WO1999037385A1 - Filterbeutel für taschenluftfilter und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Filterbeutel für taschenluftfilter und verfahren zu dessen herstellung Download PDF

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welded
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Klaus Kluge
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Klaus Kluge
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Definitions

  • the invention relates to a filter bag for pocket air filters, consisting of two side walls made of air-permeable, ultrasonically weldable filter material welded to one another on their two side edges and their bottom edge, which are connected to one another at least on part of their surface area by welded-in spacer webs which run essentially parallel to the side edges .
  • Such filter bags are usually spaced apart to form a pocket air filter.
  • the aim is to achieve a flow that is as uniform as possible in all areas of the filter layer in order to keep the flow rate low.
  • pocket air filters it is necessary to keep the side walls of each individual filter bag at an optimal distance from one another, because this is the only way to maintain an optimal distance from neighboring filter bags.
  • the object of the invention is therefore to provide a filter bag of the type mentioned, which is of simple construction and can be produced with little labor and material.
  • an optimal configuration of the filter bag in the operating state should be ensured in order to ensure that an optimal distance between the two side walls is maintained.
  • the spacer webs are formed by an intermediate layer consisting of a flexible material web, which is alternately welded to one of the two side walls.
  • the manufacture of the filter bag is considerably simplified, because instead of individual, individually to be inserted and welded, for example tubular spacer webs, only a coherent intermediate layer is introduced and alternately connected to one and the other side wall by ultrasonic welding.
  • the filter bag is therefore simple and inexpensive to manufacture; it is of simple construction and results in an optimal configuration of the filter surfaces, which are kept at an optimal mutual distance, so that a free outflow is ensured with several filter bags arranged in parallel and as close as possible to one another.
  • the intermediate layer is alternately connected to one and the other side wall at welding seams which are produced by ultrasound welding and which run essentially parallel to the side edges.
  • the intermediate layer consists of a one-piece material web and is welded to the two side edges of the two side walls.
  • the intermediate layer extends continuously from one side edge to the other side edge of the filter bag. This helps stabilize the filter bag and simplifies manufacture.
  • Adjacent welds of the intermediate layer are preferably arranged at the same distance from one another. This results in an essentially identical structure over the entire width of the filter bag.
  • the intermediate layer is arranged at a distance from the bottom edge and that the two side walls in the region between the bottom edge and the intermediate layer are connected directly to one another by weld seams running essentially parallel to the side edges.
  • the invention also relates to an advantageous method for producing such filter bags.
  • a known method in which two layers of filter material are welded to one another by ultrasound at their two side edges and a bottom edge and by means of spacing webs arranged in between - 5 -
  • Ultrasonically welded the method according to the invention is characterized in that two endlessly fed webs of filter material are alternately welded to successive weld seams running transversely to the web longitudinal direction, with an intermediate web fed endlessly therebetween, the ultrasound welding in each case through the two webs of filter material and through the intermediate web is carried out and, in successive welding processes, a non-weldable separating plate is inserted alternately between the intermediate layer and one or the other path of filter material.
  • the two separating plates are designed as separating strips which run transversely to the longitudinal direction of the web and which are moved alternately in the web running direction into the welding area and in the opposite direction therefrom.
  • the dividing strips only have to be very heavy perform short strokes so that a relatively fast workflow is guaranteed.
  • the two separating plates or separating strips When the side edges are welded, the two separating plates or separating strips remain in a position withdrawn from the welding area, so that the two side walls are welded to the intermediate layer on the side edges.
  • the two webs of filter material and the intermediate web can be fed in controlled feed steps to a welding station in which at least one ultrasonic welding head extending transversely to the web longitudinal direction is arranged opposite a welding counter surface. This means that a single welding station is sufficient to successively carry out all transverse welds on a filter bag in the working area of the ultrasonic welding heads (sonotrodes).
  • a plurality of welding heads arranged next to one another in the web transverse direction can be controlled separately in the welding station. This makes it possible to carry out weld seams of different lengths, in particular also the direct welding of the two side walls in the area close to the bottom edge of the filter bag.
  • FIG. 1 is a schematic spatial representation of a filter bag for a pocket air filter, shown partially broken away,
  • FIG. 2 is a pocket air filter, which consists of several filter bags according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a plan view of a filter bag according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a section along the line IN-IN through the filter bag according to FIG. 3 in the operating state
  • FIG. 5 shows a simplified schematic spatial representation of a device for producing a filter bag according to FIG. 1,
  • Fig. 10 is a view of the pocket air filter of FIG. 2 from the back and
  • FIG. 11 is a plan view of the pocket air filter according to FIG. 10.
  • the filter bag 1 shown in FIGS. 1, 3 and 4 has two side walls 2, 3 made of air-permeable filter material which can be welded by ultrasound.
  • the two side walls 2, 3 are on their two side edges 4, 5 and connected to one another at their bottom edge 6 by ultrasonic welding.
  • An intermediate layer 7 consisting of a flexible material web is arranged in the cross section of the filter bag 1 in a zigzag shape between the two side walls 2, 3 and is connected to them to form spacing webs.
  • the intermediate layer 7 is alternately connected to the side wall 2 and the side wall 3 at ultrasonic weld seams 8 and 9.
  • the weld seams 8, 9 run essentially parallel to the side edges 4, 5.
  • the intermediate layer 7 consists of a one-piece material web, which is welded to the two side edges 4 and 5 of the interconnected side walls 2 and 3. As shown in FIG. 3, in the exemplary embodiment shown, the respectively adjacent weld seams 8 and 9 of the intermediate layer 7 are arranged at the same distance t from one another.
  • the intermediate layer 7 is arranged at a distance from the bottom edge 6.
  • the two side walls 2, 3 are directly connected to one another by weld seams 10. These weld seams 10 also run essentially parallel to the side edges 4 and 5.
  • the spacer webs formed in each case by the intermediate layer 7 in the individual filter bags 1 each hold the two side walls 2, 3 in the operating state, i.e. when flowing through air, at a predetermined mutual distance.
  • a predetermined uniform distance a between adjacent filter bags 1 can be maintained in the pocket air filter, thereby ensuring a uniform and unobstructed air outflow.
  • the method for producing the filter bag 1 is described below with reference to FIGS. 5-9.
  • An endless web 14 or 15 of filter material is drawn off from rolls 12 and 13 (FIG. 5) and fed to a welding station 16.
  • an endless intermediate web 18 is drawn off from a roll 18a and also fed to the welding station 16 between the two webs 14 and 15.
  • a plurality of welding heads 17 designed as ultrasound tools (sonotrodes) are arranged next to one another in the cross-web direction above the top web 15. Each of the welding heads 17 can be controlled separately.
  • a welding counter surface 19 is arranged opposite the welding heads 17 below the lower track 14. During the welding process, the material to be welded is pressed against the welding counter surface 19 and an ultrasound effect is exerted on the material to be welded. - 1 0 -
  • a first separating strip 20 is arranged between the intermediate layer 18 and the lower web 14 immediately before the entry into the welding station 16.
  • the separating strip 20 is connected at one end to a pressure-actuated double-acting feed cylinder 21 (only indicated schematically in FIG. 5).
  • a second separating strip 22 is arranged between the intermediate layer 18 and the upper web 15 immediately before the welding station 16.
  • This second separating strip 22 is also connected at its end to a double-acting feed cylinder 23 (only indicated schematically in FIG. 5).
  • Both separating strips 20, 22 can be pushed into the welding area between the welding heads 17 and the welding counter surface 19 of the welding station 16 in the web running direction and pulled back again in the opposite direction by activating their feed cylinders 21 and 23.
  • the separating strips 20 and 22 consist of a material (for example PTFE) which, in the working area of the sonotrodes, prevents the web 14 from being welded to the intermediate web 18 or the web 15 to the intermediate web 18, depending on the insertion position.
  • the separating strips 20, 22 are with the - 1 1 -
  • the welding heads 17 are actuated in the position shown in FIG. 5, with both separating strips 20, 22 located outside the welding station 16, all three layers 14, 15 and 18 are welded together to form a weld on the side edge 4. Then, after the welding station 16 has opened, the webs 14, 15 and 18 are moved together to the left in FIG. 5 by a controlled feed step corresponding to the distance t (FIG. 3). At the same time, the upper separating strip 22 is pushed into the area between the welding heads 17 and the welding counter surface 19 by driving the feed cylinders 23, as shown in FIG. 6.
  • the first separating strip 20 is advanced into the welding area by actuating its feed cylinder 21, while at the same time the second separating strip 22 in the opposite direction - 1 2 -
  • FIG. 8 and 9 show the subsequent method steps, the position shown in FIG. 8 of the position according to FIG.
  • the welding at the bottom edge 6 can be carried out continuously by a roll welding station (not shown) when the webs 14, 15 and 18 are fed.
  • the rearmost welding head 17 lies outside the area of the intermediate layer 18.
  • the welding seams 10 can also be carried out in the area near the bottom edge 6 at the same time as the welding seams 9.
  • the position of the weld seams 10 can in principle be selected independently of the position of the weld seams 8 and 9.
  • Welding heads 17 and 17 'the desired configuration of a filter bag are welded, which contains a zigzag-shaped intermediate web 7 as spacer webs.
  • a plurality of intermediate webs arranged next to one another can also be welded according to this principle, as a result of which different distances between the side walls 2, 3 can be generated by selecting the number of weld seams differently for each intermediate layer.
  • the number and arrangement of the welds corresponding to the weld seams 10 without the introduction of an intermediate layer can be used to optimize the filter bag geometry, which leads to an optimal reduction of the flow resistance in the operating state.

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Abstract

Ein Filterbeutel (1) für Taschenluftfilter besteht aus zwei an ihren beiden Seitenrändern (4, 5) und ihrem Bodenrand (6) miteinander verschweißten Seitenwänden (2, 3) aus luftdurchlässigem, durch Ultraschall schweißbarem Filtermaterial, die mindestens auf einem Teil ihrer Fläche durch eingeschweißte, im wesentlichen parallel zu den Seitenwänden (2, 3) verlaufende Abstandsstege miteinander verbunden sind. Die Abstandsstege werden durch eine aus einer flexiblen Materialbahn bestehende Zwischenlage (7) gebildet, die abwechselnd mit jeweils einer der beiden Seitenwände (2 bzw. 3) verschweißt ist.

Description

- 1 -
Filterbeutel für Taschenluftfilter und Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindung betrifft einen Filterbeutel für Taschenluftfilter, bestehend aus zwei an ihren beiden Seitenrändern und ihrem Bodenrand miteinander verschweißten Seitenwänden aus luftdurchlässigem, durch Ultaschall schweißbarem Filtermaterial, die mindestens auf einem Teil ihrer Fläche durch eingeschweißte, im wesentlichen parallel zu den Seitenrändern verlaufende Abstandsstege miteinander verbunden sind.
Derartige Filterbeutel werden üblicherweise im Abstand nebeneinander angeordnet, um ein Taschenluftfilter zu bilden. Um eine optimale Ausnutzung der Filterschicht zu erreichen, wird eine möglichst gleichmäßige Durchströmung in allen Bereichen der Filterschicht angestrebt, um die Durchströmungsgeschwindigkeit gering zu halten. Hierzu ist es bei Taschenluftfiltern erforderlich, die Seitenwände jedes einzelnen Filterbeutels in einem optimalen Abstand zueinander zu halten, weil nur so auch ein optimaler Abstand zu benachbarten Filterbeuteln eingehalten werden kann.
Bei Filterbeuteln aus vorzugsweise nicht schweißbarem Filtermaterial wird dies durch Abstandhalternähte erreicht, die nachträglich mit Heißkleber abgedichtet werden müssen. Dieses Nähverfahren, das auch für schweißbare Filtermaterialien angewandt wird, hat jedoch den Nachteil, daß die erforderliche Abdichtung der Nählöcher teilweise unvollständig erfolgt. Außerdem kann die Perforation des Filtermateri- - 2 -
als bei unzureichender Verklebung teilweise zum Einreißen entlang der Nähte führen.
Um eine zuverlässige Abdichtung der Filterbeutel zu erreichen und ein Einreißen zu vermeiden, ist es bei einem Filterbeutel der eingangs genannten Gattung bekannt, zur Bildung der mit den beiden Seitenwänden verbundenen Abstandsstege aus flexiblem Material bestehende Röhren mit den beiden Filterseitenflächen zu verschweißen. Der hierfür erforderliche Arbeitsaufwand ist im Vergleich zum Nähverfahren verhältnismäßig hoch und kostspielig, zumal auch die Abstandsstege wegen ihrer Herstellung aus Röhren jeweils doppelwandig sind.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Filterbeutel der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der von einfachem Aufbau ist und mit geringem Arbeits- und Materialaufwand hergestellt werden kann. Dabei soll eine optimale Konfiguration des Filterbeutels im Betriebszustand sichergestellt sein, um die Einhaltung eines optimalen Abstands der beiden Seitenwände sicherzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abstandsstege durch eine aus einer flexiblen Materialbahn bestehende Zwischenlage gebildet werden, die abwechselnd mit jeweils einer der beiden Seitenwände verschweiß ist.
Durch diese abwechselnde Verschweißung mit der einen und der anderen Seitenwand wird erreicht, daß die Zwischenlage im Betriebszustand des Filterbeutels eine zickzackförmige Gestaltung annimmt. Dadurch werden die beiden Seitenwände zuverlässig auf den vorgegebenen, optimalen gegenseitigen Abstand gehalten, wobei der jeweils diagonale Verlauf der durch die zickzackförmige Zwischenlage gebildeten Abstands- stege auch eine sehr wirksame Stabilisierung der beiden Seitenwände gegen eine Relativverschiebung bewirkt. Dadurch wird es möglich, die Anzahl der nebeneinander angeordneten einzelnen Filterbeutel innerhalb der vorgegebenen Rasterbreite von Taschenluftfiltern (bisher max. 12 Filterbeutel auf eine Breite von 592 mm) deutlich zu erhöhen. Dadurch ergibt sich der Vorteil größerer Staubspeicherfähigkeit und längerer Standzeit .
Die Herstellung des Filterbeutels wird wesentlich vereinfacht, weil anstelle von einzelnen, jeweils einzeln einzubringenden und zu verschweißenden, beispielsweise röhrenförmigen Abstandsstegen nur eine zusammenhängende Zwischenlage eingebracht und abwechselnd mit der einen und der anderen Seitenwand durch Ultraschallschweißung verbunden wird. Der Filterbeutel ist daher einfach und kostengünstig herzustellen; er ist von einfachem Aufbau und ergibt eine optimale Konfiguration der Filterflächen, die auf einen optimalen gegenseitigen Abstand gehalten werden, so daß eine freie Abströmung bei mehreren parallel und möglichst dicht nebeneinander angeordneten Filterbeuteln gewährleistet ist.
Vorzugsweise ist die Zwischenlage an im wesentlichen parallel zu den Seitenrändern verlaufenden, durch Ultraschallschweißung hergestellten Schweißnähten abwechselnd mit der einen und der anderen Seitenwand verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zwischenlage aus einer einstückigen Materialbahn besteht und mit den beiden Seitenrändern der beiden Seitenwände verschweißt ist. Dadurch erstreckt sich die Zwischenlage durchgehend von dem einen Seitenrand zum anderen Seitenrand des Filterbeutels. Dies trägt zur Stabilisierung des Filterbeutels bei und vereinfacht die Herstellung.
Vorzugsweise sind benachbarte Schweißnähte der Zwischenlage in jeweils gleichem Abstand zueinander angeordnet. Dadurch ergibt sich ein im wesentlichen gleicher Aufbau über die gesamte Breite des Filterbeutels.
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform des Filterbeutels ist vorgesehen, daß die Zwischenlage im Abstand zum Bodenrand angeordnet ist und daß die beiden Seitenwände im Bereich zwischen dem Bodenrand und der Zwischenlage durch im wesentlichen parallel zu den Seitenrändern verlaufende Schweißnähte unmittelbar miteinander verbunden sind. Dadurch verjüngt sich der Filterbeutel von seiner Zuströmöffnung zum Bodenrand hin, so daß eine weitgehende gleichmäßige Durchströmung über die gesamte Tiefe des Filterbeutels sichergestellt ist.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung derartiger Filterbeutel. Ausgehend von einem bekannten Verfahren, bei dem zwei Lagen von Filtermaterial an ihren beiden Seitenrändern und einem Bodenrand miteinander durch Ultraschall verschweißt werden und mit dazwischen angeordneten Abstandsstegen durch - 5 -
Ultraschall verschweißt werden, ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß zwei endlos zugeführte Bahnen von Filtermaterial an quer zur Bahnlängsrichtung verlaufenden, aufeinanderfolgenden Schweißnähten abwechselnd mit einer dazwischen endlos zugeführten Zwischenlagenbahn verschweißt werden, wobei die Ultraschallschweißung jeweils durch die beiden Bahnen von Filtermaterial und durch die Zwischenlagebahn hindurch erfolgt und in aufeinanderfolgenden Schweißvorgängen abwechselnd zwischen die Zwischenlagebahn und die eine bzw. die andere Bahn von Filtermaterial jeweils eine nichtverschweißbare Trennplatte eingeschoben wird.
Hierdurch wird erstmals ein kontinuierlicher Herstellungsvorgang ermöglicht, der besonders rasch, einfach und daher kostengünstig durchzuführen ist. Anstelle des umständlichen und arbeitsaufwendigen Einlegens von Trennplatten von Hand werden die jeweils zwischen der Zwischenlage und jeder der beiden Bahnen von Filtermaterial angeordneten Trennplatten je nach Bedarf in den Schweißbereich vorgeschoben, wenn an dieser Stelle die Verschweißung der aufeinanderliegenden Schichten unterbleiben soll. Auf diese Weise ist es fertigungstechnisch sehr einfach, die Zwischenlagebahn abwechselnd mit der einen und der anderen, jeweils eine Seitenwand bildenden Bahn von Filtermaterial zu verschweißen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die beiden Trennplatten als quer zur Bahnlängsrichtung verlaufende Trennstreifen ausgeführt sind, die abwechselnd in Bahnlaufrichtung in den Schweißbereich und in entgegengesetzter Richtung aus diesem heraus bewegt werden. Die Trennstreifen müssen hierbei jeweils nur sehr kurze Bewegungshübe ausführen, so daß ein verhältnismäßig schneller Arbeitsablauf gewährleistet ist.
Beim Verschweißen der Seitenränder verbleiben die beiden Trennplatten bzw. Trennstreifen in einer aus dem Schweißbereich zurückgezogenen Stellung, so daß an den Seitenrändern die beiden Seitenwände mit der Zwischenlage verschweißt werden.
Die beiden Bahnen von Filtermaterial und die Zwischenlagebahn können in gesteuerten Vorschubschritten einer Schweißstation zugeführt werden, in der mindestens ein sich quer zur Bahnlängsrichtung erstreckender Ultraschall-Schweißkopf gegenüber einer Schweißgegenfläche angeordnet ist. Damit reicht eine einzige Schweißstation aus, um nacheinander im Arbeitsbereich der Ultraschall-Schweißköpfe (Sonotroden) alle querverlaufenden Schweißungen an einem Filterbeutel auszuführen.
Vorzugsweise sind in der Schweißstation mehrere, in Bahnquerrichtung nebeneinander angeordnete Schweißköpfe gesondert ansteuerbar. Dadurch ist es möglich, auch unterschiedlich lange Schweißnähte auszuführen, insbesondere auch die unmittelbar Verschweißung der beiden Seitenwände im Bereich nahe am Bodenrand des Filterbeutels.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt: - 7 -
Fig. 1 in schematischer räumlicher Darstellungsweise einen Filterbeutel für ein Taschenluftfilter, teilweise aufgebrochen dargestellt,
Fig. 2 ein Taschenluftfilter , das aus mehreren Filterbeuteln gemäß Fig. 1 besteht,
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Filterbeutel gemäß Fig. 1 ,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IN- IN durch den Filterbeutel nach Fig. 3 im Betriebszustand,
Fig. 5 in vereinfachter schematischer räumlicher Darstellung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Filterbeutels nach Fig. 1,
Fig. 6-9 in schematischer Darstellung aufeinanderfolgende Verfahrensschritte beim Herstellen eines Filterbeutels auf einer Vorrichtung nach Fig. 5,
Fig. 10 eine Ansicht des Taschenluftfilters nach Fig. 2 von der Rückseite und
Fig. 11 eine Ansicht des Taschenluftfilters nach Fig. 10 in einer Draufsicht.
Der in den Fig. 1 , 3 und 4 dargestellte Filterbeutel 1 weist zwei Seitenwände 2, 3 aus luftdurchlässigem Filtermaterial auf, das durch Ultraschall verschweißbar ist. Die beiden Seitenwände 2, 3 sind an ihren beiden Seitenrändern 4, 5 und an ihrem Bodenrand 6 miteinander durch Ultraschallschweißung verbunden.
Eine aus einer flexiblen Materialbahn bestehende Zwischenlage 7 ist im Querschnitt des Filterbeutels 1 zickzackförmig zwischen den beiden Seitenwänden 2, 3 angeordnet und mit diesen zur Bildung von Abstandsstegen verbunden. Die Zwischenlage 7 ist an Ultraschall-Schweißnähten 8 bzw. 9 abwechselnd mit der Seitenwand 2 bzw. der Seitenwand 3 verbunden. Die Schweißnähte 8, 9 verlaufen im wesentlichen parallel zu den Seitenrändern 4, 5.
Wie man aus Fig. 4 erkennt, besteht die Zwischenlage 7 aus einer einstückigen Materialbahn, die mit den beiden Seitenrändern 4 und 5 der miteinander verbundenen Seitenwände 2 und 3 verschweißt ist. Wie Fig. 3 zeigt, sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die jeweils benachbarten Schweißnähte 8 bzw. 9 der Zwischenlage 7 in jeweils gleichem Abstand t zueinander angeordnet.
Wie man aus den Fig. 1 und 3 erkennt, ist die Zwischenlage 7 im Abstand zum Bodenrand 6 angeordnet. Im Bereich zwischen dem Bodenrand 6 und der Zwischenlage 7 sind die beiden Seitenwände 2, 3 durch Schweißnähte 10 unmittelbar miteinander verbunden. Auch diese Schweißnähte 10 verlaufen im wesentlichen parallel zu den Seitenrändern 4 und 5.
Wie in Fig. 2 gezeigt, sind mehrere, beim dargestellten Ausführungsbeispiel vier Filterbeutel 1 in einem Rahmen 11 zu - 9 -
einem Taschenluftfilter zusammengefaßt. Die jeweils durch die Zwischenlage 7 gebildeten Abstandsstege in den einzelnen Filterbeuteln 1 halten jeweils die beiden Seitenwände 2, 3 im Betriebszustand, d.h. beim Durchströmen von Luft, auf einem vorgegebenen gegenseitigen Abstand. Dadurch läßt sich im Taschenluftfilter ein vorgegebener gleichmäßiger Abstand a zwischen benachbarten Filterbeuteln 1 einhalten, wodurch eine gleichmäßige und unbehinderte Luftabströmung gewährleistet ist .
Das Verfahren zu Herstellung der Filterbeutel 1 wird nachfolgend anhand der Fig. 5-9 beschrieben.
Von Rollen 12 und 13 (Fig. 5) wird jeweils eine endlose Bahn 14 bzw. 15 von Filtermaterial abgezogen und einer Schweißstation 16 zugeführt. Zugleich wird von einer Rolle 18a eine endlose Zwischenlagebahn 18 abgezogen und zwischen den beiden Bahnen 14 und 15 ebenfalls der Schweißstation 16 zugeführt.
In der Schweißstation 16 sind mehrere als Ultraschallwerkzeuge (Sonotroden) ausgeführte Schweißköpfe 17 in Bahnquerrichtung nebeneinander über der oberen Bahn 15 angeordnet. Jeder der Schweißköpfe 17 ist gesondert ansteuerbar. Eine Schweißgegenfläche 19 ist den Schweißköpfen 17 gegenüberliegend unterhalb der unteren Bahn 14 angeordnet. Beim Schweißvorgang wird das zu schweißende Material gegen die Schweißgegenfläche 19 gepreßt und es wird eine Ultraschallwirkung auf das zu verschweißende Material ausgeübt . - 1 0 -
Ein erster Trennstreifen 20 ist zwischen der Zwischenlage 18 und der unteren Bahn 14 unmittelbar vor dem Einlauf in die Schweißstation 16 angeordnet. Der Trennstreifen 20 ist an einem Ende mit einem druckmittelbetätigten doppelseitig wirkenden Vorschubzylinder 21 verbunden (in Fig. 5 nur schematisch angedeutet) .
In entsprechender Weise ist ein zweiter Trennstreifen 22 zwischen der Zwischenlage 18 und der oberen Bahn 15 unmittelbar vor der Schweißstation 16 angeordnet. Dieser zweite Trennstreifen 22 ist ebenfalls an seinem Ende mit einem doppelseitig wirkenden Vorschubzylinder 23 verbunden (in Fig. 5 nur schematisch angedeutet) .
Beide Trennstreifen 20, 22 können durch Ansteuerung ihrer Vorschubzylinder 21 bzw. 23 wahlweise in den Schweißbereich zwischen den Schweißköpfen 17 und der Schweißgegenfläche 19 der Schweißstation 16 in Bahnlaufrichtung eingeschoben und in entgegengesetzter Richtung wieder zurückgezogen werden. Die Trennstreifen 20 und 22 bestehen aus einem Material (beispielsweise PTFE) , das im Arbeitsbereich der Sonotroden je nach Einschubposition die Verschweißung der Bahn 14 mit der Zwischenlagebahn 18 bzw. der Bahn 15 mit der Zwischenlagebahn 18 verhindert. Die Trennstreifen 20, 22 sind mit der - 1 1 -
Zwischenlagebahn 18 und mit den Bahnen 14, 15 nicht verschweißbar und müssen so dimensioniert werden, daß die für die Schweißung erforderliche Ultraschallwirkung durch die Trennstreifen 20, 22 hindurch übertragen wird.
Wenn in der in Fig. 5 gezeigten Stellung die Schweißköpfe 17 betätigt werden, wobei sich beide Trennstreifen 20, 22 außerhalb der Schweißstation 16 befinden, werden alle drei Lagen 14, 15 und 18 zur Bildung einer Verschweißung am Seitenrand 4 miteinander verschweißt. Sodann werden die Bahnen 14, 15 und 18 nach dem Öffnen der Schweißstation 16 gemeinsam um einen dem Abstand t (Fig. 3) entsprechenden, gesteuerten Vorschubschritt nach links in Fig. 5 weiterbewegt. Zugleich wird der obere Trennstreifen 22 durch Ansteuerung der Vorschubzylinders 23 in den Bereich zwischen den Schweißköpfen 17 und der Schweißgegenfläche 19 vorgeschoben, wie in Fig. 6 gezeigt ist.
Bei dem in dieser Stellung ausgeführten Schweißvorgang wird die Zwischenlagebahn 18 nur mit der unteren Bahn 14 von Filtermaterial verschweißt, während der Trennstreifen 22 eine Verschweißung zwischen der Zwischenlagebahn 18 und der oberen Bahn 15 von Filtermaterial verhindert. An dieser Stelle entsteht somit eine Schweißnaht 9, wie bei Fig. 1 beschrieben.
Nach einem erneuten Vorschubschritt der Bahnen 14, 15 und 18 um einen Weg t wird vor dem nächsten Schweißvorgang der erste Trennstreifen 20 durch Ansteuerung seines Vorschubzylinders 21 in den Schweißbereich vorgeschoben, während zugleich der zweite Trennstreifen 22 in entgegengesetzter Richtung - 1 2 -
zurückgezogen wird. Beim nachfolgenden Schweißvorgang (Fig.
7) erfolgt nur eine Verschweißung der Zwischenlagebahn 18 mit der oberen Bahn 15; es wird somit eine Schweißnaht 8 gebildet .
Die Fig. 8 und 9 zeigen die nachfolgenden Verfahrensschritte, wobei die in Fig. 8 gezeigte Stellung der Stellung nach Fig.
6 und die in Fig. 9 gezeigte Stellung der Stellung nach Fig.
7 entsprechen.
Nach mehreren Schweißzyklen, bei denen abwechselnd die Schweißnähte 8 und 9 gebildet werden, werden schließlich wieder alle drei Bahnen 14, 15 und 18 zur Bildung des zweiten verschweißten Seitenrandes 5 miteinander verschweißt. Die so gebildeten Filterbeutel können entlang der Schweißnähte für die Seitenränder 4 und 5 voneinander getrennt werden.
Die Schweißung am Bodenrand 6 kann durch eine (nicht dargestellte) Rollenschweißstation kontinuierlich bei dem Vorschub der Bahnen 14, 15 und 18 erfolgen.
Bei dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel liegt die hinterste Schweißkopf 17 ' außerhalb des Bereichs der Zwischenlagebahn 18. Durch Ansteuerung dieses Schweißkopfes 17' können gleichzeitig mit den Schweißnähten 9 auch die Schweißnähte 10 im Bereich nahe dem Bodenrand 6 erfolgen. Die Position der Schweißnähte 10 kann grundsätzlich unabhängig von der Position der Schweißnähte 8 und 9 gewählt werden.
In entsprechender Weise kann durch Steuerung der vorgegebenen Positionierabstände, der Trennstreifen 20, 22 und der - 1 3 -
Schweißköpfe 17 bzw. 17' die jeweils gewünschte Konfigeration eines Filterbeutels geschweißt werden, der als Abstandsstege eine zickzackförmige Zwischenbahn 7 enthält. Es sind auch mehrere nebeneinander angeordnete Zwischenbahnen nach diesem Prinzip schweißbar, wodurch unterschiedliche Abstände der Seitenwände 2, 3 erzeugt werden können, indem die Anzahl der Schweißnähte für jede Zwischenlage unterschiedlich gewählt wird. Durch die Anzahl und Anordnung der den Schweißnähten 10 entsprechenden Abschweißungen ohne Einzug einer Zwischenlage kann eine Optimierung der Filterbeutelgeometrie vorgenommen werden, die zu einer optimalen Reduzierung des Strömungswiderstandes im Betriebszustand führt.

Claims

- 1 4 -Filterbeutel für Taschenluftfilter und Verfahren zu dessen HerstellungP a t e n t a n s p r ü c h e
1. Filterbeutel (1) für Taschenluftfilter, bestehend aus zwei an ihren beiden Seitenrändern (4, 5) und ihrem Bodenrand (6) miteinander verschweißten Seitenwänden (2, 3) aus luftdurchlässigem, durch Ultraschall schweißbarem Filtermaterial, die mindestens auf einem Teil ihrer Fläche durch eingeschweißte, im wesentlichen parallel zu den Seitenwänden (2, 3) verlaufende Abstandsstege miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsstege durch eine aus einer flexiblen Materialbahn bestehende Zwischenlage (7) gebildet werden, die abwechselnd mit jeweils einer der beiden Seitenwände (2 bzw. 3) verschweißt ist.
2. Filterbeutel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (7) an im wesentlichen parallel zu den Seitenrändern (4, 5) verlaufenden, durch Ultraschallschweißung hergestellten Schweißnähten (8 bzw. 9) abwechselnd mit der einen und der anderen Seitenwand (2 bzw. 3) verbunden ist .
3. -Filterbeutel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlager (7) aus einer einstückigen Materialbahn (18) besteht und mit den beiden Seitenrändern (4, 5) der beiden Seitenwände (2, 3) verschweißt ist. - 1 5 -
4. Filterbeutel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Schweißnähte (8, 9) der Zwischenlage (7) in jeweils gleichem Abstand (t) zueinander angeordnet sind.
5. Filterbeutel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (7) im Abstand zum Bodenrand (6) angeordnet ist und daß die beiden Seitenwände (2, 3) im Bereich zwischen dem Bodenrand (6) und der Zwischenlage (17) durch im wesentlichen parallel zu den Seitenrändern (4, 5) verlaufende Schweißnähte (10) unmittelbar miteinander verbunden sind.
6. Verfahren zur Herstellung von Filterbeuteln nach einem der Ansprüche 1-5, wobei zwei Lagen von Filtermaterial an ihren beiden Seitenrändern (4, 5) und einem Bodenrand (6) miteinander durch Ultraschall verschweißt werden und mit dazwischen angeordneten Abstandsstegen durch Ultraschall verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei endlos zugeführte Bahnen (14, 15) von Filtermaterial an quer zur Bahnlängsrichtung verlaufenden, aufeinanderfolgenden Schweißnähten (8, 9) abwechselnd mit einer dazwischen endlos zugeführten Zwischenlagebahn (18) verschweißt werden, wobei die Ultraschallschweißung jeweils durch die beiden Bahnen
(14, 15) von Filtermaterial und durch die Zwischenlagebahn (18) hindurch erfolgt und in aufeinanderfolgenden Schweißvorgängen abwechselnd zwischen die Zwischenlagebahn (18) und die eine bzw. die andere Bahn (14 bzw. 15) von Filtermaterial jeweils eine nicht verschweißbare Trennplatte (20 bzw. 22) eingeschoben wird. - 1 6 -
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Trennplatten als quer zur Bahnlängsrichtung verlaufende Trennstreifen (20, 22) ausgeführt sind, die abwechselnd in Bahnlaufrichtung in den Schweißbereich und in entgegengesetzter Richtung aus diesem herausbewegt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Trennplatten (20, 22) beim Verschweißen der Seitenränder (4, 5) in einer aus dem Schweißbereich zurückgezogenen Stellung verbleiben.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bahnen (14, 15) von Filtermaterial und die Zwischenlagebahn (18) in gesteuerten Vorschubschritten einer Schweißstation (16) zugeführt werden, in der mindestens ein sich quer zur Bahnlängsrichtung erstreckender Ultraschall- Schweißkopf (17, 17') gegenüber einer Schweißgegenfläche (19) angeordnet ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schweißstation (16) mehrere, in Bahnquerrichtung nebeneinander angeordnete Schweißköpfe (17, 17') gesondert ansteuerbar sind.
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