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具有过滤折箱的过滤元件
申请号	CN201480066361.4	申请日	2014-12-04	公开(公告)号	CN105764594A	公开(公告)日	2016-07-13
申请人	曼·胡默尔有限公司;			发明人	J.格拉德; M.德雷克斯勒; K.利希滕瓦尔特; H.布伦内斯; A.克雷纳; M.潘策尔; F.范乌夫伦; A.弗兰斯;
摘要	本发明涉及一种用于过滤流体的过滤元件（10），包括：由过滤介质（14）制成的过滤折箱（12），所述过滤介质沿着折棱（26）锯齿形地折成褶皱部（34），所述褶皱部分别在所述过滤折箱（12）的对置的端棱（22a、22b）之间延伸，并且所述过滤介质（14）被设置用于使流体从所述过滤元件的未处理侧（50）到清洁侧（52）穿流过。在此，所述过滤介质（14）在其至少一个被穿流过的表面上具有一个或多个凸起（42），所述凸起横向于所述过滤介质（14）的折棱（26）延伸，并且所述凸起在所述过滤折箱（12）的常规运行状态下引起流体的至少一部分垂直于所述过滤折箱（12）的折棱（26）而流动。此外，本发明涉及将过滤元件（10）作为圆形过滤元件的应用、特别是作为内燃机的圆形过滤元件的应用，以及用于制造过滤元件（10）的方法和用于制造过滤元件（10）的设备。
权利要求	1.用于过滤流体的过滤元件（10），包括： - 由过滤介质（14）制成的过滤折箱（12），所述过滤介质沿着折棱（26）锯齿形地折成褶皱部（34），所述褶皱部分别在所述过滤折箱（12）的对置的端棱（22a、22b）之间延伸，并且所述过滤介质（14）被设置用于使流体从所述过滤元件的未处理侧（50）到清洁侧（52）穿流过，其中所述过滤介质（14）在其至少一个被穿流过的表面上具有一个或多个凸起（42），所述凸起横向于所述过滤介质（14）的折棱（26）延伸，并且所述凸起在所述过滤折箱（12）的常规运行状态下引起流体的至少一部分垂直于所述过滤折箱（12）的折棱（26）而流动。 2.根据权利要求1所述的过滤元件，其中所述凸起（42）在所述过滤介质（14）的褶皱状态中至少在运行状态下引起所述过滤折箱（12）的褶皱部（34）的对置的折棱面（20a、20b）间隔开。 3.根据权利要求1或2所述的过滤元件，其中所述凸起（42）至少在与所述折棱（26）的交叉点的一部分处具有回缩部（44）、特别是降低的高度。 4.根据权利要求3所述的过滤元件，其中所述回缩部（44）设计成压印部。 5.根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其中所述凸起（42）至少在与所述折棱（26）的交叉点的一部分处中断。 6.根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其中所述凸起（42）布置在所述过滤介质（14）的规定的清洁侧上。 7.根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其中所述凸起（42）通过施加热溶胶来形成。 8.根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其中所述过滤折箱（12）设计成空心柱形的圆形元件，该圆形元件具有星形褶皱式的过滤介质（14）。 9.根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件（10）作为用于过滤流体的圆形过滤元件的应用，特别是作为内燃机的圆形过滤元件的应用。 10.用于制造根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件（10）的方法，包括过滤折箱（12）的下述制造步骤： - 从卷筒上展开所述过滤介质（14）， - 在用于形成折棱（26）的压印之前或之后将凸起（42）施加到所述过滤介质（14）上，- 特别地按压所述凸起（42）， - 将所述折棱（26）建立成锯齿形地褶皱的过滤折箱（12）。 11.根据权利要求10所述的用于制造过滤元件（10）的方法，包括过滤折箱（12）的下述制造步骤： - 对所述过滤介质（14）进行加热作为用于压印的准备工作， - 将折棱（26）压印到所述过滤介质（14）中。 12.根据权利要求10或11所述的方法，其中施加所述凸起（42）在压印所述折棱（26）之前进行。 13.根据权利要求10或11所述的方法，其中施加所述凸起（42）在压印所述折棱（26）之后进行。 14.用于制造根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件（10）的设备，包括至少下述用于制造过滤折箱（12）的机组： - 开卷机（102）， - 聚合物施加工位（106）， - 特别是压紧辊（107）， - 预加热部（108）， - 压印机组（110）， - 褶皱部建立机组（112）。
说明书全文	具有过滤折箱的过滤元件技术领域 [0001] 本发明涉及一种用于利用由锯齿形地褶皱的过滤介质制成的过滤折箱（Filterbalg）来过滤流体的过滤元件，特别是用作特别是机动车的内燃机的圆形过滤器，以及用于制造这种过滤元件的方法和设备。背景技术 [0002] 端部褶皱部是在过滤元件的过滤折箱的对置的端侧处的两个外部的褶皱部。端部边缘是过滤介质的两个自由边缘，由所述过滤介质形成过滤折箱，所述端部边缘沿着所述端部褶皱部延伸并且在过滤折箱的端侧处限定所述端部褶皱部。过滤折箱的端棱是过滤折箱的两个其它的自由边缘，所述自由边缘在端部边缘之间延伸并且相应于过滤折箱的褶皱部延伸。所述折棱是这样的棱，沿着这些棱所述过滤介质被折叠。在由市场已知的、锯齿形地褶皱的、大致方形的过滤折箱中，端部边缘和折棱通常是直的并且彼此平行延伸。所述端棱从过滤折箱的侧面观察锯齿形地且垂直于端部边缘和折棱延伸。在过滤介质的褶皱部之前，之后具有大致方形的设想的包裹部的过滤折箱的端棱笔直地且彼此平行地延伸。所设想的包裹部通过端棱、在过滤折箱的清洁流体侧上相邻的折棱或端部边缘和在未处理流体侧上的相邻的折棱或端部边缘撑开。 [0003] 在平面过滤元件的过滤折箱中，所述过滤介质未封闭，这就是说，端部褶皱部与端棱同样未彼此连接。与其不同之处在于，在圆形过滤元件的过滤折箱中，所述过滤介质封闭，这就是说，其端部褶皱部彼此连接。在此，平面过滤元件的过滤折箱同样可以是平坦的，然而沿不同方向还可以具有弯曲。 [0004] 在过滤器系统中出现了待过滤的流体流过过滤器的流量率的重复的或循环的波动，在这样的过滤器系统中，过滤器由于疲劳而引起的失效可能会导致问题。上述情况特别是在具有较大的流量变化、即从零至完整流量并且返回至零的系统中出现，如这一点例如在用于活塞泵的过滤器系统中情况如此，如其应用在能量设备中。这种流动循环引起了在过滤器中的压差方面的相应的循环，其典型地在过滤器的褶皱的介质中引起了呼吸式的弯曲。当褶皱的介质由过滤层以及支承层和引流层组成时，在褶皱的介质弯曲时所述支承和引流层可能在过滤层上来回摩擦。因为所述支承和引流层典型地比过滤层粗糙，所以这种摩擦可能会引起薄弱点，所述薄弱点在运行时可能会断裂。这种类型的故障作为老化故障来已知。 [0005] 由EP 0 470 485 A2已知一种过滤器系统，所述过滤器系统具有褶皱的过滤元件，该过滤元件具有纵向延伸的褶皱部，所述褶皱部具有圆顶和包套，所述包套螺旋形地围绕过滤元件卷绕并且贴靠在褶皱部的圆顶上并且具有用于放大所述过滤元件的灰尘容量的开口，其中开口的总面积大约小于通过褶皱部的圆顶定义的总面积的一半。另外，所述过滤元件具有褶皱的复合材料，该复合材料具有第一和第二经挤压的聚合物编织层和过滤层，所述过滤层设置在第一和第二编织层之间。发明内容 [0006] 因此本发明的目的在于，实现一种用于过滤流体的过滤元件，所述过滤元件以制造有利且成本方面有利的方式预先规定在过滤介质中的稳定可能性和引流可能性。 [0007] 本发明的另一目的在于，实现一种用于制造过滤元件的方法和设备，所述方法以制造有利和成本方面有利的方式预先规定在过滤介质中的稳定可能性和引流可能性。 [0008] 前述目的根据本发明的一个方面由具有过滤介质的过滤元件来实现，所述过滤元件具有一个或多个凸起（Wülste），所述凸起横向于所述过滤介质的折棱延伸，并且所述凸起在所述过滤折箱的常规运行状态下引起了流体垂直于所述过滤折箱的折棱而流动。 [0009] 另一个目的通过用于制造这种具有过滤介质的过滤元件的方法和设备来实现，所述过滤介质具有一个或多个凸起，所述凸起横向于所述过滤介质的折棱延伸，并且所述凸起在所述过滤折箱的常规运行状态下引起了流体垂直于所述过滤折箱的折棱而流动。 [0010] 本发明的有利的设计方案和优点由其它权利要求、说明书和附图给出。 [0011] 提出了一种特别是机动车的特别是内燃机的用于过滤流体的过滤元件，所述过滤元件包括由过滤介质制成的过滤折箱，所述过滤介质沿着折棱锯齿形地折成褶皱部，所述褶皱部分别在所述过滤折箱的对置的端棱之间延伸，并且所述过滤介质被设置用于使流体从所述过滤元件的未处理侧到清洁侧穿流过。在此，所述过滤介质在其至少一个被穿流过的表面上具有一个或多个凸起，所述凸起横向于所述过滤介质的折棱延伸，并且所述凸起在所述过滤折箱的常规运行状态下引起了流体的至少一部分垂直于所述过滤折箱的折棱而流动。 [0012] 锯齿形地折成的褶皱部可以利用尖棱或圆棱构成。 [0013] 根据本发明的解决方案的优点在于，与过滤元件的传统的实施方案相比-其中为了稳定和引流目的在清洁侧上通常将细网层压到过滤介质上，替代细网在压印过滤介质之前或之后以凸起的形式施加胶带或塑料带。所述凸起可以沿着过滤介质的处理方向连续地或间隔开地施加，所述凸起在建立过滤介质的褶皱部之前完全或至少很大程度地硬化，并且确保引流以及确保了过滤介质的稳固作用。从而可以省略细网和层压过程。所述凸起尤其可以是胶带或塑料带。所述胶带或塑料带可以在折箱制造期间施加。从而根据本发明的解决方案相对于传统的层压过程形成了显著的时间节约和成本节约。 [0014] 在根据本发明施加胶带或塑料带时所述过滤折箱的褶皱部不仅可以具有圆形折棱而且还可以设计成尖折棱。 [0015] 凸起的引流作用在于沿着凸起从过滤折箱的褶皱部将已过滤的流体的至少一部分引出到所述过滤元件的内部区域中，从而所述流体不积聚在褶皱部中并且从而可以限制流体的流量。从而，可能的污物颗粒的沉积也可以分布在过滤介质的面上。 [0016] 有利地，所述凸起可以在所述过滤介质的褶皱状态中、至少在运行状态下引起所述过滤折箱的褶皱部的对置的折棱面间隔开。在此，所述凸起可以与凸起的高度相关地在过滤元件的未穿流过的和/或新状态下一定具有一定间距。然而如果在过滤元件的运行过程中所述过滤折箱要老化并且疲劳或由于液体要软化，则所述凸起可以防止，过滤折箱的褶皱部的对置的折棱面可能会接触或者甚至粘连，因为对置的凸起在相同的高度上相遇、彼此撞击，并且从而确保了折棱面的间距。 [0017] 优选地，所述凸起可以垂直于折棱延伸。替选地，所述凸起或者至少一部分凸起还可以蜿蜒形地和/或锯齿形地延伸。通过这种延伸确保了，在褶皱袋内对置的凸起至少逐点地可靠地贴靠，而垂直延伸的凸起-通过细小的横向错置或者通过彼此滑动-可能会并排竖立。 [0018] 为了实现足够的引流效果以及过滤介质的充分稳定和对置的折棱面通过凸起引起的间隔，适宜的是，在平行延伸的凸起之间的间距的数量级设置为例如5 - 7 mm。然而该值与过滤介质的刚性、待过滤的流体以及凸起的材料相关。凸起的高度例如为0.1 mm - 3 mm是有利的。而且该值与过滤介质、流体和材料的边缘条件相关。 [0019] 施加在过滤元件上的差压（例如2.5bar）-该差压特别是通过由于穿流过过滤介质而引起的压力损失形成-可能会在流动区域中导致，褶皱部间隔局部地或甚至在过滤介质的整个宽度上萎缩，即在清洁侧对置的过滤介质区段直接接触。然而由于材料不均匀性，特别是在不均匀的浸渍方面，可能还会出现应力和变型，所述应力和变型导致未处理侧的萎缩。这种萎缩区域不再被穿流过，由此限制了过滤元件的过滤性能。过滤折箱的区域的这种萎缩可以通过将根据本发明的凸起施加到过滤介质上来防止，因为所述凸起一方面引起了折棱面间隔开，并且另一方面形成了过滤介质的加固。 [0020] 在一种有利的设计方案中，所述凸起可以至少在与所述折棱的交叉点的一部分处具有回缩部、特别是降低的高度。与在交叉点的对面相比，所述凸起还可以在交叉点处更为细长。由此，在折棱处可以建立逐渐变尖的褶皱部，并且所述凸起在此未被压实或者引起所述折棱的倒圆（Verrundung）或过滤介质的翘曲。还能以这种方式降低用于建立褶皱部所需的力。 [0021] 有利地，所述回缩部可以设计成压印部（Verprägung）。特别是，如果所述折棱在将凸起施加到过滤介质上之后才压印到过滤介质中，则所述凸起能以这种方式一起被压印并且由此在与折棱的交叉点处具有希望的回缩部。 [0022] 有利地，所述凸起可以至少在与所述折棱的交叉点的一部分处中断。由此，还可以在压印折棱之后在施加所述凸起时确保，可以容易地建立褶皱部，以及还可以形成逐渐变尖的褶皱部，而所述凸起由于褶皱部原因不彼此按压，并且从而引起了褶皱部的可能不希望的倒圆或过滤介质的翘曲。 [0023] 还可以考虑：凸起在交叉点处的回缩部与凸起在交叉点处的中断处的组合。 [0024] 在一种有利的设计方案中，所述凸起可以布置在所述过滤介质的规定的清洁侧上。以这种方式，引流作用可以通过凸起通过排出被过滤的流体来形成。另外在相同的稳固作用时防止：通过在将凸起施加到未处理侧上时所述过滤介质的轮廓在过滤介质的表面上出现了不均匀的污物沉积。 [0025] 此外有利的是，所述凸起通过施加热溶胶来形成。这种过程可以有利地集成到在制造过滤折箱时的通常的制造流程中，其中所述过滤介质通常在长的轨道中运行过压印机组。根据这种按照本发明的解决方案，可以设置附加的胶施加工位，所述胶施加工位以相同的速度一起施加热溶胶，从而不妨碍正常的制造过程。在施加的凸起中的中断处还可以通过下述方式如此有利地规定：胶施加工位被相应地操控并且设有阀。 [0026] 在本发明的一种实施方式中，所述过滤元件可以由过滤介质形成，所述过滤介质由纤维素、熔喷的纤维、超细纤维或纳米级纤维、纺织的或针织的纤维、由无纺织物或这些材料的组合制成。 [0027] 在一种有利的设计方案中，所述过滤元件的过滤折箱可以设计成空心柱形的圆形元件，该圆形元件具有星形褶皱式的过滤介质。为此原本平面的过滤折箱可以由锯齿形地褶皱的过滤介质形成空心圆柱体，该空心圆柱体沿着端棱封闭，例如粘接。待过滤的流体然后可以通过空心圆柱体的外表面穿流过所述过滤介质，并且通过空心柱形的圆形过滤器的内部区域沿着空心圆柱体的轴线排出。 [0028] 根据另一个方面，本发明涉及将所述过滤元件作为用于过滤流体的圆形过滤器的应用，特别是作为内燃机的圆形过滤器的应用。这种圆形过滤器优选作为空气过滤器、油过滤器或燃料过滤器等应用在机动车领域中并且作为能以规则的更换间隔更换的过滤元件安装在内燃机上。 [0029] 根据另一个方面，本发明涉及一种用于制造根据本发明的过滤元件的方法，所述方法包括过滤折箱的下述制造步骤：从卷筒上展开所述过滤介质；特别是将所述过滤介质存储在货物存储器中；在用于形成折棱的压印之前或之后将凸起施加到所述过滤介质上；特别是按压所述凸起；将所述折棱建立成锯齿形地褶皱的过滤折箱。这种过程可以有利地集成到在制造过滤折箱时的通常的制造流程中，其中所述过滤介质通常在长的轨道中运行过压印机组。于是可以设置附加的胶施加工位，所述胶施加工位以相同的速度一起施加热溶胶，从而不妨碍正常的制造过程。在施加的凸起中的中断处还可以通过下述方式如此有利地规定：胶施加工位被相应地操控并且设有阀。 [0030] 有利地，用于制造过滤元件的方法可以包括过滤折箱的其它制造步骤如：对过滤介质进行加热作为用于压印的准备工作；将折棱压印到过滤介质中。将折棱压印到过滤介质中可以通过预先加热过滤介质而有利地构成，因为压入的折棱非常持久地得以保持。 [0031] 有利地，施加所述凸起可以在压印所述折棱之前进行。如果在压印之前施加所述凸起，则所述凸起可以在压印过程中在与折棱的交叉点处设有希望的回缩部，以便有助于将折棱建立成特别是逐渐变尖的褶皱部。 [0032] 替选地，施加所述凸起还可以在压印所述折棱之后进行。在此，回缩部可以通过在凸起中的中断处、例如通过在折棱处中断地施加热溶胶带来实现。 [0033] 所述凸起可以在施加到过滤介质上之后有利地压到过滤介质上，以便实现良好且持久的附着。上述情况例如可以利用滚压法有利地实现。 [0034] 根据另一个方面，本发明涉及一种用于制造过滤元件的设备，所述设备包括至少下述用于制造过滤折箱的机组：开卷机；特别是货物存储器；用于施加凸起的聚合物施加工位；特别是压紧辊；预加热部；压印机组；以及褶皱部建立机组。替代所述聚合物施加工位，当使用热溶胶带用作凸起时，也可以设置热溶胶施加工位。附图说明 [0035] 其它优点由下述附图说明得出。在附图中示出了本发明的实施例。附图、说明书和权利要求包含大量特征组合。本领域技术人员有利地也单独考虑这些特征并且将其组成有意义的其它组合。 [0036] 其中示例性示出了：图1示出了根据本发明的实施例的过滤元件的等轴侧视图；图2示出了根据本发明的实施例的过滤元件的部分横截面图；图3示出了根据本发明的实施例的过滤介质的俯视图；和图4示出了用于制造根据本发明的实施例的过滤元件的设备的示意图。具体实施方式 [0037] 在附图中，相同的或相同类型的组件用相同的附图标记来标注。这些附图仅示出了实例并且不应限制性理解。 [0038] 图1示出了根据本发明的实施例的过滤元件10的等轴侧视图。用于过滤流体的过滤元件10包括由过滤介质14制成的过滤折箱12，所述过滤介质沿着折棱26锯齿形地折成褶皱部34，所述褶皱部分别在过滤折箱12的对置的端棱22a、22b之间延伸。所述过滤介质14被设置用于使流体从过滤元件的未处理侧50到清洁侧52穿流过，更确切地说是沿穿流方向54从过滤元件10的外表面流动至内部区域。所述过滤介质14在清洁侧52上在其多个被穿流过的表面上具有多个凸起42（在图2和图3中示出），所述凸起横向于过滤介质14的折棱26延伸，并且所述凸起在过滤折箱12的常规运行状态下引起了流体的至少一部分垂直于过滤折箱12的折棱26而流动。替选地，所述凸起42或凸起42的至少一部分还可以蜿蜒形地和/或锯齿形地延伸（在图3中示出）。图1中的过滤元件10设计成空心柱形的圆形过滤元件，该圆形过滤元件具有星形褶皱式的过滤介质14。这种圆形过滤元件优选作为空气过滤器、油过滤器或燃料过滤器等应用在机动车领域中并且作为能以规则的更换间隔更换的过滤元件10安装在内燃机上。所述过滤折箱12在两个端侧利用端盘16、18来封闭，所述端盘包括中央的中心管38，被过滤的流体还可以沿流动方向54经由所述中心管流出。 [0039] 在图2中示出了根据本发明的实施例的、如在图1中所示出的那样的过滤元件10的部分横截面图。所述横截面图示出了过滤折箱12的多个褶皱部34，所述褶皱部在折棱26处折成圆形。待过滤的流体从圆形过滤器10之外的未处理侧50进入到具有清洁侧52的过滤元件10的内部区域内。所述过滤折箱12在内部区域中利用中心管38来加固，所述中心管能部分切开地看到。所述过滤介质14在清洁侧52上具有凸起42。所述凸起42除了用于排出被过滤的流体的引流作用之外还引起了：在过滤介质14的褶皱状态中至少在运行状态下引起过滤折箱12的褶皱部34的对置的折棱面20a、20b间隔开。所述凸起42特别布置在折棱面20a、20b上且没有布置在褶皱部34的弯曲区域中。 [0040] 图3示出了根据本发明实施例的过滤介质14的俯视图。平面的过滤介质14以规则间距具有折棱26，所述折棱可以通过过滤介质14的压印部构成。凸起42横向于此而延伸。凸起42例如可以通过施加热溶胶形成。凸起42在与折棱26的交叉点处具有回缩部44，特别是降低的高度。回缩部44同样可以设计成折棱26的压印部，只要在压印过滤介质14之前安装了凸起42。替选地，所述凸起42可以在与折棱26的交叉点处中断。这一点可以通过下述方式引起，热溶胶施加分别在交叉点处进行施加时中断。 [0041] 在一种替选的变型中，所述凸起42还可以蜿蜒形地和/或锯齿形地延伸。在图3中示例性地示出了具有这种走向的凸起50。在凸起42的这种走向上有利的是，凸起区段可靠地相互贴靠在褶皱的过滤介质14中的对置的折棱面区段20a、20b上。 [0042] 在图4中可以看到用于制造根据本发明实施例的过滤元件10的设备100的示意图。用于制造根据本发明的过滤元件10的方法包括过滤折箱12的下述制造步骤：从卷筒上展开过滤介质14；将过滤介质14存储在货物存储器104中；在用于形成折棱34的压印之前或之后将凸起42施加到过滤介质14上；按压凸起42；将折棱34建立成锯齿形地褶皱的过滤折箱12。这种过程可以有利地集成到制造过滤折箱12时通常的制造流程中，其中过滤介质14通常在长的轨道中运行经过压印机组110。从而可以设置附加的胶施加工位106，所述胶施加工位以相同的速度同时施加热溶胶，从而不妨碍正常的制造过程。所施加的凸起42中的中断处还可以通过下述方式如此有利地规定：胶施加工位106被相应地操控并且设有阀。 [0043] 凸起42的施加可设置在压印过程之前或之后。如果在压印过程之前施加所述凸起42，则所述凸起可以在压印过程中在与折棱26的交叉点处设有希望的回缩部44，以便有助于将折棱26建立成特别是逐渐变尖的褶皱部34。然而替选地，所述凸起42还可以在压印过程之后施加。在此，回缩部44可以通过在凸起42中的中断处、例如通过在折棱26处中断地施加热溶胶带来实现。 [0044] 所述凸起42可以在施加到过滤介质14上之后有利地压到过滤介质14上，以便实现良好且持久的附着。上述情况例如可以利用滚压法有利地实现。 [0045] 有利地，用于制造过滤元件10的方法可以包括过滤折箱12的其它制造步骤如：对过滤介质进行加热作为用于压印的准备工作；将折棱26压印到过滤介质14中。将折棱26压印到过滤介质14中可以通过预先加热过滤介质14而有利地构成，因为压入的折棱26非常持久地得以保持。 [0046] 在图4中的用于制造过滤元件10的设备100包括用于制造过滤折箱12的下述机组：开卷机102、货物存储器104、用于施加凸起42的聚合物施加工位106、用于将凸起42压到过滤介质14上的压紧辊107、预加热部108、压印机组110、以及褶皱部建立机组112。替代聚合物施加工位106，如果要将热溶胶带用作凸起42，则还可以设置热溶胶施加工位。

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