用於摺疊帶狀過濾介質的裝置和用於加工鋸齒形摺疊的過濾部件的方法

2023-12-01 09:15:36

專利名稱：用於摺疊帶狀過濾介質的裝置和用於加工鋸齒形摺疊的過濾部件的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於摺疊尤其汽車過濾部件的帶狀過濾介質的裝置，具有用於帶狀過濾介質的輸送裝置，具有加入能量的模壓單元，尤其超聲波模壓單元，用於模壓帶狀過濾介質的折彎線，並且具有摺疊裝置，用於沿著折彎線摺疊帶狀過濾介質。本發明還涉及ー種用於由帶狀過濾介質加工尤其汽車的鋸齒形摺疊的過濾部件的方法，其中帯狀的過濾介質通過加入能量的模壓單元、尤其超聲波模壓單元的輸送裝置輸送，通過模壓單元將折彎線模壓到帶狀的過濾介質裡面，並且接著沿著折彎線利用摺疊裝置摺疊過濾介質。本發明還涉及過濾部件。·
背景技術：
由WO 98/17573已知用於摺疊帶狀過濾介質的裝置。過濾介質由棍筒輸送到模壓単元。模壓單元由兩個砧輥和兩個作為所謂的振蕩迴路一部分的聲波極製成。聲波極在過濾介質穿過時在為其規定的位置上模壓過濾介質，由此接著進行折彎。最近也使用多層帶狀過濾介質，它們被摺疊成過濾部件。為了防止，過濾介質的層在完成的過濾部件中相互鬆開，在已知的多層過濾介質中使它們在模壓和摺疊以前在獨立的工作過程中相互連接。但是這樣連接的層也可能在模壓過程中和在摺疊過程中不再相互間相對移動。通過這種方式多層過濾介質難以摺疊。

發明內容
本發明的目的是，構成上述形式的裝置和方法，通過它可以簡單且精確地摺疊多層帶狀過濾介質，其中在完成摺疊的過濾部件中層穩定地相互連接。這個目的按照本發明由此實現，所述加入能量的模壓單元構造成在沿著折彎線模壓時用於焊接多層過濾介質的層。按照本發明加入能量的模壓單元這樣構成，使它同時沿著折彎線模壓過濾介質並且使層在那裡相互焊接。由此使過濾介質沿著折彎線持久且尤其牢固地免受環境影響地層合。通過這種方式提高過濾介質在摺疊狀態中的穩定性。此外通過沿著折彎線確定且穩定地連接層易於且改善接著的摺疊。尤其使層這樣相互焊接，使在層的連接或焊接線上的連接強度至少與在各個層內部的材料強度ー樣大。作為加入能量的模壓單元最好使用超聲波模壓單元。但是也可以選擇利用熱壓延、雷射或其它能源加入能量。在有利的實施例中可以規定，所述多層過濾介質的層在模壓前不相互連接。因此可以省去前面的用於連接、尤其層合層的工作過程。直到模壓過程層都是相互間鬆弛地平放並且可以相互間相對移動。由此簡單地平衡層之間的應力，它們可能在模壓時和摺疊時產生。由此簡化模壓過程和摺疊過程。
在另一有利的實施例中，對超聲波模壓單元後置一摺疊單元，用於鋸齒形地摺疊帯狀過濾介質。通過摺疊單元緊接著模壓和焊接可以摺疊過濾介質。因此可以簡單地在每次模壓折彎線以後使層相互調整，用於消除應力，這進ー步簡化摺疊過程並且提高精度。有利地可以使所述多層過濾介質的至少ー層具有一格柵、尤其一塑料格柵。格柵提高過濾介質的穩定性。塑料可以通過超聲波模壓單元方便地加熱、模壓和與其餘的層焊接。此外有利的是多層過濾介質的至少ー層具有熔吹層。通過熔吹層的三維存儲結構實現很好的過濾效率，這提高了過濾部件的壽命。熔吹層能夠簡單地成型、模壓和焊接。在一實施例中，在過濾介質中在通流方向上使預過濾層與細過濾層相互接合，其中在預過濾層的未過濾側安置第一支承層並且在細過濾層的淨化側安置第二支承層，用於承受在拉或壓負荷時的縱向力或橫向力，其中兩個支承層分別在縱向或橫向上具有不同的平均最大拉力。在此作為縱向定義這個方向，在該方向上尤其帶狀的且最好矩形的過濾介質具有其最大長度，尤其在加工過濾介質時的進給方向。作為橫向定義這個方向，它沿著過濾介質的寬度垂直於縱向延伸並且最好沿著它摺疊過濾介質。·不同強度的優點是，通過它在縱向和橫向上補償圍繞中間的中性層的外層在層合、滾切、模壓和摺疊過程中轉向時的長度差並由此改善加工性或者在某些介質配置中才保證。有利地利用用於承受橫向力的支承層實現用於連接過濾部件的摺疊摺子與端部盤所需的強度，它在焊接過濾介質與熱塑端部盤時或者在過濾介質浸入到粘滯的粘接劑裡面時是必需的。此外支承層在相應的實施例中有利地滿足排水功能，用於防止過濾介質打捆。支承層的另ー優點是可以使摺疊「以框架」移動，因為由於由此相互平放的支承層保證流動性。在為了確定拉負荷中的特性測量時，一般分別分開地對於設備運行方向(縱向)和橫向按照DIN EN ISO 1924-2通過下面的等式確定基於寬度的斷裂力
T b
其中，ぎ是最大拉カ的平均值，単位牛頓，b是試樣的初始寬度，單位毫米。按照標準b=15mm,試樣的長度至少為180mm。為了確定平均最大拉カ需要至少10次拉試驗。下面作為材料特徵值以牛頓給出最大拉カ的平均值。因為按照標準15_的寬度b作為固定的試驗參數定義，由此可以隨時計算基於寬度的斷裂力。作為另ー材料特徵值下面使用按照DIN 53121確定的基於寬度的彎曲強度S。標準規定了不同的測量方法，最好使寬度b的矩形試樣沿著寬度張緊並且以張緊的間隔I以力F加載，由此得到最大的彎曲f作為カ作用點的位移。基於寬度的彎曲強度由下式計算
C*=し！
さ f 3b。
在一實施例中承受橫向力的過濾介質支承層的平均最大拉カ在縱向上大於10N。在一有利的實施例中承受橫向力的過濾介質支承層的平均最大拉カ在橫向上大於 20N。在一實施例中承受縱向力的過濾介質支承層的平均最大拉カ在縱向上大於20N。在一有利的實施例中承受縱向力的過濾介質支承層的平均最大拉カ在橫向上大於 ION0在一實施例中承受橫向力的過濾介質支承層的基於寬度的彎曲強度在縱向上大於0. IN 謹,尤其大於0. 15N mnin
在一實施例中承受橫向カ的過濾介質支承層的基於寬度的彎曲強度在橫向上大於0. 3N 臟,尤其大於0. 4N mnin在一有利的實施例中承受縱向力的過濾介質支承層的基於寬度的彎曲強度在縱向上大於0. 3N mm,特別優選大於0. 45N mm。在一實施例中承受縱向力的過濾介質支承層的基於寬度的彎曲強度在橫向上大於0. IN mm，特別優選大於0. 15N mm。在一實施例中支承層分別以格柵的形式構成，它具有交叉的纖維，其中交叉的纖維撐開纖維角度。在ー實施例中負責承受橫向カ的過濾介質支承層的纖維角度位於70° -120°的範圍，優選80° -100°的範圍，特別優選90°。在一實施例中負責承受縱向カ的過濾介質支承層的纖維角度位於40° -80°的範圍，尤其50° -70°的範圍。在一實施例中過濾介質的預過濾層由熔吹層構成，厚度在0. Imm至Imm之間，面積重在 40g/m2-200g/m2 之間。在一實施例中過濾介質的熔吹層厚度在0. 2mm至0. 4mm之間，面積重為90g/m2-l 10g/m2 之間。在一實施例中過濾介質的預過濾層和/或細過濾層的纖維直徑為0. I Pm至
10u m0在一實施例中由熔吹-聚丁烯對苯ニ酸酯(PBT)、熔吹-聚醯胺(PA)、熔吹-聚丙烯(PP)和熔吹-硫化聚こ烯(PES)組成的原料族中原料選擇加工過濾介質的預過濾層和/或細過濾層。在一實施例中由熔吹層構成過濾介質的細過濾層,厚度為0. 5mm至I. 5mm,面重為40g/m2_200g/m2。在一實施例中過濾介質的熔吹層厚度為0. 6mm至I. Omm,面重為90g/m2_l 10g/m2。在一實施例中過濾介質附加地具有第三過濾層。在一實施例中過濾介質的第三過濾層由熔吹層構成,厚度為0. Imm至Imm,面重為10g/m2_100g/m2。在一實施例中過濾介質的熔吹層厚度為0. 2mm至0. 4mm,面重為30g/m2-60g/m2。在一實施例中由熔吹-聚丁烯對苯ニ酸酯(PBT)、熔吹-聚醯胺(PA)、熔吹-聚丙烯(PP)和熔吹-硫化聚こ烯(PES)組成的原料族中的原料選擇加工過濾介質的第三過濾層。
在一實施例中過濾介質的第三過濾層的纖維直徑為0. I ii m至10 ii m。在一實施例中第三過濾層設計成絕對分離器。在一實施例中由格柵-紡絲粘合、紡絲粘合-紡絲粘合、紡絲粘合-過濾層和格柵-過濾層組成的組合中選擇組成支承層的組合。在另一有利的實施例中所述超聲波模壓單元具有帶有模壓臂的砧輥、超聲波運行的聲波極和模壓衝頭，它尤其由聲波極至少一起構成。通過這種方式可以方便地在連續的エ藝中在一工作步驟中沿著折彎線模壓並焊接帯狀過濾介質。有利地在過濾介質的輸送方向上在砧輥的前面和後面分別設置尤其驅動的小輥。小輥相對於砧輥的位置是可以改變的，用於調整在砧輥上的進入角和流出角。驅動的小輥還可以用於輸送過濾介質帶。有利地可以調整小輥的速度。小輥可以在位置和/或速度上適配於過濾介質帶的特性、尤其是材料組分、層厚和/或尺寸，用於實現最佳的模壓和焊 接。按照本發明的目的在方法技術上由此實現，所述多層過濾介質的層在沿著折彎線模壓時焊接。上面結合按照本發明的裝置列舉的優點相應地適用於本方法和其有利的擴展結構。在有利的方法擴展結構中利用帶有模壓臂的砧輥、超聲波運行的聲波極和尤其由聲波極至少一起構成的模壓衝頭模壓過濾介質並焊接。有利地可以使多層過濾介質在模壓和焊接後通過摺疊単元鋸齒形地摺疊。本發明的目的還通過按照本發明的裝置和/或按照本發明的方法加工的過濾部件實現。


本發明的其它優點和細節由下面的描述給出，其中藉助於附圖詳細解釋本發明的實施例。專業人員可以適宜地単獨考慮在附圖、描述和權利要求中組合公開的特徵並且組成有意義的其它組合。附圖中
圖I簡示出按照第一實施例的裝置，用於鋸齒形地摺疊三層的過濾介質帶，
圖2簡示出圖I裝置的超聲波模壓單元的細節圖，
圖3簡示出通過圖2的超聲波模壓單元模壓和焊接的過濾介質帶，
圖4示出通過圖I的裝置加工的鋸齒形摺疊的過濾部件的立體圖，
圖5示出圖4的過濾部件的細節圖，
圖6簡示出按照第二實施例的裝置，用於鋸齒形地摺疊三層的過濾介質帶，它與圖I的第一實施例類似。在附圖中相同的零部件以相同的附圖標記表示。
具體實施例方式在圖I中示出一裝置10，用於鋸齒形地摺疊過濾部件13的多層過濾介質帶12。在汽車中使用過濾部件13，用於過濾液體或氣體的流體，例如發動機油、燃料、燃燒空氣或壓縮空氣。如圖2和3所示，過濾介質帶12由三層組成，它們首先鬆散地相互平放。兩個外面的層由塑料格柵14組成。在塑料格柵14之間設置熔吹層16，它形成中間層。備選的實施例規定兩層或更多的層。連續的過濾介質帶12由滾子18在輸送方向上(通過箭頭20表示)滾動並且在在兩個輸送輥22之間穿過。過濾介質帶12輸送到超聲波模壓單元24，無需事先加熱過濾介質帶本身。超聲波模壓單元24具有砧輥26，它在圓周側配有許多模壓臂28。模壓臂28以均勻或不均勻的距離沿著砧輥26的圓周分布地設置。它們分別軸向相對於這個26在徑向上延伸。模壓臂28在圓周方向上的延展分別為約1mm。模壓臂28的徑向外部表面是光滑的。通過模壓臂28的不均勻距離可以實現變化的摺疊高度。此外，超聲波模壓單元24具有超聲波単元30，通過它將超聲波以在這裡不再感興趣的方式導入到聲波極32裡面。超聲波單元30與聲波極32位於砧輥26旁邊。聲波極32形成模壓衝頭，它與砧輥26的模壓臂28共同作用。·過濾介質帶12在砧輥26與聲波極32之間穿過移動。在輸送方向20上在砧輥26前面可以使塑料格柵14與熔吹層16相互間相對移動。通過這種方式消除層之間的機械應力。在通過超聲波模壓單元24輸送過濾介質帶12期間超聲波導入到聲波極32的尖端34，用於加熱在通過模壓臂28定義的部位中的過濾介質帶12。這樣模壓的部位形成用於接著摺疊過濾介質帶12的折彎線36。折彎線36在圖3中詳細示出並且在圖4和5的完成的過濾部件13中示出。模壓臂28在徑向上的高度、聲波極32尖端34與模壓臂28之間的距離和利用聲波極32在過濾介質帶12上給出的能量與過濾介質帶12的特性、如原料種類、層厚和總厚相協調，用於通過模壓過程同時使塑料格柵14與熔吹層16通過聲波極32沿著折彎線36焊接。在折彎線36之間塑料格柵14與熔吹層16不相互連接並且還可以相互間相對調整。在模壓的和焊接的過濾介質帶12中的機械應カ可以在以後的摺疊過程中更方便地消除，由此避免在折彎線36之間形成不期望的摺疊並且使摺疊過程更簡單且更精確地進行。此外由此避免，塑料格柵14與熔吹層16在摺疊過程中相互抬起並分開。在此使用唯一的聲波極32有助於避免機械應カ和在過濾介質帶12中摺疊。在輸送方向20上在超聲波模壓單元24後面模壓和焊接的過濾介質帶12通過轉向輥38和轉向輥40以室溫輸送到摺疊單元42。在摺疊單元42中過濾介質帶12以在這裡不再感興趣的方式鋸齒形地摺疊並且切割成過濾部件13。過濾部件13接著輸送到在這裡不再感興趣的摺疊尖端加熱器44並且加熱。通過裝置10可以實現每分鐘700個摺疊和更高的摺疊速度。在圖6中所示的第二實施例中，與圖I至5中描述的第一實施例中類似的部件配有相同的附圖標記，因此參照對第一實施例的描述。這個實施例與第一實施例的不同在幹，在輸送方向20上在砧輥26的前面和後面附加地分別設置旋轉驅動的小輥46，它們用於輸送過濾介質帶12。在這裡省去轉向輥38和40。此外在第二實施例中超聲波單元30與聲波極32位於站棍26上方。小輥46在其垂直位置可以相對於砧輥26調整，由此通過它可以調整在砧輥26上的進入角和流出角。小輥46的位置和速度根據過濾介質帶12的特性這樣調整，使得實現最佳的模壓、焊接和摺疊。對於ー些介質不驅動的小輥可能是有利的。在所有上述的用於加工鋸齒形摺疊的過濾部件13的裝置10和方法的實施例中可以實現下面的變化。裝置10和方法不局限於加工用於汽車領域中的過濾部件13的鋸齒形摺疊的過濾介質帶12。而是也可以在其它技術領域中使用，例如在エ業發動機或壓縮機的過濾器中或者在水技術中使用。代替三層的過濾介質帶12也可以使多於或少於三層的過濾介質帶通過裝置10按照本方法模壓、焊接和摺疊。例如也可以使用由兩個格柵層和兩個熔吹層組成的複合結構。代替具有兩個塑料格柵14和ー個熔吹層16的過濾介質帶12，也可以通過裝置10模壓、焊接和摺疊其它形式的多層過濾介質帶，例如由具有層合的熔吹層的纖維素介質、具有層合的格柵的無紡布、玻璃纖維介質、例如具有格柵的塗覆的玻璃纖維介質、或者空氣過濾無紡布組成。·也可以使在前面的工作過程中相互連接的過濾介質帶通過超聲波模壓單元24沿著折彎線36模壓並穩定地焊接。例如，在前面的工作過程中在由五個單層組成的過濾介質帶中使兩個熔吹層例如利用聚氨酯(PUR)熔化粘接劑以噴灑塗覆層合。接著可以使兩個塑料格柵例如同樣利用PUR熔化粘接劑層合到層合的熔吹層上。在過濾介質帶12輸送到超聲波模壓單元24之前，也可以例如利用移動加熱器加熱過濾介質帶12，例如為了層合各個層。模壓臂28在砧輥26圓周方向上的延展也可以大於或小於1mm。模壓臂28徑向外表面也可以形成結構，以代替光滑的。在第二實施例中代替驅動的小輥46也可以設有不驅動的小輥。也可以只驅動兩個小輥46中的ー個小輥。
權利要求
1.一種用於摺疊尤其是汽車過濾部件(13)的帶狀過濾介質(12)的裝置(10)，具有用於帶狀過濾介質(12)的輸送裝置(18，22)，具有加入能量的模壓單元，尤其是超聲波模壓單元(24)，用於模壓帶狀過濾介質(12)的折彎線(36)，並且具有摺疊裝置(42)，用於沿著折彎線(36)摺疊帶狀過濾介質(12)，其特徵在於，所述加入能量的模壓單元(24)被構造成在沿著折彎線(36)模壓時用於焊接多層過濾介質(12)的層(14，16)。
2.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，所述多層過濾介質(12)的層(14，16)在模壓前不相互連接。
3.如權利要求I或2所述的裝置，其特徵在於，對加入能量的模壓單元(24)後置一摺疊單元(42 )，用於鋸齒形地摺疊帶狀過濾介質(12)。
4.如上述權利要求中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述多層過濾介質(12)的至少一層具有一格柵、尤其一塑料格柵(44)。
5.如上述權利要求中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述多層過濾介質(12)的至少一層具有一熔吹層(16)。
6.如上述權利要求中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述超聲波模壓單元(24)具有帶有模壓臂(28)的砧輥(36)、超聲波運行的聲波極(32)和模壓衝頭，它尤其由聲波極(32)至少一起構成。
7.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，在過濾介質(12)的輸送方向(20)上在砧輥(36)的前面和後面分別設置尤其驅動的小輥(46)。
8.一種用於由帶狀過濾介質(12)尤其利用如上述權利要求中任一項所述的裝置(10)加工尤其汽車的鋸齒形摺疊的過濾部件(13)的方法，其中帶狀的過濾介質(12)通過加入能量的模壓單元、尤其超聲波模壓單元(24)的輸送裝置(18，22)輸送，通過模壓單元將折彎線(36)模壓到帶狀的過濾介質(12)中，並且接著沿著折彎線(36)利用摺疊裝置(42)摺疊過濾介質(12)，其特徵在於，所述多層過濾介質(12)的層(14，16)在沿著折彎線(36)模壓時焊接。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，利用帶有模壓臂(28)的砧輥(36)、超聲波運行的聲波極(32)和尤其由聲波極(32)至少一起構成的模壓衝頭模壓過濾介質(12)並焊接。
10.一種過濾部件(13)，它通過如權利要求I至7中任一項所述的裝置(10)和/或如權利要求8至9中任一項所述的方法製成。
全文摘要
本發明描述了一種用於由帶狀過濾介質(12)製造尤其汽車的鋸齒形摺疊的過濾部件(13)的裝置(10)和方法。帶狀過濾介質(12)通過超聲波模壓單元(24)的輸送裝置(18,22)輸送，通過模壓單元將折彎線模壓到帶狀過濾介質(12)裡面。接著利用摺疊裝置(42)沿著折彎線摺疊過濾介質(12)。在沿著折彎線模壓時焊接多層過濾介質(12)的層(14，16)。
文檔編號B01D46/00GK102791353SQ201180014214
公開日2012年11月21日 申請日期2011年3月16日 優先權日2010年3月17日
發明者C.蓋格爾, K.格沃爾夫 申請人:曼·胡默爾有限公司