DE4208862A1 - Filterelement - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Ver­ fahren zu seiner Herstellung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.

Derartige Filterelemente sind bekannt. Ihre Anwendungs­ gebiete sind beispielsweise Luftfilter für Brennkraftma­ schinen, Innenraumfilter für Fahrzeuge, Industrieentstau­ bungsvorrichtungen oder Staubsauger, z. B. in der Asbest­ entsorgung, wobei der Filter die Form eines Platten- oder Rundfilters haben kann.

Üblicherweise werden derartige Filter durch eine auf die zunächst noch langgestreckte Filterstoffbahn an den Längsseiten aufgetragene Klebstoffraupe und anschließen­ des Zusammenfalten hergestellt, wobei nach Aushärten der Klebstoffraupe an den Stirnenden der Filterstoffalten ein dichter Verschluß hergestellt ist. Bei Filterstoffen mit einem mehrschichtigen Aufbau, z. B. aus einer Papier- und einer Vlieslage, führt die beschriebene Art der Ver­ klebung dazu, daß der Kleber zwar die eine Lage des Fil­ terstoffs bindet, jedoch nicht bis zur zweiten Lage durchdringt. Hierdurch kommt es an den Faltenstirnseiten zu einem Ablösen der Filterstofflagen voneinander und damit zur Entstehung von Bypas-Strömungswegen, die uner­ wünscht sind.

Auch läßt sich dieses Herstellungsverfahren unabhängig von der Art des Filterstoffes bei Filtern mit einem großen Faltenabstand nicht mehr anwenden, da die Klebstoff­ raupe nur begrenzte Faltenabstände überbrücken kann.

Aus der US-PS 47 98 575 sind ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines Filterelements aus einer gefalteten Filterbahn be­ kannt, bei dem die Faltenstirnseiten durch je einen mit Klebstoff versehenen Papierstreifen miteinander verbun­ den und die Falten in ihrer Lage fixiert werden.

Als nachteilig wird bei dem letztgenannten Filterelement angesehen, daß es an jeder Faltenstirnseite ein zusätz­ liches Bauelement erfordert und daß die Herstellung rela­ tiv kompliziert ist, da die Streifen bei einer kontinu­ ierlichen Fertigung von jeweils einer Rolle abgewickelt, mit Klebstoff beschichtet und auf die Faltenstirnseiten aufgebracht werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gat­ tungsgemäßes Filterelement derart weiterzuentwickeln, daß es an den Stirnseiten der Falten eine dichte Verbin­ dung aufweist und einfach herstellbar ist.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem gattungsgemäßen Filterelement mit den kennzeichnenden Merkmalen des Pa­ tentanspruchs 1, welches nach einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 10 hergestellt wird.

Die Unteransprüche 2 bis 9 stellen vorteilhafte Ausge­ staltungen des erfinderischen Filterelements dar; die Un­ teransprüche 11 bis 13 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des erfinderischen Herstellungsverfahrens.

Unteranspruch 14 beschreibt ein Verfahren zur Herstel­ lung der vorteilhaften Ausgestaltung gemäß Unteranspruch 9, wobei Unteranspruch 15 eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 14 darstellt.

Das erfinderische Filterelement weist Falten auf, die an mindestens einer ihrer beiden Stirnseiten durch eine stirnseitig aufgebrachte Schicht aus Klebstoff verbunden sind. Dadurch wird eine sichere Verklebung und Fixierung der Falten nach dem Aushärten des Klebers bewirkt, ohne daß dazu ein seitlich angebrachter Streifen benötigt wird.

Der Klebstoff ist bevorzugt ein Heißschmelzkleber, kann aber auch ein Zweikomponentenklebstoff oder ein Einkom­ ponentenklebstoff sein; als Materialbeispiele werden Po­ lyamid- oder Polyurethan-Kleber genannt.

Vorteilhaft weist die Filterstoffbahn eine Lage Papier auf, die zur Erhöhung der Festigkeit des Filterelements beiträgt, und eine darauf angeordnete Lage Vlies, die wesentlich zur Filterwirkung beiträgt.

Die Filterstoffbahn weist je nach Erfordernis eingepräg­ te Erhebungen auf, die bei Faltung der Bahn zu einer entsprechenden Beabstandung der Falten untereinander füh­ ren.

Weiterhin wird die aufgetragene Klebstoffschicht vorteil­ haft an einer oder beiden Längskanten umgelegt, um auf einer oder auf beiden Flachseiten des Filterelements ei­ nen relativ steifen Randstreifen zu bilden, der zur Dich­ tung des Filters bei seiner späteren Anordnung in einem Filtergehäuse genutzt wird.

Zweckmäßig hat das Filterelement allgemein Quaderform, wobei das so hergestellte Filterelement noch mit einem herkömmlichen Rahmen versehen werden kann, z. B. durch ein bekanntes Schäumverfahren.

Das Filterelement ist auch als Rundfilter ausführbar. Bei Rundfiltern, die die Form eines Hohlzylinders haben, wird der Rundfilter gebildet und dann um seine Mittel­ achse gedreht und dabei mit der Klebstoffschicht an sei­ nen beiden Stirnenden versehen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß an mindestens einer Querseite des Filterelements eine durchgehende Schicht aus Klebstoff aufgebracht ist. Die­ se Klebstoffschicht versteift zusätzlich das Filterele­ ment und erhöht damit dessen Stabilität.

In dem erfinderischen Verfahren wird auf die Faltenstirn­ enden des fertig gefalteten Filterstoffs im wesentlichen vollflächig eine Klebstoffschicht aufgetragen. Der Kleb­ stoffauftrag erfolgt bevorzugt unmittelbar aus einer Schlitzdüse, es kann in weiteren Ausgestaltungen der Klebstoff über ein umlaufendes Band oder eine Walze zu­ nächst von einer Schlitzdüse auf das Band oder die Walze und hiervon auf den Filterstoff übertragen werden.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung eines Filterelements mit einer Klebstoffschicht an min­ destens einer Querseite ist bevorzugt vorgesehen, daß man eine Bahn aus mindestens einer Lage Filterstoff fal­ tet, daß man die Falten auf den gewünschten Abstand an­ einanderschiebt, daß man mindestens auf einer Seite der Bahn die aneinander geschobenen Stirnseiten im wesent­ lichen vollflächig mit einer Klebstoffschicht bedeckt und daß man in Querrichtung der Bahn etwa über die gesam­ te Breite in wählbaren Abständen, die jeweils der Länge eines Filterelementes entsprechen, in mindestens einen Faltenzwischenraum Klebstoff einbringt, und daß man den Klebstoff aushärten läßt, daß man im Bereich des ausgehärteten Klebstoffes die Bahn abteilt.

Bevorzugt wird dabei vorgesehen, daß man das Band mit ei­ ner wählbaren Vorschubgeschwindigkeit kontinuierlich be­ wegt, wobei man den Klebstoff an der mindestens einen Stirnseite aus einer ortsfesten Einrichtung aufträgt und wobei man den Klebstoff in den Faltenraum aus einer mit der Vorschubgeschwindigkeit bewegten Einrichtung ein­ bringt und wobei man die Bahn mit einer in Vorschubrich­ tung bewegbaren Vorrichtung abteilt.

Dabei ist zweckmäßig vorgesehen, daß neben dem kontinu­ ierlichen Aufbringen des Klebstoffes auf die von den Fal­ tenstirnenden gebildeten Längsseiten des Filters in wähl­ baren Abständen durch eine mit der Vorschubgeschwindig­ keit des gefalteten Filterstoffes mitfahrende Düse Kleb­ stoff in mehrere Faltenzwischenräume über die Breite des Filterstoffes in die Faltenzwischenräume eingespritzt wird. Hierdurch wird die kontinuierlich erzeugte Falten­ filterbahn in bestimmte Längenabschnitte unterteilt, wo­ bei dann mittels eines geeigneten Trennwerkzeuges, z. B. eines Messers, eines glühenden Drahtes oder eines Hoch­ druckflüssigkeitsstrahls, im Bereich des zuvor in Quer­ richtung eingebrachten Klebers eine Trennung in einzelne Filterelemente erfolgt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfinderischen Filter­ elementes wird nun in einer Zeichnung näher erläutert. Sie zeigt in einer einzigen Figur schematisch in Drauf­ sicht und perspektivisch einen Ausschnitt eines Filter­ elementes 10. Das Filterelement 10 weist eine mehrfach gefaltete Lage Filterstoff 10′ mit Scheitelbereichen 11 und Sohlenbereichen 12 auf. Die Stirnseiten 13 der Fal­ ten des Filterstoffes 10′ sind von einer Schicht 14 aus Klebstoff bedeckt, wobei die Schicht 14 um den Rand he­ rum in den Scheitelbereich 11 hineingezogen ist.

Eine Querseite 15 der Lage Filterstoff 10′ ist mit einer Schicht 16 aus Klebstoff bedeckt, deren Rand ebenfalls in den Scheitelbereich 11 hineingezogen ist.

Claims (15)

1. Filterelement (10) für ein Fluid, insbesondere Luft, mit einer mehrfach gefalteten Bahn aus mindestens ei­ ner Lage Filterstoff (10′), wobei die Falten der Bahn jeweils im wesentlichen quer zu der Längsrichtung der Bahn durchlaufende Scheitelbereiche (11) und Bohlenbe­ reiche (12) aufweisen und etwa gleiche Abmessungen ha­ ben, wobei das zu filternde Fluid in Richtung auf die Scheitelbereiche einströmt und in Richtung von den Sohlenbereichen abströmt, wobei die Falten in einem vorgebbaren Abstand voneinander angeordnet und im Bereich der Stirnseiten verklebt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Falten an mindestens einer ihrer beiden Stirn­ seiten (13) durch eine stirnseitig aufgebrachte Schicht (14) aus Klebstoff verbunden sind.

2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Klebstoff ein Heißschmelzkleber ist.

3. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Klebstoff ein Zweikomponentenkleber ist.

4. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Klebstoff ein Polyamid- oder Polyure­ than-Kleber ist.

5. Filterelement nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterstoffbahn eine Lage Papier und eine darauf angeordnete Lage Vlies aufweist.

6. Filterelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Filterstoffbahn eine Vielzahl von rela­ tiv kleinen Erhebungen aufweist, die so angeordnet sind, daß die Falten der Bahn etwa mit der Höhe der Erhebungen beabstandet aufeinander liegen.

7. Filterelement nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (14) den Rand des Scheitelbereiches (11) und den Rand des Soh­ lenbereiches (12) umfaßt.

8. Filterelement nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement allgemein quaderförmig ist.

9. Filterelement nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Querseite (15) des Filterelementes eine durchgehende Schicht (16) aus Klebstoff aufgebracht ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines Filterelementes nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, in dem man eine Faltenbahn an den Stirnseiten der Falten verklebt, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Bahn aus mindestens einer Lage Filterstoff faltet, daß man die Falten auf den gewünschten Abstand aufeinander­ schiebt, und daß man mindestens auf einer Seite der Bahn die aneinander geschobenen Stirnseiten im we­ sentlichen vollflächig mit einer Klebstoffschicht bedeckt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man den Klebstoff mit einer Schlitzdüse auf­ trägt.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man den Klebstoff auf eine bewegbare Transferein­ richtung aufträgt, und daß man mit dieser Transfer­ einrichtung den Klebstoff auf die aneinander gescho­ benen Stirnseiten der Falten überträgt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man als bewegbare Transfereinrichtung eine Walze oder ein über mindestens zwei Walzen geführtes umlau­ fendes Band einsetzt.

14. Verfahren zur Herstellung eines Filterelementes nach Anspruch 9, in dem man eine Faltenbahn an den Stirn­ seiten der Falten verklebt, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Bahn aus mindestens einer Lage Filter­ stoff faltet, daß man die Falten auf den gewünschten Abstand aneinanderschiebt, daß man mindestens auf einer Seite der Bahn die aneinander geschobenen Stirnseiten im wesentlichen vollflächig mit einer Klebstoffschicht bedeckt, und daß man in Querrich­ tung der Bahn etwa über die gesamte Breite in wähl­ baren Abständen, die jeweils der Länge eines Filter­ elementes entsprechen, in mindestens einen Falten­ zwischenraum Klebstoff einbringt, daß man den Kleb­ stoff aushärten läßt, und daß man im Bereich des ausgehärteten Klebstoffes die Bahn abteilt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bahn mit einer wählbaren Vorschubge­ schwindigkeit kontinuierlich bewegt, wobei man den Klebstoff an der mindestens einen Stirnseite aus ei­ ner ortsfesten Einrichtung aufträgt und wobei man den Klebstoff in den Faltenraum aus einer mit der Vorschubgeschwindigkeit bewegbaren Einrichtung ein­ bringt und wobei man die Bahn mit einer in Vorschub­ richtung bewegbaren Vorrichtung abteilt.