DE9204132U1

DE9204132U1 - Luftfilter

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Publication number: DE9204132U1
Application number: DE9204132U
Authority: DE
Original assignee: IRBIT RESEARCH and CONSULTING AG FREIBURG/FRIBOURG CH
Current assignee: IRBIT RESEARCH and CONSULTING AG FREIBURG/FRIBOURG CH
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1993-07-22
Anticipated expiration: 2002-03-28

Description

LUFTFILTER

Die Erfindung betrifft ein Luftfilter für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Filterung von Partikeln und Gasen aus in einen Fahrgastraum strömender Luft, mit einem Partikelfilter und einem Gasfilter (Adsorberfilter), wobei das Partikelfilter und das Adsorberfilter in Strömungsrichtung hintereinandergeschaltet in einem Filtergehäuse aufgenommen sind und der Partikelfilter als zickzackförmig gestalteter Elektretfilter ausgebildet ist.

Ein derartiger Luftfilter ist beispielsweise aus der DE-OS 39 04 62 3 bekannt. Bei diesem Luftfilter ist das Partikelfilter und das Adsorberfilter flächig miteinander verbunden. Dieses Flächengebilde ist weiter insgesamt zickzackförmig gefaltet und randseitig in dem Filtergehäuse verankert. Des weiteren ist zum Stand der Technik auch noch die DE-OS 29 11 428 zu nennen. Diese bekannten Luftfilter werden noch nicht in jeder Hinsicht als zufriedenstellend angesehen im Hinblick auf die komplexen Anforderungen, die heutzutage an ein Funktionsteil eines Kraftfahrzeuges gestellt werden. Ein solches Teil eines Kraftfahrzeuges soll sowohl möglichst optimale technische Leistung erbringen, günstig herstellbar sein, wie auch den Anforderungen an eine umweltgerechte Verarbeitung und Entsorgung gerecht werden.

Auf diesem Hintergrund ist es Ziel der Erfindung, ein besseres Filter anzugeben.

Dieses Ziel ist bei einem Filter gemäß dem Anspruch gelöst, wobei darauf abgestellt ist, daß der als ebenes Flächengebilde ausgebildete Adsorberfilter aus zwei Lagen luftdurchlässigen Trägermaterials besteht. In diesen Lagen sind jeweils unterschiedlich wirksame Aktiv-

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kohleteilchen beispielsweise Aktivkohlekugelchen angeordnet. Weiter sind die Lagen in einer gemeinsamen strumpfartigen, kleinere Maschenweiten als den Aktivkohleteilchen entsprechend aufweisenden Hülle aufgenommen. Das Filtergehäuse ist als in einem Strömungsweg der Luft auswechselbar einschiebbare Wechselkassette ausgebildet, aus welcher das Partikelfilter und das Adsorberfilter entweder durch Lösen einer Klipsverbindung zwischen einem Ober- und einem Unterteil der Wechselkassette oder durch seitliches Herausziehen aus der eine seitliche Öffnung aufweisenden Wechselkassette entnehmbar sind. Erfindungsgemäß ist ein Luftfilter geschaffen, das sich in einfacher Weise aus drei Teilen zusammensetzt, in welche es auch bei einem Ausbau sogleich zerlegt werden kann. Das mit Aktivkohleteilchen beladene luftdurchlässige Trägermaterial ist als Flächengebilde ausgebildet, das Partikelfilter dagegen in oberflächenvergrößender Weise zickzackförmig gestaltet. Durch die die beiden Lagen des luftdurchlässigen Trägermaterials umfassende strumpfartige Hülle ist das Adsorberfilter ingesamt für sich in einfacher Weise handhabbar. Zudem ist durch die geringe Maschenweite der die Lagen des Trägermaterials umgebenden Hülle sichergestellt, daß nicht einzelne, sich aus dem Trägermaterial evtl. lösende Aktivkohlekugelchen in den Strömungsweg der Luft und damit in den Innenraum der Fahrgastzelle gelangen. Auch läßt sich so in einfacher Weise eine getrennte Wiederverwertung des Adsorberfilters und gegebenenfalls des Partikelfilters durchführen. Insbesondere können die Aktivkohleteilchen beispielsweise in einfacher Weise einer Regeneration zugeleitet werden, ohne daß Materialien vorhanden sind, welche die Regeneration mehr als unbedingt nötig behindern würden. Natürlich wird das Trägermaterial, die Verhaftung der Aktivkohleteilchen in dem Trägermaterial und die Hülle, welche die Lagen des Trägermaterials

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umgibt, nach diesen Aspekten werkstoffmäßig ausgesucht. Die Aktivkohleteilchen können insbesondere Aktivkohlekügelchen sein. Die Hülle kann aus einem Textilmaterial, aber auch aus einem Kunststoffmaterial bestehen. Die Wechselkassette kann als Spritzgußteil ausgebildet sein, beispielsweise aus Polyamid oder auf Basis ABS. Das Partikelfilter kann insgesamt als Elektretvlies ausgebildet sein. Die Doppellagigkeit des Adsorberfilters läßt eine Optimierung hinsichtlich der vorgesehenen Anwendungszwecke zu. Bekanntlich können Aktivkohlekügelchen zur Adsorption unterschiedlicher Gase unterschiedlich imprägniert werden. Es ist auch möglich noch mehr als zwei Lagen in der Hülle zusammenzufassen. Die Lagen luftdurchlässigen Trägermaterials bestehen zunächst vorzugsweise aus zweidimensionalen textlien Gewebe. Hierzu können übliche Gewebe, auch Kunstoffmaterialgewebe, verwendet werden. Es ist darauf zu achten, daß die Gewebelagen nicht mehr als erforderlich ein Strömungshindernis darstellen. Weiterhin kann das Trägermaterial auch aus einem Vlies, einem Gelege oder auch bevorzugt aus offenporigem Schaumstoff gebildet sein. In Ausgestaltung der Erfindung ist auch vorgesehen, daß die Wechselkassette insgesamt einen im wesentlichen rechteckigen Grundriß aufweist. Weiterhin ist auch ein U-förmiger Grund oder ein kreisförmiger Grundriß möglich. Der Grundriß kann aber beispielsweise auch dreieckig oder quadratisch sein. Hierbei kann die Zickzackfaltung sowohl quer als auch in Längsrichtung der U-Öffnung vorgesehen sein. Während die Wechselkassette an einem Endbereich, vorzugsweise schmalseitigen Endbereich geschlossen ausgebildet ist, kann gegebenenfalls am gegenüberliegenden Endbereich eine Einschuböffnung vorgesehen sein, durch welche sowohl das Elektretfilter wie auch das Adsorberfilter in einfacher Weise - ohne miteinander verbunden zu sein in die Wechselkassette eingeschoben werden können. Grund-

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sätzlich können auch an beiden Schmalseiten entsprechende Öffnungen vorgesehen sein. Ein Boden der Wechselkassette ist bevorzugt durch ein großmaschiges Gitter ausgebildet. Dieses Gitter kann bei Herstellung der Wechselkassette im Kunststoffspritzverfahren sogleich mit angespritzt sein. Eine gleiche Ausbildung kann deckenseitig vorgesehen sein. Soweit die Wechselkassette schmalseitig rundum geschlossen ausgebildet ist, ist eine Trennebene vorgesehen, in welcher die beiden Hälften der Wechselkassette klipsverbindbar sind. Die Wechselkassette ist im wesentlichen aus einem in Form des Grundrisses gebogenen Rahmen gebildet. Dieser Rahmen besitzt einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt. Die oberen und unteren U-Schenkel des Rahmens formen eine Einschuböffnung (schubladenartig) für das Partikelfilter und das Adsorberfilter. Hierbei kann das Partikelfilter seinerseits in einem eigenen, dem Grundriß des Partikelfilters folgenden Rahmen gehaltert sein. Auch dieser kann U-förmig gestaltet sein. Der Rahmen kann mit dem eigentlichen Partikelfilter beispielsweise durch Klebung verbunden sein. Wesentlich ist auch, daß das Adsorberfilter im Einbauzustand auf einer Breitseite im wesentlichen linienförmig gestützt durch das Elektretfilter und auf der anderen Breitseite im wesentlichen linienförmig gestützt durch das Maschengitter der Wechselkassette gehaltert ist. Es ist eine sehr gute nahezu optimale Anströmbarkeit des Adsorberfilters gegeben.

Nachstehend ist die Erfindung des weiteren anhand der beigefügten Zeichnung, die jedoch lediglich Ausführungsbeispiele wiedergibt, erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des Luftfilters;

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Fig. 2 einen Querschnitt durch den Gegenstand gemäß Fig. 1, geschnitten entlang der Linie II-II;

Fig.3+4 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der ersten Ausführungsform, ohne eingelegte Filterelemente;

Fig. 6 einen Querschnitt durch einen Rahmen der Wechselkassette, stark vergrößert und

Fig. 7 eine Ausführungsform gemäß Fig. 2, jedoch mit einer Ausführung des Trägermaterials als textiles Gewebe.

Dargestellt und beschrieben ist ein Luftfilter 1, der in einen in einen Fahrgastraum mündenden Luftweg als Wechselkassette einschiebbar ist. Der Luftweg ist im einzelnen nicht dargestellt.

In dem Luftfilter 1 ist ein Partikelfilter 2 und ein Adsorberfilter 3 angeordnet. Das Adsorberfilter dient zur Ausfilterung von schädlichen Gasen wie beispielsweise Stickstoffdioxid und Stickoxiden (SO2 NO_x) und gasförmigen organischen Verbindungen. Das Partikelfilter 2 und das Adsorberfilter 3 sind in Strömungsrichtung der Luft, die zuerst den Partikelfilter 2 durchsetzt, hintereinandergeschaltet angeordnet in dem Filtergehäuse 4. Das Partikelfilter ist als zickzackförmig gestalteter Elektretfilter ausgebildet. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 verläuft die Faltelung in Längsrichtung der im Grundriß insgesamt rechteckig ausgebildeten Wechselkassette .

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Das Adsorberfilter 3 ist dagegen als ebenes Flächengebilde ausgebildet. Im einzelnen besteht das Adsorberfilter 3 gemäß einer in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform aus zwei Lagen 3 a und 3 b offenporigen Schaumstoffs. In diesem offenporigen Schaumstoff sind zur Adsorption Aktivkohlkügelchen angeordnet. Die Anordnung und Halterung von Aktivkohlekügelchen in dem offenporigem Schaumstoff, beispielsweise durch Klebung, ist im Stand der Technik bekannt und daher hier nicht weiter erläutert. Wesentlich für das hier beschriebene Filter ist jedoch, daß in den Lagen 3 a und 3 b Aktivkohlekügelchen unterschiedlicher Eigenschaften vorzugsweise angeordnet sind. Die Aktivkohlekügelchen sind in jeder Lage im Hinblick auf die Absorption anderer Gase optimiert. Bekanntlich können Aktivkohlekügelchen zu diesem Zweck entsprechend imprägniert werden.

Weiter ist von Bedeutung, daß die Schaumstofflagen 3 a und 3 b in einer gemeinsamen strumpfartigen Hülle 5 aufgenommen sind. Die strumpfartige Hülle 5 besitzt eine kleinere Maschenweite als es der Größe der Aktivkohlkügelchen entspricht. Etwa sich aus der Halterung in dem Schaumstoff lösende Aktivkohlekügelchen können die Hülle 5 nicht durchsetzen. Es ist wirksam verhindert, daß etwa einzelne Aktivkohlekügelchen in den Luftweg und damit gegebenenfalls sogar in den Innenraum der Fahrgastzelle gelangen können. Gleichzeitig erleichtert die Hülle 5 die Handhabung des Adsorberfliters 3.

Das Partikelfilter 2 und das Adsorberfilter 3 sind lose in der Wechselkassette 1 aufgenommen. Sie können einzeln und getrennt aus der Wechselkassette 1 entnommen werden.

Hierzu ist die Wechselkassette 1, gemäß einer ersten Ausführungsform, wie sie in den Figuren 2, 3 und 5 darge-

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stellt ist, aus klipsverbindbaren Oberteilen 4 a und Unterteilen 4 b zusammengesetzt. In Fig. 6 ist eine Ausführung der Klipsverbindung - im Querschnitt mit einer Außenzange 10 und einer Innenzange 11 dargestellt.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform, wie sie in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, ist gegenüberliegend zu dem dem U-Bogen entsprechenden Endbereich der Wechselkassettenrahmen endseitig offen, so daß das Partikelfilter und das Adsorberfilter seitlich in den Wechselkassettenrahmen 6 eingeschoben werden können. Beiden Ausführungsformen ist gemeinsam, daß die Wechselkassette 1 bzw. insbesondere deren Wechselkassettenrahmen 6 als im Querschnitt U-förmiges Profil ausgebildet ist.

Im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach Fig. 3 ist in Fig. 4 auch dargestellt, daß das Adsorberfilter in einem eigenen, im Grundriß rechteckigen Einschubrahmen 7, der bevorzugt an beiden Endbereichen geschlossen ausgebildet ist, gehaltert ist. So kann das Partikelfilter 2, obgleich es aus einem dünnen vliesartigen und in sich nicht stabilen Gebilde bestehen kann, ohne weiteres gehandhabt werden.

Den Ausführungsformen des Filters 1 ist gemeinsam, daß zumindest ein Breitseitenbereich in Form eines Gitters 8 größerer Maschenweite ausgebildet ist. Bei einer Herstellung des Luftfilters 1 bzw. der Wechselkassette als Kunststoffspritzteil kann das Gitter 8 sogleich mit gespritzt werden.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 ist sowohl die obere Breitseite wie auch die untere Breitseite des Luftfilters 1 mit einem solchen Gitter 8 ausgebildet.

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Wie sich auch aus der Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 ergibt, ist das Adsorberfilter 3 im Einbauzustand lediglich linienartig gehalten, einerseits durch die Stäbe, welche das Gitter 8 bilden, andererseits durch untere Umlenkbereiche 9 des zickzackförmig gefalteten Partikelfilters 2.

In Fig. 7 ist in einer Schnittdarstellung entsprechend Fig. 2 eine hinsichtlich des Trägermaterials alternative Ausführungsform dargestellt. Das luftdurchlässige Trägermaterial besteht hier aus zwei Textillagen 3a' und 3b', in welche die Adsorberkügelchen eingelagert sind bzw. an welchen die Adsorberkügelchen beispielsweise auch durch Klebung angeheftet sind. Die Anordnung der Adsorberkügelchen an bzw. in den Textillagen 3a' und 3b' ist in der Zeichnung nur schematisch wiedergegeben. Alternativ kann hier auch ein Vlies oder ein Gelege noch als luftdurchlässiges Trägermaterial vorgesehen sein.

Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzelnen als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung von Bedeutung sein. Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen.

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Claims

ANSPRUCHE

1. Luftfilter (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Filterung von Partikeln und Gasen aus in einen Fahrgastraum strömender Luft, mit einem Partikelfilter (2) und einem Gasfilter (3) (Adsorberfilter), wobei das Partikelfilter (2) und das Adsorberfilter (3) in Strömungsrichtung hintereinandergeschaltet in einem Filtergehäuse aufgenommen sind und das Partikelfilter als zickzackförmig gestalteter Elektretfilter ausgebildet ist, dadurch^gekennzeichnet, daß das als ebenes Flächengebilde ausgebildete Adsorberfilter (3) aus zwei Lagen (3 a, 3 b) luftdurchlässigen Trägermaterials besteht, in welchen jeweils unterschiedlich wirksame Aktivkohleteilchen beispielsweise Aktivkohlekügelchen angeordnet sind, welche Lagen (3a, 3b) in einer gemeinsamen strumpfartigen, kleinere Maschenweiten als den Aktivkohleteilchen entsprechend aufweisender Hülle (5) aufgenommen sind und daß das Filtergehäuse (1) als in einem Strömungsweg der Luft auswechselbar einschiebbare Wechselkassette ausgebildet ist, aus welcher das Partikelfilter (2) und das Adsorberfilter (3) entweder durch Lösen einer Klipsverbindung zwischen einem Ober- und Unterteil (4a, 4b) der Wechselkassette oder durch seitliches Herausziehen aus einer seitlichen Öffnung der Wechselkassette entnehmbar sind.

2. Luftfilter nach Anspruch 1 oder insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial ein vorzugsweise zweidimensionales textiles Gewebe (3a', 3b¹) ist.

3. Luftfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial ein Vlies ist.

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4. Luftfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial ein Gelege ist.

5. Luftfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial ein offenporiger Schaumstoff (3a, 3b) ist.

6. Luftfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselkassette einen insgesamt im wesentlichen rechteckigen Grundriß aufweist.

7. Luftfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, daß die Wechselkassette einen insgesamt im wesentlichen U-förmigen, dreieckigen, rechteckigen oder quadratischen Grundriß aufweist.

8. Luftfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß ein Boden der Wechselkassette durch ein Maschengitter (8) gebildet ist.

9. Luftfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß eine Decke der Wechselkassette durch ein Maschengitter (8) gebildet ist.

10. Luftfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wechselkassettenrahmen (6) in seinem Querschnitt im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist.

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11. Luftfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Partikelfilter (2) in einem U-förmigen Einschubrahmen (7) gehaltert ist.

12. Luftfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorberfilter (3) auf einer Breitseite im wesentlichen linienförmig gestützt durch das Partikelfilter (2) und auf der anderen Breitseite im wesentlichen linienförmig gestützt durch das Maschengitter (8)
der Wechselkassette gehaltert ist.

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