EP3077078A1 - Filter element with filter bellows - Google Patents

Filter element with filter bellows

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Publication number
EP3077078A1
EP3077078A1 EP14808958.4A EP14808958A EP3077078A1 EP 3077078 A1 EP3077078 A1 EP 3077078A1 EP 14808958 A EP14808958 A EP 14808958A EP 3077078 A1 EP3077078 A1 EP 3077078A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filter
beads
filter element
bellows
edges
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14808958.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Johannes Grad
Margarete DREXLER
Kathrin Lichtenwalter
Helmut BRENNEIS
Anton Kreiner
Marius PANZER
Florentin Van Uffelen
Andreas Franz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mann and Hummel GmbH
Original Assignee
Mann and Hummel GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mann and Hummel GmbH filed Critical Mann and Hummel GmbH
Publication of EP3077078A1 publication Critical patent/EP3077078A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B01D46/521—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material
    • B01D46/523—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material with means for maintaining spacing between the pleats or folds
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    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2411—Filter cartridges
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D2265/00—Casings, housings or mounting for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2265/04—Permanent measures for connecting different parts of the filter, e.g. welding, glueing or moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2279/00—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses
    • B01D2279/60—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses for the intake of internal combustion engines or turbines

Definitions

  • the invention relates to a filter element for filtering a fluid with a filter bellows from a zigzag folded filter medium, in particular for use as a round filter an internal combustion engine, in particular a motor vehicle and a method and a system for producing such a filter element.
  • Forehead wrinkles are the two outer folds, on opposite end faces of the filter bellows of a filter element.
  • End edges are the two free edges of the filter medium from which the filter bellows is formed, which run along the end folds and limit these at the end faces of the filter bellows.
  • End edges of the filter bellows are the other two free edges of the filter bellows, which extend between the end edges and extend in accordance with the folding of the filter bellows.
  • the fold edges are the edges along which the filter media is folded. In a known from the market zigzag folded, approximately cuboid filter bellows, the front edges and the folding edges are usually straight and parallel to each other.
  • the end edges extend from the side of the filter bellows seen zigzag and perpendicular to the end edges and the fold edges.
  • the end edges of the filter bellows which later have an approximately rectangular imaginary envelope, run straight and parallel to one another.
  • the imaginary envelope is spanned by the end edges, the fold edges or end edges adjacent to a clean fluid side of the filter bellows, and the fold edges or end edges adjacent to a raw fluid side.
  • Filterbälgen of flat filter elements the filter media are not closed, that is, the forehead wrinkles are just like the front edges are not connected.
  • the filter media of filter cartridges of round filter elements are the filter media. closed, that is, their forehead wrinkles are interconnected.
  • Filter bellows of flat filter elements can be flat, but also have bends in different directions. In filter systems where repeated or cyclic fluctuations in the flow rate of the fluid being filtered through the filter occur, fatigue failure of the filter can be a problem. This particularly occurs in systems with large flow changes, ie, from zero to full flow and back to zero, as is the case in filter systems for piston pumps, for example, as used in power plants.
  • a filter system which comprises a pleated filter element having longitudinally extending pleats having crests and a sheath helically wound around the filter element and abutting the crests of the pleats and apertures for enlargement has the dirt capacity of the filter element, the total area of the openings being less than about half of the total surface area defined by the crests of the pleats.
  • the filter element comprises a pleated composite having a first and a second extruded polymeric mesh layer and a filter layer disposed therebetween.
  • An object of the invention is therefore to provide a filter element for filtering a fluid to provide a stabilization and drainage possibility in the filter medium in terms of manufacture and cost favorable.
  • a further object is to provide a method and a system for producing a filter element which provides a stabilization and drainage option in the filter medium in a manner which is favorable in terms of production and cost.
  • a filter element with a filter medium having one or more beads which extend transversely to the folded edges of the filter medium and which in the normal state of the filter bellows, a flow of the fluid perpendicular to the folded edges of the filter bellows cause.
  • the further object is achieved by a method and a system for producing such a filter element with a filter medium having one or more beads, which extend transversely to fold edges of the filter medium and which in the normal state of the filter bellows, a flow of the fluid perpendicular to the folding edges of the Effect filter bellows.
  • a filter element for filtering a fluid in particular an internal combustion engine, in particular a motor vehicle proposed, comprising a filter bellows of a filter medium, which is folded in folds zigzag folded into folds, each extending between opposite end edges of the filter bellows, and which filter medium is intended to flow through with the fluid from a raw side of the filter element to a clean side.
  • the filter medium on at least one of its flowed through surfaces on one or more beads, which extend transversely to folding edges of the filter medium and which cause in the normal operating condition of the filter bellows a flow of at least a portion of the fluid perpendicular to the folded edges of the filter bellows.
  • the zigzag folds may be formed with sharp edges or with rounded edges.
  • the advantage of the solution according to the invention is that, in contrast to conventional designs of filter elements in which a grid is usually laminated onto the filter medium for stabilization and drainage purposes on the clean side, glue or plastic beads before or after instead of the grid embossing the filter medium in the form of beads are applied. These beads can be applied continuously or at intervals along the processing direction of the filter medium, which are completely or at least substantially cured prior to setting up the folds of the filter medium and ensure drainage and ensure a stabilizing effect of the filter medium.
  • the grid and the lamination process can thus be omitted.
  • the beads may be in particular glue or plastic caterpillars.
  • the glue or plastic caterpillars can be applied during bellows production.
  • the solution according to the invention thus represents a considerable time and cost savings compared with the conventional lamination process.
  • the folds of the filter bellows can be embodied in the inventive application of the glue or plastic caterpillars both with rounded and pointed folding edges.
  • the drainage effect of the beads consists in diverting at least part of the filtered fluid along the beads from the folds of the filter bellows into the inner region of the filter element, so that the fluid can not accumulate in the folds and thus limit the flow of the fluid.
  • the deposition of possible dirt particles can be distributed over the surface of the filter medium.
  • the beads in the folded state of the filter medium at least in the operating state, cause a spacing of opposite fold edge surfaces of a fold of the filter bellows. In this case, depending on the height of the beads in the non-traversed and / or new state of the filter element, the beads can certainly have a certain spacing.
  • the beads can prevent opposing fold edge surfaces of a fold of the filter bellows from touching or even sticking together, since the opposing ones Wollste meet at the same height, abut each other and thus ensure a distance of Faltkanten inhabit.
  • the beads may be perpendicular to the fold edges.
  • the beads or at least a part of the beads can also run serpentine and / or zigzag.
  • this value depends on the stiffness of the filter medium and the fluid to be filtered, as well as the material of the bead.
  • a height of the bead of z. B. 0.1 mm - 3 mm is advantageous. This value also depends on the boundary conditions of the filter medium, the fluid and the material.
  • a differential pressure applied to the filter element (eg 2.5 bar), which arises in particular as a result of the pressure loss due to the flow through the filter medium, can lead to collapse of the interstices locally or even over the entire width of the filter medium in the flow regions, ie pure filter media sections come into direct contact.
  • tensions and deformations due to material irregularities, in particular with regard to non-uniform impregnations, it is also possible for tensions and deformations to occur which lead to unilateral collapse. Such collapsed areas are no longer flowed through, whereby the filtration performance of the filter element is restricted.
  • the beads may have a taper, in particular a reduced height, at least at a part of crossing points with the folded edges.
  • the beads may also be narrower at the crossing points than beyond the crossing points. This makes it possible that at the fold edges tapering folds are placed and the beads are not upsetting or cause a rounding of the fold edges or a delay of the filter medium. Also, the forces required to set up the wrinkles can be reduced in this way.
  • the taper may be formed as an embossment.
  • the beads can be embossed in this way and thus have the desired tapers at the points of intersection with the folded edges.
  • the beads may be interrupted at least at a part of crossing points with the folded edges.
  • the beads may be arranged on the intended clean side of the filter medium. In this way, a drainage effect can be represented by the beads by deriving the filtered fluid. Next is prevented with the same stabilizing effect that occurs by contouring the filter medium when attaching beads on the raw side non-uniform deposition of dirt on the surface of the filter medium.
  • the beads are formed by applying a hot melt adhesive.
  • a hot melt adhesive such a process can be favorably in the usual production process in the Manufacture of a filter bellows integrate, in which the filter medium usually runs in long lanes through a stamping unit.
  • additional adhesive application stations can be provided, which apply the hot melt adhesive at the same speed, so that the normal production process is not hindered.
  • interruptions in the applied beads can be provided so low by the glue application stations are driven accordingly and provided with valves.
  • the filter element can be formed from a filter medium which consists of cellulose, meltblown fibers, micro- or nanofibers, woven or knitted fibers, a non-woven or a combination of these substances.
  • the filter bellows of the filter element can be designed as a hollow cylindrical round element with a star-folded filter medium.
  • the originally flat filter bellows can be formed from a zigzag-folded filter medium into a hollow cylinder which is closed, for example glued, along an end edge. The fluid to be filtered can then flow through the filter medium via the outer surface of the hollow cylinder and flow away via the inner region of the hollow cylindrical filter along the axis of the hollow cylinder.
  • the invention relates to the use of the filter element as a round filter for filtering a fluid, in particular as a round filter of an internal combustion engine.
  • a round filter for filtering a fluid
  • Such round filters are preferably used in the automotive field as air, oil or fuel filters or the like and used on the internal combustion engine as interchangeable filter elements with regular change intervals.
  • the invention relates to a method for producing a filter element according to the invention comprising the following manufacturing steps of a filter bellows: unwinding the filter medium from a roll, in particular storing the filter medium in a goods storage, applying beads to the filter medium before or after embossing Forming of folded edges, in particular pressing of the beads, placing the folded edges to a zigzag-folded filter bellows.
  • a filter bellows unwinding the filter medium from a roll, in particular storing the filter medium in a goods storage, applying beads to the filter medium before or after embossing Forming of folded edges, in particular pressing of the beads, placing the folded edges to a zigzag-folded filter bellows.
  • the method for producing a filter element may comprise further manufacturing steps of a filter bellows such as heating the filter medium in preparation for embossing, embossing of folded edges in the filter medium.
  • the embossing of folded edges in the filter medium can be made favorable by preheating the filter medium, since the embossed fold edges remain so permanently.
  • the application of the beads can be done before embossing the fold edges. If the beads are applied before embossing, they can be provided with desired folds at the crossing points with the folded edges during the embossing process in order to favor the placement of the folded edges, in particular tapering, wrinkles.
  • the application of the beads can also take place after the embossing of the folded edges.
  • rejuvenations can be realized by interruptions in the beads, for example by applying broken adhesive beads to the folded edges.
  • the invention relates to a system for producing a filter element, which comprises at least the following aggregates for producing a filter bellows: an unwinder, in particular a goods storage, a polymer application station for applying the beads, in particular a pressure roller, a flow heater, an embossing unit, as well as a Faltenaufstellaggregat.
  • an unwinder in particular a goods storage
  • a polymer application station for applying the beads, in particular a pressure roller, a flow heater, an embossing unit, as well as a Faltenaufstellaggregat.
  • a hot melt application station it is also possible to provide a hot melt application station if a hot melt glue bead is used as the bead.
  • Fig. 1 is an isometric view of a filter element according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a partial cross section through a filter element according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 3 is a plan view of a filter medium according to an embodiment of the
  • Fig. 4 is a schematic representation of a system for producing a filter element according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows an isometric view of a filter element 10 according to an embodiment of the invention.
  • the filter element 10 for filtering a fluid comprises a filter bellows 12 made of a filter medium 14, which is folded in a zigzag shape along fold edges 26 into folds 34 which each extend between opposite end edges 22a, 22b of the filter bellows 12.
  • the filter medium 14 is provided for flowing through with the fluid from a raw side 50 of the filter element to a clean side 52, specifically in a flow direction 54 from an outer surface to an inner region of the filter element 10.
  • the filter medium 14 has on several of its surfaces through which a plurality of beads 42 on the clean side 52 (shown in Figures 2 and 3), which extend transversely to fold edges 26 of the filter medium 14 and which in the normal operating condition of the filter bellows 12 a flow of at least a portion of the Fluids perpendicular to the folded edges 26 of the filter bellows 12 effect.
  • the beads 42 or at least a part of the beads 42 may also run serpentine and / or zigzag (indicated in FIG. 3).
  • the filter element 10 in FIG. 1 is designed as a hollow-cylindrical round filter element with a star-folded filter medium 14.
  • Such round filter elements are preferably used in the automotive sector as air, oil or fuel filters or the like and used on the internal combustion engine as replaceable filter elements 10 with regular change intervals.
  • the filter bellows 12 is closed at both end faces with end disks 16, 18, which comprise a central central tube 38, through which the filtered fluid can also flow in the direction of flow 54.
  • FIG. 2 shows a partial cross section through a filter element 10 according to an exemplary embodiment of the invention, as shown in FIG.
  • the cross-section shows a plurality of folds 34 of the filter bellows 12, which are folded at folded edges 26.
  • the fluid to be filtered passes from a raw side 50 outside of the round filter 10 in an inner region of the filter element 10 with the clean side 52.
  • the filter bellows 12 is stiffened in the interior with a central tube 38, which is partially seen cut.
  • the filter medium 14 has on the clean side 52 beads 42.
  • the beads 42 in addition to the drainage action for discharging the filtered fluid, in the folded state of the filter medium 14, at least in the operating state a spacing of opposite Faltkanten vom 20a, 20b of a fold 34 of the filter bellows 12.
  • the beads 42 are in particular special arranged on the folded edge surfaces 20a, 20b and not in the curvature region of the folds 34.
  • FIG. 3 shows a plan view of a filter medium 14 according to an embodiment of the invention.
  • the flat filter medium 14 has folded edges 26 at regular intervals, which may be formed by stampings of the filter medium 14.
  • Walls 42 extend transversely thereto.
  • the beads 42 can be formed, for example, by applying a hotmelt adhesive.
  • the beads 42 have at junctions with the folding edges 26 tapers 44, in particular a reduced height on.
  • the recesses 44 may also be formed as stampings of the folding edges 26, provided that the beads 42 have been applied before embossing the filter medium 14.
  • the beads 42 may be interrupted at crossing points with the folded edges 26. This can be achieved by interrupting the hot melt application in each case during the application at the crossing points.
  • the beads 42 may also run serpentine and / or zigzag.
  • a bead 50 is indicated by way of example with such a course.
  • the method for producing a filter element 10 according to the invention comprises the following manufacturing steps of a filter bellows 12: unwinding the filter medium 14 from a roll, storing the filter medium 14 in a goods storage 104, applying beads 42 to the filter medium 14 before or after embossing for formation folding edges 34, pressing the beads 42, placing the folded edges 34 to a zigzag-folded filter bellows 12.
  • a filter bellows 12 unwinding the filter medium 14 from a roll, storing the filter medium 14 in a goods storage 104, applying beads 42 to the filter medium 14 before or after embossing for formation folding edges 34, pressing the beads 42, placing the folded edges 34 to a zigzag-folded filter bellows 12.
  • additional adhesive application stations 106 can be provided which apply the hot melt adhesive at the same speed, so that the normal manufacturing process not hindered. Also interruptions in the applied beads 42 can be provided so low by the adhesive application stations 106 are driven accordingly and provided with valves.
  • the application of the beads 42 may be provided before or after an embossing process. If the beads 42 are applied before embossing, then they can be provided with desired tapers 44 at the intersection points with the folded edges 26 during the embossing process in order to favor the setting up of the folded edges 26, in particular tapering, folds 34. Alternatively, however, the beads 42 may be applied after the stamping process. In this case, tapers 44 can be realized by interruptions in the beads 42, for example, by applying to the folded edges 26 interrupted hot melt beads.
  • the beads 42 can be advantageously pressed onto the filter medium 14 after application to the filter medium 14 in order to achieve good and lasting adhesion. This can be favorably effected, for example, by a rolling process.
  • the method for producing a filter element 10 may include further manufacturing steps of a filter bellows 12 such as heating the filter medium in preparation for embossing, embossing folding edges 26 in the filter medium 14.
  • the embossing of folded edges 26 in the filter medium 14 can be made low by preheating the filter medium 14, since the embossed fold edges 26 remain so permanently.
  • a filter bellows 12 comprises the following aggregates for producing a filter bellows 12: an unwinder 102, a goods storage 104, a polymer application station 106 for applying the beads 42, a pressure roller 107 for pressing the beads 42 against the filter medium 14, a Vorlaufsammlungung 108, a stamping unit 1 10, and a Faltenaufstellaggregat 1 12.
  • the polymer application station 106 may also be provided a hot melt adhesive application station when a bead of adhesive bead is to be used as the bead 42.

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Abstract

The invention relates to a filter element (10) for filtering a fluid, comprising a filter bellows (12) composed of a filter medium (14) which is folded in a zigzag arrangement along fold edges (26) in order to form folds (34) that each extend between opposite front edges (22a, 22b) of the filter bellows (12), and which filter medium (14) is provided to allow the fluid to pass through from an unclean side (50) of the filter element to a clean side (52). On at least one of its surfaces which are passed through, the filter medium (14) has one or more beads (42) which extend transversely with respect to fold edges (26) of the filter medium (14) and which, during normal operation of the filter bellows (12), cause at least some of the fluid to flow perpendicularly with respect to the fold edges (26) of the filter bellows (12). The invention further relates to the use of the filter element (10) as a round filter element, in particular as a round filter element of an internal combustion engine, and also to a method for producing a filter element (10) and an installation for producing a filter element (10).

Description

Beschreibung  description
Filterelement mit Filterbalg Technisches Gebiet Filter element with filter bellows Technical area
Die Erfindung betrifft ein Filterelement zum Filtern eines Fluids mit einem Filterbalg aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium, insbesondere zur Verwendung als Rundfilter einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung eines solchen Filterelements. The invention relates to a filter element for filtering a fluid with a filter bellows from a zigzag folded filter medium, in particular for use as a round filter an internal combustion engine, in particular a motor vehicle and a method and a system for producing such a filter element.
Stand der Technik State of the art
Stirnfalten sind die beiden äußeren Falten, an gegenüberliegenden Stirnseiten des Fil- terbalges eines Filterelements. Stirnränder sind die beiden freien Ränder des Filtermediums aus dem der Filterbalg gebildet wird, welche entlang der Stirnfalten verlaufen und diese an den Stirnseiten des Filterbalges begrenzen. Stirnkanten des Filterbalges sind die beiden anderen freien Ränder des Filterbalges, die sich zwischen den Stirnrändern erstrecken und entsprechend der Faltung des Filterbalges verlaufen. Die Faltkanten sind die Kanten, entlang denen das Filtermedium gefaltet ist. Bei einem vom Markt her bekannten zickzackförmig gefalteten, etwa quaderförmigen Filterbalg sind die Stirnränder und die Faltkanten in der Regel gerade und verlaufen parallel zueinander. Die Stirnkanten verlaufen von der Seite auf den Filterbalg betrachtet zickzackförmig und senkrecht zu den Stirnrändern und den Faltkanten. Vor dem Falten des Filtermediums ver- laufen die Stirnkanten des später eine etwa quaderförmige gedachte Umhüllende aufweisenden Filterbalges gerade und parallel zueinander. Die gedachte Umhüllende wird durch die Stirnkanten, die auf einer Reinfluidseite des Filterbalges benachbarten Faltkanten bzw. Stirnränder und die auf einer Rohfluidseite benachbarten Faltkanten bzw. Stirnränder aufgespannt. Forehead wrinkles are the two outer folds, on opposite end faces of the filter bellows of a filter element. End edges are the two free edges of the filter medium from which the filter bellows is formed, which run along the end folds and limit these at the end faces of the filter bellows. End edges of the filter bellows are the other two free edges of the filter bellows, which extend between the end edges and extend in accordance with the folding of the filter bellows. The fold edges are the edges along which the filter media is folded. In a known from the market zigzag folded, approximately cuboid filter bellows, the front edges and the folding edges are usually straight and parallel to each other. The end edges extend from the side of the filter bellows seen zigzag and perpendicular to the end edges and the fold edges. Before folding the filter medium, the end edges of the filter bellows, which later have an approximately rectangular imaginary envelope, run straight and parallel to one another. The imaginary envelope is spanned by the end edges, the fold edges or end edges adjacent to a clean fluid side of the filter bellows, and the fold edges or end edges adjacent to a raw fluid side.
Bei Filterbälgen von Flachfilterelementen sind die Filtermedien nicht geschlossen, das heißt, die Stirnfalten sind ebenso wie die Stirnkanten nicht miteinander verbunden. Im Unterschied dazu sind bei Filterbälgen von Rundfilterelementen die Filtermedien ge- schlössen, das heißt, ihre Stirnfalten sind miteinander verbunden. Filterbälge von Flachfilterelementen können dabei eben sein, aber auch Biegungen in unterschiedliche Richtungen aufweisen. In Filtersystemen, in denen wiederholte oder zyklische Fluktuationen der Durchflussrate des zu filternden Fluids durch das Filter auftreten, kann das Versagen des Filters durch Ermüden ein Problem darstellen. Dies tritt insbesondere bei Systemen mit großen Durchflussveränderungen, d. h. von null bis zum vollen Durchfluss und zurück zu null, auf, wie dies beispielsweise in Filtersystemen für Kolbenpumpen der Fall ist, wie sie in Energieanlagen verwendet werden. Diese Fließzyklen verursachen entsprechende Zyklen in den Differenzdrücken im Filter, die typischerweise in einer atmenden Durchbiegung in dem gefalteten Medium des Filters resultieren. Wenn das gefaltete Medium aus einer Filterschicht und einer Träger- und Drainageschicht zusammengesetzt ist, kann bei der Biegung des gefalteten Mediums die Träger- und Drainageschicht an der Filter- schicht hin und her reiben. Da die Träger- und Drainageschicht typischerweise rauer ist als die Filterschicht, kann dieses Reiben Schwachpunkte hervorrufen, die im Betrieb reißen können. Diese Art von Fehler ist als Ermüdungsfehler bekannt. In Filterbälgen of flat filter elements, the filter media are not closed, that is, the forehead wrinkles are just like the front edges are not connected. In contrast, the filter media of filter cartridges of round filter elements are the filter media. closed, that is, their forehead wrinkles are interconnected. Filter bellows of flat filter elements can be flat, but also have bends in different directions. In filter systems where repeated or cyclic fluctuations in the flow rate of the fluid being filtered through the filter occur, fatigue failure of the filter can be a problem. This particularly occurs in systems with large flow changes, ie, from zero to full flow and back to zero, as is the case in filter systems for piston pumps, for example, as used in power plants. These flow cycles cause corresponding cycles in the differential pressures in the filter which typically result in a breathing deflection in the pleated medium of the filter. When the pleated medium is composed of a filter layer and a carrier and drainage layer, as the pleated medium flexes, the carrier and drainage layer may rub against the filter layer. Since the carrier and drainage layer is typically rougher than the filter layer, this rubbing can cause weak points that can rupture during operation. This type of error is known as fatigue failure.
Aus der EP 0 470 485 A2 ist ein Filtersystem bekannt, das ein gefaltetes Filterelement aufweist mit sich längs erstreckenden Falten, die Kuppen aufweisen, und eine Umhüllung, die schraubenförmig um das Filterelement gewickelt ist und an den Kuppen der Falten anliegt und Öffnungen für die Vergrößerung der Schmutzkapazität des Filterelements besitzt, wobei die Gesamtfläche der Öffnungen kleiner ist als ungefähr die Hälfte der gesamten Oberfläche, die durch die Kuppen der Falten definiert ist. Weiter weist das Filterelement ein gefaltetes Composite auf, mit einer ersten und einer zweiten extrudierten polymeren Geflechtschicht und einer Filterschicht, die zwischen diesen angeordnet ist. From EP 0 470 485 A2 a filter system is known which comprises a pleated filter element having longitudinally extending pleats having crests and a sheath helically wound around the filter element and abutting the crests of the pleats and apertures for enlargement has the dirt capacity of the filter element, the total area of the openings being less than about half of the total surface area defined by the crests of the pleats. Further, the filter element comprises a pleated composite having a first and a second extruded polymeric mesh layer and a filter layer disposed therebetween.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Filterelement zum Filtern eines Fluids zu schaffen, das auf herstellungs- und kostenmäßig günstige Art eine Stabilisierungs- und Drainagemöglichkeit im Filtermedium vorzusehen. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren sowie eine Anlage zur Herstellung eines Fil- terelements zu schaffen, das auf herstellungs- und kostenmäßig günstige Art eine Sta- bilisierungs- und Drainagemöglichkeit im Filtermedium vorsieht. An object of the invention is therefore to provide a filter element for filtering a fluid to provide a stabilization and drainage possibility in the filter medium in terms of manufacture and cost favorable. A further object is to provide a method and a system for producing a filter element which provides a stabilization and drainage option in the filter medium in a manner which is favorable in terms of production and cost.
Die vorgenannte Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung gelöst von einem Filterelement mit einem Filtermedium, das einen oder mehrere Wülste aufweist, welche quer zu Faltkanten des Filtermediums verlaufen und welche im bestimmungsgemäßen Zustand des Filterbalgs ein Strömen des Fluids senkrecht zu den Faltkanten des Filter- balgs bewirken. The above object is achieved according to one aspect of the invention of a filter element with a filter medium having one or more beads which extend transversely to the folded edges of the filter medium and which in the normal state of the filter bellows, a flow of the fluid perpendicular to the folded edges of the filter bellows cause.
Die weitere Aufgabe wird gelöst von einem Verfahren sowie einer Anlage zur Herstellung eines solchen Filterelements mit einem Filtermedium, das einen oder mehrere Wülste aufweist, welche quer zu Faltkanten des Filtermediums verlaufen und welche im bestimmungsgemäßen Zustand des Filterbalgs ein Strömen des Fluids senkrecht zu den Faltkanten des Filterbalgs bewirken. The further object is achieved by a method and a system for producing such a filter element with a filter medium having one or more beads, which extend transversely to fold edges of the filter medium and which in the normal state of the filter bellows, a flow of the fluid perpendicular to the folding edges of the Effect filter bellows.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Favorable embodiments and advantages of the invention will become apparent from the other claims, the description and the drawings.
Es wird ein Filterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, vorgeschlagen, das einen Filterbalg aus einem Filtermedium umfasst, das entlang von Faltkanten zickzackförmig zu Falten gefaltet ist, die sich jeweils zwischen gegenüberliegenden Stirnkanten des Filterbalgs er- strecken, und welches Filtermedium zur Durchströmung mit dem Fluid von einer Rohseite des Filterelements zu einer Reinseite vorgesehen ist. Dabei weist das Filtermedium an wenigstens einer seiner durchströmten Oberflächen einen oder mehrere Wülste auf, welche quer zu Faltkanten des Filtermediums verlaufen und welche im bestimmungsgemäßen Betriebszustand des Filterbalgs ein Strömen wenigstens eines Teils des Fluids senkrecht zu den Faltkanten des Filterbalgs bewirken. It is a filter element for filtering a fluid, in particular an internal combustion engine, in particular a motor vehicle proposed, comprising a filter bellows of a filter medium, which is folded in folds zigzag folded into folds, each extending between opposite end edges of the filter bellows, and which filter medium is intended to flow through with the fluid from a raw side of the filter element to a clean side. In this case, the filter medium on at least one of its flowed through surfaces on one or more beads, which extend transversely to folding edges of the filter medium and which cause in the normal operating condition of the filter bellows a flow of at least a portion of the fluid perpendicular to the folded edges of the filter bellows.
Die zickzackförmig gefalteten Falten können mit scharfen Kanten ausgebildet sein oder mit gerundeten Kanten. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass im Gegensatz zu herkömmlichen Ausführungen von Filterelementen, bei denen zu Stabilisierungs- und Drai- nagezwecken auf der Reinseite üblicherweise ein Gitter auf das Filtermedium auflami- niert wird, anstelle des Gitters Leim- oder Kunststoffraupen vor oder nach einem Prägen des Filtermediums in Form von Wülsten aufgetragen werden. Diese Wülste können längs zur Verarbeitungsrichtung des Filtermediums durchgängig oder in Intervallen aufgetragen werden, welche vor einem Aufstellen der Falten des Filtermediums ganz oder zumindest weitgehend ausgehärtet sind und die Drainage sicherstellen sowie eine sta- bilisierende Wirkung des Filtermediums gewährleisten. Das Gitter und der Laminations- prozess können so entfallen. Die Wülste können insbesondere Leim- oder Kunststoffraupen sein. Die Leim- oder Kunststoffraupen können während der Balgherstellung aufgetragen werden. Die erfindungsgemäße Lösung stellt so eine erhebliche Zeit- und Kostenersparnis gegenüber dem herkömmlichen Laminationsprozess dar. The zigzag folds may be formed with sharp edges or with rounded edges. The advantage of the solution according to the invention is that, in contrast to conventional designs of filter elements in which a grid is usually laminated onto the filter medium for stabilization and drainage purposes on the clean side, glue or plastic beads before or after instead of the grid embossing the filter medium in the form of beads are applied. These beads can be applied continuously or at intervals along the processing direction of the filter medium, which are completely or at least substantially cured prior to setting up the folds of the filter medium and ensure drainage and ensure a stabilizing effect of the filter medium. The grid and the lamination process can thus be omitted. The beads may be in particular glue or plastic caterpillars. The glue or plastic caterpillars can be applied during bellows production. The solution according to the invention thus represents a considerable time and cost savings compared with the conventional lamination process.
Die Falten des Filterbalgs können bei der erfindungsgemäßen Auftragen der Leim- oder Kunststoffraupen sowohl mit gerundeten als auch spitzen Faltkanten ausgeführt sein. The folds of the filter bellows can be embodied in the inventive application of the glue or plastic caterpillars both with rounded and pointed folding edges.
Die Drainagewirkung der Wülste besteht in einem Ableiten zumindest eines Teils des gefilterten Fluids entlang der Wülste aus den Falten des Filterbalgs in den Innenbereich des Filterelements, sodass sich das Fluid nicht in den Falten stauen und so den Durch- fluss des Fluids begrenzen kann. Auch kann so die Ablagerung möglicher Schmutzpartikel über die Fläche des Filtermediums verteilt werden. Vorteilhaft können die Wülste im gefalteten Zustand des Filtermediums wenigstens im Betriebszustand eine Beabstandung von gegenüberliegenden Faltkantenflächen einer Falte des Filterbalgs bewirken. Dabei können die Wülste abhängig von der Höhe der Wülste im nicht durchflossenen und/oder Neuzustand des Filterelements durchaus einen gewissen Abstand aufweisen. Sollte jedoch im Lauf des Betriebs des Filterelements der Filterbalg altern und erschlaffen oder durch Flüssigkeit aufweichen, so können die Wülste verhindern, dass gegenüberliegende Faltkantenflächen einer Falte des Filterbalgs sich berühren oder gar zusammenkleben können, da die gegenüberliegenden Wülste sich auf der gleichen Höhe treffen, aneinander stoßen und so einen Abstand der Faltkantenflächen gewährleisten. The drainage effect of the beads consists in diverting at least part of the filtered fluid along the beads from the folds of the filter bellows into the inner region of the filter element, so that the fluid can not accumulate in the folds and thus limit the flow of the fluid. Also, the deposition of possible dirt particles can be distributed over the surface of the filter medium. Advantageously, the beads in the folded state of the filter medium, at least in the operating state, cause a spacing of opposite fold edge surfaces of a fold of the filter bellows. In this case, depending on the height of the beads in the non-traversed and / or new state of the filter element, the beads can certainly have a certain spacing. However, should the filter bellows age and become slack or softened by liquid during the operation of the filter element, the beads can prevent opposing fold edge surfaces of a fold of the filter bellows from touching or even sticking together, since the opposing ones Wollste meet at the same height, abut each other and thus ensure a distance of Faltkantenflächen.
Vorzugsweise können die Wülste senkrecht zu den Faltenkanten verlaufen. Alternativ können die Wülste oder zumindest ein Teil der Wülste auch schlangenförmig und/oder zickzackförmig verlaufen. Durch diesen Verlauf ist sichergestellt, dass in der Faltentasche gegenüberliegende Wülste zumindest punktuell zu einer sicheren Anlage kommen, während senkrecht verlaufende Wülste - durch einen geringfügigen Querversatz oder durch aneinander Abgleiten - eventuell nebeneinander liegen können. Preferably, the beads may be perpendicular to the fold edges. Alternatively, the beads or at least a part of the beads can also run serpentine and / or zigzag. By this course it is ensured that in the folding pocket opposite beads at least selectively come to a secure investment, while vertically extending beads - by a slight transverse offset or by sliding against each other - may possibly be next to each other.
Um einen ausreichenden Drainageeffekt sowie eine genügende Stabilisierung des Filtermediums und Beabstandung von gegenüber liegenden Faltkantenflächen durch die Wülste zu erreichen, ist es zweckmäßig, einen Abstand zwischen den parallel verlaufenden Wülsten von größenordnungsmäßig z. B. 5 - 7 mm vorzusehen. Dieser Wert ist jedoch von der Steifigkeit des Filtermediums und dem zu filternden Fluid, sowie von dem Werkstoff der Wulst abhängig. Eine Höhe der Wulst von z. B. 0,1 mm - 3 mm ist vorteilhaft. Auch dieser Wert ist von den Randbedingungen des Filtermediums, des Fluids und des Werkstoffes abhängig. Ein am Filterelement anliegender Differenzdruck (z. B. 2,5 bar), welcher insbesondere durch den Druckverlust aufgrund des Durchströmens des Filtermediums entsteht, kann in den Strömungsbereichen dazu führen, dass die Faltenzwischenräume lokal oder gar über die gesamte Breite des Filtermediums kollabieren, d. h. reinseitig gegenüberliegende Filtermedienabschnitte in direkten Kontakt geraten. Aufgrund von Materialunre- gelmäßigkeiten, insbesondere hinsichtlich von ungleichmäßigen Imprägnierungen, können jedoch auch Spannungen und Verformungen auftreten, welche zu einem rohseiti- gen Kollabieren führen. Derart kollabierte Bereiche werden nicht mehr durchströmt, wodurch die Filtrationsleistung des Filterelements eingeschränkt wird. Ein solches Kollabieren von Bereichen des Filterbalgs kann durch Aufbringen von erfindungsgemäßen Wülsten auf das Filtermedium verhindert werden, da die Wülste zum einen eine Beabstandung der Faltkantenflächen bewirken, und zum anderen eine Versteifung des Filtermediums darstellen. In einer günstigen Ausgestaltung können die Wülste wenigstens an einem Teil von Kreuzungspunkten mit den Faltkanten eine Verjüngung, insbesondere eine reduzierte Höhe, aufweisen. Die Wülste können an den Kreuzungspunkten auch schmäler sein als jenseits der Kreuzungspunkte. Dadurch ist es möglich, dass an den Faltkanten spitz zulaufende Falten aufgestellt werden und die Wülste dabei nicht gestaucht werden oder eine Verrundung der Faltkanten oder einen Verzug des Filtermediums bewirken. Auch können die zur Aufstellung der Falten nötigen Kräfte auf diese Weise reduziert werden. In order to achieve a sufficient drainage effect and a sufficient stabilization of the filter medium and spacing of opposite Faltkantenflächen by the beads, it is expedient, a distance between the parallel beads of the order of magnitude z. B. 5 - to provide 7 mm. However, this value depends on the stiffness of the filter medium and the fluid to be filtered, as well as the material of the bead. A height of the bead of z. B. 0.1 mm - 3 mm is advantageous. This value also depends on the boundary conditions of the filter medium, the fluid and the material. A differential pressure applied to the filter element (eg 2.5 bar), which arises in particular as a result of the pressure loss due to the flow through the filter medium, can lead to collapse of the interstices locally or even over the entire width of the filter medium in the flow regions, ie pure filter media sections come into direct contact. However, due to material irregularities, in particular with regard to non-uniform impregnations, it is also possible for tensions and deformations to occur which lead to unilateral collapse. Such collapsed areas are no longer flowed through, whereby the filtration performance of the filter element is restricted. Such a collapse of regions of the filter bellows can be prevented by applying beads according to the invention to the filter medium, since the beads, on the one hand, effect a spacing of the folded edge surfaces, and on the other constitute a stiffening of the filter medium. In a favorable embodiment, the beads may have a taper, in particular a reduced height, at least at a part of crossing points with the folded edges. The beads may also be narrower at the crossing points than beyond the crossing points. This makes it possible that at the fold edges tapering folds are placed and the beads are not upsetting or cause a rounding of the fold edges or a delay of the filter medium. Also, the forces required to set up the wrinkles can be reduced in this way.
Zweckmäßigerweise kann die Verjüngung als Verprägung ausgebildet sein. Insbeson- dere, wenn die Faltkanten erst nach dem Aufbringen der Wülste auf das Filtermedium in das Filtermedium geprägt werden, können auf diese Weise die Wülste mit geprägt werden und weisen dadurch an den Kreuzungspunkten mit den Faltkanten die gewünschten Verjüngungen auf. Vorteilhaft können die Wülste wenigstens an einem Teil von Kreuzungspunkten mit den Faltkanten unterbrochen sein. Dadurch kann auch bei Aufbringen der Wülste nach dem Prägen der Faltkanten gewährleistet werden, dass die Falten leicht aufgestellt werden können sowie auch spitz zulaufende Falten dargestellt werden können, ohne dass die Wülste im Faltengrund aufeinander gedrückt werden und so eine möglicherweise un- gewünschte Verrundung der Falten oder einen Verzug des Filtermediums bewirken. Conveniently, the taper may be formed as an embossment. In particular, if the folded edges are embossed into the filter medium only after the beads have been applied to the filter medium, the beads can be embossed in this way and thus have the desired tapers at the points of intersection with the folded edges. Advantageously, the beads may be interrupted at least at a part of crossing points with the folded edges. As a result, even when the beads are applied after the embossing of the folded edges, it is possible to ensure that the folds can be set up easily and also pointed folds can be represented without the beads being pressed against one another in the fold base and thus a possibly undesirable rounding of the folds or cause a delay of the filter medium.
Denkbar ist auch eine Kombination von Verjüngungen von Wülsten an den Kreuzungspunkten mit Unterbrechungen von Wülsten an den Kreuzungspunkten. In einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Wülste auf der bestimmungsgemäßen Reinseite des Filtermediums angeordnet sein. Auf diese Weise kann eine Drainagewir- kung durch die Wülste durch Ableiten des gefilterten Fluids dargestellt werden. Weiter wird bei gleicher stabilisierender Wirkung verhindert, dass durch eine Konturierung des Filtermediums bei Anbringung von Wülsten auf der Rohseite eine ungleichförmige Schmutzablagerung auf der Oberfläche des Filtermediums erfolgt. Also conceivable is a combination of tapers of beads at the crossing points with breaks of beads at the crossing points. In an advantageous embodiment, the beads may be arranged on the intended clean side of the filter medium. In this way, a drainage effect can be represented by the beads by deriving the filtered fluid. Next is prevented with the same stabilizing effect that occurs by contouring the filter medium when attaching beads on the raw side non-uniform deposition of dirt on the surface of the filter medium.
Vorteilhaft ist es weiter, wenn die Wülste durch Auftragen eines Schmelzklebers gebildet sind. Ein solcher Prozess lässt sich günstig in den üblichen Fertigungsablauf bei der Herstellung eines Filterbalgs integrieren, bei dem das Filtermedium üblicherweise in langen Bahnen durch ein Prägeaggregat läuft. Nach dieser erfindungsgemäßen Lösung können zusätzliche Kleberauftragstationen vorgesehen werden, die den Schmelzkleber in derselben Geschwindigkeit mit auftragen, sodass der normale Herstellungsprozess nicht behindert wird. Auch Unterbrechungen in den aufgetragenen Wülsten lassen sich so günstig vorsehen, indem die Kleberauftragstationen entsprechend angesteuert werden und mit Ventilen versehen sind. It is also advantageous if the beads are formed by applying a hot melt adhesive. Such a process can be favorably in the usual production process in the Manufacture of a filter bellows integrate, in which the filter medium usually runs in long lanes through a stamping unit. According to this solution according to the invention additional adhesive application stations can be provided, which apply the hot melt adhesive at the same speed, so that the normal production process is not hindered. Also interruptions in the applied beads can be provided so low by the glue application stations are driven accordingly and provided with valves.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Filterelement aus einem Filtermedium gebildet sein, welches aus Zellulose, schmelzgeblasenen Fasern, Mikro- oder Nanofa- sern, gewebten oder gewirkten Fasern, aus einem Vlies oder einer Kombination dieser Stoffe besteht. In one embodiment of the invention, the filter element can be formed from a filter medium which consists of cellulose, meltblown fibers, micro- or nanofibers, woven or knitted fibers, a non-woven or a combination of these substances.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Filterbalg des Filterelements als hohlzy- lindrisches Rundelement mit einem sterngefalteten Filtermedium ausgebildet sein. Dazu kann der ursprünglich flache Filterbalg aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium zu einem Hohlzylinder geformt sein, der entlang einer Stirnkante geschlossen, beispielsweise verklebt, wird. Das zu filternde Fluid kann dann über die Außenfläche des Hohlzylinders durch das Filtermedium fließen und über den Innenbereich des hohlzylin- derförmigen Rundfilters entlang der Achse des Hohlzylinders abfließen. In an advantageous embodiment, the filter bellows of the filter element can be designed as a hollow cylindrical round element with a star-folded filter medium. For this purpose, the originally flat filter bellows can be formed from a zigzag-folded filter medium into a hollow cylinder which is closed, for example glued, along an end edge. The fluid to be filtered can then flow through the filter medium via the outer surface of the hollow cylinder and flow away via the inner region of the hollow cylindrical filter along the axis of the hollow cylinder.
Nach einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung des Filterelements als Rundfilter zum Filtern eines Fluids, insbesondere als Rundfilter einer Brennkraftmaschine. Solche Rundfilter werden im Kraftfahrzeugbereich bevorzugt als Luft-, Öl-, oder Kraftstofffilter oder dergleichen verwendet und an den Brennkraftmaschinen als austauschbare Filterelemente mit regelmäßigen Wechsel Intervallen eingesetzt. According to another aspect, the invention relates to the use of the filter element as a round filter for filtering a fluid, in particular as a round filter of an internal combustion engine. Such round filters are preferably used in the automotive field as air, oil or fuel filters or the like and used on the internal combustion engine as interchangeable filter elements with regular change intervals.
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Filterelements, das die folgenden Herstellschritte eines Filterbalgs umfasst: Abwickeln des Filtermediums von einer Rolle, insbesondere Speichern des Filtermediums in einem Warenspeicher, Auftragen von Wülsten auf das Filtermedium vor oder nach einem Prägen zur Ausbildung von Faltkanten, insbesondere Andrücken der Wülste, Aufstellen der Faltkanten zu einem zickzackförmig-gefalteten Filterbalg. Ein solcher Prozess lässt sich günstig in den üblichen Fertigungsablauf bei der Herstellung eines Filterbalgs integrieren, bei dem das Filtermedium üblicherweise in langen Bahnen durch ein Prägeaggregat läuft. So können zusätzliche Kleberauftragstationen vorgesehen werden, die den Schmelzkleber in derselben Geschwindigkeit mit auftragen, so- dass der normale Herstellungsprozess nicht behindert wird. Auch Unterbrechungen in den aufgetragenen Wülsten lassen sich so günstig vorsehen, indem die Kleberauftragstationen entsprechend angesteuert werden und mit Ventilen versehen sind. According to a further aspect, the invention relates to a method for producing a filter element according to the invention comprising the following manufacturing steps of a filter bellows: unwinding the filter medium from a roll, in particular storing the filter medium in a goods storage, applying beads to the filter medium before or after embossing Forming of folded edges, in particular pressing of the beads, placing the folded edges to a zigzag-folded filter bellows. One Such a process can be favorably integrated into the usual production process in the manufacture of a filter bellows, in which the filter medium usually runs in long paths through an embossing unit. Thus, additional adhesive application stations can be provided, which apply the hotmelt adhesive at the same speed, so that the normal production process is not hindered. Also interruptions in the applied beads can be provided so low by the glue application stations are driven accordingly and provided with valves.
Günstigerweise kann das Verfahren zur Herstellung eines Filterelements weitere Her- stellschritte eines Filterbalgs wie Aufheizen des Filtermediums als Vorbereitung zum Prägen, Prägen von Faltkanten in das Filtermedium umfassen. Das Prägen von Faltkanten in das Filtermedium kann durch vorheriges Aufheizen des Filtermediums günstig gestaltet werden, da die eingeprägten Faltkanten so dauerhaft erhalten bleiben. Vorteilhaft kann das Auftragen der Wülste vor dem Prägen der Faltkanten erfolgen. Werden die Wülste vor dem Prägen aufgetragen, so können sie beim Prägeprozess mit gewünschten Verjüngungen an den Kreuzungspunkten mit den Faltkanten versehen werden, um das Aufstellen der Faltkanten zu, insbesondere spitz zulaufenden, Falten zu begünstigen. Conveniently, the method for producing a filter element may comprise further manufacturing steps of a filter bellows such as heating the filter medium in preparation for embossing, embossing of folded edges in the filter medium. The embossing of folded edges in the filter medium can be made favorable by preheating the filter medium, since the embossed fold edges remain so permanently. Advantageously, the application of the beads can be done before embossing the fold edges. If the beads are applied before embossing, they can be provided with desired folds at the crossing points with the folded edges during the embossing process in order to favor the placement of the folded edges, in particular tapering, wrinkles.
Alternativ kann das Auftragen der Wülste auch nach dem Prägen der Faltkanten erfolgen. Dabei können Verjüngungen durch Unterbrechungen in den Wülsten, beispielsweise durch an den Faltkanten unterbrochenes Auftragen von Schmelzkleberraupen, realisiert werden. Alternatively, the application of the beads can also take place after the embossing of the folded edges. In this case, rejuvenations can be realized by interruptions in the beads, for example by applying broken adhesive beads to the folded edges.
Die Wülste können nach dem Auftragen auf das Filtermedium vorteilhaft auf das Filtermedium angedrückt werden, um eine gute und dauerhafte Haftung zu erreichen. Dies kann beispielsweise mit einem Walzverfahren günstig bewirkt werden. Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Anlage zur Herstellung eines Filterelements, welche wenigstens folgende Aggregate zur Herstellung eines Filterbalgs umfasst: einen Abwickler, insbesondere einen Warenspeicher, eine Polymerauftragstation zum Aufbringen der Wülste, insbesondere eine Andruckwalze, eine Vorlaufheizung, ein Prägeaggregat, sowie ein Faltenaufstellaggregat. Anstelle der Polymerauftragstation kann auch eine Schmelzkleberauftragstation vorgesehen werden, wenn als Wulst eine Schmelzkleberraupe verwendet wird. The beads can be advantageously pressed onto the filter medium after application to the filter medium in order to achieve a good and lasting adhesion. This can be favorably effected, for example, by a rolling process. According to a further aspect, the invention relates to a system for producing a filter element, which comprises at least the following aggregates for producing a filter bellows: an unwinder, in particular a goods storage, a polymer application station for applying the beads, in particular a pressure roller, a flow heater, an embossing unit, as well as a Faltenaufstellaggregat. Instead of the polymer application station, it is also possible to provide a hot melt application station if a hot melt glue bead is used as the bead.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, embodiments of the invention are shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Es zeigen beispielhaft: They show by way of example:
Fig. 1 eine isometrische Darstellung eines Filterelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 1 is an isometric view of a filter element according to an embodiment of the invention;
Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch ein Filterelement nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 2 shows a partial cross section through a filter element according to an embodiment of the invention.
Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Filtermedium nach einem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 is a plan view of a filter medium according to an embodiment of the
Erfindung; und  Invention; and
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Herstellung eines Filterelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 4 is a schematic representation of a system for producing a filter element according to an embodiment of the invention.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen. Figur 1 zeigt eine isometrische Darstellung eines Filterelements 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Filterelement 10 zum Filtern eines Fluids umfasst einen Filterbalg 12 aus einem Filtermedium 14, das entlang von Faltkanten 26 zickzack- förmig zu Falten 34 gefaltet ist, die sich jeweils zwischen gegenüberliegenden Stirnkan- ten 22a, 22b des Filterbalgs 12 erstrecken. Das Filtermedium 14 ist zur Durchströmung mit dem Fluid von einer Rohseite 50 des Filterelements zu einer Reinseite 52 und zwar in einer Durchströmungsrichtung 54 von einer Außenfläche zu einem Innenbereich des Filterelements 10 vorgesehen. Das Filtermedium 14 weist an mehreren seiner durchströmten Oberflächen mehrere Wülste 42 auf der Reinseite 52 auf (in den Figuren 2 und 3 dargestellt), welche quer zu Faltkanten 26 des Filtermediums 14 verlaufen und welche im bestimmungsgemäßen Betriebszustand des Filterbalgs 12 ein Strömen wenigstens eines Teils des Fluids senkrecht zu den Faltkanten 26 des Filterbalgs 12 bewirken. Alternativ können die Wülste 42 oder zumindest ein Teil der Wülste 42 auch schlangenförmig und/oder zickzackförmig verlaufen (in Figur 3 angedeutet). Das Fil- terelement 10 in Figur 1 ist als hohlzylindrisches Rundfilterelement mit einem sterngefalteten Filtermedium 14 ausgebildet. Solche Rundfilterelemente werden im Kraftfahrzeugbereich bevorzugt als Luft-, Öl-, oder Kraftstofffilter oder dergleichen verwendet und an den Brennkraftmaschinen als austauschbare Filterelemente 10 mit regelmäßigen Wechselintervallen eingesetzt. Der Filterbalg 12 ist an beiden Stirnseiten mit End- Scheiben 16, 18 abgeschlossen, welche ein zentrales Mittelrohr 38 umfassen, durch das auch das gefilterte Fluid in Strömungsrichtung 54 abfließen kann. In the figures, the same or similar components are numbered with the same reference numerals. The figures are merely examples and are not intended to be limiting. Figure 1 shows an isometric view of a filter element 10 according to an embodiment of the invention. The filter element 10 for filtering a fluid comprises a filter bellows 12 made of a filter medium 14, which is folded in a zigzag shape along fold edges 26 into folds 34 which each extend between opposite end edges 22a, 22b of the filter bellows 12. The filter medium 14 is provided for flowing through with the fluid from a raw side 50 of the filter element to a clean side 52, specifically in a flow direction 54 from an outer surface to an inner region of the filter element 10. The filter medium 14 has on several of its surfaces through which a plurality of beads 42 on the clean side 52 (shown in Figures 2 and 3), which extend transversely to fold edges 26 of the filter medium 14 and which in the normal operating condition of the filter bellows 12 a flow of at least a portion of the Fluids perpendicular to the folded edges 26 of the filter bellows 12 effect. Alternatively, the beads 42 or at least a part of the beads 42 may also run serpentine and / or zigzag (indicated in FIG. 3). The filter element 10 in FIG. 1 is designed as a hollow-cylindrical round filter element with a star-folded filter medium 14. Such round filter elements are preferably used in the automotive sector as air, oil or fuel filters or the like and used on the internal combustion engine as replaceable filter elements 10 with regular change intervals. The filter bellows 12 is closed at both end faces with end disks 16, 18, which comprise a central central tube 38, through which the filtered fluid can also flow in the direction of flow 54.
In Figur 2 ist ein Teilquerschnitt durch ein Filterelement 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie in Figur 1 gezeigt, dargestellt. Der Querschnitt zeigt mehrere Falten 34 des Filterbalgs 12, welche an Faltkanten 26 rundgefaltet sind. Das zu filternde Fluid tritt von einer Rohseite 50 außerhalb des Rundfilters 10 in einen Innenbereich des Filterelements 10 mit der Reinseite 52. Der Filterbalg 12 ist im Innenbereich mit einem Mittelrohr 38 versteift, das teilweise angeschnitten zu sehen ist. Das Filtermedium 14 weist auf der Reinseite 52 Wülste 42 auf. Die Wülste 42 bewirken, neben der Drai- nagewirkung zum Ableiten des gefilterten Fluids, im gefalteten Zustand des Filtermediums 14 wenigstens im Betriebszustand eine Beabstandung von gegenüberliegenden Faltkantenflächen 20a, 20b einer Falte 34 des Filterbalgs 12. Die Wülste 42 sind insbe- sondere an den Faltkantenflächen 20a, 20b und nicht im Krümmungsbereich der Falten 34 angeordnet. FIG. 2 shows a partial cross section through a filter element 10 according to an exemplary embodiment of the invention, as shown in FIG. The cross-section shows a plurality of folds 34 of the filter bellows 12, which are folded at folded edges 26. The fluid to be filtered passes from a raw side 50 outside of the round filter 10 in an inner region of the filter element 10 with the clean side 52. The filter bellows 12 is stiffened in the interior with a central tube 38, which is partially seen cut. The filter medium 14 has on the clean side 52 beads 42. The beads 42, in addition to the drainage action for discharging the filtered fluid, in the folded state of the filter medium 14, at least in the operating state a spacing of opposite Faltkantenflächen 20a, 20b of a fold 34 of the filter bellows 12. The beads 42 are in particular special arranged on the folded edge surfaces 20a, 20b and not in the curvature region of the folds 34.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf ein Filtermedium 14 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das flache Filtermedium 14 weist Faltkanten 26 in regelmäßigem Abstand auf, die durch Verprägungen des Filtermediums 14 ausgebildet sein können. Quer dazu verlaufen Wülste 42. Die Wülste 42 können beispielsweise durch Auftragen eines Schmelzklebers gebildet werden. Die Wülste 42 weisen an Kreuzungspunkten mit den Faltkanten 26 Verjüngungen 44, insbesondere eine reduzierte Höhe, auf. Die Ver- jüngungen 44 können ebenfalls als Verprägungen der Faltkanten 26 ausgebildet sein, sofern die Wülste 42 vor dem Verprägen des Filtermediums 14 aufgebracht wurden. Alternativ können die Wülste 42 an Kreuzungspunkten mit den Faltkanten 26 unterbrochen sein. Dies kann dadurch bewirkt werden, dass der Schmelzkleberauftrag jeweils beim Auftrag an den Kreuzungspunkten unterbrochen wird. Figure 3 shows a plan view of a filter medium 14 according to an embodiment of the invention. The flat filter medium 14 has folded edges 26 at regular intervals, which may be formed by stampings of the filter medium 14. Walls 42 extend transversely thereto. The beads 42 can be formed, for example, by applying a hotmelt adhesive. The beads 42 have at junctions with the folding edges 26 tapers 44, in particular a reduced height on. The recesses 44 may also be formed as stampings of the folding edges 26, provided that the beads 42 have been applied before embossing the filter medium 14. Alternatively, the beads 42 may be interrupted at crossing points with the folded edges 26. This can be achieved by interrupting the hot melt application in each case during the application at the crossing points.
Bei einer alternativen Variante können die Wülste 42 auch schlangen- und/oder zick- zackförmig verlaufen. In Figur 3 ist beispielhaft eine Wulst 50 mit einem derartigen Verlauf angedeutet. Vorteilhaft an einem solchen Verlauf der Wülste 42 ist, dass die Wulstabschnitte an gegenüberliegenden Faltkantenflächenabschnitten 20a, 20b im gefalteten Filtermedium 14 sicher zur gegenseitigen Anlage kommen. In an alternative variant, the beads 42 may also run serpentine and / or zigzag. In Figure 3, a bead 50 is indicated by way of example with such a course. An advantage of such a course of the beads 42 is that the bead portions on opposite Faltkantenflächenabschnitten 20a, 20b in the folded filter medium 14 come securely to the mutual investment.
In Figur 4 ist eine schematische Darstellung einer Anlage 100 zur Herstellung eines Filterelements 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zu sehen. Das Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Filterelements 10 umfasst die folgenden Her- stellschritte eines Filterbalgs 12: Abwickeln des Filtermediums 14 von einer Rolle, Speichern des Filtermediums 14 in einem Warenspeicher 104, Auftragen von Wülsten 42 auf das Filtermedium 14 vor oder nach einem Prägen zur Ausbildung von Faltkanten 34, Andrücken der Wülste 42, Aufstellen der Faltkanten 34 zu einem zickzackförmig- gefalteten Filterbalg 12. Ein solcher Prozess lässt sich günstig in den üblichen Ferti- gungsablauf bei der Herstellung eines Filterbalgs 12 integrieren, bei dem das Filtermedium 14 üblicherweise in langen Bahnen durch ein Prägeaggregat 1 10 läuft. So können zusätzliche Kleberauftragstationen 106 vorgesehen werden, die den Schmelzkleber in derselben Geschwindigkeit mit auftragen, sodass der normale Herstellungsprozess nicht behindert wird. Auch Unterbrechungen in den aufgetragenen Wülsten 42 lassen sich so günstig vorsehen, indem die Kleberauftragstationen 106 entsprechend angesteuert werden und mit Ventilen versehen sind. Das Aufbringen der Wülste 42 kann vor oder nach einem Prägeprozess vorgesehen sein. Werden die Wülste 42 vor dem Prägen aufgebracht, so können sie beim Prägeprozess mit gewünschten Verjüngungen 44 an den Kreuzungspunkten mit den Faltkanten 26 versehen werden, um das Aufstellen der Faltkanten 26 zu, insbesondere spitz zulaufenden, Falten 34 zu begünstigen. Alternativ können die Wülste 42 jedoch auch nach dem Prägeprozess aufgebracht werden. Dabei können Verjüngungen 44 durch Unterbrechungen in den Wülsten 42, beispielsweise durch an den Faltkanten 26 unterbrochenes Auftragen von Schmelzkleberraupen, realisiert werden. 4 shows a schematic representation of a system 100 for producing a filter element 10 according to an embodiment of the invention. The method for producing a filter element 10 according to the invention comprises the following manufacturing steps of a filter bellows 12: unwinding the filter medium 14 from a roll, storing the filter medium 14 in a goods storage 104, applying beads 42 to the filter medium 14 before or after embossing for formation folding edges 34, pressing the beads 42, placing the folded edges 34 to a zigzag-folded filter bellows 12. Such a process can be favorably integrated into the usual manufacturing process in the manufacture of a filter bellows 12, in which the filter medium 14 usually in long paths through an embossing unit 1 10 runs. Thus, additional adhesive application stations 106 can be provided which apply the hot melt adhesive at the same speed, so that the normal manufacturing process not hindered. Also interruptions in the applied beads 42 can be provided so low by the adhesive application stations 106 are driven accordingly and provided with valves. The application of the beads 42 may be provided before or after an embossing process. If the beads 42 are applied before embossing, then they can be provided with desired tapers 44 at the intersection points with the folded edges 26 during the embossing process in order to favor the setting up of the folded edges 26, in particular tapering, folds 34. Alternatively, however, the beads 42 may be applied after the stamping process. In this case, tapers 44 can be realized by interruptions in the beads 42, for example, by applying to the folded edges 26 interrupted hot melt beads.
Die Wülste 42 können nach dem Auftragen auf das Filtermedium 14 vorteilhaft auf das Filtermedium 14 angedrückt werden, um eine gute und dauerhafte Haftung zu erreichen. Dies kann beispielsweise mit einem Walzverfahren günstig bewirkt werden. The beads 42 can be advantageously pressed onto the filter medium 14 after application to the filter medium 14 in order to achieve good and lasting adhesion. This can be favorably effected, for example, by a rolling process.
Günstigerweise kann das Verfahren zur Herstellung eines Filterelements 10 weitere Herstellschritte eines Filterbalgs 12 wie Aufheizen des Filtermediums als Vorbereitung zum Prägen, Prägen von Faltkanten 26 in das Filtermedium 14 umfassen. Das Prägen von Faltkanten 26 in das Filtermedium 14 kann durch vorheriges Aufheizen des Filtermediums 14 günstig gestaltet werden, da die eingeprägten Faltkanten 26 so dauerhaft erhalten bleiben. Die Anlage 100 zur Herstellung eines Filterelements 10 in Figur 4 umfasst folgende Aggregate zur Herstellung eines Filterbalgs 12: einen Abwickler 102, einen Warenspeicher 104, eine Polymerauftragstation 106 zum Aufbringen der Wülste 42, eine Andruckwalze 107 zum Andrücken der Wülste 42 an das Filtermedium 14, eine Vorlaufheizung 108, ein Prägeaggregat 1 10, sowie ein Faltenaufstellaggregat 1 12. Anstelle der Polymerauf- tragstation 106 kann auch eine Schmelzkleberauftragstation vorgesehen werden, wenn als Wulst 42 eine Schmelzkleberraupe verwendet werden soll. Conveniently, the method for producing a filter element 10 may include further manufacturing steps of a filter bellows 12 such as heating the filter medium in preparation for embossing, embossing folding edges 26 in the filter medium 14. The embossing of folded edges 26 in the filter medium 14 can be made low by preheating the filter medium 14, since the embossed fold edges 26 remain so permanently. The plant 100 for producing a filter element 10 in FIG. 4 comprises the following aggregates for producing a filter bellows 12: an unwinder 102, a goods storage 104, a polymer application station 106 for applying the beads 42, a pressure roller 107 for pressing the beads 42 against the filter medium 14, a Vorlaufheizung 108, a stamping unit 1 10, and a Faltenaufstellaggregat 1 12. Instead of the polymer application station 106 may also be provided a hot melt adhesive application station when a bead of adhesive bead is to be used as the bead 42.

Claims

Ansprüche  claims
Filterelement (10) zum Filtern eines Fluids, umfassend Filter element (10) for filtering a fluid comprising
- einen Filterbalg (12) aus einem Filtermedium (14), das entlang von Faltkanten (26) zickzackförmig zu Falten (34) gefaltet ist, die sich jeweils zwischen gegenüberliegenden Stirnkanten (22a, 22b) des Filterbalgs (12) erstrecken, und welches Filtermedium (14) zur Durchströmung mit dem Fluid von einer Rohseite (50) des Filterelements zu einer Reinseite (52) vorgesehen ist, wobei das Filtermedium (14) an wenigstens einer seiner durchströmten Oberflächen eine oder mehrere Wülste (42) aufweist, welche quer zu den Faltkanten (26) des Filtermediums (14) verlaufen und welche im bestimmungsgemäßen Betriebszustand des Filterbalgs (12) ein Strömen wenigstens eines Teils des Fluids senkrecht zu den Faltkanten (26) des Filterbalgs (12) bewirken.  - A filter bellows (12) of a filter medium (14) which is folded along fold edges (26) zigzag to folds (34) extending between each opposite end edges (22a, 22b) of the filter bellows (12), and which filter medium (14) is provided for flowing through with the fluid from a raw side (50) of the filter element to a clean side (52), wherein the filter medium (14) on at least one of its flow-through surfaces one or more beads (42) which transversely to the Fold edges (26) of the filter medium (14) and which in the normal operating condition of the filter bellows (12) cause a flow of at least a portion of the fluid perpendicular to the folded edges (26) of the filter bellows (12).
Filterelement nach Anspruch 1 , wobei die Wülste (42) im gefalteten Zustand des Filtermediums (14) wenigstens im Betriebszustand eine Beabstandung von gegenüberliegenden Faltkantenflächen (20a, 20b) einer Falte (34) des Filterbalgs (12) bewirken. Filter element according to claim 1, wherein the beads (42) in the folded state of the filter medium (14) at least in the operating state, a spacing of opposite Faltkantenflächen (20a, 20b) of a fold (34) of the filter bellows (12) cause.
Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wülste (42) wenigstens an einem Teil von Kreuzungspunkten mit den Faltkanten (26) eine Verjüngung (44), insbesondere eine reduzierte Höhe, aufweisen. Filter element according to claim 1 or 2, wherein the beads (42) at least at a part of crossing points with the folded edges (26) has a taper (44), in particular a reduced height.
Filterelement nach Anspruch 3, wobei die Verjüngung (44) als Verprägung ausgebildet ist. Filter element according to claim 3, wherein the taper (44) is formed as a stamping.
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wülste (42) wenigstens an einem Teil von Kreuzungspunkten mit den Faltkanten (26) unterbrochen sind. Filter element according to one of the preceding claims, wherein the beads (42) are interrupted at least at a part of crossing points with the folded edges (26).
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wülste (42) auf der bestimmungsgemäßen Reinseite des Filtermediums (14) angeordnet sind. Filter element according to one of the preceding claims, wherein the beads (42) arranged on the intended clean side of the filter medium (14) are.
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wülste (42) durch Auftragen eines Schmelzklebers gebildet sind. Filter element according to one of the preceding claims, wherein the beads (42) are formed by applying a hot melt adhesive.
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Filterbalg (12) als hohlzylindrisches Rundelement mit einem sterngefalteten Filtermedium (14) ausgebildet ist. Filter element according to one of the preceding claims, wherein the filter bellows (12) is designed as a hollow cylindrical round element with a star-folded filter medium (14).
Verwendung des Filterelements (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Rundfilterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere als Rundfilterelement einer Brennkraftmaschine. Use of the filter element (10) according to one of the preceding claims as a round filter element for filtering a fluid, in particular as a round filter element of an internal combustion engine.
10. Verfahren zur Herstellung eines Filterelements (10) nach einem der vorherge- henden Ansprüche, umfassend folgende Herstellschritte eines Filterbalgs (12)10. A method for producing a filter element (10) according to one of the preceding claims, comprising the following manufacturing steps of a filter bellows (12)
- Abwickeln des Filtermediums (14) von einer Rolle, Unwinding the filter medium (14) from a roll,
- Auftragen von Wülsten (42) auf das Filtermedium (14) vor oder nach einem Prägen zur Ausbildung von Faltkanten (26),  - applying beads (42) to the filter medium (14) before or after embossing to form fold edges (26),
- insbesondere Andrücken der Wülste (42),  - In particular pressing the beads (42),
- Aufstellen der Faltkanten (26) zu einem zickzackförmig-gefalteten Filterbalg - Setting the folding edges (26) to a zigzag-folded filter bellows
(12). (12).
Verfahren zur Herstellung eines Filterelements (10) nach Anspruch 10, umfassend folgende Herstellschritte eines Filterbalgs (12) Method for producing a filter element (10) according to claim 10, comprising the following manufacturing steps of a filter bellows (12)
- Aufheizen des Filtermediums (14) als Vorbereitung zum Prägen,  Heating the filter medium (14) in preparation for embossing,
- Prägen von Faltkanten (26) in das Filtermedium (14).  - Embossing of folding edges (26) in the filter medium (14).
Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , wobei das Auftragen der Wülste (42) vor dem Prägen der Faltkanten (26) erfolgt. The method of claim 10 or 1 1, wherein the application of the beads (42) before embossing of the folded edges (26).
Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , wobei das Auftragen der Wülste (42) nach dem Prägen der Faltkanten (26) erfolgt. The method of claim 10 or 1 1, wherein the application of the beads (42) takes place after the embossing of the folded edges (26).
14. Anlage zur Herstellung eines Filterelements (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend wenigstens folgende Aggregate zur Herstellung eines Filterbalgs (12) 14. Plant for producing a filter element (10) according to one of the preceding claims, comprising at least the following aggregates for producing a filter bellows (12)
- Abwickler (102),  Unwinders (102),
- Polymerauftrag (106),  Polymer application (106),
- insbesondere Andruckwalze (107),  - in particular pressure roller (107),
- Vorlaufheizung (108),  - flow heater (108),
- Prägeaggregat (1 10),  - stamping unit (1 10),
- Faltenaufstellaggregat (1 12).  - fold-up unit (1 12).
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