DE102007056667A1

DE102007056667A1 - Filtereinrichtung

Info

Publication number: DE102007056667A1
Application number: DE200710056667
Authority: DE
Inventors: Heinz-Jürgen Geurtz
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2007-11-24
Filing date: 2007-11-24
Publication date: 2009-05-28

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung (1) zur Reinigung von Rohgas mit einem Gehäuse (2) und einem in diesem Gehäuse (2) angeordneten Filterelement (3), insbesondere einem Adsorberelement, wobei das Filterelement (3) modular aufgebaut ist und ein Grundmodul (4) sowie zumindest Zusatzmodul (5a, 5b, 5c) aufweist. Erfindungswesentlich ist dabei, dass das Gehäuse (2) mehrere Steckplätze aufweist, in welche das Grundmodul (4) und zumindest ein Zusatzmodul (5a, 5b, 5c) in Strömungsrichtung hintereinander einsteckbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung zur Reinigung von Rohgas mit einem Gehäuse und einem in diesem Gehäuse abgeordneten Filterelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Baukastensystem zur Herstellung einer derartigen Filtereinrichtung sowie einen mit einer solchen Filtereinrichtung ausgestatteten Personenkraftwagen.
Um bei abgestellten Kraftfahrzeugen ein unerwünschtes Verdunsten von Kraftstoff über eine Tankentlüftung in die Umgebung zumindest reduzieren zu können, sind sogenannte „Gemisch-Aufbereitungsanlagen" welche ein Kraftstoffdampfrückhalte- und -rückführungssystem aufweisen bekannt. Ein wichtiger Bestandteil derartiger Systeme ist dabei ein Aktivkohlefilter, welcher mit einer Tankentlüftung verbunden ist. Die Aktivkohle speichert dabei den verdunstenden Kraftstoff bis dieser durch eine Rückspülung beim Start des Verbrennungsmotors diesem zugeführt und dadurch in die Gemischaufbereitung mit eingezogen wird. Die bei der Rückspülung aus der Umgebung angesaugte Frischluft strömt durch den Aktivkohlefilter und reißt dabei die darin gespeicherten Kohlenwasserstoffanteile mit in die Brennkammer des Verbrennungsmotors.
Aus der DE 101 50 062 B4 ist eine gattungsgemäße Filtereinrichtung zur Reinigung von Rohgas bekannt, welche ein schlauchartiges Gehäuse mit einem darin angeordneten Filterelement aufweist. Das Filterelement weist dabei mehrere einzelne Filtermodule auf. Das Gehäuse der bekannten Filtereinrichtung ist dabei in der Art eines Schrumpfschlauches ausgebildet, in welche die einzelnen Filtermodule eingeschrumpft sind und an dessen jeweiligen Enden Anschlusselemente abdichtend aufgeschrumpft sind. Zwischen den einzelnen Filtermodulen, welche in Längsrichtung voneinander beabstandet im schlauchartigen Gehäuse angeordnet sind, sind eingezogene Übergänge vorgesehen, welche die einzelnen Filtermodule in Position halten.
Aus der DE 101 64 461 A1 ist ein Absorber zur Reinigung von Rohgasen bekannt, dessen Filtermaterial aus einem elektrisch leitfähigen Absorbermaterial besteht. Mit ihm sollen die im Rohgas befindlichen unerwünschten Bestandteile einfach zurückgehalten werden.
Schließlich ist aus der DE 296 22 912 U1 eine Filtereinrichtung für Gasströme, insbesondere für Luft bekannt, welche zumindest zwei in Strömungsrichtung hintereinander angeordnete Modulrahmen aufweist, in welchem jeweils ein verschieden ausgebildetes Filterelement aufgenommen ist. Hierdurch ist es möglich unterschiedliche Filterelemente zur Filtration unterschiedlicher Bestandteile in der Filtereinrichtung miteinander zu kombinieren.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Filtereinrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, welche besonders flexibel einsetzbar ist.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein Filterelement einer Filtereinrichtung zur Reinigung von Rohgas modular aufzubauen und eine den jeweiligen Anforderungen entsprechende Anzahl von einzelnen Filtermodulen vorzusehen. Die Filtereinrichtung weist dabei ein Gehäuse mit mehreren, insbesondere mit zumindest zwei Steckplätzen auf, in welche jeweils ein Filtermodul des Filterelementes in Strömungsrichtung hintereinander einsteckbar sind. Die Filtermodule werden dabei auch als Grundmodul sowie Zusatzmodule bezeichnet, wobei das Filterelement üblicherweise in jedem Fall ein Grundmodul aufweist und entsprechend den jeweiligen Anforderungen ein oder mehrere Zusatzmodule. Durch die Steckplatzanordnung im Gehäuse sind die einzelnen Filtermodule in eingestecktem Zustand in Reihe hintereinander geschaltet und erhöhen so je nach Anzahl der eingesteckten Filtermodule die Filterleistung der Filtereinrichtung. Durch die im Gehäuse vorgesehenen Steckplätze ist ein schnelles und flexibles Anpassen der Filterleistung der Filtereinrichtung, z. B. durch ein Einstecken eines weiteren Zusatzmoduls einfach möglich. Zudem bietet die erfindungsgemäße Filtereinrichtung den großen Vorteil, ein für viele Kraftstofftankvarianten gleiches Gehäuse zu verwenden, in welches entsprechend der gewünschten Filterleistung unterschiedlich viele Filtermodule eingesteckt werden. Hierdurch lassen sich nicht nur die Teilevielfalt und verbunden damit die Lager- und Logistikkosten reduzieren, sondern es wird auch eine besonders flexible Filtereinrichtung geschaffen, welche mit wenigen Handgriffen umrüstbar und damit anpassbar ist, so dass sie für unterschiedlichste Kraftstofftanks zum Einsatz kommen kann.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist jedes Modul des Filterelementes, das heißt das Grundmodul und wenigstens ein Zusatzmodul über eine Feder oder über eine Rastverbindung in seinem Steckplatz im Gehäuse gehalten. Eine derartige federvorgespannte Halterung beziehungsweise eine Verrastung des Filtermoduls im Gehäuse gewährleistet eine einwandfreie Einbauposition, wobei insbesondere bei einer Rastverbindung der mit der Montage betraute Mitarbeiter haptisch bzw. akustisch darauf hingewiesen wird, ob das jeweilige Filtermodul richtig eingebaut ist. Darüber hinaus sind derartige Federn bzw. Rastverbindungen zum Gewährleisten der sicheren Einbaulage kostengünstig herstellbar und konstruktiv einfach.
Die Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Baukastensystem zur Herstellung einer derartigen Filtereinrichtung bereit zu stellen, welches neben dem Gehäuse und dem aus Grundmodul sowie zumindest einem Zusatzmodul bestehenden Filterelement optional ein Leckanzeigemodul, ein Wasserabscheidemodul, ein Anschlussmodul sowie einen Umgebungsluftfilter aufweisen kann. Mit einem derartigen Baukastensystem ist die Herstellung einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung nach dem Baukastenprinzip möglich, wobei die Filtereinrichtung aus dem Baukasten entsprechend den jeweiligen Anforderungen zusammengebaut werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung umfasst das Baukastensystem zumindest zwei unterschiedliche Gehäusevarianten mit jeweils einer unterschiedlichen Anzahl an Steckplätzen. Hierdurch ist es möglich, insbesondere bei einer geringen geforderten Filterleistung ein insgesamt kleineres Gehäuse der Filtereinrichtung zu verwenden, wodurch der hierfür benötigte Einbauraum kleiner gehalten werden kann. In diesem kleineren Gehäuse sind dabei eine geringer Anzahl von Steckplätzen für die Filtermodule vorgesehen. Das Vorsehen unterschiedlicher Gehäusevarianten trägt dabei insbesondere einer sich im modernen Kraftfahrzeugbau stetig verschärfenden Einbauraumsituation Rechnung.
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 Bauteile beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,
1 eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung,
2 eine Tankanlage mit einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung.
Entsprechend 1 weist eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung 1 zur Reinigung von Rohgas, insbesondere zur Reinigung von mit Kohlenwasserstoffanteilen besetzter Luft, ein Gehäuse 2 sowie einem in diesem Gehäuse 2 angeordneten Filterelement 3 auf. Das Filterelement 3 ist dabei modular aufgebaut und weist ein Grundmodul 4 sowie zumindest ein Zusatzmodul 5, gemäß der 1 insgesamt drei Zusatzmodule 5a, 5b und 5c auf. Sowohl das Grundmodul 4 als auch die Zusatzmodule 5a, 5b und 5c des Filterelementes 3 sind dabei im Gehäuse 2 in vorbereiteten Steckplätzen eingesteckt, wobei die Anordnung der einzelnen Filtermodule 4, 5 in den jeweiligen Steckplätzen gewährleistet, dass diese in Strömungsrichtung hintereinander geschaltet sind. Zur Sicherung der jeweiligen Filtermodule 4, 5 des Filterelementes 3 in deren jeweiliger Einbaulage kann eine jeweils zugeordnete Feder 18 oder eine nicht gezeigte Rastverbindung vorgesehen sein, über welche die einzelnen Filtermodule 4, 5 in ihren Steckplätzen gehalten werden.
Zum Herausfiltern von in der Luft enthaltenen Kohlenwasserstoffanteilen können das Grundmodul 4 und zumindest ein Zusatzmodul 5a, 5b oder 5c Aktivkohle aufweisen, welche als Adsorptionsmittel fungiert. Aktivkohle ist dabei eine feinkörnige Kohle mit einer sehr großen inneren Oberfläche, mit bis zu 2.000 m²/g Kohle und wird üblicherweise aus pflanzlichen, tierischen, mineralischen oder petrochemischen Stoffen hergestellt. Ein großer Vorteil der Aktivkohle besteht unter anderem in ihrer thermischen Reaktivierbarkeit sowie in der Möglichkeit, in der Aktivkohle gespeicherte Kohlenwasserstoffe durch eine Rückspülung des Filterelementes 3 wieder zu entfernen und dadurch das Filterelement 3 zu regenerieren.
Die Filtereinrichtung 1 ist demnach an eine jeweils geforderte Filterleistung individuell anpassbar, indem mehr oder weniger Zusatzmodule 5 im Gehäuse 2 angeordnet werden.
Wie der 2 zu entnehmen ist, kann die Filtereinrichtung 1 Bestandteil einer Tankanlage 6 eines im übrigen nicht gezeigten Kraftfahrzeuges sein, wobei die Filtereinrichtung 1 über eine Tankentlüftungsleitung 7 mit einem Kraftstofftank 8 des Kraftfahrzeuges verbunden ist. Zum Anschluss der Tankentlüftungsleitung 7 an die Filtereinrichtung 1 weist letztere ein Anschlussmodul 9 auf, welches mit dem Filterelement 3 sowie über eine Rückspülleitung 10 mit einem Verbrennungsmotor 11 verbunden ist. Des weiteren kann die Filtereinrichtung 1 ein in der Art eines Diagnosemoduls ausgebildetes Leckanzeigemodul 12 zur Anzeige einer Leckage im Kraftstofftank 8 aufweisen. Dem Leckanzeigemodul 12 kann dabei ein Umgebungsluftfilter 13 zugeordnet sein, wobei das Leckanzeigemodul 12 in einer Verbindungsleitung 14 zwischen dem Filterelement 3 und dem Umgebungsluftfilter 13 angeordnet ist. Denkbar ist hierbei, dass eine aus Leckanzeigemodul 12 und Umgebungsluftfilter 13 bestehende Einheit 15 optional, das heißt insbesondere in Staaten, in welchen diese Module-/Filter gesetzlich vorgeschriebene sind, eingebaut wird. Hierfür kommt insbesondere die USA in Betracht, welche besonders strenge Umweltschutzauflagen vorsieht.
Über ein ebenfalls optional vorsehbares Wasserabscheidemodul 16 ist das Filterelement 3 indirekt über die Einheit 15 oder direkt mit der Umgebung 17 kommunizierend verbunden. Dabei ist denkbar, dass zwischen dem Wasserabscheidemodul 16 und der Umgebung 17 eine nicht gezeigte Ventileinrichtung vorgesehen ist.
Von besonderem Vorteil bei der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung 1 ist dabei, dass diese an jeweilige Anforderung bezüglicher einer Filtrationsleistung einfach und flexibel anpassbar ist, indem neben dem Grundmodul 4 weitere Zusatzmodule 5, welche den Filtrationseffekt steigern, einfach die jeweiligen Steckplätze des Gehäuses 2 einsteckbar sind. Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung 1 kann somit in unterschiedlichen Tankanlagen 6 eingesetzt werden, mit jeweils individuell gewählter Anzahl an Zusatzmodulen 5.
Einen weiteren Vorteil bietet die erfindungsgemäße Filtereinrichtung 1, wenn diese mittels eines Baukastensystems, das heißt nach dem Baukastenprinzip, herstellbar ist. Ein derartiges Baukastensystem würde zwingend ein Gehäuse 2 mit einem Grundmodul 4 sowie optional zumindest ein Zusatzmodul 5 umfassen. Ebenfalls optional kann ein derartiges Baukastensystem ein Leckanzeigemodul 12 zur Anzeige einer Leckage im Kraftstofftank, ein Wasserabscheidemodul 16, ein Anschlussmodul 9 zum kommunizierenden Anschluss am Verbrennungsmotor 11 und an dem Kraftstofftank 8 sowie ein Umgebungsluftfilter 13 aufweisen. Denkbar ist hierbei insbesondere auch, dass das Baukastensystem unterschiedliche Varianten an Gehäusen 2 aufweist, welche jeweils eine unterschiedliche Anzahl an Steckplätzen für Filtermodule 4, 5 besitzen. Durch ein derartiges Baukastensystem kann die Filtereinrichtung 1 besonders individuell und leicht, das heißt flexibel, an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10150062 B4 [0003]
- DE 10164461 A1 [0004]
- DE 29622912 U1 [0005]

Claims

Filtereinrichtung (1) zur Reinigung von Rohgas mit einem Gehäuse (2) und einem in diesem Gehäuse (2) angeordneten Filterelement (3), insbesondere einem Adsorberelement, wobei das Filterelement (3) modular aufgebaut ist und ein Grundmodul (4) sowie zumindest Zusatzmodul (5a, 5b, 5c) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) mehrere Steckplätze aufweist, in welche das Grundmodul (4) und zumindest ein Zusatzmodul (5a, 5b, 5c) in Strömungsrichtung hintereinander einsteckbar sind.
Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (1) Bestandteil einer Tankanlage (6) eines Kraftfahrzeuges ist, wobei das Grundmodul (4) und das wenigstens eine Zusatzmodul (5a, 5b, 5c) Aktivkohle zur Filtration von Kohlenwasserstoffanteilen aufweisen.
Filtereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (1) über eine Tankentlüftungsleitung (7) mit einem Kraftstofftank (8) des Kraftfahrzeuges verbunden ist und ein Leckanzeigemodul (12) zur Anzeige einer Leckage im Kraftstofftank (8) aufweist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Leckanzeigemodul (12) zwischen dem Filterelement (3) und einem Umgebungsluftfilter (13) angeordnet ist.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Modul (4, 5) des Filterelements (3), das heißt das Grundmodul (4) und wenigstens ein Zusatzmodul (5a, 5b, 5c) über eine Feder (18) oder über eine Rastverbindung in seinem Steckplatz gehalten ist.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (1) ein Wasserabscheidemodul (16) und/oder ein Anschlussmodul (9) zum Anschluss an einen Verbrennungsmotor (11) und an einen Kraftstofftank (8) aufweist.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (1) rückspülbar ausgebildet ist, wozu Umgebungsluft durch das Umgebungsluftfilter (13) angesaugt und durch das Filterelement (3) dem Verbrennungsmotor (11) zugeführt wird.
Personenkraftwagen mit einer Filtereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Baukastensystem zur Herstellung einer Filtereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Baukastensystem zwingend folgende Komponenten umfasst, ein Gehäuse (2) mit einem Grundmodul (4) sowie optional zumindest ein Zusatzmodul (5a, 5b, 5c) eines Filterelementes (3), ein Leckanzeigemodul (12) zur Anzeige einer Leckage im Kraftstofftank (8), ein Wasserabscheidemodul (16), ein Anschlussmodul (9) zum kommunizierenden Anschluss an einen Verbrennungsmotor (11) und an den Kraftstofftank (8), ein Umgebungsluftfilter (13).
Baukastensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Baukastensystem zumindest zwei unterschiedliche Varianten von Gehäusen (2) mit einer jeweils unterschiedlichen Anzahl an Steckplätzen umfasst.