DE7309024U

DE7309024U - Fluid-filteranordnung

Info

Publication number: DE7309024U
Application number: DE19737309024U
Authority: DE
Original assignee: General Motors Ltd
Current assignee: General Motors Ltd
Priority date: 1972-03-11
Filing date: 1973-03-09
Publication date: 1973-11-22
Also published as: DE2311854C3; FR2175902A1; DE2311854A1; GB1429783A; FR2175902B1; DE2311854B2

Description

DR. MOLLER-BORE DIPL-PHYH. DR. MANVÜ DIBL'.-CMfcM. DR. DEUFEL, J

0IPL.-IN0. Fl N STERWALD -OIpWno. PATINTANWXLTI

Hl/Sv - G 2313

GENERAL HOOX)BS LIIIITED High Street North, Sunstable, Bedfordshire,

England

Fluid-Filterancrdnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Filteranordnung zur Filterung von Fluiden und betrifft insbesondere eine Filteranordnung, die zur Filterung von Flüssigkeiten gedacht ist und in welcher das Filterelement aus einem Streifen aus Blatt- bzw. Schichten-Filtermaterial geformt ist, der in Zickzackweise gefaltet ist, um den von einem Filterelement mit relativ großem Bereich bzw. relativ großer Fläche eingenommenen Raum zu reduzieren. Die erfindungsgemäße Filteranordnung'.ist insbesondere zur Benutzung bei der Filterung des Öls in Schmiermittelsystemen von Verbrennungsmotoren geeignet, sie ist jedoch ebenfalls zur Filterung anderer Flüssigkeiten und Gase geeignet.

Or. Hort Or. Manttx · Dr. DnM

SIMMMNB.

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In der Beschreibung wird der Begriff "Faltlage¹¹ benutzt, um die Struktur zu bezeichnen, die durch Falten eines Material streifenc um sich selber gebildet wird, wobei der Materialstreifen dadurch in zwei Abschnitte geformt wird, die an ei

lenkig verbunden sind.

Es ist bekannt, ein ölfilterelement aus einem Streifen aus mit Kunstharz imprägniertem Filterpapier oder gleichem Blattbzw· Schiohten-Filtermaterial zu bilde) das um in Querrichtung mit Abstand angeordnete Faltlinien gefaltet wird zur Bildung einer Vielzahl von Zieharmonika-Falten bzw· -Faltlagen, wobei die Enden des Streifens miteinander verbunden werden und dann die Anordnung von Faltlagen über ein perforiertes Mittelrohr gepaßt wird, um ein hohles rohrförmiges Filterelement zu bilden, in welchem die Faltlagen in Sternform von dem perforierten Mittelrohr nach außen gerichtet sind. In solcher. Elementen können die Enden der Faltlasen einzeln abgedichtet bzw. dicht angeschlossen sein oder jedes Et j der in Faltlagen vorgesehenen Anordnung kann an ringförmigen Stirnkappen dicht angebracht sein·

Es ist ebenfalls bekannt, Abstandshalter-Gruben bzw. -Vertiefungen oder andere Abstandshalter-Formationen zu bilden, um die Faltlagen und die zwei Hälften jeder FaItlage voneinander mit Abstand anzuordnen, und die Faltlinien so zu bilden, daß die beim Falten des Streifens hergestellten Sicken (creases) eine im wesentlichen rechtwinklige "U"-Gestalt aufweisen und an dem inneren !Anfang des Elementes im Bereich jedes Endes der Faltlinien zwischen benachbarten Faltlagen verbreitert sind, um eine genaue Abstandshaltung zwischen den Faltlagen an dem inneren Umfang des Elementes zu erleichtern»

Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung vend' 4&A

bau solcher Filteranordnungen bzft. Filterelemente zu vereinfachen und die Abstandshaltung und Abstützung der Faltlagen und der

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	diesen zu verbessern.	erreicht	, daß die	Abstands-
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so konstruiert und angeordnet wird, daß die breiteren Abschnitte der Enden der Faltlinien an dem äußeren Umfang des fertiggestellten Elementes liegen.

Infolgedessen umfaßt eine erfindungsgemäße Filteranordnung ein filterelement, das aus einem Streifen aus mit Kunstharz imprägniertem Filterpapier in eine hohle zylindrische Form geformt ist, welcher in Zieharmonikaweise um eine Reihe von parallelen, regelmäßig mit Abstand angeordneten Quer-Faltlinien in Faltlagen gelegt und an seinen Enden verbunden ist zur 3ildung einer Reihe von Zieharmonika-Falten bzw. -Faltlagen, wobei die Knicke bzw. Sieken zwischen den zwei Teilen jed^r Faltlage und die Sicksn zwischen "benachbarten Faltladen jeweils eine im wesentlichen rechtwinklige "^'-Gestalt im Querschnitt aufweisen und durch Dqpel-Faltlinien gebildet sind, die alternierend "W"- und "M"-förmig im Querschnitt sind, und wobei alternierende Faltlinien im Bereich entgegengesetzter Längskanten des Streifens eine vergrößerte Breite aufweisen, um an dieser Stelle breitere Sickenabschnitte zu bilden; in die zwei Hälften jeder Faltlage sind Abstandshalter-Formationen eingedrückt, die aneinander anliegen, um die zwei Hälften jeder Faltlage auf der Seite dee Papiers, die die äußere Umfa^soberflache des Elementes bildet, auf Abstand voneinander zu halten, und die zwei Hälften weisen weitere Abstandshalter-Formationen auf, die aneinanderliegen, um die zwei Hälften jeder FaItlage auf der Seite des Papiers, die die innere Umfangsoberflache des Elementes bildet, auf Abstand voneinander zu halten, wobei die Tiefe der Abstandshalter-Formationen und die Breite der in den Faltlagen geformten Sicken so gewählt sind, daß, yienn die breiteren Sickenabschnitte an dem äußeren Umfang des Elementes aneinander anliegen, durch den Abstand zwischen den Faltlagen

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an und zwischen dem inneren und äußeren Umfang des Elementes und durch den Abstand zwischen den zwei Hälften jeder Faltlage die Faltlagen in einer im wesentlichen gleichförmigen radialen Anordnung um die Längsachse des Elementes abordnet sind; die erfindungsgemäße Filteranordnung umfaßt-weiterhin ein perforiertes Mittelrohr, über das das Element gepaßt ist, wobei die radial inneren Sicken der Faltlagen an dem Rohr anliegen, und ein Paar von ringförmigen Stirnkappen, die jeweils durch Klebstoff an den entgegengesetzten Enden des Elementes befestigt sxnd_? um die entgegengesetzten Enden der Faltlagen abziidichten, wobei die inneren Umfangsabschnitte der Stirnkappen an den entgegengesetzten Enden des Mittelrohres befestigt und mit diesen dicht verbunden sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht eines Abschnittes eines Streifens aus Blatt- bzw. Schichten-Filtermaterial, in den Faltlinien und Abstandshalter-Formationen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eingepreßt sind,

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht auf Linie 2-2 in Fig. 1, Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht auf Linie 3-3 in Fig. 1,

Fig. 4· eine vergrößerte perspektivische Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Streifens, wobei der Streifen teilweise gefaltet ist, um im wesentlichen rechtwinklige U-förmige Knicke bzw. Sicken zu bilden,

Fig. 5 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Teils eines I'ilterelements, das aus dem in Fig. 1 gezeigten Streifen hergestellt ist, wobei die TeltfLage«. ^ ΪΗτβΗ Enden nicht abgedichtet bzw. dicht angeschlossen sind,

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Fig. 6 eine Ansicht ähnlich FrLg. 5, in der jedoch die Enden der Faltlagen einzeln abgedichtet bzw. dicht angeschlossen sind,

Fig. 7 einen teilweise geschnittenen Aufriß eines Filters, das aus dem in Fig. 1 gezeigten Streifen hergestellt ist,

Fig. 8 eine zusammengesetzte teilweise geschnittene Draufsicht des Filters in Fig. 7. in welcher die Filter-Stirnkappe teilweise weggeschnitten ist, um die Formation der Faltlagen sowohl mit abgedichteten bzw. dicht angeschlossenen als auch mit nicht abgedichteten bzw. nicht dicht angeschlossenen Enden zu zeigen,

Fig. 9 eine vergrößerte Schnittansicht auf Linie 9-9 in Fig«7» Fig.10 eine vergrößerte Schnittansicht auf Linie 10-10 in Fig.7,

Fig.11 eine vergrößerte Detaiiansicht eines Kantenabschnittes des Streifens aus Schichten-Filtermaterial mit einer modifizierten Ausführungsform der FaItlagen-Faltlinien,

Fig.12 einen Seitenriß des in Fig. 11 gezeigten Streifens und

Fig.13 eine Detail-Stirnansicht eineraue dem in den Fig«11 und 12 gezeigten Strafen gebildetenFaltlage.

In Fig. 1 ist ein Absciinitt eines Streifens 1 aus mit Kunstharz imprägniertem Filterpapier dargestellt, in dem, wie es in den Fig.1 bis 6 dargestellt ist, eine Reihe von parallelen, regei- / mäßig mit Abstau angeordneten Quer-Doppel-Faltlinien 2 eingedrückt sind, um eine Gruppe von Zieharmonlka-Falten 3 zu bilden.

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Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, weisen alternierende Doppel-Faltlinien 2 ene im allgemeinen "W"- und "!'!"-Gestalt im Querschnitt auf, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß beim Falten, wie es in den Fig. 4-, 5» 6, 9 und 10 gezeigt ist, die zwischen den zwei Teilen jeder Faltlage und zwischen benachbarten Faltlagen gebildeten Sicken eine im wesentlichen rechtwinklige U-Gestalt im Querschnitt aufweisen. Darüberhinaus ist, wie es insbesondere in den Fig. 1, 5 und 6 gezeigt ist, jede alternierende Doppel-Faltlinie 2 im Bereich der Längskanten des Stmfens 1 verbreitert, um breitere Sicken-Abschnitfce 5 an dieser Stelle su bilden, die, wenn der Streifen zur Formung der Faltlagen 3 gefaltet wird, einen vorbestimmten Abstand zwischen den Enden der Faltlagen J, die an dem äußeren Umfang des Elementes liegen, vorsehen. Falls es gewünscht ist und falls die Faltlagen im Vergleich zu ihrer Breite relativ lang sind, können die Faltlinien 2 einen oder mehrere zusätzliche breitere Sicken-Abschnitte 5 zwischen den entgegengesetzten Enden rter Faltlinien aufweisen (siehe Fig.7)·

In den Streifen 1 sind ebenfalls Abstandshalter-Formationen eingedrückt, die Abstandshalter-Hippen bzw. Abstan^shalter-Stege 6 und Abstandshalter-Stäbe 7 umfassen, wobei die Stege von de·? Seite des Streifens, die entgegengesetzt zu der der Abstandshalter-Stäbe 7 ist, eingedrückt sind. Die Abstandshalter-Stege 6 und die Abstandshalter-Stäbe 7 erstrecken sich in Längsrichtung des Streifens über im wesentlichen die volle Breite jeder Hälfte einer Faltlage und die Abstandshalter-Stege wechseln sich mit den Abstandshalter-Stäben 7 quer über die Breibe des Streifens 1 ab und ßind parallel mit Abstand zu diesen angeordnet, wobei/lie Stäbe 7 und die Stege 6 in einer Hälfte der Faltlage in Längsrichtung gefluchtet sind mit denen in der anderen Hälfte. '

3 «in* di* ADstandehelter-Stäb* 7 ζ& l9formt_}

sie eine Abgestufte bzw. zunehmende Tiefe von xJurem einen iünde su dem anderen aufweisen, wobei der tiefere Abschnitt des Sta-

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bes im Bereich des Teils jeder Hälfte einer Faltlage J vorgesehen ist, der an dem äußeren Umfangsteil des in i'altlagen gelegten Elementes 10 liegt (Fig.7). Somit wird durch das Anliegen eines Abstandshalter-Stabes 7 auf einer Hälfte einer Faltlage 3 an einem entsprechenden Abstandshalter-Stab auf der benachbarten Hälfte einer Faltlage sichergestellt, daß die äußeren Abschnitte der zwei Hälften einer Faltlage, die eine Tasche bzw. Zelle bilden, die zu der "Dreck"-Seite des Elementes 10 offen ist, an dem äußeren Umfang des Elementes mit einem größeren Abstand voreinander angeordnet Bind als an dem inneren Umfang des Elementes; und die Abstandshalter-Stege 6 sehen einen Abstand zwischen den zwei Hälften jeder Faltlage auf der anderen Seite (der "sauberen" Seite) des Elemente^ Die Abstandshalter-Stege 6 sind mit gleichförmiger Tiefe dargestellt, sie können jedocü erforderlichenfalls ebenfalls j.n der Tiefe abgestuft sein. Die Begriffe "saubere" Seite und/"Schmutz"¹¹-Seite beziehen sich auf die Oberflächen des Filterelementes, die zu der gefilterten bzw. ungefilterten Flüssigkeit gerichtet sind- wobei die Flüssigkeitsströmung von der Außenseite zur Innenseite des Elementes erfolgt.

Nachdem in den Streifen 1 die Faltlinien 2 und die Abstandshalter-Formationen 6, 7 eingedrückt worden sind, wird er in Zickzackweise um die Faltlinien 2 gefaltet und an seinen Enden verbunden, um das Filterelement 10 (Fig. 7 und 8) von hohler rohrförmiger Gestalt zu bilden, das dann in eine Filteranorduung geformt wird, indem es über ein perforiertes Mittelrohr 11 gepaßt wird, an dem ringförmige Stirnkappen 12 befestigt werden, wobei die Stirnkappen auf sich eine ringförmige Klabstoff masse 14 tragen, durch die die Stirnkappen an die Enden des Elementes 10 dicht angeschlossen werden und die offenen Enden der Faltlagen 3 geschlossen werden, um eine Reihe von Taschen bzw. Zellen zu bilden, die-

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dem äußoen und inneren Umfang des Elementes offen sind.

Wach Fig. 1 können die Enden von jeder der Faltlagen 3 gewnnRp.h-fcenfaii.q einzeln mittels Kiebstoffiinien bzw. Klebstoff schnüren 16 abgedichtet bzw. dicht angeschlossen werden, die entlang entgegengesetzten Längskanten des Streifens 1 auf der Seite von diesem, die die äußere Umfangsoberflache des Elementes bildet, aufgebracht sind, wodurch die Endabschnitte jedes der zwei Hälften jeder Faltlage 3 miteinander dicht verbunden werden, wenn der Streifen 1 gefaltet wird, und das Element dann mit dem Klebstoff 14 dicht an die Endkappen 12 angeschlossen wird, wie es oben beschrieben ist. In den Fig. 5 und 6 sind Abschnitte eines Filterelementes 10 dargestellt, in welchem die Enden der Faltlagen 3 anfänglich nicht dicht angeschlossen bzw. nicht abgedichtet bzw. einzeln abgedichtet bzw. einzeln dicht ange-SClilGoSSü Silld.

Wie es aus den Fig. 4 bis 6, 9 und 10 ersichtlich ist, wird, wenn der Faltenlagen-Streifen 1 zur Bildung des Filterelementes 10 gefaltet wird, durch die Anlage benachbarter breiterer Abstandshalter-Abschnitte 5 an entgegengesetzten Enden der Faltlinien 2 (und dazwischen, falls sie dort vorgesehen sind) zwischen benachbarten Hälften der Faltlagen 3 sichergestellt, daß an dem äußeren Umfang des Elementes die Enden der Faltlagen zwangsläufig und gleichförmig in Umfangsrichtung miG einem vorbestimmten Abstand angeordnet sind, der durch die Breite der Abstandshalter-Abschnitte 5 der Doppel-Faltlinien bestimmt ist. Wie es in den Fig. 9 und 10 gezeigt ist, wird durch das Anliegen der Abstandshalter-Stäbe 7 zwischen den zwei Hälften einer i'altlage, die eine Zelle auf der "Schmutz"-Seite des Elementes bilden, sichergestellt, daß die Hälften der Faltlage voneinander mit Abstand angeordnet sind und an dem äußeren Umfang des Elementes voneinander weiter tutt M>Sta*i<L

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ordnet sind als an dem inneren Umfang des Elementes; und die Abstandshalter-Stege 6 gewährleisten, daß auf der "sauberen¹* Seite des Elementes diejAwei Hälften einer Paltlage voneinander

für den Strom der gefilterten flüssigkeit sichergestellt ist.

Die Dimensionen bzw. Abmessungen der Abstandshalter-Abschnitte 5, der Abstaudehalter-Btege 6 und der Abstandehalter-Stäbe 7 sind so gewählt, daß für ein filterelement mit vorbestimmtem Innendurchmesser und Aufendurchmesser der durch das Zusammenwirken der Abstandshalter-Abschnitte 5, der durch die Doppelfaltlinien vorgesehenen, rechtwinkligen, U-förmigen Sicken, der Abstandshalter-Stege 6 und der Abstandshalter-8täbe 7 vorgesehene Ab stand zu einer Faltlagen-Formation und -Anordnung führt, daß die x^?altlagen 3 rund um das Element voneinander mit ehern vorbestimmten jüinimalsn Jwstand und in einer selchen. Weise angeordnet «ind. daß die Faltlagen im wesentlichen gleichförmig radial in bezug auf die Achse des hohlen rohrförmigen Elementes angeordnet sind.

Nach den Fig. 11, 12 und 13 können, wenn die Enden der Faltlagen einzeln mit Klebstoff abgedichtet bzw. dicht angeschlossen werden, die Faltlinien 2, die die Sicken der Faltlagen 3 im Bereich des inneren Umfangeabschnittes des Elementes bilden, Einzel-Faltlinien über den Abschritt der Doppel-Feltlinie 2 sein, der durch den Klebstoff 6 bedeckt wird, wobei eine solche Anordnung di€ Bildung einer dichten Falte und einer guten Haftung zwischen zwei Teilen jeder Hälfte einer Faltlage an deren Abschnitt im Bereich des inneren Umfanges des Elementes erleichtert.

Eine erfindungsgemäße Filteranordnung bietet aufgrund des durch die breiteren Faltlinien-Abstandshalter-Abschnitte 5 vorgesehenen präzisen Abstandec und der durch die Abstandshalter-Formationen 6, 7 für die Faltlagen

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Stützung eine wirkungsvolle Ausnutzung des gesamten Bereichs bzw. der gesamten fläche des Filterpapiers und eine sehr weitgehend reduzierte Neigung für eine Beschädigung der Faltlagen unter dem Druck der zu filternden Flüssigkeit, insbesondere wenn das Filterpapier durch die Effekte des Alterns und der Hitze vereprödet ist. Eine erfindungsgemäße Filteranordnung ist einfach herzustellen, da nach dem Falten des Papiers durch Aufbringen von Druck in Längsrichtung die Abstandshalter-Formationen 5 in Anlage mitteinander gebracht werden und dies zusammen mit der Wirkung der Abstandshalter-Formationen 6, 7 die Faltlage 3 automatisch in die gewünschte Anordnung formt, wenn die Enden des in Faltlagen gelegten Streifens 1 verbunden und dicht angeschlossen werden.

Obgleich in Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Abstandshalter-Poraationen in der Form von Stegen und Stäben beschrieben weQes. sind; können andere Formationen, beispielsweise Reihen von Grube' jzw. Vertiefungen mit geeigneter Variation der Tiefe, wie es erforderlich ist, verwendet werden.

- Schutzansprüche -

73 09Θ 2 4 21 ti. τι

Claims

Sciiutzansprüche v

1. Fluid-Filteranordnung mit einem filterelement, das aus einem Streifen aus mit Kunstharz imprägniertem Filterpapier in eine hohle zylindrische Form geformt ist, der in Ziehharmonikaweise um eine Heihe von parallelen, regelmäßig mit Abstand angeordneten Quer-Faltlinien gefaltet und an seinen Enden verbunden ist zur Bildung einer Reihe von Ziehharmonika-^altlagen, wobei die Knicke bzw. Sicken zwischen den zwei Teilen jeder Faltlage und die Sicken zwischen benachbarten Faltlagen jeweils eine im wesentlichen rechtwinklige ^ttU^H-Gestalt im Querschnitt aufweisen und durch Doppel-Faltlinien geformt sind, die alternierend ^MV"- und "M'^förmig im Querschnitt sind, alternierende Faltliuien im Bereich entgegengesetzter Längskanten *.es Streifens eine vergrößerte Breite aufweisen zur Bildung breiterer Sicken-Abschn^tte an dieser Stelle, in die zwei Hälft-~n jeder Faltlage Abstandshalter-Formationen eingedrückt sind, die aneinander anliegen und dauUTßb. die zwei Hälften jeder- Faltlage auf der Seite des Papiere, die die äußere Umfangsoberflache des Elementes bildet, voneinander auf Abstand halten und wobei die zwei Hälften weitere Abstandshalter-Formationen aufweisen, die aneinander anliegen und dadurch die zwei Hälften jeder Faltlage auf der Seite des Papiers, die die innere Umfangsoberf lache des Elementes bildet, voneinander auf Abstand halten, mit einem perforierten Mittelrohr, über das das Element im Paßsitz angeordnet ist, wobei die radial inneren Sicken der Faltlagen an dem Bohr anliegen, und mit einem Paar von ringförmigen Stirnkappen, die mit klebstoff jeweils an den entgegengesetzten Enden des Elementes befestigt sind und die entßeßengecetzten Ende* ^ er Faltlagen di^cht anschließen bzw. abdichten, wobei dte inneren Ümfangsabechnitteder Stirnkappen an den entgegengesetzten Enden des Mittelrohree befestigt und dicht angeschlossen sind,

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¹ Af

dadurch gekennzeichnet, daß die breiteren Sicken-Abschnitte (5) an dem äußeren Umfang des Elementes (10) liefen und daß die Tiefe der Abstandshalter-JjOrmationen (6, 7) und die Breite der Sicken (2), die in den i'altlagen (3) ausgebildet sind, so vorgesehen sind, daß, wenn die breiteren Sicken-Abschnitte (5) an dem Umfang aneinander anliegen, durch den Abstand zwischen den Paltlagen (3) an und zwischen dem inneren und äußeren Umfang des Elemen- - tes und durch den Abstand zwischen den zwei Hälften jeder Faltlage die JFaltlagen in einer im wosentlichen gleichförmigen, radialen Anordnung um «äie Längsachse des Elementes (10) lokalisiert sind.

2. Mlteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entgegengecetzten Enden jeder der- Ealtlagen (3) getrennt von benachbarten JPaltlagen einzeln durch Klebstoff (16) abgedichtet sind, der auf jedsn Längskantenabschnitt des Streifens (1) auf dessen Seite, die die äußere Umfangsoberflache des Elementes (10) bildet, aufgebracht ist.

3. ]?ilt*ranordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zusätzliche breitere Sickmiabschnitte (5) in den ffaltlinien (2) zwischen den breiteren Sicken-Abschnitten (5) an den Enden der Paltlinien.

4. leiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch g e \ e η η -

ζ ei chnet, daß die Abstandshalter-IOrmationen in der JOrai von Rippen bzw. Stegen (6) und rechtwinkligen Stäben (7) vorgesehen sind, die in den Streifen (1) eingedrückt sind, daß die Abstandshalter-Stege und Abstandshalter-Stäbe sich quer über die Breite des Streifens abwechseln und daß jeder Abstandshalter-Stab in der Tiefe von einem Ende zu dem anderen des Stabes abgestuft int.bz-w. allmähLfdfc

die zwei Hälften jeder Faltlage auf der "Schmutz"~ßeite des Elementes an dem Außenumfang des Elementes weiter mit Abstand voneinander angeordnet sind als an dem inneren Um fang des Elementes.