NO148626B

NO148626B - PROCEDURE FOR MANUFACTURING A FILTER ELEMENT

Info

Publication number: NO148626B
Application number: NO772350A
Authority: NO
Inventors: Robert Bell; David Nigel Lonsdale
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Priority date: 1976-07-03
Filing date: 1977-07-01
Publication date: 1983-08-08
Also published as: FI63524C; JPS5331266A; PT66737B; NO148626C; AU510885B2; HK13781A; IT1086158B; CA1091596A; KE3121A; CY1112A; SE421489B; BR7704303A; IL52410A0; FI63524B; GR63823B; NO772350L; GB1579231A; DK295977A; FI772038A; ES460339A1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte ved fremstilling av et filterelement som er beregnet på anvend-else ved filtrering av partikler fra en strøm av gass (som luft) eller væske. Filterelementet er av den type hvor et ark av filtermateriale formes med en rekke parallelle brettelinjer i en avstand fra hverandre, i hvilke brettelinjer materialet brettes for å danne en rekke folder, idet endene av foldene forbindes med hverandre for å danne en rekke lommer. The present invention relates to a method for producing a filter element which is intended for use in filtering particles from a flow of gas (such as air) or liquid. The filter element is of the type where a sheet of filter material is formed with a series of parallel fold lines at a distance from each other, in which fold lines the material is folded to form a series of folds, the ends of the folds being connected to each other to form a series of pockets.

Filterelementer av den angitte type kan anvendes f.eks. for å filtrere partikler fra en strøm av luft anvendt for å danne en brennbar blanding i en forbrenningsmotor. Det er kjent å anvende slike filterelementer både i flat eller panellignende form og i sylindrisk form, idet den flate eller panellignende type ofte er nødvendig hvor (som i tilfelle av mange moderne bilmotorer) motorrommet må ha en relativt lav profil. Slike filterelementer er kjent bl.a. fra britisk patentskrift nr. 3 95 4 98, Et problem oppstår imidlertid med hensyn til å sikre at endene av rekken av folder blir sikkert forbundet med hverandre under dannelse av en rekke lommer og derved unngå åpninger i slike lommer som ville føre til at noe av fluidumet som skal filtreres, passerer forbi filtermaterialet. Klebemiddel kan anvendes for å forbinde de nevnte folder med hverandre for å danne lommene, men et annet problem oppstår med hensyn til å sikre at lommene,når de er dannet i det ferdige filterelement, blir adskilt fra hverandre i den ønskede avstand. Det er tidligere i en kjent maskin for å fremstille slike filterelementer anvendt i hverandre gripende tannhjullignende skovler, men man må være forsiktig med at slike skovler ikke kommer i kontakt med klebemidlet når et slikt anvendes, og dessuten er hastigheten av maskinen og derfor hastigheten for produksjon av filterelementer begrenset. Anvendelsen av slike skovler til å danne foldene kan dessuten føre til at foldene ikke blir forbundet med hverandre ved hjelp av klebemidlet over hele dybden av foldene, f.eks. fordi problemer kan oppstå Filter elements of the specified type can be used, e.g. to filter particles from a stream of air used to form a combustible mixture in an internal combustion engine. It is known to use such filter elements both in flat or panel-like form and in cylindrical form, the flat or panel-like type often being necessary where (as in the case of many modern car engines) the engine compartment must have a relatively low profile. Such filter elements are known i.a. from British Patent Document No. 3 95 4 98, A problem arises, however, with regard to ensuring that the ends of the series of pleats are securely connected to each other in forming a series of pockets and thereby avoiding openings in such pockets which would result in some of the fluid to be filtered passes past the filter material. Adhesive can be used to join the said folds together to form the pockets, but another problem arises with regard to ensuring that the pockets, when formed in the finished filter element, are separated from each other at the desired distance. It is previously in a known machine for producing such filter elements used in interlocking gear-like vanes, but care must be taken that such vanes do not come into contact with the adhesive when such is used, and furthermore the speed of the machine and therefore the speed of production of filter elements limited. The use of such paddles to form the pleats may also result in the pleats not being joined together by the adhesive over the entire depth of the pleats, e.g. because problems can arise

med hensyn til innstillingen og tidsreguleringen av skovlene, with regard to the setting and timing of the vanes,

og derfor kan de senere dannede lommer få de ovennevnte uønskede åpninger dannet i sine ender. and therefore the later formed pockets may have the above-mentioned undesirable openings formed at their ends.

Målet med den foreliggende oppfinnelse er å frem-skaffe en fremgangsmåte ved hvilken et forbedret filterelement av den angitte type lar seg fremstille med en relativt høy hastighet og på en måte som eliminerer de ovennevnte ulemper. The aim of the present invention is to provide a method by which an improved filter element of the specified type can be produced at a relatively high speed and in a way that eliminates the above-mentioned disadvantages.

I henhold til oppfinnelsen fremskaffes således en fremgangsmåte ved fremstilling av et filterelement, ved According to the invention, a method is thus provided for the production of a filter element, by

hvilken man forsyner et enkelt rektangulært ark av et filtermateriale med en langsgående brettelinje nær minst én langsgående kant og danner flere, på avstand fra hverandre anordnede, parallelle brettelinjer som hver strekker seg i retning vinkelrett på den eller de langsgående brettelinjer. Fremgangsmåten er særpreget ved at man bretter partiet which provides a single rectangular sheet of filter material with a longitudinal fold line near at least one longitudinal edge and forms several, spaced apart, parallel fold lines each extending in a direction perpendicular to the longitudinal fold line(s). The procedure is characterized by folding the lot

av arket på utsiden av den eller de langsgående brettelinjer innover.én gang, over det tilstøtende parti av arket av filtermateriale, deretter bretter arket av filtermateriale langs de på avstand fra hverandre anordnede, parallelle of the sheet on the outside of the longitudinal fold line(s) inwards. once, over the adjacent portion of the sheet of filter material, then folds the sheet of filter material along the spaced, parallel

brettelinjer , slik at det dannes en rekke folder, og deretter forbinder endene av foldene direkte med hverandre, slik at der dannes flere lommer hvor i det minste den ene lommeende omfatter fire laq materiale. fold lines, so that a number of folds are formed, and then connect the ends of the folds directly with each other, so that several pockets are formed where at least one pocket end comprises four laq of material.

Arket av f iltermateriale kan utformes slik at dets overflate forsynes med en rekke fremspring eller utbulninger anordnet i avstand fra hverandre. Materiale kan dessuten fjernes fra det innadbrettede parti på steder av endene av de brettelinjene som, når arket av filtermateriale brettes for å danne folder som før nevnt, vil bli beliggende ved åpningene av lommene i filterelementet. The sheet of filter material can be designed so that its surface is provided with a number of protrusions or bulges arranged at a distance from each other. Material may also be removed from the inwardly folded portion at locations of the ends of the fold lines which, when the sheet of filter material is folded to form pleats as previously mentioned, will be located at the openings of the pockets in the filter element.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet nærmere under hen-visning til de vedføyede tegninger, hvor: figur 1 er et perspektivriss av et eksempel på et delvis foldet filterelement fremstilt i henhold til oppfinnelsen, idet elementet imidlertid er vist uten fremspring eller utbulninger som kan dannes i filtermaterialet, The invention will now be described in more detail with reference to the attached drawings, where: figure 1 is a perspective view of an example of a partially folded filter element manufactured according to the invention, the element being shown without projections or bulges that can form in the filter material ,

figur 2 er et planriss av et filterelement frem- figure 2 is a plan view of a filter element

stilt i henhold til oppfinnelsen og posed according to the invention and

figur 3 og 4 er hhv. et ende- og sideriss av filterelementet vist på figur 2, idet figurene 2, 3 og 4 viser de ovennevnte fremspring. figures 3 and 4 are respectively an end and side view of the filter element shown in Figure 2, Figures 2, 3 and 4 showing the above-mentioned protrusions.

Idet det henvises til figur 1, dannes et filterelement Referring to Figure 1, a filter element is formed

i henhold til oppfinnelsen ut fra et i det vesentlige rektangulært ark av filtermateriale 10 av en hvilken som helst hensiktsmessig og kjent type, såsom harpiksimpregnert papir. Med gitte mellomrom langs dets lengde er arket 10 forsynt med en rekke i avstand fra hverandre beliggende parallelle tverr-gående brettelinjer 11, og samtidig er også arket forsynt med en rekke i avstand fra hverandre anordnede fremspring eller utbulninger 12 (som det f.eks. vil sees på figurene 2, 3 og 4). Disse fremspring 12 er formet ved å danne forsenk-ninger i filtermaterialet, slik at et fremspring på den ene overflate av arket vil svare til en tilsvarende forsenkning på den annen overflate av arket. Dessuten er fremspringene 12 anordnet slik at noen vil rage frem fra én overflate, mens resten rager frem fra den motsatte overflate. according to the invention from an essentially rectangular sheet of filter material 10 of any suitable and known type, such as resin-impregnated paper. At given intervals along its length, the sheet 10 is provided with a series of spaced apart parallel transverse folding lines 11, and at the same time the sheet is also provided with a series of projections or bulges 12 arranged at a distance from each other (such as e.g. will be seen in figures 2, 3 and 4). These projections 12 are shaped by forming depressions in the filter material, so that a projection on one surface of the sheet will correspond to a corresponding depression on the other surface of the sheet. Moreover, the projections 12 are arranged so that some will project from one surface, while the rest project from the opposite surface.

Arket 10 er også brettet langs hver av to motstående The sheet 10 is also folded along each of two opposite sides

kanter som strekker seg i retninger tvers på de nevnte brettelinjer 11, nemlig de to langsgående kanter, slik at det dannes partier som er betegnet med 13, som brettes innad i forhold til resten av arket for å ligge over den tilstøtende del av arket og således danne en dobbelt tykkelse av materiale langs hver av de langsgående kanter. edges which extend in directions transverse to the aforementioned folding lines 11, namely the two longitudinal edges, so that parts designated by 13 are formed, which are folded inwards in relation to the rest of the sheet to lie above the adjacent part of the sheet and thus form a double thickness of material along each of the longitudinal edges.

Arket av materiale 10, som er forsynt med brettelinjene 11 som nevnt ovenfor, kan således foldes om disse The sheet of material 10, which is provided with the fold lines 11 as mentioned above, can thus be folded around these

brettelinjer for å danne en rekke folder som vist på høyre side av figur 1. Dessuten vil der, hvis klebemiddel på-føres på de ytre overflater av partiene 13, dannes en rekke innbyrdes forbundne lommer, generelt betegnet med 14. Hensikten med de ovennevnte fremspring 12 er å sikre at fold lines to form a series of folds as shown on the right side of Figure 1. Also, if adhesive is applied to the outer surfaces of the portions 13, a series of interconnected pockets, generally denoted by 14, will be formed there. The purpose of the above projections 12 is to ensure that

slike lommer vil forbli i åpen tilstand som vist f.eks. på figurene 2 og 4, idet fremspring på motstående sider av lommen står i forbindelse med hverandre, som det vil sees på disse figurer. Når foldingen utføres, er det imidlertid such pockets will remain in an open state as shown e.g. in figures 2 and 4, as projections on opposite sides of the pocket are connected to each other, as will be seen in these figures. However, when the folding is performed, it is

nødvendig å beskytte de nevnte fremspring, slik at de ikke.blir utflatet og dermed blir uvirksomme. Tilveiebringelsen av slike brettede partier 13 som gir en dobbelt material-tykkelse langs hver av de langsgående kanter av arket, gir en slik beskyttelse av fremspringene 12 når brettingen utføres. Hvis partiene 13 er kontinuerlige langs de res-pektive langsgående kanter av arket 12, vil det sees at når brettingen utføres, vil alternerende folder ved sine motstående ender ha partier 13 som befinner seg på utsiden av foldene. Med andre ord vil den neste fold som skal ut-føres langs brettelinjen 11 som ligger inntil"den allerede necessary to protect the aforementioned protrusions, so that they do not become flattened and thus become inactive. The provision of such folded portions 13 which provide a double material thickness along each of the longitudinal edges of the sheet provides such protection of the protrusions 12 when the folding is carried out. If the portions 13 are continuous along the respective longitudinal edges of the sheet 12, it will be seen that when the folding is performed, alternating folds at their opposite ends will have portions 13 located on the outside of the folds. In other words, the next fold to be carried out will be along the fold line 11 which is adjacent to it already

brettede del, (se figur 1),resultere i at deler av partiene 13 blir beliggende ved bunnen av den neste dannede lomme, folded part, (see figure 1), result in parts of the parts 13 being located at the bottom of the next formed pocket,

og disse partier vil selvsagt bli beliggende på innsiden av folden som danner bunnen av lommen. På den annen side vil den neste fold som utføres, føre til at deler av partiene 13 blir liggende på utsiden av neste fold, og disse partier vil selvsagt være ved toppen av den neste lomme. Slike partier vil va:re i spenning, og hvis ikke denne spenning fjernes eller avlastes, vil filterelementet være til-bøyelig til å krølle seg omkring en akse som er i det vesentlige parallell med de nevnte foldelinjer 11, og dette kan ikke aksepteres i et element av flat eller panellignende konfigurasjon. For å forhindre at dette skjer, fjernes derfor noe av materialet som danner partiene 13, ved endene av de brettelinjer som strekker seg langs toppen av filterelementet som vist på figur 1. Slikt materiale kan fjernes på hvilken-som helst bekvem måte. Det kan f.eks. utføres ved å skjære hull eller hakk med bestemte mellomrom langs de to langsgående kanter av arket 10 før partiene U brettes over, idet hullene eller hakkene plasseres ved endene av alternerende brettelinjer. Alternativt kan, som vist på figur 1, arket 10 forsynes med slike hakk, som angitt ved henvisningstall 15, efter at partiene 13 er brettet over, oghakkene kan utføres ved hjelp av f.eks. en kniv eller ved hjelp av et slipehjul. Som tidligere nevnt,påføres også klebemiddel på de utvendige overflater av partiene 13, slik at "det ved bretting av arket 10 and these parts will of course be located on the inside of the fold that forms the bottom of the pocket. On the other hand, the next fold that is carried out will cause parts of the parts 13 to lie on the outside of the next fold, and these parts will of course be at the top of the next pocket. Such parts will be in tension, and if this tension is not removed or relieved, the filter element will tend to curl around an axis which is substantially parallel to the aforementioned fold lines 11, and this cannot be accepted in a element of flat or panel-like configuration. To prevent this from happening, some of the material forming the portions 13 is therefore removed at the ends of the fold lines which extend along the top of the filter element as shown in Figure 1. Such material can be removed in any convenient way. It can e.g. is carried out by cutting holes or notches at specific intervals along the two longitudinal edges of the sheet 10 before the parts U are folded over, the holes or notches being placed at the ends of alternating fold lines. Alternatively, as shown in figure 1, the sheet 10 can be provided with such notches, as indicated by reference number 15, after the parts 13 have been folded over, and the notches can be made using e.g. a knife or using a grinding wheel. As previously mentioned, adhesive is also applied to the outer surfaces of the parts 13, so that "when folding the sheet 10

vil dannes en rekke med hverandre forbundne lommer 14, idet lommene holdes åpne av fremspringene 12, slik at de frembyr det maksimale areal av filtermateriale overfor fluidet (som f.eks. luft) som strømmer fra én side av filterelementet til den annen. Sammenlignet med tidligere kjente filterelementer av lignende totalstørrelse vil et filterelement fremstilt i henhold til oppfinnelsen således gi øket filtreringsflate. Dessuten kan man ved fremstillingen av det nye filterelement sløyfe de ovennevnte tannhjullignende skovler og tids-reguleringsanordningene for disse, og foldene dannes ved suksessivt å påføre trykk på rekken av de i avstand fra hverandre liggende parallelle brettelinjer, hvorefter foldene kan fullføres ved å skyve materialet sammen i lengderetningen (idet tidligere dannede folder fastholdes på en hensiktsmessig måte) som et trekkspill.Lommene som da vil dannes, som følge av at de tilstøtende folder forbindes med hverandre med klebemidlet, vil automatisk holdes fra hverandre i den ønskede avstand av fremspringene 12, som virker sammen med de overbrettede partier 13. will form a series of interconnected pockets 14, the pockets being held open by the protrusions 12, so that they present the maximum area of filter material to the fluid (such as air) flowing from one side of the filter element to the other. Compared to previously known filter elements of a similar overall size, a filter element manufactured according to the invention will thus provide an increased filtering surface. Moreover, in the manufacture of the new filter element, the aforementioned gear-like vanes and the timing devices for these can be looped, and the pleats are formed by successively applying pressure to the series of spaced apart parallel fold lines, after which the pleats can be completed by pushing the material together in the longitudinal direction (while previously formed folds are retained in an appropriate manner) like an accordion. The pockets that will then be formed, as a result of the adjacent folds being connected to each other with the adhesive, will automatically be kept apart at the desired distance by the projections 12, which works together with the folded parts 13.

Et filterelement dannet som beskrevet ovenfor, kan anvendes i flat eller panellignende form, i hvilken form det monteres i en holder av syntetisk harpiks eller i en holder formet som et metallbrett. Alternativt kan filterelementet anordnes i en stort sett sylindrisk rull. I dette tilfelle er det ikke nødvendig å fjerne materiale fra de innadbrettede kantpartier som beskrevet ovenfor. Filterelementet vil da være tilbøyelig til å krølle seg i en stort sett krummet eller sylindrisk form. A filter element formed as described above can be used in flat or panel-like form, in which form it is mounted in a holder made of synthetic resin or in a holder shaped like a metal tray. Alternatively, the filter element can be arranged in a largely cylindrical roll. In this case, it is not necessary to remove material from the folded-in edge portions as described above. The filter element will then tend to curl into a generally curved or cylindrical shape.

Skjønt de viste fremspring 12 i filtermaterialet er Although the shown protrusions 12 in the filter material are

av sirkulær form,kan de være langstrakte eller av annen form. De kan imidlertid "også sløyfes helt. of circular shape, they can be elongated or of another shape. However, they can also be completely omitted.

Dessuten kan man, istedenfor å danne hakk 15 for å fjerne spenningen når filterelementet skal brukes i flat tilstand som beskrevet ovenfor, snitte filterelementet tvers over den doble tykkelse av materiale ved endene av de brettelinjer 11 hvor partiene 13 ligger på utsiden av foldene, dvs. i de stillinger som svarer til stillingene av hakkene 15 vist på figur 1. Slik snitting kan utføres ved hjelp av et par av valser som anvendes for å danne brettelinjene 11, idet én valse har en rekke av på.omkretsen utragende finner-, og på den annen valse har en rekke tilsvarende riller, idet endene av de sammenhørende finner og riller er slikt formet i forhold til hverandre av de snitter materi- Moreover, instead of forming a notch 15 to remove the tension when the filter element is to be used in a flat state as described above, the filter element can be cut across the double thickness of material at the ends of the fold lines 11 where the parts 13 lie on the outside of the folds, i.e. in the positions corresponding to the positions of the notches 15 shown in figure 1. Such cutting can be carried out with the help of a pair of rollers used to form the fold lines 11, one roller having a series of fins projecting on the circumference, and on the other roller has a series of corresponding grooves, the ends of the interlocking fins and grooves being so shaped in relation to each other by the cut material

alet som ovenfor beskrevet. alet as described above.

Claims

1. Procedure for manufacturing a filter element, whereby a single rectangular sheet (10) of a filter material is provided with a longitudinal fold line near at least one longitudinal edge and forms several, spaced apart, parallel fold lines (11) each of which extends in a direction perpendicular to the longitudinal or the fold lines, characterized by folding the part (13) of the sheet on the outside of the longitudinal fold line(s) inwards once, over the adjacent part of the sheet of filter material, then folding the sheet of filter material along the parallel fold lines (11) arranged at a distance from each other , so that a number of folds are formed, and then connect the ends of the folds directly to each other, so that several pockets (14) are formed where at least one pocket end comprises four layers of material.

2. Method according to claim 1, characterized in that the sheet of filter material, before it is folded, is provided with a number of projections or bulges (12) arranged at a distance from each other.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the element is formed into a flat or panel-like structure.

4. Method according to claims 1-3, characterized in that material is removed from the inwardly bent edge portion at locations (15) at the ends of the fold lines which, when the sheet of filter material is folded to form the series of pleats, will remain at the openings of the pockets ( 14) in the filter element.

5. Method according to claims 1-3, characterized in that the inward folded edge part is provided with a cut at the ends (15) of the folding lines (11) which, when the sheet of filter material is folded to form the series of folds, will be at the openings of the pockets ( 14) in the filter element.

6. Method according to claims 1-5, characterized in that a sheet made of resin-impregnated paper is used.

7. Method according to claims 1-6, characterized in that one side of the inward folded edge is coated with an adhesive before the sheet of filter material is folded along the parallel fold lines (11) arranged at a distance from each other, whereby the adhesive will act to tie the ends of adjacent folds together, so that the pockets (14) are formed.

8. Method according to claims 1-7, characterized in that a longitudinal folding line is formed in the rectangular sheet of filter material at each longitudinal edge.