DE60004327T2

DE60004327T2 - Vorrichtung zur herstellung und verbindung eines filters

Info

Publication number: DE60004327T2
Application number: DE60004327T
Authority: DE
Inventors: E. Wilmer BLIETZ; R. Timothy HEDLUND; W. Theodore JAGGER; R. James SIM; V. Gregory SPAULDING; D. Kevin STRAND; S. Michael PERREAULT
Original assignee: Midmac Systems Inc St Paul; Midmac Systems Inc
Current assignee: Midmac Systems Inc St Paul; Midmac Systems Inc
Priority date: 1999-02-04
Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2020-02-04
Also published as: JP2002536149A; ATE246533T1; EP1148924A1; ES2203426T3; EP1148924B1; US6616785B2; DE60004327D1; WO2000045934A1; AU2981000A; BR0007900A; US6230777B1; US20030131925A1; CA2361500A1; US6615893B2; MXPA01007937A; US20010018952A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bilden oder Formen metallfreier Filterteile aus gefalteten Filtermaterial-Blöcken.
Hintergrund der Erfindung
Behälter- oder Dosenfilter, wie solche, die als Kraftfahrzeugölfilter, Wasserfilter oder Luftfilter verwendet werden, bestanden üblicherweise aus einem gefalteten Filtermaterial, das in eine zylindrische Form um einen perforierten Mittelkern herum gebracht und in einem geschlossenen Behälter angeordnet wird. Das in solchen Behälterfiltern verwendete Filtermaterial ist in erster Linie ein behandeltes papierartiges Medium, das um große Rollen gewickelt, gefaltet und auf eine Breite zugeschnitten wird. Das Medium kann auch abhängig von der Art der angewendeten Behandlung getrocknet sein. Die gefalteten Mediumstreifen werden anschließend abgezählt zu Blöcken geschnitten, wobei eine bestimmte Zahl von Falten pro Block vorgesehen ist.
Sobald sie in Blöcken richtiger Größe und Faltenzahl vorliegen, werden die gefalteten Blöcke in eine hohle Zylinderform gebracht, wobei deren Enden derartig befestigt werden, daß die Zylinderform gehalten wird. Ein Mittelkern kann auch in die hohle Mitte des Zylinders eingesetzt werden, falls dies gewünscht ist. Das gefaltete Filtermaterial wurde üblicherweise in dessen zylindrischer Konfiguration durch einen oder mehrere Metallklemmen gehalten oder dadurch, daß sich die äußersten Falten überlappten oder eine Schnur um den Zylinder geschnürt wurde, um ihn während des nächsten Montageschritts in Form zu halten. Diese zylindrische Anordnung kann anschließend an einem oder beiden Enden durch kreis-ringförmige Endkappen gedeckelt werden. Diese gefaltete Filterunteranordnung kann anschließend in einen Behälter eingesetzt werden und mittels einer anderen kreis-ringförmigen Endkappe gesichert werden. Der Mittelkern, die Klemmen, die Endkappen und die Behälter wurden üblicherweise manuell, halb automatisch oder automatisch gebildet. Die manuelle und halb automatische Verfahrensweise ist langsam und kostenintensiv; und sogar automatische Systeme, die zu diesem Zeitpunkt erhältlich waren, sind ineffizient und haben andere Nachteile.
Zudem sind die derzeit geläufigen und erhältlichen automatischen Systeme dafür vorgesehen, Filter mit Metallkomponenten herzustellen. Allerdings geht im Hinblick auf das derzeit große Interesse am Umweltschutz und an der Abfallentsorgung sowohl in den Vereinigten Staaten als auch auf internationaler Ebene, der Trend bei der Filterbildung hin zu metallfreien Filteranordnungen. Neue Kraftfahrzeugmotoren, insbesondere ausländische Modelle, werden mit ständigen Kernersatzteilen innerhalb des Motors an den Filtermontagestellen hergestellt, wodurch das Erfordernis beseitigt wird, metallische Mittelkerne in den Filteranordnungen vorzusehen. Neue Verfahren zum Filterverbinden sind ebenfalls darauf ausgelegt, die Notwendigkeit von Metallklemmen oder Metallendkappen zu beseitigen. Wiederverwertbare oder recylingfähige Metallbehälter oder -dosen werden ebenfalls entwickelt, bei denen eine verwendete Filteranordnung in den metallischen Behälter und die Endkappen sowie das nicht metallische entfernbare gefaltete Filterteil getrennt werden können. Beispiele für eine automatische Anlage zum Herstellen solcher metallfreier gefalteter Filterteile wurden offenbart, beispielsweise in US-A 2 901 949, US-A 4 626 307 und US-A-3 948 712, mit welchen Filterteile in einem automatischen Verfahren unter Verwendung aufeinanderfolgender Verfahrensschritte hergestellt werden können.
Technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und Verfahren bereitzustellen, das die kontinuierliche automatische Bildung von metallfreien gebildeten Filterteilen mit erhöhter Produktionsgeschwindigkeit ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren gemäß Anspruch 18 auf kostengünstige und effektive Weise gelöst.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Ansicht, die den Gesamtprozeß und die Maschinenelemente einer Filterform- und -verbindungsvorrichtung gemäß der Erfindung darstellt.
2A ist eine perspektivische Ansicht eines Faltenblocks in einem halb ausgebreiteten Zustand.
2B ist eine Endansicht eines Faltenblocks in einem zusammengedrückten oder komprimierten Zustand.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Filterteils, das aus einem Faltenblock gebildet und an den ganz außen liegenden Falten verbunden ist.
4 ist eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bilden oder Formen und Verbinden eines Filters.
5 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung zum Formen und Verbinden des Filters gemäß 4, wobei der Faltenblock-Zuführer nicht dargestellt ist.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das die Verfahrensschritte im Betrieb des erfindungsgemäßen Faltenblockisolators darstellt.
7A ist eine Draufsicht eines Faltenblockisolators, der zum Ausführen der Verfahrensschritte gemäß 6 geeignet ist.
7B ist eine Querschnittsendansicht der Formgeber-Führung entlang der Schnittlinie A-A gemäß 7A.
5 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung zum Formen und Verbinden des Filters gemäß 4, wobei der Faltenblock-Zuführer nicht dargestellt ist.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das die Verfahrensschritte im Betrieb des erfindungsgemäßen Faltenblockisolators darstellt.
7A ist eine Draufsicht eines Faltenblockisolators, der zum Ausführen der Verfahrensschritte gemäß 6 geeignet ist.
7B ist eine Querschnittsendansicht der Formgeber-Führung entlang der Schnittlinie A-A gemäß 7A.
8A ist eine Endansicht einer oberen Förderschaufel.
8B ist eine Seitenansicht der Schaufel, die in 8A dargestellt ist.
9 ist eine Seitenansicht, die Details des Filterformers und von Filterverbindungsbauteilen der Vorrichtung zum Formen und Verbinden eines Filters des Filters gemäß 4 und 5 wiedergibt.
10A ist eine perspektivische Detailansicht des Eingangsendes einer Seite der Formschienen.
10B ist eine Querschnittsendansicht eines Faltenblocks, der in dem Anfangsbereich der Formschienen aufgenommen ist, entlang der Schnittlinie B-B gemäß 9.
11 ist eine Querschnittsendansicht eines Faltenblocks, der sich längs der Formschienen bewegt, entlang der Schnittlinie C-C gemäß 9.
12 ist eine perspektivische Ansicht der Formschienen und der Formrinne des Filterformers, der in 4, 5 und 9 dargestellt ist.
13 ist eine Querschnittsendansicht einer unteren Förderschaufel, die sich innerhalb der Formrinne entlangbewegt, entlang der Schnittlinie D-D gemäß 9.
14 ist eine entlang der Schnittlinie E-E gemäß 9 genommene Querschnittsendan-Sicht eines Faltenblocks, der sich entlang der Formschienen am Ende des Filterformers bewegt.
15A ist eine Draufsicht des Filterverbinders.
15B ist eine Detailansicht eines geformten Filterteils, das einen Klebstoff-Tropfen darstellt, der an einer der Endfaltenflächen des Faltenblocks während des Filterverbindens liegt.
16 ist eine Detailansicht eines geformten Filterteils, das durch Falz- oder Rillräder des Filterverbinders nach einer Klebstoffauftrag hindurchläuft, wobei die Ansicht entlang der Schnittlinie F-F gemäß 9 genommen wurde.
17 ist eine perspektivische Ansicht des geformten Filters und eines Mittelkerns.
18 ist eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Formen und Verbinden eines Filters mit einer optionalen Kerneinsetzeinrichtung.
19 ist eine Querschnittsendansicht eines Faltenblocks, der sich längs der Formschienen mit einem eingesetzten Kern bewegt.
Detaillierte Beschreibung
Bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren soll klar sein, daß in den gesamten Figuren ähnliche Komponenten mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind. 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Vorrichtung 100 zum Bilden oder Formen und Verbinden eines Filters darstellt, das mit einer Anzahl von Komponenten, einschließlich eines Faltenblockzuführers 200, eines Faltenblockisolators oder -trenners 300, eines Filterbildners oder -formers 400 und eines Filterverbinders 500, gefertigt wird. Eine optionale Kerneinsetzeinrichtung 600 ist ebenfalls vorgesehen. Diese Komponenten werden im Detail unten erörtert. In die Vorrichtung werden Faltenblöcke 112, die in den 2A und 2B dargestellt sind, als einzugebendes Material 110 eingebracht. Diese Faltenblöcke 112 werden automatisch durch die Komponenten der Vorrichtung 100 hindurch gefördert. Während ihres Transports durch die Vorrichtung 100 werden sie geformt und anschließend verbunden, um Filterteile 122 zu produzieren, die in 3 dargestellt sind und die Ausgabe 120 der Vorrichtung 100 bilden.
Ein Faltenblock 112 ist aus einem Faltenmaterial 111 gebildet, das gefaltet worden ist, auf eine Breite 117 abgeschnitten und anschließend auf eine spezielle Faltenzahl 116 zugeschnitten ist. Das Filtermaterial 111 ist in erster Linie ein behandelter papierartiger Stoff, wie geblasener Zellstoff, jedoch ist ein anderes faltbares Filtermaterial für die Erfindung geeignet. Viele Filtermateriale 111 besitzen eine Riffelung oder Wellung 108, die senkrecht zu den Falten 116 verläuft. Zudem kann das Filtermaterial 111 porig oder faserartig sein, was zu einem höheren Reibungskoeffizienten an der Oberfläche führt. Der behandelte Stoff kann nach dem Filterformen getrocknet werden oder muß nicht getrocknet werden. Jeder Faltenblock 112 hat eine Faltenhöhe 113 und eine kompromierte oder zusammengedrückte Breite 118, die gemessen wird, während die Falten 116 zusammengedrückt werden, bis sie sich berühren, wie in 2B dargestellt ist. Die zusammengedrückte Breite 118 ist eine Funktion der Dicke 119 des Filtermaterials und der Anzahl von Falten 116 im Faltenblock 112: Die Art, Dicke und Faltung eines bestimmten Filtermaterials 111 bestimmt ebenfalls die Federcharakteristik des Faltenblocks 112 während des Entspannens, wie in 2A dargestellt ist. Die Federeigenschaften beeinflussen den Umgang oder Hantierbarkeit des Faltenblocks 112 durch die Vorrichtung 100. Die Art des Faltenmaterials 111, die Faltenhöhe 113 und die Faltenblockgröße variiert abhängig von der beabsichtigten Verwendung des Filterteils 122. Es soll klar sein, daß die Federeigenschaften der Faltenblöcke 112 auch, aber nicht notwendigerweise, darauf beschränkt, die Neigung des Faltenblocks 112 einschließt, sich zu verziehen oder sich aus der Kolonne oder Reihe herauszubewegen, wenn der Block 112 zusammengedrückt wird.
Jeder Faltenblock 112 hat auch eine erste Endfalte 114 und eine zweite Endfalte 115, die auf gegenüberliegenden Seiten des Faltenblocks 112 liegen. Die geschnittenen Enden 106, 107 dieser Endfalten 114, 115 können jeweils sowohl nach unten, wie in 2A und 2B dargestellt ist, als auch nach oben gerichtet sein, oder können nach oben und nach unten gerichtet sein. Vorzugsweise weisen beide Enden 106, 107 in die gleiche Richtung. Die Faltenhöhe 113, die Schnittbreite 117 und die zusammengedrückte Breite 118 für einen Filterteil-Typ 122 kann innerhalb annehmbarer Toleranzen für die Vorrichtung 100 variieren. Vorzugsweise umfaßt jede Gruppe von Faltenblöcken 112, die zu Filterteilen 122 geformt werden, die gleiche allgemeine Ausführung und Größe von Faltenblöcken 112.
Das Filterteil 122, das von der Vorrichtung 100 ausgegeben wird, wie in 3 dargestellt ist, hat eine hohlzylindrische Form, die durch das Zusammenbringen der ersten Endfalte 114 und der zweiten Endfalte 115 des Faltenblocks 112 gebildet wird. Der zentrale Hohlbereich 126, der durch den rekonfigurierten Faltenblock 123 gebildet ist, variiert in Größe abhängig von den Abmessungen und möglicherweise den Federeigenschaften des ursprünglichen Faltenblocks. Ein metallfreies Filterteil 122 ist dadurch gebildet, daß die benachbarten Endfalten 114, 115 an der Verbindungsstelle 124 durch Klebstoff verbunden werden, oder durch andere nicht metallische Verfahren, die stark genug sind, den Innendrücken zu widerstehen, die sich innerhalb des Filterteils 122 während des Gebrauchs bilden. Zudem kann die Verbindungsstelle 124 geprägt sein, um eine Falte 561 zu bilden, um die Festigkeit der Verbindungsstelle 124 zu erhöhen. Das sich daraus ergebene hohle, zylinderförmige metallfreie Filterteil 122 ist dann für den weiteren Prozeß, wie das Trocknen, das Zugeben von Endkappen und/oder das Einsetzen in einen Behälter, fertig.
4 bzw. 5 zeigen eine Drauf- bzw. Seitenansicht einer Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Formen und Verbinden eines Filters, wie schematisch in 1 dargestellt ist. Die Eingabe 110 für die Vorrichtung ist Faltenblöcke 112, die in einen Faltenblockzuführer 200 am Eingabeende 232 beladen werden. Die hineingehenden Faltenblöcke 112 können manuell oder automatisch von einem Warenlager beladen werden oder können die Ausgabe eines vorgeschalteten Faltenblockformverfahrens, wie oben beschrieben, oder können mittels anderer in der Industrie bekannten Einrichtungen beladen werden.
Ein Versorgungsförderer 210 transportiert die Faltenblöcke 112 in einer Zuführwegeinrichtung 230, wobei die Falten 116 Faltenblöcke 112 senkrecht zur Zuführwegrichtung 230 angeordnet sind. Jeder Faltenblock 112 drückt auf den davorliegenden Faltenblock 112 unter Ausbildung eines kontinuierlichen Stromes oder Flusses, der durch einen Stapel 212 innerhalb des Zuführers 200 gebildet ist. Der Faltenblockzuführer 200 umfaßt einen Druckförderer 220, der den Faltenblockstapel 212 mit einem relativ konstanten Stapeldruck sowohl ausrichtet als auch zusammendrückt, bevor er in die Faltenblockisolatorkomponente 300 der Vorrichtung 100 gelangt. Obere und untere Druckriemen 222 werden synchron durch einen variablen Gleichstrommotor (nicht dargestellt) angetrieben, um die Falten 116 der Faltenblöcke 112 zusammenzudrängen, damit zusammengedrückte Faltenblöcke 112 gebildet werden, wie sie in 2B dargestellt sind. Gleichzeitig werden aufeinanderfolgende Blöcke 112 gegen andere vorher gelieferte Blöcke 112 gedrückt, um einen zusammengedrückten Faltenblockstapel 224 zu bilden. Die oberen und unteren Förderriemen 222 des Druckförderers 220 haben einen nachgiebigen Druckeingreifpunkt, der sich an die variable Höhe der Faltenblöcke 112 anpaßt. Die Faltenblöcke 112 werden dadurch transportiert, daß die Enden der Falten 116 ergriffen werden. Die Nachgiebigkeit der oberen und unteren Förderriemen 222 erhöht die Fähigkeit des Förderers, die Faltenblöcke 112 effektiv zu transportieren, wobei der tatsächlich mit den Enden der Falten 116 und somit mit den Faltenblöcken 112 in Kontakt stehenden Flächenbereich vergrößert wird. Eine umschließende Verbindungsrinne 250 ist ebenfalls in dem Faltenblockzuführer 200 vorgesehen, welche Verbindungsrinne 250 den Druckförderer 220 mit dem Faltenblockisolator 300 koppelt. Die Rinne 250 ist mit einer lösbaren Abdeckung 254 verse hen, die zum schnellen Leeren der Rinne 250 im Falle eines Staus, einer Fehlausrichtung und/oder anderen Zuführproblemen abgenommen oder geöffnet werden kann.
Der Faltenblockzuführer 200 führt den zusammengedrückten Faltenblockstapel 224 aus der Verbindungsrinne 250 längs einer Zuführung 260 in der Zuführwegrichtung 230 zu dem Faltenblockisolator 300 an dem Formende 234 des Zuführers 200. Der Zuführung 260 ist einstellbar, um Variationen in der Blockbreite 117 auszugleichen. Eine Detailansicht des Faltenblockisolators ist in 7A dargestellt. Der Faltenblockisolator 300 ist dazu ausgelegt, jeden zusammengedrückten Faltenblock 112, einen nach dem anderen, in einer Formwegrichtung 410 zu transferieren, wobei die Falten 116 des Faltenblocks 112 parallel zur Formwegrichtung 410 liegen, so daß jeder Faltenblock 112 von all den anderen Faltenblöcken 112 innerhalb der Vorrichtung 100 getrennt wird.
Der zusammengedrückte Faltenblockstapel 224 wird in der Zuführwegrichtung 230 innerhalb der Zuführung 260 zugeführt bis ein erster Faltenblock 230 gegen eine Seitenwand 454 der Führung 450 stößt, wodurch der erste Faltenblock 330 und somit der Stapel 224 in der Zuführwegrichtung 230 angehalten wird. Obwohl der Faltenblockzuführer 200 und der Faltenblockisolator 300 derart dargestellt sind, daß sie den Filterformer 400 an dem Zuführende 404 senkrecht zur Formwegrichtung 410 von der proximalen Seite 402 bei dieser Ausführung treffen, können bei alternativen Ausführungen diese Komponenten den Filterformer 400 an dem Zuführende 404 senkrecht zur Formwegrichtung 410 von der distalen Seite 403 treffen oder können linear oder parallel zur Formwegrichtung 410 an dem Zuführende 404 angeordnet sein.
Das durch den Seitenblockisolator 300 ausgeführte Verfahren 370 wird in 6 dargestellt. Das Verfahren und die Komponenten des Faltenblockisolators werden mit Bezug auf sowohl 6 als auch 7A erläutert. Wenn der erste Faltenblock 330 gegen die Seitenwand 454 des Formweges 450 stößt, schaltet er (gemäß Schritt 372) einen Klemmschalter 310, der in der Seitenwand 454 positioniert ist. Der Klemmschalter 310 bewirkt, daß eine Klemme 320, die längs des Zuführwegs 260 angeordnet ist, einen zweiten Faltenblock 340 innerhalb des zusammengedrückten Faltenblockstapels 224 (gemäß Schritt 374) zurückhält. Die Klemme 320 kann von einem pneumatischen Zylinder 322 oder anderen geeigneten, bekannten Mechanismen angetrieben werden.
Sobald die Klemme 320 den zweiten Block 340 zurückgehalten hat, transportiert ein Förderer 440, der Schaufeln 444 aufweist, die voneinander beabstandet angebracht sind, (gemäß Schritt 374) den ersten Faltenblock 330 von dem zweiten Block 340 in Formwegrichtung 410 weg, die bei dieser Ausführung quer zur Zuführwegrichtung 230 liegt. Die Richtung kann abhängig von der Konfiguration und Position des Faltenblockzuführers 200 und des Faltenblockisolators 300 differieren. Die Maßnahme, die Förderschaufeln 444 beabstandet zueinander zu positionieren, bewirkt einen Faltenblock-350-Isolation in dem Filterformer 400. Bei Schritt 378 berühren die Enden des transportierten ersten Faltenblocks 330 den Klemmschalter, wenn er in der Formwegrichtung 410 bewegt wird. Der zweite Faltenblock 340 muß während des Transports des ersten Faltenblocks 330 in der Formwegrichtung 410 aufgrund der Reibungskraft zwischen den beiden Faltenblöcken 330, 340 zurückgehalten werden, welche Reibungskraft durch sowohl die Materialeigenschaften, einschließlich des Reibungskoeffizienten und der Riffelung und Welligkeit des Faltenblocks 112, als auch durch den Kompressionsdruck innerhalb des Stapels 224 hervorgerufen wird. Ohne dem Zurückhalten würde der zweite Faltenblock 340 durch den ersten Faltenblock 330 lateral gezogen werden, um sich an der Klemmseite 341 nach außen aufzufächern und um die Ecke 360 gezogen werden, an welcher der Zuführung 260 den Formweg 450 kreuzt. Folglich würden der zweite Faltenblock 340 nicht in einer zusammengedrückten Konfiguration bleiben und würde sich somit nicht in einer geeigneten Position für den nächsten Verfahrensschritt befinden. Daher stellt das Zurückhalten des zweiten Faltenblocks 340 während des Förderns des erstens Faltenblocks 330 sicher, daß der zweite Faltenblock 340 in der korrekten Konfiguration und Position für das weitere Verarbeiten durch die Vorrichtung 100 zum Formen oder Bilden und Verbinden eines Filters bleibt.
Wenn die Enden des ersten Faltenblocks 330 den Klemmschalter 310 berühren, öffnet die zurückhaltende Klemme 320 bei Schritt 380, wodurch der zweite Faltenblock 340 freigegeben wird. Der zweite Faltenblock wird anschließend gemäß Schritt 260 in der Zuführwegrichtung 260 von dem Faltenblockzuführer 200 bewegt. Dieser zweite Faltenblock 340 wird anschließend (bei Schritt 382) der neue erste Faltenblock 342 und der nächste Faltenblock 344, in Zuführwegrichtung 230 dahinterliegend, wird (bei Schritt 382) der neue zweite Faltenblock 346. Das Faltenblockisolatorverfahren 370 wird anschließend wiederholt, was durch die Linie 384 angedeutet ist, wobei der neue erste Faltenblock 342 den Klemmschalter (gemäß Schritt 372) berührt und auslöst, usw. Das Verfahren 370 wird nacheinander für alle der Faltenblöcke 112 wiederholt, die in dem Faltenblockzuführer 200 eingegeben worden sind.
Obwohl die Verwendung eines Faltenblockzuführers 200 für die Erfindung bevorzugt ist, können Faltenblöcke 112 manuell oder mittels anderer, in der Industrie bekannter Verfahren in einen Faltenblockisolator 300 eingebracht werden.
Der Filterformer 400 fördert die isolierten, einzelnen Faltenblöcke 350 kontinuierlich in einer Formwegrichtung 410 zu dem Filterverbinder 500, während sie in die gewünschte Form manipuliert werden. Eine Seitenansicht der Vorrichtung 100 zum Formen oder Bilden und Verbinden eines Filters gemäß 9 zeigt Einzelheiten der Komponenten des Filterformers 400 und des Filterverbinders 500. Der isolierte Faltenblock 350 wird längs der Formführung 450 in der Formwegrichtung 410 gefördert. Der Formweg 450 ist einstellbar, um Variationen in der zusammengedrückten Breite 118 des Faltenblocks anzupassen. Eine Detailansicht des isolierten Faltenblocks 350 in dieser Position ist in 7B dargestellt, die eine Querschnittsendansicht entlang der Schnittlinie A-A gemäß den 7A und 9 darstellt. Der isolierte Faltenblock 350 bewegt sich auf einer Formführungsbasis 452 im wesentlichen zusammengedrückt zwischen einer Zuführseitenwand 454 und einer Schalterseitenwand 456. Die Zuführseitenwand 454 ist als glatte Stange ausgebildet, entlang welcher eine Endfalte 352 des isolierten Faltenblocks 350 während des Transports verläuft. Die Schalterseitenwand 456 umfaßt eine Kante 458, die einen nach innen und nach unten gerichteten Druck auf den zusammengedrückten Faltenblock 350 ausübt, um die Mitte des Faltenblocks 350 daran zu hindern, aus der Kolonne oder Reihe durch Vorspringen nach oben oder aus der Formführung 450 heraus auszuweichen. Ein überhängender Vorsprung 457 ist ebenfalls vorgesehen, um dabei zu unterstützen, den isolierten Faltenblock 350 innerhalb des Formführung 450 zu halten.
Der Förderer 440, der die isolierten Faltenblöcke 350 von dem Faltenblockisolator 300 anfänglich in Formwegrichtung 410 transportiert, ist eine Überkopfkette 445 mit in einem Abstand abgeordneten Schaufeln 444, die daran befestigt sind und sich davon erstrecken. Jedoch können ein geformter Zahnriemen mit angebrachten Schaufeln oder ein anderer geeigneter Förderer verwendet werden. Die Schaufeln 444 sind im wesentlichen rechteckig, was in 7B und 8A dargestellt ist, und weisen untere Ecken 446 auf, die von der Formwegrichtung 410 weggekrümmt sind, um eine ruhige Förderung der Faltenblöcke zu erleichtern, wie in 7A dargestellt ist. Die gekrümmten Ecken 446 der Schaufeln 444, wie in den 8A und 8B dargestellt ist, weisen einen Winkel zur Vertikalen von ungefähr 27° und zur Horizontalen von ungefähr 57° auf. Eine nach unten haltende Lippe 448 ist an jeder Schaufel 444 vorgese hen, um den isolierten Faltenblock 350 vom nach oben Ausweichen zu bewahren. Ein weiterer geeigneter Faltennachuntenhalte-Mechanismus kann ebenso eingesetzt werden.
Der Überkopfförderer 450 transportiert die Fördermittel für die isolierten Faltenblöcke 350 den halben Weg der Formführung 450 entlang zu einem zweiten Förderer 460, der anschließend die Faltenblöcke 350 durch den restlichen Teil des Filterformers 400 und durch den Filterverbinder 500 hindurch befördert. Dieser zweite Förderer 460 hat auch eine Kette 461 und voneinander in einem Abstand angeordnete Schaufeln 462, die daran angebracht sind und sich davon erstrecken; der Förderer ist allerdings unter den Faltenblock 350 angeordnet. Der untere Förderer 460 wird von einem Kettenantrieb 446 und einem Motor variabler Frequenz (nicht dargestellt) angetrieben. Er ist mechanisch mit dem oberen Förderer 444 durch einen weiteren Kettenantrieb 442 gekoppelt. Der obere Förderer 440 umfaßt eine Kupplung und einen Bremsmechanismus 443, um den oberen Förderer 440 von dem unteren angetriebenen Förderer 460 im Falle eines Staus oder anderer Probleme innerhalb des Filterformers 400 zu entkoppeln. Der obere Förderer 440 ist drehbar montiert, um nach oben und aus der Bahn heraus verschwenkbar zu sein, um ein Ausräumen und das Entfernen gestauter Faltenblöcke zu erleichtern. Der obere Förderer 440 ist auch höhenverstellbar, um Variationen der Faltenhöhe 113 auszugleichen.
Der Überkopfförderer 440 bewegt den isolierten Seitenblock 350 in der Formwegrichtung 410 an zwei Vakuumblöcken 422 vorbei, von denen einer innerhalb der Zuführseitenwand 454 und einer innerhalb der Schalterseitenwand 456 der Formführung 450 angeordnet ist, was in den 9 und 10A dargestellt ist. Ein Vakuumsystem 420 mit einem Unterdruckgebläse 424 stellt einen Unterdruck an dem Vakuum 422 bereit. Der Unterdruck kann auch von einer entsprechend ausgelegten externen Vakuumquelle anstatt eines bestimmten Vakuumsystems 420 bereitgestellt werden, falls diese erhältlich ist. Vakuumsensoren (nicht dargestellt) sind in der Nähe der Vakuumblöcke 422 vorgesehen, um den Unterdruck feststellen zu können und die Vorrichtung 100 abschalten zu können, falls kein Unterdruck vorhanden ist.
Der Unterdruck an den Vakuumblöcken 422 zieht die Endfalten 352, 353 von dem Körper des Faltenblocks 350 weg. Die Endfalten 352, 353 kommen anschließend mit gerundeten Messerschneiden 432 auf beiden Seiten der Formführung 450 in Eingriff, welche die Endfalten 352, 353 zu einem Eingangsende 431 der Formschienen 430 führt, welche auf beiden Seiten der Formführung 450 angeordnet sind. Wie in 10A dargestellt ist, sind die Eingangsenden 431 der Formschiene 430 an einen Einstellmechanismus 480 angebracht, der jedes Eingangsende 431 relativ zu dem Vakuumblock 422 bewegt, um Änderungen bei dem isolierten Faltenblock 350 auszugleichen, beispielsweise Änderungen hinsichtlich der Größe oder der Materialdicke. Der Einstellmechanismus 480 ist ein Mikrometermechanismus, der das Formschienenende 431 manuell bewegt; jedoch kann irgendein geeigneter Einstellmechanismus verwendet werden. 10B zeigt eine Querschnittsendansicht eines isolierten Faltenblocks 350, nachdem die Endfalten 352, 353 in die Formschiene 430 gelangt sind. Die Endfalten 352, 353 verbleiben innerhalb der Formschiene 433 durch den restlichen Teil des Filterbildners 400 hindurch und bis zum Filterverbinder 500.
Die Formschienen 430 sind bei dieser Ausführung mit einer inneren kürzeren Wand 433, die mit einer äußeren längeren Wand 435 verbunden ist, um einen hohen „U"-förmigen Kanal zu bilden, und mit einem überhängenden Vorsprung 434 ausgebildet. Der Höhenunterschied zwischen den beiden Wänden 433, 435 stellt einen Spalt 436 bereit, durch welchen die verbundenen Ende 354, 355 der Endfalten 352, 353 jeweils während des Förderns in der Formwegrichtung 410 verlaufen. Der Vorsprung 434 hält die Endfalten 352, 353 davon ab, von den Formschienen 430 wegzukommen. Diese Konfiguration ist dazu ausgelegt, Faltenblöcke 350 mit nach unten weisenden Endfalten 352, 353 anzupassen. Jedoch könnten die Formschienen 430 um 180° gedreht werden, um nach oben gerichtete Endfalten (nicht dargestellt) anzupassen, oder eine Schiene könnte um 180° gedreht sein, und eine Schiene verbleibt in einer Position, um eine Endfalte, die nach oben gerichtet ist, und eine Endfalte, die nach unten gerichtet ist (nicht dargestellt), anzupassen.
Sobald der isolierte Faltenblock 350 in die Formschiene 430 gelangt ist, stellt der obere Förderer 440 eine Verbindung mit dem unteren Förderer 460 her, wobei der Faltenblock 350 übergeben wird. An dieser Stelle endet die Formführung 450, und eine untere Förderrinne 466 beginnt, entlang welcher der isolierte Faltenblock 350 weiter durch die Vorrichtung 100 hindurch gelangt. Wenn der Faltenblock 350 in die Rinne 466 gelangt, fallen die mittleren Falten unter ihrem eigenen Gewicht nach unten und bilden eine konkave Gestalt. 11 zeigt eine Querschnittsendansicht entlang der Schnittlinien C-C eines Faltenblocks 250 innerhalb der Rinne 466.
Die Formschienen verdrehen sich um 180° nach innen, und bilden einen Winkel zueinander und leicht nach oben im Verlauf der Formwegrichtung 410. Diese Konfiguration der Form schienen ist in 11 dargestellt, wobei die 11 und 14 Querschnittsendansichten darstellen. Die Rinne 466 erstreckt sich in der Formwegrichtung 410 unterhalb der Formschienen 430, wie dargestellt ist. Der untere Förderer 460 erstreckt sich auch in der Formwegrichtung 410, wobei die Kette 461 an der Basis der Rinne 466 angeordnet ist und wobei die mit der Kette 461 verbundenen Schaufeln 461 halbkreisförmig gebildet sind, um in den Rinnenquerschnitt zu passen, wie in den 12 und 13 dargestellt ist. Am Verbinderende 405 des Filterformers 400 werden die Formschienen 430 vollständig gewendet, wobei die längeren Wände 435 aneinander benachbart sind, wie in 14 dargestellt ist. Folglich sind die beiden Endfalten 352, 353 zueinander benachbart gebracht, und der isolierte Faltenblock 450 besitzt eine hohle Zylinderform.
Längs der Formschienen 430 ist ein Paar retroreflektierende Fotozellensensoren 470 angeordnet, um zu bestimmen, ob die Endfalten 352, 353 in die Formschienen 430 gelangt sind, was erforderlich ist. Die retroreflektierenden Fotozellensensoren 470 sind vorzugsweise an den längeren Wänden 435 der Formschienen 430 angeordnet, wie in 11 dargestellt ist, jedoch sind andere Sensortypen und andere Anbringungsverfahren zulässig und fallen in den Umfang der vorliegenden Erfindung. Zudem kann der Ort der Sensoren 470 längs der Formschiene 430 variieren, wobei der Ort nur auf den Anfang und die Enden der Formschienen 430 begrenzt ist. Vorzugsweise sind die Sensoren 470 weit genug vor dem Filterverbinder 500 angeordnet, um eine adäquate Sensorikeingabe in den Filterverbinder 500 bereitzustellen.
Meistens nehmen die Sensoren 470 eine Reflexion der Innenseite der kürzeren Wände 433 auf. Wenn jedoch der isolierte Faltenblock 350 an den Sensoren 470 vorbeiläuft, wird keine Reflexion aufgenommen. Eine Steuerung der Sensoren 470 ist mit der Bewegung des unteren Förderers 460 durch einen weiteren Sensor, einen Entcoder oder eine andere Einrichtung (nicht dargestellt) gekoppelt, so daß die Position des isolierten Faltenblocks 350 relativ zu den Sensoren 470 bekannt ist. Falls eine Reflexion entweder von einem oder von beiden Sensoren 470 aufgenommen wird, wenn der isolierte Faltenblock 350 an den Sensoren 470 vorbeilaufen soll, dann sind aller Wahrscheinlichkeit nach die Endfalten nicht an der Formschiene 430 auf korrekte Weise vorbeigelaufen. Diese Information wird von der Vorrichtung 100 verwendet, um den Betrieb des Filterverbinders 500 und einer Auswerfstation (nicht dargestellt) zu steuern, was unten ausführlicher erörtert wird.
Sobald der isolierte Faltenblock 350 in eine hohle Zylinderform gebracht worden ist, wobei die Endfalten 352, 353 aneinander benachbart liegen, wird die Filterbildung vervollständigt, und der Faltenblock 350 läuft in die Filterverbinder-500-Komponente der Vorrichtung zum Formen und Verbinden eines Filters. Der Filterverbinder 500 umfaßt ein Klebstoffaufbringsystem 520, beispielsweise ein Meltex-Model MX4412, 1×1-System mit einer Pumpe, einem Schlauch und einer Pistole; allerdings können andere geeignete Klebstoffaufbringsysteme herangezogen werden. Der Filterverbinder 500 umfaßt auch ein Trägersystem 550, wie in den 5 und 9 dargestellt ist.
Die benachbarten Endfalten 352, 353, wie in 14 dargestellt ist, werden von dem unteren Förderer 460 aus den Formschienen 430 herausgebracht. Wenn die Endfalten 352, 353 aus der Formschiene 430 hervortreten, treffen sie auf ein Paar Registrierfinger 580, welche die Endfalten 352, 353 gegen die untere Schaufel 362 drücken, welche den isolierten Faltenblock 350 längs des Formweges 410 transportiert, wie in 15A dargestellt ist. Die Registrierfinger 580 drehen sich um Punkte 582 und bringen eine Kraft gegen den isolierten Faltendruck 350 auf, welche durch Federen 585 hervorgerufen werden. Die Registrierfinger 580 stellen sicher, daß die Endseiten 352, 353 vollständig in der Längsrichtung ausgerichtet sind, bevor sie durch den Filterverbinder verklebt oder verbunden werden.
Zudem trifft beim Austreten aus den Formschienen 430 der isolierte Faltenblock 350 auf eine vertikale Ausrichtstange 510, wie in 9, 14, 15A und 16 gezeigt ist. Die Endfalten 352, 353 laufen entlang dem oberen Ende der vertikalen Ausrichtstange 510, um den Endfalten 352, 353 in einer vertikalen Ausrichtung zu halten, bevor sie und während sie von dem Filterverbinder 500 verklebt oder verbunden werden.
Sobald die Endfalten 352, 353 durch die Registrierfinger 580 hindurch laufen, bewegen sie sich um eine Klebstoffaufbringeinrichtung 540 herum, die zwischen den Endfalten 352, 353 positioniert ist, um Klebstofftropfen 542 längs der Endfalten 352, 353 zu plazieren, wie in 15B dargestellt ist. Die Eingabe von einem gegenüberliegenden Faseroptik-Fotozellensensor 475 wird von dem Klebstoffaufbringsystem 520 verwendet, um das Starten und Beenden des Bildens des Klebstofftropfens 542 zu steuern, um die Klebstoffaufbringung zwischen den Endfalten 352, 353 ohne Verschwendung zu maximieren.
Der Faseroptiksensor 475 ist an der Klebstoffaufbringeinrichtung 540 für eine maximale Steuerung der Ausgabe des Klebstoffs positioniert. Dieser Sensor 475 ändert den Status, sobald der vorlaufende und nachlaufende Rand des isolierten Faltenblocks 350 in die Klebstoffaufbringeinrichtung 540 gelangt und die Klebstoffaufbringeinrichtung 540 verläßt, wodurch die Aufbringeinrichtung 540 aktiviert wird, den Klebstofftropfen 542 nur zwischen den Endfalten 352, 353 des isolierten Faltenblocks 350 aufzubringen. Obwohl andere Sensortypen verwendet werden können, stellt das eben beschriebene sensorgesteuerte System eine bessere Steuerung der Abgabe des Klebstoffs an Systeme bereit, die von einem Kettentakttiming oder anderen mechanischen Charakteristiken abhängen.
Das Klebstoffsystem umfaßt auch eine Schlüssel-zur-Linie-Führung (key-to-live tracking), bei der die Klebstoffaufbringeinrichtung 540 automatisch die Klebstoffflußrate in Abhängigkeit von der Linien- oder Zeilengeschwindigkeit des unteren Förderers 460 einstellt. Zudem wird die Ausgabe von den retroreflektiven Photozellensensoren 470 dazu verwendet, das Aufbringen irgendeines Klebstoffs auf isolierte Faltenblöcke 350 zu vermeiden, für welche eine oder beide Endfalten 352, 353 nicht richtig in die Formschienen 430 gelangen.
Alternativ können die Endfalten 352, 353 durch andere Verwendungsverfahren, wie das Ultraschallschweißen oder dergleichen, verbunden werden. Das gewählte Verbindungsverfahren hängt teilweise von dem gewünschten Filterergebnis, die Filtermaterialeingabe, Kundenwünschen und anderen Faktoren ab.
Nach dem Aufbringen des Klebstofftropfens 542 werden die Endfalten 352, 353 zu einer Klemmstelle gefördert und von der Klemmstelle 554 zusammengedrückt, die durch zwei Rill-räder 556, 557 gebildet ist, wie in 16 dargestellt ist. Die Rillräder 556, 557 werden durch einen Antriebsmechanismus 552 gedreht. Ein Rillrad 556 ist mit einem Vorsprung 558 ausgebildet, der sich um den Umfang des Rades 556 an der Mittellinie erstreckt. Das andere Rad559 557 ist mit einer entsprechenden Einkerbung am Umfang des Rades 556 an der Mittellinie ausgebildet. Folglich ist die durch die beiden Räder 556, 557 gebildete Klemm- oder Druckstelle 554 angepaßt. Wenn die Endfalten 352, 353 mit dem Klebstofftropfen 542 dazwischen durch die angepaßte Klemmstelle 554 hindurchlaufen, erzeugt die Kombination des Vorsprungs 558 und der Einkerbung 559 nicht nur eine geprägte Rille 561 längs der Endfalten 352, 353 sondern drückt auch die Falten 352, 353 zusammen, damit der Klebstoff auseinanderfließen und einen größeren Flächenbereich abdecken kann. Zudem fixiert die Klemmstelle 554 den Klebstoff. und in einigen Fällen drängt sie den Klebstoff in das Filtermaterial, wodurch sogar eine stärkere Verbindung geschaffen wird. Diese geprägten und geklebten Endfalten 352, 353 bilden eine Verbindungsteile 560, die den Faltenblock 350 sicher in einer hohlen Zylinderform hält, wenn er aus dem Filterverbinder austritt. Das Endresultat ist ein Ausgabefilterteil 122, wie es in 3 gezeigt ist.
Wenn der isolierte Faltenblock 350 durch die angepresste Klemmstelle 554 läuft, werden die Falten benachbart den Endfalten 352, 353 nach unten und aus dem Weg gedrückt. Diese Konfiguration des Faltenblocks 350 ist strichiert in 16 dargestellt. Sobald das Filterteil 122 aus der angepaßten Klemmstelle 554 austritt, erholen sich die benachbarten Falten ohne irgendeine bleibende Deformation. Sowohl die Ausführung der Rillenräder 556, 557 als auch die Geschwindigkeit, bei der die Faltenblöcke 350 durch die Klemmstelle hindurch verlaufen, sind für den Beibehalt der Faltenintegrität während des Verbindungsvorgangs verantwortlich. Alternativ kann die Klemmstelle 554 durch eine Reihe von Radpaaren oder durch eine Ringkombination gebildet sein. Die Art, Größe und Ausführung der Klemmstelle 554 hängt teilweise von dem Klebstoff oder einem anderen verwendeten Verbindungsverfahren, von Filtermaterialanforderungen, Kundenwünschen und von dem gewünschten Endresultat ab.
Der untere Förderer 460 fördert das fertiggestellte Filterteil 122 aus den Filterverbinder-500-Komponenten heraus. Diese fertiggestellten Filterteile 122 können anschließend zum Verpacken und Speichern gesammelt werden, oder sie können zu einem anschließenden Arbeitsschritt zur weiteren Verarbeitung transportiert werden, wie dem Trocknen, dem Endkappen-Aufbringen, dem Einsetzen in Behälter oder zu einem geeigneten Filterherstellarbeitsschritt transportiert werden. Bei einer anderen Ausführung kann eine Ausgabestation (nicht dargestellt) eingesetzt werden, wodurch unverbundene Faltenblöcke in einem Bereich abgesetzt werden, und verbundene Filterteile werden zu einem anderen Bereich transportiert. Die Ausgabe der retroreflektierenden Fotozellensensoren, die oben diskutiert worden sind, würden das Aufgingen von Klebstoff auf einen ungeformten Faltenblock und das Aktivieren des Auswerfmechanismus für den Block vermeiden. Diese Auswerfstation kann von dem Klebstoffaufbringsystem 520 gesteuert sein, so daß die Faltenblöcke 350, die von der Vorrichtung 100 ausgegeben werden, wenn das Klebstoffsystem 540 außer Betrieb ist, automatisch als Ausschuß oder für eine Wiedereingabe in die Vorrichtung aufgesammelt werden.
Eine alternative Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zum Formen oder Bilden und Verbinden eines Filters umfaßt eine Kerneinsetzeinrichtung 600, die mit dem Filterformer 400 in Verbindung steht, wie in 1 dargestellt ist. Ein Kern 610 ist ein hohler Zylinder, der hauptsächlich aus Metall gebildet ist, das üblicherweise Perforationen umfaßt, um ein Fluid durch das Filterteil 122 durchströmen zu lassen, wie in 17 gezeigt ist. Der Kern 610 hat üblicherweise die gleiche Länge wie das Filterteil 122. Das übliche Verfahren zum Einsetzen eines Kerns 610 in ein hohles, zylinderförmiges Element 122 besteht darin, den Kern 610 innerhalb der mittigen hohlen Öffnung 126 des Filterteils 122 auszurichten sowie entweder den Kern 610 in das Filterteil 122 oder das Filterteil 122 auf den Kern 610 zu zu verschieben. Erfindungsgemäß kann jedoch ein Kern 610 in den isolierten Faltenblock 350 eingelegt werden, während er in ein Filterteil 122 geformt wird, womit nachgeschaltete Filterbildungsschritte zum Einsetzen des Kerns 610 ausgeschlossen ist.
Eine Vorrichtung 100 zum Formen und Verbinden eines Filters zusammen mit einer angebrachten Kerneinsetzeinrichtung 600 ist in 18 dargestellt. Ein mit einem Elevator 620 verbundener Trichter ist mit Kernen 610 geladen. Die Kerne 610 werden von dem Trichter 620 durch den Elevator 620 zu einem Zuführzentrifugalnapf 630 angehoben. Ausgerichtete Kerne 610 werden von dem Zuführnapf 630 entlang eines Übergabeförderers 640 ausgegeben und in einen Kernsammler 650 bereit zum Einsetzen in die isolierten Faltenblöcke 350 gelegt. Die Kerne 610 werden zu einem Zeitpunkt zwischen den Formschienen 630 in den konkaven Faltenblock 350 fallengelassen, der innerhalb der Rinne 466 hängt. Ein eingesetzter Kern 615 ist in 19 dargestellt. Das Kerneinsetzen geschieht während des Transports des isolierten Faltenblocks 350 längs der Formschienen ohne die Notwendigkeit für Stillstände oder Verarbeitungspausen beim Filterformen und -verbinden. Sobald eingesetzt wurde, läuft der Faltenblock 350 mit einem eingesetzten Kern 615 durch den Filterformer 400 und den Filterverbinder 500 hindurch auf die gleiche Weise weiter, wie ein Faltenblock 350 ohne einen eingesetzten Kern 615. Bei dieser Ausführung sind die retroreflektierenden Fotozellensensoren 470, die oben erörtert wurden, vorzugsweise längs der Formschiene 430 vor der Einsetzstelle des Kerns 610 angeordnet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Formen und Verbinden eines Filters kann automatisch hohle, zylinderförmige, metallfreie Filterteile aus Faltenblöcken aus gefaltetem Filtermaterial auf kostengünstige und effektive Weise herstellen. Automatische Anlagen zum Herstellen von Metallklemmfilterteilen können gegenwärtig Filterteile mit einer maximalen Rate von 40 bis 45 Teilen pro Minute formen und verbinden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat jedoch eine Kapazität von über 60 Teilen pro Minute demonstriert und, es wurden Versuche bei Geschwindigkeiten über 75 Teilen pro Minute durchgeführt.
Neben der Erhöhung der Geschwindigkeit stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine verbesserte Positionsgenauigkeit der isolierten Faltenblöcke während sowohl des Formens oder Bildens als auch Verbindens bereit. Das verbesserte Positionieren wiederum verbessert die Klebstoffaufbringung und Steuerung, wodurch Ausschuß minimiert und Effizienz erhöht wird. Die kontinuierliche mechanische Arbeitsweise der Vorrichtung wurde auch hinsichtlich deren Zuverlässigkeit wegen der strengeren Steuerung der Faltenblöcke und des Prozesses verbessert. Da zudem die kontinuierlich arbeitende Vorrichtung das Verbinden der Filterteile und optionales Einsetzen von Kernen in den Formprozeß mit einbindet, verringert sich die Anzahl von Maschinenkomponenten und auf diese Weise die Kosten der gesamten Vorrichtung.

Claims

Vorrichtung zum automatischen und kontinuierlichen Bilden oder Formen einer Abfolge von zylindrischen Filterbauteilen (123) jeweils ausgehend von einem Faltenblock (112) aus gefaltetem Filtermaterial, wobei der Faltenblock ein erstes Ende (114) und ein zweites Ende (115) aufweist, umfassend: a. einen Faltenblocktrenner oder -isolator (300), der aufeinanderfolgende einzelne Faltenblöcke (112) von anderen Faltenblöcken in einer Abfolge von Faltenblöcken in Vorbereitung auf eine Filterbauteilbildung trennt;
einen Filterformer (400), der jeden getrennten Faltenblock (112) kontinuierlich längs eines Formwegs in eine hohle Zylinderform umformt, wobei jeder getrennte Faltenblock (112) an dessen ersten Ende eine erste Endfalte (114) mit einer Fläche und an dessen zweiten Ende eine zweite Endfalte (115) mit einer Fläche aufweist, wobei der Filterformer (400) eine erste Einschlußformschiene (430) und eine zweite Einschlußformschiene (430) umfaßt, die längs des Formweges angeordnet sind und jeweils die erste Endfalte (114) und die zweite Endfalte (115) jedes getrennten Faltenblocks aufnehmen und in eine Position führen, in der die Fläche der ersten Endfalte und die Fläche der zweiten Endfalte einander benachbart liegen, wenn der getrennte Faltenblock in der hohlen Zylinderform vorliegt, wobei die erste Endfalte (114) und die zweite Endfalte (115) jeweils progressiv um 180° gedreht werden, während sie jeweils in der ersten und zweiten Einschlußformschiene angeordnet sind; und c. einen Filterverbinder (500), der die Fläche der ersten Endfalte und die Fläche der zweiten Endfalte jedes hohlen, zylinderförmigen, getrennten Faltenblocks (112) miteinander verbindet, während jeder hohle, zylinderförmige Faltenblock kontinuierlich längs des Formweges (450) bewegt wird, um ein metallfreies, zylindrisches Filterbauteil (122) herzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Faltenblocktrenner (300) und der Formweg in derselben Ebene vorgesehen sind, wobei die Abfolge von Faltenblöcken in der Ebene ausgerichtet und längs der Ebene auf einem Zuführweg transportiert werden können, der eine Richtung aufweist, die senkrecht zu einer Bewegungsrichtung des Formweges ist, wobei jeder getrennte Faltenblock die Richtung in der Ebene nach und nach ändert, wenn sich der getrennte Faltenblock von dem Faltenblocktrenner (300) längs des Formweges bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher der Faltenblocktrenner einen Klemmechanismus (310, 320) umfaßt, der von einem ersten Faltenblock (330) der Abfolge von Faltenblöcken aktivierbar ist, wobei der Klemmechanismus einen Klemmschalter (310) und eine lösbare Klemme (320) umfaßt, die nachfolgende Faltenblöcke in der Abfolge von Faltenblöcken zurückhält, wenn der sich in der Ebene auf dem Zuführweg bewegende, erste Faltenblock den Klemmschalter (310) berührt, wobei der erste Faltenblock (330) von anderen Faltenblöcken in der Abfolge von Faltenblöcken getrennt ist, wenn sich der erste Faltenblock längs des Formweges bewegt.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welcher der Filterformer (400) einen ersten Förderer (440) umfaßt, der voneinander in einem Abstand angeordnete Schaufeln (444) aufweist, die sich zum kontinuierlichen Fördern jedes getrennten Faltenblocks entlang zumindest einem Abschnitt des Formweges erstrecken, wobei der erste Förderer über dem Formweg angebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der jede in einem Abstand angeordnete Schaufel im wesentlichen rechteckig ist und gebogene untere Ecken aufweist, die sich von der Richtung des Formweges weg krümmen, um ein ruhiges Fördern jedes getrennten Faltenblocks entlang zumindest einem Abschnitt des Formweges zu erleichtern.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher der Filterformer (400) einen zweiten Förderer (460) umfaßt, der in einem Abstand voneinander angeordnete Schaufeln (462) aufweist, die sich zum kontinuierlichen Fördern jedes isolierten Faltenblocks (112) entlang zumindest einem Abschnitt des Formweges erstreckt, wobei der zweiter Förderer (460) unter dem Formweg angebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher der erste Förderer mit dem zweiten Förderer (460) zusammenwirkt, um jeden getrennten Faltenblock (112) zu transferieren, der sich längs des Formweges von dem ersten Förderer zum zweiten Förderer kontinuierlich bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher der erste Förderer mit dem zweiten Förderer mechanisch gekoppelt ist und der erste Förderer eine Kupplung und eine Bremse zum Entkoppeln des ersten Förderers von dem zweiten Förderer umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste Einschlußformschiene und die zweite Einschlußformschiene sich entlang dem Formweg erstrecken und jeweils die erste Endfalte (114) und die zweite Endfalte (115) umgeben, wobei jede Formschiene ein Eintrittsende (431) und ein Austrittsende aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die erste Einschlußformschiene (430) und die zweite Einschlußformschiene (430) progressiv um 180° drehbar sind und winklig nach innen aufeinander zu vom Eintritts- zum Austrittsende angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welcher der Filterformer (400) einen ersten Vakuumblock (422) und einen zweiten Vakuumblock (422) umfaßt, die auf beiden Seiten des Formweges vor einem Eintrittsende sowohl der ersten Formschiene (430) als auch der zweiten Formschiene (430) angeordnet sind, wobei der erste Vakuumblock (422) die erste Endfalte (114) von jedem getrennten Faltenblock weg nach außen zieht und der zweite Vakuumblock (422) die zweite Endfalte (115) von dem gleichen getrennten Faltenblock weg nach außen zieht, um das Einführen der ersten Endfalte und der zweiten Endfalte in das Eintrittsende der ersten Formschiene bzw. in das Eintrittsende der zweiten Formschiene zu erleichtern, wenn sich der isolierte Faltenblock längs des Formweges bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, bei welcher der Filterformer einen ersten Einstellmechanismus und einen zweiten Einstellmechanismus aufweist, die jeweils an das Eintrittsende der ersten Formschiene bzw. an das Eintrittsende der zweiten Formschiene gekoppelt sind, so daß jeder Einstellmechanismus den Abstand des jeweiligen Formschieneneingangs und relativ zum entsprechenden Vakuumblock einstellt, um Änderungen der Endfalteneigenschaften auszugleichen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher der Filterverbinder (500) einen Stellfinger (580) umfaßt, der schwenkbar angebracht ist, um eine Kraft gegen die erste Endfalte (352} und die zweite Endfalte (353) auszuüben, wenn die erste Endfalte und die zweite Endfalte des hohlen, zylinderförmigen, getrennten Faltenblocks (350) aus der ersten Formschiene (430) bzw. der zweiten Formschiene (430) austreten, wenn sich der getrennte Faltenblock kontinuierlich längs des Formweges bewegt, so daß die Kraft, die von dem zumindest einem Stellfinger (580) den vorlaufenden Rändern mitgeteilt wird, die erste Endfalte und die zweite Endfalte in Längsrichtung vor dem Verbinden kontinuierlich längs des Formweges ausrichtet.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welcher der Filterverbinder (500) die Fläche der ersten Endfalte (352) und die Fläche der zweiten Endfalte (353) aneinander klebt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, bei welcher der Filterverbinder (500) eine Klebstoffapplikator (540) umfaßt, der zum Plazieren eines Klebstoffs zwischen der Fläche der ersten Endfalte (352) und der Fläche der zweiten Endfalte (353) des jeweiligen, hohlen, zylinderförmigen, getrennten Faltenblocks (350) positioniert ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welcher der Filterverbinder (500) eine Andruckstelle (554) aufweist, durch welche hindurch die erste und die dazu benachbarte zweite Endfalte (352, 353) des jeweiligen hohlen, zylinderförmigen, getrennten Faltenblocks verlaufen, um die Bindung zwischen der ersten und zweiten Endfalte zu verstärken.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Andruckstelle (554) ein erstes Faltenantriebsrad (556) und ein zweites Faltenantriebsrad (557) umfaßt, wobei das erste und das zweite Faltenantriebsrad eine Falte (561) in die erste und zweite Endfalte (352, 353) einprägen.
Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der das erste Faltenantriebsrad (556) an dessen Umfang einen Mittellinienvorsprung aufweist und das zweite Faltenantriebsrad (557) an dessen Umfang eine entsprechende Mittellinienvertiefung aufweist, wobei der Mittellinienvorsprung des ersten Faltenantriebsrads in die Mittellinienvertiefung des zweiten Faltenantriebsrads an der Andruckstelle paßt.
Vorrichtung nach einem der vorangegangen Ansprüche, bei welcher der Filterverbinder (500) einen vertikalen Ausrichtstab (510) umfaßt, der zum vertikalen Ausrichten der ersten und zweiten Endfalte (352, 353) des jeweiligen hohlen, zylinderförmigen, getrennten Faltenblocks vor und während des Verbindens angebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Faltenblockzuführeinrichtung, welche die Abfolge von Faltenblöcken ausrichtet und in Vorbereitung auf die Plattenblockisolation zusammendrückt.
Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der die Faltenblockzuführeinrichtung einen Kompressionsförderer umfaßt.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit einer Mittelkerneinführeinrichtung (600), die optional einen Mittelkern (610) in den hohlen, zylinderförmigen, getrennten Faltenblock (350) einsetzt, der sich entlang des Formweges bewegt.
Verfahren zum automatischen und kontinuierlichen Bilden einer Abfolge von metallfreien, zylindrischen Filterbauteilen (122) jeweils ausgehend von einem Faltenblock (112) aus gefaltetem Filtermaterial, welcher Faltenblock ein erstes Ende (114; 352) und ein zweites Ende (115; 353) aufweist, wobei eine Filterform- und -verbindungsvorrichtung verwendet werden, die einen Faltenblocktrenner (300), einen Filterformer (400) und einen Filterverbinder (500) umfaßt, wobei: a. aufeinanderfolgende, einzelne Faltenblöcke von anderen Faltenblöcken in Abfolge von Faltenblöcken innerhalb des Faltenblocktrenners in Vorbereitung auf eine Filterbauteilbildung getrennt werden;
jeder getrennte Faltenblock (112) kontinuierlich längs des Formweges in eine hohle, Zylinderform innerhalb des Filterformers (400) umgeformt wird, wobei jeder isolierte Faltenblock an dessen ersten Ende eine erste Endfalte mit einer Fläche und an dessen zweiten Ende mit einer Fläche ausweist, wobei der Filter former eine erste Einschlußformschiene (430) und eine zweite Einschlußformschiene (430) aufweist, die längs des Formweges angebracht werden und jeweils die erste Endfalte (114, 352) und die zweite Endfalte (115, 353) jedes getrennten Faltenblocks aufnehmen und in eine Position führen, in welcher die Fläche der ersten Endfalte und die Fläche der zweiten Endfalte einander benachbart liegen, wenn der getrennte Faltenblock in der hohlen Zylinderform vorliegt, wobei die erste Endfalte und die zweite Endfalte jeweils progressiv um 180° gedreht werden, während sie innerhalb der ersten bzw. zweiten Einschlußformschiene angeordnet werden; c. die Fläche der ersten Endfalte und die Fläche der zweiten Endfalte des jeweiligen hohlen, zylinderförmigen, getrennten Faltenblocks innerhalb des Filterverbinders (500) miteinander verbunden werden, während jeder hohle, zylinderförmige Faltenblock längs des Formweges kontinuierlich bewegt wird, um ein metallfreies, zylindrisches Filterbauteil herzustellen.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei beim Trennen von aufeinanderfolgenden einzelnen Faltenblöcken innerhalb des Faltenblocktrenners: a. ein Klemmschalter mit einem ersten Faltenblock von der Abfolge von Faltenblöcken aktiviert wird;
ein zweiter Faltenblock festgeklemmt wird, der dem ersten Faltblock in der Abfolge von Faltenblöcken nachfolgt und benachbart dem ersten Faltblock in der Abfolge von Faltenblöcken liegt; c. der erste Faltenblock von dem zweiten Faltenblock weg entlang dem Formweg transportiert wird, wobei der erste Faltenblock von den anderen Faltenblöcken getrennt wird; und d. der zweite Faltenblock von der Klemmung befreit wird, so daß der zweite Faltenblock und die Abfolge von Faltenblöcken frei beweglich sind.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Trennen für alle Faltblöcke in einer Abfolge von Faltblöcken wiederholt wird.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei der erste Faltenblock längs des Formweges in einer Richtung gefördert wird, die senkrecht zur Abfolge von Faltenblöcken ist.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei beim Umbilden des getrennten Faltenblocks längs des Formweges innerhalb des Filterformers der getrennte Faltenblock längs zumindest eines Abschnitts des Formweges transportiert wird, wobei ein erster Förderer mit in einem Abstand voneinander angeordneten Schaufeln verwendet wird, die sich davon erstrecken, wobei der erste Förderer über dem Formweg angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei beim Umformen: a. der erste Förderer mit einem zweiten Förderer verbunden wird, der in einem Abstand angeordnete Schaufeln aufweist, die sich davon erstrecken, wobei der zweite Förderer unter dem Formweg angebracht wird;
der getrennte Faltenblock von dem ersten Förderer zu dem zweiten Förderer überführt wird; und c. der getrennte Faltenblock längs des Restabschnitts des Formwegs mittels des zweiten Förderers transportiert wird.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei beim Umformen: a. die erste und die zweite Endfalte des getrennten Faltenblocks in die Formschienen eingebracht werden, die längs des Formweges zum Führen der ersten und zweiten Endfalte in eine zueinander benachbarte Position angeordnet werden;
der getrennte Faltenblock längs der Formschienen transportiert wird; und c. ein hohler, zylinderförmiger, isolierter Faltenblock hergestellt wird, der benachbarte, erste und zweite Endfalten aufweist.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei beim Umformen an der ersten und zweiten Endfalte des getrennten Faltenblocks vor dem Einführen in die Formschienen ein Vakuum angelegt wird, um das Einführen in die Formschienen zu erleichtern.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei beim Umformen die Position der Formschienen relativ zum Vakuum eingestellt wird, indem ein Einstellmechanismus verwendet wird, um das Einführen in die Formschienen zu erleichtern.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei beim Umformen die erste und die zweite Endfalte in Längsausrichtung gedrängt werden, indem ein erster und zweiter Stehfinger vor dem Verbinden verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei beim Verbinden der zueinander benachbarten, ersten und zweiten Endfalte des getrennten Faltenblocks im Filterverbinder ein Klebstoff zwischen der zueinander benachbarten, ersten und zweiten Endfalte eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 33, wobei beim Verbinden die zueinander benachbarte, erste und zweite Endfalte mit einem Klebstoff dazwischen durch eine Andruckstelle hindurch transportiert werden, um die zueinander benachbarte, erste und zweite Endfalte zusammenzudrücken und die Bindung zwischen der zueinander benachbarten, ersten und zweiten Endfalte zu verstärken.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei beim Transportieren der zueinander benachbarten, ersten und zweiten Endfalte durch eine Andruckstelle hindurch die Endfalten über ein erstes Faltenrad und ein zweites Faltenrad transportiert werden, die angetrieben werden und zueinander passen.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei beim Verbinden die erste und zweite Endfalte des hohlen, zylinderförmigen, getrennten Faltenblocks vor und während des Verbindens vertikal ausgerichtet werden.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem eine Reihe von Faltenblöcken von einer Faltenblockzuführeinrichtung zugeführt wird, welche die Reihe von Faltenblöcken in Vorbereitung auf eine Faltenblocktrennung ausrichtet und zusammendrückt.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei beim Umformen jedes getrennten Faltenblocks ein Mittelkern in den hohlen, zylinderförmigen, getrennten Faltenblock längs des Formweges eingebracht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11, bei welcher der getrennte Faltenblock (350) in einem zusammengepressten Zustand gehalten ist, während er längs des Formweges vor dem Einführen der ersten bzw. der zweiten Endfalte (352, 353) in die erste bzw. die zweite Einschlußformschiene (430) bewegt wird.