用于生产水分离器的方法以及水分离器与流程

本发明涉及用于生产水分离器的方法以及水分离器。

背景技术：

例如，水分离器用作燃料过滤器中的最终分离器。已知的水分离器包括环状疏水性筛网，所述环状疏水性筛网保持在注射模制部件的内侧处。为了根据现有技术生产此类水分离器，将筛网放置到工具中，并且固定在工具中。随后，通过注射模制而使筛网嵌入塑料材料中，即，将塑料材料注射模制到筛网的外部侧上。由于工具技术的局限性（要求将筛网固定在工具中，并且移除最多两个芯部），因此可形成在周向方向上延伸的最多一个横向肋部，用于筛网的稳定性。此外，为了令人满意的机械稳定性，根据水分离器的大小，要求一定数量的纵向肋部。由于位于筛网上的外部侧上的横向肋部和纵向肋部，因此减少了筛网的作用（有效）分离表面积，用于在径向方向上从外部到内部的常规流动。这减少了水分离能力。

de10063881a1公开了过滤器元件，所述过滤器元件包括支撑主体，过滤器介质缠绕围绕所述支撑主体。过滤器介质由易熔材料组成，并且由两个径向焊缝和纵向焊缝紧密密封地固定到支撑主体。在将过滤器介质焊接到支撑主体时，过滤器介质在焊缝的区域中被压紧。

wo2015/135667a1描述了筛网过滤器元件，用于具有多阶段水分离装置的燃料过滤器元件，所述筛网过滤器元件包括管状筛网过滤器和支撑管，所述支撑管相对于筛网过滤器元件的纵向轴线在径向方向上环绕筛网过滤器。径向向内指向的连接支柱一体地形成在支撑管处，借助于所述连接支柱，支撑管连接到筛网过滤器，其中形成中间空间。筛网过滤器可焊接到连接支柱，或者可嵌入连接支柱的塑料材料中。水分离装置的径向向外的第一和第二聚结层可被布置在支撑管处。过滤器波纹管可被布置在聚结层的径向外部。在此筛网过滤器元件中，由于连接支柱（筛网过滤器保持在所述连接支柱处），因此也减少了用于水分离的筛网过滤器的有效（作用）表面积。

因此，本发明的目的是提供具有水分离介质的尽可能大的有效表面积的水分离器以及用于生产此类水分离器的方法。

技术实现要素：

此目的通过根据权利要求1所述的制造方法和根据权利要求8所述的水分离器解决。在相应从属权利要求和描述中公开了优选方法变型和实施例。

根据本发明的制造方法。

根据本发明，提供了用于生产水分离器的方法。水分离器优选地是根据本发明的水分离器，如下文描述的。根据本发明的方法包括以下步骤：

-提供环状地环绕纵向轴线的支撑结构；

-提供疏水性筛网织物；

-通过超声或者通过激光辐射在相对于纵向轴线径向向外的区域中塑化支撑结构的材料；

-将筛网织物布置在支撑结构处的外周向侧处；以及

-将筛网织物压入到已塑化区域中。

水分离器被提供用于在径向方向上从外部到内部的流动。由于筛网织物被布置在支撑结构处的外周向侧处（外周界处），因此筛网织物的表面积比例尽可能大地保持疏水有效。仅在其中筛网织物被压入到支撑结构中的那些区域中减少筛网织物的水分离动作。除了其中嵌入筛网织物的区域以外，支撑结构还可包括其它支撑区域，所述其它支撑区域特别是在径向向内方向上支撑筛网织物，然而不将这些支撑区域固定地连接到筛网织物，特别是不将筛网织物压入到这些支撑区域中。支撑结构通常例如按格栅管的方式基本上是管状的，具有大表面积穿透。

可在将筛网织物布置在支撑结构的外周界处之前或之后实现塑化。在塑化时，支撑结构的材料也可部分熔化，特别是液化。在将筛网织物压入到已塑化区域中之后，发生已塑化材料的固化（冷却/硬化）。产生筛网织物与支撑结构之间的形状配合。由于支撑结构的材料的塑化以及压入筛网织物，因此筛网织物可焊接到支撑结构。除了形状配合之外，还可产生筛网织物与支撑结构之间的材料融合。为了压入筛网织物，可使用压力主体，例如，辊。支撑结构通常在外周向侧处包括热塑性塑料材料。优选地，整个支撑结构由热塑性塑料材料组成。支撑结构可被实施为单件式注射模制部件。特别地，塑料材料可为聚酰胺。优选地，塑料材料例如利用玻璃纤维而被纤维加强。热塑性塑料材料特别优选的是聚酰胺6(pa6)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)，特别是具有最大35%的玻璃纤维比例。

支撑结构的材料可通过超声塑化。借助于超声（超声波），可实现快速和高效的塑化。优选地，为了此目的，使用滚动超声焊极。这实现特别快速的塑化。超声波的振动方向可平行于或者优选地正交于已塑化区域定向。

可选地，支撑结构的材料可通过激光辐射塑化。当借助于激光辐射塑化时，可获得筛网织物和支撑结构的特别均匀和稳定的连接。激光辐射可线性地、面状或点状地作用在支撑结构上。为了产生激光辐射，可使用线性、面或点激光。

其中通过激光辐射塑化的方法的特别有利的进一步实施例的特征在于，筛网织物的材料对于激光辐射是透明的，并且特征在于，为了塑化支撑结构的材料，激光辐射穿过筛网织物，或者被引导通过筛网织物。换句话说，筛网织物的材料对于所采用的（激光）光是可透过的。因此，相对于所采用的激光，筛网织物的材料比待塑化的支撑结构的材料包括更小的吸收能力。由于筛网织物对于激光辐射是透明的，因此在激光辐射通过时，所述筛网织物不被加热，或者仅最小程度地被加热。筛网织物特别是在激光入射表面处不被塑化，而是最多在相对定位的结合区域（其中筛网织物与支撑结构接触）处被塑化。原则上，在所述方法的此进一步实施例中，在塑化之前，筛网织物至少被布置在支撑结构处的外周向侧处的区域中。

支撑结构可包括两个环状端部区段以及在端部区段之间延伸的第一纵向肋部。在有利变型中，所述方法然后被设计成使得：

-最初，将筛网织物的第一纵向边缘连接到第一纵向肋部，

-然后，将筛网织物的两个相对定位的侧向边缘连接到端部区段，以及

-最后，将筛网织物的第二纵向边缘连接到第一纵向肋部。

因此，首先将筛网织物以其第一纵向边缘固定在第一纵向肋部处。随后，在周向方向上将筛网织物连接到端部区段。最后，通常直接相邻于第一纵向边缘将第二纵向边缘连接到第一纵向肋部。以此方式，可获得筛网织物和支撑结构的连续周向延伸的连接。此外，可在连续过程中进行筛网织物和支撑结构的连接。特别地，可将筛网织物缠绕到支撑结构上，用于连接到端部区段。这有助于筛网织物的无折叠附接。端部区段在纵向方向上（沿着纵向轴线）被布置成从彼此间隔开。纵向肋部通常平行于纵向轴线延伸。将筛网织物的纵向和侧向边缘连接到支撑结构的端部区段或纵向肋部是通过塑化支撑结构的这些区域并且压入到已塑化区域中而实现的。可通过筛网织物的预张拉而完成将筛网织物压入到端部区段中，特别是其中在张力下将筛网织物缠绕到支撑结构上。

对于上述方法变型的特别优选的进一步实施例，筛网织物被提供为连续织物。在将筛网织物的第一纵向边缘连接到支撑结构的第一纵向肋部之后，在形成筛网织物的第二纵向边缘的情况下，使形成水分离器的筛网织物的区段从连续织物分离。换句话说，将形成水分离器的筛网织物的连续织物的区段的第一纵向边缘连接到第一纵向肋部，而连续织物的此区段仍连接到连续织物的剩余部分。通常，在使形成水分离器的筛网织物的区段从连续织物分离之前，在周向方向上将筛网织物几乎完全（大约跨越至少300°，特别是跨越至少330°）紧固到支撑结构的端部区段。特别优选地，在使形成水分离器的筛网织物的区段从连续织物分离之前，在周向方向上将筛网织物完全紧固到端部区段。当筛网织物的连接线在端部区段处分别从第一纵向肋部再次围绕相应端部区段的（外）周界再次延伸到第一纵向肋部时，将呈现在周向方向上的完全紧固。连续织物应被理解为其长度显著大于覆盖支撑结构的外周界所要求的长度的织物。优选地，连续织物被定尺寸成使得可利用相应筛网织物从连续织物的分离而生产至少100个、特别优选至少1000个水分离器。使用连续织物实现了多个水分离器的特别合理的制造。应理解的是，对于此方法变型的重复执行，仍可通过使用连续织物而生产的水分离器的数量连续降低，并且最后可利用剩余其它连续织物而生产的水分离器的上述数量不达到目标。可将连续织物提供在卷轴上。通过在卷轴上施加扭矩，可利用简单的器件而控制和建立压入筛网织物所要求的筛网织物的张力。

本发明还涉及通过重复执行上述方法用于生产多个水分离器的方法，所述方法通过使用相同的连续织物而利用被提供为连续织物的筛网织物。此方法实现多个水分离器的经济制造。分别使形成待生产的水分离器的筛网织物的区段从连续织物顺序地分离。在使形成当前待产生的水分离器的筛网织物的区段从连续织物分离时，在形成此区段的第二纵向边缘的情况下，通常还形成了形成下个待生产的水分离器的筛网织物的连续织物的区段的第一纵向边缘。这避免了连续织物的生产浪费。

根据本发明的水分离器。

本发明还涵盖水分离器，所述水分离器具有环状地环绕纵向轴线的支撑结构，并且具有疏水性筛网织物。筛网织物被布置在支撑结构处的外周向侧处。筛网织物以其区段嵌入支撑结构的径向向外定位的区域中。因此，除了嵌入区域以外，筛网织物的整个表面可用于分离水。筛网织物还环状地环绕纵向轴线。其中嵌入筛网织物的径向向外定位的区域位于支撑结构处的外周向侧处。水分离器已经优选地通过根据本发明的方法生产。水分离器被实施用于在径向方向上从外部到内部的流动。水分离器可为过滤器的部分。通常，水分离器被实施用于燃料过滤器中。水分离器还可被提供成用于滤油器中。在此语境中，水分离器可用作最终分离器，即，用作多阶段水分离装置的最后阶段。水分离器可径向地被布置在环状地环绕纵向轴线的过滤器的过滤器介质内。一层或多层聚结材料可被布置在过滤器介质与水分离器之间。

筛网织物的材料对于激光辐射是透明的。这实现了支撑结构的材料在相对于纵向轴线在径向方向上在外部的区域中借助于激光辐射的塑化（在已经将筛网织物布置在支撑结构处的这些区域中之后）。特别地，由于筛网织物的透明性，因此可将筛网织物的材料的软化限制到结合面积（面向支撑结构）。

有利地，支撑结构包括第一纵向肋部。第一纵向肋部通常平行于纵向轴线延伸。将筛网织物的第一和第二纵向边缘嵌入第一纵向肋部中。换句话说，将纵向边缘布置成与第一纵向肋部重叠。由于第一纵向肋部，因此可加强支撑结构。此外，第一纵向肋部使得可能将筛网织物紧固在支撑结构处，从而在周向方向上闭合。

特别优选地，支撑结构包括至少一个、优选地至少两个其它纵向肋部。其它纵向肋部实现了支撑结构的附加加强和筛网织物的支撑动作。筛网织物优选地不嵌入其它纵向肋部中。以此方式，筛网织物的特别大的疏水性表面积对于水分离保持有效。通常，筛网织物接触其它纵向肋部。筛网织物然后在径向方向上由其它纵向肋部支撑。其它纵向肋部和第一纵向肋部主要在周向方向上被布置成从彼此间隔开。

支撑结构可包括两个环状端部区段。筛网织物的两个相对定位的侧向边缘可嵌入端部区段中。由于端部区段，因此可限定水分离器的形状（例如，圆形形状），并且可加强支撑结构。通常，端部区段在外周向侧处分别是圆形的。由于筛网织物到环状端部区段的连接，因此可建立筛网织物围绕纵向轴线的类似环状布置。

支撑结构可包括被布置在端部区段之间在周向方向上延伸的至少一个、优选地至少两个横向肋部。横向肋部附加地加强支撑结构。此外，筛网织物可在径向方向上由横向肋部支撑。为了此目的，筛网织物可接触横向肋部。筛网织物优选地不嵌入（多个）横向肋部中。以此方式，筛网织物的表面积尽可能大地对于水分离保持有效。

支撑结构在外周向侧处有利地包括热塑性塑料材料。热塑性塑料材料可特别容易塑化。优选地，整个支撑结构由热塑性塑料材料组成。根据本发明的支撑结构可特别地被实施为单件式注射模制部件。热塑性塑料材料特别优选的是pa6、pet或pbt，特别是具有最大35%的玻璃纤维比例。

筛网织物可包括疏水涂覆的单丝。筛网织物优选地包括pet（聚对苯二甲酸乙二醇酯）或pa（聚酰胺）的（单）丝。筛网织物可包括与彼此编织的丝。筛网织物的丝还可被布置成在彼此上方或下方延伸，而不在上方和下方彼此交错地交叉。所述丝原则上在其交叉点处通过材料融合而连接到彼此。

附图说明

根据本发明的实施例的以下详细描述、根据权利要求以及借助于示出根据本发明的细节的附图图示而得出了本发明的其它特征和优点。在本发明的变型中，上述的和仍待解释的特征可分别通过其自身单独地实现，或通过其多个按任何组合地实现。示出了附图中示出的特征，使得可清楚可见根据本发明的细节。在附图中，显示了：

图1在示意性透视图中的水分离器，其中疏水性筛网织物被布置在支撑结构处的外周向侧处；

图2在部分截面示意性侧视图中的图1的水分离器；

图3在示意性透视图中的根据图1和图2在其制造期间的中间阶段中的水分离器；

图4用于生产多个水分离器的方法的示意性流程图。

具体实施方式

图1在透视图中显示了水分离器10。水分离器10包括支撑结构12。支撑结构12环状地环绕纵向轴线14。此外，水分离器10包括疏水性筛网织物16。筛网织物16包括疏水涂覆的单丝（未详细示出）。筛网织物16被布置在支撑结构12处的外周向侧处。筛网织物16也环状地环绕纵向轴线12。

图2在部分截面侧视图中显示了图1的水分离器10。支撑结构12包括沿着纵向轴线14从彼此间隔开的两个端部区段18a、18b。端部区段18a、18b为环状的，此处为圆形，并且环绕纵向轴线14。纵向肋部20、22在端部区段18a、18b之间延伸。此处，纵向肋部20、22平行于纵向轴线14延伸。此外，支撑结构12包括围绕纵向轴线12在周向方向上周向地延伸的横向肋部24。横向肋部24使纵向肋部20、22与彼此连接。在纵向肋部20、22与横向肋部24之间在支撑结构12中形成流动开口26。因此，支撑结构12被实施为类似格栅管。流动开口26占据支撑结构12的周向表面积的主要部分。流动开口26的表面积比例（当在径向方向上观察时）大于纵向和横向肋部20、22、24的表面积比例。

筛网织物16径向向外地被布置在支撑结构12处，并且接触其。筛网织物16以其区段嵌入支撑结构12的相对于纵向轴线14径向向外定位的区域28中。其中筛网织物16嵌入支撑结构12中的区域28径向向外位于两个端部区段18a、18b处，并且在外部位于第一纵向肋部20处。筛网织物16的第一纵向边缘30和第二纵向边缘32嵌入第一纵向肋部20中。筛网织物16的两个相对定位的侧边缘34a、34b分别嵌入端部区段18a和18b中。嵌入区域28在图2中由格子式样指示。此处，筛网织物16嵌入支撑结构12的材料的区域形成闭合的周向延伸的轮廓。在附加纵向肋部22和横向肋部24的区域中，筛网织物16不嵌入支撑结构12中。相反地，筛网织物16径向向外松散地安置在其它纵向肋部22和横向肋部24处。以此方式支撑筛网织物16。

为了将筛网织物16嵌入到端部盘18a、18b和第一纵向肋部20中，在区域28中塑化支撑结构12的材料。为了此目的，使用由激光器（未示出）发射的激光辐射（激光）。为了能够在筛网织物16被布置在外周向侧处的情况下借助于激光辐射而塑化支撑结构12的材料，筛网织物16对于激光辐射是透明的。因此，激光辐射穿透筛网织物16，而不（明显地）加热其。仅支撑结构12的径向向内定位在筛网织物16后方的区域28由激光辐射加热，并且由此转变成塑性状态。支撑结构12在外周向侧处包括热塑性塑料材料，例如，聚酰胺。此类热塑性塑料材料可通过加热而转变成塑化状态。此处，整个支撑结构12由热塑性塑料材料组成。此处，支撑结构12被实施为单件式注射模制部件。

在塑化之后，将筛网织物16压入到支撑结构12的已塑化区域28中。随后，通过冷却而固化已塑化区域28。以此方式，获得支撑结构12和筛网织物16的固定连接。

图3显示了在其制造期间的根据图1和图2的水分离器10。在制造过程的所示出状态中，将筛网织物16的第一纵向边缘30连接到支撑结构12的第一纵向肋部20。此处，筛网织物12被提供为连续织物36。在制造的进一步过程期间，在形成第二纵向边缘32的情况下，沿着线40使连续织物36的形成待具体生产的水分离器10的筛网织物16的区段38从剩余连续织物36（卷材）分离。

然而，首先，在制造过程的进一步过程期间，将筛网织物16以其侧向边缘34a、34b嵌入端部区段18a、18b中。为了此目的，使支撑结构12在箭头方向42上围绕纵向轴线14旋转。以此方式，将筛网织物16缠绕到支撑结构12上。端部区段18a、18b的其中筛网织物16刚刚已经缠绕在其上的区域通过激光辐射加热，并且由此塑化。在此语境中，激光辐射穿透筛网织物16，所述筛网织物16对于所采用波长的激光辐射是透明的。筛网织物16在缠绕到支撑结构12上的期间利用张力保持，例如，因为筛网织物12被引导通过制动装置44。由于此张力，因此筛网织物16的侧向边缘34a、34b被压入到端部区段18a、18b的已塑化区域中。在已塑化区域的后续冷却之后，获得了固定连接。

随后，将筛网织物16的第二纵向边缘32连接到第一纵向肋部20。为了此目的，借助于激光辐射而塑化第一纵向肋部20。随后，借助于压力主体，例如，辊（未示出），将第二纵向边缘32压入到第一纵向肋部20中。在第一纵向肋部20的已塑化区域的冷却之后，获得了固定连接。按对应方式，最初将第一纵向边缘30连接到第一纵向肋部20。

连续织物36的剩余部分可用于制造其它水分离器。

图4显示了用于生产根据图1、图2的许多水分离器10的方法的示意性流程图。在所述方法的序列中，分别达到根据图3的状态。

首先，在步骤50和52中，提供支撑结构12以及呈连续织物36形式的疏水性筛网织物16。然后，在步骤54中，将筛网织物16的第一纵向边缘30连接到第一纵向肋部20。为了此目的，在部分步骤54a中，将第一纵向边缘30径向向外布置在第一纵向肋部20处。在部分步骤54b中，使支撑结构12的材料径向向外在第一纵向肋部20处塑化。在最后的部分步骤54c中，将第一纵向边缘30压入到第一纵向肋部20的已塑化区域28中。

在后续步骤56中，将筛网织物16的相对定位的侧向边缘34a、34b分别连接到支撑结构12的端部区段18a和18b。为了此目的，在部分步骤56a中，将侧向边缘34a、34b径向向外布置在相应布置的端部区段18a、18b处。在部分步骤56b中，使端部区段18a、18b的材料在外周向侧处塑化。然后，在部分步骤56c中，将侧向边缘34a、34b压入到端部区段18a、18b的已塑化材料中。

在最后步骤58中，将筛网织物16的第二纵向边缘32连接到第一纵向肋部20。为了此目的，在部分步骤58a中，将第二纵向边缘32径向向外布置在第一纵向肋部20处。在部分步骤58b中，使支撑结构12的材料径向向外在第一纵向肋部20处塑化。在后续的部分步骤58c中，将第二纵向边缘32压入到第一纵向肋部20的已塑化区域28中。在此语境中，直接相邻于第一纵向边缘30将第二纵向边缘32连接到第一纵向肋部20。

随后，可按相同方式生产其它水分离器10。其筛网织物16可分别被提供为相同连续织物36的新区段38。

可分别借助于激光辐射而实现塑化，如上文描述的。作为可选，可使用超声，用于塑化。超声波可借助于滚动超声焊极而产生并且传输到支撑结构12上。利用滚动超声焊极，还可将筛网织物压入到支撑结构12的已塑化区域28中。

部分步骤54a、56a、58a可分别在部分步骤54b、56b、58b之前或之后实现，或者与部分步骤54b、56b、58b同时实现。通常，首先，分别执行部分步骤54a、56a、56a。部分步骤54c、56c、58c可基本上与部分步骤54b、56b、58b同时执行，或者在其随后执行。