專利名稱：緊湊式過(guò)濾器、用于制造緊湊式過(guò)濾器的方法和過(guò)濾介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有在過(guò)濾器罩殼中可更換地使用的緊湊式過(guò)濾元件的緊湊式過(guò)濾器(Kompactfilter)、尤其用于機(jī)動(dòng)車的緊湊式空氣過(guò)濾器,其中緊湊式過(guò)濾元件包括由幅狀的過(guò)濾介質(zhì)構(gòu)成的過(guò)濾體，在其中至少一個(gè)平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅和波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅相疊地放置并且至少局部地借助于超聲波焊接相互連接。本發(fā)明涉及一種用于制造帶有在過(guò)濾器罩殼中可更換地使用的緊湊式過(guò)濾元件的緊湊式過(guò)濾器、尤其用于機(jī)動(dòng)車的緊湊式空 氣過(guò)濾器的方法，在其中緊湊式過(guò)濾元件的過(guò)濾體由幅狀的過(guò)濾介質(zhì)來(lái)構(gòu)造，其中至少一個(gè)平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅和波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅相疊地放置并且至少局部地借助于超聲波焊接相互連接。此外本發(fā)明涉及一種尤其在緊湊式過(guò)濾器、尤其用于機(jī)動(dòng)車的緊湊式空氣過(guò)濾器的過(guò)濾器罩殼中優(yōu)選地可更換地使用的緊湊式過(guò)濾元件的過(guò)濾體的過(guò)濾介質(zhì)、尤其幅狀的過(guò)濾介質(zhì)，在其中至少一個(gè)平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅和波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅相疊地放置并且至少局部地借助于超聲波焊接相互連接。
背景技術(shù)：
在空氣的過(guò)濾中廣泛使用所謂的緊湊式過(guò)濾器，其尤其由層疊的濾紙形成。波狀的濾紙幅被施加到平滑的濾紙幅上。這樣形成的該半成品被卷繞或者堆疊成過(guò)濾體，接下來(lái)產(chǎn)生大量彼此平行延伸的氣體通道。這些氣體通道交互由塞子封閉。流入的空氣從未凈化側(cè)(Rohseite)出發(fā)到達(dá)在入口側(cè)打開(kāi)的氣體通道中并且通過(guò)出口側(cè)的塞子被強(qiáng)迫穿過(guò)過(guò)濾器壁進(jìn)入鄰近的氣體通道中。從那里過(guò)濾了的空氣通過(guò)在出口處打開(kāi)的氣體通道到達(dá)過(guò)濾器的凈化側(cè)。從文件WO 2007/035802 Al已知一種過(guò)濾器和一種用于制造這樣的過(guò)濾器的方法。過(guò)濾器通過(guò)卷起幅狀的過(guò)濾介質(zhì)而產(chǎn)生。過(guò)濾介質(zhì)由平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅和波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅形成，其借助于超聲波焊接相互固定。過(guò)濾幅由聚酯無(wú)紡物構(gòu)成。本發(fā)明目的在于設(shè)計(jì)一種開(kāi)頭所提及的類型的緊湊式過(guò)濾器、一種過(guò)濾元件和一種方法，利用其可簡(jiǎn)單且可靠地實(shí)現(xiàn)帶有最佳的過(guò)濾效果的過(guò)濾器，其具有最佳的使用壽命O

發(fā)明內(nèi)容
該目的根據(jù)本發(fā)明由此實(shí)現(xiàn)，即過(guò)濾介質(zhì)幅中的至少一個(gè)由由至少兩個(gè)成分構(gòu)成的復(fù)合物(Verbund)構(gòu)成，其中成分中的至少一個(gè)是合成材料并且成分中的至少一個(gè)是非合成材料。根據(jù)本發(fā)明，即過(guò)濾介質(zhì)幅中的至少一個(gè)至少兩層地由合成材料與非合成材料構(gòu)成。以該方式將合成的過(guò)濾材料的優(yōu)點(diǎn)與非合成的過(guò)濾材料的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合。合成的過(guò)濾材料可以以簡(jiǎn)單的方式相互焊接。因此可取消使用單獨(dú)的粘合劑來(lái)連接過(guò)濾介質(zhì)幅，這減少材料成本和與此相聯(lián)系的成本。此外，因此減小在波狀的與平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅之間所形成的通道中局部變窄的危險(xiǎn)，如其對(duì)于從現(xiàn)有技術(shù)中已知的過(guò)濾器在半成品的生產(chǎn)中通過(guò)縱向延伸的從熱熔膠到平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅上的附著痕跡(Haftspur)被引起的那樣。以該方式通道中的壓力損失被最小化。反之，在將半成品焊接到波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅的波峰(Wellspitze)處時(shí)，通道保持自由。另一優(yōu)點(diǎn)是，可簡(jiǎn)單且精確地規(guī)定合成纖維的尺寸和形狀及合成層的層厚。反之，利用非合成材料有利地可實(shí)現(xiàn)帶有細(xì)孔的緊密的過(guò)濾介質(zhì)，利用其也可從待過(guò)濾的流體中過(guò)濾出最小的顆粒。與傳統(tǒng)的過(guò)濾介質(zhì)幅相比，合成材料和非合成材料的復(fù)合物有利地提高了半成品的強(qiáng)度。因此尤其半成品中的層脫落(Lagenabloesung)被阻止,這被稱為套疊(Teleskopieren)。在機(jī)動(dòng)車中使用從現(xiàn)有技術(shù)中已知的緊湊式過(guò)濾器時(shí)，由于從那里存在的振動(dòng)可導(dǎo)致這樣的層脫落。層脫落可導(dǎo)致緊湊式過(guò)濾器失效。有利地，非合成材料可以是纖維素。纖維素具有該優(yōu)點(diǎn)，即其具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)并且可簡(jiǎn)單地裝備有阻燃的性能。由纖維素構(gòu)成的幅的孔尺寸簡(jiǎn)單地、尤其通過(guò)纖維直徑的預(yù)設(shè)可在制造過(guò)程中匹配。此外纖維素具有突出的性價(jià)比。 在一優(yōu)選的實(shí)施形式中，復(fù)合物過(guò)濾介質(zhì)幅可具有由植物性的材料、尤其纖維素構(gòu)成的載體，其帶有合成物覆層(Synthetikauflage)、尤其熔噴物覆層(Meltblown-Auflage)。通過(guò)熔噴物覆層的三維存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)可達(dá)到非常好的過(guò)濾效率,這提高了過(guò)濾器的使用壽命。試驗(yàn)已得出，具有帶有熔噴物覆層的復(fù)合物過(guò)濾介質(zhì)幅的過(guò)濾器的使用壽命比具有帶有現(xiàn)在的納米纖維覆層的復(fù)合物過(guò)濾介質(zhì)幅的過(guò)濾器的使用壽命更長(zhǎng)。但是，在過(guò)濾技術(shù)上并且涉及到使用壽命方面考慮，帶有納米纖維覆層的復(fù)合物過(guò)濾介質(zhì)幅也是傳統(tǒng)的過(guò)濾介質(zhì)幅(其不具有由合成材料和非合成材料構(gòu)成的復(fù)合物)。復(fù)合物過(guò)濾介質(zhì)幅有利地可借助于以粘合劑層疊(Laminierung)或者借助于成分的班光(Kalandrieren)或超聲波焊接來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣的復(fù)合物過(guò)濾介質(zhì)幅也經(jīng)受對(duì)復(fù)合物質(zhì)量的提高的要求，如其在用于波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅的制造方法中所需的那樣。以該方式阻止合成材料從非合成材料局部地脫落，其導(dǎo)致在平滑的與波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅之間的通道的變窄。特別在通道的入口區(qū)域中重要的是實(shí)現(xiàn)高的復(fù)合物質(zhì)量，以便阻止脫落，在其中材料區(qū)域可翻轉(zhuǎn)(umklappen)并且可幾乎完全封閉所涉及的通道。出于該原因，復(fù)合物及其質(zhì)量是復(fù)合物過(guò)濾介質(zhì)幅的重要部分。帶有多于面復(fù)合物(Fljichenverbund)的5%的點(diǎn)密度的熔噴物和纖維素的超聲波焊接證實(shí)為合適的連接方法。備選地，尤其在使用阻燃地裝備的過(guò)濾介質(zhì)、優(yōu)選地帶有阻燃特性的纖維素載體時(shí)，復(fù)合物借助于以粘合劑層疊的實(shí)現(xiàn)是很合適的。層疊尤其可在使用噴膠(Spruehkleber)或者細(xì)的凹版棍(Gravurwalze)的情況下均勻地且平地實(shí)現(xiàn)。合成材料的纖維的平均直徑有利地可在O. 5 μ m與20 μ m之間。大量試驗(yàn)已得出，以該方式利用熔噴物覆層實(shí)現(xiàn)非常有效的三維存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，在其中粒子不僅在表面上被分離，如這在以納米纖維涂覆的過(guò)濾介質(zhì)中是該情況。尤其與納米纖維覆層相比，利用熔噴物覆層因此可實(shí)現(xiàn)更大的層厚。在另一有利的實(shí)施形式中，合成材料可具有纖維直徑的單峰分布并且合成材料的層厚可大約在平均纖維直徑的20倍與300倍之間。試驗(yàn)已得出，鑒于過(guò)濾效率和過(guò)濾介質(zhì)幅借助于超聲波焊接的連接的質(zhì)量，大于大約4g/m2的合成材料的單位面積重量特別有利地起作用。有利地，合成材料具有帶有兩個(gè)不同的平均纖維直徑(尤其3 μ m至20 μ m和在Ιμπι之下)的纖維直徑的雙峰分布。以該方式，帶有3 μ m至20 μ m的平均直徑的較大的纖維可執(zhí)行支撐功能。帶有在Ium之下的平均直徑的較小的纖維可有助于表面擴(kuò)大和因此改善的過(guò)濾效率。鑒于穩(wěn)定性和過(guò)濾效率，為了獲得另外的改進(jìn)，合成材料的層厚可大約在最小平均直徑的的25倍與300倍之間，尤其在25 μ m與300 μ m之間。在另一有利的實(shí)施形式中，非合成材料的層厚大約在150 μ m與660 μ m之間。這樣的材料強(qiáng)度在制造中可良好地來(lái)操縱。此外，以該方式，過(guò)濾元件的壓力損失可被保持在對(duì)于過(guò)濾最佳的范圍中，因?yàn)閷?duì)于這些層厚，流動(dòng)面的最佳的份額可由非合成材料覆蓋。平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅和波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅有利地可沿著連續(xù)的或者間斷的連接線相互連接。優(yōu)選地，連接線在波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅的波峰上延伸。波峰焊接(Wellspitzverschweissung)的優(yōu)點(diǎn)是,通過(guò)焊接在縱向上在半成品中不丟失過(guò)濾面，因?yàn)椴ǚ宓膮^(qū)域(在其處平滑的和波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅相互連接)總歸僅以很少的量被流過(guò)。在借助于超聲波焊接的連接中，間斷的焊接尤其證實(shí)為有利的。焊接線中的間斷在此優(yōu)選地具有大約IOmm的相應(yīng)的長(zhǎng)度。焊接線的寬度優(yōu)選地為大約O. 5mm至1mm。在鄰近的波峰處的兩個(gè)鄰近的焊接線之間的間距優(yōu)選地為大約6. Imm至7_。連接線可以是直的或者彎曲的。在另一有利的實(shí)施形式中，由平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅和波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅限制的通道相應(yīng)地在端部處閉合、尤其以熱熔物密封或者借助于超聲波焊接來(lái)焊合(zuschweissen)。以該方式，待過(guò)濾的流體被強(qiáng)制流過(guò)通道壁。熱熔物是通常用于密封或膠粘的材料或粘合齊U，其在常溫下是固態(tài)的，然而在加熱時(shí)轉(zhuǎn)變成液態(tài)的熔融物。借助于超聲波焊接的封閉具有該優(yōu)點(diǎn)，即不需要附加的粘合劑。為了減小緊湊式過(guò)濾器的可燃性，有利地，過(guò)濾介質(zhì)幅中的至少一個(gè)可具有阻燃的特性。技術(shù)上的目的根據(jù)本發(fā)明在方法技術(shù)上由此來(lái)實(shí)現(xiàn)，即過(guò)濾介質(zhì)幅中的至少一個(gè)由由至少兩個(gè)成分構(gòu)成的復(fù)合物來(lái)構(gòu)建，其中成分中的至少一個(gè)是合成材料并且成分中的至少一個(gè)是非合成材料。與根據(jù)本發(fā)明的緊湊式過(guò)濾器相關(guān)聯(lián)地上面已列舉的優(yōu)點(diǎn)對(duì)于方法相應(yīng)地適用。在方法的一有利的設(shè)計(jì)方案中，為了制造復(fù)合物過(guò)濾介質(zhì)幅，合成材料、尤其熔噴物覆層可被施加到由植物性的材料、尤其纖維素構(gòu)成的載體上。此外，該目的根據(jù)本發(fā)明通過(guò)過(guò)濾器介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，在其中過(guò)濾介質(zhì)幅中的至少一個(gè)由由至少兩個(gè)成分構(gòu)成的復(fù)合物來(lái)構(gòu)建，其中成分中的至少一個(gè)是合成材料并且成分中的至少一個(gè)是非合成材料。根據(jù)本發(fā)明的緊湊式過(guò)濾器的上面所提及的優(yōu)點(diǎn)對(duì)于過(guò)濾介質(zhì)相應(yīng)地適用。有利地，復(fù)合物過(guò)濾介質(zhì)幅具有由植物性的材料、尤其纖維素構(gòu)成的載體，其帶有合成物覆層、尤其熔噴物覆層。


本發(fā)明的另外的優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)從接下來(lái)的說(shuō)明中得出，在其中根據(jù)附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明的實(shí)施例。專業(yè)人員適宜地還將單獨(dú)觀察在附圖、說(shuō)明書、和權(quán)利要求中結(jié)合地、公開(kāi)的特征并且概括成有意義的另外的組合。其中
圖I以透視圖示意性地顯示了帶有由幅狀的過(guò)濾介質(zhì)構(gòu)成的緊湊式過(guò)濾元件的緊湊式過(guò)濾器，在其中由帶有熔噴物覆層的纖維素載體構(gòu)成的平滑的和波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅相疊地放置并且相互連接；
圖2示意性地顯示了通過(guò)圖I中的幅狀過(guò)濾介質(zhì)的剖面； 圖3顯示了與在帶有無(wú)熔噴物覆層的纖維素載體的過(guò)濾介質(zhì)中的壓力變化相比在裝載以試驗(yàn)用灰塵ISO時(shí)在圖I中的過(guò)濾介質(zhì)中的壓力變化；
圖3a顯示了與在帶有無(wú)熔噴物覆層的纖維素載體的過(guò)濾元件中的壓力變化相比在裝載以炭黑時(shí)在圖I中的緊湊式過(guò)濾元件中的壓力變化；
圖4顯示了用于制造圖I和2中的幅狀過(guò)濾介質(zhì)的裝置；
在附圖中相同的構(gòu)件設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。
具體實(shí)施例方式圖I以示意性的透視圖顯示了緊湊式過(guò)濾器10，其構(gòu)造為用于機(jī)動(dòng)車的緊湊式空氣過(guò)濾器。緊湊式過(guò)濾器10包括帶有過(guò)濾體14的緊湊式過(guò)濾元件12和示意性表示的過(guò)濾器罩殼16。過(guò)濾器罩殼16可以以未詳細(xì)不出的方式分開(kāi)，以便在一定的維護(hù)間隔期中能夠更換緊湊式過(guò)濾元件12。過(guò)濾體14由幅狀的過(guò)濾介質(zhì)18形成。幅狀的過(guò)濾介質(zhì)18各由平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅20和波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅22構(gòu)成，其借助于在波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅22的波峰24處的超聲波焊接沿著連續(xù)的連接曲線相互連接。幅狀的過(guò)濾介質(zhì)18的結(jié)構(gòu)在圖2和4中顯示。過(guò)濾體14由這樣形成的半成品通過(guò)卷繞、堆疊或者折疊來(lái)形成，這樣使得平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅20和波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅22交替地相疊放置。交互地彼此鄰接的波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅22和平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅20由于其層順序而產(chǎn)生大量氣體通道26和26’，其平行于過(guò)濾體14的縱軸線28延伸。過(guò)濾體14幾乎完全由氣體通道26和26’穿過(guò)。然而，為了更好的清晰性在示意性的縱剖示圖中示出僅僅一些少量的氣體通道26和26’作為原理圖。鄰近的氣體通道26和26’交互地以熱熔物30和30’緊密地封閉。每個(gè)在進(jìn)口側(cè)的氣體通道26 (其在它的鄰接緊湊式過(guò)濾器10的凈化側(cè)32的端部處利用熱熔物30來(lái)封閉)鄰近于每個(gè)在出口側(cè)的氣體通道26’ (其在它的面對(duì)緊湊式過(guò)濾器10的未凈化側(cè)34的端部處利用熱熔物30’來(lái)封閉)。例如，出口側(cè)的氣體通道26’是幅狀的過(guò)濾介質(zhì)18的氣體通道。進(jìn)口側(cè)的氣體通道26是由兩個(gè)由幅狀的過(guò)濾介質(zhì)18構(gòu)成的鄰近的層相疊地產(chǎn)生的氣體通道。相反的情況也是可能的，在其中入口側(cè)的氣體通道是幅狀的過(guò)濾介質(zhì)的氣體通道。過(guò)濾器罩殼16具有流入開(kāi)口 36，含有灰塵的空氣通過(guò)其對(duì)應(yīng)箭頭38流動(dòng)至緊湊式過(guò)濾元件12的未凈化側(cè)34。在那里，含有灰塵的空氣進(jìn)入在入口側(cè)打開(kāi)的氣體通道26，如這通過(guò)箭頭40所表示的那樣。在入口側(cè)的該空氣流被出口側(cè)的熱熔物30攔截。入口側(cè)的氣體通道26和出口側(cè)的氣體通道26’通過(guò)由過(guò)濾介質(zhì)幅20或22構(gòu)成的過(guò)濾器壁41彼此分離。由于前面提及的攔截作用(Stauwirkung),入口側(cè)的空氣流對(duì)應(yīng)箭頭42穿過(guò)過(guò)濾器壁41并且進(jìn)入出口側(cè)的氣體通道26’中。在此，穿過(guò)的空氣由塵粒凈化并且作為凈化的空氣對(duì)應(yīng)箭頭44從出口側(cè)的氣體通道26’朝向凈化側(cè)32流出。入口側(cè)的熱熔物30阻止回流至未凈化側(cè)34。
過(guò)濾介質(zhì)幅20和22是復(fù)合物過(guò)濾介質(zhì)幅，其相應(yīng)由由帶有熔噴物覆層48的纖維素載體46構(gòu)成的復(fù)合物構(gòu)成。熔噴物覆層48借助于以粘合劑的層疊與纖維素載體46相連接。
熔噴物覆層48具有帶有在大約O. 5 μ m與20 μ m之間的平均纖維直徑的纖維直徑的單峰分布。熔噴物覆層48的層厚大約在平均纖維直徑的20倍與300倍之間。單位面積重量大于大約4g/m2。纖維素載體46的層厚大約在150 μ m與660 μ m之間。纖維素載體46以阻燃的方式來(lái)處理，使得過(guò)濾介質(zhì)幅20和22具有阻燃的特性。熔噴物覆層48作為高分離的深度過(guò)濾層作用于制成的緊湊式過(guò)濾元件12的流入側(cè)上。此外，在制造中借助于超聲波焊接，熔噴物覆層48作為用于將波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅22固定在平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅20處的粘合劑起作用。在緊湊式過(guò)濾元件12運(yùn)行時(shí)，為了凈化空氣，熔噴物覆層48與纖維素載體46共同作用。在圖3中示例性地對(duì)比顯示了在裝載以試驗(yàn)用灰塵ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)時(shí)帶有和沒(méi)有熔噴物覆層48的纖維素載體46的壓力變化。在坐標(biāo)系中，過(guò)濾介質(zhì)幅20和22的灰塵裝載在水平軸線的方向上并且在過(guò)濾介質(zhì)18的未凈化側(cè)與凈化側(cè)之間的壓力損失上升在豎直軸線的方向上相應(yīng)線性成比例地示出。在圖3中左邊的圖表50對(duì)應(yīng)于在使用帶有無(wú)熔噴物覆層的纖維素載體的過(guò)濾介質(zhì)幅時(shí)的壓力變化。在圖3中右邊的圖表52對(duì)應(yīng)于在使用帶有熔噴物覆層48的纖維素載體46時(shí)的壓力變化。在裝載以試驗(yàn)用灰塵ISO時(shí)，在帶有熔噴物覆層48的纖維素載體46中由于積塵(Staubeinlagerung)比在無(wú)熔噴物覆層48的纖維素載體46中更晚產(chǎn)生壓力上升。此外，在帶有熔噴物覆層48的纖維素載體46中的壓力上升比在無(wú)熔噴物覆層48的纖維素載體46中更小?！┰诒砻嫣幮纬捎袎m餅(Staubkuchen)且繼續(xù)的壓力上升主要由灰塵層在纖維素載體46的表面處的增長(zhǎng)引起，在無(wú)熔噴物覆層48的纖維素載體46中，壓力上升的過(guò)程又變得更平。在帶有熔噴物覆層48的纖維素載體46中，通過(guò)熔噴物覆層48抑制塵粒的大部分，使得塵粒在纖維素載體46中的沉積被相應(yīng)地減少。緊密的纖維素載體46的細(xì)孔的阻塞的風(fēng)險(xiǎn)以該方式被減小。這從開(kāi)始導(dǎo)致比在在無(wú)熔噴物覆層48的纖維素載體46中壓力上升的過(guò)程明顯更平。這總體上有利地作用于過(guò)濾。此外，通過(guò)熔噴物覆層48，對(duì)灰塵的分離度也提高，這同樣是有利的。在圖3a中示例性地對(duì)比顯示了在裝載以炭黑時(shí)帶有和沒(méi)有熔噴物覆層48的纖維素46載體的壓力變化。不同于在圖3中所顯示的情況，這里顯示了在緊湊式過(guò)濾元件12的未凈化側(cè)34與凈化側(cè)32之間的壓力損失上升。如在圖3中那樣，在坐標(biāo)系中壓力損失上升在豎直軸線的方向上成比例地示出。不同于圖3，在水平軸線的方向上線性成比例地示出炭黑使用壽命(Berufiungsstandzeit)。炭黑具有95nm的平均顆粒尺寸并且可與由柴油機(jī)產(chǎn)生的炭黑顆粒相比。在圖3a中左邊的圖表50a對(duì)應(yīng)于在使用帶有無(wú)熔噴物覆層的纖維素載體的過(guò)濾介質(zhì)幅時(shí)的壓力變化。右邊的圖表52a對(duì)應(yīng)于在使用帶有熔噴物覆層48的纖維素載體46時(shí)的壓力變化。此外，上面結(jié)合圖3所做出的對(duì)壓力變化的闡述這里相應(yīng)地適用。在圖4中示出用于制造幅狀的過(guò)濾介質(zhì)18的裝置54。平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅20和波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅22 (其首先同樣是平滑的)相應(yīng)優(yōu)選地以連續(xù)幅(Endlosbahn)的形式被提供。波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅22的波紋在成對(duì)的槽紋輥(RifTelwalze) 56和58 (其反向旋轉(zhuǎn))的沖壓區(qū)域中實(shí)現(xiàn)。在圖4中下部的導(dǎo)向槽紋輥58在沖壓之后直至大約超過(guò)其一半周長(zhǎng)攜帶波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅22。在此，熔噴物覆層48位于波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅22的背向?qū)虿奂y輥58的側(cè)面上。槽紋輥56和58類似于齒輪的形式，僅僅寬得相當(dāng)多。槽紋輥56和58設(shè)有用于產(chǎn)生波紋的彼此交織的曲線。在槽紋輥上的曲線確定波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅22的波形和波紋高度。在沖壓區(qū)域后面的導(dǎo)向槽紋輥58的旋轉(zhuǎn)方向(箭頭66)上存在超聲波焊接單元60。超聲波焊接單元60具有超聲焊極(Ultraschallsonotrode) 62,其作用在導(dǎo)向槽紋棍58的在導(dǎo)向槽紋輥58旋轉(zhuǎn)時(shí)相應(yīng)面向其的曲線頭部(Kurvenkopf) 63處。平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅20經(jīng)由導(dǎo)向槽紋輥58的換向輥64來(lái)輸送并且在導(dǎo)向槽紋輥58的旋轉(zhuǎn)方向66上在超聲焊極62之前被放置到波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅22上。在此，平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅20的熔噴物覆層48面向波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅22。相疊放置的過(guò)濾介質(zhì)幅20和22利用導(dǎo)向槽紋輥58來(lái)攜帶。波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅22的相應(yīng)位于面向超聲焊極62的曲線頭部63上的波峰24借助于超聲焊極62被與平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅20相焊接。對(duì)此，超聲焊極62以超聲波頻率敲擊到曲線頭部63上。通過(guò)在此產(chǎn)生的高溫，過(guò)濾介質(zhì)幅20和22的位于超聲焊極62與曲線頭部63之間的區(qū)域局部地加熱，使得熔噴物覆層48熔化。熔噴物覆層48擠入彼此中并且擠入兩個(gè)纖維素載體46的模子中。通過(guò)接下來(lái)的凝固，熔噴物覆層48將過(guò)濾介質(zhì)幅20和22相互固定地連接。超聲焊極62這樣設(shè)計(jì)，使得其沿著連續(xù)的連接線在導(dǎo)向槽紋輥58的曲線頭部63上焊接過(guò)濾介質(zhì)幅20和22。連接線在該實(shí)施例中平行于導(dǎo)向槽紋輥58的旋轉(zhuǎn)方向延伸。在超聲焊極62后面的導(dǎo)向槽紋輥58的旋轉(zhuǎn)方向66上，幅狀的過(guò)濾介質(zhì)18經(jīng)由轉(zhuǎn)向輥68被輸送給另外的、未示出的加工裝置。利用該加工裝置，幅狀的過(guò)濾介質(zhì)18的氣體通道26在一側(cè)利用熱熔物30來(lái)緊密地封閉。氣體通道26’利用熱熔物30’在另一側(cè)上的封閉以后在構(gòu)造過(guò)濾體14時(shí)發(fā)生。接下來(lái)總體說(shuō)明緊湊式過(guò)濾起10的制造
纖維素載體幅46被裝備有阻燃的特性。纖維素載體幅46設(shè)有熔噴物覆層48。接下來(lái)以上面所說(shuō)明的方式利用裝置54從由此制成的過(guò)濾介質(zhì)幅20和22中制造幅狀的過(guò)濾介質(zhì)18。從幅狀的過(guò)濾介質(zhì)18中構(gòu)造、優(yōu)選地卷繞或涂覆緊湊式過(guò)濾元件12的過(guò)濾體14。在此，氣體通道26’也在一側(cè)利用熱熔物30’來(lái)封閉。附加地，橫向于氣體通道26和26’延伸的、平的熱熔物-附著痕跡可被使用，其附加地將過(guò)濾體14保持在一起。在緊湊式過(guò) 濾元件12的設(shè)計(jì)方案中，優(yōu)選地可使用交聯(lián)的、尤其化學(xué)上再交聯(lián)的熱熔物(反應(yīng)性的粘合劑)尤其作為熱熔物30’。交聯(lián)的熱熔物具有該優(yōu)點(diǎn)，即其在結(jié)束交聯(lián)(反應(yīng))之后在高溫下不再變軟。反應(yīng)性的粘合劑的使用結(jié)合超聲波焊接有利地導(dǎo)致過(guò)濾體14，其在更高的溫度下也是穩(wěn)定的。因此在更高的溫度、尤其高于80°C的溫度下，也可不產(chǎn)生熱熔物(粘合劑)的急劇變軟，這可引起過(guò)濾體14的套疊且可導(dǎo)致失效。緊湊式過(guò)濾元件12設(shè)有密封部。對(duì)此，緊湊式過(guò)濾元件12被以聚氨酯(TOR)擠壓包封(umspritzen)。備選地,緊湊式過(guò)濾元件12可在架(Kaefig)中利用密封部來(lái)布置。緊湊式過(guò)濾元件12被插入過(guò)濾器罩殼16中。在緊湊式過(guò)濾器10和生產(chǎn)這樣的過(guò)濾器的方法的上面所說(shuō)明的實(shí)施例中，另外，以下改變是可能的
本發(fā)明不限于應(yīng)用在用于空氣過(guò)濾的緊湊式過(guò)濾器10中。而其也可被應(yīng)用在其它類型的氣態(tài)的或液態(tài)的流體(例如水、油和燃料)的過(guò)濾中。本發(fā)明可被應(yīng)用在載重汽車或客車或其它的機(jī)動(dòng)車中。應(yīng)用在其它工業(yè)領(lǐng)域中(例如在工業(yè)用發(fā)動(dòng)機(jī)中)也是可能的。代替兩個(gè)過(guò)濾介質(zhì)幅20、22，僅僅平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅20或者波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅22也可由由合成材料和非合成材料構(gòu)成的復(fù)合物構(gòu)成。過(guò)濾介質(zhì)幅20、22也可具有由多于兩個(gè)成分構(gòu)成的復(fù)合物。代替纖維素，也可使用其它類型的非合成材料，例如植物性的材料。代替熔噴物覆層48，也可使用其它類型的合成物覆層，例如納米纖維覆層。代替借助于層疊，熔噴物覆層48與纖維素載體46的復(fù)合也可以其它類型的方式、例如借助于成分的砑光、優(yōu)選地?zé)犴脊饣蛘叱暡ê附觼?lái)實(shí)現(xiàn)。成分的超聲波焊接優(yōu)選地可以以多于面復(fù)合物的5%的焊接-點(diǎn)密度實(shí)現(xiàn)。代替纖維直徑的單峰分布，熔噴物覆層48也可具有帶有至少兩個(gè)不同的平均纖維直徑(例如大約3 μ m至20 μ m和大約I μ m之下)的纖維直徑的雙峰分布。在該情況中，合成材料的層厚大約在最小平均纖維直徑的25倍與300倍之間，例如在25 μ m與300 μ m之間。不僅在單峰的而且在雙峰的分布中，也可應(yīng)用更大的或者更小的纖維直徑。熔噴物覆層48的單位面積重量在纖維直徑的單峰的分布中優(yōu)選地也可小于大約4g/m2。代替沿著連續(xù)的連接線，平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅20和波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅22也可沿著間斷的連接線相互連接。例如，優(yōu)選地在波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅22的波峰24處每IOmm可實(shí)現(xiàn)3mm寬的焊接線。對(duì)此可應(yīng)用特別設(shè)計(jì)的超聲焊級(jí)。代替借助于熱熔物30、30’，氣體通道26、26’也可以其它類型的方式來(lái)封閉。例如，氣體通道26、26’也可借助于超聲波焊接來(lái)焊合。由此不需要單獨(dú)的粘合劑，因?yàn)榭蓱?yīng)用總歸存在的熔噴物覆層48。代替兩個(gè)過(guò)濾介質(zhì)幅20、22，也可僅僅一個(gè)或者沒(méi)有過(guò)濾介質(zhì)幅具有阻燃的特性。代替直地，槽紋輥56和58也可斜地嚙合。在該情況中，連接線可相應(yīng)地傾斜于導(dǎo)向槽紋棍的旋轉(zhuǎn)軸線延伸。
權(quán)利要求
1.一種帶有在過(guò)濾器罩殼(16)中可更換地使用的緊湊式過(guò)濾元件(12)的緊湊式過(guò)濾器、尤其用于機(jī)動(dòng)車的緊湊式空氣過(guò)濾器(10)，其中所述緊湊式過(guò)濾元件(12)包括由幅狀的過(guò)濾介質(zhì)(18)構(gòu)成的過(guò)濾體(14)，在其中至少一個(gè)平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅(20)和波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅(22)相疊地放置并且至少局部地借助于超聲波焊接相互連接，其特征在于，所述過(guò)濾介質(zhì)幅(20，22)中的至少一個(gè)由由至少兩個(gè)成分構(gòu)成的復(fù)合物構(gòu)成，其中所述成分中的至少一個(gè)是合成材料(48)并且所述成分中的至少一個(gè)是非合成材料(46)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的緊湊式過(guò)濾器，其特征在于，所述復(fù)合物過(guò)濾介質(zhì)幅(20，22)具有由植物性的材料、尤其纖維素構(gòu)成的載體(46)，其帶有合成物覆層、尤其熔噴物覆層(48)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的緊湊式過(guò)濾器，其特征在于，所述復(fù)合物過(guò)濾介質(zhì)幅(20，22)借助于以粘合劑層疊或者借助于所述成分的砑光或超聲波焊接來(lái)實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的緊湊式過(guò)濾器，其特征在于，所述合成材料(48)的纖維的平均直徑在O. 5 μ m與20 μ m之間。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的緊湊式過(guò)濾器，其特征在于，所述合成材料(48)具有纖維直徑的單峰分布并且所述合成材料(48)的層厚大約在平均纖維直徑的50倍與300倍之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4所述的緊湊式過(guò)濾器，其特征在于，所述合成材料具有帶有兩個(gè)不同的平均纖維直徑、尤其3 μ m至20 μ m和在I μ m之下的纖維直徑的雙峰分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的緊湊式過(guò)濾器，其特征在于，所述合成材料的層厚大約在最小平均直徑的的25倍與300倍之間，尤其在25μπι與300μπι之間。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的緊湊式過(guò)濾器，其特征在于，所述非合成材料(46)的層厚大約在150μπι與660μπι之間。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的緊湊式過(guò)濾器，其特征在于，所述平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅(20)和所述波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅(22)沿著連續(xù)的或間斷的連接線相互連接。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的緊湊式過(guò)濾器，其特征在于，由所述平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅(20)和所述波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅(22)所限制的通道(26，26’)相應(yīng)地在端部處封閉、尤其以熱熔物(30，30’)密封或者借助于超聲波焊接來(lái)焊合。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的緊湊式過(guò)濾器，其特征在于，所述過(guò)濾介質(zhì)幅(20，22)中的至少一個(gè)具有阻燃特性。
12.一種用于制造帶有在過(guò)濾器罩殼(16)中可更換地使用的緊湊式過(guò)濾元件(12)的緊湊式過(guò)濾器(10)、尤其用于機(jī)動(dòng)車的緊湊式空氣過(guò)濾器的方法，在其中緊湊式過(guò)濾元件(12)的過(guò)濾體(14)由幅狀的過(guò)濾介質(zhì)(18)來(lái)構(gòu)造，其中至少一個(gè)平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅(20)和波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅(22)相疊地放置并且至少局部地借助于超聲波焊接相互連接，其特征在于，所述過(guò)濾介質(zhì)幅(20，22)中的至少一個(gè)由由至少兩個(gè)成分構(gòu)成的復(fù)合物構(gòu)成，其中所述成分中的至少一個(gè)是合成材料(48)并且所述成分中的至少一個(gè)是非合成材料(46)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，為了制造所述復(fù)合物過(guò)濾介質(zhì)幅(20，22)，合成物覆層、尤其熔噴物覆層(48)被施加到由植物性的材料、尤其纖維素(46)構(gòu)成的載體上。
14.在緊湊式過(guò)濾器(10)、尤其用于機(jī)動(dòng)車的緊湊式空氣過(guò)濾器的過(guò)濾器罩殼(16)中優(yōu)選地可更換地使用的緊湊式過(guò)濾元件(12)的過(guò)濾體(14)的一種過(guò)濾介質(zhì)、尤其幅狀的過(guò)濾介質(zhì)(18)，在其中至少一個(gè)平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅(20)和波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅(22)相疊地放置并且至少局部地借助于超聲波焊接相互連接，其特征在于，所述過(guò)濾介質(zhì)幅(20，22)中的至少一個(gè)由由至少兩個(gè)成分構(gòu)成的復(fù)合物構(gòu)成，其中所述成分中的至少一個(gè)是合成材料(48)并且所述成分中的至少一個(gè)是非合成材料(46)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的過(guò)濾介質(zhì)，其特征在于，所述復(fù)合物過(guò)濾介質(zhì)幅(20，22)具有由植物性材料、尤其纖維素(46)構(gòu)成的載體，其帶有合成物覆層、尤其熔噴物覆層(48)。
全文摘要
說(shuō)明一種帶有在過(guò)濾器罩殼中可更換地使用的緊湊式過(guò)濾元件的緊湊式過(guò)濾器、尤其用于機(jī)動(dòng)車的緊湊式空氣過(guò)濾器和一種用于制造緊湊式過(guò)濾器的方法。緊湊式過(guò)濾元件包括由幅狀的過(guò)濾介質(zhì)(18)構(gòu)成的過(guò)濾體。在幅狀的過(guò)濾介質(zhì)(18)中，至少一個(gè)平滑的過(guò)濾介質(zhì)幅(20)和波狀的過(guò)濾介質(zhì)幅(22)相疊地放置并且至少局部地借助于超聲波焊接相互連接。過(guò)濾介質(zhì)幅(20,22)中的至少一個(gè)由由至少兩個(gè)成分構(gòu)成的復(fù)合物構(gòu)成。成分中的至少一個(gè)是合成材料(48)并且成分中的至少一個(gè)是非合成材料(46)。
文檔編號(hào)B01D46/52GK102639208SQ201080056845
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者A.莫倫諾里納雷斯, J.羅爾邁爾, J.艾森格雷貝-帕布斯特, J-P.克里格, K.格沃爾夫, M.海姆, S.埃普利, T.西貝爾, T.馬杰 申請(qǐng)人:曼·胡默爾有限公司