空气过滤元件及其制造方法与流程

空气过滤元件及其制造方法
相关申请
1.本技术作为pct国际申请于2017年10月24日提交，并要求于2016 年10月24日提交的名称为“空气过滤元件及其制造方法(air filter elementand method for producing same)”的欧洲专利局专利申请序列号 ep16195388.0的优先权，该篇专利文献以其全文形式在此被援引加入本文。
技术领域
2.本发明涉及空气过滤元件和用于制造空气过滤元件的方法。


背景技术：

3.美国专利号9,162,172 b2公开了一种空气滤清器，包括外壳和检修盖。外壳的内部空间可以通过外壳侧壁的开口到达。具有槽纹过滤介质的过滤元件可以从空气滤清器取出并更换。外壳被构造和设置成使元件与外壳密封接合。将过滤元件安装在空气滤清器中的方法包括使过滤元件的一部分相对于外壳中的滑动表面滑动。维修/维护空气滤清器的方法包括使过滤元件相对于外壳中的倾斜表面倾斜，以释放过滤元件和外壳之间的密封。过滤元件可以具有手柄，以帮助空气滤清器的维修/维护。外壳可以具有检查窗口，以允许目测检查外壳的内部部件并目测确定过滤元件是否安装在其中。
4.业已发现，美国专利号9,162,172 b2中公开的类型的过滤元件的密封有时不能令人满意。还发现，美国专利号9,162,172 b2中公开的通用形状的外壳可能在某些情况下允许不正确地插入过滤元件并且用不适当的过滤元件有意或无意地更换适当的过滤元件，这可能导致空气过滤器系统的故障并且甚至损坏空气过滤器系统下游的系统。
5.美国专利号9,205,361 b2公开了一种用于空气过滤器的空气过滤元件，其具有管状过滤介质，其环形横截面包围过滤元件的内部并且具有邻接过滤元件的内部并且以至少一个凸起拱形和至少两个凹入拱形形式延伸的内壁，所述凹入拱形位于两个凸起拱形之间，使得过滤元件的内部在凹入拱形的区域中具有收缩部分，收缩部分由过滤元件内部的两个宽的区域邻接。该公开内容不涉及槽纹过滤介质，也不涉及美国专利号9,162,172 b2的内容中的上述问题。
6.德国专利申请公开号de 10 2015 016236 a1公开了一种包括多个叠置叶片的过滤元件，所述多个叠置叶片以不均匀的方式实施并且具有至少一曲率并以其弯曲状态互连，其中曲率的轴线平行于流动通道。de 10 2015 016236 a1的过滤元件不具有带有密封表面的引导边缘，所述密封表面被设置成当安装在目标外壳中时提供径向密封。de 10 2015 016236 a1的过滤元件的过滤介质不具有管状形状。
7.欧洲专利申请公开号ep 1 656 982 a1公开了一种复合过滤器构造，包括第一开孔泡沫聚氨酯层，中间层包括聚酯纤维和聚丙烯微纤维，连接至中间层的第二层包括非织造聚丙烯织物材料，以及在所述层上共模塑的聚氨酯材料垫片。 ep 1656982a1的过滤器构造不具有带有密封表面的引导边缘，所述密封表面被设置成当安装在目标外壳中时提供径
向密封。ep 1 656 982 a1的过滤器构造的过滤介质不具有管状形状。
8.德国专利申请公开号de 10 2014 016908 a1在图8和9中公开了一种用于特别是内燃机(特别是机动车)的流体的过滤元件，包括由过滤介质制成的过滤器波纹管，该过滤介质沿折叠边缘放置在过滤器波纹管中，尤其在折叠中呈锯齿形状，在过滤器波纹管的相对的面边缘之间延伸，其中具有折叠边缘和相对的自由面边界的面折叠设置在过滤器波纹管的每个相对的端面和至少两个折叠边缘上，所述至少两个折叠边缘在过滤器波纹管的相对表面处沿折叠端的面边缘是连续的，其中一个面边缘的至少一部分相对于折叠边缘的至少一个以一角度延伸，使得在所述部分中，一个表面上的折叠边缘具有与另一表面的折叠边缘不同的长度，并且其中折叠由面边缘横向密封。所引用的实施例不具有带有密封表面的引导边缘，所述密封表面被设置成当安装在目标外壳中时提供径向密封。这些实施例的过滤介质不具有管状形状。
9.欧洲专利申请公开号ep 2 675 547 a1公开了一种空气过滤器系统，包括过滤器外壳，过滤元件容纳在外壳内。过滤元件包括褶状过滤介质。第二外壳被固定至过滤器外壳并且闭合过滤器外壳。第二外壳包括可操作以接合过滤器外壳和过滤元件的锁定元件。过滤元件包括至少一个紧固元件，其中第二外壳的锁定元件接合至少一个紧固元件，使得当过滤元件被容纳在过滤器外壳中并且被设置在过滤器外壳和第二外壳之间时，第二外壳可拆卸地夹紧/固定至过滤器外壳。该篇文献没有公开包括密封表面的引导边缘，所述密封表面具有至少径向定向的部件。


技术实现要素：

10.本发明的实施例的一个目的是提供一种具有改进的密封特性的过滤元件。本发明的实施例的另一个目的是降低过滤器系统中过滤元件的错误安装的风险。
11.根据本发明的一个方面，提供了一种空气过滤元件，包括：过滤介质包，所述过滤介质包包括过滤介质，所述过滤介质包具有第一和第二侧，所述第一和第二侧可以可选地设置为基本平面的第一侧和基本平面的第二侧，所述第一侧和第二侧可以可选地是平行的；以及引导边缘，包括密封表面，所述密封表面具有至少径向定向的部件，被设置在第一侧和第二侧的至少一个上；其中所述引导边缘或每个引导边缘的外周包括至少一个凸起部分和至少一个凹入部分；并且其中过滤介质包的轮廓对应于引导边缘的凸起部分和凹入部分的至少一部分。
12.本发明尤其基于发明人的洞察力，即通过为过滤元件提供具有足够弯曲的外周的引导边缘，特别是具有至少一个凸起部分和至少一个凹入部分的外周，与在沿着基本上直线所形成的密封时相比，可以获得更可靠的密封。引导边缘包括具有至少径向定向的部件的密封表面；特别地，引导边缘可包括径向定向的密封(也称为径向密封)。
13.本发明还基于发明人的进一步洞察力，即通过为过滤元件提供其外周具有至少一个凸起部分和至少一个凹入部分的引导边缘，可减小过滤元件的整体对称性，从而降低在外壳中错误安装过滤元件的可能性。
14.本发明还基于发明人的进一步洞察力，即通过具有至少在凸起部分中其轮廓对应于引导边缘的外周的过滤介质包，由引导边缘限定的空间被最佳地用于提供过滤能力。术语“对应于”在本文中用于表示过滤介质包的形状紧密跟随引导边缘的形状；过滤介质包的
轮廓与引导边缘之间的距离相对较小并且沿轮廓不会显著变化。沿着周边的凸起部分，引导边缘优选地保持在过滤介质包的轮廓的 2cm的距离内，更优选地在1cm的距离内，并且最优选地在0.5cm的距离内。沿着周边的所述凸起部分，引导边缘和过滤介质包的轮廓之间的距离优选地不会变化超过2cm，更优选地不超过1cm，最优选地不超过0.5cm。可选地，引导边缘的周边可以在其整个长度上对应于过滤介质包的轮廓，即，不仅在凸起部分上。
15.具有带有凹入部分的轮廓的过滤介质包的另一个优点是，由此形成的中空空间非常适合于放置手柄以便于安装或取出过滤元件。
16.具有至少径向定向的部件的密封表面优选地被设置成当安装在适当形状的空腔中时提供径向密封。
17.过滤介质包优选地具有管状形状。术语“基本上管状(substantiallytubular)”用于涵盖通过卷绕一长度的过滤介质(在中心处具有或不具有芯或中空空间)而获得的形状，通过将褶状过滤介质设置为管而获得的形状，以及通过组合在上述意义上基本上管状的多个单元而获得的形状。基本上管状的形状可包括一个或多个收缩和/或弯曲。
18.在根据本发明的空气过滤元件的一个实施例中，过滤介质包包括卷起长度的过滤介质，所述过滤介质具有管状形状和基本上几何类似于轮廓的芯。
19.该实施例的一个优点在于，通过围绕得当设计的芯卷绕过滤介质可以获得相对复杂的轮廓。过滤介质可以围绕卷绕芯卷绕，从卷绕芯取下，然后设置最终的芯。可替换的，过滤介质可以围绕在最终产品中保留在位的芯卷绕。该实施例的另一个优点是它提供了增加的刚性。术语“几何类似(geometrically similar)”在本文中用于表示具有相同总体形状但具有不同比例的物体。术语“基本上几何类似”用于表示芯和引导边缘的形状的相似度不需要精确，但足够强到使芯确定所得的卷绕包的形状。
20.在根据本发明的空气过滤元件的一个实施例中，过滤介质包包括z型过滤介质。
21.在这种类型的结构中，过滤介质的入口表面和出口表面是平行的基本平面的侧面，其中介质的“槽纹”的端部是对齐的。
22.在根据本发明的空气过滤元件的一个实施例中，过滤介质包包括设置成管状形状的褶状过滤介质。
23.在这种类型的结构中，过滤介质的入口表面和出口表面通常是管状形状的孔的内罩和管状形状的外罩，反之亦然。尽管过滤介质包具有基本平面的第一侧和基本平面的第二侧，第一侧和第二侧是平行的，如上所述，褶状过滤介质可以以不同的形状(例如w形)被设置在该过滤介质包内。
24.在根据本发明的空气过滤元件的一个实施例中，轮廓是细长的，并且沿轮廓的纵向侧存在至少一个凹入部分。更具体地，轮廓可以基本上是豆形或肾形。那么过滤元件具有豆形类型或肾形类型。
25.该实施例的一个优点是可以在设计中引入一定程度的不对称性，具有最小的附加复杂性。
26.在根据本发明的空气过滤元件的一个实施例中，过滤介质包包括至少两个单独卷绕长度的过滤介质，所述至少两个单独卷绕长度的过滤介质通过引导边缘结合在一起。更具体地，轮廓可能是基本上8字形。那么过滤元件就具有8字形或双扭线型。
27.该实施例尤其基于发明人的洞察力，即过滤介质包可以有利地为8字形等。该实施
例的一个优点是，各个卷可以是圆柱形的，并且可以简单地通过围绕圆柱形芯卷绕介质片材或将介质片材绕自身卷绕来获得，而若干卷的组合仍然得到具有凹入部分和凸起部分的所需轮廓。至少两个单独卷绕长度的过滤介质的每一个可包括圆柱形芯(其所卷绕的卷绕芯，或者在从卷绕芯移除卷之后插入的不同的芯)，或者它可能是无芯的。
28.在根据本发明的空气过滤元件的一个实施例中，过滤介质包被卷绕以便不在其中心留有空心空间。
29.在一个实施例中，过滤介质包被卷绕或盘绕，使得过滤介质包在其中心处没有中空空间。
30.由于由某些类型的过滤介质(例如槽纹或z型过滤介质)组成的过滤介质包不要求管状形状以便供应空气或从中空中心抽取空气(如在上文引用的美国专利号9,205,361b2中披露的褶状介质示例的情况)，过滤介质包可有利地完全填充过滤介质，从而增加给定外壳空间的过滤能力。所述“全”过滤介质包可以通过围绕可移除的卷绕芯卷绕过滤介质并在将其从卷上取下后将其展平而获得。可替换的，所述“全”过滤介质包可以通过将一片过滤介质片材卷绕到其自身上而获得。
31.根据本发明的一个方面，提供了一种空气过滤器系统，包括外壳和空气过滤元件，所述空气过滤元件具有如上所述的基本上豆形或肾形轮廓，所述外壳限定成形为以便能够容纳空气过滤元件的空腔；其中外壳包括用于将空气过滤元件插入所述空腔中并从空腔中取出空气过滤元件的检修窗口；并且其中检修窗口被成形和设置成使得空气过滤元件可以通过包括转动的运动来插入和取出。
32.具有“豆形”或“肾形”轮廓的过滤元件的特别优点在于，过滤器系统可占据系统中的可用空间，所述系统不能以其它方式容纳传统形状的过滤器系统 (特别是，具有弯曲或拐角的空腔)。此外，空气过滤元件可以沿非轴向方向被引入和取出。此外，空气过滤元件可沿着障碍物之间的路径朝向或远离外壳移动，所述障碍物例如是发动机或机器的预置部件，这对于标准的直形过滤元件是不可能的。
33.在所述情况下，外壳可适于从侧面(即，横向而非轴向沿待过滤空气的流动方向)引入和取出过滤元件，在这种情况下，相对小的侧面开口可能足以允许过滤元件转动滑入或滑出外壳。转动运动允许豆形或肾形空气过滤元件在安装或取出期间“绕拐角”转动。可能存在这样的拐角，因为外壳可能必须被设置在机器或发动机系统的一部分中，其中其他必要部件的存在没有为大的直的过滤腔留出空间。豆形或肾形空气过滤元件可以围绕障碍物弯曲，并且仍然可以相对容易地插入或取出。因此，诸如预定的发动机设置(例如，汽车或卡车的引擎罩下方的发动机部件的设置)的部件之类的障碍可能存在于在过滤介质包插入或取出轨迹期间由过滤介质包轮廓的凹入部分所限定的空间中。在一些实施例中，检修窗口被成形和设置成使得考虑到空气过滤元件的形状，空气过滤元件只能通过包括转动的运动来插入和取出，例如，跟随轮廓的曲率。沿着过滤介质包的轮廓具有两个或更多个凹入部分的更为复杂的形状可用于允许过滤元件行进通过更复杂的障碍物组合。
34.空气过滤元件的密封表面优选地提供抵靠外壳的径向密封。在一些示例中，密封表面背向过滤元件的纵向轴并因此可被表征为向外面向的密封或向外定向的径向密封。
35.根据本发明的一个方面，提供了一种用于制造空气过滤元件的方法，所述方法包括：卷绕具有恒定宽度的至少一长度的过滤介质，以产生具有基本平面的第一侧和基本平
面的第二侧的过滤介质包，所述第一侧和第二侧是平行的；并且在第一侧和第二侧的至少一个上设置包括密封表面的引导边缘，所述密封表面具有至少一个径向部件；其中，所述引导边缘或每个引导边缘的外周包括至少凸起部分和至少凹入部分；并且其中过滤介质包的轮廓对应于引导边缘的凸起部分和凹入部分的至少一部分。
36.过滤介质优选地具有基本上管状的形状。密封表面优选地被设置成当安装在适当形状的空腔中时提供径向密封。
37.在根据本发明的方法的一个实施例中，卷绕包括围绕具有基本上几何类似于外周的形状的芯卷绕所述长度的过滤介质。
38.在特定实施例中，轮廓是细长的，并且沿轮廓的纵向侧存在至少一个凹入部分。更具体地，轮廓可以基本上是豆形或肾形的。
39.在根据本发明的方法的一个实施例中，卷绕包括分别围绕各自的圆柱形芯卷绕至少两个卷绕长度的过滤介质，并且通过设置引导边缘将两个单独卷绕长度的过滤介质连接在一起。更具体地，轮廓可以基本上为8字形。
40.在根据本发明的方法的一个实施例中，卷绕包括围绕芯卷绕一长度的过滤介质，所述方法还包括从过滤介质包移除芯并使过滤介质包变形以获得轮廓。
41.在一个实施例中，空气过滤元件设置有过滤介质包、第一引导边缘和密封部分。过滤介质包可以由盘绕的槽纹过滤介质形成，并且可以具有限定凸起部分和凹入部分的外周。第一引导边缘可被安装至过滤介质包的第一端。第一引导边缘还可以限定对应于过滤介质包凸起部分的凸起部分和对应于过滤介质包凹入部分的凹入部分。密封部分可以由第一引导边缘支撑并且可限定向外定向的径向密封表面。第一引导边缘还可以限定凹入和凸起部分。
42.在一个实施例中，第二引导边缘安装到过滤介质包的第二端。
43.在一个实施例中，第一引导边缘和过滤介质包各自具有两个凸起部分和两个凹入部分。
44.在一个实施例中，过滤介质包还包括中央芯。
45.在一个实施方案中，过滤介质包具有被表征为肾形、豆形、双纽线形或 8字形、s形和w形中的一种的横截面形状。
46.根据本发明的方法的实施例的技术效果和优点在必要的变更后对应于根据本发明的过滤元件的相应实施例的那些。
附图说明
47.将结合所附附图更详细地描述本发明的实施例的这些和其他特征和优点，其中：
[0048]-图1示出了根据本发明的第一实施例的过滤元件的透视图；
[0049]-图1a示出了图1中所示过滤元件的端视图；
[0050]-图1b示出了沿图1a中的线a-a截取的图1中所示的过滤元件的截面图；
[0051]-图2示出了根据图1的实施例的过滤元件的分解图；
[0052]-图3示意性地示出了根据图1的实施例制造过滤元件的第一方法；
[0053]-图4、图4a、图4b示意性地示出了根据图1的实施例制造过滤元件的第二方法；
[0054]-图5示出了根据本发明第二实施例的过滤元件的透视图；
[0055]-图5a示出了图5中所示的过滤元件的端视图；
[0056]-图5b示出了沿图5a中的线a-a截取的图5中所示的过滤元件的截面图；
[0057]-图6示出了根据图5的实施例的过滤元件的分解图；
[0058]-图7示出了根据本发明的第三实施例的过滤元件的透视图；
[0059]-图7a示出了图7中所示的过滤元件的端视图；
[0060]-图7b示出了沿图7a中的线a-a截取的图7中所示的过滤元件的截面图；
[0061]-图8示出了根据图7的实施例的过滤元件的分解图；
[0062]-图9示出了根据本发明的第四实施例的过滤元件的透视图；
[0063]-图9a示出了图9中所示的过滤元件的端视图；
[0064]-图9b示出了沿图9a中的线a-a截取的图9中所示的过滤元件的截面图；
[0065]-图10示出了根据图9的实施例的过滤元件的分解图；
[0066]-图11-11a示意性地示出了根据图10的实施例制造过滤元件的方法；
[0067]-图12示出了包括根据本发明的实施例的空气过滤元件的空气过滤器系统的第一透视图；
[0068]-图12a示出了图12中所示的空气过滤器系统的第二透视图；
[0069]-图13示出了图12中所示的空气过滤元件的第一透视图；
[0070]-图13a示出了图13中所示的空气过滤元件的第二透视图；
[0071]-图14是可被包括在本发明的实施例中的过滤介质包的形状的示例的略图；
[0072]-图15是可被包括在本发明的实施例中的过滤介质包的形状的另一个示例的略图；
[0073]-图16是可被包括在本发明的实施例中的过滤介质包的形状的另一个示例的略图；和
[0074]-图17是可被包括在本发明的实施例中的过滤介质包的形状的另一个示例的略图。
具体实施方式
[0075]
现在将结合图1-4来描述根据本发明的过滤元件的第一实施例。
[0076]
图1-1b分别示出了本实施例的平面图(左上)、截面图(左下)和透视图(右)。
[0077]
图示的空气过滤元件100包括过滤介质包110，所述过滤介质包110包括卷绕长度的过滤介质。过滤介质包110具有基本平面的第一侧111和基本平面的第二侧112，它们彼此平行。空气过滤元件100旨在可取出地安装在外壳(未示出) 中。为了允许插入或取出空气过滤元件100，外壳具有一个或多个开口或“窗口”。各种外壳和窗口设置是可能的，包括其中通过移除设置有入口或出口的外壳的端部来进入开口的系统，以及其中可以进入外壳侧面上的窗口的系统。对于具有细长轮廓的过滤介质包设计，“侧面装载器”可以使其窗口位于窄侧或位于宽侧。
[0078]
本发明可以通过不同种类的过滤介质实施，包括褶状过滤介质和槽纹过滤介质。各种类型的褶状过滤介质是商用的并且是技术人员已知的。槽纹过滤介质包括具有形成在其中的多个槽纹的过滤材料，相邻槽纹的交替端部闭合以迫使流体通过过滤材料。各种类型的槽纹过滤介质是商用的并且是技术人员已知的。
[0079]
槽纹过滤介质类型或z型介质的过滤介质包是技术人员已知的。例如，某些类型的槽纹过滤介质可以从jordan v.bauer的美国专利号3,025,963、francisfriedmann等人的美国专利号5,895,574、patrick golden的美国专利号6,416,605以及从美国专利申请公开号us 2014/0102057 a1获知。us’574专利、us’605专利和us’057公开中的每一个的全部内容以其全文形式在此被援引加入本文。槽纹过滤介质类型的过滤介质包110可以例如通过卷绕包括大致平行的中空管(槽纹，原始管)的基片材并在连续层的卷绕过滤介质之间(例如在开口端的一侧)施加密封粘合剂来获得。基片材可以例如由平的介质片材和波状的介质片材组成，它们彼此连接。中空管的第一轴向端部邻接过滤介质包110的第一基本平面侧111，而中空管的第二轴向端部邻接过滤介质包110的第二基本平面侧112。当卷绕基片材时，可以在中空管之间形成互补的空间/管，并且在某一卷绕的波状片材及其随后卷绕的平面片材之间限定互补的空间/管。
[0080]
中空管和互补的空间/管可以在适当的位置处中断，以迫使在其第一轴向端处(在第一平面侧111处)进入第一管(例如，原始管)的空气穿过第一管的侧壁进入一个或多个相邻的第二管(例如，互补管)，此后迫使空气在第二管的第二轴向端处(在第二平面侧112处)离开第二管。这些中断中的一些可以最初通过原始管设置(例如，在它们的第二轴向端处封闭)，其它中断可以例如通过施加密封粘合剂(例如，用于互补管，优选地在它们的第一轴向端附近)来设置。端部111、112然后用作过滤器的出口和入口表面。当过滤元件100安装在其形成一部分的过滤器系统的外壳中时，空气优选地但不是必需地经由预清洁过滤器被供应到入口表面并从出口表面撤离，所述预清洁过滤器可包括多个旋风分离器。
[0081]
同样，其他类型的过滤介质包110可以通过包括卷绕以片材形式提供的介质的步骤来获得。
[0082]
空气过滤元件100还包括设置在所述第一侧111和所述第二侧112的至少一个上的引导边缘120。优选地，引导边缘120存在于两侧111、112上，如图示的情况。至少一个所述的引导边缘120包括径向定向的密封表面或具有至少径向定向的部件的密封表面，例如向外的径向定向的部件。此外，它可具有轴向部件。它可设置有垫片，用作径向密封或具有至少径向部件的轴向密封。
[0083]
引导边缘120提供密封表面，其允许过滤元件100与过滤器系统的入口和/或出口孔密封地接合。此外，它们可有助于过滤元件100的结构刚性，并且它们可以帮助操作者将过滤元件100正确地设置在过滤器系统中(凭借它们的形状，并且可选地通过添加的引导元件例如突起、凹槽、突耳等方式)。
[0084]
引导边缘120可包括刚性塑料材料120a(其可以例如是支撑结构)，例如但不仅是聚乙烯或聚丙烯，具有由例如合适的弹性体制成的单独的密封或垫片 120b，或者设置在它们的密封表面上的聚氨酯。可替换的，引导边缘120可由可以用作密封的材料制成，特别是合适的弹性体，例如聚氨酯。
[0085]
引导边缘120可以单独制造并连接至过滤介质包110，或者如果所选材料的熔化和固化特性允许，它们可以模制到位(即，包胶模到过滤介质包110上)。
[0086]
在所示的情况中，在平面图中看到的空气过滤器具有细长形状。每个引导边缘120的外周包括至少一个凸起部分和至少一个凹入部分。结合用于当前目的的平面图的方向，在所示的情况中可以清楚地看到轮廓的左手侧120c和右手侧 120d是凸起的(从过滤元件
的外侧观察)，而轮廓的顶侧120e和底侧120f(纵向侧)包括凹入的中心部分120e、120f。在所示的情况中，过滤介质包110的轮廓 (如在平行于平面侧111、112的任何平面中的横截面中所见)对应于(即，它紧密匹配)引导边缘120的整个外周。
[0087]
图2示出了根据第一实施例的过滤元件的分解图。过滤介质包110具有管状形状，即其形状围绕中空中心自身闭合，并且包括基本上几何类似于过滤介质包110的外轮廓的芯130。图2示出了位于过滤介质110的每一侧上的引导边缘 120和将被放置在过滤介质110的中心的芯130。引导边缘可被包括在覆盖相关侧 111或112的部分的元件125中，例如以避免卷绕的过滤介质包110的伸缩变形；为了增加结构刚度，元件125还可以帮助使芯130保持在位。
[0088]
图3示意性地示出了制造根据第一实施例的过滤元件100的第一方法。所述方法包括卷绕具有恒定宽度的一长度的过滤介质，以产生具有基本平面的第一侧111和基本平面的第二侧112的过滤介质包110，所述第一侧111和第二侧112 是平行的。卷绕包括围绕芯130卷绕所述长度的过滤介质，所述芯130具有基本上几何类似于期望外周的形状。为了实现足够紧密的卷绕，将片材保持在适当的张力下并且通过适当设置的往复辊151-154压到芯130上并随后压到增加的包上。将粘合剂(未示出)施加到片材上以将连续层保持在一起。
[0089]
一旦获得了期望形状和尺寸的过滤介质包110，如上所述的引导边缘120 被设置在第一侧111和第二侧112(图3中未示出)的至少一个上。
[0090]
图4-4b示意性地示出了制造根据第一实施例的过滤元件的第二方法。
[0091]
在预备步骤(未示出)中，具有恒定宽度的一长度的过滤介质围绕椭圆形或长圆形卷绕芯卷绕，以产生具有基本平面的第一侧111和基本平面的第二侧 112的过滤介质包110，所述第一侧111和第二侧112是平行的。由于卷绕芯是椭圆形或长圆形，过滤介质片材的张紧和挤压不如图3中所示的情况复杂。在卷绕操作期间，将粘合剂施加到片材上以使连续层保持在一起。在从卷绕芯移除之后，所得的过滤介质包110具有没有凹入部分的细长形状和中空中心。
[0092]
在第一步骤1010中，将表示基本上与其几何相似的期望轮廓形状的芯 130插入过滤介质包110的所述中空中心。在第二步骤1020中，将具有芯130的过滤介质包110放入适当形状的压模160中，所述压模160具有对应于轮廓的期望凹入部分的突起。在第三步骤1030中，关闭压模160以迫使过滤介质包110成为期望的形状。由于该变形不可避免地导致过滤介质包110中的过滤介质层的一些滑动，该步骤优选应该在所施加的粘合剂已完全固化之前完成。
[0093]
在随后的步骤(未示出)中，如上所述的引导边缘120被设置在第一侧 111和第二侧112的至少一个上。
[0094]
现在将结合图5和6描述根据本发明的过滤元件的第二实施例。将着重于与第一实施例的元素不同的元素来描述本实施例。
[0095]
图5-5b示出了本实施例的平面图(左上)、截面图(左下)和透视图(右)。
[0096]
所示的空气过滤元件100包括过滤介质包110，所述过滤介质包110包括两个单独卷绕长度的过滤介质。所得到的过滤介质包110具有基本平面的第一侧111和基本平面的第二侧112，它们是彼此平行的。如前所述，过滤介质优选具有“槽纹过滤介质”类型。
[0097]
空气过滤元件100还包括设置在所述第一侧111和所述第二侧112的至少一个上的
引导边缘120。优选地，引导边缘120存在于两侧111、112上，如图示的情况。由于所示的过滤介质包110由两个单独卷绕长度的过滤介质组成，引导边缘120具有将这两个卷保持在一起以形成一个包的额外功能。
[0098]
在所示的情况中，空气过滤元件100具有细长形状。每个引导边缘120 的外周包括至少一个凸起部分和至少一个凹入部分。结合用于当前目的的平面图的方向，在所示的情况中可以清楚地看到轮廓的左手侧120c和右手侧120d是凸起的(从过滤元件的外侧观察)，而轮廓的顶侧120e和底侧120f(纵向侧)包括凹入的中心部分120e、120f。在所示的情况中，过滤介质包110的轮廓对应于(即，它紧密匹配)引导边缘120的外周的凸起部分。不过，由于凹入部分120e、120f 位于两个介质卷彼此相遇的位置，过滤介质包110的轮廓在这些部分中并不严格跟随引导边缘120的外周。
[0099]
图6示出了根据第二实施例的过滤元件的分解图。过滤介质包110由两个管状圆柱体组成，即，具有中空中心的圆柱体，并包括相应的圆柱形芯130。图 6还示出了过滤介质110的每一侧上的引导边缘120，其使过滤介质110的卷保持在一起并且将芯130放置在过滤介质110的卷的中心。
[0100]
现在将结合图7至图8描述根据本发明的过滤元件的第三实施例。将着重于与第一实施例的元素不同的元素来描述本实施例。
[0101]
图7-7b分别示出了本实施例的平面图(左上)、截面图(左下)和透视图(右)。
[0102]
所示的空气过滤元件100包括过滤介质包110，所述过滤介质包110包括卷绕长度的过滤介质。过滤介质包110具有基本平面的第一侧111和基本平面的第二侧112，它们彼此是平行的。过滤介质再次优选具有“槽纹过滤介质”类型。
[0103]
空气过滤元件100还包括设置在所述第一侧111和所述第二侧112的至少一个上的引导边缘120。优选地，引导边缘120存在于两侧111、112上，如图示的情况。
[0104]
在所示的情况中，空气过滤元件100具有细长形状。每个引导边缘120 的外周包括至少一个凸起部分和至少一个凹入部分。结合用于当前目的的平面图的方向，在所示的情况中可以清楚地看到轮廓的左手侧120c和右手侧120d是凸起的(从过滤元件的外侧观察)，而轮廓的顶侧120e是直的，轮廓的底侧120f包括凹入的中心部分120f。在所示的情况中，过滤介质包110的轮廓对应于(即，它紧密匹配)引导边缘120的整个外周。
[0105]
图8示出了根据第一实施例的过滤元件的分解图。过滤介质包110具有管状形状，即，其形状围绕中空中心自身闭合，并且包括基本上几何类似于过滤介质包110的外轮廓的芯130。图8示出了过滤介质110的每一侧上的引导边缘120 和将被放置在过滤介质110的中心的芯130。
[0106]
现在将结合图9-11描述根据本发明的过滤元件的第四实施例。将着重于与第一实施例的元素不同的元素来描述本实施例。
[0107]
图9-9b分别示出了本实施例的平面图(左上)、截面图(左下)和透视图(右)。
[0108]
所示的空气过滤元件100包括过滤介质包110，所述过滤介质包110包括卷绕长度的过滤介质。过滤介质包110具有基本平面的第一侧111和基本平面的第二侧112，它们彼此是平行的。过滤介质再次优选具有“槽纹过滤介质”类型。
[0109]
空气过滤元件100还包括设置在所述第一侧111和所述第二侧112的至少一个上的引导边缘120。优选地，引导边缘120存在于两侧111、112上，如图示的情况。
[0110]
在所示的情况中，空气过滤元件100具有细长形状。每个引导边缘120 的外周包括至少一个凸起部分和至少一个凹入部分。结合用于当前目的的平面图的方向，在所示的情况中可以清楚地看到轮廓的顶侧120e、左手侧120c和右手侧 120d是凸起的(从过滤元件的外侧观察)，而轮廓的底侧120f包括凹入的中心部分120f。在所示的情况中，过滤介质包110的轮廓对应于(即，它紧密匹配)引导边缘120的整个外周。
[0111]
图10示出了根据第一实施例的过滤元件的分解图。过滤介质包110是完全填充的，即，它没有中空中心，并且在这种情况没有芯。图10还示出了过滤介质110的每一侧上的引导边缘120。
[0112]
图11-11a示意性地示出了制造根据第四实施例的过滤元件的方法。
[0113]
在预备步骤(未示出)中，围绕圆柱形卷绕芯卷绕具有恒定宽度的一长度的过滤介质，以产生具有基本平面的第一侧111和基本平面的第二侧112的过滤介质包110，所述第一侧111和第二侧112是平行的。由于卷绕芯是圆柱形的，过滤介质片材的张紧不如图3所示的情况复杂。在卷绕操作期间，将粘合剂施加至片材以使连续层保持在一起。在从卷绕芯移除之后，所得到的过滤介质包110具有没有凹入部分的圆柱形形状和中空中心。
[0114]
在第一步骤2010中，将具有中空中心的过滤介质包110放入适当形状的压模160中，所述压模160具有对应于期望的轮廓形状的突起和空腔。在第二步骤2020中，压模160闭合以迫使过滤介质包110成为期望的形状。由于该变形不可避免地导致过滤介质包110中的过滤介质层的一些滑动，该步骤优选应该在所施加的粘合剂已完全固化之前完成。
[0115]
在随后的步骤(未示出)中，如上所述的引导边缘120设置在第一侧111 和第二侧112的至少一个上。
[0116]
图12和12a示出了包括根据本发明的实施例的空气过滤元件的空气过滤器系统的两个透视图。图13和13a示出了图12和12a中所示的空气过滤器系统的空气过滤元件的两个透视图。在不失一般性的情况下，图12、12a和13、13a 中所示的空气过滤元件具有无芯的肾形或豆形过滤介质包110。在一端，设置具有密封表面的引导边缘120。在另一端，跨轮廓的凹入部分设置手柄170。通过设置桥接轮廓的凹入部分的材料条或条带可以非常简单地得到手柄，使得人工操作者可以通过将手指滑入手柄后面的空腔中而容易地抓握手柄。手柄可以是柔性的并且在制造过滤元件之后连接。例如，它可以粘合在介质包的外侧上或者在凹入部分中的其外保护层上。事实上，在本公开的某些实施例中，过滤介质包的另一保护层或封套(也称为壳)可围绕其径向外表面设置。保护层或封套可伸过介质包的有限距离或伸过介质包的整个长度，提供介质包的刚性或更刚性的外壳。该保护层可以由例如塑料的硬质材料制成，或者例如由保护性纸板制成。取决于制造过程，手柄也可以与保护封套一体形成。此外，保护封套或壳可以与引导边缘或包括在引导边缘中的支撑结构一体形成。
[0117]
如上所述，过滤介质包优选地具有管状形状。术语“基本上管状”用于涵盖通过卷绕一长度的过滤介质(在中心处具有或不具有芯或中空空间)而获得的形状，通过将褶状过滤介质设置为管而获得的形状，以及通过组合在上述意义上基本上是管状的多个单元而获得的形状。基本上管状的形状可以包括一个或多个收缩和/或弯曲。图14-17提供了各种基本上管状的形状的略图，其中过滤介质包可被设置在本发明的实施例中。由于略图的目的是阐明过滤介质包和/或相关的引导边缘的不同轮廓，略图仅示出没有芯的实心过滤介质包，而不失一般性。本领域技术人员将理解，所示形状也可以通过将一个或多个过滤介质单
元(例如，卷)与芯或不与芯组合来获得。
[0118]
图14是包括基本上管状的过滤介质包110并且包括引导边缘120的空气过滤元件100的示例的略图，其形状可被描述为椭圆形，其在横向于其长轴的方向上被双侧收缩/夹紧，大致形成双纽线形、8字形或“花生”形。如图所示，过滤介质包110的外周和引导边缘120的外周具有通过两个凸起区段或部分相互连接的两个凹入区段或部分。
[0119]
图15是包括基本上管状的过滤介质包110并且包括引导边缘120的空气过滤元件100的示例的略图，其形状可被描述为具有单个弯曲的椭圆形/卵形。如图所示，过滤介质包110的外周和引导边缘120的外周具有通过一个或多个凸起区段或部分互相连接的一个凹入区段或部分。
[0120]
图16是包括基本上管状的过滤介质包110并且包括引导边缘120的空气过滤元件100的示例的略图，其形状可被描述为具有两个弯曲的椭圆形，大致形成s形(如图所示)或z形(未示出)。如图所示，过滤介质包110的外周和引导边缘120的外周是不对称形状的，具有由两个偏移的凸起区段或部分互相连接的两个偏移的凹入区段或部分。
[0121]
图17是包括基本上管状的过滤介质包110并且包括引导边缘120的空气过滤元件100的示例的略图，其形状可被描述为具有三个弯曲的椭圆形，大致形成w形。如图所示，过滤介质包110的外周和引导边缘120的外周具有由三个凸起区段或部分相互连接的三个凹入区段或部分。
[0122]
技术人员将理解，通过将如上所述的任何数量的“收缩”和“弯曲”组合成管状基本形状，可以获得其他合适的形状。收缩和弯曲可被设置成形成对称或不对称的形状。
[0123]
尽管已经结合特定实施例在上文中描述了本发明，但是这样做是为了阐明而不是限制本发明，本发明的范围将通过所附权利要求来确定。