JP3936188B2 - 成形融着加工したクリップ継手を具備するフィルタ装置とその製作用機械 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、流体濾過用の管状フィルタ装置であって；その管状フィルタ装置は、フィルタマットを有していて、お互いに一体となるそのフィルタマットの端部が、端部と少なくとも部分的に重なる継手により所定位置で接続されており；そのことにより、熱変形可能なプラスチックからなる継手がフィルタマットの端部と一体に融着されていて、さらに継手が、フィルタマット端部にわたって押しこまれかつ熱融着プロセスに備えてその端部を一体に把持しているクリップ要素を構成する帯板継手を形成しており、さらに付加的な融着なしに、溶融状態のクリップが該フィルタ端部に接続されている。
【０００２】
そのようなフィルタ装置が、液体例えば油圧動力用オイルあるいはその種の溶液、例えば純粋な懸濁液又は分散液又は乳濁液又はコロイド溶液を濾過する作用をしていて、そのようなフィルタ装置は、コンパクトな構造と広い濾過面積のために使用にあたって信頼性のあることが証明されてきた。流体流れが正しく濾過媒体だけを通過することを保証するために、二つのエンドキャップにおいて、フィルタマットにおける二つの端部の接続点は、お互いに隣接し、かつシールに隣接しており、さらにターミナルウェブあるいはクロスピースの形状をしており、リークのないように密封されるべき重要な点となっている。
【０００３】
現在市場で入手可能な公知のフィルタ装置が、異なる環境下で使用するために種々のフィルタ材料で構成された、ジグザグに折り曲げあるいはプリーツ加工したフィルタマットを有していて、そのフィルタマットは、フィルタ装置の内部に配置され穴を備えた剛なサポートパイプに取りつけられており、さらに外部からの損傷防止に備えるべく細いメッシュのワイヤネットにより囲まれ、そのネットはフィルタマットの折れ曲った通路に連続して追従している。公知のフィルタ装置において、前述した二つのフィルタマット端部における接続点すなわちエンドキャップとのマットの接続は接着層例えばエポキシ樹脂接着剤を塗布することにより達成されるけれど、そのことにより使用される接着剤にもよるが、接着剤がそのゲル化時間に続いてさらに処理され、さらに使用応力下に置かれるまで、かつ接着剤がその固化時間に続いて使用されるまでにおけるフィルタ装置のさらなる処理あるいはさらなる使用の間に、相当の待ち時間が必要とされる。
【０００４】
欧州特許第６９５２１１号（ＥＰ０６９５２１１Ｂ１）にて開示された公知の一つのフィルタ装置において、改善した処理と耐応力性の増大とにより、フィルタマットがその外部を金属メッシュカバーにより取り囲まれていて、その金属メッシュカバーは自身の狭いメッシュ幅によりフィルタマットを保護しており、従って例えばお互いに組み込まれかつお互いに向きあった二つの接着構成要素により構成された接着層と、金属メッシュカバーの丸められた端部とにおいて、その接着層及びその丸められた端部の間にフィルタマットの端部が把持されていて、クレードル状の金属クランプが、さらなる接着層を制限するために備えられており、その金属クランプ内においてフィルタマットと金属メッシュカバーが接続点となるべく係合されている。この解決方法においても、使用する接着剤における、ゲル化時間及び固化時間が、フィルタ装置のさらなる処理にあたって考りょされている。
【０００５】
フィルタマット端部用の継手に接着剤を使用することは、継手の側面に取りつける特別な用具を必要としていて、継手シームからの予期せぬ接着剤の漏洩を防止する必要があり、その保守にコストを要し、さらに製作コストの増大をもたらす。
【０００６】
欧州特許第０００１４０７号（ＥＰ０００１４０７）によるこの種類の管状フィルタ装置の使用において、前述の接着剤の使用を回避し、かつそれにかかわる製作コストを避けるために、継手として成形された長手クリップシームによりフィルタマット端部をお互いに融着することがすでに開示されている。公知のクリップにおける自由アームが、弾性的にフレキシブルに形成されていて、フィルタマット端部に押込むと離間することができ、さらに固定するのに必要とされる圧力でこれらの端部に作用させることができる。長手クリップシームの二つの自由アームにおける遷移点において、このクリップは、フィルタマットの自由端部が係合し及び／又はクリップの中へ押込まれることを限定している、一種の肩を形成していて、フィルタマット端部は、お互いに同一高さで終点となっていて、融着継手の施行に必要とされる所定の位置になっており、従って装置は損傷されず廃棄にいたることはない。しかしながら、特に高い応力のかかるフィルタ装置において、融着シームはひき裂かれるかもしれなくて、さらにフィルタ装置の破損あるいは結果としてフィルタ装置の損耗をまねく流体体積のビルトアップにさえもいたる。
【０００７】
本発明の目的は、従来の技術を前提にして、管状フィルタ装置とその管状フィルタ装置製作用機械を実現しようとするもので、公知の解決方法はフィルタマットの接続を保証しているのと同様ではあるが、製作期間を非常に長びかせる接着剤の使用をさけ、従って本発明による装置が製作コストの低減をもたらし、高応力下においてさえも機能的に信頼性のある継手点をもたらすものである。その目的は、請求項１に規定する形態を有する管状フィルタ装置と、請求項９に規定する形態を有するフィルタ装置製作用機械により達成されている。
【０００８】
請求項１で特徴づけられている規定事項によると、継手としてのプラスチッククリップは、熱融着の結果として、その二つのアームの少なくとも一つに沿って、フィルタマット端部がお互いにシール状態に融着されるようなエンボス加工成形部を含んでいて、これらの端部が濾過時において非常に高い流体圧力にさらされる場合でさえも、フィルタ端部における特にタイトで永久的な接続が、このようにして得られる。その上、そのような構造であっても、高価でコストのかかる接着による遅れは完全に回避されている。融着プロセスは非常に短時間で実施され、同時に製作の仮完了としての成形部への適用も行なわれるので、合理的な製作が、追加的なエポキシ樹脂接着剤等を使用することなく可能となり、休止時間及びゲル化時間をも必要とせずに、フィルタ装置は、すぐ使用することができ、あるいは製作直後のさらなる処理をすることができるようになっている。そのようなフィルタ装置の製作用機械は、帯板状音波ロッドあるいは帯板状アンビルを有する超音波式融着装置を使用していて、その超音波式融着装置が継手のアームにエンボス加工成形するエンボス加工用具を備えているので、エネルギー効率にすぐれかつ好適な接続プロセスが保証される。
【０００９】
本発明におけるフィルタ装置における一つの好適な実施の形態において、フィルタマットが、少なくともその外周縁部に、プラスチックのネット及び／又は金属ワイヤのネットを有していて、ネットと共にフィルタマット端部を一体に把持しているプラスチッククリップが、ネットのウェブ構造体と係合するようなエンボス加工成形部を含んでいる。この装置により、特にフィルタマット要素の間における強固で長期にわたる接続が保証されている。エンボス加工成形部が、好ましくは適切なネットのウェブ構造体に対応する、長方形の特に正方形のエンボス加工構造体で構成されている。従って、融着されたプラスチック材料で構成されている成形部はネット構造体の中空開口部に係合し、タイトな接続を保証している。ネットがプラスチック材料で構成されているので、その結果としてネット材料は融着により、適切なエンボス加工成形部のエンボス加工用材料と直接接続される。
【００１０】
本発明によるフィルタ装置におけるもう一つの実施の形態において、継手がポリマイド材料あるいはポリエステル材料で構成されている。熱可塑性であるために、すぐれた融着線を保証することができる。
【００１１】
本発明によるフィルタ装置におけるもう一つの好適な実施の形態において、フィルタマットが、ジグザグ形状に折り曲げられていて、かつ積層構造体であって、その積層が少なくとも一つの、ポリエステル材料及び／又はファイバ・グラスマット及び／又は紙材料及び／又は融着ブロー成形材料及び／又は高品質の鋼−ポリエステル混合ネットか、又はプラスチックネット及び／又は金属ワイヤネットかが備えられている。この多層積層体を用いることにより、とくにすぐれた濾過結果とフィルタ装置への適合性とは、濾過運転が関連する装置における融着シーム接続部により損なわれることなく、適切な濾過目的を達成することができる。
【００１２】
他の利点のある構造が従属請求項に説明されている。
本発明によるフィルタ装置、及びその製作用機械を、添付図に示めす一つの実施の形態を参照して、以下に詳述する。
【００１３】
図３に管状フィルタ装置の平面図を示めす。この装置は流体の濾過作用をするものであって、ジグザグ状あるいはプリーツ状に折り曲げたフィルタマット１０を含んでいる。フィルタマットは、詳細には示めされていないが、多層構造であって、例えば以下に示めす層が外側から内側に順次積層された構造であってもよい。
１．金属ワイヤネットあるいはプラスチックネットあるいはプラスチック格子構造の網目構造体、
２．ポリエステル材料、
３．ガラス繊維マットあるいは溶融ブロー成形材料
４．ガラス繊維マットあるいは溶融ブロー成形材料
５．紙材料あるいはポリエステル材料
６．高品質鋼−ポリエステル混合ネット
７．金属ワイヤネットあるいはプラスチックネットあるいはプラスチック格子構造の、網目構造体
【００１４】
金属サポートチューブ１２が、フィルタマット１０を支持するためにフィルタ装置内部に備えられていて、そのチューブ１２は図示されていないが流体用穴を備えている。フィルタマット１０の二つの端部１４は、お互いに接続されていて、お互いに対して鋭角となっており、フィルタマット１０における隣接する折目の長さに比較して幾分短かくなっている。使用されている材料に依存して、管状フィルタマット１０が多少フレキシブルであって、プリーツ加工したフィルタ帯板は、図１及び４に常に例として示めすように、順次重ねてもよい。サポートチューブ１２が、フィルタマット１０を支持し、かつ引き続き組立てるフィルタ装置内に位置決めする。全体として１６で付番された継手が、フィルタマット１０における、お互いに接続される端部１４を接続していて、そのことにより継手１６は図示するように、少なくとも部分的に端部１４と重なっている。継手１６は、クリップ１８形状の継手帯板として成形されていて、熱融着プロセスにおいてフィルタマット端部１４に押し込まれる場合、これらの端部を一体に把持しており、そのことによりさらなる融着をすることなく、溶融状態にあるクリップ１８は、フィルタマット端部１４に取はずしできないように接続される。継手１６はクリップ継手１８形状をしていて、好ましくは、すぐれた熱融着特性を有する、ポリアミド材料あるいはポリエステル材料からなる。
【００１５】
図面において、フィルタマット１０の各層は簡略化するために層ユニット２０として示めされていて、従って図２及び５において、マットの最外層に取りつけられた格子状金属ワイヤネットは付番２２で示めされている。特に図１及び２において、プラスチックあるいはクリップ継手１８が、二つの周囲アーム２４によりフィルタマットの自由端部１４に押し込まれていて、かつこれらの端部をアームに固有の弾力性により一体に把持している。クリップ１８における二つの周囲アーム２４が、湾曲した継手ピース２６によりお互いに接続されていて、そのことにより継手ピース２６はフィルタマット１０における自由端部１４を一定に接続している。というのは周囲アーム２４がこの領域でお互いに整列しているからである。このような方法で以下のことが保証されていて、二つの端部１４は、ほぼ同一点で終点となっていて、以降に実施する融着プロセスのために、お互いが一定に接触されており、以下に説明する。クリップ１８固有の弾力性により、これらの端部は、周囲アーム２４領域において、かつ継手ピース２６の湾曲接触領域にかかわらない領域において構造の選択性がある。プラスチッククリップ１８は最適化されていて、フィルタマット端部１４用の押込み式自由開口部が、お互いに重なり合う二つのフィルタマット端部１４の幅より多少小さくなっていて、クリップ１８の弾塑性比率により、フィルタマット自由端部１４におけるお互いの圧接が生じる。この種のクリップ１８の製作を取り入れることはコスト的に有利であって、そのクリップ１８はフィルタマット１０と類似点があり、さらにそのクリップ１８は、お互いに離間している折り曲げられるかプリーツ加工された湾曲面で構成され、その結果長手クリップ１８となっている。フィルタ端部１４における押込み能力を損なわないために、クリップ１８は、外部に向って傾斜した湾曲したフィード機構（feed device ）２８を、二つの周囲アーム２４における自由端部領域に備えるようになっている。
【００１６】
プラスチッククリップ１８が、融着プロセス時において熱成形され、その際金属ワイヤネット２２の格子状構造体に一致するエンボス加工成形部（embossment）３０（図５参照）を付与され、言いかえるとクリップ１８の熱変形されたプラスチック材料は、ワイヤ格子構造内部の自由空間を貫通していて、特にタイトな接続が得られ、そこで支えられており、積層ユニット２０は、同様に少なくとも部分的にプラスチック材料であって、そこで一体に融着される。超音波式融着方法が、好ましくはフィルタマット１４を継手１６と一体に融着するために使用されていて、他の熱式融着方法が使用されてもよい。特に図３に示めすように、接続シーム領域における縦方向割合は、どのような場合においても、継手１６が半径方向から見て、フィルタマット１０の外周縁で終点となるように、選択されている。溶融状態におけるクリップ１８と共に、フィルタマット端部１４がそこに埋め込まれ、フィルタマット１０を使用した及び／又はフィルタ装置を使用した濾過期間中において、取り外すことのできない永久的な接続が確立される。前述のエンボス加工成形部３０は周囲アーム２４の一方、あるいは両方に沿って備えられてもよい。
【００１７】
熱式融着プロセスを実施する超音波式融着装置を図４に示めす。超音波式融着装置は、融着プロセス実施用の帯板状音波ロッド３４を含んでいて、その音波ロッドは初期位置から図４における矢印の方向に移動可能であって、融着プロセス時において長手シームクリップ１８の形状における融着材料に向かう方向に移動される。融着プロセスの間、図４に示めすようにフィルタ折目を有するフィルタマット１０が一方の端部を他方に重ねていて、フィルタマット端部１４のクリップ１８への融着が、クリップ１８の取りつけに続いて実施される。融着プロセスは補助操作用具で簡略化してもよい。しかしながら、フィルタマット１０を融着装置３２へ手動で送り込むことも可能である。融着プロセスの完了に続いて、音波ロッド３４が再度持ち上げられ、図５に示めす融着シーム構造が得られる。続いてフィルタマット１０は、管状形状にされて、フィルタ装置に関連するさらなる製作プロセスのためにサポートチューブ１２に取りつけられる。
【００１８】
融着プロセスの結果、融着端部がファイバ混入を防止するためにシールされ、例えばフィルタ媒体からのガラス繊維はフィルタマット１０内部に保持される。クリップ１８は、どのような場合においても、接続が付加的な融着なしに行なえるように必要とされるプラスチック体積に関連した寸法となっている。本発明におけるフィルタマットは、そのようなフィルタ装置の製作用機械と同じく、エポキシ樹脂接着剤のような接着剤を使用することなく合理的な製作を容易にしていて、接着剤固化のための停止時間はなくて、フィルタマットあるいはフィルタ装置はその製作に続く次のプロセスへ直接進めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はクリップ継手付きで、融着されていないフィルタマットの斜視図である。
【図２】 図２はクリップ継手付きで、融着されていないフィルタマットの一区画の斜視図である。
【図３】 図３は前述のフィルタ装置における部分断面図である。
【図４】 図４は融着継手における製作用機械の主構成部分の斜視図である。
【図５】 図５は、図４における装置により製作されたクリップ継手による融着シームである。

Claims (9)

1. 流体濾過用の管状フィルタ装置であって；その管状フィルタ装置はフィルタマット（１０）を有していて、お互いに一体となるそのフィルタマットの端部（１４）が、該端部（１４）と少なくとも部分的に重なる継手（１６）により所定位置で接続されており；そのことにより、熱変形可能なプラスチックからなる該継手（１６）が該フィルタマット（１０）の端部（１４）と一体に融着されていて、さらに該継手（１６）は、該フィルタマット端部（１４）にわたって押込まれ、かつ熱融着プロセスに備えてその端部を一体に把持しているプラスチッククリップ（８）のような帯板継手を形成しており、さらに付加的な融着なしに、溶融状態の該クリップ（１８）が該フィルタ端部（１４）に接続されているところのフィルタ装置において：
   該プラスチッククリップ（１８）が、熱融着の際にそのキャップにおける二つのアーム（２４）の少なくとも一方に沿ったエンボス加工成形部となって、該フィルタマット端部（１４）がシール状態に一体に融着されるようになっていることを特徴としているフィルタ装置。
2. 該フィルタマット（１０）が、少なくともその外周縁部に、プラスチックのネット及び／又は金属ワイヤネット（２２）を有することと、適切な該ネット（２２）と一体になった該フィルタマット端部（１４）を取り囲んでいる該プラスチッククリップ（１８）が、該ネット（２２）のネット構造体開口部と係合するようなエンボス加工成形部を含んでいることを特徴としている、請求項１に記載のフィルタ装置。
3. 該エンボス加工成形部が、好ましくは適切な該ネット構造体に対応する、長方形の特に正方形のエンボス加工成形要素で構成されていることを特徴としている、請求項２に記載のフィルタ装置。
4. 該継手（１６）が、ポリマイド材料あるいはポリエステル材料からなることを特徴としている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
5. 該フィルタマット（１０）が、ジグザグ形状に折り曲げられていて、かつ積層構造体を有していることと；少なくとも一つの、ポリエステル材料及び／又はガラス繊維マット及び／又は紙材料及び／又は融着ブロー成形材料及び／又は高品質の鋼−ポリエステル混合ネットか、又はプラスチックネット及び／又は金属ワイヤネット（２２）かが積層体（２０）として備えられていることと；を特徴としている請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
6. 該フィルタマット端部（１４）が、超音波式融着方法により該継手（１６）に一体に融着されていることを特徴としている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
7. 該フィルタマット（１０）が、サポートチューブ（１２）における内周縁及び／又は外周縁に支持されていることを特徴としている請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
8. 該フィルタマット（１０）と半径方向に整列している該継手（１６）がそのフィルタマットの外周縁に沿って終点となっていることを特徴としている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
9. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルタ装置の製作用機械において：
   超音波式融着装置（３２）が、該熱融着プロセスに使用され、帯板状音波ロッド（３４）及び帯板状アンビル（３６）を有していて、その音波ロッド（３６）及びアンビル（３６）が、該継手（１６）と、該継手により囲まれ、かつその継手のアームの間に把持された該フィルタマット端部（１４）とを一緒に受容していることと；
   少なくとも一つの該アンビル（３６）が、該継手（１６）の少なくとも一つのアーム（２４）におけるエンボス加工成形部（３０）用のエンボス加工用具を備えていることと；
   を特徴としているフィルタ装置製作用機械。

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