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EP-4308807-B1 - FILTER ELEMENT AND FILTER SYSTEM

EP4308807B1EP 4308807 B1EP4308807 B1EP 4308807B1EP-4308807-B1

Inventors

  • LÖHL, THOMAS
  • SCHMID, DANIEL

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20220302

Claims (13)

  1. A filter system (100) with a housing (102) with an inlet (108) and an outlet (110) for a fluid, wherein a first filter element (10) designed as a hollow body with a filter medium (11) is disposed in the housing (102) and a second filter element (40) disposed in an interior space (30) of the first filter element (10), wherein the first filter element (10) and the second filter element (40) are disposed coaxially and concentrically to each other around a longitudinal axis (70), wherein the first filter element (10) features a first end plate (14) disposed on an outlet-sided front face (12) and a second end plate (18) disposed on the opposite front face (16), which end plates (14, 18) each feature a central opening (21, 22) and extend substantially annularly over the respective front face (14, 16) of the filter medium (11), wherein the second filter element (40) features an outlet-sided first front face (42) and a second end face (46) opposite the outlet-sided front face (42), which is sealed in a fluid-tight manner with a cover (50), wherein the opening (22) in the second end plate (18) is sealed in a fluid-tight manner by the cover (50), characterized in that a sealing interface (80) is disposed between the second front face (16) of the first filter element (10) and the second front face (46) of the second filter element (40), via which the two filter elements (10, 40) seal directly against each other.
  2. The filter system according to claim 1, wherein the sealing interface (80) comprises a sealing surface (25) on a support tube (24) of the first filter element (10) opposite a clean-sided outlet (110) and at least one sealing element (60, 62, 64) disposed on the second filter element (40), which seals against the sealing surface (25) in the axial and/or radial direction (72, 74).
  3. The filter system according to claim 1 or 2, wherein the sealing interface (80) comprises a sealing element (60), in particular a gasket, which is arranged on a circumferential projection (52) which protrudes from the outer front face of the cover (50) in the axial direction (72) of the cover (50), wherein the sealing element (60) seals against a support tube (24) of the first filter element (10) in the radial direction (74).
  4. The filter system according to claim 1 or 2, wherein the sealing interface (80) comprises a sealing element (62), which is disposed on a circumferential edge (51) of the cover (50) and which seals against a support tube (24) of the first filter element (10) in the radial direction (74).
  5. The filter system according to claim 1 or 2, wherein the sealing interface (80) on the front face (46) of the second filter element (40), in particular on the cover (50), comprises a sealing element (64), in particular a gasket or a sealing projection (43), which seals in the axial direction (72) against an edge (26, 29) of the support tube (24) of the first filter element (10) pointing inwards in the radial direction (74).
  6. The filter system according to claim 1, wherein the sealing interface (80) comprises a region (15) of the second end plate (18) of the first filter element (10), which is opposite a clean-sided outlet (110) in the axial direction (72), and at least one sealing surface (45) on the second filter element (40).
  7. The filter system according to claim 6, wherein the second end plate (18) of the first filter element (10) protrudes inwardly in the radial direction (74) beyond the filter medium (11).
  8. The filter system according to one of the claims 6 or 7, wherein the region (15) is disposed at an inner edge of the second end plate (18) of the first filter element (10), which seals against a sealing surface (45) on a circumferential surface (74) of a circumferential projection (52) disposed on the cover (50), which projection extends in an axial direction (72) away from the cover (50), in particular wherein a web (114) pointing in the axial direction (72) engages in a groove (17) of the second end plate (18) at the second housing component (106).
  9. The filter system according to one of the claims 6 or 7, wherein the region (15) of the second end plate (18) of the first filter element (10) seals against a sealing surface (45) of a circumferential projection (52) disposed on an interior side of the cover (50) in the radial direction (74), which projection extends away from the cover (50) in the axial direction (72), wherein the projection (52) engages in a groove (19) in the end plate (18), in particular wherein an inner edge of the second end plate (18) of the first filter element (10) is supported in the axial direction (72) by a web (118) on the second housing component (106) in the radial direction (74).
  10. The filter system according to one of the claims 6 or 7, wherein the region (15) is disposed at an inner edge of the second end plate (18) of the first filter element (10), which seals against a sealing surface (45) on a circumferential surface (74) of a circumferential projection (52) disposed on the cover (50), which projection extends in an axial direction (72) away from the cover (50).
  11. The filter system according to one of the claims 6 or 7, wherein the region (15) is disposed on a front face (58) pointing inward in an axial direction (72) of a radial overhang (20) of the second end plate (18) of the first filter element (10) that extends within the cross-section of the filter medium (11), which seals against a sealing surface (45) on a front face of the cover (50). in particular wherein the support tube (24) features a circumferential edge (23) pointing inward in the radial direction (74), which is embedded in the radial overhang (20).
  12. The filter system according to one of the preceding claims, wherein a front face (112) of the second housing component (106) is curved inward.
  13. The filter system according to one of the preceding claims, wherein the front face (112) of the second housing component (106) features an opening which extends at least partially over the second front face (46) of the second filter element (40).

Description

Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft ein Filtersystem, insbesondere für Luft, insbesondere die Ansaugluft einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Das Filtersystem kann zur Luftfiltration für Brennstoffzellen, insbesondere als Kathodenluftfilter eingesetzt werden. Weiterhin kann das Filtersystem zusätzlich zur Adsorption von Schadgasen ausgebildet sein. Stand der Technik Aus EP 3 003 533 A2 ist ein Filtersystem bekannt, bei dem ein konisches Sekundärfilterelement in das reinseitige Innere eines zylindrischen Primärfilterelements eingesetzt ist. An beiden Stirnseiten des Filterelements sind ringförmige Endscheiben angeordnet, so dass beide Seiten des Filterelements offen sind. Das Primärfilterelement dichtet axial gegen einen Gehäusedeckel ab. Die dem Gehäusedeckel zugewandte Stirnseite des Sekundärfilterelements ist geschlossen und stützt sich am Gehäusedeckel ab. Aus DE 10 2017 005797 A1 ist ein Filtersystem nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 bekannt. Offenbarung der Erfindung Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filtersystem anzugeben, das eine Material- und Gewichtsersparnis am Gehäuse erlaubt. Die vorgenannte Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung gelöst mit einem Filtersystem nach Anspruch 1. Das Filtersystem weist ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass für ein Fluid auf, wobei in dem Gehäuse ein erstes, als Hohlkörper - insbesondere hohlzylindrisch - ausgebildetes Filterelement mit einem Filtermedium und in einem Innenraum des ersten Filterelements ein zweites Filterelement angeordnet ist, wobei das erste Filterelement und das zweite Filterelement koaxial und konzentrisch zueinander um eine Längsachse angeordnet sind, wobei das erste Filterelement eine erste, an einer auslassseitigen Stirnseite angeordnete Endscheibe und eine zweite, an der gegenüberliegenden Stirnseite angeordnete Endscheibe aufweist, welche Endscheiben jeweils eine zentrische Öffnung aufweisen und sich im Wesentlichen ringförmig über die jeweilige Stirnseite des Filtermediums erstrecken, wobei das zweite Filterelement eine auslassseitige erste Stirnseite und eine der auslassseitigen Stirnseite gegenüberliegende zweite Stirnseite aufweist, die mit einer Abdeckung fluiddicht verschlossen ist, wobei die Öffnung in der zweiten Endscheibe des ersten Filterelements durch die Abdeckung fluiddicht verschlossen ist, wobei zwischen der zweiten Stirnseite des ersten Filterelements und der zweiten Stirnseite des zweiten Filterelements eine Dichtungsschnittstelle angeordnet ist. Über die Dichtungsschnittstelle dichten die beiden Filterelemente unmittelbar gegeneinander ab. Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Es wird ein Filtersystem vorgeschlagen, das ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass für ein Fluid aufweist, wobei in dem Gehäuse ein erstes, als Hohlkörper ausgebildetes Filterelement mit einem Filtermedium um eine Längsachse und in einem Innenraum des ersten Filterelements ein zweites Filterelement angeordnet ist. Die beiden Filterelemente sind koaxial und konzentrisch um eine Längsachse des ersten Filterelements angeordnet. Die Längsachse des Filterelements kann mit einer Längsachse des Filtergehäuses übereinstimmen. Die Filterelemente können aber auch bezüglich einer Gehäuseachse exzentrisch in dem Filtergehäuse angeordnet sein. Das erste Filterelement weist eine erste, an einer auslassseitigen Stirnseite angeordnete Endscheibe und eine zweite, an der gegenüberliegenden Stirnseite angeordnete Endscheibe auf, welche Endscheiben jeweils eine zentrale Öffnung aufweisen und sich im Wesentlichen ringförmig über die jeweilige Stirnseite des Filtermediums erstrecken. Das zweite Filterelement weist eine auslassseitige erste Stirnseite und eine der auslassseitigen Stirnseite gegenüberliegende zweite Stirnseite auf, die mit einer Abdeckung fluiddicht verschlossen ist. Die Öffnung in der zweiten Endscheibe ist durch die Abdeckung fluiddicht verschlossen, wobei zwischen der zweiten Stirnseite des ersten Filterelements und der zweiten Stirnseite des zweiten Filterelements eine Dichtungsschnittstelle angeordnet ist. Die Dichtungsschnittstelle umfasst wenigstens eine Dichtfläche an einem der Filterelemente und wenigstens ein Dichtungselement an dem anderen der Filterelemente. Das Dichtungselement kann aus einem geschäumten Polymer, das auf eines der Filterelemente aufgeschäumt ist, gebildet sein oder kann aus einem angespritzten Thermoplast gebildet sein. Das geschäumte Polymer kann insbesondere ein Polyurethan sein. Hierbei kann das gleiche Material das Dichtungselement und die Endscheibe bilden. Das Dichtungselement kann alternativ ein 2-Komponenten (2K) Bauteil sein, bei dem ein thermoplastisches Elastomer an einen thermoplastischen Träger angespritzt ist, welcher an einem der Filterelemente vorhanden ist. Der Träger kann aus einem Polymer, insbesondere PP oder PA, gebildet sein. Das Dichtungselement kann au