WO2022238160A1

WO2022238160A1 - Filtersystem mit einem resonator

Info

Publication number: WO2022238160A1
Application number: PCT/EP2022/061703
Authority: WO
Inventors: Daniel Schmid; Kevin Kohn; Sven Epli
Original assignee: Mann+Hummel Gmbh
Priority date: 2021-05-10
Filing date: 2022-05-02
Publication date: 2022-11-17
Also published as: DE102021112127A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filtersystem (100) zum Filtern eines Fluids, wenigstens umfassend ein Filtergehäuse (110) mit wenigstens einem Gehäuseoberteil (112) und einem Gehäuseunterteil (114), die sich entlang einer Gehäuseachse (M) erstrecken, ein Filterpaket (1) das eine Reinfluidseite (52) und eine Rohfluidseite (50) fluiddicht trennt, umfassend wenigstens ein Filterelement (10), wobei das wenigstens eine Filterelement (10) einen um seine Längsachse (L) angeordneten hohlzylinderartigen Filterbalg (12) umfasst, wobei das Filterelement (10) an wenigstens einer ersten Stirnseite (26) im Wesentlichen geschlossen ausgebildet ist und eine erste Endscheibe (14) aufweist, die einer zweiten Endscheibe (16) mit einem Fluiddurchlass (29) für das gefilterte Fluid gegenüberliegt, sowie einen Resonator (40) mit einem Resonatorkörper (41 ), der zwei einander gegenüber liegende offene Enden (42, 43) aufweist.

Description

1

Beschreibung

Filtersystem mit einem Resonator

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids mit einem Resonator, sowie ein Filterelement und ein Sekundärelement für ein solches Filtersystem, insbesondere eines Luftführungssystems einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.

Stand der Technik

Aus der US 2014/102304 A1 ist eine Luftfilteranordnung für einen Motor bekannt, welche ein Filterelement, ein Schalldämpfungselement und eine Endkappe umfasst. Das Filterelement ist ein zylindrisches Filterelement, das einen hohlen Innenraum definiert. Das Schalldämpfungselement erstreckt sich in das hohle Innere des zylindrischen Filterelements. Das Schalldämpfungselement weist an einem ersten Ende einen Flansch auf. Der Flansch hat einen Durchmesser, der größer als ein Durchmesser des hohlen Innenraums ist. Die Endkappe ist an dem zylindrischen Filterelement befestigt und dient dazu, das Schalldämpfungselement relativ zum Filterelement zu fixieren. Das Schalldämpfungselement ist wirksam, um Motorgeräusche zu reduzieren, die durch die Luftfilteranordnung wandern.

Offenbarung der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids mit einem Resonator zu schaffen, welches eine verbesserte Geräuschdämpfung ermöglicht.

Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung eines Filterelements für ein solches Filtersystem, welches eine verbesserte Geräuschdämpfung ermöglicht.

Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung eines Sekundärelements für ein solches Filtersystem, welches eine verbesserte Geräuschdämpfung ermöglicht.

Die vorgenannte Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung von einem Filtersystem zum Filtern eines Fluids gelöst, wenigstens umfassend ein Filtergehäuse mit wenigstens 2 einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil, die sich entlang einer Gehäuseachse erstrecken, ein Filterpaket das eine Reinfluidseite und eine Rohfluidseite fluiddicht trennt, umfassend wenigstens ein Filterelement, wobei das wenigstens eine Filterelement einen um seine Längsachse angeordneten hohlzylinderartigen Filterbalg umfasst, wobei das Filterelement an wenigstens einer ersten Stirnseite im Wesentlichen geschlossen ausgebildet ist und eine erste Endscheibe aufweist, die einer zweiten Endscheibe mit einem Fluiddurchlass für das gefilterte Fluid gegenüberliegt, sowie einen Resonator mit einem Resonatorkörper, der zwei einander gegenüber liegende offene Enden aufweist, wobei der Resonator im Inneren des Filterpakets angeordnet ist, und wobei ein offenes Ende des Resonators durch ein das Filterpaket zumindest bereichsweise stirnseitig verschließendes Bodenelement geschlossen ist.

Die weitere Aufgabe wird gelöst von einem Filterelement zur Verwendung in einem Filtersystem, mit einem um seine Längsachse angeordneten hohlzylinderartigen Filterbalg, wobei das Filterelement an einer ersten Stirnseite im Wesentlichen geschlossen ausgebildet ist und die erste Stirnseite wenigstens eine erste Endscheibe aufweist, die einer zweiten Endscheibe mit einem Fluiddurchlass für das gefilterte Fluid gegenüberliegt.

Die weitere Aufgabe wird gelöst von einem Sekundärelement zur Verwendung in einem Filtersystem, mit einem um seine Längsachse angeordneten hohlzylinderartigen Filterbalg, wobei das Sekundärelement an einer Stirnseite eine Endscheibe aufweist.

Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren An sprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Es wird nach einem Aspekt der Erfindung ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids vorgeschlagen, wenigstens umfassend ein Filtergehäuse mit wenigstens einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil, die sich entlang einer Gehäuseachse erstrecken, ein Filterpaket das eine Reinfluidseite und eine Rohfluidseite fluiddicht trennt, umfassend wenigstens ein Filterelement, wobei das wenigstens eine Filterelement einen um seine Längsachse angeordneten hohlzylinderartigen Filterbalg umfasst, und wobei das Filterelement an wenigstens einer ersten Stirnseite im Wesentlichen geschlossen 3 ausgebildet ist und eine erste Endscheibe aufweist, die einer zweiten Endscheibe mit einem Fluiddurchlass für das gefilterte Fluid gegenüberliegt, sowie einen Resonator mit einem Resonatorkörper, der zwei einander gegenüber liegende offene Enden aufweist. Der Resonator ist im Inneren des Filterpakets angeordnet. Dabei ist ein offenes Ende des Resonators durch ein das Filterpaket zumindest bereichsweise stirnseitig verschließendes Bodenelement geschlossen.

Vorteilhaft weist das Filtersystem, welches zum Filtern eines Fluids, insbesondere eines Luftführungssystems einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, einen Resonator zur Geräuschdämpfung des strömenden Fluids bei Durchströmen des Filterelements des Filtersystems auf. Der Resonator kann als Teil des Filtergehäuses, mit diesem fest verbunden, beispielsweise verschweißt, oder austauschbar, beispielsweise geklipst oder geschraubt, auf der Reinfluidseite des Filtersystems angeordnet sein.

Dass das Filterelement an wenigstens einer ersten Stirnseite im Wesentlichen geschlossen ausgebildet ist und eine erste Endscheibe aufweist, umfasst die Ausführungen, dass die vollständige Endscheibe aus Polyurethan (PUR) gebildet ist, oder dass die im Wesentlichen geschlossen ausgebildete Endscheibe aus Polyurethan in Kombination mit dem Boden des Mittelrohres, das beispielsweise aus Kunststoff besteht, als eine Endscheibe ausgebildet ist, oder dass eine vollständig verklebte oder verschweißte Kunststoffendscheibe bzw. Metallendscheibe vorhanden ist.

Der hohlzylinderartige Filterbalg weist eine geschlossene Umfangswand auf, die eine Längsachse umgibt und kann einen beliebigen Querschnitt aufweisen. Der Querschnitt des Filterbalgs kann kreisrund, rechteckig, dreieckig, mehreckig, oval oder dergleichen sein und kann günstig an einen vorhandenen Bauraum angepasst werden. Der Filterbalg kann ein gefaltetes Filtermedium oder gewickelte Lagen von Filtermedium umfassen. Auch eine Kombination von gefalteten und gewickelten Filtermedien ist möglich.

Der Resonator kann aus akustischen Gründen vorteilhaft als Rohr, das einen Resonatorkörper mit zwei offenen Enden umfasst, ausgebildet sein. Der Resonator ist im Inneren des Filterpakets so angeordnet, dass eines seiner offenen Enden durch ein 4

Bodenelement, welches das Filterpaket zumindest bereichsweise stirnseitig verschließt, geschlossen ist. Insbesondere kann der Resonator zweckmäßigerweise konzentrisch zu der Gehäuseachse angeordnet sein, um eine vorteilhafte akustische Dämpfung des Filtersystems zu bewirken.

Das Filterpaket kann beispielsweise ein Filterelement umfassen, das entlang seiner Längsachse wenigstens an einer Stirnseite geöffnet ist, wobei eine Seite des Filterelements zum Filtergehäuse abdichtet.

Eine Endscheibe des Filterelements kann in einem Ausführungsbeispiel ein offenes Ende des Resonatorrohrs verschließen und abdichten. Die Dichtung kann dabei als Zweikomponenten (2K) - Dichtung, als Polyurethan (PUR) - Dichtung, als O-Ring- oder Kunststoff-Kunststoff-Dichtung, bzw. als Labyrinth-Dichtung ausgebildet sein. Die Dichtung kann dabei beispielsweise an der Endscheibe des Filterelements, am Mittelrohr oder am Resonatorkörper angeordnet sein.

Das Filterelement kann beispielsweise eine vollständige Endscheibe aus PUR aufweisen. Alternativ kann das Filterpaket jedoch auch eine Endscheibe aus einer nicht vollständig geschlossenen PUR-Endscheibe des Filterelements und einem Boden eines Mittelrohrs, beispielsweise aus Kunststoff, aufweisen. In weiteren Ausführungsformen kann das Filterelement auch eine vollständig verklebte oder verschweißte Kunststoffendscheibe, bzw. Metallendscheibe aufweisen.

Das Filterpaket kann weiter ein Sekundärelement aufweisen, welches als Sicherheitselement im Inneren des Filterelements angeordnet ist und welches auch zum Filtergehäuse hin abdichtet. Das Sekundärelement dient dazu, bei einem Wechsel des Filterelements zu verhindern, dass Rohfluid auf die Reinfluidseite und somit zum Reinfluidausgang gelangen kann. Das Sekundärelement kann beispielsweise als sogenanntes Sockenelement ausgebildet sein, welches am nicht gegen das Filtergehäuse gedichteten Ende mit einem dichten Kunststoffdeckel abgedichtet ist. Alternativ kann das Sekundärelement auch als geschraubtes Sicherheitselement ausgebildet sein, das an diesem Ende mit einer Endscheibe verschlossen ist. Beim Sockenelement kann eine Stützstruktur des Sekundärelements zum Stützen des 5

Filterbalgs Teil des Gehäuses sein oder als separates Bauteil eingeklipst, geschweißt oder geschraubt werden.

Eine Endscheibe des Sekundärelements kann in einem Ausführungsbeispiel ein offenes Ende des Resonatorrohrs verschließen und abdichten. Der Resonator kann durch eine Dichtungseinrichtung an der Endscheibe gegenüber dem Sekundärelement abgedichtet sein. Die Dichtung kann dabei beispielsweise als 2K-Dichtung, als PUR-Dichtung, als O- Ring-Dichtung oder als Kunststoff-Kunststoff-Dichtung, bzw. als Labyrinth-Dichtung, ausgeführt sein. Die Dichtung kann dabei an der Endscheibe des Sekundärelements oder am Resonator angeordnet sein.

Ein solcher Resonator lässt sich in einem Filtersystem bauraumsparend unterbringen und kann kostengünstig hergestellt werden.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filtersystems können der Resonator und das Filterpaket über eine Dichteinrichtung aneinandergrenzen. Ein offenes Ende des Resonators kann vorteilhaft durch das Filterelement oder ein Sekundärelement, beispielsweise durch eine Endscheibe abgedichtet sein. Auf diese Weise kann das Filterelement und/oder das Sekundärelement den Resonator am offenen Ende abdichten. Die Dichtung kann dabei beispielsweise als 2K-Dichtung, als PUR-Dichtung, als O-Ring-Dichtung oder als Kunststoff-Kunststoff-Dichtung, bzw. als Labyrinth-Dichtung ausgeführt sein. Die Dichtung kann dabei an der Endscheibe des Sekundärelements oder Filterelements oder am Resonator angeordnet sein.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filtersystems kann die Dichteinrichtung als eine einen Außenumfang des Resonators umgreifende 2K-Dichtung oder eine PUR- Dichtung oder als O-Ring-Dichtung ausgebildet sein. Dadurch kann eine zuverlässige Abdichtung des Resonators gewährleistet werden. Alternativ kann die Dichteinrichtung als eine am Innenumfang des Resonators angeordnete Dichtung vorgesehen sein. Ebenso kann eine Ausführung als Labyrinth-Dichtung (Kunststoff/Kunststoff) vorgesehen sein. 6

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filtersystems kann das Bodenelement als Endscheibe ausgebildet sein, mit welcher das offene Ende des Resonators verbunden ist, insbesondere mit welcher das offene Ende des Resonators verschraubt, verklipst, verklebt, oder mit einer Bajonett-Verbindung verbunden ist. Auf diese Weise ist ein offenes Ende des Resonators auf einfache und zuverlässige Art zu verschließen. Damit kann der Resonator seine akustische Dämpfungswirkung ausüben.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filtersystems kann das Filterpaket ein im Inneren des Filterbalgs angeordnetes Mittelrohr umfassen, wobei das Bodenelement als Boden des Mittelrohrs ausgebildet ist, das fest mit dem Resonator verbunden, insbesondere einteilig mit dem Resonator ausgebildet ist. Dadurch kann das offene Ende des Resonators verschlossen werden, ohne ein zusätzliches Bauteil als Boden verwenden zu müssen. Der Resonator kann so günstig gefertigt werden. Auch die Montage des Resonators lässt sich so vorteilhaft gestalten.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filtersystems kann der Resonator über eine Rastverbindung mit dem Mittelrohr verbunden sein. Auf diese Weise kann der Resonator auf einfache Art in das Filterelement eingesetzt werden und bei einem Wechsel des Filterelements auch entnommen werden. Dadurch lässt sich der Resonator günstig wiederverwenden, da er im Wesentlichen keinem Verschleiß unterliegt.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filtersystems kann das Filterpaket innerhalb des Mittelrohrs ein Sekundärelement mit einem um seine Längsachse angeordneten hohlzylinderartigen Filterbalg aufweisen, welches um die Gehäuseachse angeordnet ist. Dabei kann ein offenes Ende des Resonators durch die Endscheibe des Filterpakets geschlossen sein.

Vorteilhaft kann der Resonator wenigstens bereichsweise, insbesondere konzentrisch, zu der Längsachse des Sekundärelements, im Inneren des Sekundärelements angeordnet sein.

Das Filterpaket kann weiter ein Sekundärelement aufweisen, welches als Sicherheitselement im Inneren des Filterelements angeordnet ist und welches auch zum 7

Filtergehäuse hin abdichtet. Das Sekundärelement dient dazu, bei einem Wechsel des Filterelements, insbesondere des Flauptfilterelements, zu verhindern, dass aus dem Rohfluid abzuscheidende Schmutzpartikel auf die Reinfluidseite und somit zum Reinfluidausgang gelangen können. Das Sekundärelement kann beispielsweise als sogenanntes Sockenelement ausgebildet sein, welches am nicht gegen das Filtergehäuse gedichteten Ende mit einem dichten Kunststoffdeckel abgedichtet ist. Alternativ kann das Sekundärelement auch als geschraubtes Sicherheitselement ausgebildet sein, das an diesem Ende mit einer Endscheibe verschlossen ist. Beim Sockenelement kann eine Stützstruktur des Sekundärelements zum Stützen des Filterbalgs Teil des Gehäuses sein oder als separates Bauteil eingeklipst, geschweißt, geklebt oder geschraubt werden. Die Befestigungsart kann nach Bedarf gewählt werden.

Eine Endscheibe des Sekundärelements kann in einem Ausführungsbeispiel ein offenes Ende des Resonatorrohrs verschließen und abdichten. Der Resonator kann durch eine Dichtungseinrichtung an der Endscheibe gegenüber dem Sekundärelement abgedichtet sein. Die Dichtung kann dabei beispielsweise als 2K-Dichtung, als PUR-Dichtung, als O- Ring-Dichtung oder als Kunststoff-Kunststoff-Dichtung, bzw. als Labyrinth-Dichtung ausgeführt sein. Die Dichtung kann dabei an der Endscheibe des Sekundärelements oder am Resonator angeordnet sein.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filtersystems kann das Sekundärelement als ein Sockenelement ausgebildet sein, dessen Endscheibe das offene Ende des Resonators dicht umschließt. Dadurch kann das offene Ende des Resonators auf einfache Weise zuverlässig geschlossen und abgedichtet werden.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filtersystems kann die Dichteinrichtung in der Endscheibe des Sockenelements angeordnet sein. Dadurch kann das offene Ende des Resonators auf einfache Weise zuverlässig geschlossen und abgedichtet werden.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filtersystems kann das Bodenelement als Endscheibe des Sekundärelements ausgebildet sein. Dabei kann ein der ersten Endscheibe des Filterelements abgewandtes offenes Ende des Resonators durch die Endscheibe geschlossen sein. Auf diese Weise kann ein Resonator zur Geräuschdämpfung eingesetzt werden, dessen offenes Ende zu der ersten Endscheibe 8 des Filterelements hin gerichtet ist und dessen geschlossenes Ende durch die Endscheibe des Sekundärelements gebildet wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Resonator außerhalb des Sekundärelements angeordnet.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filtersystems kann der Resonator mit einer Stützstruktur des Sekundärelements verbunden, insbesondere einteilig verbunden sein. Dadurch kann das offene Ende des Resonators verschlossen werden, ohne ein zusätzliches Bauteil als Boden verwenden zu müssen. Der Resonator kann so günstig gefertigt werden. Auch die Montage des Resonators lässt sich so vorteilhaft gestalten.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filtersystems kann der Resonator mit der Endscheibe und/oder der Stützstruktur des Sekundärelements über eine Rastverbindung verbunden sein. In einer alternativen Ausführungsform kann der Resonator wechselbar mit dem Sekundärelement verbunden sein. Dieses lässt sich beispielsweise über eine Rastverbindung erreichen, welche bei Bedarf auch wieder lösbar ist, um den Resonator von dem Sekundärelement zu entfernen.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filtersystems kann der Resonator durch die Endscheibe des Sekundärelements durchgeführt sein, wobei ein der ersten Endscheibe des Filterelements zugewandtes offenes Ende des Resonators mit einem an der ersten Endscheibe des Filterelements angeordneten Kopplungsstück fluiddicht verbunden ist. Dadurch lässt sich das offene Ende des Resonators durch die Endscheibe verschließen, obwohl ein gewisser Abstand zwischen offenem Ende des Resonators und Endscheibe eingehalten wird, der aber über das Kopplungsstück dicht verschlossen ist.

Das offene Ende des Resonators kann mit der Endscheibe des Filterelements zumindest akustisch dicht verbunden sein. Unter akustisch dicht ist zu verstehen, dass die akustische Maßnahme Wirkung zeigt. Eine gewisse Leckage für das zu filternde Fluid kann dabei trotzdem zulässig sein.

Diese akustische Dichtheit kann vorteilhaft für alle Schnittstellen zwischen dem Resonator und den anderen Bauteilen wie Flauptelement und/oder Sekundärelement gelten. Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Filtersystems können das offene Ende des Resonators oder das Kopplungsstück einen Kopplungsbereich aufweisen, wobei der jeweilige andere der beiden Kopplungspartner eine Dichtstruktur aufweist, welche der Kopplungsbereich umlaufend übergreift. Auf diese Weise können Resonatorkörper und Kopplungsstück sicher dicht verbunden werden.

Vorteilhaft kann das Filtersystem an der geschlossenen Seite des Filterpakets zusätzliche Maßnahmen zur Reduktion der Schallemission aufweisen. So kann in den Boden des Filterpakets zusätzlich eine Resonatorstruktur als Nebenschlussresonator integriert sein. An dem Boden kann wenigstens eine elementseitige Resonatorstruktur zur Geräuschdämpfung eines strömenden Fluids ausgebildet sein. Die elementseitige Resonatorstruktur kann zwei durch eine Trennwand voneinander getrennten Nuten aufweisen, wobei wenigstens eine der beiden Nuten über eine Öffnung mit einem Innenraum des Filterpakets verbunden ist. Auf einer Innenseite des Gehäuseunterteils kann ein zu der elementseitigen Resonatorstruktur komplementäre gehäuseseitige Resonatorstruktur ausgebildet sein, welche zwei durch eine Trennwand voneinander getrennte Nuten aufweist. Beim bestimmungsgemäßen Zusammenbau des Filtersystems kann die elementseitige Resonatorstruktur mit der gehäuseseitigen Resonatorstruktur dicht abschließen. Die elementseitigen und gehäuseseitigen Nuten können wenigstens einer der beiden Resonatorstrukturen über Verbindungsöffnungen in wenigstens einer der Trennwände fluidisch verbunden sein.

Die gehäuseseitige Resonatorstruktur kann auf der Innenseite des Gehäuseunterteils ausgebildet sein und kann zweckmäßigerweise spiegelbildlich komplementär zu der elementseitigen Resonatorstruktur ausgebildet sein. Beim Einbau des Filterelements in das Filtergehäuse und Verschließen des Filtergehäuses mit dem Gehäuseunterteil wirken die beiden Resonatorstrukturen zusammen und bilden zwei durch Trennwände getrennte Flohlräume, welche über Verbindungsöffnungen in den Trennwänden einen gewissen Fluidaustausch miteinander zur Geräuschdämpfung ermöglichen. So wird der eigentlich Resonator erst beim Zusammenbau des Filtersystems mit den zwei zueinander passenden Resonatorstrukturen gebildet. 10

Die Abdichtung der beiden Resonatorstrukturen kann über ein geeignetes Dichtmaterial erfolgen, beispielsweise Polyurethan (PUR), welches üblicherweise zur Fertigung einer Endscheibe eines solchen Filterelements durch Anschäumen von PUR-Schaum an den Boden des Filterelements verwendet wird. Auf diese Weise kann die Abdichtung einfach und zuverlässig erreicht werden, und es sind keine zusätzlichen Fertigungsschritte erforderlich.

Ein solcher Nebenschlussresonator lässt sich auf sehr begrenztem Bauraum umsetzen und kann kostengünstig hergestellt werden.

Es wird nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Filterelement zur Verwendung in einem Filtersystem vorgeschlagen, mit einem um seine Längsachse angeordneten hohlzylinderartigen Filterbalg, wobei das Filterelement an einer ersten Stirnseite im Wesentlichen geschlossen ausgebildet ist und die erste Stirnseite wenigstens eine erste Endscheibe aufweist, die einer zweiten Endscheibe mit einem Fluiddurchlass für das gefilterte Fluid gegenüberliegt. Mit dem erfindungsgemäßen Filterelement ist eine vorteilhafte Verwendung eines Resonators in dem Filtersystem möglich, um so eine wirksame Geräuschdämpfung des strömenden Fluids in dem Filtersystem zu erreichen. Dies ist besonders vorteilhaft bei einer Anwendung in einem Luftführungssystem einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug.

Es wird nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Sekundärelement zur Verwendung in einem Filtersystem vorgeschlagen, mit einem um seine Längsachse angeordneten hohlzylinderartigen Filterbalg, wobei das Sekundärelement an einer Stirnseite eine Endscheibe aufweist. Mit dem erfindungsgemäßen Sekundärelement ist eine vorteilhafte Verwendung eines Resonators in dem Filtersystem möglich, um so eine wirksame Geräuschdämpfung des strömenden Fluids in dem Filtersystem zu erreichen. Dies ist besonders vorteilhaft bei einer Anwendung in einem Luftführungssystem einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die 11

Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinn vollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen beispielhaft:

Fig. 1 eine isometrische Darstellung eines Filtersystems nach einem

Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Filtersystem nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Resonator, dessen eines offenes Ende durch eine erste Endscheibe des Filterelements geschlossen ist;

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht des Bereichs der ersten Endscheibe des

Filtersystems aus Figur 2;

Fig. 4 eine Ausschnittvergrößerung des Bereichs der Endscheibe nach Figur 3;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein Filtersystem nach einem weiteren

Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Resonator, wobei der Resonator durch eine Öffnung einer Endscheibe eines Sekundärelements durchgreift und dessen eines offenes Ende durch eine erste Endscheibe des Filterelements geschlossen ist;

Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht des Bereichs der ersten Endscheibe des

Filtersystems aus Figur 5;

Fig. 7 eine Ausschnittvergrößerung des Bereichs der Endscheibe nach Figur 6;

Fig. 8 einen Längsschnitt durch ein Filtersystem nach einem weiteren

Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Resonator, dessen eines offenes Ende durch eine Endscheibe eines Sekundärelements geschlossen ist; 12

Fig. 9 eine Ausschnittvergrößerung des Bereichs der Endscheibe des

Filtersystems nach Figur 8;

Fig. 10 eine Ausschnittvergrößerung eines Filtersystems mit Resonator nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das offene Ende des Resonators durch ein Sockenelement eines Sekundärelements geschlossen ist;

Fig. 11 eine Ausschnittvergrößerung eines Filtersystems mit Resonator nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das offene Ende des Resonators durch ein Sockenelement eines Sekundärelements mit einer O- Ring-Dichtung geschlossen ist;

Fig. 12 einen Längsschnitt durch ein Filterelement nach einem weiteren

Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Resonator, dessen eines offenes Ende durch einen Boden eines Mittelrohrs geschlossen ist;

Fig. 13 eine Explosionsdarstellung des Filterelements nach Figur 12;

Fig. 14 eine längsgeschnittene isometrische Darstellung des Mittelrohrs mit Resonator nach Figur 12;

Fig. 15 eine längsgeschnittene isometrische Darstellung eines Filterelements nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Resonator, dessen eines offenes Ende durch einen Boden eines Mittelrohrs geschlossen ist und welcher mit einer Rastverbindung mit dem Mittelrohr verbunden ist;

Fig. 16 eine Explosionsdarstellung des Filterelements und des Resonators nach Figur 15;

Fig. 17 eine Ausschnittvergrößerung des Filterelements nach Figur 15 im Bereich der Rastverbindung; 13

Fig. 18 einen Längsschnitt durch ein Filtersystem nach einem weiteren

Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Resonator, dessen eines offenes Ende durch einen Boden eines Sekundärelements geschlossen ist;

Fig. 19 einen Längsschnitt durch ein Filtersystem nach einem weiteren

Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Resonator, dessen eines offenes Ende durch einen Boden eines Sekundärelements geschlossen ist und welcher mit einer Rastverbindung mit dem Sekundärelement verbunden ist;

Fig.20 eine Ausschnittvergrößerung des Filtersystems nach Figur 19 im Bereich der Rastverbindung;

Fig. 21 eine längsgeschnittene isometrische Darstellung des Sekundärelements mit Resonator nach Figur 19;

Fig. 22 eine längsgeschnittene isometrische Darstellung eines Filtersystems nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Resonator, der durch eine Endscheibe 66 eines Sekundärelements 60 durchgeführt ist und dessen eines offenes Ende mit einem an einer ersten Endscheibe eines Filterelements angeordneten Kopplungsstück verbunden ist;

Fig. 23 eine längsgeschnittene Explosionsdarstellung des Filterelements mit Resonator nach Figur 22;

Fig. 24 eine Ausschnittvergrößerung des Kopplungsbereichs des Resonators nach Figur 22;

Fig. 25 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Filtersystems mit einem zusätzlichen Nebenschlussresonator mit isometrischer Ansicht auf eine filterelementseitige Resonatorstruktur; und 14

Fig. 26 eine isometrische Ansicht des Filtersystems mit dem Filterpaket aus Figur 25 mit Sicht auf eine Innenseite des Gehäuseunterteils mit einer gehäuseseitigen Resonatorstruktur.

Ausführungsformen der Erfindung

In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu ver stehen.

Im Folgenden verwendete Richtungsterminologie mit Begriffen wie „links“, „rechts“, „oben“, „unten“, „davor“ „dahinter“, „danach“ und dergleichen dient lediglich dem besseren Verständnis der Figuren und soll in keinem Fall eine Beschränkung der Allgemeinheit darstellen. Die dargestellten Komponenten und Elemente, deren Auslegung und Verwendung können im Sinne der Überlegungen eines Fachmanns variieren und an die jeweiligen Anwendungen angepasst werden.

Figur 1 zeigt eine isometrische Darstellung eines Filtersystems 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, während in Figur 2 ein Längsschnitt durch ein Filtersystem 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Resonator 40, dessen eines offenes Ende 42 durch eine erste Endscheibe 14 des Filterelements 10 geschlossen ist. Figur 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Bereichs der ersten Endscheibe 14 des Filtersystems 100 aus Figur 2. In Figur 4 ist eine Ausschnittvergrößerung des Bereichs X der Endscheibe 14 nach Figur 3 erkennbar.

Das Filtersystem 100 zum Filtern eines Fluids, insbesondere eines Luftführungssystems einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, umfasst ein Filtergehäuse 110 mit einem Gehäuseoberteil 112 und einem Gehäuseunterteil 114, die sich entlang einer Gehäuseachse M erstrecken. Die beiden Gehäuseteile 112, 114 sind über Verbindungselemente 118 verbunden, beispielsweise verklipst, sodass zum Wechsel des Filterelements 10 das Filtergehäuse 110 leicht geöffnet, das Gehäuseunterteil 114 abgenommen und das Filterelement 10 dem Gehäuseoberteil 112 entnommen werden kann. 15

Das Filtersystem 100 umfasst weiter ein Filterpaket 1 , das eine Reinfluidseite 52 und eine Rohfluidseite 50 fluiddicht trennt. Das Filterpaket 1 umfasst ein Filterelement 10, wobei das Filterelement 10 einen um seine Längsachse L angeordneten hohlzylinderartigen Filterbalg 12 umfasst, der eine geschlossene Umfangswand aufweist, welche sich axial entlang der Längsachse L erstreckt und einen Innenraum 30 des Filterbalgs 12 umgibt,. Das Filterelement 10 weist an einer ersten Stirnseite 26 eine erste Endscheibe 14 aufweist, die einer zweiten Endscheibe 16 an einer zweiten Stirnseite 28 gegenüberliegt, die einen Fluiddurchlass 29 für das gefilterte Fluid aufweist. Der Querschnitt des Filterbalgs 12 kann kreisrund sein, rechteckig, dreieckig, mehreckig, oval oder dergleichen und kann günstig an einen vorhandenen Bauraum angepasst werden.

Die Endscheibe 14 stellt in diesem Ausführungsbeispiel eine Kombination aus einer PUR- Endscheibe und einem in die PUR-Endscheibe integrierten Kunststoffboden 31 des Mittelrohrs 30 dar.

Das Filterelement 10 weist ein beispielsweise konzentrisch im Inneren des Filterbalgs 12 angeordnetes Mittelrohr 30 auf, welches den Filterbalg 12 gegen den Druck des von radial außen nach innen strömenden Fluids abstützt.

Die erste Endscheibe 14 weist einzelne Abstützelemente 36 auf, mit welcher das Filterelement 10 auf dem Gehäuseunterteil 114 eines Filtergehäuses 110 aufliegen kann. Die zweite Endscheibe 16 weist eine als kreisförmige Wulst ausgebildete Abstützstruktur 34 auf, mit welcher das Filterelement 10 am Gehäuseoberteil 112 abgestützt werden kann.

Das Gehäuseoberteil 112 weist einen seitlichen Fluideinlass 102 auf, durch den das Fluid, beispielsweise Luft, in das Filtergehäuse 110 einströmen, durch das Filterelement 10 von der radial außen liegenden Rohfluidseite 50 auf die innen liegende Reinfluidseite 52 strömen und durch einen oben liegenden Fluidauslass 104 das Filtergehäuse 110 gefiltert wieder verlassen kann.

Das Filtersystem 100 weist einen Resonator 40 mit einem Resonatorkörper 41 mit zwei einander gegenüber liegenden offenen Enden 42, 43 auf. Der Resonator 40 ist 16 beispielsweise konzentrisch zu der Längsachse L des Filterelements 10 im Inneren des Filterpakets 1 angeordnet.

Der Resonator 40 ist als ein sich konisch zum offenen Ende 43 weitendes Rohr ausgebildet.

Ein offenes Ende 42 des Resonators 40 ist durch ein das Filterpaket 1 zumindest bereichsweise stirnseitig verschließendes Bodenelement 17 geschlossen. Das Bodenelement 17 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Endscheibe 14 ausgebildet, mit welcher das offene Ende 42 des Resonators 40 verbunden ist. Insbesondere kann der Resonator 40 mit der Endscheibe 14 verschraubt sein.

Der Resonator 40 und das in diesem Beispiel als Filterelement 10 ausgebildete Filterpaket 1 grenzen über eine Dichteinrichtung 22 aneinander. Die Dichteinrichtung 22 kann beispielsweise als eine einen Außenumfang des Resonators 40 umgreifende 2K- Dichtung 23 oder eine PUR-Dichtung 24 oder als (nicht dargestellte) O-Ring-Dichtung 25 ausgebildet sein.

Wie insbesondere in den vergrößerten Darstellungen in den Figuren 3 und 4 zu erkennen ist, ist die Dichteinrichtung bei diesem Ausführungsbeispiel als 2K-Dichtung 23 ausgebildet. Der Resonatorkörper 41 sitzt mit dem offenen Ende 42 auf der ersten Endscheibe 14 des Filterelements 10 auf, und wird auf seinem Umfang von außen durch einen entsprechenden auf der Endscheibe 14 ausgebildeten umlaufenden Bund 18 gestützt. Zwischen Bund 18 und Resonatorkörper 41 ist die 2K-Dichtung 23 der Dichteinrichtung 22 angeordnet. Die 2K-Dichtung 23 ist dabei zweckmäßig an den Bund 18, bzw. die Endscheibe 14 angespritzt und weist mehrere an dem Resonatorkörper 41 anliegende Dichtlippen auf. Damit ist das offene Ende 42 des Resonatorkörpers 41 wirksam abgedichtet und der Resonator 40 kann seine akustische Dämpferfunktion vorteilhaft erfüllen.

Figur 5 zeigt einen Längsschnitt durch ein Filtersystem 100 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Resonator 40, wobei der Resonator 40 durch eine Öffnung 70 einer Endscheibe 66 eines Sekundärelements 60 durchgreift und dessen 17 eines offenes Ende 42 durch eine erste Endscheibe 14 des Filterelements 10 geschlossen ist.

Das Filterpaket 1 umfasst ein Sekundärelement 60 mit einem um seine Längsachse N angeordneten hohlzylinderartigen Filterbalg 62, welcher beispielsweise konzentrisch zu der Gehäuseachse M innerhalb des Mittelrohrs 30 des Filterelements 10 angeordnet ist. Das Sekundärelement 60 weist an einer Stirnseite 68 eine Endscheibe 66 auf. Das Sekundärelement 60 weist weiter eine im Inneren des Filterbalgs 62 angeordnete Stützstruktur 64 auf, welche den Filterbalg 62 gegen Kräfte des durch den Filterbalg 62 strömenden Fluids abstützt.

Das Sekundärelement 60 ist über eine innen liegende Verschraubung 80 mit dem Gehäuseoberteil 112 verschraubt und dient beispielsweise dazu, bei einem Wechsel des Filterelements 10 den Reinfluidauslass 104 und den weiteren Fluidtrakt vor Verschmutzung zu schützen. Außerdem kann das Sekundärelement 60 auch bei einem Versagen des Filterbalgs 12 des Filterelements 10 zumindest einen Teil der Filterung übernehmen und so ebenfalls den Reinfluidauslass 104 und den weiteren Fluidtrakt vor Verschmutzung schützen.

Das Sekundärelement 60 ist am oberen, zum Reinfluidauslass 104 gerichteten Ende offen ausgebildet und weist an einer Stirnseite 68 an seinem gegenüber liegenden Ende 74 eine Endscheibe 66 auf.

Der Resonatorkörper 41 des in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiels greift durch die Öffnung 70 der Endscheibe 66 des Sekundärelements 60 durch und ist gegen die Endscheibe 66 gedichtet. An seinem offenen Ende 42 ist der Resonatorkörper 41 gegen die erste Endscheibe 14 des Filterelements 10 wie bei dem in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel geschlossen und abgedichtet.

Figur 6 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Bereichs der ersten Endscheibe 14 des Filtersystems 100 aus Figur 5, während in Figur 7 eine Ausschnittvergrößerung des Bereichs der Endscheibe 14 nach Figur 6 dargestellt ist. Die Endscheibe 14 stellt in 18 diesem Ausführungsbeispiel eine Kombination aus einer PUR-Endscheibe und einem in die PUR-Endscheibe integrierten Kunststoffboden 31 des Mittelrohrs 30 dar.

Die in der Endscheibe 66 des Sekundärelements 60 ausgebildete Öffnung 70 ist mit einer PUR-Dichtung 73 als Dichteinrichtung 22 ausgebildet, welche an die Struktur der Endscheibe 66, die mit der Stützstruktur 64 verbunden ist, angespritzt ist. Die PUR- Dichtung 73 liegt bei eingeschobenem Resonator 40 dicht an dem Resonatorkörper 41 an.

Figur 8 zeigt einen Längsschnitt durch ein Filtersystem 100 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Resonator 40, dessen eines offenes Ende 42 durch eine Endscheibe 66 eines Sekundärelements 60 geschlossen ist.

Das Filterpaket 1 innerhalb des Mittelrohrs 30 weist ein Sekundärelement 60 mit einem um seine Längsachse N angeordneten hohlzylinderartigen Filterbalg 62 auf, welcher beispielsweise konzentrisch zu der Gehäuseachse M des Filterelements 10 angeordnet ist. Ein offenes Ende 42 des Resonators 40 ist dabei durch die Endscheibe 66 des Sekundärelements 60 geschlossen.

Figur 9 zeigt eine Ausschnittvergrößerung des Bereichs der Endscheibe 66 des Sekundärelements 60 nach Figur 8.

Das offene Ende 42 des Resonators 40 steht auf der Endscheibe 66 des Sekundärelements 60 auf und ist durch einen auf der Endscheibe 66 ausgebildeten Bund 71 zentrisch fixiert. Zwischen Bund 71 und Resonatorkörper 41 ist eine 2K-Dichtung 72 als Dichteinrichtung 22 angeordnet, welche zweckmäßig an den Bund 71 , bzw. die Endscheibe 66 angespritzt ist. Die 2K-Dichtung 72 liegt an dem Resonatorkörper 41 dicht an und dichtet so das offene Ende 42 zuverlässig ab.

In Figur 10 ist eine Ausschnittvergrößerung eines Filtersystems 100 mit Resonator 40 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei das offene Ende 42 des Resonators 40 durch ein Sockenelement 82 eines Sekundärelements 60 geschlossen ist. 19

Das Sockenelement 82 als Sekundärelement 60 umschließt dabei mit seiner Endscheibe 66 das offene Ende 42 des Resonators 40 dicht. Das Sockenelement 82 kann dabei beispielsweise als dichter Kunststoffdeckel ausgebildet sein.

Das Sockenelement 82 weist die Endscheibe 66 und den Filterbalg 62 des Sekundärelements 60 auf. Die Stützstruktur 64 ist gehäusefest oder kann in das Filtergehäuse 110 eingeklipst sein, beispielsweise als Wechselteil. Das Sockenelement 82 wird mit seinem an der Endscheibe 66 angebundenen Filterbalg 62 über die Stützstruktur 64 gestülpt und fest oder lösbar befestigt, beispielsweise mittels Verrastung oder Verschraubung oder dergleichen.

Das Sekundärelement 60 dichtet gegenüber der Stützstruktur 64 Mittelrohres über die Dehnung des Filterbalgs 62.

An der Endscheibe 66 des Sockenelements 82 befindet sich eine Dichteinrichtung 22, die das offene Ende 42 des Resonators 40 abdichtet.

Die Dichteinrichtung 22 ist in der Endscheibe 66 des Sockenelements 82 angeordnet. Bei dem in Figur 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine 2K-Dichtung 72 zwischen einem Bund 71 und dem Resonatorkörper 41 angeordnet, sodass das offene Ende 42 des Resonatorkörpers 41 zuverlässig abgedichtet werden kann.

Figur 11 zeigt eine Ausschnittvergrößerung eines Filtersystems 100 mit Resonator 40 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das offene Ende 42 des Resonators 40 durch ein Sockenelement 82 eines Sekundärelements 60 mit einer O- Ring-Dichtung 74 geschlossen ist. Dabei ist die O-Ring-Dichtung 74 auf einer Innenseite des Resonatorkörpers 41 an der Stelle angeordnet, an welcher der Resonatorkörper 41 auf das Sockenelement trifft. Dadurch kann das offene Ende 42 des Resonators 40 zuverlässig abgedichtet werden. 20

In Figur 12 ist ein Längsschnitt durch ein Filterelement 10 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Resonator 40 dargestellt, dessen eines offenes Ende 42 durch einen Boden 31 eines Mittelrohrs 30 geschlossen ist. In Figur 13 ist eine Explosionsdarstellung des Filterelements nach Figur 12 dargestellt, während Figur 14 eine längsgeschnittene isometrische Darstellung des Mittelrohrs mit Resonator nach Figur 12 darstellt.

Die erste Endscheibe 14 des Filterelements 10 weist einzelne Abstützelemente 36 auf, mit welcher das Filterelement 10 auf dem Gehäuseunterteil 114 eines Filtergehäuses 110 aufliegen kann. Die zweite Endscheibe 16 weist eine als kreisförmige Wulst ausgebildete Abstützstruktur 34 auf, mit welcher das Filterelement 10 am Gehäuseoberteil 112 abgestützt werden kann.

Das Filterelement 10 des Filterpakets 1 umfasst ein im Inneren des Filterbalgs 12 angeordnetes Mittelrohr 30, wobei das Bodenelement 17 als Boden 31 des Mittelrohrs 30 ausgebildet ist. Das Bodenelement 17 kann beispielsweise einteilig mit dem Resonator 40 ausgebildet sein. Wie insbesondere in Figur 14 erkennbar, weist der Resonator 40 mehrere Versteifungselemente 38 auf, welche radial von dem Resonatorkörper 41 zum Mittelrohr 30 verlaufen und mit dem Mittelrohr 30 verbunden sind. Dadurch kann der Resonatorkörper gegen Schwingungen stabilisiert werden. Das nach oben offene Ende

43 des Resonatorkörpers 41 ist aus akustischen Gründen gezackt ausgeführt.

Figur 15 zeigt eine längsgeschnittene isometrische Darstellung eines Filterelements 10 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Resonator 40, dessen eines offenes Ende 42 durch einen Boden 31 eines Mittelrohrs 30 geschlossen ist. Der Resonator 40 ist in diesem Ausführungsbeispiel über eine Rastverbindung 44 mit dem Mittelrohr 30 verbunden ist. In Figur 16 ist eine Explosionsdarstellung des Filterelements 10 und des Resonators 40 nach Figur 15 dargestellt, während in Figur 17 eine Ausschnittvergrößerung des Filterelements nach Figur 15 im Bereich der Rastverbindung

44 gezeigt ist.

Wie erkennbar ist der Resonator 40 in montiertem Zustand über die Rastverbindung 44 mit dem Mittelrohr 30 verbunden. Die Rastverbindung 44 umfasst mehrere auf dem 21

Umfang des Resonators 40 angeordnete resonatorseitige Rastelemente 84, welche über eine Drehbewegung des Resonators 40 um die Längsachse L des Filterelements 10 mit mehreren komplementär dazu ausgebildeten mittelrohrseitigen Rastelementen 85 verrasten können. So kann der Resonator 40 mit dem Mittelrohr 30 des Filterelements 10 verbunden werden, indem der Resonator 40 im Inneren des Filterelements 10 um die Längsachse L gedreht wird. Die mittelrohrseitigen Rastelemente 85 sind mit dem Mittelrohr 30 des Filterelements 10 fest verbunden. Die Versteifungselemente 38 stützen sich dabei von der radialen Innenseite am Mittelrohr 30 ab.

Figur 18 zeigt einen Längsschnitt durch ein Filtersystem 100 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Resonator 40, dessen eines offenes Ende 43 durch einen Boden 66 eines Sekundärelements 60 geschlossen ist.

Das im Inneren des Filterelements 10 angeordnete Sekundärelement 60 weist eine Höhe auf, welche nur ungefähr der halben Höhe des Filterelements 10 entspricht. Das Sekundärelement 60 ist im oberen Teil des Filtergehäuses 110 mittels einer Verschraubung 80 in das Mittelrohr 30 auf Höhe der zweiten Endscheibe 16 des Filterelements angeordnet. Der Resonator ist in seiner Länge außerhalb des Sekundärelements 60 angeordnet und ist mit seinem offenen Ende 42 zu der ersten Endscheibe 14 des Filterelements 10 gerichtet. Das Bodenelement 17 des Resonators 40 ist als Endscheibe 66 des Sekundärelements 60 ausgebildet. Das der ersten Endscheibe 14 des Filterelements 10 abgewandte offene Ende 43 des Resonators 40 ist durch die Endscheibe 66 geschlossen.

Vorteilhaft kann der Resonator 40 mit der Endscheibe 66 des Sekundärelements 60 oder mit einer (nicht abgebildeten) Stützstruktur 64 des Sekundärelements 60 einteilig ausgebildet sein.

In Figur 19 ist ein Längsschnitt durch ein Filtersystem 100 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Resonator 40, dessen eines offenes Ende 42 durch einen Boden 66 eines Sekundärelements 60 geschlossen ist und welcher mit einer Rastverbindung 49 mit dem Sekundärelement 60 verbunden ist. 22

Figur 20 zeigt eine Ausschnittvergrößerung des Filtersystems 100 nach Figur 19 im Bereich der Rastverbindung 49, während in Figur 21 eine längsgeschnittene isometrische Darstellung des Sekundärelements 60 mit Resonator dargestellt ist.

Der Resonator 40 ist mit der Endscheibe 66, bzw. der Stützstruktur 64 des Sekundärelements 60 über die Rastverbindung 49 verbunden. Die Rastverbindung 49 umfasst mehrere auf dem Umfang des Resonators 40 angeordnete resonatorseitige Rastelemente 92, welche über eine Drehbewegung des Resonators 40 um die Längsachse N des Sekundärelements 60 mit mehreren komplementär dazu ausgebildeten stützstrukturseitigen Rastelementen 93 verrasten können. So kann der Resonator 40 mit der Stützstruktur 64, bzw. der Endscheibe 66 des Sekundärelements 60 verbunden werden, indem der Resonator 40 im Inneren des Sekundärelements 60 auf die Endscheibe 66 gestellt wird und um die Längsachse N gedreht wird. Der Boden 66 des Resonators 40 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch die Endscheibe 66 des Sekundärelements 60 gebildet. Die stützstrukturseitigen Rastelemente 93 sind mit der Stützstruktur 64 des Sekundärelements 60 fest verbunden.

Wie in den Figuren 19 bis 21 dargestellt, ist der Resonator 40 mit der Stützstruktur 64 des Sekundärelements 60 über die Rastverbindung 49 verbunden. In einer alternativen Ausführungsform kann der Resonator 40 jedoch auch fest mit der Stützstruktur 64 verbunden sein, insbesondere einteilig mit der Stützstruktur 64 verbunden sein.

In Figur 22 ist eine längsgeschnittene isometrische Darstellung eines Filtersystems 100 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Resonator 40 dargestellt, der durch eine Endscheibe 66 eines Sekundärelements 60 durchgeführt ist und dessen eines offenes Ende 42 mit einem an einer ersten Endscheibe 14 eines Filterelements 10 angeordneten Kopplungsstück 76 verbunden ist. Figur 23 zeigt eine längsgeschnittene Explosionsdarstellung des Filterelements 10 mit Resonator 40 nach Figur 22, während in Figur 24 eine Ausschnittvergrößerung des Kopplungsbereichs 78 des Resonators 40 dargestellt ist.

Der Resonator 40 ist durch die Endscheibe 66 des Sekundärelements 60 durchgeführt. Ein Teil des Resonatorkörpers 41 ist im Inneren des Sekundärelements 60 angeordnet, 23 ein weiterer Teil des Resonatorkörpers 41 ist außerhalb in Richtung der ersten Endscheibe 14 des Filterelements 10 im Innenraum des Filterelements 10 angeordnet. Der Resonator 40 ist dabei in Richtung der Längsachse N des Sekundärelements 60 ausgerichtet. Das der ersten Endscheibe 14 des Filterelements 10 zugewandte offene Ende 42 des Resonators 40 ist mit dem an der ersten Endscheibe 14 angeordneten Kopplungsstück 76 fluiddicht verbunden.

Das offene Ende 42 des Resonators 40 weist einen Kopplungsbereich 78 auf, welcher eine am offenen Ende 83 des Kopplungsstücks 76 angeordnete Dichtstruktur 79 umlaufend übergreift. Damit kann der Resonatorkörper 41 mit dem Kopplungsstück 76 fluiddicht verbunden werden und das offene Ende 42 des Resonatorkörpers 41 ist damit durch die am unteren Ende des Kopplungsstücks 76 angeordnete Endscheibe 14 des Filterelements 10 geschlossen. Damit kann der Resonator 40 seine akustische Dämpfungsfunktion vorteilhaft erfüllen.

Alternativ kann die Dichtstruktur 79 auch am offenen Ende 42 des Resonatorkörpers 41 und der Kopplungsbereich 78 am offenen Ende 83 des Kopplungsstücks 76 angeordnet sein.

Die Figuren 25 und 26 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Filtersystems 100 mit einem zusätzlichen Nebenschlussresonator außerhalb des Filterpakets 1. Figur 25 zeigt eine isometrische Ansicht auf eine filterelementseitige Resonatorstruktur 220 und Figur 26 eine isometrische Ansicht des Filtersystems 100 mit dem Filterpaket 1 aus Figur 25 mit Sicht auf eine Innenseite 116 des Gehäuseunterteils 114 mit einer gehäuseseitigen Resonatorstruktur 120.

Vorteilhaft kann das Filtersystem 100 an der geschlossenen Seite des Filterpakets 1 zusätzliche Maßnahmen zur Reduktion der Schallemission aufweisen. So kann in einen Boden 31 des Filterpakets 1 zusätzlich eine Resonatorstruktur 220 als Nebenschlussresonator integriert sein. Der Boden 31 kann vorteilhaft als Boden eines Mittelrohrs 30 des Filterelements 10 ausgebildet sein, welches den Filterbalg 12 von einer Innenseite gegen den Druck des strömenden Fluids abstützt. An dem Boden 31 kann wenigstens eine elementseitige Resonatorstruktur 220 zur Geräuschdämpfung eines strömenden Fluids ausgebildet sein. Die elementseitige Resonatorstruktur 220 kann zwei 24 durch eine Trennwand 226 voneinander getrennten Nuten 222, 224 aufweisen, wobei wenigstens eine der beiden Nuten 222, 224 über eine Öffnung 228 mit einem Innenraum 230 des Filterpakets 1 verbunden ist. Auf einer Innenseite 116 des Gehäuseunterteils 114 kann ein zu der elementseitigen Resonatorstruktur 220 komplementäre gehäuseseitige Resonatorstruktur 120 ausgebildet sein, welche zwei durch eine Trennwand 126 voneinander getrennte Nuten 122, 124 aufweist. Beim bestimmungsgemäßen Zusammenbau des Filtersystems 100 kann die elementseitige Resonatorstruktur 220 mit der gehäuseseitigen Resonatorstruktur 120 dicht abschließen. Die elementseitigen und gehäuseseitigen Nuten 222, 224, 122, 124 können wenigstens mit einer der beiden Resonatorstrukturen 220, 120 über Verbindungsöffnungen 128 in wenigstens einer der Trennwände 226, 126 fluidisch verbunden sein.

Die gehäuseseitige Resonatorstruktur 120 kann auf der Innenseite 116 des Gehäuseunterteils 114 ausgebildet sein und kann zweckmäßigerweise spiegelbildlich komplementär zu der elementseitigen Resonatorstruktur 220 ausgebildet sein. Beim Einbau des Filterelements 10 in das Filtergehäuse 110 und Verschließen des Filtergehäuses 110 mit dem Gehäuseunterteil 114 wirken die beiden Resonatorstrukturen 220, 120 zusammen und bilden zwei durch Trennwände 226. 126 getrennte Flohlräume, welche über Verbindungsöffnungen 128 in den Trennwänden 226, 126 einen gewissen Fluidaustausch miteinander zur Geräuschdämpfung ermöglichen. So wird der eigentliche Resonator erst beim Zusammenbau des Filtersystems 100 mit den zwei zueinander passenden Resonatorstrukturen 220, 120 gebildet.

Die Abdichtung der beiden Resonatorstrukturen 220, 120 kann über eine Dichtstruktur 234 mit einem geeigneten Dichtmaterial erfolgen, beispielsweise Polyurethan (PUR), welches üblicherweise zur Fertigung einer Endscheibe 232 eines solchen Filterelements 10 durch Anschäumen von PUR-Schaum an einer Stirnseite 216 des Bodens 31 des Filterelements 10 verwendet wird. Auf diese Weise kann die Abdichtung einfach und zuverlässig erreicht werden, und es sind keine zusätzlichen Fertigungsschritte erforderlich. In die so gebildete Endscheibe 232 können auch Abstützelemente 236 zur Abstützung des Filterelements 10 auf der Innenseite 116 des Gehäuseunterteils 114 bei der Montage des Filterelements 10 im Filtergehäuse 110 integriert sein. 25

Bezugszeichen

1 Filterpaket

10 Filterelement

12 Filterbalg

14 erste Endscheibe

16 zweite Endscheibe

17 Bodenelement

18 Bund

22 Dichteinrichtung

23 2K-Dichtung

24 PUR-Dichtung

25 O-Ring-Dichtung

26 erste Stirnseite

28 zweite Stirnseite

29 Fluiddurchlass

30 Mittelrohr

31 Boden

34 Abstützstruktur

36 Abstützelement

38 Versteifungselement

40 Resonator

41 Resonatorkörper

42 offenes Ende

43 offenes Ende

44 Rastverbindung

49 Rastverbindung

50 Rohfluidbereich

52 Reinfluidbereich

60 Sekundärelement 62 Filterbalg

64 Stützstruktur

66 Endscheibe 26

Stirnseite

Öffnung

Bund

2K-Dichtung

73 PUR-Dichtung

74 O-Ring-Dichtung

75 Ende

76 Kopplungsstück

78 Kopplungsbereich

79 Dichtstruktur

80 Verschraubung

82 Sockenelement

83 offenes Ende

84 Rastelement

85 Rastelement

92 Rastelement

93 Rastelement

100 Filtersystem

102 Einlass

104 Auslass

110 Filtergehäuse

112 Gehäuseoberteil

114 Gehäuseunterteil

116 Innenseite

118 Verbindungselement

120 gehäuseseitige Resonatorstruktur

122 Nut

124 Nut

126 Trennwand

128 Verbindungsöffnungen

130 Ausgang

134 Dichtstruktur

136 Ringnut 27

216 Stirnseite 220 Resonatorstruktur 222 Nut 224 Nut 226 Trennwand

228 Öffnung 230 Innenraum 232 Endscheibe 234 Dichtstruktur 236 Abstützelement

L Längsachse Filterelement M Gehäuseachse N Längsachse Sekundärelement

Claims

28 Ansprüche

1. Filtersystem (100) zum Filtern eines Fluids, wenigstens umfassend

- ein Filtergehäuse (110) mit wenigstens einem Gehäuseoberteil (112) und einem Gehäuseunterteil (114), die sich entlang einer Gehäuseachse (M) erstrecken,

- ein Filterpaket (1) das eine Reinfluidseite (52) und eine Rohfluidseite (50) fluiddicht trennt, umfassend wenigstens ein Filterelement (10), wobei das wenigstens eine Filterelement (10) einen um seine Längsachse (L) angeordneten hohlzylinderartigen Filterbalg (12) umfasst, wobei das Filterelement (10) an wenigstens einer ersten Stirnseite (26) im Wesentlichen geschlossen ausgebildet ist und eine erste Endscheibe (14) aufweist, die einer zweiten Endscheibe (16) mit einem Fluiddurchlass (29) für das gefilterte Fluid gegenüberliegt,

- sowie einen Resonator (40) mit einem Resonatorkörper (41 ), der zwei einander gegenüber liegende offene Enden (42, 43) aufweist, wobei der Resonator (40) im Inneren des Filterpakets (1 ) angeordnet ist, und wobei ein offenes Ende (42, 43) des Resonators (40) durch ein das Filterpaket (1) zumindest bereichsweise stirnseitig verschließendes Bodenelement (17) geschlossen ist.

2. Filtersystem nach Anspruch 1 , wobei der Resonator (40) und das Filterpaket (1) über eine Dichteinrichtung (22) aneinandergrenzen.

3. Filtersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dichteinrichtung (22) als eine einen Außenumfang des Resonators (40) umgreifende 2K-Dichtung (23, 72) oder eine PUR-Dichtung (24,73) oder als O-Ring-Dichtung (25,74) oder als Labyrinth- Dichtung ausgebildet ist, oder dass die Dichteinrichtung (22) als eine an einem Innenumfang des Resonators (40) anliegende 2K-Dichtung (23, 72) oder eine PUR-Dichtung (24,73) oder als O-Ring-Dichtung (25,74) oder als Labyrinth- Dichtung ausgebildet ist.

4. Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bodenelement (17) als Endscheibe (14) ausgebildet ist, mit welcher das offene 29

Ende (42) des Resonators (40) verbunden ist, insbesondere mit welcher das offene Ende (42) des Resonators (40) verschraubt, verklipst, verklebt, oder mit einer Bajonett-Verbindung verbunden ist.

5. Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Filterpaket (1) ein im Inneren des Filterbalgs (12) angeordnetes Mittelrohr (30) umfasst, wobei das Bodenelement (17) als Boden (31) des Mittelrohrs (30) ausgebildet ist, das fest mit dem Resonator (40) verbunden ist, insbesondere einteilig mit dem Resonator (40) ausgebildet ist.

6. Filtersystem nach Anspruch 5, wobei der Resonator (40) über eine Rastverbindung (44) mit dem Mittelrohr (30) verbunden ist.

7. Filtersystem nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Filterpaket (1) innerhalb des Mittelrohrs (30) ein Sekundärelement (60) mit einem um seine Längsachse (N) angeordneten hohlzylinderartigen Filterbalg (62) aufweist, welches um die Gehäuseachse (M) angeordnet ist, wobei ein offenes Ende (42, 43) des Resonators (40) durch die Endscheibe (14, 66) des Filterpakets (1) geschlossen ist.

8. Filtersystem nach Anspruch 7, wobei das Sekundärelement (60) als ein Sockenelement (82) ausgebildet ist, dessen Endscheibe (66) das offene Ende (42) des Resonators (40) dicht umschließt.

9. Filtersystem nach Anspruch 8, wobei die Dichteinrichtung (22) in der Endscheibe (66) des Sockenelements (82) angeordnet ist.

10. Filtersystem nach Anspruch 7 bis 9, wobei das Bodenelement (17) als Endscheibe (66) des Sekundärelements (60) ausgebildet ist, und wobei ein der ersten Endscheibe (14) des Filterelements (10) abgewandtes offenes Ende (43) des Resonators (40) durch die Endscheibe (66) geschlossen ist.

11. Filtersystem nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Resonator (40) mit 30 einer Stützstruktur (64) des Sekundärelements (60) verbunden, insbesondere einteilig verbunden ist. Filtersystem nach Anspruch 7 bis 11 , wobei der Resonator (40) mit der Endscheibe (66) und/oder der Stützstruktur (64) des Sekundärelements (60) über eine Rastverbindung (49) verbunden ist. Filtersystem nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei der Resonator (40) durch die Endscheibe (66) des Sekundärelements (60) durchgeführt ist, wobei ein der ersten Endscheibe (14) des Filterelements (10) zugewandtes offenes Ende (42) des Resonators (40) mit einem an der ersten Endscheibe (14) angeordneten Kopplungsstück (76)fluiddicht verbunden ist. Filtersystem nach Anspruch 13, wobei das offene Ende (42) des Resonators (40) oder das Kopplungsstück (76) einen Kopplungsbereich (78) aufweisen, wobei der jeweilige andere der beiden Kopplungspartner eine Dichtstruktur (79) aufweist, welche der Kopplungsbereich (78) umlaufend übergreift. Filterelement (10) zur Verwendung in einem Filtersystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit einem um seine Längsachse (L) angeordneten hohlzylinderartigen Filterbalg (12), wobei das Filterelement (10) an einer ersten Stirnseite (26) im Wesentlichen geschlossen ausgebildet ist und die erste Stirnseite (26) wenigstens eine erste Endscheibe (14) aufweist, die einer zweiten Endscheibe (16) mit einem Fluiddurchlass (29) für das gefilterte Fluid gegenüberliegt. Sekundärelement (60) zur Verwendung in einem Filtersystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit einem um seine Längsachse (N) angeordneten hohlzylinderartigen Filterbalg (62), wobei das Sekundärelement (60) an einer Stirnseite (68) eine Endscheibe (66) aufweist.