Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen derartiger Filterelemente.

Aus der DE 197 43 890 A1 ist es grundsätzlich bekannt, Filterelemente herzustellen, deren Filterkörper jeweils aus einem gefalteten bahnförmigen Filtermaterial hergestellt ist, wobei die einzelnen Falten jeweils eine in das Filtermaterial eingeprägte, also dreidimensionale Funktionsstruktur aufweisen, die Distanzelemente zum Beabstanden benachbarter Falten umfasst. Für die Herstellung wird dabei eine Vorrichtung verwendet, die eine zylindrische Prägewalze aufweist, die an ihrem Außenumfang eine negativ zur Funktionsstruktur ausgestaltete Funktions- prägestruktur zum Einprägen der Funktionsstruktur in das Filtermaterial aufweist.

Die Distanzelemente der Funktionsstruktur bewirken beim Filterelement, dass sich die in der Umfangsrichtung benachbarten Falten nicht flächig aneinander anlegen können, sondern über die Distanzelemente aneinander abgestützt sind. Hierdurch bleibt die zwischen in der Umfangsrichtung benachbarten Falten vorhandene Filterfläche wirksam, wodurch die Funktionsfähigkeit des Filterelements verbessert ist.

Filterelemente dieser Art, die beispielsweise als Ringfilterelemente oder als Plat- tenfilterelemente konfiguriert sein können, existieren in nahezu beliebigen Abmessungen. Hierzu ist es erforderlich, die jeweilige Funktionsstruktur an die jeweiligen Abmessungen entsprechend anzupassen, um die jeweilige Funktion gewährleisten zu können. Beispielsweise sind die Distanzelemente an die jewei- lige Faltenhöhe anzupassen, um eine Positionierung von Distanzelementen im Bereich einer Faltenkante zu vermeiden. Dementsprechend müssen auch unterschiedliche Prägewalzen mit unterschiedlichen Funktionsprägestrukturen bereitgestellt werden, um das Filtermaterial für die verschiedenen Filterelement-Typen herstellen zu können. Dabei kann die Herstellung des Filtermaterials für verschiedene Filterelement-Typen grundsätzlich mit derselben Vorrichtung durchgeführt werden, wozu lediglich die jeweilige Prägewalze ausgetauscht werden muss. Um nun für eine Vielzahl unterschiedlicher Filterelement-Typen eine entsprechende Anzahl an Prägewalzen bevorraten zu können, besteht ein entsprechend großer Raumbedarf.

Bei der vorgenannten DE 197 43 890 A1 ist die Funktionsprägestruktur in herkömmlicher Weise unmittelbar in den Außenumfang der Prägewalze eingearbeitet. Dies erfolgt in der Regel mittels spanender Bearbeitung, insbesondere durch Drehprozesse und Fräsprozesse. Gerade bei Drehprozessen ist die Möglichkeit zur Formgebung für die Funktionsstruktur, insbesondere für die Distanzelemente, stark eingeschränkt. Insbesondere lassen sich durch Drehprozesse an der Prägewalze nur ringförmige, in der Umfangsrichtung geschlossen umlaufende Erhebungen oder Vertiefungen herstellen, die mit Hilfe von Fräsprozessen parallel zur Längsmittelachse des Prägezylinders quasi beliebig segmentiert werden können. Durch den Prägevorgang, bei dem die Prägewalze auf dem Filtermaterial abrollt, entstehen dann zwangsläufig Distanzelemente, die geradlinig, parallel zur Längsrichtung des bahnförmigen Filtermaterials ausgerichtet sind. Geradlinige Distanzelemente, die gegenüber der Längsrichtung des Filtermaterials geneigt sind, lassen sich mit herkömmlichen Prägewalzen somit nicht herstellen.

Des Weiteren ist die Erzeugung neuer Filterelement-Typen vergleichsweise aufwendig, da hierzu passende Prägewalzen mit zugehöriger Funktionsprägestruk- tur hergestellt werden müssen, was aus den vorgenannten Gründen mit vergleichsweise hohen Kosten verbunden ist.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Vorrichtung bzw. für ein Verfahren der vorstehend genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich dadurch auszeichnet, dass eine Variantenbildung für die Filterelemente mit einem reduzierten Aufwand möglich ist. Ferner soll ein Weg aufgezeigt werden, die Vielfalt der möglichen Geometrien für die Distanzelemente bzw. für die Funktionsstrukturen zu erhöhen. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich außerdem mit dem Problem, für ein Filterelement der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich durch einen verbesserten Nutzen der Prägestrukturen auszeichnet.

Die Erfindung beruht hinsichtlich des Filterelements auf dem allgemeinen Gedanken, zumindest eine Falte zusätzlich zur Funktionsstruktur mit einer eingeprägten Informationsstruktur auszustatten, die zumindest eine Produkt- und/oder Herstellerinformation haptisch darstellt, die vorzugsweise auch optisch wahrnehmbar ist. Eine derartige dreidimensionale Informationsstruktur unterscheidet sich dabei von der üblichen Funktionsstruktur, die keine Information zum Produkt bzw. zum Hersteller darstellt. Umgekehrt können Elemente der Informationsstruktur auch als Distanzelemente dienen, müssen aber nicht. Typische Informationsstrukturen sind beispielsweise Schriftzeichen, Bilder, Piktogramme. Insbesondere kann eine Handelsmarke des Herstellers eine derartige Informationsstruktur bilden. Die Informationsstruktur kann auch nach Art eines Strichcodes oder Punktcodes mithil- fe von Strichen bzw. Punkten ausgebildet sein. Auch kann die Informationsstruktur nach Art der Brailleschrift mittels Punkten ausgestaltet sein. Ebenso lassen sich beispielsweise eine Typennummer für das jeweilige Produkt, also für das jeweilige Filterelement, in Form einer derartigen eingeprägten Informationsstruktur unmittelbar an der jeweiligen Falte darstellen, z.B. als Buchstaben- und/oder Zah- lenkombination. Unter dem Begriff "Schriftzeichen" sind dabei bevorzugt "typische" Schriftzeichen "lebender" Sprachen zu verstehen.

Durch das Einprägen der Informationsstruktur ergibt sich ein erhöhter Nutzwert für die eingeprägten Strukturen. Insbesondere ist es dadurch möglich, eine Typenbezeichnung des jeweiligen Filterelements unmittelbar als derartige Informationsstruktur in die Falten des Filterkörpers einzuprägen. Im Unterschied zu einer mittels Farbe aufgedruckten Typenbezeichnung kann eine derartige eingeprägte Informationsstruktur nicht ausgewaschen werden, so dass auch nach längerem Gebrauch des Filterelements stets nachgeprüft werden kann, ob das richtige Filterelement verwendet wurde. Auch ist die Gefahr reduziert, dass irrtümlich ein falsches Filterelement verwendet wird, wodurch letztlich die Betriebssicherheit für die damit ausgerüsteten Filtereinrichtungen erhöht ist.

Im Unterschied zu derartigen eingeprägten dreidimensionalen Informationsstrukturen besitzen die eingeprägten dreidimensionalen Funktionsstrukturen einen deutlich einfacheren Aufbau. Derartige Funktionsstrukturen besitzen in der Regel nur geradlinige Stege oder Rippen oder punktförmige Noppen. Quer zur Längsrichtung des Filtermaterials verlaufende Querfalze können dabei Faltkanten definieren, um das Plissieren bzw. das Falten des Filtermaterials zu vereinfachen. Gleichzeitig werden dadurch die Faltkanten stabilisiert. Innerhalb der einzelnen Falten, also in der Längsrichtung des Filtermaterials zwischen aufeinanderfolgenden Faltenkanten bzw. Querfalzen, befinden sich dann die geometrisch einfachen Distanzelemente, beispielsweise in Form von Rippen und/oder Noppen. Somit unterscheidet sich die von der Informationsstruktur Funktionsstruktur, insbesondere haptisch und/oder optisch. Auch können somit die Distanzelemente als Stabilisierung- oder Versteifungsstruktur ausgestaltet sein, die eine Deformation des Filtermaterials durch den während des Filtrationsbetriebs anliegenden Druck verhindern oder zumindest behindern. Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform können alle Falten die genannte eingeprägte Informationsstruktur aufweisen. Hierdurch ist es besonders einfach, die damit dargestellte Information wahrzunehmen, da hierzu jede beliebige Falte betrachtet werden kann.

Alternativ kann dagegen vorgesehen sein, dass zumindest eine Falte nur die Funktionsstruktur aufweist, während zumindest eine andere Falte nur die Informationsstruktur aufweist.

Bevorzugt handelt es sich beim Filterelement um ein Plattenfilterelement mit vorzugsweise ebenem Filterkörper oder um ein Ringfilterelement mit ringförmigem Filterkörper. An ein Plattenfilterelement kann in üblicher Weise eine Dichtung angespritzt oder angeschäumt sein, die zweckmäßig seitlich geschlossen umlaufend am Filterkörper angeordnet ist. Ein Ringfilterelement kann in üblicher Weise zwei Endscheiben aufweisen, die an den axialen Stirnseiten des ringförmigen Filterkörpers angeordnet sind. Die Endscheiben können dabei angespritzt, angeschäumt oder angeklebt, angeschweißt oder anplastifiziert sein.

Die vorliegende Erfindung beruht hinsichtlich der Vorrichtung bzw. des Verfahrens auf dem allgemeinen Gedanken, die Funktionsprägestruktur nicht unmittelbar an der Prägewalze auszubilden, sondern an einer Prägeplatte, die bezüglich der Prägewalze ein separates Bauteil repräsentiert und die am Außenumfang der Prägewalze befestigt werden kann. Hierdurch ist es möglich, dieselbe Prägewalze mit unterschiedlichen Prägeplatten zum Herstellen von Filtermaterial für unterschiedliche Filterelement-Typen zu verwenden. Der Aufwand zum Herstellen derartiger unterschiedlicher Prägeplatten ist deutlich geringer als der Aufwand zur Herstellung unterschiedlicher Prägewalzen. Insbesondere kann die jeweilige Prä- gewalze selbst eine un strukturierte oder glatte Außenhaut aufweisen, auf weiche die Prägeplatte aufgelegt ist.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann die jeweilige Prägeplatte aus einem biegeelastischen Material hergestellt sein, so dass sie zum Anbauen an die Prägewalze elastisch in die Zylinderform der Prägewalze gebogen werden kann, während sie in ungebogenen Zustand eben ist. In diesem ebenen, ungebogenen Zustand lässt sich die jeweilige Prägeplatte besonders raumsparend lagern, so dass es mit geringem Raumbedarf möglich ist, eine Vielzahl unterschiedlicher Prägeplatten zu bevorraten. Des Weiteren vereinfacht sich das Einbringen der jeweiligen Prägestruktur in die Prägeplatte bei eben ausgerichteter Prägeplatte. Insbesondere können bei ebener Prägeplatte auch Ätzverfahren zur Anwendung kommen, um die jeweilige Prägestruktur zu erzeugen. Auch vereinfacht sich ein Fräsverfahren, da quasi nur ein zweidimensionales Fräsen erforderlich ist, um in der ebenen Prägeplatte die jeweilige Prägestruktur auszubilden.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Prägeplatte mittels Magnetkraft an der Prägewalze befestigt sein. Hierdurch lässt sich die Prägeplatte besonders einfach an der Prägewalze anbringen und davon lösen, wodurch auch ein rascher Wechsel der Prägeplatte vereinfacht ist.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Prägeplatte zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Material bestehen, während die Prägewalze zumindest an ihrem Außenumfang aus einem magnetischen Material besteht. Da somit die Prägewalze selbst die erforderliche Magnetkraft erzeugt, kann auf zusätzliche, separate magnetische Befestigungsmittel verzichtet werden, was die Montage der Prägeplatte an der Prägewalze erheblich vereinfacht. Dabei kann zumindest ein Mantel der Prägewalze aus dem magnetischen Material bestehen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, die Prägewalze an ihrem Mantel mit mehreren Permanentmagneten auszustatten. Ferner ist grundsätzlich auch möglich, die Prägeplatte aus dem magnetischen Material und die Prägewalze zumindest im Bereich ihres Mantels aus dem ferromagnetischen Material herzustellen.

Bei einer anderen Ausführungsform kann die Prägeplatte auch eine Informati- onsprägestruktur aufweisen, die negativ zu einer Informationsstruktur ausgestaltet ist und die an wenigstens einer Falte wenigstens eine Hersteller- und/oder Produktinformation optisch und/oder haptisch erkennbar in das Filtermaterial einprägt. Auf diese Weise lassen sich mit Hilfe der hier vorgestellten Vorrichtung bzw. mit Hilfe des hier vorgestellten Verfahrens auch die vorstehend vorgestellten Filterelemente herstellen.

Das Herstellungsverfahren wird dabei zweckmäßig so durchgeführt, dass das Filtermaterial erst nach dem Einprägen der Funktionsstruktur und der Informationsstruktur gefaltet wird, wozu die Vorrichtung mit einer entsprechenden Plissierstation zum Falten des mit der Prägung versehenen Filtermaterials vorgesehen ist. Die Plissierstation ist dann bezüglich der Bewegungsrichtung des Filtermaterials innerhalb der Vorrichtung hinter einer Prägestation angeordnet, in der sich die Prägewalze befindet.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer

Vorrichtung zum Herstellen von gefaltetem, geprägtem Filtermaterial für Filterelemente,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Prägeplatte bei ebener Ausrichtung,

Fig. 3 eine stark vereinfachte Seitenansicht einer Prägewalze mit davon separierter Prägeplatte,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Prägewalze mit daran angebrachter Prägeplatte,

Fig. 5 eine stark vereinfachte isometrische Schnittansicht eines Filterelements, das als Plattenfilterelement ausgestaltet ist,

Fig. 6 eine stark vereinfachte, isometrische Schnittansicht eines Filterelements, das als Ringfilterelement ausgestaltet ist.

Entsprechend Fig. 1 umfasst eine Vorrichtung 1 , mit deren Hilfe Filterelemente 2 gemäß den Figuren 5 und 6 hergestellt werden können, zumindest eine zylindrische Prägewalze 3, mit deren Hilfe ein bahnförmiges Filtermaterial 4 geprägt werden kann. Im Beispiel der Fig. 1 sind rein exemplarisch zwei derartige Prägewalzen 3 dargestellt, die gegeneinander vorgespannt sind und dadurch eine beidseitige Prägung des Filtermaterials 4 ermöglichen, das hierzu zwischen den beiden Prägewalzen 3 hindurchgeführt wird. Das Filtermaterial 4 wird quasi endlos von einer Vorratsrolle 5 zugeführt.

Die jeweilige Prägewalze 3 weist an ihrem Außenumfang 6 eine in Fig. 2 erkennbare Funktionsprägestruktur 7 auf, die negativ zu einer exemplarisch in Fig. 6 dargestellten Funktionsstruktur 8 ausgestaltet ist, so dass die jeweilige Prägewalze 3 mit Hilfe dieser Funktionsprägestruktur 7 besagte Funktionsstruktur 8 in das Filtermaterial 4 einprägen kann.

Die Vorrichtung 1 weist außerdem nach den Prägewalzen 3 eine Plissierstation 9 auf, in der das Filtermaterial 4 nach dem Einprägen der Funktionsstruktur 8 gefaltet wird. Anschließend wird das gefaltete Filtermaterial 4' in einer Trennstation 10 separiert, um einzelne Filterkörper 1 1 , bestehend aus gefaltetem Filtermaterial 4 bzw. 4', herzustellen. Aus diesen Filterkörpern 1 1 lassen sich dann die Filterelemente 2 herstellen.

Um das Falten bzw. Plissieren des Filtermaterials 4 zu vereinfachen, kann die Funktionsstruktur 8 quer zur Längsrichtung 12 des Filtermaterials 4 verlaufende Falzstrukturen aufweisen, die in der Funktionsprägestruktur 7 als quer verlaufende Linien erkennbar sind und mit 13 bezeichnet sind. Durch die Faltung werden im Filtermaterial 4 einzelne Falten 14 ausgebildet, die sich in der Längsrichtung 12 des Filtermaterials 4 jeweils zwischen zwei Faltkanten 15 erstrecken.

Um zwischen aufeinanderfolgenden Falten 14 stets einen gewissen Mindestabstand gewährleisten zu können, umfasst die Funktionsstruktur 8 Distanzelemente 16, die rein exemplarisch in Fig. 6 dargestellt sind. Die zugehörigen Negative sind in der Funktionsprägestruktur 7 der Fig. 2 durch Linien dargestellt und mit 17 bezeichnet.

Bei der hier vorgestellten Vorrichtung 1 weist zumindest eine der Prägewalzen 3 eine diesbezüglich separat hergestellte Prägeplatte 18 auf, die am Außenumfang 6 der jeweiligen Prägewalze 3 befestigt ist. Im Beispiel der Fig. 1 sind beide Prägewalzen 3 jeweils mit einer derartigen Prägeplatte 18 ausgestattet. Die Funktionsprägestruktur 7 der jeweiligen Prägewalze 3 ist nunmehr an der jeweiligen Prägeplatte18 ausgebildet, die am Außenumfang 6 der Prägewalze 3 befestigt ist und dadurch an diesem Außenumfang 6 die Funktionsprägestruktur 7 der Prägewalze 3 definiert. In den hier gezeigten Beispielen erstreckt sich die jeweilige Prägeplatte 18 entlang des Außenumfangs 6 der zugehörigen Prägewalze 3 in der Umfangsrichtung vollständig geschlossen. Insbesondere stoßen Umfangsenden 19, 20 der Prägeplatte 18 in einem Umfangsstoß 21 bündig aneinander an.

Entsprechend den Fig. 1 bis 4 ist die Prägeplatte 18 zweckmäßig elastisch ausgestaltet, was durch eine entsprechende Materialauswahl in Verbindung mit einer entsprechenden Plattenstärke realisierbar ist. Denkbar sind daher insbesondere auch metallische Prägeplatten 18, die aufgrund ihrer geringen Plattenstärke biegeelastisch sind. Die elastische Prägeplatte 18 kann gemäß den Fig. 1 und 4 in die Zylinderform der Prägewalze 3 elastisch gebogen werden. Ebenso kann sie im ungebogenen Zustand gemäß den Fig. 2 und 3 eben ausgerichtet werden. Zweckmäßig kann die jeweilige Prägeplatte 18 mittels Magnetkraft an der zugehörigen Prägewalze 3 befestigt werden. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausführungsform, bei der die Prägeplatte 18 aus einem ferromagnetischen Material, wie z.B. Eisen, besteht, also magnetisch anziehbar ist. Die zugehörige Prägewalze 3 besteht dann zumindest an ihrem Außenumfang 6 aus einem magnetischen Material oder trägt mehrere Permanentmagnete. Die in Fig. 2 gezeigte Prägeplatte 18 kann zusätzlich zur Funktionsprägestruktur 7 eine Informationsprägestruktur 22 aufweisen, die negativ zu einer in den Fig. 5 und 6 dargestellten Informationsstruktur 23 ausgestaltet ist. Diese Informationsprägestruktur 22 ist an der Prägeplatte 18 so angeordnet, dass sie beim Herstellen der Filterkörper 1 1 zumindest an einer der Falten 14 die Informationsstruktur 23 einprägt, so dass wenigstens eine Herstellerinformation und/oder eine Produktinformation haptisch erkennbar wird. Die eingeprägte Informationsstruktur 23 ist in der Regel dann auch optisch erkennbar. Beim hier gewählten Beispiel beinhaltet die Informationsstruktur 23 einzelne Schriftzeichen, nämlich lateinische Buchstaben, die hier rein exemplarisch den Namen des Herstellers des Filterelements 2 darstellen, also eine Herstellerinformation repräsentieren.

Gemäß Fig. 2 und 3 lässt sich die Prägeplatte 18 eben ausrichten, was einerseits eine raumsparende Lagerung einer Vielzahl derartiger Prägeplatten 18 ermöglicht. Andererseits vereinfacht sich dadurch das Einbringen komplexer Prägestrukturen 7, 22 in die Prägeplatte 18. Rein exemplarisch sind in Fig. 2 hierzu mehrere unterschiedliche Funktionsprägestrukturen 7a bis 7f dargestellt, die bevorzugt alternativ zur Anwendung kommen können, jedoch in der Regel nicht kumulativ. Zur vereinfachten Veranschaulichung sind die jedoch in Fig. 2 kumulativ auf derselben Prägeplatte 18 angeordnet, um unterschiedliche Gestaltungsmöglichkeiten für die einzelnen Funktionsprägestrukturen 7 und somit für die damit herstellbaren Funktionsstrukturen 8 zu veranschaulichen.

Rein exemplarisch zeigen die Funktionsprägestrukturen 7a und 7f punktförmige Elemente zum Erzeugen von punktförmigen, als Noppen ausgestalteten Distanzelementen 16. Bei der Funktionsprägestruktur 7b bis 7e sind linienförmige Prägeelemente zum Herstellen linienförmiger oder rippenförmiger Distanzelemente 16 wiedergegeben. Bei der Funktionsprägestruktur 7b sind diese Linienelemente parallel zur Längsrichtung des Filtermaterials 4 ausgerichtet. Bei der Funktions- prägestruktur 7c sind die Liniensegmente pfeilförmig angeordnet. Bei den Funkti- onsprägestrukturen 7d und 7e sind die linienförmigen Prageelemente gegenüber der Längsrichtung 12 des Filtermaterials 4 geneigt angeordnet. Es ist klar, dass grundsätzlich auch beliebige andere Funktionsprägestrukturen 7 sowie beliebige Informationsprägestrukturen 22 realisierbar sind, wobei dies durch die ebene Ausrichtung die Prägeplatte 18 besonders einfach herstellbar sind, nämlich insbesondere durch herkömmliche, zweidimensionale Herstellungsverfahren, wie z.B. Fräsverfahren, Ätzverfahren und Erodierverfahren.

In den Fig. 5 und 6 sind rein exemplarisch zwei mögliche Konfigurationen für Filterelemente 2 wiedergegeben, die mit Hilfe der hier vorgestellten Vorrichtung 1 bzw. mit Hilfe der Vorrichtung 1 realisierbaren Herstellungsverfahrens hergestellt werden können. Gemäß Fig. 1 kann das Filterelement 2 ein Plattenfilterelement 24 sein, das vorzugsweise einen ebenen Filterkörper 1 1 besitzt. An den Filterkörper 1 1 kann eine Dichtung 25 angespritzt oder angeschäumt sein, die seitlich vollständig geschlossen umläuft.

Gemäß Fig. 6 kann das Filterelement 2 ein Ringfilterelement 26 sein, das einen ringförmigen Filterkörper 1 1 besitzt und dadurch eine Längsmittelachse 27 definiert. Das Ringfilterelement 26 besitzt an seinen axialen Stirnseiten jeweils eine Endscheibe 28, die angespritzt sein kann. Bevorzugt ist die jeweilige Endscheibe 28 jedoch separat hergestellt und durch Plastifizierung, Schweißen oder Kleben fest mit dem Filtermaterial 4 bzw. mit dem Filterkörper 1 1 verbunden.