过滤元件和过滤系统的制作方法

本发明涉及尤其用于空气、尤其是内燃机、尤其是机动车的吸入空气的过滤元件和过滤系统。所述过滤元件和过滤系统能够用于为燃料电池进行空气过滤、尤其是能够用作阴极空气过滤器。此外，所述过滤元件或者过滤系统能够额外地被构造用于吸附有害气体。

背景技术：

1、由ep 3003533 a2已知一种过滤系统，其中圆锥形的次级过滤元件被装入到柱筒形的初级过滤元件的干净侧的内部中。在所述过滤元件的两个端侧上布置了环形的端盘，因而所述过滤元件的两侧是敞开的。所述初级过滤元件在轴向上相对于壳体盖进行密封。所述次级过滤元件的朝向壳体盖的端侧是封闭的并且支撑在壳体盖上。

技术实现思路

1、本发明的任务是，说明一种过滤系统，该过滤系统允许在壳体上的材料和重量的节省。

2、本发明的另一任务是，说明一种用于这样的过滤系统的过滤元件。

3、前面提到的任务根据本发明的一个方面用一种根据权利要求1所述的过滤系统来解决。所述过滤系统具有带有用于流体的入口和出口的壳体，其中在所述壳体中布置了带有过滤介质的、作为空心体、尤其是空心筒形地构成的第一过滤元件，并且在所述第一过滤元件的内部空间中布置了第二过滤元件，其中所述第一过滤元件和第二过滤元件彼此同轴地且同心地围绕着纵轴线来布置，其中所述第一过滤元件具有布置在出口侧的端侧处的第一端盘和布置在对置的端侧处的第二端盘，所述端盘分别具有中心开口并且基本上环形地在过滤介质的相应的端侧的范围内延伸，其中所述第二过滤元件具有出口侧的第一端侧和与所述出口侧的端侧对置的第二端侧，所述第二端侧用遮盖件来流体密封地封闭，其中所述第一过滤元件的第二端盘中的开口通过遮盖件来流体密封地封闭，其中在所述第一过滤元件的第二端侧与所述第二过滤元件的第二端侧之间布置了密封接口。通过所述密封接口所述两个过滤元件直接相对于彼此进行密封。

4、根据本发明的另一方面，所述任务通过一种用于过滤系统的过滤元件来解决，该过滤元件具有尤其锯齿形地折叠的、被成形为空心体的过滤介质、布置在端侧处的第一端盘和布置在对置的端侧处的第二端盘，其中所述两个端盘分别具有中心开口并且基本上环形地在过滤介质的端侧的范围内延伸，其中在所述在安装状态下根据规定与干净空气侧的出口对置的端侧上设置了密封接口的密封面或者密封接口的密封元件的区域。

5、根据本发明的另一方面，所述任务通过一种用于过滤系统的过滤元件来解决，所述过滤元件包括单层地或多层地布置在支撑管上的过滤介质、布置在端侧处的第一接管和布置在对置的端侧处的第二遮盖件，其中所述遮盖件具有至少一个密封面或至少一个密封元件，所述密封面或密封元件在安装状态下根据规定与另外的过滤元件形成密封接口。

6、本发明的有利的设计方案和优点由其他权利要求、说明书和附图得出。

7、提出一种过滤系统，其具有带有用于流体的入口和出口的壳体，其中在所述壳体中布置了带有围绕着纵轴线的过滤介质的、作为空心体来构成的第一过滤元件并且在所述第一过滤元件的内部空间中布置了第二过滤元件。所述两个过滤元件彼此同轴地且同心地围绕着第一过滤元件的纵轴线来布置。所述过滤元件的纵轴线能够与过滤器壳体的纵轴线相一致。但是，所述过滤元件也能够关于壳体轴线偏心地布置在过滤器壳体中。所述第一过滤元件具有布置在出口侧的端侧处的第一端盘和布置在对置的端侧处的第二端盘，所述端盘分别具有中心开口并且基本上环形地在过滤介质的相应的端侧的范围内延伸。所述第二过滤元件具有出口侧的第一端侧和与所述出口侧的端侧对置的第二端侧，所述第二端侧用遮盖件来流体密封地封闭。所述第二端盘中的开口通过遮盖件来流体密封地封闭，其中在所述第一过滤元件的第二端侧与所述第二过滤元件的第二端侧之间布置了密封接口。

8、所述密封接口包括至少一个处于过滤元件之一处的密封面和至少一个处于过滤元件中的另外的过滤元件处的密封元件。所述密封元件能够由被发泡到过滤元件之一上的发泡的聚合物来形成或者能够由注射成型的热塑性塑料来形成。所述发泡的聚合物尤其能够是聚氨酯。在此，相同的材料能够形成所述密封元件和端盘。作为替代方案，所述密封元件也能够是2组分(2k)构件，其中热塑性的弹性体被注射成型到在过滤元件之一上存在的热塑性的载体上。所述载体能够由聚合物、尤其是pp或pa来形成。所述密封元件也能够是被连接到载体上的、尤其被挤出的密封元件。

9、有利的是，所述密封接口直接处于两个过滤元件之间。能够避免昂贵的附加组件。所述第一过滤元件也能够被称为主要元件并且所述第二过滤元件能够被称为次级元件或安全元件。优选所述第一过滤元件的过滤介质是锯齿形折叠的过滤介质，其被构造为空心体。所述空心体能够柱筒形地或者圆锥形地制成。能够设想不同的基面；优选所述基面是圆形的或椭圆形的。就圆筒形的过滤元件而言，所述端盘相应地是圆环形的。所述过滤介质优选围绕着支撑管来布置。所述端盘优选由发泡的聚合物来形成、尤其由聚氨酯来形成。所述壳体能够适宜地同轴地围绕着纵轴线来构成，该纵轴线与过滤元件的纵轴线重合，其中尤其所述壳体能够具有出口来作为与纵轴线同轴地布置的接管。所述第二过滤元件在壳体的与出口对置的侧面处具有其用遮盖件来封闭的端侧。所述第二过滤元件的过滤介质优选是单层地或多层地缠绕的过滤介质，其优选布置在支撑管上。作为替代方案，所述第二过滤元件的过滤介质能够是被成形为空心体的波纹管。所述密封接口由此布置在壳体的与出口对置的一侧上。所述遮盖件能够与第二过滤元件的支撑管一件式地构成并且由硬塑料、尤其是诸如pp或pa的聚合物来制成。尤其对于所述第二过滤介质被构造为波纹管这种情况来说，所述遮盖件也能够由软塑料、尤其是发泡的聚氨酯来形成并且有利地同时形成褶皱的端侧的密封件。

10、所述过滤系统例如是空气过滤系统、尤其是用于内燃机的空气过滤系统、优选是用于机动车的内燃机或燃料电池的空气过滤系统。

11、根据一种有利的设计方案，所述密封接口能够包括至少一个处于第一过滤元件的与干净侧的出口对置的支撑管处的密封面和至少一个处于第二过滤元件处的密封元件，所述密封元件沿着轴向的和/或径向的方向相对于密封面进行密封。

12、优选所述密封元件能够直接布置在遮盖件上或在与遮盖件隔开的情况下布置在第二过滤元件处。此外，所述第一过滤元件能够在其外侧面上由壳体来支撑。

13、根据一种有利的设计方案，所述密封接口能够包括密封元件、尤其是密封圈，其布置在遮盖件上的环绕的凸起处，所述凸起在遮盖件的外部的端侧处沿着轴向方向从遮盖件上突出，其中所述密封元件沿着径向方向相对于第一过滤元件的支撑管进行密封。所述密封元件能够由被发泡到凸起的上面或周围的发泡的聚合物来形成或者由注射成型的热塑性塑料来形成。所述发泡的聚合物尤其能够是聚氨酯。所述密封元件能够是2组分(2k)构件，其中热塑性塑料被注射成型到所述凸起上。

14、根据一种有利的设计方案，所述密封接口能够包括密封元件，所述密封元件布置在遮盖件的环绕的棱边处并且所述密封元件沿着径向方向相对于第一过滤元件的支撑管进行密封。所述密封元件能够有利地是由发泡的聚合物制成的成形体或者被注射成型到棱边上的热塑性塑料，其中所述成形体被发泡到棱边上并且以其外表面相对于第一过滤元件的支撑管进行密封。

15、根据一种有利的设计方案，所述密封接口能够在第二过滤元件的端侧处、尤其在遮盖件处包括密封元件、尤其密封圈或密封凸起，其沿着轴向方向相对于第一过滤元件的支撑管的沿着径向方向向里指向的边缘进行密封。在所述遮盖件上能够布置环绕的环，该环被嵌入到密封元件中，这实现了密封元件和第二过滤元件的稳定的连接。所述密封元件优选是发泡的聚合物、尤其是聚氨酯或热塑性塑料。有利的是，所述第一过滤元件的端盘能够至少部分地覆盖向里指向的边缘。这允许中间管与端盘之间的得到改进的密封性以及对于密封面的稳定支撑。所述第一或外部的过滤元件的支撑管的径向向里指向的边缘能够具有槽，所述密封元件、尤其是密封凸起嵌合到所述槽中。所述密封元件能够沿着轴向方向相对于槽底并且/或者相对于限定所述槽的凸起的轴向端面进行密封。

16、根据一种有利的设计方案，所述密封接口作为密封元件能够包括第一过滤元件的、沿着轴向方向与干净侧的出口对置的第二端盘的区域和至少一个处于第二过滤元件处的密封面。有利的是，所述端盘能够在制造时以所期望的方式以合适的形状来成形。在一些具有通过壳体产生的支撑的设计方案中或者在一些作为替代方案没有通过壳体产生的支撑的设计方案，所述端盘能够相对于第二过滤元件完成其密封功能。

17、有利的是，所述第一过滤元件的第二端盘能够沿着径向方向向里突出超过过滤介质。在此，所述支撑管能够额外地在其轴向端部处例如向里倾斜并且/或者设有向里指向的边缘。由此，所述向里突出的端盘能够在这个区域中得到支撑和稳定。例如对于所述密封元件是第一过滤元件的一部分这种情况来说，所述支撑管能够被构造用于加固软的密封元件或用于安置密封元件。对于所述第二过滤元件具有或承载密封元件这种情况来说，所述支撑管能够被构造为用于在两个过滤元件之间建立密封的连接的配对轮廓。

18、根据一种有利的设计方案，所述区域能够布置在第一过滤元件的第二端盘的内边缘处，所述内边缘相对于密封面进行密封，所述密封面处于布置在遮盖件处的环绕的凸起的、沿着径向方向的外部的周向面处，所述凸起沿着轴向方向离开遮盖件来延伸。尤其所述第二壳体件处的沿着轴向方向指向的凸缘能够嵌合到第二端盘的槽中。所述端盘能够有利地通过壳体来支撑，从而能够保证所述形成密封元件的端盘的、在第二过滤元件的密封面上的可靠的抵靠。

19、根据一种有利的设计方案，所述第一过滤元件的第二端盘的区域能够沿着径向方向相对于在内侧面上布置在遮盖件处的环绕的凸起的密封面进行密封，所述凸起沿着轴向方向离开遮盖件来延伸，其中所述接管能够嵌合到端盘中的槽中。尤其所述第一过滤元件的第二端盘的内边缘能够由沿着轴向方向向里指向的接片沿着径向方向支撑在第二壳体件上。能够保证对于所述端盘的稳定的固定，所述端盘形成密封接口的密封元件。

20、根据一种有利的设计方案，所述区域能够布置在第一过滤元件的第二端盘的内边缘处，所述内边缘相对于以下密封面进行密封，所述密封面处于布置在遮盖件处的环绕的凸起的、沿着径向方向的外部的周向面处，所述凸起沿着轴向方向离开遮盖件来延伸。所述端盘能够在与第二过滤元件的密封面接触或者触碰的区域中具有轴向的超出部，以用于实现大的密封面。

21、根据一种有利的设计方案，所述区域能够布置在第一过滤元件的第二端盘的、在过滤介质的横截面之内环绕的径向的超出部的、沿着轴向方向向里指向的端侧处，所述超出部相对于遮盖件的端侧处的密封面进行密封。尤其所述支撑管能够具有沿着径向方向向里指向的环绕的边缘，该边缘能够被嵌入到径向的超出部中，这允许对于所述密封接口的稳定的支撑。

22、根据一种有利的设计方案，所述第二壳体件的端面能够向里弯拱。能够保证，仅仅合适的过滤元件被装入到所述壳体中。

23、根据一种有利的设计方案，所述第二壳体件的端面能够具有开口，该开口至少部分地在第二过滤元件的端侧的范围内延伸。在装入第二过滤元件的情况下，所述开口被过滤元件的端侧的遮盖件遮盖。通过处于第一过滤元件、第二过滤元件和第二壳体件这些构件中的至少两个构件处的至少区段式地同心的密封部位来进行所述密封。通过所述开口来保证，仅仅合适的过滤元件被装入到所述壳体中。能够在不打开壳体的情况下进行外观检查，是否装入了合适的第二过滤元件。由于所述壳体上的材料节省而能够节省重量。

24、根据本发明的另一方面，提出一种用于按本发明的过滤系统的过滤元件，其具有尤其锯齿形地折叠的、被成形为空心体的过滤介质、布置在端侧处的第一端盘和布置在对置的端侧处的第二端盘，其中所述两个端盘分别具有中心开口并且基本上环形地在过滤介质的端侧的范围内(在被折叠的过滤介质的情况下在过滤介质的褶皱的范围内)延伸，其中在所述在安装状态中根据规定与干净空气侧的出口对置的端侧处布置了密封接口的密封面或密封元件的区域。所述过滤元件优选柱筒形地、尤其圆筒形地构成，但是也能够锥形地构成。

25、有利的是，所述过滤元件能够是过滤系统中的主要元件。所述主要元件能够通过密封接口与第二过滤元件、优选次级元件流体密封地连接。例如所述端盘能够由发泡的聚合物、尤其由聚氨酯来形成。所述过滤元件的结构是紧凑的并且节省了用于密封的附加构件。到所述过滤系统中的安装能够得到简化。

26、根据一种有利的设计方案，所述过滤介质能够围绕着支撑管来布置，其中所述支撑管具有密封面。所述支撑管能够在制造时以适合用于将密封面构造为密封元件的配对轮廓的方式来构成。作为替代方案，所述支撑管能够被构造用于安置密封元件并且/或者用于加固软的密封元件。所述支撑管能够具有径向向里延伸的边缘，在所述边缘处布置了所述密封面。尤其所述边缘的轴向向里指向的区段形成所述密封面。

27、根据一种有利的设计方案，所述端盘能够在所述在安装状态中根据规定与干净空气侧的出口对置的端侧处具有密封接口的密封元件侧的区域。所述端盘能够有利地环形地径向向里延伸超过过滤介质。这个环形的在径向上处于里面的区域形成密封接口的密封元件。在实施方式中这个区域具有槽，该槽与密封接口的配对件的密封面共同作用。

28、在这种实施方式中，在所述装有过滤元件的过滤系统中能够有利地额外地节省重量，因为由此所述外部的过滤元件的端盘不必以封闭的方式制成。通过所述外部的过滤元件的底部中的开口能够节省端盘材料。

29、根据本发明的另一方面，提出一种用于按本发明的过滤系统的过滤元件，该过滤元件包括单层地或多层地布置在支撑管上的过滤介质、布置在端侧处的环绕的、沿着轴向方向指向的第一接管和布置在对置的端侧处的第二遮盖件，其中所述遮盖件具有至少一个密封面或至少一个密封元件，所述密封面或密封元件在安装状态中根据规定与另外的过滤元件形成密封接口。所述过滤介质能够围绕着支撑管来缠绕或者锯齿形地被折叠并且被成形为包围支撑管的空心体。

30、有利的是，所述过滤元件能够是所述过滤系统中的次级元件。所述次级元件能够通过密封接口与另外的过滤元件、优选主要元件流体密封地连接。所述过滤元件优选是柱筒形的、尤其是圆筒形的，但是也能够锥形地构成。

31、作为替代方案或补充方案，所述过滤元件能够被构造用于进行有害气体吸附并且通过密封接口与颗粒过滤元件流体密封地连接。为了进行有害气体吸附，所述过滤元件具有相应合适的过滤介质、尤其是含有活性炭的过滤介质。

32、根据一种有利的设计方案，能够在所述遮盖件处布置环绕的凸起，该凸起沿着轴向方向离开遮盖件来延伸，其中所述环绕的凸起能够承载密封元件。有利的是，所述凸起能够被嵌入到密封元件中。例如所述密封元件能够由发泡的聚合物、尤其由聚氨酯或由热塑性塑料来形成。也可能的是，所述凸起本身由发泡的聚合物制成并且尤其对所述第二过滤元件被制作为具有发泡的端盘的波纹管这种情况来说形成密封元件。所述凸起而后能够容易地与端盘一件式地制造。

33、根据一种有利的设计方案，能够在所述遮盖件或支撑管的棱边处布置密封元件。有利的是，能够在所述棱边处布置发泡的聚合物、尤其是聚氨酯或热塑性塑料。

34、根据一种有利的设计方案，能够在所述遮盖件处作为密封接口的密封面布置沿着轴向方向向外指向的环绕的凸起。所述凸起能够以合适的方式来构成，以用于构成密封面或密封接口。