过滤元件、用于对幅带状的过滤介质进行折叠的装置以及用于制造锯齿状折叠的过滤元 ...的制作方法
【专利摘要】本发明涉及尤其机动车的尤其内燃机的过滤元件（13）、用于制造锯齿状折叠的过滤元件（13）的装置和方法。所述过滤元件（13）包括由介质幅带构成的过滤介质（12），所述介质幅带由多个分层构成并且沿着折线（36）被折叠。所述过滤介质（12）在处于相邻的折线（36）之间的至少一个区段（37）中的至少一个另外的功能区域（39）中被压印。所述多层的过滤介质（12）的分层沿着所述至少一个功能区域（39）的压印部彼此材料锁合地连接。
【专利说明】过滤元件、用于对幅带状的过滤介质进行折叠的装置以及用于制造锯齿状折叠的过滤元件的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及尤其机动车的尤其内燃机的一种过滤元件，该过滤元件具有由介质幅带构成的过滤介质，所述介质幅带由多个分层构成并且沿着折线折叠。
[0002]此外，本发明涉及一种用于对尤其机动车的尤其内燃机的过滤元件的幅带状的过滤介质进行折叠的装置，该装置具有用于所述幅带状的过滤介质的输送机构、用于对所述幅带状的过滤介质进行压印的引入能量的压印单元尤其超声波压印单元以及用于沿着折线对所述幅带状的过滤介质进行折叠的折叠机构。
[0003]此外，本发明涉及一种用于由幅带状的过滤介质来制造尤其机动车的尤其内燃机的锯齿状折叠的过滤元件的方法，其中通过输送机构将所述幅带状的过滤介质输送给引入能量的压印单元、尤其超声波压印单元，借助所述压印单元来对所述幅带状的过滤介质进行压印，并且沿着折线借助折叠机构对所述过滤介质进行折叠。
【背景技术】
[0004]由WO 2010/106087 Al公开了一种用于将微粒从流体流中除去尤其将微粒从内燃机的燃料流中除去的过滤元件。所述过滤元件包括上面的端面盘片、下面的端面盘片和布置在这二者之间的、环形的、星状折叠的过滤介质。为了制造而使用多层的、幅带状的过滤介质，将所述过滤介质折叠成所述过滤元件。对于所述幅带状的过滤介质来说，尤其各个层松动地处于彼此上面。所述过滤介质借助输送机构输送给输入热量的压印单元、尤其超声波压印单元，所述压印单元将折线压印到所述过滤介质中。随后沿着所述折线借助折叠机构对所述过滤介质进行折叠。在压印时，沿着所述折线借助输入热量的压印单元对所述多层的过滤介质的分层进行焊接。
【发明内容】
[0005]本发明的任务是，构造开头所提到的类型的一种过滤元件、一种装置和一种方法，利用所述过滤元件、所述装置和所述方法能够容易并且精确地将所述幅带状的过滤介质的层彼此连接起来并且对其进行折叠并且折叠完毕的过滤元件具有依然更高的稳定性和过滤功率。
[0006]该任务按照本发明通过以下方式得到解决:所述过滤介质在处于相邻的折线之间的至少一个区段中被压印成至少一个另外的功能区域并且所述多层的过滤介质的分层沿着所述至少一个功能区域的压印部彼此材料锁合地连接。
[0007]因此，按照本发明，所述过滤介质在至少一个区段中被压印成至少一个另外的功能区域。所述多层的过滤介质的分层能够是不同的或者相同的材料的层。此外，所述过滤介质的分层沿着所述至少一个另外的功能区域的压印部彼此材料锁合地连接。对于所述材料锁合连接、尤其焊接、熔合或者粘合连接来说，连接偶(Verbindungspartner )通过原子的或者分子的力结合在一起。所述材料锁合连接持久耐用并且经得住环境影响。利用所述压印和附加的材料锁合连接来提高所述过滤介质的、在折叠的状态中的稳定性。此外，通过压印和材料锁合连接的组合来改进所述过滤元件的功能、尤其过滤功率和/或寿命和/或稳定性和/或在所述过滤介质的净化侧与未处理侧之间的压差。通过仅在所述压印部的区域中能够存在材料锁合连接并且在其他的区段中所述过滤介质的分层能够松动地彼此抵靠这种方式，能够将所述过滤介质的、可能通过所述压印部和连接部关于流体流量受到不好的影响的总面积保持在最小程度上。通过这种方式，对所述过滤介质的、对于过滤来说起作用的表面进行优化。此外，能够有利地在一个过程步骤中来实施压印和材料锁合连接，从而能够降低制造开销。此外，通过压印和材料锁合连接的组合能够将极为不同的、尤其由不同的材料和/或不同的结构和/或不同的尺寸构成的过滤层彼此组合起来。也能够有利地对两个和多个分层进行压印并且使其彼此材料锁合地连接。
[0008]在一种有利的实施方式中，所述折线能够被压印并且所述多层的过滤介质的层能够沿着所述压印部彼此材料锁合地连接。通过对所述折线的压印，能够改进、尤其简化并且精确化所述折叠。利用沿着所述折线的压印部和额外的材料锁合连接部，能够进一步提高所述过滤介质在折叠的状态中的稳定性。作为替代方案，所述折线能够在没有材料锁合连接部的情况下有利地被压印。也能够在没有对所述折线的压印的情况下有利地实现材料锁合连接。
[0009]在另一种有利的实施方式中，所述至少一个另外的功能区域能够是间隔突结和/或稳定突结。利用所述至少一个间隔突结，能够将对于已折叠的过滤介质来说相邻的、面状的区段保持在彼此隔开的状态。通过这种方式，能够防止:所述面状的区段可能直接抵靠在彼此上面，这会对流经所述过滤介质的过程产生不好的影响。能够有利地在每个或者每第二个区段中相应地设置至少一个间隔突结。此外，能够有利地在两条相邻的折线之间设置多个间隔突结。此外，能够有利地在相邻的区段中以关于一个相应的平面镜像的方式构造彼此相对应的间隔突结，所述平面包含一条折线并且垂直于未折叠的过滤介质幅带(Medienbahn)伸展。镜像的间隔突结能够在已折叠的过滤介质上彼此抵靠。通过这种方式，能够改进间距保持情况。所述至少一个间隔突结能够有利地具有半个柱形外壳的形状。作为替代方案，所述至少一个间隔突结能够有利地具有一半的锥外壳的形状。这种做法的优点是，所述间隔突结能够对在已折叠的过滤介质上的褶皱的楔形进行补偿。所述间隔突结因此能够在其长度范围内抵靠在对置的褶皱表面或者另一个大致对置的间隔突结上。所述柱形外壳的或者所述锥外壳的轴线能够有利地垂直于所述折线伸展。此外，所述至少一个间隔突结能够使面状的区段稳定，在所述面状的区段中布置了所述间隔突结。
[0010]在另一种有利的实施方式中，能够沿着所述至少一个压印部对所述多层的过滤介质的分层进行层压、砑光、焊接、熔接或者粘接。通过这种方式，能够在所述分层之间实现简单的材料锁合连接。
[0011]所述过滤介质能够有利地折叠成锯齿状。锯齿状折叠的过滤介质能够容易地成形为封闭的过滤元件、尤其圆形过滤元件。作为替代方案，能够使锯齿状折叠的过滤元件容易地成形为扁形过滤元件。
[0012]此外，所述多层的过滤介质的分层中的至少一个分层优选两个分层能够有利地由合成的材料构成。合成的材料能够容易地借助引入能量的压印方法来压印并且同时彼此材料锁合地连接或者也与其他种类的也不是合成的材料材料锁合地连接。合成的材料能够经用。用所述合成的材料能够实现较高的寿命。它们能够容易地制造并且再生。
[0013]所述多层的过滤介质的分层的至少一个分层能够有利地具有栅格，优选是塑料栅格。栅格提高所述过滤介质的稳定性。塑料能够容易地用所述引入能量的压印单元来加热、压印并且与其余的分层材料锁合地连接，尤其进行焊接。
[0014]此外，所述多层的过滤介质的分层的至少一个分层能够有利地具有熔喷无纺布层(Meltblownlage)。通过所述熔喷无纺布层的三维的储存结构，能够实现很好的过滤功率，这能够提高所述过滤元件的寿命。熔喷无纺布层能够容易地成形、压印并且材料锁合地连接，尤其进行焊接。
[0015]按照另一种有利的实施方式，所述分层能够借助引入能量的方法、尤其借助超声波压印来压印并且彼此材料锁合地连接。利用引入能量的方法，能够容易地同时实现所述压印和所述材料锁合连接。
[0016]在一种实施方式中，对于所述过滤介质来说沿着穿流方向使预过滤层和精细过滤层接合到彼此上面，其中在所述预过滤层的未处理侧上能够施加第一支撑层并且在所述精细过滤层的净化侧上施加用于在出现拉应力或者压应力时承受纵向力或者横向力的第二支撑层，其中所述两个支撑层能够沿着纵向方向或者横向方向分别承受不同的、平均的、最大的拉力。在此将一种方向、尤其在制造所述过滤介质时的进给方向定义为纵向方向，沿着所述方向所述尤其幅带状的并且优选矩形的过滤介质具有其最大的长度。将另一种方向定义为横向方向，该方向沿着所述过滤介质的宽度垂直于纵向方向伸展并且沿着该方向优选将所述过滤介质折叠。不同的强度具有以下优点:通过这些强度沿着纵向方向和横向方向在层压、滚切、压印和设列过程中可能出现转向时对围绕着处于中心处的中性的(neutral)层的、外面的层的长度差进行补偿，并且由此改进可加工性或者在特定的介质配置中才保证所述可加工性。对于波纹管和所述过滤元件的端面盘片的连接来说必要的、在将所述过滤介质与热塑性的端面盘片焊接在一起时或者在将所述过滤介质浸入到黏稠的胶粘剂中时必需的刚度，有利地借助用于承受所述横向力的支撑层来实现。
[0017]此外，所述支撑层在相应的实施方式中能够有利地履行用于防止所述过滤介质堆积(Paketierung)的助滤系统的功能。所述支撑层的另一个优点在此在于以下可行方案:能够使所述褶皱移到“闭塞区(auf Block)”，因为由于由此彼此抵靠的支撑层而保证了流量。
[0018]在用于在出现拉应力的情况下测定特性的测量时，一般相应地对于机器运行方向(纵向方向)和横向方向来说分开地根据DIN EN ISO 1924-2通过以下方程式来确定与宽度有关的致断力:
b K
(T 二 ——，
—T b
其中Fi表示以牛顿计的最大的拉力的平均值并且b表示所述试样的、以毫米计的开始
宽度。按照标准，b=15mm并且所述试样的长度至少为180mm。为了确定平均的最大的拉力，需要进行至少10次拉力试验。下面作为所述材料特征值以牛顿来表明最大的拉力的平均
值巧。因为按照标准将所述15_的宽度b定义为固定的试验参量，所以能够随时从中算出
与宽度有关的致断力。[0019]作为另一材料特征值，下面使用根据DIN 53121确定的所述与宽度有关的抗弯刚度S。所述标准规定不同的测量方法，优选沿着宽度将具有宽度b的、矩形的试样夹紧并且离开所述夹紧点以间距I向其加载力F，由此作为力作用点的移动产生最大的弯曲f。所述与宽度有关的抗弯刚度S从中以以下公式
【权利要求】
1.尤其机动车的尤其内燃机的过滤元件(13)，具有由介质幅带制成的过滤介质(12)，所述介质幅带由多个分层(14、16)构成并且沿着折线(36)折叠，其特征在于，所述过滤介质(12)在处于相邻的折线(36)之间的至少一个区段(37)中被压印成至少一个另外的功能区域(39)，并且所述多层的过滤介质(12)的分层(14、16)沿着所述至少一个功能区域(39)的压印部彼此材料锁合地连接。
2.按权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，所述折线(36)被压印并且所述多层的过滤介质(12)的分层(14、16)沿着所述折线(36)的压印部彼此材料锁合地连接。
3.按权利要求1或2所述的过滤元件，其特征在于，所述至少一个另外的功能区域是间隔关结(39)和/或稳定关结。
4.按前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，所述多层的过滤介质(12)的分层(14、16)沿着所述至少一个压印部被层压、砑光、焊接、熔接或者粘接。
5.按前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，所述过滤介质(12)被折叠成锯齿状。
6.按前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，所述多层的过滤介质(12)的分层中的至少一个分层、优选两个分层由合成的材料制成。
7.按前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，所述多层的过滤介质(12)的分层中的至少一个分层具有栅格、优选塑料栅格(14)。
8.按前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，所述多层的过滤介质(12)的分层中的至少一个分层具有熔喷无纺布层(16)。
9.按前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，所述分层(14、16)借助引入能量的方法、尤其借助超声波压印被压印并且彼此材料锁合地连接。
10.用于对尤其机动车的尤其内燃机的过滤元件(13)的幅带状的过滤介质(12)进行折叠的装置(10)，所述装置具有用于所述幅带状的过滤介质(12)的输送机构(18、22)、用于对所述幅带状的过滤介质(12)进行压印的引入能量的压印单元、尤其超声波压印单元(24)以及用于沿着折线(36)对所述幅带状的过滤介质(12)进行折叠的折叠机构(42)，其特征在于，所述引入能量的压印单元(24)构造用于沿着所述过滤介质(12)位于相邻折线(36)之间的至少一个区段(37)中的至少一个功能区域(39)对所述多层的过滤介质(12)的分层(14、16 )进行压印并且使其材料锁合地连接。
11.用于由幅带状的过滤介质(12)制造尤其机动车的尤其内燃机的锯齿状折叠的过滤元件(13)的方法，所述方法尤其借助按权利要求10所述的装置(10)，其中所述幅带状的过滤介质(12)通过输送机构(18、22)输送给引入能量的压印单元、尤其超声波压印单元(24)，借助所述引入能量的压印单元对所述幅带状的过滤介质(12)进行压印并且借助折叠机构(42)沿着折线(36)对所述过滤介质(12)进行折叠，其特征在于，沿着所述过滤介质(12)处于相邻的折线(36)之间的至少一个区段(37)中的至少一个功能区域(39)对所述多层的过滤介质(12)的分层(14、16)进行压印并且在压印时使其材料锁合地连接。
【文档编号】B01D29/21GK103796726SQ201280045526
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年8月17日 优先权日:2011年9月19日
【发明者】S.瓦尔茨, M.凯勒 申请人:曼·胡默尔有限公司