DE102011111368A1

DE102011111368A1 - Filterelement

Info

Publication number: DE102011111368A1
Application number: DE102011111368A
Authority: DE
Inventors: Marion Wedemann; Gerald Rosenberg; Peter Fottinger
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2011-08-29
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2013-02-28
Also published as: US20140174297A1; DE112012003579B4; DE112012003579A5; US9168481B2; WO2013030244A1

Abstract

Innenraumfilterelement mit einem Faltenpack (5) mit mindestens einem Seitenband (4), das Faltenenden auf zumindest einer Seite des Faltenpacks (5) verbindet, wobei das Seitenband (4) lediglich über einen Teil der Hohe des Faltenpacks mit diesem verbunden ist, derart dass die Faltentäler und/oder Faltenspitzen des Faltenpacks nicht mit dem Seitenband verbunden sind.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Filterelement, insbesondere ein Innenraumfilterelement, insbesondere für eine Fahrzeugklimaanlage. Das Filterelement dient insbesondere dem Schutz von nachfolgenden Bauteilen vor eindringendem Wasser, durch gezielte Separation und Abführung von Wasser am Filterelement.
Stand der Technik
Um eine Beschädigung von Bauteilen wie z. B. Lüftermotor durch Wasser in der Fahrzeugklimaanlage zu verhindern, gibt es derzeit die Möglichkeit, das Wassereindringen zu verhindern z. B. durch einen Wasserabscheider. Die Bauteile können durch Kapselung geschützt werden, was aber mit erhöhtem Platzbedarf und Kosten verbunden ist. Das Gesamtdesign der Klimaanlage kann so gestaltet sein, dass eine horizontale Anordnung von Lüfter, Kondensator und einem hochkant stehenden Filterelement von unten angeströmt wird, sodass Wasser durch Schwerkraft abgeführt wird.
Aus der DE 10131384 A1 ist wiederum eine Luftfilteranordnung für ein Kraftfahrzeug bekannt, umfassend ein Filtergehäuse und einen Luftfilter und wobei das Gehäuse über zumindest einen Flüssigkeitsauslass, flussabwärtsliegend des Filters, verfügt, wobei die Anordnung über einen Filterbypass-Durchtritt verfügt, um es an dem Lufteinlass eintretender Flüssigkeit zu ermöglichen, hinter den Filter bzw. an dem Filter vorbei zu dem Flüssigkeitsauslass zu fließen. Naturgemäß führt ein solcher Bypass zu einem erhöhten Fluidstrom am Filterelement vorbei.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Filterelement bereit zu stellen, bei dem auch bei anderen Filteranordnungen als bei der DE 10131384 A1 , z. B. Filteranordnung mit geringem Neigungswinkel und/oder Durchströmung von oben nach unten ein Wasserdurchtritt ermöglicht wird. Eine weitere Aufgabe ist es eine kostengünstige und platzsparende Lösung anzubieten
Offenbarung der Erfindung
Gelöst werden die Aufgaben durch ein im Klimaanlagenansaugschacht schräg gegenüber der Horizontalebene angeordnetes Filterelement mit gezieltem integrierten Wasserablauf. Der Wasserablauf kann z. B. mit einem Ablauf im Filterdeckel nach DE 10 2008 003 931 A1 verbunden werden.
Wasser läuft im erfindungsgemäßen Filterelement entlang der Falten der Schwerkraft folgend nach unten, dort befindet sich ein wasserdurchlässiger Bereich.
Bevorzugt umfasst das Filterelement einen Faltenpack, auch Faltenbalg genannt, mit mehreren Faltungen des Filtermediums zur Vergrößerung der Oberfläche, mit bevorzugt hydrophobem Filtermedium. Die Einbaulage ist in Faltenorientierung zur Horizontalen geneigt, wobei mindestens die Ablaufseite des Filters so ausgeführt ist, dass sie den Ablauf von Wasser ermöglicht ohne die Filterfunktion zu beeinträchtigen.
Das Filtermedium kann ein- oder mehrlagig aufgebaut sein. Das Filtermedium kann thermoplastische Kunststoffe, vorzugsweise Polyester, Polypropylen oder Polykarbonat umfassen. Das Filtermedium kann eine für die Partikelabscheidung verantwortliche Vlieskomponente vorzugsweise aus Polypropylen oder Polykarbonat umfassen, welche bevorzugt im Meltblown oder Nassspinnverfahren hergestellt wird. Die Fasern bzw. die Vlieslagen können mittels Ultraschall oder im Thermobond-Verfahren mindestens punktuell miteinander verbunden sein. Das Filtermedium kann elektrostatisch aufgeladen sein. Das Filtermedium ist bevorzugt wasserabweisend ausgerüstet. Die wasserabweisenden Eigenschaften des Filtermediums können durch Anteile hydrophober Fasern erzielt werden. Die Oberfläche des Filtermediums kann selbstreinigende Eigenschaften aufweisen, z. B. Lotosblüteneffekt. Das Filtermedium kann ein wasserabweisend ausgerüstetes wasserstrahlverfestigtes PET-Vlies sein. Das Filtermedium kann mit einem Adsorber, vorzugsweise mit Aktivkohle ausgerüstet sein. Die Fasern einer oder mehrerer Vliesschichten des Filtermediums können durch Nassverfestigung, Wasserstrahlverfestigung, chemischer, mechanischer oder thermischer Verfestigung miteinander verbunden sein. Die Faserorientierung der anströmseitig angeordneten Vliesschicht kann überwiegend quer zur Laufrichtung angeordnet sein. Mindestens die anströmseitig angeordnete Faseroberfläche kann hydrophobe Eigenschaften aufweisen. Die Beschaffenheit der Faseroberfläche kann ein Entlanggleiten der Wassertropfen unterstützen. Die Porosität der anströmseitig angeordneten Faserschicht kann ein Durchdringen von Wassertröpfchen erschweren.
Das Filterelement kann mit einem Seitenband versehen sein, welches ablaufseitig nicht über die Gesamthöhe des Faltenpacks mit diesem verklebt ist. Das Seitenband kann in jedem ablaufseitigen Faltental eine offene Kontaktfläche zum Seitenband von mindestens 1 mm² aufweisen. Das Seitenband kann lediglich mittig verklebt sein um einen beidseitigen Einbau des Filters zu ermöglichen, wodurch im Einzelfall eine Poka-Yoke Lösung, die nur eine Einbaurichtung zulässt, entfallen kann. Die Verbindung zwischen Seitenband und Filtermedium kann luft- und wasserundurchlässigen Heißkleber-Polymer umfassen. Der Heißkleberauftrag kann aufgeschäumt werden, was diesem luft- und wasserdurchlässige Eigenschaften verleiht. Die Verbindung zwischen Seitenband und Filtermedium kann mit thermischen Verfahren, vorzugsweise mit Ultraschallverschweißen realisiert werden. Die Verbindung zwischen Seitenband und Filtermedium kann mittels eines chemisch reaktiven Stoffes, beispielsweise Polyurethan hergestellt werden.
Das Seitenband selbst kann partikelabscheidende und/oder gasadsorbierende Eigenschaften besitzen. Das Seitenband kann wasserdurchlässig sein, wobei die Wasserdurchlässigkeit durch Perforation erfolgen kann. Das Seitenband und/oder das Filtermedium kann biofunktionelle Eigenschaften zur Vermeidung von mikrobiellem oder Pilzwachstum besitzen, Das Seitenband kann Polymerwerkstoffe, vorzugsweise Polyester oder eine Kombination verschiedener Polymerwerkstoffe umfassen. Das Seitenband kann als Vlies oder Membran ausgeführt sein. Das Seitenband kann flexibel oder starr, voluminös oder dünn, weich oder hart ausgeführt werden. Das Seitenband kann eine Oberfläche mit hydrophilen Eigenschaften besitzen, was durch Ausrüstung oder durch die Wahl geeigneter Faserquerschnitte erreicht werden kann.
Eine Abdichtung des Filterelements kann mittels einer teilweisen oder vollständigen Stirnkantenversiegelung erfolgen. Das Filtermedium kann in einen Spritzgussrahmen eingespritzt werden, wobei der Spritzgussrahmen eine Abdichtung zwischen der Roh- und Reinluftseite (Skizze) herstellt und der Wasserdurchgang vom Faltental zur Rohluftseite außerhalb des Filterrahmens hergestellt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert wird. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen
1 einen Ausschnitt eines Filterelements,
2 eine Ausführungsform mit einem Seitenband,
3 eine Ausführungsform mit einer Stirnkantenverleimung,
4 eine Ausführungsform mit einer Kombination aus Seitenband und Stirnkantenverleimung,
5 einen Ausschnitt eines Filterelements,
6 den Seitenbandverlauf des Filterelements aus 5 im Detail.
Ausführungsformen) der Erfindung
1 zeigt einen Ausschnitt eines Filterelements. Das Filterelement wird von der Rohseite 1 angeströmt. Ein Faltenpack 5 aus einem plissierten Filtermedium mit Faltentälern und Faltenspitzen ist an den Faltenenden durch ein Seitenband 4 begrenzt. Das Seitenband 4 ist lediglich über einen Teil seiner Höhe mit den Faltenenden verbunden. Z. B. kann ein Bereich von 1 bis 5 mm von der Unterseite des Faltenpacks 5 nicht mit dem Seitenband verbunden sein. In diesem Bereich kann Wasser, das sich von der Rohseite 1 kommend in den Faltentälern sammelt, auf die Reinseite 2 dringen. Das Seitenband kann im Bereich 3 mit den Faltenenden vollflächig verklebt sein oder auch nur entlang der Faltenkontur verbunden sein.
2 zeigt die Verklebung des Seitenbands 4 mit den Faltenenden im Detail.
3 zeigt die Abdichtung der Faltenenden des Faltenpacks 5 auf der Reinseite 2 mittels einer Stirnkantenverleimung 7. Wasser von der Rohseite 1 kann wieder in den Faltentälern am Punkt 6 auf die Reinseite 2 treten, da durch das Anstoßen lediglich der Faltenenden an ein Gehäuse keine vollständige Dichtheit auftritt. Es ist auch die Kombination einer Stirnkantenverleimung 7 mit einem Seitenband 3 möglich wie in 4 gezeigt. Wieder kann Wasser im Faltental 6 von der Rohseite 1 auf die Reinseite 2 treten, da hier keine starke Abdichtung vorhanden ist.
In 5 ist eine Lösung gezeigt, in der ein Seitenband 4 lediglich mittig mit den Faltenenden eines Faltenpacks 5 verbunden ist. Auf diese Weise ist das Abfließen von Wasser bei unterschiedlichen Einbaulagen des Filterelements möglich.
6 zeigt die Verklebung des Seitenbandes mit den Faltenenden im Detail.
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 10131384 A1 [0003, 0004]
DE 102008003931 A1 [0005]

Claims

Filterelement, insbesondere Innenraumfilterelement, umfassend einen Faltenpack (5) mit mindestens einem Seitenband (4), das Faltenenden auf zumindest einer Seite des Faltenpacks (5) verbindet, wobei das Seitenband (4) lediglich über einen Teil der Höhe des Faltenpacks mit diesem verbunden ist, derart dass die Faltentäler und/oder Faltenspitzen des Faltenpacks nicht mit dem Seitenband verbunden sind.
Filterelement nach Anspruch 1, wobei die Höhe des Seitenbands (4) größer ist als die Höhe des Faltenpacks (5).
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Seitenband (4) in einem Bereich von 1 mm bis 5 mm von den Faltenspitzen und/oder von den Faltentälern des Faltenpacks (5) nicht mit dem Faltenpack (5) verbunden ist.
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im nicht mit dem Seitenband (4) verbundenen Bereich die Falten des Faltenpacks (5) genau auf einer Seite mit einer Stirnkantenverleimung zumindest teilweise verbunden sind.
Klimaanlage oder Innenraumzuluftanlage eines Kraftfahrzeugs umfassend einen Strömungskanal mit einem Filterelement, wobei das Filterelement geneigt zur horizontalen Ebene im Strömungskanal montiert ist, derart, dass die Faltentäler eines Faltenpacks (5) des Filterelements geneigt sind, sodass Wasser in den Faltentälern der Schwerkraft folgend ablaufen kann, wobei das Wasser zwischen den Faltenenden und dem Strömungskanal von einer Rohseite (1) vor dem Filterelement auf eine Reinseite (2) nach dem Filterelement dringen kann.
Klimaanlage oder Innenraumzuluftanlage nach Anspruch 5, wobei das Filterelement mittels eines Seitenbands (3) gegen den Strömungskanal abdichtet und das Wasser an den Faltenenden aus Bereichen, in denen der Faltenpack (5) nicht mit dem Seitenband (4) verbunden ist, von der Rohseite (1) auf die Reinseite (2) dringen kann.
Klimaanlage oder Innenraumzuluftanlage nach einem der Ansprüche 5 oder 6 mit einem Filterelement gemäß Anspruch 1 bis 4.
Klimaanlage oder Innenraumzuluftanlage nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Filterelement einen Faltenpack (5) umfasst, dessen Falten auf der Reinseite (2) mit einer Stirnkantenverleimung (7) versehen sind, nicht jedoch auf der Rohseite (1).