseiten verbreitert. Der Amboss 40 kann dort in eine entsprechende Haltevorrichtung eingespannt werden kann.
Die Arbeitsfläche 46 der Sonotrode 42 ist rechteckig. Eine Breite 70 der Arbeitsfläche 46, also die Ausdehnung in Richtung ihrer schmalen Seite, beträgt zwischen 6 mm und 12 mm. Die Breite 70 der Arbeitsfläche 46 entspricht etwa der Breite 62 der Schlagfläche 48 des Ambosses 40. Die Sonotrode 42 ist in einer Senkrichtung 72 linear auf die Schlagfläche 48 zu bewegbar, sodass die Arbeitsfläche 46 vollständig mit der Schlagfläche 48 überlappt. Die Senkrichtung 72 verläuft senkrecht zu der Arbeitsfläche 46.
Bei einem Verfahren zur Herstellung des Rundfilterelements 10 wird die ebene Medienbahn 16 aus der 5 zickzackförmig gefaltet. Die zickzackförmig gefaltete Medienbahn 16 ist in der 6 gezeigt. Die Endabschnitte 18 und 20 befinden sich dabei auf derselben Faltkantenseite der gefalteten Medienbahn 16.
Anschließend wird die gefaltete Medienbahn 16 entlang ihrer Faltkanten 74 zu einem zylindrischen Hohlkörper geformt, der in der 2 gezeigt ist. Dabei befinden sich die beiden Endabschnitte 18 und 20 radial außen. Ihre Endkanten 34 befinden sich auf der radial äußeren Umfangsseite des dort noch offenen Filterbalgs 12. Die aneinander anliegenden Endabschnitte 18 und 20 werden in einen Spalt 76 zwischen der Arbeitsfläche 46 der Sonotrode 42 und der Schlagfläche 48 des Ambosses 40 so eingelegt, dass sich die Endkanten 34 auf der Seite des abgestuften Abschnittes 48 des Amboss 40 befinden. Der restliche Filterbalg 12 befindet sich auf der dem abgestuften Abschnitt 68 abgewandten Seite des Ambosses 40 und der Sonotrode 42 außerhalb der Spaltes 76.
Die Sonotrode 42 wird in Senkrichtung 72 auf die Schlagfläche 48 des Ambosses 40 zubewegt. Mit der Sonotrode 42 werden Ultraschallschwingungen erzeugt, welche in das Material des Filtermediums 14 eingebracht werden. In den Bereichen der Erhebungen 52 der Schlagfläche 48 des Ambosses 40 wird das Filtermedium 14 erhitzt und schmilzt. Durch das Aufpressen der Sonotrode 42 auf die Erhebungen 52 der Schlagfläche 48 werden die Endabschnitte 18 und 20 entlang der Erhebungen 52 zu Ultraschallschweißlinien 22 verschweißt. Dabei werden alle Verbindungsstellen zwischen dem Endabschnitt 18 und dem Endabschnitt 20 entlang aller Erhebungen 52 simultan verschweißt. In Bereichen außerhalb der Erhebungen 52 werden die Ultraschallschwingungen im Filtermedium 14 gedämpft, so dass Überhitzungen oder Verbrennungen verhindert werden. Das Wellenprofil 50 der Schlagfläche 48 stellt sich nach der Verschweißung als Negativprofil auf der dem Amboss 40 zugewandten Oberfläche des Endabschnitts 20 dar. Im Bereich der Ultraschallschweißlinien 22 ist das Material des Endabschnitts 20 komprimiert.
Nach der Verschweißung wird die Sonotrode 42 entgegen der Senkrichtung 72 von dem Amboss 40 entfernt. Die miteinander verbundenen Endabschnitte 18 und 20 des umfangsmäßig geschlossenen Filterbalgs 12, welcher in der 7 gezeigt ist, können aus der Ultraschallschweißvorrichtung 38 herausgenommen werden. Schließlich werden in nicht weiter interessierender Weise die Einlassendscheibe 24 und die untere Endscheibe 26 dicht an den Stirnseiten des Filterbalgs 12 befestigt.
In den 8 bis 12 sind Verfahrensschritte bei der Herstellung des Filterbalgs 112 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus den 1 bis 7 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen zuzüglich 100 versehen. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Medienbahn 16 nicht gefaltet wird. Die Medienbahn 16 wird, wie in der 8 gezeigt, so gebogen, dass die Endabschnitte 18 und 20 aneinander anliegen. Die aneinandergelegten Endabschnitte 18 und 20 werden, wie in der 9 gezeigt, analog zur Herstellung des Filterbalges 12 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in den Spalt 76 der Ultraschallschweißvorrichtung 38 eingelegt. Anschließend wird, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, die Sonotrode 42 in Senkrichtung 72 abgesenkt und die Endabschnitte 18 und 20, wie in der 10 gezeigt, entlang der Erhebungen 52 der Schlagfläche 48 des Amboss 40 mittels Einbringung von Ultraschallschwingungen mit der Sonotrode 42 verschweißt. Ein Querschnitt der ultraschallverschweißten Endabschnitte 18 und 20 ist in der 11 gezeigt. Der umfangsmäßig geschlossene Filterbalg 112 ist in der 12 dargestellt. Anschließend werden wie beim Filterbalg 112 analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel die Endscheiben angebracht.
In der 13 ist eine Ultraschallschweißvorrichtung 238 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Ultraschallschweißvorrichtung 238 eignet sich zum Verschweißen der Endabschnitte 18 und 20 des Filterbalges 12 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus den 1, 2 und 7 und des Filterbalges 112 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aus den 8 und 12. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus den 2 bis 4, 9 und 10 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen zuzüglich 100 versehen. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass anstelle des Ambosses 40 ein Rotationsamboss 240 und anstelle der Rechteck-Stufen Sonotrode 42 eine Rotationssonotrode 242 vorgesehen ist.
Der Rotationsamboss 240 hat die Form eines Kreiszylinders, der um eine zum Kreiszylinder koaxiale Rotationsachse 278 drehbar ist. Eine Schlagfläche 248 erstreckt sich umfangsmäßig an der radial äußeren Umfangsseite des Rotationsamboss 42. Die Schlagfläche 248 weist ein Wellenprofil 250 mit Erhebungen 252 auf. Die Erhebungen 252 verlaufen umfangsmäßig geschlossen parallel zueinander nebeneinander und koaxial zur Rotationsachse 278.
Die Rotationssonotrode 242 hat die Form eines Kreiszylinders, welcher um eine zum Kreiszylinder koaxiale Rotationsachse 280 drehbar ist. Die radial äußere Umfangsseite der Rotationssonotrode 242 bildet deren Arbeitsfläche 246. Die Rotationsachse 278 des Rotationsamboss 240 verläuft parallel zur Rotationsachse 280 der Rotationssonotrode 242 und ist so angeordnet, dass zwischen der Arbeitsfläche 246 der Rotationssonotrode 242 und der Schlagfläche 248 des Rotationsambosses 240 ein Spalt 276 verbleibt. Die Ausdehnung des Rotationsamboss 240 und der Sonotrode 242 axial zu ihrer jeweiligen Rotationsachse 278 und 280 entspricht in etwa der Breite der Endabschnitte 18 und 20 der Medienbahn 16.
In der 13 ist beispielhaft die Verschweißung des sternförmigen Filterbalges 12 gezeigt. Zum Verschweißen werden die aneinandergelegten Endabschnitte 18 und 20 mit einer Stirnseite 23 des späteren Filterbalgs 12 voran in Richtung der Endkanten 34 in den Spalt 276 zwischen der Rotationssonotrode 242 und dem Rotationsamboss 240 gesteckt. Der Rotationsamboss 240 und die Rotationssonotrode 242 drehen sich in entgegengesetzten Drehsinn um ihre jeweilige Rotationsachse 278 und 280 derart, dass die Endabschnitte 18 und 20 in einer Förderrichtung 282, in der 13 angedeutet durch einen Pfeil, parallel zu den Endkanten 34 der Endabschnitte 18 und 20 durch den Spalt 276 befördert werden. Der Rotationsamboss 240 und die Rotationssonotrode 242 rollen dabei in Richtung der Endkanten 34 ab. Analog zur Ultraschallschweißvorrichtung 38 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus den 2, 9 und 10 wird das Material des Filtermediums 14 entlang der Erhebungen 252 mittels der Ultraschalleingabe erhitzt und erreicht. Das weiche Material durchdringt Endabschnitte 18 und 20 und bildet die Ultraschallschweißlinien. In der 13 sind die Ultraschallschweißlinien unten an dem Endabschnitt 20 verdeckt angeordnet und daher nicht sichtbar. Beim Abrollen der Rotationssonotrode 242 und des Rotationsambosses 240 werden bezüglich der Förderrichtung 282 auf einer Höhe liegende Verbindungsstellen der nebeneinanderliegenden Erhebungen 252 simultan verschweißt.
In der 14 ist eine Ultraschallschweißvorrichtung 338 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Die Ultraschallschweißvorrichtung 238 eignet sich zum Verschweißen der Endabschnitte 18 und 20 des Filterbalges 12 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus den 1, 2 und 7 und des Filterbalges 112 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aus den 8 und 12. Diejenigen Elemente, die zu denen des zweiten Ausführungsbeispiels aus der 13 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen zuzüglich 100 versehen. Im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel aus der 13 erstrecken sich die Erhebungen 352 der Schlagfläche 353 des Rotationsambosses 340 an der radial äußeren Umfangsseite des Rotationsambosses 340 axial zur Rotationsachse 378. Die Erhebungen 352 sind umfangsmäßig nebeneinander angeordnet. Die Schlagfläche 348 erstreckt sich im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel lediglich über einen Teil des Umfangs des Rotationsambosses 340. Alternativ kann sich die Schlagfläche 348 auch über den gesamten Umfang des Rotationsambosses 340 erstrecken. Die Rotationsachsen 378 und 380 der Rotationssonotrode 342 und des Rotationsamboss 340 erstrecken sich parallel zu den Endkanten 34 der Endabschnitte 18 und 20 der Medienbahn 16. Die Rotationssonotrode 342 und der Rotationsamboss 340 haben jeweils eine Ausdehnung axial zu ihrer jeweiligen Rotationsachse 378 und 380, welche der Ausdehnung der Endabschnitte 18 und 20 in Richtung der Endkanten 34 entspricht.
In der 14 ist beispielhaft die Verschweißung des ungefalteten Filterbalges 112 gezeigt. Zum Verschweißen werden die aneinander anliegenden Endabschnitte 18 und 20 der Medienbahn 16 mit den Endkanten 34 voraus so in einen Spalt 376 zwischen der Arbeitsfläche 346 der Rotationssonotrode 342 und der Schlagfläche 348 des Rotationsambosses 340 eingelegt, dass die Endkanten 34 parallel zu den Rotationsachsen 378 und 380 ausgerichtet sind. Der Rotationsamboss 340 und die Rotationssonotrode 242 drehen sich in entgegengesetztem Drehsinn, derart, dass die aneinandergelegten Endabschnitte 18 und 20 in einer Förderrichtung 382 senkrecht zum Verlauf der Endkanten 34 in den Spalt 376 gezogen werden. Der Rotationsamboss 340 und die Rotationssonotrode 342 rollen jeweils auf der entsprechenden Oberfläche der Endabschnitte 18 und 20 ab. Dabei werden, analog zu den vorigen Ausführungsbeispielen, die Endabschnitte 18 und 20 entlang der Erhebungen 352 der Schlagfläche 353 des Rotationsamboss 340 zu Ultraschallschweißlinien verschweißt. Die Ultraschallschweißlinien sind in der 14 der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht gezeigt.
Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen eines Filterelements 10, eines Filterbalges 12; 112, eines Verfahrens und einer Vorrichtung 38; 238; 338 zur Herstellung eines Filterelements 10 sind unter anderem folgende Modifikationen möglich:

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

Das Filterelement 10 kann statt austauschbar auch fest in einem Filtergehäuse des Filters angeordnet werden.
Das Filterelement kann statt eines runden Querschnitts auch einen ovalen oder eckigen Querschnitt haben. Das Filterelement kann statt auch konisch zulaufen.
Das Rundfilterelement 10 kann statt von radial innen nach radial außen auch in umgekehrter Richtung von radial außen nach radial innen durchströmt werden.
Das Filtermedium 14 kann statt mehrlagig auch einlagig sein.
Das Filtermedium 14 kann statt eines Glasfasermischgewebes auch ein andersartiges plastifizierbares oder mit einem plastifizierbaren Material modifiziertes Filtermedium aufweisen. Beispielsweise kann das Filtermedium ein cellulosehaltiges Material, ein Polyesterfasern aufweisendes Material, ein Vliesmaterial und/oder laminierte Papiere aufweisen. Erfindungsgemäß weist das Filtermedium ein oder mehrere Deckschichten aus thermoplastischen Materialien auf. Insbesondere kann die Deckschicht bzw. können die Deckschichten als Meltblownlage oder Nanofaserschicht ausgebildet sein, die für das Verschweißen verwendet werden. In diesem Fall kann der Gewichtsanteil der thermoplastischen Materialien an dem Gesamtfiltermedium kleiner als 3 %, insbesondere zwischen 3 % und 0,5 %, sein.
Das Filtermedium 14 kann auch einen Gewichtsanteil von weniger als 10 % oder mehr als 15 % an plastifizierbarem Material aufweisen. Das Filtermedium 14 auch aus einem plastifizierbaren Filtermaterial bestehen.
Die Schlagfläche 48; 248; 348 des Ambosses 40; 240; 340 kann statt eines Wellenprofils 50; 250; 350 auch ein andersartiges Profil, beispielsweise ein Zickzackprofil, zur Realisierung der Erhebungen 52; 252; 352 haben. Es können auch mehr oder weniger als die in den Figuren dargestellten Erhebungen 52; 252; 352 vorgesehen sein.
Anstelle der Rechteck-Stufensonotrode 42 kann bei der Ultraschallschweißvorrichtung 38 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auch eine andersartige, stempelartig bewegbare Sonotrode mit einer rechteckigen Arbeitsfläche eingesetzt werden. Beispielsweise kann auch eine Keilsonotrode verwendet werden. Anstelle der Sonotrode kann auch der Amboss stempelartig bewegt werden. Es können auch sowohl die Sonotrode als auch der Amboss bewegt werden.
Bei den Ultraschallschweißvorrichtungen 238; 338 gemäß dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel aus den 13 und 14 kann statt des Rotationsamboss 240; 340 auch ein Amboss ähnlich dem etwa quaderförmigen Amboss 40 der Ultraschallschweißvorrichtung 38 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus den 2 bis 4 verwendet werden. In diesem Fall können die Endabschnitte 18 und 20 der Medienbahn 16 bei der Verschweißung statisch auf der Arbeitsfläche des Amboss liegen und die entsprechende Rotationssonotrode 242; 342 kann auf den Endabschnitten 18 und 20 entsprechend abgerollt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009050257 A1 [0003]
DE 102011011771 A1 [0004]
DE 10135421 A1 [0005]
DE 102009054077 A1 [0006]

Claims

Filterelement (10) eines Filters für Fluid, insbesondere Öl, Kraftstoff, Wasser oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Medienbahn (16) aus einem flächigen Filtermedium (14), die zu einem umfangsmäßig geschlossenen Hohlkörper (12; 112) ausgestaltet ist, welcher zur Filtrierung des Fluids von innen nach außen oder von außen nach innen durchströmbar ist, wobei zwei Endabschnitte (18, 20) der Medienbahn (16) dicht miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Endabschnitte (18, 20) entlang von wenigstens zwei Schweißlinien (22) miteinander verschweißt sind und wobei das Filtermedium ein oder mehrere Deckschichten aus thermoplastischen Materialien aufweist.
Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Schweißlinien (22) sich nebeneinander, insbesondere parallel, entlang der zwei Endabschnitte (18, 20) erstrecken.
Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Endabschnitte (20) wenigstens auf seiner dem anderen Endabschnitt (18) abgewandten Seite ein Wellenprofil oder ein Zickzackprofil aufweist, dessen Wellentäler sich jeweils entlang einer der Schweißlinien (22) erstrecken.
Filterelement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (14) cellulosehaltiges Material, Glasfasermischgewebe, Polyesterfasern aufweisendes Material, Vliesmaterial und/oder laminierte Papiere aufweist.
Filterelement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (14) mehrere Lagen aufweist.
Filterelement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Medienbahn (16) sternförmig gefaltet ist.
Vorrichtung zur Herstellung eines Filterelements (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, eines Filters für Fluid, insbesondere Öl, Kraftstoff, Wasser oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Sonotrode (42; 242; 342) und wenigstens einem Amboss (40; 240; 340), zwischen denen zwei Endabschnitte (18, 20) einer Medienbahn (16) aus einem flächigen Filtermedium (14) zum Verbinden mittels Ultraschallschweißen aneinander anliegend eingebracht werden können, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Amboss (40; 240; 340) eine Schlagfläche (48; 248; 348) mit wenigstens zwei länglichen Erhebungen (52; 252; 352) aufweist zur Realisierung von beabstandeten Schweißlinien (22) zur Verbindung der zwei Endabschnitte (18, 20).
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagfläche (48; 248; 348) des wenigstens einen Amboss (40; 240; 340) ein Wellenprofil (50; 250; 350) oder ein Zickzackprofil zur Realisierung der wenigstens zwei länglichen Erhebungen (52; 252; 352) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagfläche (48; 248; 348) rechteckig ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonotrode eine stempelartig bewegbare Sonotrode mit rechteckiger Arbeitsfläche, insbesondere eine Rechteck-Stufen Sonotrode (42) oder eine Keilsonotrode, oder eine Rotationssonotrode (22; 342) ist.