WO2014173709A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von filterelementen - Google Patents

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WO2014173709A1
WO2014173709A1 PCT/EP2014/057430 EP2014057430W WO2014173709A1 WO 2014173709 A1 WO2014173709 A1 WO 2014173709A1 EP 2014057430 W EP2014057430 W EP 2014057430W WO 2014173709 A1 WO2014173709 A1 WO 2014173709A1
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WO
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embossing
filter
functional
filter material
plate
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PCT/EP2014/057430
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English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Eckl
Richard Jaisle
Bernd Schumacher
Original Assignee
Mahle International Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0001—Making filtering elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0084—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours provided with safety means
    • B01D46/009—Identification of filter type or position thereof, e.g. by transponders or bar codes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/52—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material
    • B01D46/521—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material
    • B01D46/523—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material with means for maintaining spacing between the pleats or folds

Definitions

  • the present invention relates to a filter element having the features of the preamble of claim 1 and a method and an apparatus for producing such filter elements.
  • the spacer elements of the functional structure cause the filter element, that the adjacent in the circumferential direction wrinkles can not create a flat against each other, but are supported on the spacer elements together.
  • the existing between adjacent in the circumferential direction wrinkles filter surface remains effective, whereby the operability of the filter element is improved.
  • Filter elements of this type which can be configured, for example, as ring filter elements or as plate filter elements, exist in virtually any dimensions.
  • the respective functional structure For this purpose, it is necessary to adapt the respective functional structure to the respective dimensions in order to be able to ensure the respective function.
  • the spacer elements are connected to the respective To adjust wrinkle height to prevent positioning of spacers in the region of a fold edge.
  • different embossing rollers with different functional embossing structures must also be provided in order to be able to produce the filter material for the various filter element types.
  • the production of the filter material for different filter element types can in principle be carried out with the same device, for which only the respective embossing roller must be replaced.
  • there is a correspondingly large space requirement In order to be able to store a corresponding number of embossing rollers for a large number of different filter element types, there is a correspondingly large space requirement.
  • the functional embossing structure is incorporated in a conventional manner directly into the outer circumference of the embossing roll. This is usually done by means of machining, in particular by turning processes and milling processes. Especially in turning processes, the possibility for shaping the functional structure, in particular for the spacer elements, is severely limited. In particular, by rotation processes on the embossing roll only annular elevations or recesses which are closed in the circumferential direction can be produced, which can be virtually arbitrarily segmented with the aid of milling processes parallel to the longitudinal central axis of the embossing cylinder.
  • the present invention is concerned with the problem of providing an improved embodiment for a device or for a method of the type mentioned above, which is characterized in that a variant formation for the filter elements with reduced effort is possible. Furthermore, a way is to be shown to increase the variety of possible geometries for the spacers or for the functional structures.
  • the present invention also deals with the problem of providing a filter element of the type mentioned above, an improved embodiment, which is characterized by an improved use of the embossed structures.
  • the invention is based on the general idea of equipping at least one fold in addition to the functional structure with an embossed information structure which haptically represents at least one product and / or manufacturer information, which is preferably also visually perceptible.
  • an embossed information structure which haptically represents at least one product and / or manufacturer information, which is preferably also visually perceptible.
  • Such a three-dimensional information structure differs from the usual functional structure, which does not represent information about the product or the manufacturer.
  • elements of the information structure may also serve as spacers, but need not.
  • Typical information structures are, for example, characters, pictures, pictograms. In particular, a trademark of the manufacturer can form such an information structure.
  • the information structure can also be designed in the manner of a bar code or dot code with the aid of dashes or dots.
  • the information structure in the manner of the Braille script can also be designed by means of dots.
  • a type number for the respective product, that is to say for the respective filter element, in the form of such an embossed information structure can be represented directly at the respective fold, eg as letter and / or number. combination of numbers.
  • characters are to be understood as meaning “typical” characters of "living" languages.
  • the embossed three-dimensional functional structures have a significantly simpler structure.
  • Such functional structures usually have only straight webs or ribs or punctiform nubs. Querfalze extending transversely to the longitudinal direction of the filter material can define folding edges to simplify the pleating or folding of the filter material. At the same time, the folded edges are stabilized thereby.
  • the geometrically simple spacer elements for example in the form of ribs and / or studs.
  • the function structure differs from the information structure, in particular haptically and / or optically.
  • the spacer elements can be configured as a stabilization or stiffening structure, which prevent or at least hinder a deformation of the filter material by the pressure applied during the filtration operation.
  • all the folds may have said embossed information structure. This makes it particularly easy to perceive the information presented so that any fold can be considered for this purpose.
  • At least one fold has only the functional structure, while at least one other fold has only the information structure.
  • the filter element is preferably a plate filter element with a preferably flat filter body or a ring filter element with an annular filter body.
  • a plate filter element may be injection molded or foamed in the usual manner, which is suitably arranged laterally closed circumferentially on the filter body.
  • a ring filter element may in the usual way have two end disks, which are arranged on the axial end faces of the annular filter body.
  • the end plates can be molded, foamed or glued, welded or anplast melt.
  • the present invention is based on the general idea, with regard to the device or method, of forming the functional embossing structure not directly on the embossing roll, but on an embossing plate, which represents a separate component with respect to the embossing roll and which can be fastened on the outer circumference of the embossing roll.
  • This makes it possible to use the same embossing roller with different embossing plates for producing filter material for different filter element types.
  • the cost of producing such different embossing plates is significantly less than the cost of producing different embossing rollers.
  • the respective Rolls themselves have a un structured or smooth outer skin on which the embossing plate is placed.
  • the respective embossing plate can be made of a flexurally elastic material, so that it can be bent elastically into the cylindrical shape of the embossing roller for attachment to the embossing roller, while it is flat in the unbent state.
  • the respective embossing plate can be stored in a particularly space-saving manner, so that it is possible with a small space requirement to stock a large number of different embossing plates.
  • the introduction of the respective embossing structure into the embossing plate is simplified when the embossing plate is aligned.
  • etching processes can also be used in order to produce the respective embossed structure. Also simplifies a milling process, since virtually only a two-dimensional milling is required to form the respective embossing pattern in the flat stamping plate.
  • the embossing plate may be secured by magnetic force to the embossing roller.
  • the embossing plate is particularly easy to attach to the embossing roller and solve it, whereby a rapid change of the embossing plate is simplified.
  • the embossing plate may at least partially consist of a ferromagnetic material, while the embossing roller consists at least on its outer periphery of a magnetic material.
  • the embossing roller itself generates the required magnetic force, can be dispensed with additional, separate magnetic fastening means, which greatly simplifies the installation of the embossing plate on the embossing roller.
  • at least one jacket of the embossing roller may consist of the magnetic material.
  • the embossing roller on her coat equipped with several permanent magnets.
  • the embossing plate may also have an information onsgarge homemade which is configured negatively to an information structure and the at least one folding and at least one producer and / or product information optically and / or haptically recognizable impressed into the filter material.
  • an information onsgarge founded which is configured negatively to an information structure and the at least one folding and at least one producer and / or product information optically and / or haptically recognizable impressed into the filter material.
  • the manufacturing method is expediently carried out in such a way that the filter material is folded only after impressing the functional structure and the information structure, for which purpose the device is provided with a corresponding pleating station for folding the filter material provided with the embossing.
  • the pleating station is then arranged with respect to the direction of movement of the filter material within the device behind an embossing station in which the embossing roller is located.
  • Fig. 1 is a greatly simplified schematic diagram of a schematic
  • FIG. 2 is a plan view of an embossing plate in a planar orientation
  • FIG. 3 is a greatly simplified side view of an embossing roll with a separate embossing plate
  • FIG. 5 is a greatly simplified isometric sectional view of a filter element configured as a plate filter element
  • Fig. 6 is a highly simplified, isometric sectional view of a filter element, which is designed as a ring filter element.
  • a device 1 by means of which filter elements 2 according to FIGS. 5 and 6 can be produced, comprises at least one cylindrical embossing roll 3, with the aid of which a web-shaped filter material 4 is embossed can be.
  • two embossing rollers 3 of this kind are shown by way of example only, which are prestressed against one another and thereby allow embossing of the filter material 4 on both sides, which is passed between the two embossing rollers 3 for this purpose.
  • the filter material 4 is fed almost endlessly from a supply roll 5.
  • the respective embossing roll 3 has on its outer circumference 6 a functional embossing structure 7 which is recognizable in FIG. 2 and which is configured negatively to a functional structure 8 shown by way of example in FIG. 6, so that the respective embossing roll 3 with the aid of this functional embossing structure 7 said functional structure 8 in the Can memorize filter material 4.
  • the device 1 also has, after the embossing rollers 3, a pleating station 9 in which the filter material 4 is folded after impressing the functional structure 8. Subsequently, the folded filter material 4 'is separated in a separation station 10 in order to produce individual filter bodies 1 1, consisting of folded filter material 4 or 4'. From these filter bodies 1 1 can then be the filter elements 2 produce.
  • the functional structure 8 can have fold structures extending transversely to the longitudinal direction 12 of the filter material 4, which are recognizable in the function embossing structure 7 as transverse lines and are designated by 13.
  • the folding 4 individual folds 14 are formed in the filter material, which extend in the longitudinal direction 12 of the filter material 4 each between two folding edges 15.
  • the functional structure 8 comprises spacer elements 16, which are shown purely by way of example in FIG.
  • the associated negatives are represented by lines in the function embossing structure 7 of FIG. 2 and denoted by 17.
  • At least one of the embossing rollers 3 has a stamping plate 18 produced in this respect separately, which is fastened to the outer circumference 6 of the respective embossing roller 3.
  • both embossing rollers 3 are each equipped with such an embossing plate 18.
  • the function embossing structure 7 of the respective embossing roll 3 is now formed on the respective embossing plate 18, which is fastened on the outer circumference 6 of the embossing roll 3 and thereby defines on this outer circumference 6 the function embossing structure 7 of the embossing roll 3.
  • the respective embossing plate 18 extends along the outer circumference 6 of the associated embossing roll 3 in the circumferential direction completely closed.
  • circumferential ends 19, 20 of embossing plate 18 abut one another flush in a circumferential joint 21.
  • the embossing plate 18 is expediently designed to be elastic, which can be achieved by an appropriate choice of material in conjunction with a corresponding plate thickness. Conceivable, therefore, in particular, metallic stamping plates 18, which are flexible due to their small plate thickness.
  • the elastic embossing plate 18 can be elastically bent according to FIGS. 1 and 4 in the cylindrical shape of the embossing roller 3. Likewise, it can be aligned in the unbent state shown in FIGS. 2 and 3. Expediently, the respective stamping plate 18 can be fixed by means of magnetic force to the associated embossing roller 3.
  • the embossing plate 18 made of a ferromagnetic material, such as iron, consists, that is magnetically attractable.
  • the associated embossing roller 3 is then at least on its outer periphery 6 of a magnetic material or carries a plurality of permanent magnets.
  • the embossing plate 18 shown in FIG. 2 may have, in addition to the function embossing structure 7, an information embossing structure 22 which is configured negatively to an information structure 23 shown in FIGS. 5 and 6.
  • This information embossing structure 22 is arranged on the embossing plate 18 so that it impresses the information structure 23 at least at one of the folds 14 during the production of the filter body 1 1, so that at least one manufacturer information and / or product information can be recognized haptically.
  • the embossed information structure 23 is then visually recognizable as a rule.
  • the information structure contains 23 individual characters, namely Latin letters, which represent here purely by way of example the name of the manufacturer of the filter element 2, ie represent a manufacturer information.
  • the embossing plate 18 can be aligned, which on the one hand enables a space-saving mounting of a large number of such embossing plates 18.
  • FIG. 2 shows several different functional embossing structures 7a to 7f for this purpose, which can preferably be used alternatively, but generally not cumulatively.
  • the function embossing structures 7a and 7f show punctiform elements for producing punctiform spacer elements 16 designed as knobs.
  • linear embossing elements for producing line-shaped or rib-shaped spacer elements 16 are reproduced.
  • these line elements are aligned parallel to the longitudinal direction of the filter material 4.
  • the line segments are arranged arrow-shaped.
  • the line-shaped embossing elements are arranged inclined relative to the longitudinal direction 12 of the filter material 4.
  • embossing plate 18 can be produced particularly simply by the planar alignment, namely in particular by conventional, two-dimensional production methods, such as, for example, milling methods, etching methods and erosion methods.
  • the filter element 2 may be a plate filter element 24, which preferably has a flat filter body 1 1.
  • a seal 25 may be molded or foamed, which rotates laterally closed completely.
  • the filter element 2 may be a ring filter element 26 having an annular filter body 1 1 and thereby defines a longitudinal central axis 27.
  • the ring filter element 26 has at its axial end faces in each case an end plate 28 which may be molded.
  • the respective end plate 28 is manufactured separately and firmly connected by plasticizing, welding or gluing with the filter material 4 and with the filter body 1 1.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Herstellen von Filterelementen, deren Filterkörper (11) aus einem gefalteten bahnförmigen Filtermaterial (4) besteht, wobei Falten (14) des Filterkörpers (11) eine in das Filtermaterial (4) eingeprägte Funktionsstruktur aufweisen, die Distanzelemente zum Beabstanden benachbarter Falten (14) umfasst, wobei die Vorrichtung (1) zumindest eine zylindrische Prägewalze (3) aufweist, die an ihrem Außenumfang (6) eine negativ zur Funktionsstruktur ausgestaltete Funktionsprägestruktur zum Einprägen der Funktionsstruktur in das Filtermaterial (4) aufweist, wobei die Funktionsprägestruktur an einer bezüglich der Prägewalze (3) separaten Prägeplatte (18) ausgebildet ist, die am Außenumfang (6) der Prägewalze (3) befestigt ist.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Filterelementen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen derartiger Filterelemente.
Aus der DE 197 43 890 A1 ist es grundsätzlich bekannt, Filterelemente herzustellen, deren Filterkörper jeweils aus einem gefalteten bahnförmigen Filtermaterial hergestellt ist, wobei die einzelnen Falten jeweils eine in das Filtermaterial eingeprägte, also dreidimensionale Funktionsstruktur aufweisen, die Distanzelemente zum Beabstanden benachbarter Falten umfasst. Für die Herstellung wird dabei eine Vorrichtung verwendet, die eine zylindrische Prägewalze aufweist, die an ihrem Außenumfang eine negativ zur Funktionsstruktur ausgestaltete Funktions- prägestruktur zum Einprägen der Funktionsstruktur in das Filtermaterial aufweist.
Die Distanzelemente der Funktionsstruktur bewirken beim Filterelement, dass sich die in der Umfangsrichtung benachbarten Falten nicht flächig aneinander anlegen können, sondern über die Distanzelemente aneinander abgestützt sind. Hierdurch bleibt die zwischen in der Umfangsrichtung benachbarten Falten vorhandene Filterfläche wirksam, wodurch die Funktionsfähigkeit des Filterelements verbessert ist.
Filterelemente dieser Art, die beispielsweise als Ringfilterelemente oder als Plat- tenfilterelemente konfiguriert sein können, existieren in nahezu beliebigen Abmessungen. Hierzu ist es erforderlich, die jeweilige Funktionsstruktur an die jeweiligen Abmessungen entsprechend anzupassen, um die jeweilige Funktion gewährleisten zu können. Beispielsweise sind die Distanzelemente an die jewei- lige Faltenhöhe anzupassen, um eine Positionierung von Distanzelementen im Bereich einer Faltenkante zu vermeiden. Dementsprechend müssen auch unterschiedliche Prägewalzen mit unterschiedlichen Funktionsprägestrukturen bereitgestellt werden, um das Filtermaterial für die verschiedenen Filterelement-Typen herstellen zu können. Dabei kann die Herstellung des Filtermaterials für verschiedene Filterelement-Typen grundsätzlich mit derselben Vorrichtung durchgeführt werden, wozu lediglich die jeweilige Prägewalze ausgetauscht werden muss. Um nun für eine Vielzahl unterschiedlicher Filterelement-Typen eine entsprechende Anzahl an Prägewalzen bevorraten zu können, besteht ein entsprechend großer Raumbedarf.
Bei der vorgenannten DE 197 43 890 A1 ist die Funktionsprägestruktur in herkömmlicher Weise unmittelbar in den Außenumfang der Prägewalze eingearbeitet. Dies erfolgt in der Regel mittels spanender Bearbeitung, insbesondere durch Drehprozesse und Fräsprozesse. Gerade bei Drehprozessen ist die Möglichkeit zur Formgebung für die Funktionsstruktur, insbesondere für die Distanzelemente, stark eingeschränkt. Insbesondere lassen sich durch Drehprozesse an der Prägewalze nur ringförmige, in der Umfangsrichtung geschlossen umlaufende Erhebungen oder Vertiefungen herstellen, die mit Hilfe von Fräsprozessen parallel zur Längsmittelachse des Prägezylinders quasi beliebig segmentiert werden können. Durch den Prägevorgang, bei dem die Prägewalze auf dem Filtermaterial abrollt, entstehen dann zwangsläufig Distanzelemente, die geradlinig, parallel zur Längsrichtung des bahnförmigen Filtermaterials ausgerichtet sind. Geradlinige Distanzelemente, die gegenüber der Längsrichtung des Filtermaterials geneigt sind, lassen sich mit herkömmlichen Prägewalzen somit nicht herstellen.
Des Weiteren ist die Erzeugung neuer Filterelement-Typen vergleichsweise aufwendig, da hierzu passende Prägewalzen mit zugehöriger Funktionsprägestruk- tur hergestellt werden müssen, was aus den vorgenannten Gründen mit vergleichsweise hohen Kosten verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Vorrichtung bzw. für ein Verfahren der vorstehend genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich dadurch auszeichnet, dass eine Variantenbildung für die Filterelemente mit einem reduzierten Aufwand möglich ist. Ferner soll ein Weg aufgezeigt werden, die Vielfalt der möglichen Geometrien für die Distanzelemente bzw. für die Funktionsstrukturen zu erhöhen. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich außerdem mit dem Problem, für ein Filterelement der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich durch einen verbesserten Nutzen der Prägestrukturen auszeichnet.
Die Erfindung beruht hinsichtlich des Filterelements auf dem allgemeinen Gedanken, zumindest eine Falte zusätzlich zur Funktionsstruktur mit einer eingeprägten Informationsstruktur auszustatten, die zumindest eine Produkt- und/oder Herstellerinformation haptisch darstellt, die vorzugsweise auch optisch wahrnehmbar ist. Eine derartige dreidimensionale Informationsstruktur unterscheidet sich dabei von der üblichen Funktionsstruktur, die keine Information zum Produkt bzw. zum Hersteller darstellt. Umgekehrt können Elemente der Informationsstruktur auch als Distanzelemente dienen, müssen aber nicht. Typische Informationsstrukturen sind beispielsweise Schriftzeichen, Bilder, Piktogramme. Insbesondere kann eine Handelsmarke des Herstellers eine derartige Informationsstruktur bilden. Die Informationsstruktur kann auch nach Art eines Strichcodes oder Punktcodes mithil- fe von Strichen bzw. Punkten ausgebildet sein. Auch kann die Informationsstruktur nach Art der Brailleschrift mittels Punkten ausgestaltet sein. Ebenso lassen sich beispielsweise eine Typennummer für das jeweilige Produkt, also für das jeweilige Filterelement, in Form einer derartigen eingeprägten Informationsstruktur unmittelbar an der jeweiligen Falte darstellen, z.B. als Buchstaben- und/oder Zah- lenkombination. Unter dem Begriff "Schriftzeichen" sind dabei bevorzugt "typische" Schriftzeichen "lebender" Sprachen zu verstehen.
Durch das Einprägen der Informationsstruktur ergibt sich ein erhöhter Nutzwert für die eingeprägten Strukturen. Insbesondere ist es dadurch möglich, eine Typenbezeichnung des jeweiligen Filterelements unmittelbar als derartige Informationsstruktur in die Falten des Filterkörpers einzuprägen. Im Unterschied zu einer mittels Farbe aufgedruckten Typenbezeichnung kann eine derartige eingeprägte Informationsstruktur nicht ausgewaschen werden, so dass auch nach längerem Gebrauch des Filterelements stets nachgeprüft werden kann, ob das richtige Filterelement verwendet wurde. Auch ist die Gefahr reduziert, dass irrtümlich ein falsches Filterelement verwendet wird, wodurch letztlich die Betriebssicherheit für die damit ausgerüsteten Filtereinrichtungen erhöht ist.
Im Unterschied zu derartigen eingeprägten dreidimensionalen Informationsstrukturen besitzen die eingeprägten dreidimensionalen Funktionsstrukturen einen deutlich einfacheren Aufbau. Derartige Funktionsstrukturen besitzen in der Regel nur geradlinige Stege oder Rippen oder punktförmige Noppen. Quer zur Längsrichtung des Filtermaterials verlaufende Querfalze können dabei Faltkanten definieren, um das Plissieren bzw. das Falten des Filtermaterials zu vereinfachen. Gleichzeitig werden dadurch die Faltkanten stabilisiert. Innerhalb der einzelnen Falten, also in der Längsrichtung des Filtermaterials zwischen aufeinanderfolgenden Faltenkanten bzw. Querfalzen, befinden sich dann die geometrisch einfachen Distanzelemente, beispielsweise in Form von Rippen und/oder Noppen. Somit unterscheidet sich die von der Informationsstruktur Funktionsstruktur, insbesondere haptisch und/oder optisch. Auch können somit die Distanzelemente als Stabilisierung- oder Versteifungsstruktur ausgestaltet sein, die eine Deformation des Filtermaterials durch den während des Filtrationsbetriebs anliegenden Druck verhindern oder zumindest behindern. Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform können alle Falten die genannte eingeprägte Informationsstruktur aufweisen. Hierdurch ist es besonders einfach, die damit dargestellte Information wahrzunehmen, da hierzu jede beliebige Falte betrachtet werden kann.
Alternativ kann dagegen vorgesehen sein, dass zumindest eine Falte nur die Funktionsstruktur aufweist, während zumindest eine andere Falte nur die Informationsstruktur aufweist.
Bevorzugt handelt es sich beim Filterelement um ein Plattenfilterelement mit vorzugsweise ebenem Filterkörper oder um ein Ringfilterelement mit ringförmigem Filterkörper. An ein Plattenfilterelement kann in üblicher Weise eine Dichtung angespritzt oder angeschäumt sein, die zweckmäßig seitlich geschlossen umlaufend am Filterkörper angeordnet ist. Ein Ringfilterelement kann in üblicher Weise zwei Endscheiben aufweisen, die an den axialen Stirnseiten des ringförmigen Filterkörpers angeordnet sind. Die Endscheiben können dabei angespritzt, angeschäumt oder angeklebt, angeschweißt oder anplastifiziert sein.
Die vorliegende Erfindung beruht hinsichtlich der Vorrichtung bzw. des Verfahrens auf dem allgemeinen Gedanken, die Funktionsprägestruktur nicht unmittelbar an der Prägewalze auszubilden, sondern an einer Prägeplatte, die bezüglich der Prägewalze ein separates Bauteil repräsentiert und die am Außenumfang der Prägewalze befestigt werden kann. Hierdurch ist es möglich, dieselbe Prägewalze mit unterschiedlichen Prägeplatten zum Herstellen von Filtermaterial für unterschiedliche Filterelement-Typen zu verwenden. Der Aufwand zum Herstellen derartiger unterschiedlicher Prägeplatten ist deutlich geringer als der Aufwand zur Herstellung unterschiedlicher Prägewalzen. Insbesondere kann die jeweilige Prä- gewalze selbst eine un strukturierte oder glatte Außenhaut aufweisen, auf weiche die Prägeplatte aufgelegt ist.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann die jeweilige Prägeplatte aus einem biegeelastischen Material hergestellt sein, so dass sie zum Anbauen an die Prägewalze elastisch in die Zylinderform der Prägewalze gebogen werden kann, während sie in ungebogenen Zustand eben ist. In diesem ebenen, ungebogenen Zustand lässt sich die jeweilige Prägeplatte besonders raumsparend lagern, so dass es mit geringem Raumbedarf möglich ist, eine Vielzahl unterschiedlicher Prägeplatten zu bevorraten. Des Weiteren vereinfacht sich das Einbringen der jeweiligen Prägestruktur in die Prägeplatte bei eben ausgerichteter Prägeplatte. Insbesondere können bei ebener Prägeplatte auch Ätzverfahren zur Anwendung kommen, um die jeweilige Prägestruktur zu erzeugen. Auch vereinfacht sich ein Fräsverfahren, da quasi nur ein zweidimensionales Fräsen erforderlich ist, um in der ebenen Prägeplatte die jeweilige Prägestruktur auszubilden.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Prägeplatte mittels Magnetkraft an der Prägewalze befestigt sein. Hierdurch lässt sich die Prägeplatte besonders einfach an der Prägewalze anbringen und davon lösen, wodurch auch ein rascher Wechsel der Prägeplatte vereinfacht ist.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Prägeplatte zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Material bestehen, während die Prägewalze zumindest an ihrem Außenumfang aus einem magnetischen Material besteht. Da somit die Prägewalze selbst die erforderliche Magnetkraft erzeugt, kann auf zusätzliche, separate magnetische Befestigungsmittel verzichtet werden, was die Montage der Prägeplatte an der Prägewalze erheblich vereinfacht. Dabei kann zumindest ein Mantel der Prägewalze aus dem magnetischen Material bestehen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, die Prägewalze an ihrem Mantel mit mehreren Permanentmagneten auszustatten. Ferner ist grundsätzlich auch möglich, die Prägeplatte aus dem magnetischen Material und die Prägewalze zumindest im Bereich ihres Mantels aus dem ferromagnetischen Material herzustellen.
Bei einer anderen Ausführungsform kann die Prägeplatte auch eine Informati- onsprägestruktur aufweisen, die negativ zu einer Informationsstruktur ausgestaltet ist und die an wenigstens einer Falte wenigstens eine Hersteller- und/oder Produktinformation optisch und/oder haptisch erkennbar in das Filtermaterial einprägt. Auf diese Weise lassen sich mit Hilfe der hier vorgestellten Vorrichtung bzw. mit Hilfe des hier vorgestellten Verfahrens auch die vorstehend vorgestellten Filterelemente herstellen.
Das Herstellungsverfahren wird dabei zweckmäßig so durchgeführt, dass das Filtermaterial erst nach dem Einprägen der Funktionsstruktur und der Informationsstruktur gefaltet wird, wozu die Vorrichtung mit einer entsprechenden Plissierstation zum Falten des mit der Prägung versehenen Filtermaterials vorgesehen ist. Die Plissierstation ist dann bezüglich der Bewegungsrichtung des Filtermaterials innerhalb der Vorrichtung hinter einer Prägestation angeordnet, in der sich die Prägewalze befindet.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer
Vorrichtung zum Herstellen von gefaltetem, geprägtem Filtermaterial für Filterelemente,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Prägeplatte bei ebener Ausrichtung,
Fig. 3 eine stark vereinfachte Seitenansicht einer Prägewalze mit davon separierter Prägeplatte,
Fig. 4 eine Seitenansicht der Prägewalze mit daran angebrachter Prägeplatte,
Fig. 5 eine stark vereinfachte isometrische Schnittansicht eines Filterelements, das als Plattenfilterelement ausgestaltet ist,
Fig. 6 eine stark vereinfachte, isometrische Schnittansicht eines Filterelements, das als Ringfilterelement ausgestaltet ist.
Entsprechend Fig. 1 umfasst eine Vorrichtung 1 , mit deren Hilfe Filterelemente 2 gemäß den Figuren 5 und 6 hergestellt werden können, zumindest eine zylindrische Prägewalze 3, mit deren Hilfe ein bahnförmiges Filtermaterial 4 geprägt werden kann. Im Beispiel der Fig. 1 sind rein exemplarisch zwei derartige Prägewalzen 3 dargestellt, die gegeneinander vorgespannt sind und dadurch eine beidseitige Prägung des Filtermaterials 4 ermöglichen, das hierzu zwischen den beiden Prägewalzen 3 hindurchgeführt wird. Das Filtermaterial 4 wird quasi endlos von einer Vorratsrolle 5 zugeführt.
Die jeweilige Prägewalze 3 weist an ihrem Außenumfang 6 eine in Fig. 2 erkennbare Funktionsprägestruktur 7 auf, die negativ zu einer exemplarisch in Fig. 6 dargestellten Funktionsstruktur 8 ausgestaltet ist, so dass die jeweilige Prägewalze 3 mit Hilfe dieser Funktionsprägestruktur 7 besagte Funktionsstruktur 8 in das Filtermaterial 4 einprägen kann.
Die Vorrichtung 1 weist außerdem nach den Prägewalzen 3 eine Plissierstation 9 auf, in der das Filtermaterial 4 nach dem Einprägen der Funktionsstruktur 8 gefaltet wird. Anschließend wird das gefaltete Filtermaterial 4' in einer Trennstation 10 separiert, um einzelne Filterkörper 1 1 , bestehend aus gefaltetem Filtermaterial 4 bzw. 4', herzustellen. Aus diesen Filterkörpern 1 1 lassen sich dann die Filterelemente 2 herstellen.
Um das Falten bzw. Plissieren des Filtermaterials 4 zu vereinfachen, kann die Funktionsstruktur 8 quer zur Längsrichtung 12 des Filtermaterials 4 verlaufende Falzstrukturen aufweisen, die in der Funktionsprägestruktur 7 als quer verlaufende Linien erkennbar sind und mit 13 bezeichnet sind. Durch die Faltung werden im Filtermaterial 4 einzelne Falten 14 ausgebildet, die sich in der Längsrichtung 12 des Filtermaterials 4 jeweils zwischen zwei Faltkanten 15 erstrecken.
Um zwischen aufeinanderfolgenden Falten 14 stets einen gewissen Mindestabstand gewährleisten zu können, umfasst die Funktionsstruktur 8 Distanzelemente 16, die rein exemplarisch in Fig. 6 dargestellt sind. Die zugehörigen Negative sind in der Funktionsprägestruktur 7 der Fig. 2 durch Linien dargestellt und mit 17 bezeichnet.
Bei der hier vorgestellten Vorrichtung 1 weist zumindest eine der Prägewalzen 3 eine diesbezüglich separat hergestellte Prägeplatte 18 auf, die am Außenumfang 6 der jeweiligen Prägewalze 3 befestigt ist. Im Beispiel der Fig. 1 sind beide Prägewalzen 3 jeweils mit einer derartigen Prägeplatte 18 ausgestattet. Die Funktionsprägestruktur 7 der jeweiligen Prägewalze 3 ist nunmehr an der jeweiligen Prägeplatte18 ausgebildet, die am Außenumfang 6 der Prägewalze 3 befestigt ist und dadurch an diesem Außenumfang 6 die Funktionsprägestruktur 7 der Prägewalze 3 definiert. In den hier gezeigten Beispielen erstreckt sich die jeweilige Prägeplatte 18 entlang des Außenumfangs 6 der zugehörigen Prägewalze 3 in der Umfangsrichtung vollständig geschlossen. Insbesondere stoßen Umfangsenden 19, 20 der Prägeplatte 18 in einem Umfangsstoß 21 bündig aneinander an.
Entsprechend den Fig. 1 bis 4 ist die Prägeplatte 18 zweckmäßig elastisch ausgestaltet, was durch eine entsprechende Materialauswahl in Verbindung mit einer entsprechenden Plattenstärke realisierbar ist. Denkbar sind daher insbesondere auch metallische Prägeplatten 18, die aufgrund ihrer geringen Plattenstärke biegeelastisch sind. Die elastische Prägeplatte 18 kann gemäß den Fig. 1 und 4 in die Zylinderform der Prägewalze 3 elastisch gebogen werden. Ebenso kann sie im ungebogenen Zustand gemäß den Fig. 2 und 3 eben ausgerichtet werden. Zweckmäßig kann die jeweilige Prägeplatte 18 mittels Magnetkraft an der zugehörigen Prägewalze 3 befestigt werden. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausführungsform, bei der die Prägeplatte 18 aus einem ferromagnetischen Material, wie z.B. Eisen, besteht, also magnetisch anziehbar ist. Die zugehörige Prägewalze 3 besteht dann zumindest an ihrem Außenumfang 6 aus einem magnetischen Material oder trägt mehrere Permanentmagnete. Die in Fig. 2 gezeigte Prägeplatte 18 kann zusätzlich zur Funktionsprägestruktur 7 eine Informationsprägestruktur 22 aufweisen, die negativ zu einer in den Fig. 5 und 6 dargestellten Informationsstruktur 23 ausgestaltet ist. Diese Informationsprägestruktur 22 ist an der Prägeplatte 18 so angeordnet, dass sie beim Herstellen der Filterkörper 1 1 zumindest an einer der Falten 14 die Informationsstruktur 23 einprägt, so dass wenigstens eine Herstellerinformation und/oder eine Produktinformation haptisch erkennbar wird. Die eingeprägte Informationsstruktur 23 ist in der Regel dann auch optisch erkennbar. Beim hier gewählten Beispiel beinhaltet die Informationsstruktur 23 einzelne Schriftzeichen, nämlich lateinische Buchstaben, die hier rein exemplarisch den Namen des Herstellers des Filterelements 2 darstellen, also eine Herstellerinformation repräsentieren.
Gemäß Fig. 2 und 3 lässt sich die Prägeplatte 18 eben ausrichten, was einerseits eine raumsparende Lagerung einer Vielzahl derartiger Prägeplatten 18 ermöglicht. Andererseits vereinfacht sich dadurch das Einbringen komplexer Prägestrukturen 7, 22 in die Prägeplatte 18. Rein exemplarisch sind in Fig. 2 hierzu mehrere unterschiedliche Funktionsprägestrukturen 7a bis 7f dargestellt, die bevorzugt alternativ zur Anwendung kommen können, jedoch in der Regel nicht kumulativ. Zur vereinfachten Veranschaulichung sind die jedoch in Fig. 2 kumulativ auf derselben Prägeplatte 18 angeordnet, um unterschiedliche Gestaltungsmöglichkeiten für die einzelnen Funktionsprägestrukturen 7 und somit für die damit herstellbaren Funktionsstrukturen 8 zu veranschaulichen.
Rein exemplarisch zeigen die Funktionsprägestrukturen 7a und 7f punktförmige Elemente zum Erzeugen von punktförmigen, als Noppen ausgestalteten Distanzelementen 16. Bei der Funktionsprägestruktur 7b bis 7e sind linienförmige Prägeelemente zum Herstellen linienförmiger oder rippenförmiger Distanzelemente 16 wiedergegeben. Bei der Funktionsprägestruktur 7b sind diese Linienelemente parallel zur Längsrichtung des Filtermaterials 4 ausgerichtet. Bei der Funktions- prägestruktur 7c sind die Liniensegmente pfeilförmig angeordnet. Bei den Funkti- onsprägestrukturen 7d und 7e sind die linienförmigen Prageelemente gegenüber der Längsrichtung 12 des Filtermaterials 4 geneigt angeordnet. Es ist klar, dass grundsätzlich auch beliebige andere Funktionsprägestrukturen 7 sowie beliebige Informationsprägestrukturen 22 realisierbar sind, wobei dies durch die ebene Ausrichtung die Prägeplatte 18 besonders einfach herstellbar sind, nämlich insbesondere durch herkömmliche, zweidimensionale Herstellungsverfahren, wie z.B. Fräsverfahren, Ätzverfahren und Erodierverfahren.
In den Fig. 5 und 6 sind rein exemplarisch zwei mögliche Konfigurationen für Filterelemente 2 wiedergegeben, die mit Hilfe der hier vorgestellten Vorrichtung 1 bzw. mit Hilfe der Vorrichtung 1 realisierbaren Herstellungsverfahrens hergestellt werden können. Gemäß Fig. 1 kann das Filterelement 2 ein Plattenfilterelement 24 sein, das vorzugsweise einen ebenen Filterkörper 1 1 besitzt. An den Filterkörper 1 1 kann eine Dichtung 25 angespritzt oder angeschäumt sein, die seitlich vollständig geschlossen umläuft.
Gemäß Fig. 6 kann das Filterelement 2 ein Ringfilterelement 26 sein, das einen ringförmigen Filterkörper 1 1 besitzt und dadurch eine Längsmittelachse 27 definiert. Das Ringfilterelement 26 besitzt an seinen axialen Stirnseiten jeweils eine Endscheibe 28, die angespritzt sein kann. Bevorzugt ist die jeweilige Endscheibe 28 jedoch separat hergestellt und durch Plastifizierung, Schweißen oder Kleben fest mit dem Filtermaterial 4 bzw. mit dem Filterkörper 1 1 verbunden.

Claims

Ansprüche
1 . Filterelement mit einem Filterkörper (1 1 ) aus einem gefalteten bahnförmigen Filtermaterial (4), dessen Falten (14) eine in das Filtermaterial (4) eingeprägte Funktionsstruktur (8) aufweisen, die Distanzelemente (16) zum Beabstanden benachbarter Falten (14) umfasst,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine Falte (14) eine in das Filtermaterial (4) eingeprägte Informationsstruktur (23) aufweist, die wenigstens eine Produkt- und/oder Herstellerinformation optisch und/oder haptisch darstellt.
2. Filterelement nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass alle Falten (14) die eingeprägte Informationsstruktur (23) aufweisen.
3. Filterelement nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine Falte (14) nur die Funktionsstruktur (8) aufweist, während zumindest eine andere Falte (14) nur die Informationsstruktur (23) aufweist.
4. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Filterelement (2) ein Plattenfilterelement (24) mit ebenem Filterkörper (1 1 ) oder ein Ringfilterelement (26) mit ringförmigem Filterkörper (1 1 ) ist.
5. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Distanzelemente (16) als Versteifungsstruktur ausgestaltet sind.
6. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Funktionsstruktur (8) haptisch und/oder optisch von der Informationsstruktur (23) unterscheidet.
7. Vorrichtung zum Herstellen von Filterelementen (2), deren Filterkörper (1 1 ) aus einem gefalteten bahnförmigen Filtermaterial (4) besteht, wobei Falten (14) des Filterkörpers (1 1 ) eine in das Filtermaterial (4) eingeprägte Funktionsstruktur (8) aufweisen, die Distanzelemente (16) zum Beabstanden benachbarter Falten (14) umfasst, wobei die Vorrichtung (1 ) zumindest eine zylindrische Prägewalze (3) aufweist, die an ihrem Außenumfang (6) eine negativ zur Funktionsstruktur (8) ausgestaltete Funktionsprägestruktur (7) zum Einprägen der Funktionsstruktur (8) in das Filtermaterial (4) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Funktionsprägestruktur (7) an einer bezüglich der Prägewalze (3) separaten Prägeplatte (18) ausgebildet ist, die am Außenumfang (6) der Prägewalze (3) befestigt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Prägeplatte (18) zum Anbauen an die Prägewalze (3) elastisch in die Zylinderform der Prägewalze (3) gebogen ist, während sie im ungebogenen Zustand eben ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
dass die Prägeplatte (18) mittels Magnetkraft an der Prägewalze (3) befestigt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Prägeplatte (18) aus einem ferromagnetischen Material besteht, während die Prägewalze (3) zumindest an ihrem Außenumfang (6) aus einem magnetischen Material besteht.
1 1 . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Prägeplatte (18) auch eine Informationsprägestruktur (22) aufweist, die negativ zu einer Informationsstruktur (23) ausgestaltet ist, und die an wenigstens einer Falte (4) wenigstens eine Hersteller- und/oder Produktinformation optisch und/oder haptisch erkennbar in das Filtermaterial (4) einprägt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Plissierstation (9) zum Falten des mit der Prägung versehenen Filtermaterials (4) vorgesehen ist.
13. Verfahren zum Herstellen von Filterelementen (2), deren Filterkörper (1 1 ) aus einem gefalteten, bahnförmigen Filtermaterial (4) hergestellt ist, wobei Falten (14) des Filterkörpers (1 1 ) eine in das Filtermaterial (4) eingeprägte Funktionsstruktur (8) aufweisen, die Distanzelemente (16) zum Beabstanden benachbarter Falten (14) umfasst,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine negativ zur Funktionsstruktur (8) ausgestaltete Funktionsprä- gestruktur (7) in wenigstens eine Prägeplatte (18) eingebracht wird, dass die jeweilige Prägeplatte (18) an einem Außenumfang (6) einer zylindrischen Prägewalze (3) befestigt wird,
dass das Filtermate al (4) mit der Prägewalze (3) geprägt wird, derart, dass die Funktionsprägestruktur (7) die Funktionsstruktur (8) erzeugt.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Einbringen der Funktionsprägestruktur (7) in die Prägeplatte (18) erfolgt, wenn die Prägeplatte (18) eben ausgerichtet ist.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass in die Prägeplatte (18) außerdem eine Informationsprägestruktur (22) eingebracht wird, die negativ zu einer Informationsstruktur (23) ausgestaltet ist und die an wenigstens einer Falte (14) wenigstens eine Hersteller- und/oder Produktinformation optisch und/oder haptisch erkennbar in das Filtermaterial (4) einprägen kann.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Filtermaterial (4) nach dem Prägen gefaltet wird.
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