WO2015082584A1

WO2015082584A1 - Filterelement mit filterbalg

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Publication number: WO2015082584A1
Application number: PCT/EP2014/076499
Authority: WO
Inventors: Johannes Grad; Margarete DREXLER; Kathrin Lichtenwalter; Helmut BRENNEIS; Anton Kreiner; Marius PANZER; Florentin Van Uffelen; Andreas Franz
Original assignee: Mann+Hummel Gmbh
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2015-06-11
Also published as: CN105764594A; US20170001138A1; DE102014018233A1; US10252208B2; EP3077078A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filterelement (10) zum Filtern eines Fluids, umfassend einen Filterbalg (12) aus einem Filtermedium (14), das entlang von Faltkanten (26) zickzackförmig zu Falten (34) gefaltet ist, die sich jeweils zwischen gegenüberliegenden Stirnkanten (22a, 22b) des Filterbalgs (12) erstrecken, und welches Filtermedium (14) zur Durchströmung mit dem Fluid von einer Rohseite (50) des Filterelements zu einer Reinseite (52) vorgesehen ist. Dabei weist das Filtermedium (14) an wenigstens einer seiner durchströmten Oberflächen eine oder mehrere Wülste (42) auf, welche quer zu Faltkanten (26) des Filtermediums (14) verlaufen und welche im bestimmungsgemäßen Betriebszustand des Filterbalgs (12) ein Strömenwenigstens eines Teilsdes Fluids senkrecht zu den Faltkanten (26) des Filterbalgs (12) bewirken. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung des Filterelements (10) als Rundfilterelement, insbesondere als Rundfilterelement einer Brennkraftmaschine, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Filterelements (10) und eine Anlage zur Herstellung eines Filterelements (10).

Description

Beschreibung

Filterelement mit Filterbalg Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Filterelement zum Filtern eines Fluids mit einem Filterbalg aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium, insbesondere zur Verwendung als Rundfilter einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung eines solchen Filterelements.

Stand der Technik

Stirnfalten sind die beiden äußeren Falten, an gegenüberliegenden Stirnseiten des Fil- terbalges eines Filterelements. Stirnränder sind die beiden freien Ränder des Filtermediums aus dem der Filterbalg gebildet wird, welche entlang der Stirnfalten verlaufen und diese an den Stirnseiten des Filterbalges begrenzen. Stirnkanten des Filterbalges sind die beiden anderen freien Ränder des Filterbalges, die sich zwischen den Stirnrändern erstrecken und entsprechend der Faltung des Filterbalges verlaufen. Die Faltkanten sind die Kanten, entlang denen das Filtermedium gefaltet ist. Bei einem vom Markt her bekannten zickzackförmig gefalteten, etwa quaderförmigen Filterbalg sind die Stirnränder und die Faltkanten in der Regel gerade und verlaufen parallel zueinander. Die Stirnkanten verlaufen von der Seite auf den Filterbalg betrachtet zickzackförmig und senkrecht zu den Stirnrändern und den Faltkanten. Vor dem Falten des Filtermediums ver- laufen die Stirnkanten des später eine etwa quaderförmige gedachte Umhüllende aufweisenden Filterbalges gerade und parallel zueinander. Die gedachte Umhüllende wird durch die Stirnkanten, die auf einer Reinfluidseite des Filterbalges benachbarten Faltkanten bzw. Stirnränder und die auf einer Rohfluidseite benachbarten Faltkanten bzw. Stirnränder aufgespannt.

Bei Filterbälgen von Flachfilterelementen sind die Filtermedien nicht geschlossen, das heißt, die Stirnfalten sind ebenso wie die Stirnkanten nicht miteinander verbunden. Im Unterschied dazu sind bei Filterbälgen von Rundfilterelementen die Filtermedien ge- schlössen, das heißt, ihre Stirnfalten sind miteinander verbunden. Filterbälge von Flachfilterelementen können dabei eben sein, aber auch Biegungen in unterschiedliche Richtungen aufweisen. In Filtersystemen, in denen wiederholte oder zyklische Fluktuationen der Durchflussrate des zu filternden Fluids durch das Filter auftreten, kann das Versagen des Filters durch Ermüden ein Problem darstellen. Dies tritt insbesondere bei Systemen mit großen Durchflussveränderungen, d. h. von null bis zum vollen Durchfluss und zurück zu null, auf, wie dies beispielsweise in Filtersystemen für Kolbenpumpen der Fall ist, wie sie in Energieanlagen verwendet werden. Diese Fließzyklen verursachen entsprechende Zyklen in den Differenzdrücken im Filter, die typischerweise in einer atmenden Durchbiegung in dem gefalteten Medium des Filters resultieren. Wenn das gefaltete Medium aus einer Filterschicht und einer Träger- und Drainageschicht zusammengesetzt ist, kann bei der Biegung des gefalteten Mediums die Träger- und Drainageschicht an der Filter- schicht hin und her reiben. Da die Träger- und Drainageschicht typischerweise rauer ist als die Filterschicht, kann dieses Reiben Schwachpunkte hervorrufen, die im Betrieb reißen können. Diese Art von Fehler ist als Ermüdungsfehler bekannt.

Aus der EP 0 470 485 A2 ist ein Filtersystem bekannt, das ein gefaltetes Filterelement aufweist mit sich längs erstreckenden Falten, die Kuppen aufweisen, und eine Umhüllung, die schraubenförmig um das Filterelement gewickelt ist und an den Kuppen der Falten anliegt und Öffnungen für die Vergrößerung der Schmutzkapazität des Filterelements besitzt, wobei die Gesamtfläche der Öffnungen kleiner ist als ungefähr die Hälfte der gesamten Oberfläche, die durch die Kuppen der Falten definiert ist. Weiter weist das Filterelement ein gefaltetes Composite auf, mit einer ersten und einer zweiten extrudierten polymeren Geflechtschicht und einer Filterschicht, die zwischen diesen angeordnet ist.

Offenbarung der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Filterelement zum Filtern eines Fluids zu schaffen, das auf herstellungs- und kostenmäßig günstige Art eine Stabilisierungs- und Drainagemöglichkeit im Filtermedium vorzusehen. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren sowie eine Anlage zur Herstellung eines Fil- terelements zu schaffen, das auf herstellungs- und kostenmäßig günstige Art eine Sta- bilisierungs- und Drainagemöglichkeit im Filtermedium vorsieht.

Die vorgenannte Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung gelöst von einem Filterelement mit einem Filtermedium, das einen oder mehrere Wülste aufweist, welche quer zu Faltkanten des Filtermediums verlaufen und welche im bestimmungsgemäßen Zustand des Filterbalgs ein Strömen des Fluids senkrecht zu den Faltkanten des Filter- balgs bewirken.

Die weitere Aufgabe wird gelöst von einem Verfahren sowie einer Anlage zur Herstellung eines solchen Filterelements mit einem Filtermedium, das einen oder mehrere Wülste aufweist, welche quer zu Faltkanten des Filtermediums verlaufen und welche im bestimmungsgemäßen Zustand des Filterbalgs ein Strömen des Fluids senkrecht zu den Faltkanten des Filterbalgs bewirken.

Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Es wird ein Filterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, vorgeschlagen, das einen Filterbalg aus einem Filtermedium umfasst, das entlang von Faltkanten zickzackförmig zu Falten gefaltet ist, die sich jeweils zwischen gegenüberliegenden Stirnkanten des Filterbalgs er- strecken, und welches Filtermedium zur Durchströmung mit dem Fluid von einer Rohseite des Filterelements zu einer Reinseite vorgesehen ist. Dabei weist das Filtermedium an wenigstens einer seiner durchströmten Oberflächen einen oder mehrere Wülste auf, welche quer zu Faltkanten des Filtermediums verlaufen und welche im bestimmungsgemäßen Betriebszustand des Filterbalgs ein Strömen wenigstens eines Teils des Fluids senkrecht zu den Faltkanten des Filterbalgs bewirken.

Die zickzackförmig gefalteten Falten können mit scharfen Kanten ausgebildet sein oder mit gerundeten Kanten. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass im Gegensatz zu herkömmlichen Ausführungen von Filterelementen, bei denen zu Stabilisierungs- und Drai- nagezwecken auf der Reinseite üblicherweise ein Gitter auf das Filtermedium auflami- niert wird, anstelle des Gitters Leim- oder Kunststoffraupen vor oder nach einem Prägen des Filtermediums in Form von Wülsten aufgetragen werden. Diese Wülste können längs zur Verarbeitungsrichtung des Filtermediums durchgängig oder in Intervallen aufgetragen werden, welche vor einem Aufstellen der Falten des Filtermediums ganz oder zumindest weitgehend ausgehärtet sind und die Drainage sicherstellen sowie eine sta- bilisierende Wirkung des Filtermediums gewährleisten. Das Gitter und der Laminations- prozess können so entfallen. Die Wülste können insbesondere Leim- oder Kunststoffraupen sein. Die Leim- oder Kunststoffraupen können während der Balgherstellung aufgetragen werden. Die erfindungsgemäße Lösung stellt so eine erhebliche Zeit- und Kostenersparnis gegenüber dem herkömmlichen Laminationsprozess dar.

Die Falten des Filterbalgs können bei der erfindungsgemäßen Auftragen der Leim- oder Kunststoffraupen sowohl mit gerundeten als auch spitzen Faltkanten ausgeführt sein.

Die Drainagewirkung der Wülste besteht in einem Ableiten zumindest eines Teils des gefilterten Fluids entlang der Wülste aus den Falten des Filterbalgs in den Innenbereich des Filterelements, sodass sich das Fluid nicht in den Falten stauen und so den Durch- fluss des Fluids begrenzen kann. Auch kann so die Ablagerung möglicher Schmutzpartikel über die Fläche des Filtermediums verteilt werden. Vorteilhaft können die Wülste im gefalteten Zustand des Filtermediums wenigstens im Betriebszustand eine Beabstandung von gegenüberliegenden Faltkantenflächen einer Falte des Filterbalgs bewirken. Dabei können die Wülste abhängig von der Höhe der Wülste im nicht durchflossenen und/oder Neuzustand des Filterelements durchaus einen gewissen Abstand aufweisen. Sollte jedoch im Lauf des Betriebs des Filterelements der Filterbalg altern und erschlaffen oder durch Flüssigkeit aufweichen, so können die Wülste verhindern, dass gegenüberliegende Faltkantenflächen einer Falte des Filterbalgs sich berühren oder gar zusammenkleben können, da die gegenüberliegenden Wülste sich auf der gleichen Höhe treffen, aneinander stoßen und so einen Abstand der Faltkantenflächen gewährleisten.

Vorzugsweise können die Wülste senkrecht zu den Faltenkanten verlaufen. Alternativ können die Wülste oder zumindest ein Teil der Wülste auch schlangenförmig und/oder zickzackförmig verlaufen. Durch diesen Verlauf ist sichergestellt, dass in der Faltentasche gegenüberliegende Wülste zumindest punktuell zu einer sicheren Anlage kommen, während senkrecht verlaufende Wülste - durch einen geringfügigen Querversatz oder durch aneinander Abgleiten - eventuell nebeneinander liegen können.

Um einen ausreichenden Drainageeffekt sowie eine genügende Stabilisierung des Filtermediums und Beabstandung von gegenüber liegenden Faltkantenflächen durch die Wülste zu erreichen, ist es zweckmäßig, einen Abstand zwischen den parallel verlaufenden Wülsten von größenordnungsmäßig z. B. 5 - 7 mm vorzusehen. Dieser Wert ist jedoch von der Steifigkeit des Filtermediums und dem zu filternden Fluid, sowie von dem Werkstoff der Wulst abhängig. Eine Höhe der Wulst von z. B. 0,1 mm - 3 mm ist vorteilhaft. Auch dieser Wert ist von den Randbedingungen des Filtermediums, des Fluids und des Werkstoffes abhängig. Ein am Filterelement anliegender Differenzdruck (z. B. 2,5 bar), welcher insbesondere durch den Druckverlust aufgrund des Durchströmens des Filtermediums entsteht, kann in den Strömungsbereichen dazu führen, dass die Faltenzwischenräume lokal oder gar über die gesamte Breite des Filtermediums kollabieren, d. h. reinseitig gegenüberliegende Filtermedienabschnitte in direkten Kontakt geraten. Aufgrund von Materialunre- gelmäßigkeiten, insbesondere hinsichtlich von ungleichmäßigen Imprägnierungen, können jedoch auch Spannungen und Verformungen auftreten, welche zu einem rohseiti- gen Kollabieren führen. Derart kollabierte Bereiche werden nicht mehr durchströmt, wodurch die Filtrationsleistung des Filterelements eingeschränkt wird. Ein solches Kollabieren von Bereichen des Filterbalgs kann durch Aufbringen von erfindungsgemäßen Wülsten auf das Filtermedium verhindert werden, da die Wülste zum einen eine Beabstandung der Faltkantenflächen bewirken, und zum anderen eine Versteifung des Filtermediums darstellen. In einer günstigen Ausgestaltung können die Wülste wenigstens an einem Teil von Kreuzungspunkten mit den Faltkanten eine Verjüngung, insbesondere eine reduzierte Höhe, aufweisen. Die Wülste können an den Kreuzungspunkten auch schmäler sein als jenseits der Kreuzungspunkte. Dadurch ist es möglich, dass an den Faltkanten spitz zulaufende Falten aufgestellt werden und die Wülste dabei nicht gestaucht werden oder eine Verrundung der Faltkanten oder einen Verzug des Filtermediums bewirken. Auch können die zur Aufstellung der Falten nötigen Kräfte auf diese Weise reduziert werden.

Zweckmäßigerweise kann die Verjüngung als Verprägung ausgebildet sein. Insbeson- dere, wenn die Faltkanten erst nach dem Aufbringen der Wülste auf das Filtermedium in das Filtermedium geprägt werden, können auf diese Weise die Wülste mit geprägt werden und weisen dadurch an den Kreuzungspunkten mit den Faltkanten die gewünschten Verjüngungen auf. Vorteilhaft können die Wülste wenigstens an einem Teil von Kreuzungspunkten mit den Faltkanten unterbrochen sein. Dadurch kann auch bei Aufbringen der Wülste nach dem Prägen der Faltkanten gewährleistet werden, dass die Falten leicht aufgestellt werden können sowie auch spitz zulaufende Falten dargestellt werden können, ohne dass die Wülste im Faltengrund aufeinander gedrückt werden und so eine möglicherweise un- gewünschte Verrundung der Falten oder einen Verzug des Filtermediums bewirken.

Denkbar ist auch eine Kombination von Verjüngungen von Wülsten an den Kreuzungspunkten mit Unterbrechungen von Wülsten an den Kreuzungspunkten. In einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Wülste auf der bestimmungsgemäßen Reinseite des Filtermediums angeordnet sein. Auf diese Weise kann eine Drainagewir- kung durch die Wülste durch Ableiten des gefilterten Fluids dargestellt werden. Weiter wird bei gleicher stabilisierender Wirkung verhindert, dass durch eine Konturierung des Filtermediums bei Anbringung von Wülsten auf der Rohseite eine ungleichförmige Schmutzablagerung auf der Oberfläche des Filtermediums erfolgt.

Vorteilhaft ist es weiter, wenn die Wülste durch Auftragen eines Schmelzklebers gebildet sind. Ein solcher Prozess lässt sich günstig in den üblichen Fertigungsablauf bei der Herstellung eines Filterbalgs integrieren, bei dem das Filtermedium üblicherweise in langen Bahnen durch ein Prägeaggregat läuft. Nach dieser erfindungsgemäßen Lösung können zusätzliche Kleberauftragstationen vorgesehen werden, die den Schmelzkleber in derselben Geschwindigkeit mit auftragen, sodass der normale Herstellungsprozess nicht behindert wird. Auch Unterbrechungen in den aufgetragenen Wülsten lassen sich so günstig vorsehen, indem die Kleberauftragstationen entsprechend angesteuert werden und mit Ventilen versehen sind.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Filterelement aus einem Filtermedium gebildet sein, welches aus Zellulose, schmelzgeblasenen Fasern, Mikro- oder Nanofa- sern, gewebten oder gewirkten Fasern, aus einem Vlies oder einer Kombination dieser Stoffe besteht.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Filterbalg des Filterelements als hohlzy- lindrisches Rundelement mit einem sterngefalteten Filtermedium ausgebildet sein. Dazu kann der ursprünglich flache Filterbalg aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium zu einem Hohlzylinder geformt sein, der entlang einer Stirnkante geschlossen, beispielsweise verklebt, wird. Das zu filternde Fluid kann dann über die Außenfläche des Hohlzylinders durch das Filtermedium fließen und über den Innenbereich des hohlzylin- derförmigen Rundfilters entlang der Achse des Hohlzylinders abfließen.

Nach einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung des Filterelements als Rundfilter zum Filtern eines Fluids, insbesondere als Rundfilter einer Brennkraftmaschine. Solche Rundfilter werden im Kraftfahrzeugbereich bevorzugt als Luft-, Öl-, oder Kraftstofffilter oder dergleichen verwendet und an den Brennkraftmaschinen als austauschbare Filterelemente mit regelmäßigen Wechsel Intervallen eingesetzt.

Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Filterelements, das die folgenden Herstellschritte eines Filterbalgs umfasst: Abwickeln des Filtermediums von einer Rolle, insbesondere Speichern des Filtermediums in einem Warenspeicher, Auftragen von Wülsten auf das Filtermedium vor oder nach einem Prägen zur Ausbildung von Faltkanten, insbesondere Andrücken der Wülste, Aufstellen der Faltkanten zu einem zickzackförmig-gefalteten Filterbalg. Ein solcher Prozess lässt sich günstig in den üblichen Fertigungsablauf bei der Herstellung eines Filterbalgs integrieren, bei dem das Filtermedium üblicherweise in langen Bahnen durch ein Prägeaggregat läuft. So können zusätzliche Kleberauftragstationen vorgesehen werden, die den Schmelzkleber in derselben Geschwindigkeit mit auftragen, so- dass der normale Herstellungsprozess nicht behindert wird. Auch Unterbrechungen in den aufgetragenen Wülsten lassen sich so günstig vorsehen, indem die Kleberauftragstationen entsprechend angesteuert werden und mit Ventilen versehen sind.

Günstigerweise kann das Verfahren zur Herstellung eines Filterelements weitere Her- stellschritte eines Filterbalgs wie Aufheizen des Filtermediums als Vorbereitung zum Prägen, Prägen von Faltkanten in das Filtermedium umfassen. Das Prägen von Faltkanten in das Filtermedium kann durch vorheriges Aufheizen des Filtermediums günstig gestaltet werden, da die eingeprägten Faltkanten so dauerhaft erhalten bleiben. Vorteilhaft kann das Auftragen der Wülste vor dem Prägen der Faltkanten erfolgen. Werden die Wülste vor dem Prägen aufgetragen, so können sie beim Prägeprozess mit gewünschten Verjüngungen an den Kreuzungspunkten mit den Faltkanten versehen werden, um das Aufstellen der Faltkanten zu, insbesondere spitz zulaufenden, Falten zu begünstigen.

Alternativ kann das Auftragen der Wülste auch nach dem Prägen der Faltkanten erfolgen. Dabei können Verjüngungen durch Unterbrechungen in den Wülsten, beispielsweise durch an den Faltkanten unterbrochenes Auftragen von Schmelzkleberraupen, realisiert werden.

Die Wülste können nach dem Auftragen auf das Filtermedium vorteilhaft auf das Filtermedium angedrückt werden, um eine gute und dauerhafte Haftung zu erreichen. Dies kann beispielsweise mit einem Walzverfahren günstig bewirkt werden. Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Anlage zur Herstellung eines Filterelements, welche wenigstens folgende Aggregate zur Herstellung eines Filterbalgs umfasst: einen Abwickler, insbesondere einen Warenspeicher, eine Polymerauftragstation zum Aufbringen der Wülste, insbesondere eine Andruckwalze, eine Vorlaufheizung, ein Prägeaggregat, sowie ein Faltenaufstellaggregat. Anstelle der Polymerauftragstation kann auch eine Schmelzkleberauftragstation vorgesehen werden, wenn als Wulst eine Schmelzkleberraupe verwendet wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen beispielhaft:

Fig. 1 eine isometrische Darstellung eines Filterelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch ein Filterelement nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Filtermedium nach einem Ausführungsbeispiel der

Erfindung; und

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Herstellung eines Filterelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung

In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen. Figur 1 zeigt eine isometrische Darstellung eines Filterelements 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Filterelement 10 zum Filtern eines Fluids umfasst einen Filterbalg 12 aus einem Filtermedium 14, das entlang von Faltkanten 26 zickzack- förmig zu Falten 34 gefaltet ist, die sich jeweils zwischen gegenüberliegenden Stirnkan- ten 22a, 22b des Filterbalgs 12 erstrecken. Das Filtermedium 14 ist zur Durchströmung mit dem Fluid von einer Rohseite 50 des Filterelements zu einer Reinseite 52 und zwar in einer Durchströmungsrichtung 54 von einer Außenfläche zu einem Innenbereich des Filterelements 10 vorgesehen. Das Filtermedium 14 weist an mehreren seiner durchströmten Oberflächen mehrere Wülste 42 auf der Reinseite 52 auf (in den Figuren 2 und 3 dargestellt), welche quer zu Faltkanten 26 des Filtermediums 14 verlaufen und welche im bestimmungsgemäßen Betriebszustand des Filterbalgs 12 ein Strömen wenigstens eines Teils des Fluids senkrecht zu den Faltkanten 26 des Filterbalgs 12 bewirken. Alternativ können die Wülste 42 oder zumindest ein Teil der Wülste 42 auch schlangenförmig und/oder zickzackförmig verlaufen (in Figur 3 angedeutet). Das Fil- terelement 10 in Figur 1 ist als hohlzylindrisches Rundfilterelement mit einem sterngefalteten Filtermedium 14 ausgebildet. Solche Rundfilterelemente werden im Kraftfahrzeugbereich bevorzugt als Luft-, Öl-, oder Kraftstofffilter oder dergleichen verwendet und an den Brennkraftmaschinen als austauschbare Filterelemente 10 mit regelmäßigen Wechselintervallen eingesetzt. Der Filterbalg 12 ist an beiden Stirnseiten mit End- Scheiben 16, 18 abgeschlossen, welche ein zentrales Mittelrohr 38 umfassen, durch das auch das gefilterte Fluid in Strömungsrichtung 54 abfließen kann.

In Figur 2 ist ein Teilquerschnitt durch ein Filterelement 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie in Figur 1 gezeigt, dargestellt. Der Querschnitt zeigt mehrere Falten 34 des Filterbalgs 12, welche an Faltkanten 26 rundgefaltet sind. Das zu filternde Fluid tritt von einer Rohseite 50 außerhalb des Rundfilters 10 in einen Innenbereich des Filterelements 10 mit der Reinseite 52. Der Filterbalg 12 ist im Innenbereich mit einem Mittelrohr 38 versteift, das teilweise angeschnitten zu sehen ist. Das Filtermedium 14 weist auf der Reinseite 52 Wülste 42 auf. Die Wülste 42 bewirken, neben der Drai- nagewirkung zum Ableiten des gefilterten Fluids, im gefalteten Zustand des Filtermediums 14 wenigstens im Betriebszustand eine Beabstandung von gegenüberliegenden Faltkantenflächen 20a, 20b einer Falte 34 des Filterbalgs 12. Die Wülste 42 sind insbe- sondere an den Faltkantenflächen 20a, 20b und nicht im Krümmungsbereich der Falten 34 angeordnet.

Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf ein Filtermedium 14 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das flache Filtermedium 14 weist Faltkanten 26 in regelmäßigem Abstand auf, die durch Verprägungen des Filtermediums 14 ausgebildet sein können. Quer dazu verlaufen Wülste 42. Die Wülste 42 können beispielsweise durch Auftragen eines Schmelzklebers gebildet werden. Die Wülste 42 weisen an Kreuzungspunkten mit den Faltkanten 26 Verjüngungen 44, insbesondere eine reduzierte Höhe, auf. Die Ver- jüngungen 44 können ebenfalls als Verprägungen der Faltkanten 26 ausgebildet sein, sofern die Wülste 42 vor dem Verprägen des Filtermediums 14 aufgebracht wurden. Alternativ können die Wülste 42 an Kreuzungspunkten mit den Faltkanten 26 unterbrochen sein. Dies kann dadurch bewirkt werden, dass der Schmelzkleberauftrag jeweils beim Auftrag an den Kreuzungspunkten unterbrochen wird.

Bei einer alternativen Variante können die Wülste 42 auch schlangen- und/oder zick- zackförmig verlaufen. In Figur 3 ist beispielhaft eine Wulst 50 mit einem derartigen Verlauf angedeutet. Vorteilhaft an einem solchen Verlauf der Wülste 42 ist, dass die Wulstabschnitte an gegenüberliegenden Faltkantenflächenabschnitten 20a, 20b im gefalteten Filtermedium 14 sicher zur gegenseitigen Anlage kommen.

In Figur 4 ist eine schematische Darstellung einer Anlage 100 zur Herstellung eines Filterelements 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zu sehen. Das Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Filterelements 10 umfasst die folgenden Her- stellschritte eines Filterbalgs 12: Abwickeln des Filtermediums 14 von einer Rolle, Speichern des Filtermediums 14 in einem Warenspeicher 104, Auftragen von Wülsten 42 auf das Filtermedium 14 vor oder nach einem Prägen zur Ausbildung von Faltkanten 34, Andrücken der Wülste 42, Aufstellen der Faltkanten 34 zu einem zickzackförmig- gefalteten Filterbalg 12. Ein solcher Prozess lässt sich günstig in den üblichen Ferti- gungsablauf bei der Herstellung eines Filterbalgs 12 integrieren, bei dem das Filtermedium 14 üblicherweise in langen Bahnen durch ein Prägeaggregat 1 10 läuft. So können zusätzliche Kleberauftragstationen 106 vorgesehen werden, die den Schmelzkleber in derselben Geschwindigkeit mit auftragen, sodass der normale Herstellungsprozess nicht behindert wird. Auch Unterbrechungen in den aufgetragenen Wülsten 42 lassen sich so günstig vorsehen, indem die Kleberauftragstationen 106 entsprechend angesteuert werden und mit Ventilen versehen sind. Das Aufbringen der Wülste 42 kann vor oder nach einem Prägeprozess vorgesehen sein. Werden die Wülste 42 vor dem Prägen aufgebracht, so können sie beim Prägeprozess mit gewünschten Verjüngungen 44 an den Kreuzungspunkten mit den Faltkanten 26 versehen werden, um das Aufstellen der Faltkanten 26 zu, insbesondere spitz zulaufenden, Falten 34 zu begünstigen. Alternativ können die Wülste 42 jedoch auch nach dem Prägeprozess aufgebracht werden. Dabei können Verjüngungen 44 durch Unterbrechungen in den Wülsten 42, beispielsweise durch an den Faltkanten 26 unterbrochenes Auftragen von Schmelzkleberraupen, realisiert werden.

Die Wülste 42 können nach dem Auftragen auf das Filtermedium 14 vorteilhaft auf das Filtermedium 14 angedrückt werden, um eine gute und dauerhafte Haftung zu erreichen. Dies kann beispielsweise mit einem Walzverfahren günstig bewirkt werden.

Günstigerweise kann das Verfahren zur Herstellung eines Filterelements 10 weitere Herstellschritte eines Filterbalgs 12 wie Aufheizen des Filtermediums als Vorbereitung zum Prägen, Prägen von Faltkanten 26 in das Filtermedium 14 umfassen. Das Prägen von Faltkanten 26 in das Filtermedium 14 kann durch vorheriges Aufheizen des Filtermediums 14 günstig gestaltet werden, da die eingeprägten Faltkanten 26 so dauerhaft erhalten bleiben. Die Anlage 100 zur Herstellung eines Filterelements 10 in Figur 4 umfasst folgende Aggregate zur Herstellung eines Filterbalgs 12: einen Abwickler 102, einen Warenspeicher 104, eine Polymerauftragstation 106 zum Aufbringen der Wülste 42, eine Andruckwalze 107 zum Andrücken der Wülste 42 an das Filtermedium 14, eine Vorlaufheizung 108, ein Prägeaggregat 1 10, sowie ein Faltenaufstellaggregat 1 12. Anstelle der Polymerauf- tragstation 106 kann auch eine Schmelzkleberauftragstation vorgesehen werden, wenn als Wulst 42 eine Schmelzkleberraupe verwendet werden soll.

Claims

Ansprüche

Filterelement (10) zum Filtern eines Fluids, umfassend

- einen Filterbalg (12) aus einem Filtermedium (14), das entlang von Faltkanten (26) zickzackförmig zu Falten (34) gefaltet ist, die sich jeweils zwischen gegenüberliegenden Stirnkanten (22a, 22b) des Filterbalgs (12) erstrecken, und welches Filtermedium (14) zur Durchströmung mit dem Fluid von einer Rohseite (50) des Filterelements zu einer Reinseite (52) vorgesehen ist, wobei das Filtermedium (14) an wenigstens einer seiner durchströmten Oberflächen eine oder mehrere Wülste (42) aufweist, welche quer zu den Faltkanten (26) des Filtermediums (14) verlaufen und welche im bestimmungsgemäßen Betriebszustand des Filterbalgs (12) ein Strömen wenigstens eines Teils des Fluids senkrecht zu den Faltkanten (26) des Filterbalgs (12) bewirken.

Filterelement nach Anspruch 1 , wobei die Wülste (42) im gefalteten Zustand des Filtermediums (14) wenigstens im Betriebszustand eine Beabstandung von gegenüberliegenden Faltkantenflächen (20a, 20b) einer Falte (34) des Filterbalgs (12) bewirken.

Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wülste (42) wenigstens an einem Teil von Kreuzungspunkten mit den Faltkanten (26) eine Verjüngung (44), insbesondere eine reduzierte Höhe, aufweisen.

Filterelement nach Anspruch 3, wobei die Verjüngung (44) als Verprägung ausgebildet ist.

Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wülste (42) wenigstens an einem Teil von Kreuzungspunkten mit den Faltkanten (26) unterbrochen sind.

Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wülste (42) auf der bestimmungsgemäßen Reinseite des Filtermediums (14) angeordnet sind.

Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wülste (42) durch Auftragen eines Schmelzklebers gebildet sind.

Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Filterbalg (12) als hohlzylindrisches Rundelement mit einem sterngefalteten Filtermedium (14) ausgebildet ist.

Verwendung des Filterelements (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Rundfilterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere als Rundfilterelement einer Brennkraftmaschine.

10. Verfahren zur Herstellung eines Filterelements (10) nach einem der vorherge- henden Ansprüche, umfassend folgende Herstellschritte eines Filterbalgs (12)

- Abwickeln des Filtermediums (14) von einer Rolle,

- Auftragen von Wülsten (42) auf das Filtermedium (14) vor oder nach einem Prägen zur Ausbildung von Faltkanten (26),

- insbesondere Andrücken der Wülste (42),

- Aufstellen der Faltkanten (26) zu einem zickzackförmig-gefalteten Filterbalg

(12).

Verfahren zur Herstellung eines Filterelements (10) nach Anspruch 10, umfassend folgende Herstellschritte eines Filterbalgs (12)

- Aufheizen des Filtermediums (14) als Vorbereitung zum Prägen,

- Prägen von Faltkanten (26) in das Filtermedium (14).

Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , wobei das Auftragen der Wülste (42) vor dem Prägen der Faltkanten (26) erfolgt.

Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , wobei das Auftragen der Wülste (42) nach dem Prägen der Faltkanten (26) erfolgt.

14. Anlage zur Herstellung eines Filterelements (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend wenigstens folgende Aggregate zur Herstellung eines Filterbalgs (12)

- Abwickler (102),

- Polymerauftrag (106),

- insbesondere Andruckwalze (107),

- Vorlaufheizung (108),

- Prägeaggregat (1 10),

- Faltenaufstellaggregat (1 12).