专利名称：过滤元件以及用于制造过滤元件的方法
技术领域：
本发明涉及一种过滤元件、尤其是一种用于机动车的内室空气滤清器。此外，本发明描述了一种用于制造过滤元件的方法。
背景技术：
为了例如在汽车领域内对例如燃料的流体、其它工作介质或者内室空气进行过滤，经常使用褶皱的或者打褶的滤清器纤维网材料。在此，经常有必要通过辅助机构来支撑褶皱轮廓，以便在流体流过时保持形状不变。此外期望的是，在过滤元件相对于滤清器容纳部或者相应的滤清器壳体的边缘上对所述过滤元件进行密封，以便使未经过滤的流体不会在打褶的过滤介质的旁边流过。为了使锯齿形的过滤介质关于褶皱保持稳定，在过去将由滤清器纤维网材料制成的侧边带粘贴到褶皱轮廓上，所述褶皱轮廓一方面用于保持稳定并且另一方面设有伸出的褶皱接片作为密封件起作用。其它已知的过滤元件利用涂覆到边缘上的泡沫来密封并且由此来支撑褶皱。当然，这种密封泡沫唇由于制造方法的原因仅仅能够设置在特殊的位置上。
发明内容
在这种背景下，本发明的任务是，提供一种得到改进的过滤元件和制造方法。该任务通过按权利要求I所述的过滤元件得到解决。相应地设置了一种过滤元件，该过滤元件尤其是用于机动车的内室空气滤清器。该过滤元件具有裙皱结构(Faltenpack)、至少部分地喷注到所述裙皱结构上的塑料框架以 及至少部分地发泡成形到所述塑料框架上的塑料泡沫密封件。所述喷注到褶皱结构上的塑料框架例如用于支撑所述褶皱结构的褶皱轮廓。此夕卜，所述喷注到褶皱结构上的塑料框架用于例如相对于过滤器容纳部在侧面上进行密封。所述塑料框架和塑料泡沫密封件优选以注塑方法来产生。所述过滤元件尤其可以成本低廉地制成，因为如通常一样在单独的侧边带与所述褶皱结构之间不必进行粘合。通过喷注具有足够的刚性的塑料框架，赋予所述褶皱结构稳定性，通过注塑与所述褶皱轮廓形成良好的牢固的连接。同样通过喷注入所述塑料泡沫密封件、例如通过反应注塑方法可以实现用于所述框架和密封件的任意的形状。裙皱的过滤材料片(Filtermaterialbogen)的锯齿状的棱边理解成裙皱的轮廓或者褶皱轮廓。所述褶皱轮廓由此处于所述褶皱结构的两个端部褶皱区段之间。所述塑料框架例如可以具有如聚酰胺的热塑性塑料，并且所述塑料泡沫密封件例如具有聚氨酯泡沫。当然也可以考虑其它材料，例如用于所述塑料框架的ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)塑料或者聚丙烯。原则上热塑性塑料适合于进行注塑。在所述过滤元件的一种实施方式中，设置了第一和第二褶皱结构，所述第一和第二褶皱结构通过所述塑料框架的至少一个框架支柱分隔开。所述褶皱轮廓通过所述塑料框架和/或框架支柱得到支撑。所述褶皱结构在此可以具有不同的大小，从而可以使所述过滤元件与安装情况(Einbaugegebenheit)的几何形状相匹配。例如限定了多个框架区段的框架支柱造成了对整个过 滤元件的进一步加固。优选所述塑料泡沫密封件环绕着包围过滤元件的塑料框架的外边缘。然后柔性的塑料泡沫造成了在相应的、用于过滤元件的壳体上对所述过滤元件的可靠的密封。在另一种实施方式中，在所述过滤元件的塑料框架中设置了至少一个开口，所述塑料泡沫密封件通过所述开口延伸。由此改进了所述塑料泡沫密封件与所述塑料框架之间的连接。喷注所述塑料泡沫密封件，其然后可以在还没有凝固的状态中伸入所述塑料框架的开口并且在凝固之后在一定程度上与所述框架锁紧在一起，所述框架一方面保证了褶皱轮廓稳定性并且另一方面支承所述柔性的泡沫密封件。例如含纤维素的材料、玻璃纤维混合织物(Glasfasermi schgewebe)、具有聚酯纤维的材料、纤维网材料(Vliesmaterial)和/或层压的纸张适合作为用于所述褶皱结构的过滤材料。此外，提出一种用于制造过滤元件的方法。在此首先在第一注塑过程中至少部分地围绕着褶皱结构产生塑料框架。随后在第二注塑过程中，在所述塑料框架上塑料泡沫密封件至少部分地产生在第二注塑过程中。相对于通常的制造方法，该方法的优点是，所述注塑可以特别流畅地进行。因为可以如此选择所述两种用于塑料框架关于塑料泡沫密封件的材料，从而产生所述两种材料的边界面的牢固的连接，所以不必进行附加的粘合。此外，通过所述注塑可以获得整个过滤元件的明确限定的(wohldefiniert)外形及几何形状。否则对于例如经过烧注、发泡成形而没有进行注塑的框架来说，必须进行其它的修整(Nachbearbeitung),以便例如除去毛刺。在注塑时，从注塑模具的相应的空穴中取出的工件、也就是制成的包括褶皱结构、塑料框架及塑料泡沫密封件的过滤元件是成品件并且可以交付使用。所述方法在一种变型方案中包括以下步骤将所述褶皱结构放入到第一注塑模具中；至少部分地围绕着所述褶皱结构注塑塑料框架以支撑褶皱轮廓；将设有塑料框架的褶皱结构放入到第二注塑模具中；并且反应注塑塑料泡沫以在所述塑料框架上构造塑料泡沫密封件。由此，仅仅通过少数几个方法步骤就获得了具有通过刚性的塑料框架得到的良好的机械性能的、制成的过滤元件，并且获得了通过柔性的塑料泡沫密封件得到的可靠的边缘密封性。在所述方法的一种变型方案中，可以将所述第一及第二注塑模具集成在唯一的注塑模具中。该注塑模具而后包括多个用于构造塑料件的空穴。于是，也可以同时利用在另一个过滤元件上构造塑料泡沫密封件制造例如仅仅包括所述褶皱结构和塑料框架的、半制成的元件。相应地，所述第一注塑过程可以利用所述第一注塑模具或者说所述注塑模具的第一空穴在第一褶皱结构上进行，并且所述第二注塑过程可以利用所述第二注塑模具或者说所述注塑模具的第二空穴在设有塑料框架的第二褶皱结构上同时实施。优选在所述方法中规定，如此利用塑料框架对多个褶皱结构进行注塑包封，从而使得至少一个框架支柱支撑不同的褶皱结构的褶皱轮廓。如前面提到的一样，通过所述框架支柱可以获得得到改进的稳定性并且除此以外也可以通过所述褶皱结构的不规则的几何形状来有利地利用相应的滤清器壳体中的空间。
在另一种方法变型方案中，使用由两个注塑模具部件构成的注塑模具。而后仅仅移动所述注塑模具部件之一以打开和闭合所述注塑模具。这样做的优点是，仅仅所述模具部件之一必须设有相应的用于进行移动的自动化装置，所述模具部件例如也可以集成地包
括第一和第二注塑模具。在制造方法中，优选将聚酰胺用作塑料框架材料并且将聚氨酯泡沫用作塑料泡沫密封件材料。本发明的其它可能的实施方案也包括之前或者接下来关于实施例所描述的特征、方法步骤或实施方式的未明确地提到的组合。在此，本领域的技术人员也会将作为改进方案或者补充方案的各个方面添加到本发明的相应的基本形式中。
本发明的其它设计方案是本发明的从属权利要求及接下来描述的实施例的主题。 进一步借助于实施例参照附图对本发明进行详细解释。在此附图示出
图I是用于褶皱结构的第一种实施例的透视示 图2是设有塑料框架的褶皱结构的透视示 图3是用于过滤元件的实施例的截取区段示 图4是用于过滤元件的第二种实施例的示意图；并且 图5是用于对用于过滤元件的制造方法的变型方案进行解释的示图。在附图中，相同的元件或者功能相同的元件，只要未作其它说明，都设有相同的附图标记。
具体实施例方式借助于图I至3示出了处于简化的制造状态中的过滤元件的第一种实施例。图I为此示出了褶皱结构2的透视图。该褶皱结构2例如由滤清器纤维网材料形成，其中可以使用已知的、如像刀式褶皱结构或者旋转式褶皱结构的机构。例如可以对所述滤清器纤维网材料进行热处理，以便更好地固定所述褶皱轮廓3。在图I的示图中可以看到前面的和后面的褶皱轮廓3。附图标记6示出了前端褶皱。通常现在将侧边带粘贴到所述褶皱轮廓3上，以便赋予整个褶皱结构2稳定性。这对于本发明提出的过滤元件来说则没有必要。图2示出了已经设有喷注的塑料框架4的褶皱结构2的透视示图。该褶皱结构2在褶皱轮廓3上与喷注的塑料框架4进行固定。所述塑料框架4例如通过注塑方法来制造。在图2中可以看出，前面的褶皱在前面的与后面的框架件4之间延伸。所述褶皱轮廓3与由热塑性的材料成形的塑料框架4之间的连接通过选择注塑模具来实现。在上侧面上示出了环绕的框架边缘5。所述褶皱结构2由此被喷注的塑料框架4所包围。在接下来的方法步骤中，现在同样通过注塑过程或者通过反应注塑(Reaktionsspritzgiefien)在所述环绕的边缘5上制造塑料泡沫密封件。在图3A中示出了一个截取区段，该截取区段在图2的方位中相当于制成的过滤元件I的右前角。可以看出，在所述框架4的边缘5上在图3A的方位中从下面添加了塑料泡沫密封件7。所述塑料泡沫密封件7的形状又可以通过选择注塑模具来预先确定。图3B示出了所述截取区段的横截面。在此所述塑料框架4与所述褶皱结构2的褶皱轮廓3相连接。所述塑料框架和所述棱边或者说褶皱轮廓例如相互熔焊在一起。泡沫密封件7通过反应注塑设置到所述塑料框架4的环绕的边缘5的下侧面上。由此获得具有褶皱结构、塑料框架4和泡沫密封件7的过滤元件I。所述泡沫密封件和塑料框架以注塑方法制成。图3C示出了一种改变的变型方案，其中通过反应注塑设置的泡沫密封件7设置到所述塑料框架4的环绕的边缘5的上侧面上。泡沫保险件7例如可以密封地压靠到滤清器容纳部的壁(未示出)的壁体上。对于密封件来说，其密封作用通过沿有待过滤的流体流的方向的挤压来发挥，那么这样的密封件也称为轴向的密封件。图3D示出了过滤元件的另一种变型方案，其中在塑料框架4上设置了泡沫密封件7。可以看出，在所述框架4的边缘5上从侧面添加了塑料泡沫密封件7。所述塑料泡沫密封件7的形状又可以通过选择注塑模具来预先确定。对于密封件来说。其密封作用通过垂直于有待过滤的流体流的方向的挤压来发挥，那么这样的密封件也称为径向的密封件。 利用所提出的发泡成形的泡沫密封件，不仅可以实现径向的密封件而且可以实现轴向的密封件。在图4中示出了用于过滤元件10的第二种实施例的示意图。该过滤元件10在此包括两个褶皱结构2A和2B。图4A以俯视图示出，所述两个分隔开的褶皱结构2A、2B是通过所述塑料框架4的支柱8分开的。在图4B中可以看到所述过滤元件10的沿着线条S的横截面。可以看到，所述支柱8布置在所述两个褶皱结构2A与2B之间并且因此对这两个褶皱轮廓进行支撑。在此获得稳定的塑料框架4，其边缘预先确定了所述过滤元件10的几何形状。此外，所述塑料框架4或者说其边缘5设有开口或者孔9。在用于塑料泡沫密封件7的注塑过程中发泡的塑料材料可以通过这些孔9来流动。所述塑料泡沫材料将所述孔9封闭，从而如在图4B的横截面中示出的一样，产生的塑料泡沫密封件或者说塑料泡沫唇7特别可靠地附着在所述框架4上。图5示出了用于对相应的过滤元件的制造方法的变型方案进行解释的示图。借助于注塑模具的使用来对所述制造情况进行解释。在图5中示出了由两部分组成的注塑模具11、12。在此所述注塑模具的上面的部分11A、12A形成上面的第一空穴(Kavidt)或者空腔并且所述注塑模具的下面的部分11B、12B形成下面的空穴。对于制造方法来说，首先产生并且提供褶皱结构。随后将所述褶皱结构2放入到所述上面的空穴11A、12A中,这在图5A中示出。在此所述空穴或者空腔、例如所述部分12A具有用于放入的褶皱的固定的机构。随后，如在图5B中示出的一样，将注塑模具闭合。首先仅仅考虑所述上面的部分11A、11B。在所述注塑模具11A、12A、11B、12B中产生两个空腔13、14。在所述注塑模具的上面的部分11A、12A中，所述空腔14与有待构造的塑料框架的形状相对应。现在按照已知的注塑方法将液态的塑料喷射到空腔14中、也就是喷射到所述注塑模具中。在冷却之后，如在图5C中示出的一样围绕着所述褶皱结构2产生注塑成形的塑料框架4。在附图中，所述褶皱结构2以垂直地划阴影线的方式示出并且所述塑料框架4则以交叉地划阴影线的方式示出。现在打开所述注塑模具。在此例如仅仅移动所述注塑模具的左半体11。由此可以在注塑时降低在设备方面的花费。图示出了打开的注塑模具11、12。设有塑料框架4的褶皱结构2可以称为半制成的过滤元件15。现在将所述半制成的过滤元件15装入到所述注塑模具12B的下面的部分的空穴中。同时可以将新的褶皱结构16放入到所述注塑模具12A的上面的部分中。然后将所述注塑模具闭合。在所述下面的空穴11B、12B中进行反应注塑，以便产生喷注的泡沫。在所述上面的空穴11A、12A中放入的褶皱结构16同时设有塑料框架17。相反，在下面的空穴中则构造所述塑料泡沫密封件7。图5F又示出了打开的注塑模具，其中可以将制成的过滤元件I从所述注塑模具的下面的部分11B、12B中取出并且交付使用。现在与图5C及类似地将上面的半制成的过滤元件18装入到所述注塑模具的下面的部分中并且给其配备密封件。
所述注塑模具的由两部分组成的设计方案在制造过滤元件时实现特别有效且快速的同步(Taktung)。相对于已知的方法，通过所提出的、利用例如由I3UR (聚氨酯)集成的泡沫密封件进行的塑料注塑包封可以快速且成本低廉地制造过滤元件。对于通常的、也发泡成形的框架来说通常仅仅能够实现简单的几何形状，而通过反应注塑方法则可以获得用于框架及密封件的每种任意的几何形状。所述密封件例如也可以在外边缘旁(轴向地)或者围绕着外边缘(径向地)制成。在此不必进行修整，因为在注塑或者反应注塑时在制成的构件上不会产生干扰的毛刺。因此，可以特别容易并且成本低廉地制造过滤元件。
权利要求
1.过滤元件(I)、尤其是用于机动车的内室滤清器，其具有褶皱结构(2)、至少部分地喷注到所述褶皱结构(2)上的塑料框架(4)以及至少部分地在所述塑料框架(4)上发泡成形的塑料泡沫密封件(7 )。
2.按权利要求I所述的过滤元件(1)，其中以注塑方法产生所述塑料框架(4)和塑料泡沫密封件(7)。
3.按权利要求I或2所述的过滤元件(I)，其中所述塑料框架(4)具有热塑性塑料、尤其是聚酰胺，并且所述塑料泡沫密封件(7)具有聚氨酯泡沫。
4.按权利要求I至3中任一项所述的过滤元件(1)，其中第一和第二褶皱结构(2A、2B)通过至少一个框架支柱(8)分隔开，并且第一和第二褶皱结构的褶皱轮廓通过所述塑料框架(4)和/或框架支柱(8)得到支撑。
5.按权利要求I至4中任一项所述的过滤元件(1)，其中所述塑料泡沫密封件(7)环绕着包围所述过滤元件(I)的塑料框架(4)的外边缘(5)。
6.按权利要求I至5中任一项所述的过滤元件(1)，其中在所述塑料框架(4)中设置了至少一个开口( 9 )，所述塑料泡沫密封件(7 )通过所述开口延伸。
7.按权利要求I至6中任一项所述的过滤元件(1)，其中所述褶皱结构(2)作为过滤材料包括含纤维素的材料、玻璃纤维混合织物、具有聚酯纤维的材料、纤维网材料和/或层压的纸张。
8.用于制造过滤元件(I)的方法，其中在第一注塑过程中至少部分地围绕着褶皱结构(2)产生塑料框架(4)，并且随后在第二注塑过程中在所述塑料框架(4)上至少部分地产生塑料泡沫密封件(7)。
9.按权利要求8所述的方法，其包括以下步骤将所述褶皱结构(2)放入到第一注塑模型(11A、12A)中；至少部分地围绕着所述褶皱结构(2)注塑塑料框架(4)以支撑褶皱轮廓；将设有塑料框架的褶皱结构(15)放入到第二注塑模型(11B、12B)中；并且反应注塑塑料泡沫以在所述塑料框架(4)上构造塑料泡沫密封件(7)。
10.按权利要求8或9所述的方法，其中将所述第一和第二注塑模型(IIB、12B)集成在唯一的注塑模具(11、12)中。
11.按权利要求10所述的方法，其中所述第一注塑过程利用所述第一注塑模型(11A、12A)在第一褶皱结构(16)上并且所述第二注塑过程利用所述第二注塑模型(I IB、12B)在设有塑料框架的第二褶皱结构(15)上同时实施。
12.按权利要求8至11中任一项所述的方法，其中利用塑料框架(4)对多个褶皱结构(2A、2B)如此进行注塑包封，从而使得至少一个框架支柱(8)支撑不同的褶皱结构(2A、2B)的褶皱轮廓。
13.按权利要求8至12中任一项所述的方法，其中使用由两个注塑模具部件(11、12)形成的注塑模具，并且仅仅移动所述注塑模具部件(11)之一以打开和闭合所述注塑模具。
14.按权利要求8至13中任一项所述的方法，其中将聚酰胺用作塑料框架材料。
15.按权利要求8至14中任一项所述的方法，其中将聚氨酯泡沫用作塑料泡沫密封件材料。
全文摘要
过滤元件(1)、例如用于机动车的内室滤清器，其包括褶皱结构(2)、用于支撑所述褶皱结构(2)的褶皱轮廓(3)的、至少部分地喷注到所述褶皱结构(2)上的塑料框架(4)以及至少部分地在所述塑料框架(4)上发泡成形的塑料泡沫密封件(7)。对于用于制造相应的过滤元件(1)的方法来说规定，在第一注塑过程中至少部分地围绕着褶皱结构(2)产生塑料框架(4)并且随后在第二注塑过程中在所述塑料框架(4)上至少部分地产生塑料泡沫密封件(7)。
文档编号B60H3/06GK102666162SQ201080054599
公开日2012年9月12日 申请日期2010年12月2日 优先权日2009年12月2日
发明者A.拉班特 申请人:曼 · 胡默尔有限公司