WO2010070055A1

WO2010070055A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines schlauchförmigen elements

Info

Publication number: WO2010070055A1
Application number: PCT/EP2009/067428
Authority: WO
Inventors: Michael Maier; Michael Ruhland
Original assignee: Mann+Hummel Gmbh
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2010-06-24
Also published as: DE102008063937A1; DE112009003735A5

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines schlauchförmigen Elements (1), insbesondere ein Filterelement für ein Kraftfahrzeug, umfasst die Schritte: Ausbilden eines schlauchförmigen Basiselements (1A) aus Filtermaterial; Falten des Filtermaterials an mindestens zwei ersten Abschnitten (4A) einer gemeinsamen ersten Umfangslinie (4) in Richtung zu einer Mittelachse (M) des Basiselements (1A) durch mindestens zwei, vorzugsweise einander gegenüberliegende, erste Faltmesser (6A, 6B) zum Erzeugen von ersten Umfangsfaltungen (4A);Falten des Filtermaterials an mindestens zwei zweiten Abschnitten (5A) einer gemeinsamen zweiten Umfangslinie (5), welche in einem vorgegebenen Abstand (D) parallel zu der ersten Umfangslinie (4) verläuft, in Richtung zu der Mittelachse (M) durch mindestens zwei, vorzugsweise einander gegenüberliegende, zweite Faltmesser (7A, 7B) zum Erzeugen von zweiten Umfangsfaltungen (5A), wobei die zweiten Abschnitte (5A) gegenüber den ersten Abschnitten (4A) auf der jeweiligen Umfangslinie (4, 5) verschoben (a) sind; und Halten und Zueinanderführen der Umfangsfaltungen (4, 5) entlang der Mittelachse (M) durch die ersten und zweiten Faltmesser (6A, 6B, 7A, 7B) zum Ausbilden von Stauchfaltungen (9) zwischen den ersten und zweiten Umfangsfaltungen (4, 5).

Description

Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines schlauchförmigen Elements

Technisches Gebiet

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein schlauchförmiges

Element, insbesondere für ein Filterelement für Kraftfahrzeuge, z. B. als Innenraumfilter oder Ansaugluftfilter. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines entsprechenden Filterelements.

[0002] Filterelemente dienen der Filterung von Fluidströmungen oder gasförmigen Medien, beispielsweise zur Filterung einer Luftströmung, die dem Fahrzeuginnenraum oder die dem Motor eines Kraftfahrzeugs zugeführt wird. Die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik werden nachfolgend im Wesentlichen für ein Filterelement zur Filterung von Luft für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Solche Filter werden nachfolgend auch kurz als KFZ-Innenraumluftfilter oder auch Innenraumfilter bzw. Kabinenluftfilter bezeichnet.

[0003] Die zunehmende Luftverunreinigung, insbesondere in Großstädten, in Verbindung mit dem Einsatz von Klimaanlagen im Fahrzeug erfordert, dass die von außen in den Innenraum eines Kraftfahrzeuges geleitete und aufbereitete Luft mittels geeigneter Filter gereinigt wird. Hierfür kommen beispielsweise Partikelfilter, Geruchsfilter oder Kombinationen derselben miteinander in Betracht, die in der Luft enthaltene Schwebstoffe, Partikel und Gerüche aus der angesaugten Rohluft möglichst gut herausfiltern bzw. absorbieren sollen.

[0004] Wünschenswert ist dabei auch eine aufwandsgünstige Herstellung entsprechender Filter.

Stand der Technik

[0005] Üblicherweise werden Filter verwendet, die ein zwischen zwei Seitenbändern fixiertes

Faltenpack aufweisen. Entsprechende Filter haben dabei in der Regel eine feste quaderförmige Geometrie. Bei der Herstellung wird zunächst das Faltenpack gefaltet und anschließend die Seitenbänder zur Faltenfixierung aufgeklebt. [0006] Häufig sind jedoch auch unregelmäßigere Formen für, zum Beispiel, Luftfilter gewünscht, um im Motor- oder Fahrzeuginnenraum den vorhandenen Platz möglichst effizient zu nutzen. Es sind daher flexible, schlauchförmige Filterelemente entwickelt worden, wie sie beispielsweise in der DE 10 2006 047 030 A1 beschrieben sind. Solche Filterelemente können komplexe Faltenverläufe aufweisen, die es erlauben, einen Filtermaterialbogen zu einem schlauchförmigen Filterelement zu falten. Auf Grund der komplexen Faltenanordnung und Faltenorientierungen untereinander, sind für quaderförmige Geometrien eingerichtete Herstellungsmaschinen und die entsprechenden Verfahren nicht mehr verwendbar.

[0007] Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines schlauförmigen Filterelements anzugeben.

Offenbarung der Erfindung

[0008] Diese Aufgabe wird durch ein Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. [0009] Ein Verfahren zum Herstellen eines schlauchförmigen Elementes, welches insbesondere ein Filterelement für ein Kraftfahrzeug sein kann, umfasst dabei die Schritte: Ausbilden eines schlauchförmigen Basiselements aus Filtermaterial. Falten des Filtermaterials an mindestens zwei ersten Abschnitten einer gemeinsamen ersten Umfangslinie in Richtung zu einer Mittelachse des Basiselements durch mindestens zwei, vorzugsweise einander gegenüberliegende, erste Faltmesser zum Erzeugen von ersten Umfangsfaltungen. Falten des Filtermaterials an mindestens zwei zweiten Abschnitten einer gemeinsamen zweiten Umfangslinie, welche in einem vorgegebenen Abstand parallel zu der ersten Umfangslinie verläuft, in Richtung zu der Mittelachse durch mindestens zwei, vorzugsweise einander gegenüberliegende, zweite Faltmesser zum Erzeugen von zweiten Umfangsfaltungen. Die zweiten Abschnitte sind dabei gegenüber den ersten Abschnitten auf der jeweiligen Umfangslinie verschoben. Ferner erfolgen ein Halten und Zueinanderführen der Umfangsfaltungen entlang der Mittelachse durch die ersten und zweiten Faltmesser zum Ausbilden von Stauchfaltungen zwischen den ersten und zweiten Umfangsfaltungen.

[0010] Bei dem Verfahren wird ein schlauchförmiges Basiselement, welches beispielsweise durch einen bereitgestellten Filtermaterialbogen, dessen zwei gegenüberliegende Ränder miteinander verbunden werden, verarbeitet. Das Basiselement entspricht dabei im Wesentlichen einem Schlauch aus Filtermaterial, in das noch keine Faltungen eingeprägt wurden. Es ist auch möglich, den Filtermaterialbogen durch Einprägen von vorgegebenen Faltenverläufen und/oder Faltenorientierungen für die Umfangs- oder Stauchfaltungen vorzu behandeln.

[0011] Bei dem Verfahren ergibt sich somit eine Vielzahl von Umfangsfaltungen, die an parallelen Umfangslinien vorgenommen werden. Die Umfangsfaltlinien können, müssen aber nicht, in regelmäßigen Abständen entlang der Mittelachse des Basis- oder auch fertigen Filterelements auf der Oberfläche des schlauchförmigen Basiselementes vorgenommen werden.

[0012] Eine zur Durchführung des Herstellungsverfahrens geeignete Vorrichtung umfasst zur Herstellung eines schlauchförmigen Filterelementes eine Führungseinrichtung für ein schlauchförmiges Basiselement, welches eine Mittelachse aufweist, wobei die Führungseinrichtung entlang einer Längsachse der Vorrichtung vorgesehen ist. Die Vorrichtung hat einen ersten Faltmessersatz mit mindestens zwei Faltmessern zum Falten des Basiselementes, welche senkrecht auf der Längsachse auf einem gemeinsamen Querschnitt, vorzugsweise radial, beweglich sind. Es ist ein zweiter Faltmessersatz mit mindestens zwei Faltmessern zum Falten des Basiselementes vorgesehen, welche senkrecht zu der Längsachse auf einem gemeinsamen Querschnitt, vorzugsweise radial, beweglich sind. Der erste und der zweite Faltmessersatz sind dabei gegeneinander um einen vorgegebenen Satzwinkel um die Längsachse verschoben. [0013] Mittels der Vorrichtung ist es möglich, durch den vorgegebenen Satzwinkel die oben beschriebenen, verschobenen Umfangsfaltungen mittels der Faltmesser der beiden Faltmessersätze zu erzeugen.

[0014] Als Führungseinrichtung ist beispielsweise eine Stange denkbar, auf die das

Basiselement aufsteckbar ist. Es kann aber auch ein rohrförmiger Abschnitt vorgesehen werden, in den das Basiselement einführbar ist. Ein entsprechender rohrförmiger Abschnitt muss nicht einstückig ausgebildet werden, sondern kann auch mehrere Rohrsegmente umfassen, die dann teilweise einen Rohrmantel bilden.

[0015] Mittels einer Halteeinrichtung, die entlang der Längsachse der Vorrichtung vorgesehen ist, können Faltungen des gefalteten Basiselementes nach Durchlaufen des ersten und zweiten Faltmessersatzes entlang der Längsachse zumindest vorübergehend fixiert werden. D.h., die Umfangsfaltungen werden, vorzugsweise von der Innenseite des schlauchförmigen Elementes her, fixiert.

[0016] Die Faltmesser eines jeweiligen Faltmessersatzes werden in der Regel gleichzeitig radial bewegt, so dass die Umfangsfaltungen auf einer jeweiligen Umfangslinie gleichzeitig erzeugt werden. Durch das Falten der Umfangsfaltungen mittels der Faltmesser, können zwischen den ersten und zweiten Abschnitten auf einer jeweiligen Umfangslinie weitere Abschnitte mit weiteren Umfangsfaltungen entstehen. Auf einer Umfangslinie weisen die weiteren Umfangsfaltungen gegenüber den (ersten) Umfangsfaltungen entgegengesetzte Faltorientierungen auf.

[0017] Wird das Verfahren zum Herstellen eines einfachen schlauchförmigen Elementes eingesetzt, ergeben sich zum Beispiel auf einer jeweiligen Umfangslinie zwei Umfangsfaltungen einer ersten Orientierung und zwei weitere Umfangsfaltungen einer der ersten Orientierung entgegengesetzten Orientierung. Eine jeweilige Umfangslinie des schlauchförmigen Basiselementes hat üblicherweise eine gerade Anzahl von Faltabschnitten, wobei jeweils benachbarte oder einander anschließende Faltabschnitte entlang der Umfangslinie entgegengesetzte Faltorientierungen aufweisen. [0018] Bei einem optionalen vorbereitenden Herstellungsschritt werden Umfangsprägungen auf einen bereitgestellten Filtermaterialbogen aufgebracht.

[0019] Darüber hinaus ist es möglich, diagonale Stauchprägungen vorzusehen, wobei mehrere parallele, entlang einem jeweiligen Umfangsbasiselement umlaufende Umfangsprägungen auf dem Materialbogen entstehen und die Umfangsprägungen durch diagonale Stauchprägungen verbunden sind. Nach dem Falten mittels der Faltmesser, die im Wesentlichen lediglich radial das Filtermaterial in Richtung zur Mittelachse eindrücken, entstehen entlang einer jeweiligen Umfangslinie Ecken des Elementes, an denen jeweils zwei Umfangsfaltungen entgegengesetzter Orientierung und zwei Stauchfaltungen derselben Orientierung zusammenlaufen. Die Stauchfaltungen ermöglichen ein Zusammendrücken entlang der Mittelachse.

[0020] Nach dem Falten des Filtermaterials an der ersten und zweiten Umfangslinie erfolgt vorzugsweise ein Falten des Filtermaterials an mindestens zwei dritten Abschnitten einer gemeinsamen dritten Umfangslinie, welche auch in einem vorgegebenen Abstand parallel zu der zweiten Umfangslinie verläuft. Die Faltung erfolgt in Richtung zu der Mittelachse, durch die mindestens zwei ersten Faltmesser zum Erzeugen von dritten Umfangsfaltungen. Die dritten Abschnitte sind gegenüber den zweiten Abschnitten auf der jeweiligen Umfangslinie verschoben. Die Verschiebung oder Drehung der dritten Abschnitte gegenüber den zweiten Abschnitten kann zum Beispiel über den Satzwinkel einer entsprechenden Herstellungsvorrichtung eingestellt werden. Dabei ist der Satzwinkel ein Maß für die Drehung von ersten und zweiten Faltmessersätzen gegeneinander.

[0021] Obwohl dritte und auch weitere Umfangsfaltungen vorgenommen werden können, erfordert das Verfahren lediglich erste und zweite Faltmesser. Denn die ersten Faltmesser können an den zweiten Faltmessern außerhalb des Basiselementes entlang der Mittelachse vorbei geführt werden. [0022] Durch das Zueinanderführen der Faltmesser, also einer Verringerung des Abstandes entlang der Längs- oder Mittelachse zwischen den Faltmessern unterschiedlicher Sätze, entstehen zum Beispiel auch die Stauchfaltungen, welche anschließend durch eine geeignete Halteeinrichtung, beispielsweise einen Schaumstoffblock, der die nach innen gerichteten Umfangsfaltungen hält, fixiert werden.

[0023] Entsprechende Faltmesser werden somit abwechselnd als Faltmittel und als Haltemittel eingesetzt. Durch die Bewegung der Faltmesser entlang der Längsachse einer entsprechenden Vorrichtung bzw. der Mittelachse des auf der Längsachse vorliegenden Filterelementes oder Basiselementes, wird das schlauchförmige Basiselement von außen mit Faltungen versehen und gleichzeitig entlang der Längsachse der Vorrichtung gefördert.

[0024] In einigen Ausführungsformen der Herstellungsvorrichtung ist daher mindestens einer der Faltermessersätze entlang der Längsachse verschiebbar angeordnet. Die Faltmesser eines Faltmessersatzes können gegeneinander um einen vorgegebenen Messerwinkel um die Längsachse verschoben werden. Die Anzahl der Faltmesser pro Faltmessersatz sollte mindestens zwei betragen.

[0025] Die Vorrichtung kann außerdem Aktoren zum Bewegen der Faltmesser radial bezüglich der Längsachse umfassen. Dabei ist es möglich, die Aktoren derart zu steuern, dass die Faltmesser eines jeweiligen Faltmessersatzes gleichzeitig radial bewegt werden.

[0026] In einer Ausführungsform weist die Herstellungsvorrichtung für ein schlauchförmiges

Filterelement ferner eine Steuereinrichtung auf, welche die Bewegungen der Faltmesser derart steuert, dass ein Herstellungsverfahren wie vorbeschrieben, durchgeführt wird.

[0027] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0028] Die Erfindung wird nachfolgend ferner anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter

Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert. Es zeigt dabei: [0029] Fig. 1 :eine perspektivische Ansicht eines schlauchförmigen Filterelements; [0030] Fig. 2:eine Ausführungsform eines Filtermaterialbogens mit möglichen Faltungslinien; [0031] Fig. 3, 4: perspektivische Ansichten von Faltvorgängen mit Faltmessern während der Herstellung eines schlauchförmigen Filterelements; [0032] Fig. 5, 6: Längs- und Querschnittsansichten von FaIt- und Haltevorgängen während der Herstellung eines schlauchförmigen Filterelements; [0033] Fig. 7 - 9: Längsschnittsansichten von FaIt- und Haltevorgängen während der

Herstellung eines schlauchförmigen Filterelements; [0034] Fig. 10: eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer

Herstellungsvorrichtung für schlauchförmigen Filterelemente; [0035] Fig. 11 : eine Längsschnittansicht der Ausführungsform einer

Herstellungsvorrichtung für schlauchförmigen Filterelemente; und [0036] Fig. 12: eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer

Herstellungsvorrichtung für schlauchförmige Filterelemente. [0037] In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts Anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen worden.

Ausführungsform(en) der Erfindung

[0038] Die Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines schlauchförmigen Filterelementes.

Das Filterelement 1 ist aus einem Filtermaterial, beispielsweise einem verfilzten Fließmaterial gefertigt. Ein zu filterndes Fluid tritt beispielsweise in den Innenraum des schlauchförmigen Filterelementes 1 ein, durchläuft das Filterfließmaterial und tritt als gereinigtes Fluid nach außen aus. Das in der Figur 1 beispielhaft dargestellte Filterelement 1 hat eine Mittelachse M, um die herum ein Schlauch aus einem Filtermaterialbogen ausgebildet ist, der auf Grund der vorgesehenen Faltungen gestaucht und flexibel verdreht werden kann. Das Filterelement 1 in der Figur 1 hat einen im Wesentlichen achteckigen Querschnitt, mit Faltungen, die jeweils entlang einem Umfang vorgesehen sind

[0039] Die entsprechenden Umfangsfaltungen 4A, o \ haben einerseits eine Faltonentierung zur Mittelachse M hin und andererseits Umfangsfaltungen 4B ^ι\ die eine Orientierung nach außen haben Das Filterelement 1 hat eine Vielzahl entsprechender Umfangsfaltungen, wovon nur die zwei benachbarte 4A, 4B, 5A, 5B mit Bezugszeichen versehen sind Ferner verbinden Stauchfaltungen 9 die Umfangsfaltungen 4A, 4B, 5A, 5B unterschiedlicher Umfangshnien miteinander An den Ecken 21 fuhren jeweils zwei Umfangsfaltungen 4A, 4B, 5A, 5B unterschiedlicher Orientierung und zwei Stauchfaltungen zueinander 9

[0040] Die Figur 2 zeigt einen Filtermateπalbogen 2, der durch geeignete Faltungen bzw

Faltverfahren zu dem in der Figur 1 dargestellten Filterelement 1 gefertigt werden kann In der Darstellung der Figur 2 ist ein Filtermateπalbogen 2 mit einem unteren Randabschnitt 3A und einem oberen Randabschnitt 3B dargestellt Bei der Herstellung eines Filterelementes gemäß der Figur 1 wird zunächst ein schlauchförmiges Basiselement ausgebildet, indem die beiden Randabschnitte 3A, 3B miteinander verbunden, wie zum Beispiel verklebt werden

[0041] Die oeo \. v ^N und durchgezogen dargestellten Linien in der Figur 2 auf dem

Filtermateπalbogen 2 entsprechen den spateren Faltungen im ausgeführten Filterelement 1 Durchgezogene Linien bedeuten in der Figur 2 eine Faltung nach außen hinsichtlich dem schlauchförmigen oder rohrformigen Innenraum des dann vorliegenden Basiselementes, und gepunktete Linien entsprechen einer nach innen, also in Richtung der Mittelachse vorgenommenen Faltung

[0042] Um einen Filtermateπalbogen für die weitere Verarbeitung gunstig vorzubereiten, können die vorzunehmenden Faltungen durch Pragehnien in den Filtermateπalbogen 2 entlang der in der Figur 2 dargestellten Linien bzw gepunkteten Linien vorgenommen werden Im Folgenden wird bei der Beschreibung der weiteren Verfahrensschritte davon ausgegangen, dass eine zuvor vorgenommene Prägung des Filtermaterials in eine entsprechende Faltung übergeht. Daher werden die Begriffe Umfangsfaltung und Umfangslinie auch zum Teil synonym verwendet.

[0043] In der Figur 2 ^ »K* zum Beispiel eine erste Umfangslinie 4 und eine zweite Umfangslinie 5 angedeutet. Die beiden Umfangslinien liegen in einem Abstand D voneinander parallel vor. Entlang der ersten Umfangslinie 4 sind erste Abschnitte 4A vorgesehen und weitere Abschnitte 4B. Jeweils benachbarte Abschnitte 4A, 4B haben unterschiedliche Faltungsorientierungen. Ebenso weist die benachbarte Umfangslinie 5 Abschnitte 5A, 5B auf, entlang derer gemäß der angedeuteten durchgezogenen oder gepunkteten Linien eine Faltung erfolgen soll.

[0044] Um im späteren Faltungsschritt mittels geeigneter Faltmesser die Faltung zu vereinfachen, kann vorbereitend eine entsprechende Prägung auf das Filtermaterial bzw. den Filtermaterialbogen 2 vorgenommen werden. Ferner sind Stauchfaltungen 9 vorgesehen, die ebenfalls entsprechend eingeprägt werden können. Prinzipiell kann die spätere Faltung auch ohne eine vorherige Prägung des Materials erfolgen.

[0045] Obwohl in den Figuren 1 und 2 und bei der folgenden Beschreibung der

Verfahrensschritte die Herstellung eines Ausführungsbeispiels eines Filterelementes 1 gemäß der Figur 1 erläutert wird, können auch weitere Geometrien durch das Herstellungsverfahren erzielt werden. Insbesondere die Anzahl der Faltabschnitte unterschiedlicher Orientierung 4A, 4B, 5A, 5B entlang einer Umfangslinie 4, 5 kann variieren. In der DE 10 2006 047 030 A1 und den dortigen Figuren 3, 5, 7 und 9, sind alternative Filterelemente mit abweichenden Querschnittsflächen dargestellt, welche mit dem hier beschriebenen Verfahren hergestellt werden können. Das im Folgenden beschriebene Herstellungsverfahren eignet sich daher ebenso zur Realisierung entsprechender, der Figur 1 abweichender, Geometrien.

[0046] Zur Herstellung des Filterelementes 1 wird zunächst ein Basiselement als schlauchförmiges Element bereitgestellt. Dies kann zum Beispiel durch ein Verbinden der beiden Randabschnitte 3A, 3B des in der Figur 2 dargestellten Filtermaterialbogens 2 erzielt werden. Anschließend erfolgt eine Faltung entlang einer jeweiligen Umfangslinie 4, 5 durch geeignete Faltmesser.

[0047] In den Figuren 3 und 4 sind entsprechende perspektivische Darstellungen angegeben. Die Figur 3 zeigt in generalisierter Form das Basiselement 1 A, welches eine Mittelachse M aufweist, und durch zwei Faltmesser 6A, 6B, die einander gegenüber angeordnet sind, nach innen eingedrückt werden. Die Bewegungen der Faltmesser 6A, 6B sind durch die Doppelpfeile angedeutet. Die jeweilige Kante der Faltmesser verläuft derart, dass das Basiselement 1A nach innen, also in Richtung zur Mittelachse M entlang einer gemeinsamen Umfangslinie (beispielsweise die Umfangslinie 4 in der Figur 2) eingedrückt bzw. eingefaltet wird. Es ergeben sich dadurch Umfangsfaltungen 4A, sowie Umfangsfaltungen 4B.

[0048] In der Figur 4 ist ein Folgeherstellungsschritt mit zwei weiteren, ebenfalls einander gegenüber angeordneten Faltmessern 7A, 7B, dargestellt. Auf eine Darstellung der weiterhin vorhandenen ersten Faltmesser 6A, 6B, wie sie in der Figur 3 gezeigt sind, ist in der Figur 4 verzichtet. Die beiden Faltmesser 7A, 7B sind gegenüber den Faltmessern 6A, 6B um die Mittelachse M verdreht angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass an den Stellen des Umfangs des schlauchförmigen Elementes 1A, an dem die Faltungen 4A vorgenommen wurden, um den Abstand D verschoben, Umfangsfaltungen 5B entstehen, die eine entgegengesetzte Orientierung haben.

[0049] Durch das Eindrücken bzw. Falten des Filtermaterials mittels der zweiten Faltmesser 7A, 7B, wird entlang der Umfangslinie 5, eine um den Umfang umlaufende Faltung erzielt, die hinsichtlich der Orientierung, wie sie in der Figur 2 durch die gepunkteten und durchgezogenen Linien angedeutet ist, entspricht. Wie in den weiteren Figuren 5 - 9 näher erläutert ist, halten die beiden Faltmessersätze 6 bzw. 7 während des Faltvorganges einerseits die entstandenen Umfangsfaltungen 4A, 4B, 5A, 5B und führen diese gleichzeitig zusammen, so dass das Basiselement 1A entlang der Mittelachse gestaucht wird. Dabei entstehen die Stauchfaltungen 9.

[0050] In der Figur 5 ist eine Längs- und Querschnittsansicht des ersten Faltvorgangs mittels der ersten Faltmesser 6A, 6B detaillierter dargestellt. Die Figur 5A zeigt einen Längsschnitt, wobei links der Faltmesser 6A, 6B das rohrförmige oder schlauchförmige Basiselement 1 A gezeigt ist, welches rechts der Faltmesser 6A, 6B bereits mit Umfangs- und Stauchfaltungen versehen wurde. Die gefaltete Basiselement-Struktur oder das fertige Filterelement ist mit dem Bezugszeichen 1 B versehen.

[0051] Man erkennt, dass in der Orientierung der Figur 5A die beiden ersten Faltmesser 6A, 6B, welche einander gegenüber angeordnet sind, das Basiselement 1 A nach innen entlang der vorgesehenen Faltorientierung an Umfangsabschnitten entlang der Umfangslinie eindrücken bzw. falten. Die Figur 5B zeigt eine Querschnittsansicht mit einer Darstellung der beiden Faltmesser 6A, 6B und dem Basiselement 1A. Der Querschnitt erfolgt entlang der Umfangslinie 4. Man erkennt, dass die beiden Faltmesser 6A, 6B einander gegenüber angeordnet sind bzw. um die Mittelachse M herum, um den Winkel α gedreht sind.

[0052] Um abweichende Geometrien zu erzielen, können auch drei oder mehr Faltmesser eingesetzt werden, die jeweils um einen vorgegebenen Winkel um die Mittelachse verschoben oder verdreht sind.

[0053] Die Figur 6 zeigt eine Längs- und Querschnittsansicht während des folgenden

Verfahrensschrittes, bei dem die zweiten Faltmesser 7A, 7B, wie sie in der Figur 4 angedeutet sind, weitere Umfangsfaltungen vornehmen. Die Figur 6A zeigt den gleichen Längsschnitt wie die Figur 5A, wobei jedoch die zweiten Faltmesser 7A, 7B um 90° entlang der Mittelachse M gedreht in Richtung auf die Mittelachse M das Basiselement 1A eindrücken bzw. einfalten.

[0054] Im Querschnitt, welcher in der Figur 6B dargestellt ist, erkennt man, dass der Winkel ß , der die Drehung der beiden Faltenmesserpaare 6A, 6B, 7A, 7B anzeigt, 90° beträgt. Man spricht auch bei den beiden ersten Faltmessern bzw. den beiden zweiten Faltmessern von jeweils einem Faltmessersatz. Man erkennt somit in der Figur 6A, dass wie es bereits in der Figur 2 dargestellt ist, im Abstand D parallele Umfangsfaltungen in das Basiselement 1 A eingeprägt werden.

[0055] Die Figur 7 zeigt wiederum einen Längsschnitt der Situation im Anschluss an den in der Figur 6A dargestellten Längsschnitt während der Herstellung. Die beiden Faltmessersätze 6, 7 werden zueinander geführt, d.h. der Abstand zueinander entlang der Mittelachse M wird reduziert. Dadurch ergibt sich auch eine Stauchfaltung 9. Die beiden Faltmesserpaare 6A, 6B und 7A, 7B halten dabei die entstandenen Umfangsfaltungen und führen diese zueinander. Die entstandene Faltgeometrie kann optional, wie es in der Figur 6A angedeutet ist, durch eine Halteeinrichtung ..0 fixiert werden. Als Halteeinrichtung kommt beispielsweise ein Schaumstoffrohr, das von der Filterelementinnenseite, also von der rechten Seite des Basiselements in der bereits die Faltungen eingefaltet wurden, eingeführt ist. Durch einen entsprechenden Klemm- oder Haftschluss können die Faltkanten zumindest teilweise festgehalten werden.

[0056] Im weiteren Herstellungsschritt, der in der Figur 8 dargestellt ist, werden die ersten

Faltmesser 6A, 6B von den entstandenen Faltungen gelöst, entlang der Mittelachse in der Orientierung der Figuren 7, 8 an den Faltmessern 6A, 6B vorbei nach links bewegt, so dass eine weitere Umfangsfaltung vorgenommen werden kann. D.h. die ersten Faltmesser werden außen, an den zweiten Faltmessern vorbei, zu einer weiteren beabstandeten Umfangslinie 8 gebracht, damit dort erneut Umfangsfaltabschnitte 8 erzeugt werden können.

[0057] Bei dem Herstellungsverfahren werden daher jeweils die Faltmesser entlang einer Längsoder Mittelachse des entstehenden Filterelementes 1 B geführt und drücken oder falten das Basiselement 1A wiederholt ein.

[0058] In der Figur 9 ist ein weiterer Längsschnitt dargestellt, bei dem in der Folge die beiden Faltmesserpaare 7A, 7B, 6A, 6B erneut zueinander geführt werden, damit weitere Stauchfaltungen 9 entstehen und gleichzeitig das gefaltete Filterelement 1 B in der Orientierung der Figur 9 nach rechts geschoben oder transportiert wird. Wiederum ist in der Figur 9 die Situation dargestellt, in der die beiden Faltmesserpaare 7A, 7B, 6A, 6B entlang der Längsachse zusammengeführt werden und damit die Stauchung des Filterelementes hervorrufen.

[0059] Die Figuren 10 - 12 zeigen perspektivische und Querschnittsansichten einer

Herstellungsvorrichtung, die zur Durchführung des, hinsichtlich der Figuren 1 bis 9 erläuterten, Herstellungsverfahrens eignet. Die perspektivische Darstellung einer Herstellungsvorrichtung 10 in der Figur 10 zeigt eine Rahmenanordnung 14, 15, 16, die unter anderem zum Halten einer zentralen Führungsstange 11 entlang einer Längsachse L der Vorrichtung 10 vorgesehen ist. Dazu ist zum Beispiel eine Halterung 12 vorgesehen. Die Führungseinrichtung oder Führungsstange 11 dient dazu, das nicht gefaltete Basiselement IA zu halten. Dies ist in der Längsschnittansicht der Figur 11 zu erkennen. Die Halterung 12 trägt die Führungsstange 11 , auf die das Basiselement 1 A und nach Durchlauf durch einen Bereich mit Faltmessern das bearbeitete Filterelement 1 B aufgesteckt ist.

[0060] Um eine möglichst gute Führung entlang der Längsachse L für das Filter- bzw.

Basiselement zu erzielen, ist ferner ein rohrförmiger Abschnitt 13 vorgesehen, der mehrere Rohrsegmente 13A, 13B, 13C umfasst und das rohrförmige Basiselement 1A zusätzlich von außen hält. Dies ist zum Beispiel in der Figur 10 zu erkennen, wo drei Rohrsegmente 13A, 13B, 13C von dem ersten Rahmen 14 aus befestigt sind.

[0061] In der Querschnittsansicht der Figur 12, die im Wesentlichen, die in den Figuren 3 und 4 dargestellte Situation wiedergibt, ist ein erster Satz von Faltmessern 6A, 6B, die in vertikaler Richtung beweglich sind, dargestellt sowie ein zweiter Faltmessersatz mit zwei Faltmessern 7A, 7B, die in horizontaler Richtung beweglich sind. Die jeweiligen Faltmesser 6A, 6B, 7A, 7B sind über Aktoreinrichtungen 17A, 17B, 18A, 18B angetrieben. Die Aktoreinrichtungen sind beispielsweise, wie in der Figur 11 angedeutet ist, über eine Steuereinrichtung 21 , die programmierbar ist, hinsichtlich ihrer Bewegungsabläufe gesteuert.

[0062] Um auch eine Verschiebung oder Bewegung der Faltmesser 6A, 6B, 7A, 7B zu ermöglichen, sind, wie es in dem Längsschnitt der Figur 11 erkennbar ist, zumindest ein Faltmessersatz 6A, 6B, durch weitere Aktoreinrichtungen 19A, 19B entlang der Längsachse L verschiebbar. Dadurch kann durch die Steuereinrichtung koordiniert ein Halten und eine Zusammenführung der entstehenden Umfangsfaltungen vorgenommen werden.

[0063] Mittels der Vorrichtung 10 werden daher lediglich, unter Ausnutzung der Faltmesser 6A, 6B, 7A, 7B die Umfangs- und Stauchfaltungen in das rohrförmige Basiselement eingeprägt bzw. gefaltet und gleichzeitig entlang der Längsachse durch die Vorrichtung 10 getrieben. Somit ist in der Darstellung der Figur 11 links der Faltmesser 6A, 6B das ungefaltete Basiselement 1A vorhanden und rechts, nach Durchgang der Faltprozedur, das fertige schlauchförmige Filterelement 1 B vorhanden.

[0064] Die vorgeschlagene Vorgehensweise während des Herstellungsverfahrens und dessen Implementierung als Herstellungsvorrichtung erfordert eine minimale Anzahl von Faltmessern, die in ihrer Bewegung koordiniert werden. Um beispielsweise das in der Figur 1 dargestellte Filterelement zu erzeugen, sind lediglich zwei Faltmessersätze mit jeweils zwei Faltmessern erforderlich. Es kann daher eine schnelle und effiziente Herstellung eines entsprechenden Filterelements erfolgen.

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines schlauchförmigen Elements (1), insbesondere ein Filterelement für ein Kraftfahrzeug, umfassend:

- Ausbilden eines schlauchförmigen Basiselements (1A) aus Filtermaterial;

- Falten des Filtermaterials an mindestens zwei ersten Abschnitten (4A) einer gemeinsamen ersten Umfangslinie (4) in Richtung zu einer Mittelachse (M) des Basiselements (1A) durch mindestens zwei, vorzugsweise einander gegenüberliegende, erste Faltmesser (6A, 6B) zum Erzeugen von ersten Umfangsfaltungen (4A);

- Falten des Filtermaterials an mindestens zwei zweiten Abschnitten (5A) einer gemeinsamen zweiten Umfangslinie (5), welche in einem vorgegebenen Abstand (D) parallel zu der ersten Umfangslinie (4) verläuft, in Richtung zu der Mittelachse (M) durch mindestens zwei, vorzugsweise einander gegenüberliegende, zweite Faltmesser (7A, 7B) zum Erzeugen von zweiten Umfangsfaltungen (5A), wobei die zweiten Abschnitte (5A) gegenüber den ersten Abschnitten (4A) auf der jeweiligen Umfangslinie (4, 5) verschoben (α) sind; und

- Halten und Zueinanderführen der Umfangsfaltungen (4, 5) entlang der Mittelachse (M) durch die ersten und zweiten Faltmesser (6A, 6B, 7A, 7B) zum Ausbilden von Stauchfaltungen (9) zwischen den ersten und zweiten Umfangsfaltungen (4, 5).

2. Verfahren nach Anspruch 1 , ferner umfassend: Fixieren der Umfangsfaltungen (4, 5) mittels einer um die Mittelachse (M) angeordneten Halteeinrichtung (20) von einer Innenseite des schlauchförmigen Elements (1 B) her.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei durch das Falten und Halten der Umfangsfaltungen (4, 5) zwischen den ersten oder zweiten Abschnitten (4A, 5A) auf einer jeweiligen Umfangslinie (4, 5) weitere Abschnitte (4B, 5B) mit weiteren Umfangsfaltungen (4B, 5B) entstehen, wobei die weiteren Umfangsfaltungen (4B, 5B) eine gegenüber den Umfangsfaltungen (4A, 5A) entgegengesetzte Orientierung aufweisen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei auf einer jeweiligen Umfangslinie (4, 5) zwei Umfangsfaltungen (4A, 5A) einer ersten Orientierung und zwei weitere Umfangsfaltungen (4B, 5B) einer der ersten Orientierung entgegengesetzten Orientierung vorgesehen sind.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei entlang einer jeweiligen Umfangslinie (4, 5) Ecken (21) des Elements (1 B) entstehen, an denen jeweils zwei Umfangsfaltungen (4A, 4B) entgegengesetzter Orientierung und zwei Stauchfaltungen (21) derselben Orientierung zusammenlaufen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, ferner umfassend: Bereitstellen eines Filtermaterialbogens (2).

7. Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend: Einprägen von vorgegebenen Faltenverläufen und/oder Faltenorientierungen für die Umfangs- und/oder Stauchfaltungen in den Filtermaterialbogen (2).

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, ferner umfassend: Verbinden von zwei an dem Filtermaterialbogen (2) gegenüberliegende Ränder (3A, 3B) des Filtermaterialbogens (2) zum Ausbilden des schlauchförmigen Basiselements (1A) derart, dass mehrere parallele entlang einem jeweiligen Umfang des Basiselements (1A) umlaufende Umfangsprägungen (4, 5) und die Umfangsprägungen verbindende diagonale Stauchprägungen (9) entstehen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Umfangsprägungen (4, 5) derart Prägeabschnitte (4A, 4B) aufweisen, dass aneinander angrenzende Prägeabschnitte (4A, 4B) derselben Umfangslinie (4) entgegengesetzte Orientierungen aufweisen.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 9, ferner umfassend: Falten des Filtermaterials an mindestens zwei dritten Abschnitten einer gemeinsamen dritten Umfangslinie (8), welche in einem vorgegebenen Abstand (D) parallel zu der zweiten Umfangslinie (5) verläuft, in Richtung zu der Mittelachse (M) durch die mindestens zwei ersten Faltmesser (6A, 6B) zum Erzeugen von dritten Umfangsfaltungen (8), wobei die dritten Abschnitte gegenüber den zweiten Abschnitten auf der jeweiligen Umfangslinie (5, 8) verschoben (ß) sind.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die ersten Faltmesser (6A, 6B) an den zweiten Faltmessern (7A, 7B) außerhalb des Basiselements (1A) entlang der Mittelachse (M) vorbeigeführt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , wobei die ersten Abschnitte und die dritten Abschnitte entlang der jeweiligen Umfangslinie (4, 8) gegeneinander unverschoben sind.

13. Vorrichtung (10) zur Herstellung eines schlauchförmigen Filterelements (1) mit:

- einer Führungseinrichtung (11) für ein schlauchförmiges Basiselement (1A), welches eine Mittelachse (M) aufweist, entlang einer Längsachse (L) der Vorrichtung (10);

- einem ersten Faltmessersatz mit mindestens zwei Faltmessern (6A, 6B) zum Falten des Basiselements (1A), welche senkrecht zu der Längsachse (L) auf einem gemeinsamen Querschnitt beweglich sind; und

- einem zweiten Faltmessersatz mit mindestens zwei Faltmessern (7A, 7B) zum Falten des Basiselements (1A), welche senkrecht zu der Längsachse (L) auf einem gemeinsamen Querschnitt beweglich sind;

- wobei der erste und der zweite Faltmessersatz gegeneinander um einen vorgegebenen Satzwinkel (ß) um die Längsachse (L) verschoben sind.

14. Vorrichtung (10) nach Anspruch 13, wobei die Führungseinrichtung eine Stange (11) umfasst, auf die das Basiselement (11A) aufsteckbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Führungseinrichtung einen rohrförmigen (13) Abschnitt umfasst, in welches das Basiselement (1A) einführbar ist.

16. Vorrichtung (10) nach Anspruch 15, wobei der rohrförmige Abschnitt mehrere Rohrsegmente (13) umfasst, welche zumindest teilweise einen Rohrmantel bilden.

17. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 13 - 16, wobei mindestens einer der Faltmessersätze entlang der Längsachse (L) verschiebbar ist.

18. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 13 - 17, wobei die Faltmesser (6A, 6B, 7A, 7B) eines jeweiligen Faltmessersatzes gegeneinander um einen vorgegebenen Messerwinkel (α) um die Längsachse (L) verschoben sind.

19. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 13 - 18, wobei Aktoren (17A, 17B, 18A, 18B) zum Bewegen der Faltmesser (6A, 6B, 7A, 7B) radial bezüglich der Längsachse (M) vorgesehen sind.

20. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 13 - 19, wobei eine Halteeinrichtung (20) derart entlang der Längsachse (L) vorgesehen ist, dass die Halteeinrichtung (20) Faltungen des gefalteten Basiselements (1 B) nach Durchlaufen des ersten und zweiten Faltmessersatzes entlag der Längsachse (L) zumindest vorübergehend fixiert.

21. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 13 - 20, wobei die Faltmesser (6A, 6B, 7A, 7B) eines jeweiligen Faltmessersatzes gleichzeitig radial bewegt werden.

22. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 13 - 21 , wobei eine Steuereinrichtung (21) vorgesehen ist, welche die Bewegungen der Faltmesser (6A, 6B, 7A, 7B) derart steuert, dass ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 12 durchgeführt wird.