KR100359415B1 - 지그재그 방식으로 접혀지는 벨로우즈로 구성된 필터삽입물 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열가소성 변형 및 본딩이 가능한 소재로 이루어지고 조정가능한 일정한 간격을 서로 유지하는 주름을 가지며 지그재그 방식으로 접히는, 특히 플리스로 이루어진 벨로우즈로 구성된 필터 삽입물에 관한 것이다. 상기 벨로우즈(2)의 종방향(4)으로 하나 이상의 스트립(5, 6, 7, 15, 17)에 있는 상기 주름(3)에 대해 직각 방향으로 상기 벨로우즈(2)의 어느 한 쪽 또는 양 쪽(8, 9)에서 개별 주름 선단(10)이 동일 방향으로 접히고 본딩을 통해 적어도 오버랩 영역(20)에서 그 다음의, 역시 접혀 있는 주름(3)과 고정 연결되게 된다.

Description

지그재그 방식으로 접혀지는 벨로우즈로 구성된 필터 삽입물 및 그의 제조 방법 {FILTER INSERT COMPOSED OF ZIGZAG FOLDING BELLOWS AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 열가소성 변형 및 본딩이 가능한 소재로 이루어지고 조정가능한 일정한 간격을 유지하고 있는 주름을 가지며 지그재그 방식으로 접히는, 특히 플리스로 이루어진 벨로우즈로 구성된 필터 삽입물에 관한 것이다.
이런 종류의 필터 삽입물은 예를 들어 자동차의 경우에 자동차 실내 공기 필터로서 또는 엔진 에어 필터로서도 이용된다. 이런 필터의 경우에 늘 발생하는 문제점으로는 규칙적인 주름 간격과 전체 필터면에 의한 항상 양호하고 변함없는 여과 작용이 된다. 필터의 장착 동안 또는 그 사용 동안에도 개별 영역에서 상기 주름 간격이 의도한 바는 아니지만 변하게 되어 필터 효과가 감소된다.
독일 공개 공보 제 42 27 744 호에는 주름의 안정화를 위해, 상기 스트립 또는 필터 레일 소재의 용융을 통해 필터 소재의 주름 에지와 연결되는 미리 제작된 스트립을 고정 수단으로 이용하는 것이 공지되어 있다. 그러한 벨로우즈를 제작하기 위해, 지그재그 형태로 접혀지는 상기 필터 레일 소재가 콤(comb) 형상의 리셉터클 장치(receptacle device) 안에 삽입되고, 상기 리셉터클 장치는 주름 콤포지트(fold composite)의 안정화를 위해 제공되는 스트립이 주름 에지 위에 놓여 본딩된다. 이 때 나타나는 단점으로는 스트립을 추가적으로 제공하고 그것을 필터 레일 소재와 본딩하는 것이다.
상기 주름 간격을 설정된 위치에서 얻을 수 있는 다른 가능성이 독일 특허 제 40 02 078 호에서 파악된다. 벨로우즈로서 형성되고 열가소성 본딩이 가능한플리스의 필터 삽입물이 일정한 주름 간격으로 제조된다. 그 후, 상기 벨로우즈의 양 외측 에지는 그에 상응하는 콤 형상의 윤곽 사이에서 형상 결합 방식으로 맞물리며 상기 주름의 정면 에지에 의해 측면에서 돌출해 있는 소재가 먼저 접힌 후 열에 의해 서로 본딩된다. 상기 방법에서 그 취급이 상대적으로 간단하고 그 방법은 양호한 결과를 가져온다. 그러나 전체 높이에 걸쳐 상기 정면 에지에 본딩된 주름을 통해 상기 벨로우즈는 이용 범위를 제한하는 강도를 얻게 된다.
다른 해결책은 독일 공개 공보 제 43 27 368 호에 따른 필터의 경우에서 실시되고, 상기 주름 간격을 유지하기 위해, 상기 필터 엘리먼트 안에 한쪽에 지지 엘리먼트가 삽입된다. 상기 지지 엘리먼트는 플렉시블한 플라스틱으로 이루어지고 종축을 중심으로 한 필터 엘리먼트의 벤딩을 허용한다. 그러나 상기 지지 엘리먼트의 제조 및 필터 엘리먼트의 삽입에 대한 비용은 상대적으로 크므로, 상기 필터 엘리먼트가 비용상의 이유로 단지 제한적으로 이용될 수 있다.
본 발명의 목적은 그 제조가 간단하고 경제적이며 설정된 가요성 또는 강성을 가지는 필터 삽입물을 제공하는데 있다. 또한, 모든 경우에 상기 벨로우즈의 개별 주름의 간격은 조정될 수 있으며 정해질 수 있어야 한다. 그의 제조에 필요한 방법은 쉽게 이루어질 수 있으며, 기계적 비용이 많지 않아야 한다.
도 1은 필터 삽입물의 평면도.
도 2는 도 1의 필터 삽입물을 선 A-A을 따라 절개한 단면도.
도 3은 서로 마주하는 스트립을 가지는 필터 삽입물의 단면도.
도 4는 양측에서 연결 스트립을 가지는 필터 삽입물의 단면도.
도 5는 주름 선단을 접어 만들어진 연결 스트립의 개략도.
도 6은 주름 선단과 그 다음 주름의 오버랩 영역의 본딩 작업을 나타낸 개략도.
도 7은 상대 레일을 이용한 본딩 작업의 개략도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 필터 삽입물 2 : 벨로우즈
3 : 주름 5, 6, 7 : 스트립
10 : 주름 선단 25 : 소노트로드(sonotrode)
26 : 앤빌
상기 목적의 해결책은 제 1 항 및 제 6 항의 특징으로 달성된다. 상기 필터 삽입물의 제조를 위해 지그재그 방식으로 접혀진 벨로우즈의 경우에 벨로우즈의 종방향으로 주름에 대해 직각 방향으로 상기 주름 선단(Faltenspitze)이 스트립 형상으로 서로 연결되어 있다. 상기 스트립에서 상기 개별 주름 선단이 동일 방향으로 접히며 적어도 오버랩 영역에서 그 다음에 오는 역시 접혀진 주름과 고정 연결되어 있다. 그러한 필터 삽입물의 경우에 상기 주름의 간격이 일정한데, 왜냐하면 모든 주름 선단이 동일한 높이로 접혀지기 때문이다. 상기 필터의 크기에 따라서 그리고 상기 필터 소재의 다른 디멘션(dimension)에 의존해서도 상기 필터 표면은 단지 하나의 스트립을 상기 벨로우즈의 단지 한 쪽에서 가지거나 다수의 스트립을 단지 한 쪽 또는 양 쪽에서 가질 수 있다. 상기 벨로우즈의 한쪽에서만 연결 스트립(connecting strip)을 가지는 벨로우즈의 구성에서 상기 벨로우즈는 큰 강성을 갖는다. 상기 벨로우즈의 양 쪽에 있는 스트립을 통해 상기 벨로우즈의 강성이 더 커진다.
상기 오버랩 영역에서 상기 접혀진 주름 선단을 접착 작업을 통해 그 다음 주름에 고정하는 것이 원칙적으로 가능하다. 그러나 이에 대해 도포 수단이 접착제에 필요하다. 그러므로 열가소성 변형과 본딩이 가능한 소재로 이루어지는 플리스에 의한 필터 삽입물의 제조가 더 양호해진다. 그런 경우, 그 다음에 오는 주름과 오버랩 영역에 있는 개별 주름 선단의 연결이 본딩을 통해 이루어진다.
특히 필터가 더 작은 경우 상기 벨로우즈의 단지 한 쪽에 예를 들어 중앙 영역에 스트립을 장착하는 것으로 충분하다. 이것으로 상기 필터 삽입물의 몇가지 적용 범위에서 거의 충분하다. 그러나 더 큰 강성은, 상황에 따라서는 상기 벨로우즈의 중앙에 스트립을 추가적으로 보충되는 예를 들어 상기 벨로우즈의 정면 각각에 스트립이 장착되면, 얻어진다. 상기 벨로우즈의 중앙에서 장착 작업은 상기 벨로우즈의 마주하는 쪽에서도 실시되므로, 상기 스트립이 마주하는 쪽에 설치된다. 그 때문에 상기 필터 삽입물은 더 큰 강성을 갖는다.
상기 스트립이 벨로우즈 쌕의 양 쪽에, 바람직하게는 그의 정면 에지에서 서로 합동이 되게 제공된다. 그 후, 필터 삽입물이 형성되고, 그의 종방향 에지는 하우징에서의 장착을 위한 가이드 레일로서, 씰링 프레임 또는 클램핑 가장자리로서 이용될 수 있다.
상기 필터 삽입물의 제조를 위해 상기 필터 팩이 콤 형상의 앤빌 위에 놓인다. 상기 앤빌의 톱이는 상기 주름 선단의 접혀진 길이만큼 단축되며 개개의 주름과 결합한다. 톱이 열마다의 폭은 해당 스트립의 폭에 정렬된다. 개개 스트립의 폭에서도 하나 또는 다수의 레일을 가지는 본딩 툴이 주름 선단을 접고 본딩에도 이용된다. 이 때 상기 주름 선단은 동일 방향으로 접혀 서로 본딩된다.
본 발명의 다수의 실시예들이 도면에 도시되어 있다.
도 1에는 플리스(fleese)로 이루어지고 지그재그 방식으로 접히는 벨로우즈(2)로 이루어지는 필터 삽입물(filter insert)(1)이 평면도로 도시되어 있다. 상기 개별 주름(3)은 서로 동일한 간격을 갖는다. 상기 벨로우즈(2)은 그의 종방향(4)으로 스트립(5, 6, 7)을 갖는다. 상기 주름(3)의 정면 에지(12, 13)에 스트립(5, 7)이 위치한다. 그 외에도 상기 스트립(6)은 상기 벨로우즈(2)의 중앙에 위치한다. 상기 벨로우즈(2)의 길는 유한하며 도 1에는 단지 측면 단부만이 도시되어 있다.
도 2에는 선 A-A에 따라 절개한 도 1의 벨로우즈가 단면도로 도시되어 있다. 상기 스트립(5 내지 7)이 단지 상기 벨로우즈(2)의 상측에만 제공되어 있음을 상기 단면도에서 파악할 수 있다. 상기 스트립(5 내지 7)은 상기 개별 주름 선단(10)을 접고 이와 같이 접혀진 주름 선단(10)을 상기의 오버랩되는 영역(20)에서 연결함으로써 얻어지며, 이 경우 상기 주름 선단(10)의 양 레그(11) 역시 서로 연결될 수 있다. 이와 같은 방식으로 상기 스트립(5 내지 7)이 만들어진다. 상기 주름 선단(10)을 접어서 서로 연결하는 작업은 초음파 본딩 방법에서 소노트로드(25)를 통해 이루어진다. 이 경우에 상기 소노트로드(25)는 앤빌(26)을 구비하고 있으며, 상기 앤빌에서 콤 형상으로 형성된 3개의 톱이 열(Zahnreihe)(30)이 아래로부터 상기 벨로우즈(2)와 맞물린다.
필터가 더 작은 경우의 가장 간단한 실시예에서, 상기 벨로우즈(2)는 그의 측면 중 어느 한 쪽(8)의 중앙에서 스트립(6)을 갖는 것으로 충분하다. 그러나 상기 개별 주름(3)의 배치는, 상기 벨로우즈(2)의 정면 에지(12, 13)마다에 스트립(5, 7)이 장착되면, 개선된다. 특히 넓은 벨로우즈(2)의 경우에 스트립(5 내지 7)은 상기 벨로우즈(2)의 상기 정면 에지(12, 13)에 장착되고 중앙에도 장착될 수 있다.
도 1 및 도 2에서 도시된 바처럼, 어느 한 실시예의 경우에 상기 벨로우즈(2)는 큰 가요성을 가지므로 예를 들어 쉽게 실린더 형상이 될 수 있다. 이 때 상기 측면(8)의 스트립(5 내지 7)은 상기 실린더의 외부뿐만 아니라 바람직하게는 그 내부에도 위치할 수 있다.
도 2와 유사한 도 3의 벨로우즈(2)의 단면도와의 차이점은 상기 중앙 스트립(16)이 상기 측면(8)에 마주하는 측면(9)에 장착된다는 점이다. 그 때문에 상기 벨로우즈(2)는 보다 더 큰 강성을 갖게 된다.
도 4에는 상기 스트립(15, 17)이 상기 벨로우즈(2)의 양 측면(8, 9)에서 서로 일치하는 주름 선단(10)을 접어서 형성되는 그런 벨로우즈(2)의 단면이 도시되어 있다. 이 경우 상기 스트립(15, 17)은 프레임 또는 다른 장치 안에 상기 벨로우즈(2)를 삽입할 때 가이드 또는 씰링 레일로서 이용될 수 있는 2개의 측면 레일로 이루어진다.
도 5와 도 6에는 상기 필터 삽입물(1)을 위한 제조 방법이 개략적으로 도시되어 있다. 먼저, 도 5에 도시된 바처럼, 상기 벨로우즈(2)는 콤 형상의 앤빌(26)을 가지는 여기에 도시되지 않은 장치와 인게이지 된다. 스트립(5 내지 7 또는 16) 마다에 톱이 열(30)이 제공된다. 상기 앤빌(26)의 톱이는 아래로부터 상기 개별 주름(3)의 빈 공간과 결합하게 된다. 상기 소노트로드(25)는 상기 개별 주름(3)에 대해 직각 방향으로 상기 화살표(33) 방향으로 이동한다. 상기 소노트로드(25)의 하측 에지(34)의 거리는, 상기 Sonotorde(25)를 통해 상기 주름(3)의 선단(10)이 접혀지도록, 선택된다. 상기 콤의 개별 톱이들이 단축되므로, 상기 톱이들은 상기 주름 선단(10) 자체 안으로까지 들어가지 않는다. 그 결과, 상기 톱이의 상측 에지(35)는 상기 주름 선단(10)을 접을 때 대향 지지체(counter bearing)으로서 이용된다. 상기 주름 선단(10)에서 접을 수 있는 길이(32)는, 상기 주름 선단(10)이 개별 주름(3) 사이의 빈 공간(36)을 브리지오버(bridge-over)하며 그 다음 주름과 접촉하도록, 선택된다.
도 5에 도시된 바처럼, 상기 주름 선단(10)이 상기 소노트로드(25)을 통해 접혀진 후에, 상기 소노트로드(25)는 도 6에서 화살표(37)로 표시된 바처럼, 아래 쪽으로 이동하고 본딩 작업이 실시된다. 이 때 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 스트립이 만들어진다. 상기 개별 선단(10)은 상기 영역에서 스트립(5 내지 7)으로서 오버랩 영역(20)에 있는 가장 가까운 그 다음의 주름 선단(10)과 고정 결합된다. 상기 오버랩 영역(20)은 톱이 에지(35)에 의해 연장되어 있다. 상기 소노트로드(25)을 알맞게 조정하여 상기 주름 선단(10)의 레그(11)의 본딩이 가능해지므로, 스트립에서 본딩 영역이 만들어진다.
도 4에 도시된 바처럼, 스트립(15, 17)의 제조는 도 5와 도 6에서 설명한 것처럼 제 1 의 단계에서 이루어진다. 먼저, 상기 주름 선단(10)은 상기 벨로우즈(2)의 측면들(8, 9) 중 어느 하나에서 접혀져 서로 본딩된다. 그 후, 상기 벨로우즈(2)는 또 다른 앤빌(39) 위에 놓이고, 상기 앤빌은 상기 톱이 열(30) 대신에 도 7에 도시된 바처럼 레일(38)을 구비하고 있다. 그 다음에, 상기 주름 선단(10)은 상기 벨로우즈(2)의 어느 한 쪽에 형성된 스트립에 일치하는 스트립 안에서 접혀 서로 본딩된다. 상기 접는 작업은 도 7에 도시되어 있다. 본딩을 위해 상기 소노트로드(25)는 아래를 향해 레일(38) 쪽으로 압력을 준다.
본 발명에 따른 필터 삽입물은 제조가 간단하고 경제적이며 설정된 가요성 또는 강성을 갖는다.

Claims (8)

  1. 열가소성 변형 및 본딩이 가능한 소재로 이루어지고 조정가능한 일정한 간격을 서로 유지하는 주름을 가지며 지그재그 방식으로 접히는, 특히 플리스틱로 이루어진 벨로우즈로 구성된 필터 삽입물에 있어서, 상기 벨로우즈(2)의 종방향(4)으로 하나 이상의 스트립(5, 6, 7, 15, 17)에 있는 상기 주름(3)에 대해 직각 방향으로 상기 벨로우즈(2)의 어느 한 쪽 또는 양 쪽(8, 9)에서 개별 주름 선단(10)이 동일 방향으로 접히고 본딩을 통해 적어도 오버랩 영역(20)에서 그 다음의, 역시 접혀 있는 주름(3)과 고정 연결되는 것을 특징으로 하는 필터 삽입물.
  2. 제 1 항에 있어서, 스트립(6)이 상기 벨로우즈(2)의 한 쪽(8) 중앙에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 삽입물.
  3. 제 1 항에 있어서, 스트립(5, 7)이 상기 벨로우즈(2)의 정면 에지(12, 13) 각각에 배열되는 것을 특징으로 하는 필터 삽입물.
  4. 제 1 항에 있어서, 스트립(5, 7)은 상기 벨로우즈(2)의 정면 에지(12, 13)에 그리고 중앙에 설치되는 것을 특징으로 하는 필터 삽입물.
  5. 제 1 항에 있어서, 스트립(15, 17)이 상기 벨로우즈(2)의 양 측면(8, 9)에,바람직하게는 정면 에지(12, 13)에 서로 합동이 되도록 제공되는 것을 특징으로 하는 필터 삽입물.
  6. 열가소성 본딩이 가능한 플리스로 이루어지고 조정가능한 일정한 간격을 유지하고 있는 주름을 가지며 지그재그 방식으로 접히는 벨로우즈로 구성되는, 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 필터 삽입물의 제조 방법에 있어서,
    상기 벨로우즈(2)의 종방향(4)으로 하나 이상의 스트립(5, 6, 7, 15, 17)에 있는 상기 주름(3)에 대해 직각 방향으로 상기 벨로우즈(2)의 어느 한 쪽 또는 양 쪽(8, 9)에서 개별 주름 선단(10)이 동일 방향으로 접히고 본딩을 통해 적어도 오버랩 영역(20)에서 그 다음의, 역시 접혀 있는 주름(3)과 고정 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 벨로우즈(2)은 상기 개별 주름(3)과 결합하는 콤 형상의 앤빌(26) 위에 놓이며, 상기 앤빌의 톱이(30)는 상기 주름 선단(10)의 접혀진 길이(32) 만큼 단축되고 본딩 툴(25)에 의해 상기 주름 선단(10)이 접혀 본딩되고, 상기 톱이 에지(35)가 상기 본딩 작업을 위한 대향 지지체로서 이용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 벨로우즈(2)가 상기 스트립(들)(5, 6, 7)의 형성 후에 그의 측면들(8 또는 9) 중 어느 한 쪽에 그 반대로 또 다른 앤빌에 놓이고, 상기 앤빌은 레일을 가지며, 상기 레일 위에서 상기 스트립(5, 6, 7)이 접촉하게 되며 상기 레일은 접혀진 주름 선단(10)의 제 2 의 본딩 작업을 위한 대향 지지체으로서 이용되는 것을 특징으로 하는 방법.
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