HU215332B - Szűrőbetét, főleg gépjárművek belső terének légszűréséhez, valamint eljárás annak előállítására - Google Patents

Description

A találmány tárgya szűrőbetét, amely különösen gépjárművek belső terébe vezetett friss levegő szűrésére való. Az ilyen szűrőbetétek általában cikcakk alakban hajtogatott szűrőanyagból készülnek, amely szűrőanyag lehet például papír- vagy fátyolbunda. A találmány tárgya továbbá az ilyen szűrőbetét gyártási eljárása.

Az ilyen szűrőbetétek méretezésénél (függetlenül attól, hogy azokat a jármű klímaberendezésében vagy az egyszerű szellőztetőrendszerében alkalmazzák-e) figyelembe kell venni, hogy a légáteresztő képességet és a szűréstechnikai tulajdonságokat valójában a szűrőanyag-hajtogatások száma és mélysége határozza meg. A porszűrőkön fellépő nyomásesésnek a lehető legkisebbnek kell lennie.

A hagyományos szűrőbetétek gyártása során először is magát a szűrőelemet alakítják ki. Ennek során a szűrőanyagot cikcakk alakban hajtogatva zacskószerű alakzatot hoznak létre, amelyet azután a külső szélein általában merev és más anyagú alkotórésszel összeragasztanak. Ezt követően a különálló hajtogatásokat egymástól távközzel rögzítik, és a szűrőbetétet merevítőkeretbe helyezik. A szűrőbetét alsó széleit általában PUR-lágyhab segítségével kötik össze egymással, úgyhogy ezzel az egyes hajtogatások távközét is rögzítik. Ez a PUR-lágyhab egyúttal a keretet tömíti is, ezáltal biztosítja, hogy a megfelelő házba behelyezett szűrőbetét résmentesen illeszkedjék beépítés után a házhoz. Ilyen megoldásokat ismertetnek a DE-1407291 és a GB-1 570385 számú szabadalmi leírások.

Az EP-490169 számú szabadalmi leírásból ismert olyan szűrőbetét is, amelynek kifelé hajlított kerete van, és ez erősítőelemekkel van ellátva. Hátránya, hogy ezek az erősítőelemek a külső kereten is megtalálhatók, ami pedig azzal veszéllyel jár, hogy a szűrőbetét szállításkor sérül.

Továbbá, az EP-82 106 számú szabadalmi leírás szerinti szűrőelem cikcakk alakban hajtogatott papírjához a stabilizálása végett profilkeretet alkalmaznak, így a szűrőelemnek a profilkeretbe történt behelyezése után lehet csak stabil elrendezésről beszélni. Ennek hátránya, hogy a szűrőelem a profilkeretbe helyezése előtt és közben sérülésveszélynek van kitéve. További probléma, hogy a behelyezéskor a profilkeret és a szűrőelem között általában nem lehet megnyugtatóan tömör kapcsolatot létrehozni. A fenti irat 2. ábrája szerinti szűrőelemnek pereme is van, amely szállításkor és behelyezéskor sérülésveszélynek van kitéve, ami végül is a tömítést lerontja, illetve a beépítést eleve meghiúsítja.

Az így legyártott szűrőbetéteknél azonban a hajtogatott szűrőanyagok nem önhordóak, ezért a beépítésükhöz befoglaló és merevítő keretet igényelnek, ami a gyártást jelentősen drágítja és bonyolítja. Az ismert megoldások további hiányossága, hogy a szűrőbetétek nem hasznosíthatók újra, ugyanis a szűrőanyag mellett olyan járulékos és utólag fel nem használható anyagokat is tartalmaz, mint például a PUR-kereteket, szélerősítő lapokat stb., amelyeket külön kell választani a szétbontáskor, ez pedig a ráfordítást tovább növeli.

A szűrőbetétek hagyományos gyártási eljárásaihoz több műveleti lépés szükséges, így például a homlokrészek ragasztása, a keret habosítása vagy fröccsöntése. Hátrányos az is, hogy a folyékony tömítőmassza a hajtogatások külső széleinél a sablonba expandál, azaz gyakran befolyik a hajtogatások alatti körzetbe is, és ezáltal részben lezárja a ki- és beáramlás útját, következésképpen a hajtogatott szűrőanyag hatásos szűrőfelülete nem képes teljes hatékonysággal dolgozni.

A DE-4.002.078 számú szabadalmi leírásból ismert olyan szűrőbetét, amely fátyolanyagból (vlies-ből) készült. Ez a szűrőanyag termikusán hegeszthető; a hajtogatások külső szélénél például ultrahanggal van összehegesztve. A szűrőbetétek ultrahanggal történő hegesztésének az a hátránya, hogy ehhez igen drága berendezések szükségesek, továbbá az ultrahangos hegesztés csak hőre lágyuló anyagokból készült fátyol esetében használható megbízhatóan. A cellulóztartalmú szűrőanyagok tehát ezzel az eljárással alig dolgozhatók fel.

A jelen találmánnyal célunk olyan megoldás létrehozása, amellyel a fenti hiányosságok kiküszöbölhetők, azaz olyan tökéletesített szűrőbetét kialakítása, amely könnyen kezelhető és újrahasznosítható anyagokból gazdaságosabban gyártható, mint az ismert megoldások, ugyanakkor a sérülésekre érzéketlen és megbízható tömítést nyújt.

A kitűzött feladatot a bevezetőben említett szűrőbetét továbbfejlesztésével oldottuk meg, amelynek cikcakk alakban hajtogatott szűrőeleme van, ennél a hajtogatásokra keresztirányú homlokfelületeket ragasztóanyaggal ellátott oldalszalagok burkolják, a hajtogatással párhuzamos homlokoldalakon viszont sarokszalagokkal van ellátva. A találmány szerinti szűrőbetét lényege, hogy a szűrőelem önhordó kivitelű, amelynél a sarokszalagok egyik szára legalább három hajtogatásszélt lefed, továbbá a homlokoldalak mentén körbemenő tömítőszalag van elrendezve.

A találmány szerinti szűrőbetét tehát a szerkezeti felépítését tekintve önhordó, sőt előnyösen hajlásmerev mindhárom koordinátatengely irányában. Ezzel az önhordó kivitellel a szűrőbetét gyártása és szerelése jelentősen leegyszerűsödik. Továbbá a befogadószerkezet és a tömítés is lényegesen egyszerűsödik a hagyományos megoldásokhoz képest. Az ilyen keretmentes szűrőbetét használat után minden további nélkül (például hőkezeléssel) újra hasznosítható, hiszen az előnyösen cellulózszálakból áll. A homlokoldalak termikus ragasztással történő lefedése, valamint a sarokszalagok alkalmazása révén a javasolt szűrőbetét igen termelékenyen és gazdaságosan gyártható.

A találmány további jellemzője szerint a szűrőbetét szerkezeti stabilitásának további növelése végett a felső felületén merevítőszalagok rendezhetők el. Ezek tovább javítják a szűrőbetét merevségét a hajtogatásokkal keresztirányban, és egyúttal javítják a szűrő üzembiztonságát. Ezáltal a tömítési körzetekben a résáteresztések teljesen kiküszöbölhetők.

Célszerű az olyan kiviteli alak, amelynél az oldalszalagok felső tömítőszélekkel vannak ellátva. Ezek a homlokoldalak mentén befelé nyúlnak, és a házhoz rögzített tömítésen fekszenek föl. így a járulékos habanyagú tömítés elmaradhat.

HU 215 332 Β

A szűrőbetétnek lényegében minden egyes alkotórésze a szűrőelem anyagából készülhet. Ennélfogva az újrahasznosításhoz nem szükséges semmiféle anyagszortírozás, és például hőkezeléssel a használt szűrőbetétek problémamentesen újra hasznosíthatók.

Célszerűen hővel aktiválható ragasztóanyag segítségével kötjük össze a járulékos elemeket a szűrőelemmel, amelynek során célszerű, ha az oldalszalagok és a sarokszalagok falvastagsága úgy van méretezve, hogy jó hőátadást érjünk el a ragasztóanyag és a szűrőelemmel kapcsolódó érintkezőfelületük között.

A találmány szerinti szűrőbetét olyan eljárással gyártható, amelynél például papírlapból készült szűrőanyagot cikcakk alakban szűrőelemmé hajtogatjuk. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy ezt a szűrőelemet a homlokoldalain ragasztóval ellátott oldalszalagokkal hozzuk kapcsolatba. Ezután a ragasztót hőhatással aktivizáljuk és egyúttal szorítónyomást alkalmazunk az oldalszalagokon, aminek hatására az oldalszalagokat a szűrőelemmel összeragasztjuk. Ezután a szűrőelem hajtogatásaival párhuzamos homlokfelületekre sarokszalagokat helyezünk, amelyek ugyancsak el vannak látva hőre aktivizálható ragasztóval, valamint hő alkalmazásával ezeket is összeragasztjuk. Végül a homlokfelületeket körbemenő tömítőszalaggal látjuk el.

A találmány célszerű továbbfejlesztéseinek néhány további jellemzője az alábbi leírásból és rajzból tűnik ki. Megjegyezzük azonban, hogy a találmány egyes jellemzői önállóan vagy különböző kombinációkban is megvalósíthatók, és akár más szakterületen is alkalmazhatók, de ezek is az igényelt oltalmi körbe tartoznak.

A találmányt részletesebben a csatolt rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti megoldás példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon:

- az 1. ábra a találmány szerinti szűrőbetét perspektivikus képe, részben kitörve;

- a 2. ábrán az 1. ábra szerinti szűrőbetét gyártási eljárásának részletét szemléltettük az alkalmazott berendezés nézetével.

Az 1. ábra szerinti 10 szűrőelem szűrőanyagból cikcakk alakban hajtogatott kialakítású, amely szűrőanyag a jelen esetben papírlap. A 10 szűrőelem hajtogatásokra merőleges hosszoldalain 11 és 12 oldalszalagok vannak elrendezve. A 11 és 12 oldalszalagok ragasztással vannak rögzítve a 10 szűrőelem hosszabb homlokoldalaihoz, ezáltal a 10 szűrőelemet szennyeződések által keresztirányban átj árhatatlanná tesszük. Az 1. ábra szerinti példakénti kivitelnél a 10 szűrőelem felső oldalán 13 és 14 merevítőszalagokat alkalmaztunk. Ezeket ugyancsak hőre aktivizálható ragasztóanyaggal rögzítettük a 10 szűrőelemen. A 13 és 14 merevítőszalagoknak az a rendeltetésük, hogy tovább javítsák az egyébként önmagában is önhordó 10 szűrőelem hosszmerevségét.

A hagyományos megoldásoknál a szűrőbetétek hosszmerevségének növelésére úgynevezett „enyvhernyókat” alkalmaztak, amelyeket a szűrőanyag hajtogatása előtt hordtak fel a szűrőanyagra, és amelyek azután a hajtogatásoknál összekötötték a szűrőanyagot. Ennek a technológiának az a hátránya, hogy a minimális felhordandó rétegvastagságnál (0,3 mm) jóval nagyobb mennyiségű ragasztóanyagot hordanak fel a gyakorlatban, amely azután feleslegesen csökkenti a hatásos szűrőfelületet.

A találmány szerinti 13 és 14 merevítőszalagok alkalmazásával ezt a hiányosságot is kiküszöböltük, vagyis a szűrőfelületet csupán elenyésző mértékben csökkentik a 10 szűrőelemnek a 13 és 14 merevítőszalagokkal való kapcsolódási pontjai.

A 10 szűrőelemnek a jelen esetben rövidebb mellső és hátsó homlokoldala mentén 15, illetve 16 sarokszalag van elrendezve. Ezeknek a felső 17, illetve 18 szára legalább a 10 szűrőelem három hajtogatását lefedi, amivel jelentősen megnő a 15 és 16 sarokszalagok hajlásmerevsége. A 13 és 14 merevítőszalagokkal és a 15, 16 sarokszalagokkal tehát olyan 10 szűrőelem jön létre, amely azon túlmenően, hogy „önhordó”, meglepően jó alaktartóságú.

Amint az 1. ábrán látható, a 11 és 12 oldalszalagokat, valamint a 15 és 16 sarokszalagokat a jelen esetben habanyagú 27 tömítőszalag vesz körül. Ez a 27 tömítőszalag ellátható öntapadó réteggel, amelynek segítségével szilárdan rögzíthető a 11 és 12 oldalszalagokhoz és a 15 és 16 sarokszalagokhoz.

Az 1. ábrán a szűrőbetétet egészében 28 hivatkozási számmal jelöltük, amely tehát nincs ellátva semmiféle merevítőkerettel vagy kiemelő-tartó hevederrel. A 28 szűrőbetét beépítéskor a befogadó szűrőházba kézzel egyszerűen benyomható. A 28 szűrőbetét eltávolításakor nem okoz gondot, ha az esetleg megsérül, hiszen átfuvás vagy ütögetés utáni újbóli felhasználását nem javasoljuk, hanem célszerűbbnek tartjuk, ha azt új szűrőbetétre cseréljük.

Természetesen olyan kivitel is lehetséges, amelynél a 28 szűrőbetét külön nem ábrázolt kiemelőfülekkel van ellátva. Ezek a sarokkörzetekben rendezhetők el célszerűen, mégpedig a 28 szűrőbetét rövidebb oldalainál. Ezek a kiemelőfülek vagy hevederek megkönnyíthetik a 28 szűrőbetét kiemelését. A 28 szűrőbetét ilyen kialakításánál is gondoskodni kell arról, hogy az egyszer már használt szűrőbetétet lehetőleg ne használjuk újra, hanem cseréljük.

A 2. ábrán a 28 szűrőbetét találmány szerinti gyártási eljárását szemléltettük vázlatosan. Az itt feltüntetett berendezésben a 10 szűrőelemet először külön nem ábrázolt szerkezet révén cikcakk alakba hajtogatjuk, majd 29 vágótárcsával hosszirányban méretre vágjuk. Kétoldalt elhelyezkedő 19 és 20 hengerek tekercsben tárolják a 11 és 12 oldalszalagok anyagát. Ezek rögzítéséhez 21 és 22 rögzítőhengereket alkalmazunk kétoldalt, amelyek egyúttal futhetők, és így a 10 szűrőelemhez a 11 és 12 oldalszalagokat hővel aktivált ragasztó révén rögzítjük.

Ezzel egyidejűleg rendezzük el a 13 és 14 merevítőszalagokat. Ezeket 23 és 24 hengereken levő tekercsekből húzzuk le, és fűthető 25 és 26 szorítóhengerek révén rögzítjük a 10 szűrőelem mellső és hátsó homlokoldalára ragasztással, de a rögzítés történhet ultrahangos hegesztési eljárással is.

Egy következő műveleti lépésben ragasztjuk fel a 15 és 16 sarokszalagokat, majd végül a körbemenő 27 tömítőszalagot.

Claims (7)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Szűrőbetét főleg gépjárművek belső terének levegőszűréséhez, amely cikcakk alakban hajtogatott szűrőelemmel rendelkezik, ennél a hajtogatásra keresztirányú homlokfelületek ragasztóanyaggal bevont oldalszalagokkal, a hajtogatással párhuzamos homlokoldalak pedig sarokszalagokkal vannak ellátva, azzal jellemezve, hogy a cikcakk alakban hajtogatott szűrőelem (10) önhordó kivitelű, amelynél a sarokszalagok (15,16) egyik szára (17, 18) legalább három hajtogatási szélet lefed, továbbá a homlokfelületei mentén tömítőszalaggal (27) van ellátva.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti szűrőbetét, azzal jellemezve, hogy a szűrőbetét (28) felső oldalán legalább egy merevítőszalaggal (13,14) van ellátva.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti szűrőbetét, azzal jellemezve, hogy a szűrőbetét (28) felső oldalán az oldalszalagok (11, 12) lehajlított szélei tömítőszegélyt képeznek.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti szűrőbetét, azzal jellemezve, hogy a sarokszalagok (15, 16), a merevítőszalagok (13, 14) és az oldalszalagok (11, 12) a szűrőelem (10) anyagából vannak kialakítva, és ezeknek a falvastagsága előnyösen kisebb, mint a szűrőelem (10) falvastagsága.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti szűrőbetét, azzal jellemezve, hogy a szűrőelemhez (10) ragasztással kapcsolható oldalszalagok (11, 12), merevítőszalagok (13, 14) és sarokszalagok (15, 16) hőre olvadó, vagy hő hatására aktivizálható ragasztóréteggel vannak ellátva.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti szűrőbetét, azzal jellemezve, hogy a sarokkörzetekben kiemelőfulekkel van ellátva.
7. 7. Eljárás szűrőbetét gyártására, amelynél szűrőanyagból cikcakk alakban szűrőelemet hajtogatunk, azzal jellemezve, hogy a szűrőelem (10) homlokoldalait ragasztóval ellátott oldalszalagokkal (11, 12) hozzuk érintkezésbe, majd az oldalszalagokra (11, 12) kifejtett szorítónyomás és hő alkalmazása közben az oldalszalagokat (11,12) összekapcsoljuk a szűrőelemmel (10), továbbá a szűrőelemnek (10) a hajtogatásokkal párhuzamos homlokoldalaira megolvasztható ragasztóval ellátott sarokszalagokat (15, 16) helyezünk, és hő alkalmazásával összekapcsoljuk azokat, továbbá a homlokfelületeket körbemenő tömítőszalaggal (27) látjuk el.