Die Erfindung betrifft ein Filterelement, mit einer plissierten Filtermatte, deren axialen Abschlussenden mit jeweils einer Endkappe verbunden sind und die eine Hauptstrukturlage mit Filtrationseigenschaften sowie zumindest eine erste und eine zweite Zusatzstrukturlage aufweist, deren Flächen- ausdehnung jeweils kleiner ist als die Flächenausdehnung der Hauptstrukturlage. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Filterelements.

Ein Filterelement dieser Gattung ist aus dem Dokument DE 10 2004 061 078 A1 bekannt. Die bei dieser Lösung vorgesehenen Zusatzstrukturlagen, die mit unterschiedlicher Flächenausdehnung von einem Ende der Hauptstrukturlage ausgehen, an dem sie zusammen mit der Hauptstrukturlage in eine Endkappe eingebunden sind, bezwecken eine Optimierung der Filtereigenschaften des Filterelements. Hierfür kann bei der bekannten Lösung die Hauptstrukturlage als Hauptfilterlage von der Fluiddurchlässigkeit her derart konzipiert sein, dass hohe Fluidmengen bei akzeptabler Schmutzaufnahmekapazität durchgelassen werden, während Zusatzstrukturlagen als Vorfilter eine höhere Filterfeinheit besitzen. Dadurch ist das Betriebsverhalten des Filterelements dahingehend verbessert, dass bei einem sogenannten Kaltstart der angeschlossenen hydraulischen Anlage, wenn das zu filtrierende Fluid noch kalt und entsprechend zähflüssig (hochviskos) ist, der Hauptfilter wenig Durchflusswiderstand bildet und der Vorfilter mit Teilen des Hauptfilters zusammen die gewünschte Schmutzaufnahmekapazität sicherstellt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Auf- gäbe, ein Filterelement der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, das bei Beibehalten der genannten Vorteile des Standes der Technik mittels Zusatzstrukturlagen eine Faltenstabilisierung der Filtermatte gegen im Filtrationsbetrieb wirkende Belastungen gewährleistet. Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch ein Filterelement gelöst, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass die axialen Enden der einen Zusatzstrukturlage sich an der Filtermatte in einem axialen Abstand von den axialen Enden der jeweils anderen Zusatzstrukturlage befinden. Dadurch, dass, anders als bei der bekannten Lösung, bei der alle Zusatzstrukturlagen, zusammen mit der Hauptstrukturlage an einem gemeinsamen Ende in eine Endkappe eingebunden sind, bei der Erfindung Strukturlagen an voneinan- der vollständig gesonderten Positionen der axialen Länge der Filtermatte platziert sind, ist eine Faltenstabilisierung an ausgewählten Bereichen durch bereichsweise zugeordnete Zusatzstrukturlagen erreichbar.

In besonders vorteilhafter Weise kann die Anordnung hierbei so getroffen sein, dass zwei Zusatzstrukturlagen vorgesehen sind und dass an jeder der beiden Endkappen je eine Zusatzstrukturlage mit einem Ende zusammen mit dem zugeordneten Ende der Hauptstrukturlage in die betreffende Endkappe eingeschweißt ist. Dadurch ist nicht nur durch eine Materialverdichtung eine erhöhte Stabilität an beiden Endkappen erreicht, während im von Zusatzstrukturlagen freien Bereich zwischen den Endkappen eine demgegenüber höhere Flexibilität mit erhöhtem Freiraum zwischen den Falten der Filtermatte ermöglicht ist. Darüber hinaus wird durch die Materialverdichtung eine besonders sichere Einbindung der Filtermatte in die Endkappen sichergestellt, weil bei der Herstellung des Filterelements beim Schweißvorgang an der erwärmten Endkappe mehr Schmelzematerial zur Verfügung steht, das die Filtermatte somit sicher umschließt. Die Gefahr der Bildung eines Bypasses am Filterelement wird dadurch stark reduziert. Da die Materialdichte, die für eine sichere Einbindung der Filtermatte in die Endkappe benötigt wird, nicht über die gesamte Filterelementlänge beibehalten ist, ist bei gleicher Faltenstabilität das Gesamtvolumen der Filtermatte reduziert, was wiederum mehr Raum zwischen den Falten für die Aufnahme von Schmutzpartikeln lässt. Auch ist die dadurch flexibel gehaltene Filtermatte fähig, durch Aufblähen bei bereits geringem Differenzdruck zusätzliche freie Anströmfläche zur Verfügung zu stellen. Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen kann die Filtermatte eine dritte stabilisierende Zusatzstrukturlage aufweisen, deren Enden sich in einem axialen Abstand sowohl von der ersten als auch von der zweiten mit einer Endkappe verbundenen Strukturlage befinden. Durch eine derart angeordnete dritte Zusatzstrukturlage steht bei Filterelementen größerer Baulänge durch die zum Beispiel mittig angebrachte dritte Zusatzstrukturlage ein Abstandshalter zur Verfügung, der über die gesamte Länge des Filterelements die Faltengeometrie stabilisiert.

Die Zusatzstrukturlagen können ohne Filtrationseigenschaften als stabil isie- rendes Füllmaterial vorgesehen sein, können jedoch auch Filtrationseigenschaften aufweisen, die sich vorzugsweise gegenüber der Filtrationseigenschaft der das Hauptfilter bildenden Hauptstrukturlage unterscheiden und so gewählt sind, dass optimale Filtrationseigenschaften resultieren. Vorteilhafterweise sind die Zusatzstrukturlagen plissiert und vorzugsweise mit der gleichen Art und Anzahl von Falten zusammen mit der Hauptstruk- turlage in die Filterlagen eingefaltet, wobei sowohl Hauptstrukturlage als auch Zusatzstrukturlagen mehrlagig aufgebaut sein können.

Die Zusatzstrukturlagen können außenseitig oder als in der Filtermatte in- nenliegende Lagen eingefaltet sein. Weiterhin können Zusatzstrukturlagen anström- oder abströmseitig in die Filtermatte eingefaltet sein, wobei die axiale Länge der Zusatzstrukturlagen unterschiedlich ausgelegt sein kann.

Gemäß dem Patentanspruch 1 1 ist Gegenstand der Erfindung auch ein Ver- fahren zum Herstellen eines Filterelements gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 10. Wie im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 1 angegeben, wird in einem Verfahrensschritt eine aus mehreren Lagen bestehende Filtermatte aus einer vorzugsweise mehrlagigen, Filtrationseigenschaften aufweisenden Hauptstrukturlage zusammen mit mindestens einer weiteren, aus stabilisierendem Material bestehenden Zusatzstrukturlage gefaltet. Des Weiteren wird die so gebildete Filtermatte zu einem entlang einer Längsnaht umfänglich geschlossenen Hohlkörper geformt. Diese Längsnaht kann durch eine Schweißnaht oder eine Klebeverbindung gebildet sein. Sodann werden die aus Hauptstrukturlage und zumindest einer Zusatzstrukturlage bestehenden Enden des Hohlkörpers mit Endkappen durch Schweißen oder Kleben verbunden. Dabei kann der Werkstoff der Zusatzstrukturlagen zusammen mit Bestandteilen der Hauptstrukturlage ein Volumen an Schmelze beim die Verbindung mit der Endkappe herstellenden Schweißvorgang zur Verfügung stellen.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im Einzelnen erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Schrägansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Filterelements; Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 vergrößert gezeichnete perspektivische

Schrägansicht eines im gestreckten Zustand gezeigten Längenabschnitts der Filtermatte des Ausführungsbeispiels des Fi l- terelements;

Fig. 3 eine perspektivische Schrägansicht eines Endabschnitts der zum Hohlkörper geformten Filtermatte des Ausführungsbeispiels vor dem Einsetzen in eine Endkappe;

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung der in die Endkappe eingesetzten Filtermatte; und

Fig. 5 eine schematisch vereinfacht gezeichnete Schrägansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Filterelements.

Die Fig. 1 zeigt ein als Ganzes mit 1 bezeichnetes Filterelement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In der bei kreiszylindrischen Filterelementen üblichen Weise ist das Filtermedium aus einer plissierten Filtermatte 3 gebildet, die zu einem Hohlkörper geformt ist, der um- fangsseitig durch eine Längsnaht 5 geschlossen ist, die durch eine Schweiß- naht oder eine Klebeverbindung gebildet ist. Die Filtermatte 3, von der in Fig. 2 ein Längenabschnitt in gestrecktem Zustand gezeigt ist, ist an beiden axialen Abschlussenden 7 und 8, von denen in Fig. 3 nur eines sichtbar und mit 7 bezeichnet ist, in jeweils eine Endkappe 9 und 1 1 eingeschweißt oder eingeklebt, die in der bei derartigen Filterelementen üblichen Weise eine Einfassung für den Endrand der Filtermatte 3 bilden. Die in Fig. 1 oben liegende Endkappe 9, die auch in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, ist als geschlos- sene Kappe ausgebildet, während die unten liegende Endkappe 1 1 einen zentralen Durchgang 1 3 zum inneren, von der Filtermatte 3 umgebenen Filterhohlraum aufweist. Bei Anströmung der Filtermatte 3 im Filtrationsbetrieb von außen nach innen kann der innere Filterhohlraum ein in Fig. 1 nicht sichtbares fluiddurchlässiges Stützrohr aufweisen, an dem die Innenseite der Filtermatte 3 anliegt. Die Endkappen 9 und 1 1 bestehen aus einem Kunststoffmaterial, das sich für einen Schweißvorgang eignet, bei dem durch Erwärmen der Endkappe 9, 1 1 Bestandteile der Fügepartner anschmelzen.

Die Fig. 2 verdeutlicht den Aufbau der Filtermatte 3. Diese weist von axialem Abschlussende 7 zu axialem Abschlussende 8 durchgehend eine Hauptstrukturlage 15 auf, sowie eine erste Zusatzstrukturlage 1 7 und eine zweite Zusatzstrukturlage 1 9, die jeweils kürzer sind als die Hauptstruktur- läge 1 5. Diese Zusatzstrukturlagen 1 7 und 1 9 sind beim für die Herstellung der Filtermatte 3 erfolgenden Faltvorgang derart mit eingefaltet, dass sie von je einem Abschlussende 7 oder 8 ausgehen. Genauer gesagt, beginnt die Zusatzstrukturlage 1 7 mit ihrem Ende 12 am Abschlussende 7 der Filtermatte 3, und die Zusatzstrukturlage 19 beginnt mit ihrem Ende 18 am Ab- schlussende 8 der Filtermatte 3, wobei die Länge jeder Zusatzstrukturlage 1 7, 1 9 einem Bruchteil der axialen Länge der Hauptstrukturlage 1 5 entspricht. Bei der praktischen, in Fig. 1 gezeigten Ausführung beträgt die axiale Länge jeder Zusatzstrukturlage 1 7, 1 9 etwa 1/1 5 der Länge der Hauptstrukturlage 15. Die Hauptstrukturlage 1 5 ist in der bei derartigen Filterma- terialien üblichen Weise mehrlagig, mit einer ersten Lage eines Stützgewebes, einer zweiten Lage als Schutzvlies, einer dritten Lage als Hauptvlies, wobei weitere Lagen als Schutzvlies und Stützgewebe vorgesehen sein können und die genannten Stützgewebe, bei metallfreiem Aufbau der Matte aus einem Kunststoffgitter oder einem Kunststoffgewebe bestehen können. Die Zusatzstrukturlagen 1 7, 19 können aus einem fluidundurchlässigen Kunststoffmaterial bestehen, das einen stabilisierenden Füllstoff zwischen Falten 21 bildet, und bestehen aus einem für einen Schweißvorgang geeigneten Werkstoff. Jedoch können die Zusatzstrukturlagen 1 7, 1 9, ebenso wie Bestandteile der Hauptstrukturlage 1 5, aus einem Kunststoffmaterial mit Filtrationseigenschaften bestehen, das für den Schweißvorgang Schmelze- material liefert.

Die Zusatzstrukturlagen 1 7, 19 können bei der Herstellung der Filtermatte 3 derart mit eingefaltet sein, dass die Zusatzstrukturlagen 1 7, 1 9, wie in Fig. 2 gezeigt, an der dort sichtbaren Außenseite der Filtermatte 3 anliegen, sodass in Fig. 2 die einander zugewandten Enden 14 und 1 6 der Zusatzstrukturlagen 1 7 und 19 sichtbar sind. Die Zusatzstrukturlagen 1 7, 1 9 können ebenso innenliegend zwischen Einzellagen der Hauptstrukturlage 15 oder an der in Fig. 2 nicht sichtbaren Innenseite oder an der Rückseite eingefaltet sein. Die Zusatzstrukturlagen 1 7, 19 können in vorteilhafter Weise aus einem Werk- Stoff bestehen, der beim Faltprozess aushärtet oder anschließend durch

Wärmeeintrag ausgehärtet wird. Beispielsweise kann als Werkstoff ein Pre- preg-Material vorgesehen sein, vorzugsweise aus einem Grundmaterial aus Karbon- oder Glasfaser, wobei die zugehörig Menge an Harz derart abgestimmt ist, dass das Material der Zusatzstrukturlagen 1 7, 19 beim Faltpro- zess aushärtet oder in einem weiteren Schritt mittels Wärmeeintrag ausgehärtet wird. Durch die an den Endkappen 9, 1 1 durch die Zusatzstrukturlagen 1 7, 19 gebildete Materialverdichtung ist eine besonders sichere Einbindung der Filtermatte 3 in die Endkappen 9, 1 1 sichergestellt, da bei dem durch Erwärmen der Endkappen 9, 1 1 erfolgenden Schwei ßprozess mehr Schmelzematerial zur Verfügung steht und damit die Filtermatte 3 sicher umschließt. Die nur bereichsweise stattfindende Materialverdichtung führt zu keiner wesentlichen Erhöhung der Gesamt-Materialdichte der Filtermatte 3, so dass zwischen den Falten 21 Raum für die Aufnahme von Schmutzpartikeln freibleibt. Auch bleibt die Filtermatte 3 flexibel. Die höhere Flexi- bilität in Bereichen ohne Zusatzstrukturlage 1 7, 19 kommt der Filtermatte 3 beispielsweise bei rückwirkenden Druckstößen im Betrieb zugute, weil sich die flexible Filtermatte 3 aufblähen und dadurch mehr freie Anströmfläche zur Verfügung stellen kann.

Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Filterelements 1 . Hierbei handelt es sich um eine Ausführungsform mit vergleichsweise großer Baulänge. Bei diesem Beispiel ist, zusätzlich zu den von den Endkappen 9 und 1 1 ausgehenden Zusatzstrukturlagen 1 7 und 1 9 eine dritte Zusatzstrukturlage 23 vorgesehen. Diese ist, im Abstand von den Zusatzstrukturlagen 1 7 und 19, beim gezeigten Beispiel mittig in die Bahn der Filtermatte 3 derart eingefaltet, dass sie, wie die Zusatzstrukturlagen 1 7, 19, an der Außenseite der Hauptstrukturlage 1 5 liegt und dass die Enden 25 und 27 der Zusatzstrukturlage 23 von den zugewandten Enden 14 und 16 der Zusatzstrukturlage 1 7 bzw. 1 9 jeweils einen Abstand besitzen. Diese dritte Zusatzstrukturlage 23 besteht aus einem Füllmaterial, das wie das Ma- terial der anderen Zusatzstrukturlagen 1 7, 19 beim Faltprozess aushärtet oder aushärtbar ist, und dient als stabilisierender Abstandhalter, der die Zwischenräume der Falten 21 über die Elementlänge offen hält. Wie die beiden anderen Zusatzstrukturlagen 1 7 und 1 9 kann auch die dritte Zusatzstrukturlage 23 Filtrationseigenschaft besitzen oder aus einem fluidundurch- lässigen Füllstoff gebildet sein.