WO2016184739A1 - Filterelement mit filterbalg - Google Patents

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WO2016184739A1
WO2016184739A1 PCT/EP2016/060505 EP2016060505W WO2016184739A1 WO 2016184739 A1 WO2016184739 A1 WO 2016184739A1 EP 2016060505 W EP2016060505 W EP 2016060505W WO 2016184739 A1 WO2016184739 A1 WO 2016184739A1
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WO
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filter
beads
filter element
bellows
filter medium
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/060505
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Grad
Original Assignee
Mann+Hummel Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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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
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2411—Filter cartridges
    • 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 invention relates to a filter element for filtering a fluid with a filter bellows from a zigzag folded filter medium, in particular for use as a round filter an internal combustion engine, in particular a motor vehicle and a method and a system for producing such a filter element.
  • Forehead wrinkles are the two outer folds, on opposite end faces of the filter bellows of a filter element.
  • End edges are the two free edges of the filter medium from which the filter bellows is formed, which run along the end folds and limit these at the end faces of the filter bellows.
  • the front edges of the filter bellows are the other two free edges of the filter bellows, which extend between the end edges and run in accordance with the folding of the filter bellows.
  • the fold edges are the edges along which the filter media is folded. In a known from the market zigzag folded, approximately cuboid filter bellows, the front edges and the folding edges are usually straight and parallel to each other.
  • the end edges extend from the side of the filter bellows seen zigzag and perpendicular to the end edges and the fold edges.
  • the front edges of the filter bellows which later have an approximately rectangular imaginary envelope, run straight and parallel to one another.
  • the imaginary envelope is spanned by the end edges, the fold edges or end edges adjacent to a clean fluid side of the filter bellows, and the fold edges or end edges adjacent to a raw fluid side.
  • Filterbälgen of flat filter elements the filter media are not closed, ie, the forehead wrinkles are just like the front edges are not connected. In contrast, in Filterbälgen of round filter elements, the filter media are closed, ie, their forehead wrinkles are interconnected.
  • Filter bellows of flat filter elements can be flat, but also have bends in different directions. In filter systems where repeated or cyclic fluctuations in the flow rate of the fluid being filtered through the filter occur, fatigue failure of the filter can be a problem. This particularly occurs in systems with large flow changes, ie, from zero to full flow and back to zero, as is the case in filter systems for piston pumps, for example, as used in power plants.
  • a filter system which comprises a pleated filter element having longitudinally extending pleats having crests and a sheath helically wrapped around the filter element abutting the crests of the pleats and openings for increasing the dirt capacity of the filter element, wherein the total area of the openings is less than approximately half of the total surface defined by the crests of the pleats.
  • the filter element comprises a pleated composite having first and second extruded polymeric mesh layers and a filter layer disposed therebetween. Disclosure of the invention
  • An object of the invention is to provide a filter element for filtering a fluid which provides a stabilization and drainage possibility in the filter medium in a manner favorable in terms of production and cost. Another object is to provide a method and a system for producing a filter element, which provides a stabilization and drainage possibility in the filter medium in terms of production and cost favorable.
  • the above object is achieved according to one aspect of the invention of a filter element with a filter medium having one or more beads which extend transversely to the folded edges of the filter medium and which in the normal state of the filter bellows, a flow of the fluid perpendicular to the folded edges of the filter bellows cause.
  • the further object is achieved by a method and a system for producing such a filter element with a filter medium having one or more beads, which extend transversely to fold edges of the filter medium and which in the normal state of the filter bellows, a flow of the fluid perpendicular to the folding edges of the Effect filter bellows.
  • a filter element for filtering a fluid in particular an internal combustion engine, in particular a motor vehicle proposed, comprising a filter bellows of a filter medium, which is folded in folds zigzag folded into folds, each extending between opposite end edges of the filter bellows, and which filter medium is intended to flow through with the fluid from a raw side of the filter element to a clean side.
  • the filter medium on at least one of its flowed through surfaces on one or more beads which extend transversely to folding edges of the filter medium and which cause in the normal operating condition of the filter bellows a flow of at least a portion of the fluid perpendicular to the folded edges of the filter bellows, and wherein a width is specifically varied to height ratio of the beads along the ridges.
  • the zigzag folds may be formed with sharp edges or with rounded edges.
  • An advantage of the solution according to the invention is that, in contrast to conventional designs of filter elements, for which stabilizing and drainage purposes on the clean side usually have a grating on the filter medium. is used instead of the grid glue or plastic beads before or after embossing the filter medium in the form of beads are applied. These beads can be applied continuously or at intervals along the processing direction of the filter medium, which are completely or at least substantially cured prior to setting up the folds of the filter medium and ensure drainage and ensure a stabilizing effect of the filter medium.
  • the grid and the lamination process can thus be omitted.
  • the beads may be in particular glue or plastic caterpillars.
  • the glue or plastic caterpillars can be applied during bellows production.
  • the solution according to the invention thus represents a considerable time and cost savings compared with the conventional lamination process.
  • the folds of the filter bellows can be designed both with rounded and pointed fold edges in the application according to the invention of the glue or plastic caterpillars.
  • the drainage effect of the beads consists in diverting at least part of the filtered fluid along the beads from the folds of the filter bellows into the inner region of the filter element, so that the fluid can not accumulate in the folds and thus limit the flow of the fluid. Also, the deposition of possible dirt particles can be distributed over the surface of the filter medium.
  • a constant amount of material of the glue or plastic beads per unit time can be applied to the filter bellows and the width and height of the applied material strip can be selectively varied in a subsequent embossing step. This allows a very high production speed, in particular in the case of a rotary folding system.
  • the beads in the folded state of the filter medium cause a spacing of opposite fold edge surfaces of a fold of the filter bellows.
  • the beads can certainly have a certain spacing.
  • the beads can prevent opposing fold edge surfaces of a fold of the filter bellows from touching or even sticking together since the opposite beads meet at the same height and thus ensure a distance between the Faltkanten inhabit.
  • a distance between the parallel beads of the order of magnitude, for example 5 to 7 mm.
  • this value is dependent on the rigidity of the filter medium and the fluid to be filtered, as well as the material of the bead and can be adjusted accordingly.
  • a height of the bead of eg 0.1 mm to 3 mm is advantageous. This value also depends on the boundary conditions of the filter medium, the fluid and the material.
  • a vacuum applied to the filter element in particular during operation of an internal combustion engine in the intake tract, can cause the interspace folds to collapse locally or even over the entire width of the filter medium, ie to come into direct contact with filter medium sections located on the clean side.
  • tensions and deformations due to material irregularities, in particular with regard to nonuniform impregnations, it is also possible for tensions and deformations to occur which lead to a raw-side collapse.
  • Such collapsed areas are no longer flowed through, whereby the filtration performance of the filter element is restricted.
  • Such a collapse of regions of the filter bellows can be prevented by applying beads according to the invention to the filter medium, since the beads, on the one hand, effect a spacing of the folded edge surfaces, and on the other constitute a stiffening of the filter medium.
  • the beads along their longitudinal extent may have narrow elevations and wide tapers.
  • the taper can be formed as an embossment of the folded edges.
  • the folding edges are embossed into the filter medium only after the beads have been applied to the filter medium, the beads can be embossed in this way and thus have the desired tapers at the points of intersection with the folded edges.
  • the beads may be arranged on the intended clean side of the filter medium.
  • a drainage effect can be represented by the beads by deriving the filtered fluid.
  • the beads are formed by applying a hot melt adhesive.
  • Such a process can be favorably integrated into the usual production process in the manufacture of a filter bellows, in which the filter medium usually runs in long paths through an embossing unit.
  • additional adhesive application stations can be provided, which apply the hot melt adhesive at the same speed, so that the normal production process is not hindered. Also interruptions in the applied beads can be provided so low by the glue application stations are driven accordingly and provided with valves.
  • the filter element can be formed from a filter medium which consists of cellulose, meltblown fibers, micro- or nanofibers, woven or knitted fibers, a non-woven or a combination of these substances.
  • the filter bellows of the filter element can be designed as a hollow cylindrical round element with a star-folded filter medium.
  • the originally flat filter bellows can be formed from a zigzag-folded filter medium into a hollow cylinder which is closed, for example glued, along an end edge. The fluid to be filtered can then flow through the filter medium via the outer surface of the hollow cylinder and flow away via the inner region of the hollow cylindrical filter along the axis of the hollow cylinder.
  • the invention relates to the use of the filter element as a round filter for filtering a fluid, in particular as a round filter of an internal combustion engine.
  • Such round filters are preferably used in the automotive field as air, oil, or fuel filter or the like and used on the internal combustion engine as interchangeable filter elements with regular change intervals.
  • the invention relates to a method for producing a filter element according to the invention comprising the following manufacturing steps of a filter bellows: unwinding the filter medium from a roll, storing the filter medium in a goods storage, applying beads to the filter medium prior to embossing for the formation of folded edges with a constant amount of material, pressing the beads, placing the folded edges to a zigzag folded filter bellows.
  • Such a process can be favorably integrated into the usual production process in the manufacture of a filter bellows, in which the filter medium usually runs in long paths through an embossing unit.
  • additional adhesive application stations can be provided, which apply the hot melt adhesive at the same speed, so that the normal production process is not hindered.
  • interruptions in the applied beads can be provided so low by the glue application stations are driven accordingly and provided with valves.
  • the method for producing a filter element may comprise further manufacturing steps of a filter bellows such as heating the filter medium in preparation for embossing, embossing folding edges in the filter medium with simultaneous pressing of the beads with different heights and widths of the beads.
  • a filter bellows such as heating the filter medium in preparation for embossing, embossing folding edges in the filter medium with simultaneous pressing of the beads with different heights and widths of the beads.
  • the width-to-height ratio of the beads along the beads is specifically varied.
  • the desired width to height ratio of the beads is preferably predetermined / determined by the design of the embossing roller.
  • the embossing of folded edges in the filter medium can be made favorable by preheating the filter medium, since the embossed fold edges remain so permanently.
  • the invention relates to a system for producing a filter element, which comprises at least the following aggregates for producing a filter bellows: an unwinder, a goods storage, a polymer application station for applying the beads, a pressure roller, a flow heater, a stamping unit, and a Faltenaufstellaggregat.
  • a hot melt adhesive application station if a hot melt adhesive bead is used as the bead.
  • the embossing unit has an embossing roller having recesses on its surface, which cause embossing surveys and rejuvenation of the beads.
  • Fig. 1 is an isometric view of a filter element according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a partial cross section through a filter element according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 3 is a plan view of a filter medium according to an embodiment of the
  • FIG. 4 schematically shows a plan view of a detail of an advantageous embossing roll for selectively influencing the height-to-width ratio of glue or plastic caterpillar;
  • Fig. 5 is a schematic representation of a system for producing a filter element according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows an isometric view of a filter element 1 10 according to an embodiment of the invention.
  • the filter element 1 10 for filtering a fluid comprises a filter bellows 1 12 made of a filter medium 1 14, which is folded zigzag along fold edges 126 into folds 134 which respectively extend between opposite end edges 122a, 122b of the filter bellows 12.
  • the filter medium 1 14 is for flowing through with the fluid from a raw side 150 of the filter element to a clean 152 and provided in a throughflow direction 154 from an outer surface to an inner region of the filter element 1 10.
  • the filter medium 14 has a plurality of beads 142 on the clean side 152 (shown in FIGS.
  • the filter element 110 in FIG. 1 is designed as a hollow-cylindrical round filter element with a star-folded filter medium 14. Such round filter elements are preferably used in the automotive field as air, oil, or fuel filter or the like and used on the internal combustion engine as replaceable filter elements 1 10 with regular replacement intervals.
  • the filter bellows 1 12 is closed at both end faces with end disks 1 1 6, 1 18, which comprise a central central tube 138, through which the filtered fluid can also flow in the flow direction 154.
  • FIG. 2 shows a partial cross section through a filter element 110 according to an exemplary embodiment of the invention, as shown in FIG.
  • the cross section shows a plurality of folds 134 of the filter bellows 1 12, which are folded around at fold edges 126.
  • the fluid to be filtered passes from a raw side 150 outside of the round filter 110 into an inner region of the filter element 110 with the clean side 152.
  • the inner side of the filter bellows 12 is stiffened by a central tube 138, which can be partially seen in a section.
  • the filter medium 1 14 has 152 on the clean side 152 beads.
  • the beads 142 in addition to the drainage effect for discharging the filtered fluid, in the folded state of the filter medium 1 14 at least in the operating state, a spacing of opposite Faltkanten inhabit 120a, 120b of a fold 134 of the filter bellows 1 12.
  • the beads 142 are in particular on the Faltkanten inhabit 120a, 120b and not arranged in the curvature region of the folds 134.
  • the beads 142 along their longitudinal extent from fold edge 126 to opposite fold edge 126, ie from fold tip to fold base, a purposeful variation in height and width with elevations 143 and tapers 144.
  • the variation is such that when folded up folds 134 two surveys each 143 opposite to opposite fold edge surfaces 120b and in the circumferential direction successive folds 134 each pair of elevations 143 in a fold 134 in the radial direction offset from the elevations 143 of the adjacent folds 134 are arranged.
  • a fold 134 near the radially outer fold edge 126 there are two ridges 143 followed by ridges 144 in the direction of the ridge, each occupying about half of the length of the ridge 142, while the next fold 134 from fold edge 126 to fold edge 126 are two opposed ones has elongated elevations 143, the maximum lie approximately in the middle between the fold edges 126.
  • a protrusion 143 corresponds to a narrow portion of the bead 142 and a taper 144 to a widened portion of the bead 142, as seen in plan view in FIG. Figure 3 shows a plan view of a filter medium 1 14 according to an embodiment of the invention.
  • the flat filter medium 1 14 has folded edges 126 at regular intervals, which may be formed by stampings of the filter medium 1 14. Parallel to this, parallel beads 142 run.
  • the beads 142 can be formed, for example, by applying a hotmelt adhesive.
  • the beads 142 have wide areas and narrow areas along their longitudinal extent.
  • the narrow areas correspond to the elevations 143 and the wide areas correspond to the tapers 144 from FIG. 2.
  • the tapers 144 can be made particularly flat.
  • the elevations 143 and tapers 144 can advantageously be formed as embossings when embossing the fold edges 126, since the beads 142 were applied before the embossing of the filter medium 14.
  • FIG. 4 schematically shows a plan view of a section of an advantageous embossing roll 1 60 for purposefully influencing the height to width ratio of beads 142 (FIG. 3, FIG. 4), in particular of glue or plastic beads.
  • the embossing roll 1 60 along its circumference 1 62, the embossing roll 1 60 at regular intervals alternately projections 1 64 and depressions 1 66 on.
  • the distance between adjacent projections 164 and recesses 166 corresponds to the distance between successive fold edges 126 (FIG. 3, FIG. 4).
  • the circumference 1 62 of the embossing roll 1 60 between the projections 164 and recesses 166 is milled off, so that regions 170 are formed which are shorter in the radial direction than if the embossing roll 1 60 apart from the projections 164 and recesses 166 to have a cylindrical shape.
  • the embossing roll 1 60 faces a cylindrical embossing roll (not shown) with corresponding protrusions and depressions with a constant calendering distance, the filter bellows 12 (FIG. 2) running between these embossing rolls.
  • the regions 170 have a variable distance to the circumference of the opposite embossing roller.
  • beads 142 are applied to the filter bellows 12 (FIG. 2), they are flattened to different degrees by the variable spacing of the regions 170 with respect to the opposing embossing roll.
  • a protuberance 143 corresponds to the maximum distance between the region 170 (in Figure, for example, in the center of the region 170) from the opposed embossing roll.
  • the elevation 143 is pressed little or not at all.
  • corresponding sequences of elevations 143 and tapers 144 of the beads 142 result (FIG. 3, FIG. 4).
  • Circumferentially successive regions 170 can be configured along the surface of the embossing roll 1 60 in such a way that the height and width of the beads 142 are set in a defined manner.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a system 1 100 for producing a filter element 110 according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the method for producing a filter element 110 according to the invention comprises the following manufacturing steps of a filter bellows 1 12: unwinding of the filter medium 1 14 from a roll, storage of the filter medium 1 14 in a goods storage 1 104, application of beads 142 on the filter medium 1 14 before or after embossing to form folding edges 134, pressing the beads 142, placing the folded edges 134 to a zigzag folded filter bag 1 12.
  • Such a process can be favorably in the usual manufacturing process in the production of Integrate filter bellows 1 12, in which the filter medium 1 14 usually runs in long lanes through a stamping unit 1 1 10.
  • additional adhesive application stations 1 106 can be provided, which apply the hotmelt adhesive at the same speed, so that the normal production process is not hindered.
  • the application of the beads 142 may be provided in particular before an embossing process with a constant amount of material. If the beads 142 are applied before embossing, they can be provided with desired tapers 144 at the intersection points with the folded edges 126 during the embossing process, in order to favor the setting up of the folded edges 126, in particular tapering, folds 134.
  • the beads 142 can be advantageously pressed onto the filter medium 1 14 after application to the filter medium 1 14 in order to achieve a good and lasting adhesion. This can be favorably effected, for example, by a rolling process.
  • the method of making a filter element 110 may include 10 further manufacturing steps of a filter bag 12, such as heating the filter medium in preparation for embossing, embossing fold edges 126 into the filter medium 14, with simultaneous pressing of the beads 142 having different heights and widths of the beads 142.
  • the embossing of folding edges 126 in the filter medium 1 14 can be made low by preheating the filter medium 1 14, since the embossed fold edges 126 remain so durable.
  • the plant 1 100 for the production of a filter element 1 10 in Figure 5 comprises the following units for producing a filter bellows 1 12: an unwinder 1 102, a goods store 1 104, a polymer application station 1 106 for applying the beads 142, a pressure roller 1 107 to Pressing of the beads 142 to the filter medium 1 14, a flow heater 1 108, an embossing unit 1 1 10, and a Faltenaufstellaggregat 1 1 12.

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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 einen oder mehrere Wülste (42) auf, 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. Dabei ist ein Breiten- zu Höhenverhältnis der Wülste (142) entlang der Wülste (142) gezielt variiert.. 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 Filterbalgs 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 Filterbalgs begrenzen. Stirnkanten des Filterbalgs sind die beiden anderen freien Ränder des Filterbalgs, die sich zwischen den Stirnrändern er- strecken und entsprechend der Faltung des Filterbalgs 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 verlaufen die Stirnkanten des später eine etwa quaderförmige gedachte Umhüllende aufweisenden Filterbalgs gerade und parallel zueinander. Die gedachte Umhüllende wird durch die Stirnkanten, die auf einer Reinfluidseite des Filterbalgs benachbarten Faltkanten bzw. Stirnränder und die auf einer Rohfluidseite benachbarten Faltkanten bzw. Stirn- ränder aufgespannt.
Bei Filterbälgen von Flachfilterelementen sind die Filtermedien nicht geschlossen, d.h., die Stirnfalten sind ebenso wie die Stirnkanten nicht miteinander verbunden. Im Unterschied dazu sind bei Filterbälgen von Rundfilterelementen die Filtermedien geschlos- sen, d.h., 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 Filterschicht 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 0470485 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 ex- trudierten polymeren Geflechtschicht und einer Filterschicht, die zwischen diesen angeordnet ist. Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filterelement zum Filtern eines Fluids zu schaffen, das auf herstellungs- und kostenmäßig günstige Art eine Stabilisierungs- und Drai- nagemöglichkeit im Filtermedium vorzusieht. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren sowie eine Anlage zur Herstellung eines Filterelements zu schaffen, das auf herstellungs- und kostenmäßig günstige Art eine Stabilisierungs- 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, und wobei ein Breiten- zu Höhenverhältnis der Wülste entlang der Wülste gezielt variiert ist.
Die zickzackförmig gefalteten Falten können mit scharfen Kanten ausgebildet sein oder mit gerundeten Kanten.
Ein 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 stabilisierende Wirkung des Filtermediums gewährleisten. Das Gitter und der Laminati- onsprozess 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 Auftragung der Leimoder 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 Schmutzpar- tikel über die Fläche des Filtermediums verteilt werden.
Vorteilhafterweise kann durch die gezielt eingestellte Variation des Breiten- zu Höhenverhältnisses der Wülste vermieden werden, dass Wülste mit gleichen Abmessungen beim Aufstellen der Falten an den Faltenkanten zu ungünstigen Spannungen im Falten- grund führen. Wird ein derartiges Filterelement zu einem Rundelement gefügt, erhöhen sich die Spannungen am Faltengrund in ungünstiger Weise, da der Abstand des gefalteten Filterbalgs am Faltengrund kleiner ist als an der gegenüberliegenden Faltenkante. Rotative Faltanlagen weisen sehr hohe Herstellgeschwindigkeiten der Filterelemente auf. Bei einer Serienfertigung liegen typische Rahmenbedingungen in rotativen Faltanlagen beispielsweise zwischen 500 und 1000 Falten pro Minute und zwischen 30 und 40 mm Abstand von Faltenkante zu Faltenkante pro Falte, was einer Auftragsgeschwin- digkeit des Materials der Leim- oder Kunststoffraupen im Bereich zwischen 15 000 mm/min und 40 000 mm/min entspricht.
Bei derartig hohen Geschwindigkeiten ist eine gezielte Variation der ausgebrachten Ma- terialmenge entlang der Wülste, um an späteren Faltengründen dünnere Wülste vorzusehen, beim Auftrag des Materials nur schwer umsetzbar.
Vorteilhaft kann erfindungsgemäß eine konstante Materialmenge der Leim- oder Kunststoffraupen pro Zeiteinheit auf den Filterbalg aufgebracht werden und die Breite und Höhe des aufgebrachten Materialstreifens bei einem folgenden Prägeschritt gezielt variiert werden. Dies erlaubt insbesondere bei einer rotativen Faltanlage eine sehr hohe Herstellgeschwindigkeit.
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. 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 bis 7 mm vorzusehen. Dieser Wert ist jedoch von der Steifigkeit des Filtermediums und dem zu filternden Fluid, sowie von dem Werkstoff der Wulst abhängig und kann entsprechend eingestellt werden. Eine Höhe der Wulst von z.B. 0,1 mm bis 3 mm ist vorteilhaft. Auch dieser Wert ist von den Randbedingungen des Filtermediums, des Fluids und des Werkstoffes abhängig. Ein am Filterelement anliegender, insbesondere beim Betrieb einer Brennkraftmaschine im Ansaugtrakt entstehender Unterdruck 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 Materialunregelmäßigkeiten, insbesondere hinsichtlich von ungleichmäßigen Imprägnierungen, können jedoch auch Spannungen und Verformungen auftreten, welche zu einem rohseitigen 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 entlang ihrer Längserstreckung schmale Erhebungen und breite Verjüngungen aufweisen.
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 der Faltkanten ausgebildet sein. Insbesondere, 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.
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 hohlzylindrisches 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, bei- spielsweise 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 Wechselintervallen 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, Speichern des Filtermediums in einem Warenspeicher, Auftragen von Wülsten auf das Filtermedium vor einem Prägen zur Ausbildung von Faltkanten mit konstanter Materialmenge, 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, 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.
Günstigerweise kann das Verfahren zur Herstellung eines Filterelements weitere Herstellschritte eines Filterbalgs wie Aufheizen des Filtermediums als Vorbereitung zum Prägen, Prägen von Faltkanten in das Filtermedium mit gleichzeitigem Pressen der Wülste mit unterschiedlichen Höhen und Breiten der Wülste umfassen. Insbesondere wird dabei das Breiten- zu Höhenverhältnis der Wülste entlang der Wülste gezielt variiert. Das gewünschte Breiten- zu Höhenverhältnis der Wülste wird vorzugsweise durch die Ausführung der Prägewalze vorgegeben/bestimmt. Das Prägen von Faltkanten in das Filtermedium kann durch vorheriges Aufheizen des Filtermediums günstig gestaltet werden, da die eingeprägten Faltkanten so dauerhaft erhalten bleiben.
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, einen Warenspeicher, eine Polymerauftragstation zum Aufbringen der Wülste, eine Andruckwalze, eine Vorlaufheizung, ein Prägeaggregat, sowie ein Faltenaufstellaggregat. Anstelle der Polymerauftragstation kann auch eine Schmelz- kleberauftragstation vorgesehen werden, wenn als Wulst eine Schmelzkleberraupe verwendet wird. Besonders vorteilhaft weist das Prägeaggregat eine Prägewalze auf, die Ausnehmungen an ihrer Oberfläche aufweist, welche beim Prägen Erhebungen und Verjüngungen der Wülste hervorrufen.
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;
Fig. 4 schematisch eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer vorteilhaften Prägewalze zur gezielten Beeinflussung des Höhen- zu Breitenverhältnisses von Leim- oder Kunststoff raupen;
Fig. 5 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 1 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Filterelement 1 10 zum Filtern eines Fluids umfasst einen Filterbalg 1 12 aus einem Filtermedium 1 14, das entlang von Faltkanten 126 zick- zackförmig zu Falten 134 gefaltet ist, die sich jeweils zwischen gegenüberliegenden Stirnkanten 122a, 122b des Filterbalgs 1 12 erstrecken. Das Filtermedium 1 14 ist zur Durchströmung mit dem Fluid von einer Rohseite 150 des Filterelements zu einer Rein- seite 152 und zwar in einer Durchströmungsrichtung 154 von einer Außenfläche zu einem Innenbereich des Filterelements 1 10 vorgesehen. Das Filtermedium 1 14 weist an mehreren seiner durchströmten Oberflächen mehrere Wülste 142 auf der Reinseite 152 auf (in den Figuren 2 und 3 dargestellt), welche quer zu Faltkanten 126 des Filtermedi- ums 1 14 verlaufen und welche im bestimmungsgemäßen Betriebszustand des Filterbalgs 1 12 ein Strömen wenigstens eines Teils des Fluids senkrecht zu den Faltkanten 126 des Filterbalgs 1 12 bewirken. Dabei ist ein Breiten- zu Höhenverhältnis der Wülste 142 entlang der Wülste 142 gezielt variiert. Das Filterelement 1 10 in Figur 1 ist als hohlzylindrisches Rundfilterelement mit einem sterngefalteten Filtermedium 1 14 ausgebil- det. Solche Rundfilterelemente werden im Kraftfahrzeugbereich bevorzugt als Luft-, Öl-, oder Kraftstofffilter oder dergleichen verwendet und an den Brennkraftmaschinen als austauschbare Filterelemente 1 10 mit regelmäßigen Wechselintervallen eingesetzt. Der Filterbalg 1 12 ist an beiden Stirnseiten mit Endscheiben 1 1 6, 1 18 abgeschlossen, welche ein zentrales Mittelrohr 138 umfassen, durch das auch das gefilterte Fluid in Strö- mungsrichtung 154 abfließen kann.
In Figur 2 ist ein Teilquerschnitt durch ein Filterelement 1 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie in Figur 1 gezeigt, dargestellt. Der Querschnitt zeigt mehrere Falten 134 des Filterbalgs 1 12, welche an Faltkanten 126 rundgefaltet sind. Das zu fil- ternde Fluid tritt von einer Rohseite 150 außerhalb des Rundfilters 1 10 in einen Innenbereich des Filterelements 1 10 mit der Reinseite 152. Der Filterbalg 1 12 ist im Innenbereich mit einem Mittelrohr 138 versteift, das teilweise angeschnitten zu sehen ist. Das Filtermedium 1 14 weist auf der Reinseite 152 Wülste 142 auf. Die Wülste 142 bewirken, neben der Drainagewirkung zum Ableiten des gefilterten Fluids, im gefalteten Zustand des Filtermediums 1 14 wenigstens im Betriebszustand eine Beabstandung von gegenüberliegenden Faltkantenflächen 120a, 120b einer Falte 134 des Filterbalgs 1 12. Die Wülste 142 sind insbesondere an den Faltkantenflächen 120a, 120b und nicht im Krümmungsbereich der Falten 134 angeordnet. Dabei zeigen die Wülste 142 entlang ihrer Längserstreckung von Faltenkante 126 zu gegenüberliegender Faltenkante 126, d.h. von Faltenspitze zu Faltengrund, eine gezielte Variation in ihrer Höhe und ihrer Breite mit Erhöhungen 143 und Verjüngungen 144. Vorteilhaft ist die Variation so, dass bei aufgestellten Falten 134 sich je zwei Erhebun- gen 143 an gegenüberliegenden Faltenkantenflächen 120b gegenüber liegen und bei in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Falten 134 jeweils die paarweisen Erhebungen 143 in einer Falte 134 in radialer Richtung versetzt zu den Erhebungen 143 der benachbarten Falten 134 angeordnet sind. Beispielsweise sind in einer Falte 134 nahe der radial äußeren Faltenkante 126 zwei Erhebungen 143 angeordnet, gefolgt von Verjüngungen 144 Richtung Faltengrund, welche jeweils etwa die Hälfte der Längserstreckung des Wulsts 142 einnehmen, während die nächste Falte 134 von Faltenkante 126 zu Faltenkante 126 zwei sich gegenüberliegende langgestreckte Erhebungen 143 aufweist, deren Maximum etwa in der Mitte zwischen den Faltenkanten 126 liegen. In der nächsten Falte 134 sind zwei sich gegenüberliegende Erhebungen 143 nahe des Faltengrunds angeordnet, gefolgt von zwei Verjüngungen 144 Richtung radial äußere Faltenkante 126, welche jeweils etwa die Hälfte der Längserstreckung des Wulsts 142 einnehmen. Die Maxima der paarweisen Erhebungen 143 in den benachbarten Falten 134 liegen jeweils auf einem anderen Radius.
Da zur Bildung der Wülste 142 die Materialmenge beim Auftrag konstant ist, entspricht eine Erhebung 143 einem schmalen Bereich der Wulst 142 und eine Verjüngung 144 einem verbreiterten Bereich der Wulst 142, was in Figur 3 in Draufsicht zu sehen ist. Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf ein Filtermedium 1 14 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das flache Filtermedium 1 14 weist Faltkanten 126 in regelmäßigem Abstand auf, die durch Verprägungen des Filtermediums 1 14 ausgebildet sein können. Quer dazu verlaufen parallele Wülste 142. Die Wülste 142 können beispielsweise durch Auftragen eines Schmelzklebers gebildet werden.
Die Wülste 142 weisen entlang ihrer Längserstreckung breite Bereiche und schmale Bereiche auf. Die schmalen Bereiche entsprechen den Erhebungen 143 und die breiten Bereiche den Verjüngungen 144 aus Figur 2. An Kreuzungspunkten mit den Faltkanten 126 können die Verjüngungen 144 besonders flach ausgebildet sein. Die Erhebungen 143 und Verjüngungen 144 können vorteilhaft als Verprägungen beim Prägen der Faltkanten 126 ausgebildet werden, da die Wülste 142 vor dem Verprägen des Filtermediums 1 14 aufgebracht wurden. Figur 4 zeigt schematisch eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer vorteilhaften Prägewalze 1 60 zur gezielten Beeinflussung des Höhen- zu Breitenverhältnisses Wülsten 142 (Figur 3, Figur 4), insbesondere von Leim- oder Kunststoffraupen. Entlang ihres Umfangs 1 62 weist die Prägewalze 1 60 in regelmäßigen Abständen alternierend Vorsprünge 1 64 und Vertiefungen 1 66 auf. Der Abstand zwischen benachbarten Vorsprüngen 1 64 und Vertiefungen 1 66 entspricht dem Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Faltenkanten 126 (Figur 3, Figur 4). Der Umfang 1 62 der Prägewalze 1 60 zwischen den Vorsprüngen 1 64 und Vertiefungen 1 66 ist abgefräst, so dass Bereiche 170 gebildet sind, die in radialer Richtung kürzer sind als wenn die Prägewalze 1 60, abgesehen von den Vorsprüngen 1 64 und Vertiefungen 1 66, eine Zylinderform hätte. Beim Prägen des Filterbalgs 1 12 (Figur 2) liegt der Prägewalze 1 60 eine zylinderförmige Prägewalze (nicht dargestellt) mit korrespondierenden Vorsprüngen und Vertiefungen mit konstantem Kalandrierabstand gegenüber, wobei der Filterbalg 1 12 (Figur 2) zwischen diesen Prägewalzen läuft. Die Bereiche 170 weisen einen variablen Abstand zum Umfang der gegenüberliegenden Prägewalze auf.
Sind auf dem Filterbalg 1 12 (Figur 2) Wülste 142 (Figur 3, Figur 4) aufgebracht, werden diese durch den variablen Abstand der Bereiche 170 zur gegenüberliegenden Präge- walze unterschiedlich stark plattgedrückt. Eine Erhebung 143 (Figur 3, Figur 4) entspricht dem maximalen Abstand zwischen dem Bereich 170 (in Figur z.B. in der Mitte des Bereichs 170) von der gegenüberliegenden Prägewalze. Die Erhebung 143 wird wenig oder gar nicht gepresst. Entsprechend der Abstandsvariation der Bereiche 170 ergeben sich korrespondierende Abfolgen von Erhebungen 143 und Verjüngungen 144 der Wülste 142 (Figur 3, Figur 4). In Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Bereiche 170 können entlang der Oberfläche der Prägewalze 1 60 gezielt so ausgestaltet werden, dass sich Höhe und Breite der Wülste 142 in definierter Weise einstellen.
In Figur 5 ist eine schematische Darstellung einer Anlage 1 100 zur Herstellung eines Filterelements 1 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zu sehen. Das Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Filterelements 1 10 umfasst die folgenden Herstellschritte eines Filterbalgs 1 12: Abwickeln des Filtermediums 1 14 von einer Rolle, Speichern des Filtermediums 1 14 in einem Warenspeicher 1 104, Auftragen von Wülsten 142 auf das Filtermedium 1 14 vor oder nach einem Prägen zur Ausbildung von Faltkanten 134, Andrücken der Wülste 142, Aufstellen der Faltkanten 134 zu einem zickzackförmig gefalteten Filterbalg 1 12. Ein solcher Prozess lässt sich günstig in den üblichen Fertigungsablauf bei der Herstellung eines Filterbalgs 1 12 integrieren, bei dem das Filtermedium 1 14 üblicherweise in langen Bahnen durch ein Prägeaggregat 1 1 10 läuft. So können zusätzliche Kleberauftragstationen 1 106 vorgesehen werden, die den Schmelzkleber in derselben Geschwindigkeit mit auftragen, sodass der normale Her- stellungsprozess nicht behindert wird. Das Aufbringen der Wülste 142 kann insbesondere vor einem Prägeprozess mit konstanter Material menge vorgesehen sein. Werden die Wülste 142 vor dem Prägen aufgebracht, können sie beim Prägeprozess mit gewünschten Verjüngungen 144 an den Kreuzungspunkten mit den Faltkanten 126 versehen werden, um das Aufstellen der Faltkanten 126 zu, insbesondere spitz zulaufenden, Falten 134 zu begünstigen.
Die Wülste 142 können nach dem Auftragen auf das Filtermedium 1 14 vorteilhaft auf das Filtermedium 1 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 1 10 weitere Herstellschritte eines Filterbalgs 1 12 wie Aufheizen des Filtermediums als Vorbereitung zum Prägen, Prägen von Faltkanten 126 in das Filtermedium 1 14 mit gleichzeitigem Pressen der Wülste 142 mit unterschiedlichen Höhen und Breiten der Wülste 142 umfassen. Das Prägen von Faltkanten 126 in das Filtermedium 1 14 kann durch vorheriges Aufheizen des Filtermediums 1 14 günstig gestaltet werden, da die eingeprägten Faltkanten 126 so dauerhaft erhalten bleiben.
Die Anlage 1 100 zur Herstellung eines Filterelements 1 10 in Figur 5 umfasst folgende Aggregate zur Herstellung eines Filterbalgs 1 12: einen Abwickler 1 102, einen Waren- Speicher 1 104, eine Polymerauftragstation 1 106 zum Aufbringen der Wülste 142, eine Andruckwalze 1 107 zum Andrücken der Wülste 142 an das Filtermedium 1 14, eine Vorlaufheizung 1 108, ein Prägeaggregat 1 1 10, sowie ein Faltenaufstellaggregat 1 1 12. An- stelle der Polymerauftragstation 1 106 kann auch eine Schmelzkleberauftragstation vorgesehen werden, wenn als Wulst 142 eine Schmelzkleberraupe verwendet werden soll.

Claims

Ansprüche Filterelement (1 10) zum Filtern eines Fluids, umfassend - einen Filterbalg (1 12) aus einem Filtermedium (1 14), das entlang von Faltkanten (126) zickzackförmig zu Falten (134) gefaltet ist, die sich jeweils zwischen gegenüberliegenden Stirnkanten (122a, 122b) des Filterbalgs (1 12) erstrecken, und welches Filtermedium (1 14) zur Durchströmung mit dem Fluid von einer Rohseite (150) des Filterelements zu einer Reinseite (152) vorgesehen ist, wobei das Filtermedium (1 14) an wenigstens einer seiner durchströmten Oberflächen einen oder mehrere Wülste (142) aufweist, welche quer zu den Faltkanten (126) des Filtermediums (1 14) verlaufen und welche im bestimmungsgemäßen Betriebszustand des Filterbalgs (1 12) ein Strömen wenigstens eines Teils des Fluids senkrecht zu den Faltkanten (126) des Filterbalgs (1 12) bewirken, und wobei ein Breiten- zu Höhenverhältnis der Wülste (142) entlang der Wülste (142) gezielt variiert ist. Filterelement nach Anspruch 1 , wobei die Wülste (142) im gefalteten Zustand des Filtermediums (1 14) wenigstens im Betriebszustand eine Beabstandung von gegenüberliegenden Faltkantenflächen (120a, 120b) einer Falte (134) des Filterbalgs (1 12) bewirken. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wülste (142) entlang ihrer Längserstreckung schmale Erhebungen (143) und breite Verjüngungen (144) aufweisen. Filterelement nach Anspruch 3, wobei die Verjüngung (144) als Verprägung der Faltkanten (126) ausgebildet ist. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wülste (142) auf der bestimmungsgemäßen Reinseite des Filtermediums (1 14) angeordnet sind. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wülste (142) durch Auftragen eines Schmelzklebers gebildet sind. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Filterbalg (1 12) als hohlzylindrisches Rundelement mit einem sterngefalteten Filtermedium (1 14) ausgebildet ist. Verwendung des Filterelements (1 10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Rundfilterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere als Rundfilterelement einer Brennkraftmaschine. Verfahren zur Herstellung eines Filterelements (1 10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend folgende Herstellschritte eines Filterbalgs (1 12)- Abwickeln des Filtermediums (1 14) von einer Rolle, - Speichern des Filtermediums (1 14) in einem Warenspeicher (1 104), - Auftragen von Wülsten (142) auf das Filtermedium (1 14) vor einem Prägen zur Ausbildung von Faltkanten (126) mit konstanter Materialmenge, - Andrücken der Wülste (142), - Aufstellen der Faltkanten (126) zu einem zickzackförmig gefalteten Filterbalg (1 12). 0. Verfahren zur Herstellung eines Filterelements (1 10) nach Anspruch 9, umfassend folgende Herstellschritte eines Filterbalgs (1 12) - Aufheizen des Filtermediums (1 14) als Vorbereitung zum Prägen, - Prägen von Faltkanten (126) in das Filtermedium (1 14) mit gleichzeitigem Pressen der Wülste (142) mit unterschiedlichen Höhen und Breiten der Wülste (142).
1 . Anlage zur Herstellung eines Filterelements (1 10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend wenigstens folgende Aggregate zur Herstellung eines Filterbalgs (1 12)
- Abwickler (1 102),
- Warenspeicher (1 104),
- Polymerauftrag (1 106),
- Andruckwalze (1 107)
- Vorlaufheizung (1 108),
- Prägeaggregat (1 1 10),
- Faltenaufstellaggregat (1 1 12).
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