WO2018158387A1 - Filterelement, filter, filteranlage und verwendung des filters - Google Patents

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WO2018158387A1
WO2018158387A1 PCT/EP2018/055088 EP2018055088W WO2018158387A1 WO 2018158387 A1 WO2018158387 A1 WO 2018158387A1 EP 2018055088 W EP2018055088 W EP 2018055088W WO 2018158387 A1 WO2018158387 A1 WO 2018158387A1
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filter medium
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PCT/EP2018/055088
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Jürgen Berrer
Pavel Procházka
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Mann+Hummel Gmbh
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    • B01D2267/00—Multiple filter elements specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2267/40—Different types of filters

Definitions

  • the present application relates to a filter element, a filter with this filter element, a filter system and a use of the filter.
  • filter elements which each serve a functionality, for example as a particle filter or for the removal of hydrocarbons. These are installed as separate elements in different areas of a vehicle.
  • An integration of a plurality of filter media in a flow direction within a housing leads to an increase in the installation space of the filter element and makes its arrangement in the limited space of a vehicle more difficult.
  • DE10 2010 042 424 A1 shows a filter element with a cylindrical frame with several frame segments.
  • each filter media are arranged with similar filter materials.
  • Each frame segment of the filter element thus assumes the same filter function as the adjacent frame segment.
  • EP 3 081 281 A1 discloses a pocket filter with juxtaposed pockets, two pockets each being formed from a different filter medium.
  • US 2012/0079942 A1 discloses a filtration system with a first and a second filter element, wherein the filter elements are arranged parallel to each other, such that a first partial flow of the medium flows through the first filter medium and a second partial flow of the medium through the second filter medium.
  • US 2009/0241490 A1 discloses a filter element having a plurality of filter regions in a rectangular frame, wherein a first filter region removes carbon dioxide, a second filter region removes sulfur dioxide, a third filter region removes nitrogen oxides and a fourth filter region removes mercury.
  • JP 2009203899 A discloses an intake air filter in a vehicle, wherein the filter element has a frame and two filter media arranged side by side in a frame, these filter media sequentially filtering the intake air and thereafter supplied to the engine via an outlet, the sequential structure the two filter media of the resonance reduction and thus the noise reduction of the vehicle is used. Disclosure of the invention
  • the present invention solves this problem by a filter element having the features of claim 1 and by a filter having the features of claim 14 and by a filter ran ran with the features of claim 21.
  • the filter element according to the invention serves for the filtration of intake air in a vehicle.
  • the filtered intake air can be provided, for example, after filtration through the filter element according to the invention, both to the engine as filtered engine intake air and to the interior as filtered interior air.
  • the filter element has a frame.
  • the filter element has at least two filter media, which are arranged side by side in the frame.
  • the frame preferably includes both filter media.
  • the filter material of the first filter medium differs from the filter material of the second filter medium.
  • the filter element can be provided with a plurality of filter media for different filter tasks.
  • the first filter medium is designed, for example, as a particle filter for the filtration of intake air for an internal combustion engine
  • the second filter medium is designed as an interior air filter for reducing the particle and / or noxious gas content in intake air
  • / or the second filter medium is for reducing the humidity in cooling air formed for electrical components, electronic components and / or lamps in a vehicle
  • the second filter medium is formed as a hydrocarbon trap for reducing hydrocarbons in the filter medium, in particular the motor side, flowing gas stream.
  • the first filter medium which is designed as a particle filter for the filtration of intake air for an internal combustion engine, thus provides the engine intake air.
  • the first filter medium is formed as an indoor air filter
  • the second filter medium is designed to reduce the humidity in cooling air for electrical components, electronic components and / or bulbs in a vehicle
  • the second filter medium is as a hydrocarbon trap for reducing hydrocarbons in one formed the filter medium, in particular motor side, inflowing gas stream. If the second filter medium is designed as a hydrocarbon trap for reducing hydrocarbons in a gas, this gas can flow to the filter medium, in particular on the motor side.
  • the second filter medium is designed alternatively or additionally as an interior air filter for reducing the particle and / or noxious gas content in the intake air, the second filter medium provides interior air for the driver's cab of a vehicle.
  • the second filter medium is designed to reduce air humidity in cooling air for electrical components and / or light sources, in particular in a vehicle
  • the second filter medium can in particular reduce the air humidity from intake air, so that it does not adhere moisture to electronic and / or electrical components and / or bulbs comes, which could possibly cause a short circuit.
  • the present invention makes it possible to provide a filter element with two or more different filter media, which are arranged not one behind the other in the flow direction but side by side in a frame.
  • the compact design as a flat filter e.g. both for the provision of engine intake air as well as for engine outgassing hydrocarbons and / or for filtered indoor air and / or for humid teredu intoe intake air possible.
  • the filter element according to the invention thus makes it possible to carry out a plurality of filtration tasks spatially efficient, without requiring further separate filter elements or filters and thus also filter housings for these separate filter elements.
  • the frame may advantageously have a frame plane, wherein the frame is divided into at least a first and a second frame segment, which frame segments are arranged side by side in the frame plane.
  • the first frame segment may surround the first filter medium and the second frame segment the second filter medium.
  • the arrangement in frame segments allows the respective filter medium secure hold in the frame.
  • the filter material of the first filter medium may differ from the filter material of the second filter medium in the chemical composition of the filter material and / or the mean pore size of the filter material and / or the average basis weight of the filter material. This variation allows for easy delivery of a desired filter performance, in particular with regard to the desired separation efficiency of the air to be filtered for the respective filter medium depending on the application.
  • the first filter medium may be formed as a first filter body in the form of a bellows and the second filter medium may be formed as a second filter body in the form of a bellows or a flat filter, wherein the two filter bodies are arranged side by side in the frame plane.
  • the two filter bodies are arranged side by side in the frame plane.
  • each of the filter media in particular in its configuration as a bellows, have an inflow side and an outflow side. These two sides are arranged parallel to each other in the preferred embodiment.
  • the pleat height of the pleats of the respective bellows is preferably the majority, preferably the same size for at least more than 90% of all pleats.
  • the filter element is advantageously a filter element with two flow areas, each with a different filter characteristic, wherein more flow areas are possible.
  • the frame preferably serves as the sole element which seals the two flow-through areas when the filter element is arranged in the housing of a filter.
  • the frame may have a circumferential seal of elastic material which seals the two flow areas.
  • the seal can hereby take place radially or axially.
  • the first filter medium which is preferably designed in particular as a particle filter for the filtration of intake air for an internal combustion engine, may have an activated carbon concentration of less than 20 g / m 2 , and the second filter medium may advantageously have an active carbon concentration of more than 50 g / m 2 exhibit.
  • the second filter medium allows attaching and reducing of hydrocarbons contained in the gas stream to the activated carbon, while the first filter medium is still available for a high dust or particle uptake capacity due to its small amount of activated carbon.
  • the filter element is preferably designed as a flat filter. Such a flat filter is characterized by a low overall height, in particular less than or equal to 70 mm, preferably less than or equal to 20 to 60 mm, particularly preferably less than or equal to 55 mm.
  • At least one of the filter media may be formed from a cellulosic material, in particular a cellulose-based paper, or a nonwoven material.
  • the frame has an elastic material.
  • the frame may be formed entirely of said material; Alternatively, it is also possible that the elastic material is arranged only as a sealing element on or on a plastic framework.
  • the first and the second frame segment can advantageously be separated from each other by a central web.
  • This central web allows a spatial separation of the filter media and a better guidance of a gas flow optionally to the first and / or second filter medium.
  • At least the central web can have the aforementioned sealing element.
  • the sealing element can limit one of the filter media on the edge and peripherally. It is preferably also possible that each of the two filter media is limited by the circumferential sealing element.
  • a filter for the filtration of gaseous media which comprises a housing and a filter element according to the invention.
  • the housing may advantageously have at least one housing pot for receiving the filter element in the housing with a receiving opening for introducing the filter element and with at least one opening for introducing intake air and / or for discharging filtered air. Furthermore, the housing may have a housing cover for closing the receiving opening of the housing pot, wherein the housing cover is detachably connected to the housing pot. This makes it possible to remove and replace the filter element according to the invention.
  • the housing cover in interaction with the housing pot and the filter element arranged therein form at least one housing space, wherein a medium supply in the housing space by the first filter medium takes place, and a medium drainage from the housing space by the second filter medium.
  • the medium supplied in the flow direction may preferably be intake air, in particular from the environment.
  • the housing cover may have one or preferably two or more discharge openings for a filtered medium. By arranged in the housing cover discharge openings, it is possible that a parallel filtration of one or more of the filter supplied gas flows through the filter element.
  • the filter element is characterized by its compact design.
  • the housing cover in cooperation with the filter element, may define a first discharge region for a medium which has passed through the first filter medium and a second discharge region for a medium which has been passed through the second filter medium, the two discharge regions being separated from one another within the housing , This results in no mixing of the two filtered according to different criteria gases in the first and second discharge area.
  • the filter according to the invention is particularly advantageous for providing and / or for filtration of two medium streams of different composition or for two different Filtra- tion tasks, especially as a particulate filter for intake air of an internal combustion engine and either as cabin air filters or to reduce the humidity in cooling air for electrical components, electronic components and / or bulbs in a vehicle or as a hydrocarbon trap or as a cabin filter and either for reducing the humidity in cooling air for electrical components, electronic components and / or bulbs in a vehicle or used as hydrocarbon traps, whereby more than two media streams of different composition can be filtered or more than two of the filtration tasks can be performed by the filter according to the invention.
  • a particularly preferred use of the filter according to the invention is the use as a particle filter for providing engine intake air and the use as hydrocarbon traps for reducing the hydrocarbon content from gases, in particular from fuel outgassing.
  • preferred uses of the inventive filter are, for example, the use of the filter according to the invention as a particulate filter to provide engine intake air and as hydrocarbon traps to reduce hydrocarbon content from hydrocarbon-containing gases, particularly fuel gassings, or as a particulate filter to provide engine intake air.
  • a further additional or alternative embodiment is the use of the filter according to the invention as a particle filter for providing engine intake air and as a filter for reducing the humidity in cooling air for electrical components, electronic components and / or lighting in a vehicle or as a particle filter for providing engine intake air.
  • a further alternative or additional embodiment is the use of the filter according to the invention as a particle filter and as an interior air filter.
  • the filter according to the invention can also be used as a cabin filter and as a hydrocarbon trap for reducing the hydrocarbon content of hydrocarbon-containing gases, in particular fuel outgassing and / or as a cabin filter and as a filter for reducing the humidity in cooling air for electrical components, electronic components and / or lighting in a vehicle.
  • a filtration system according to the invention of a vehicle comprises a supply line which serves to supply ambient air drawn in outside the vehicle to the filter according to the invention.
  • a filtration system according to the invention also comprises the filter according to the invention and a derivative which directs filtered ambient air to a motor.
  • the filter according to the invention has the first filter medium for the filtration of intake air supplied through the feed line, and the second filter medium for the filtration of hydrocarbon-containing gas flowing in through the discharge line.
  • the filtration system of the vehicle comprises
  • a supply line to a cooling device, in particular an air cooling device, for electrical components, electronic components and / or light sources in a vehicle,
  • the filter according to the invention the first filter medium for the filtration of intake air supplied through the supply line and
  • the filter according to the invention comprises the second filter medium for the filtration of hydrocarbon-containing gas flowing through the discharge or
  • the filter according to the invention comprises the first filter medium for the filtration of intake air supplied through the supply line and
  • the filter according to the invention comprises the second filter medium for the filtration of interior air of the air conditioner or
  • the filter according to the invention comprises the first filter medium for the filtration of intake air supplied through the supply line and
  • the second filter medium of the filter according to the invention is designed to reduce the humidity in cooling air for electrical components, electronic components and / or lamps in a vehicle or
  • the filter according to the invention comprises the first filter medium for the filtration of indoor air of the air conditioner and
  • the second filter medium of the filter according to the invention is designed to reduce the humidity in cooling air for electrical components, electronic components and / or lamps in the vehicle or
  • the filter according to the invention comprises the first filter medium for the filtration of indoor air of the air conditioner and wherein the second filter medium of the filter according to the invention is designed for the filtration of hydrocarbon-containing gas flowing through the discharge.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of a filter element according to the invention, comprising two different filter media for the filtration of a first and a second media stream;
  • FIG 2 is a schematic perspective view of the filter element of the invention of Figure 1 with the filter media shown as bellows.
  • Fig. 3 is a schematic sectional view through a first filter according to the invention, comprising the filter element of Fig. 1;
  • Fig. 4 is a schematic sectional view through a second filter according to the invention, comprising the filter element of Fig. 1;
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view through a third filter according to the invention, comprising the filter element of FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a filter element 1 according to the invention, comprising two filter media 3 and 4 and a frame 2 which encloses the two filter media 3, 4.
  • the first and the second of the two filter media 3, 4 differ with regard to their material composition.
  • the frame 2 limits the edges of the first and the second filter medium 3, 4 and divides these two filter media by a central web 5 from each other. At the same time, the central web 5 divides the frame into two frame segments 41, 42.
  • the first filter medium 3 may be formed as a flat filter body or particularly preferably as a folded filter body, preferably as a zigzag folded filter bellows. The latter variant is particularly advantageous since the air resistance through the folded filter medium thus advantageously decreases.
  • the filter medium 3 can be formed from a first nonwoven and / or cellulose material, in particular as a cellulose-based paper.
  • the first filter medium 3 may preferably be constructed in one layer; However, it is also a multilayer structure possible. Preferably, the number and thickness of the material layers of the filter medium are to be selected so that the first filter medium is foldable.
  • the second filter medium 4 can preferably also be designed as a folded filter body, preferably as a zigzag-folded filter bellows. However, it is also possible in that the filter medium 4 is designed as a flat unfolded filter body, which is arranged flat within the frame.
  • the second filter medium 4 may be formed from a second nonwoven and / or cellulosic material, in particular a cellulose-based paper.
  • the second filter medium 4 may preferably be constructed in one layer, but it is also a multi-layer structure possible. Preferably, the number and thickness of the material layers of the second filter medium are to be selected such that the second filter medium is likewise foldable.
  • the first filter medium 3 is used in a first embodiment of the invention, the filtration of particles from the intake air of a fuel system for an internal combustion engine, so to provide engine intake air.
  • the second filter medium 4 can serve to reduce hydrocarbons.
  • the filter medium is often called hydrocarbon traps (HC trap). It is used to check and / or storage of volatile organic compounds (engl. VOC's) residues from fuel. These fuel residues can accumulate in the supply paths of the internal combustion engine and secrete the abovementioned volatile organic compounds at a standstill of the internal combustion engine.
  • the second filter medium contains activated carbon.
  • the second filter medium has a carrier layer on which the activated carbon particles of the activated carbon are arranged.
  • the arrangement of the activated carbon particles can be effected by immobilization of the activated carbon particles on the support layer. This can be achieved by adhering the activated carbon particles with a binder, e.g. by an adhesive or by melt adhesive fibers.
  • the binder for immobilizing the activated carbon particles may preferably be a reactive adhesive, for example based on polyurethane or silane, and / or a thermoplastic adhesive, for example based on polyolefins.
  • the carrier medium may be formed as a first carrier layer, preferably as a particle filter, and the activated carbon may be formed as an activated carbon layer immediately adjacent to the first carrier layer.
  • a second carrier layer can likewise be arranged directly on the activated carbon layer, so that a sandwich structure results, with the activated carbon layer as middle layer.
  • a two-layer arrangement of the first carrier layer and the activated carbon layer can also be realized.
  • the Support layers of the second filter medium 4 bordered at least peripherally with each other, for example, welded together, be.
  • the activated carbon may also be arranged pourable or free-flowing on the carrier medium. This is particularly preferred in the above-mentioned variant, in which at least one activated carbon layer is enclosed between at least two support layers connected on the edge side and optionally additionally arranged in the pockets.
  • the carrier medium can be used as a foldable textile carrier medium, e.g. as fleece and / or cellulosic material, be formed.
  • the frame encompasses two filter media, wherein the first filter medium is designed to filter particles from the intake air for delivery to an internal combustion engine and wherein the second filter medium is configured to filter hydrocarbons.
  • the first filter medium 3 may, for example, also be embodied as a particle filter for the filtration of intake air for an internal combustion engine and the second filter medium 4 may be designed as an interior air filter for reducing the particle and / or noxious gas content in intake air 201 and / or the second filter medium 4 may additionally or alternatively be used for Reduction of air moisture in cooling air for electrical components, electronic components and / or lighting means may be formed in a vehicle.
  • the first filter medium 3 may be formed as an interior air filter and the second filter medium 4 for reducing the humidity in cooling air for electrical components, electronic components and / or bulbs may be formed in the vehicle and / or the second filter medium 4 may additionally or alternatively as hydrocarbon traps Reduction of hydrocarbons in a filter medium 4, in particular the motor side, inflowing gas flow may be formed.
  • the frame segments 41, 42 are sized equal. However, it is also possible that the frame segments are dimensioned differently large. Thus, it is particularly advantageous if a first frame segment 41 of the two frame segments, which encloses the first filter medium for cleaning the intake air for the engine, is sized equal to or larger than the second frame segment 42 of the two frame segments.
  • a first frame segment 41 of the two frame segments which encloses the first filter medium for cleaning the intake air for the engine, is sized equal to or larger than the second frame segment 42 of the two frame segments.
  • the entire intake air for the engine is to be passed through the filter element 1.
  • the second filter medium 4 has as a hydrocarbon separator only a very low retention function for particles.
  • the P are much lower than in the first filter medium. Accordingly, it is advantageous to dimension the first frame segment 41 equal to or larger than the second frame segment 42.
  • the first filter medium 3 is preferably folded into a bellows.
  • the filter medium may preferably be formed from a synthetic fleece or from cellulose.
  • the volume flow which is filtered by the first filter medium 3 is preferably 2-10 m 3 / min.
  • the first filter medium is designed to remove more than 97% by weight, preferably more than 98% by weight, of all particles from the ambient air at the aforementioned volume flow.
  • the second filter medium 4 can be used both as a flat filter or as a bellows.
  • the medium comprises activated carbon. This can preferably be arranged in layers on one, particularly preferably between two nonwoven layers.
  • the filter medium 4 comprises at least two layers of activated carbon, which are preferably separated from each other by a nonwoven layer.
  • the content of activated carbon in the filter medium preferably corresponds to more than 200 g / m 2 , preferably 250-700 g / m 2 .
  • charcoal may preferably be used in the first embodiment.
  • the second filter medium in its function as a hydrocarbon trap, enables a reduction of the hydrocarbon content in the gas discharged from the engine by at least 50% by weight, preferably by more than 80% by weight, more preferably by more than 95% by weight.
  • the filter element 1 according to the invention is also suitable as an alternative or in addition to installation in a so-called. Double-flow system, ie in two gaseous media streams fed in parallel, wherein it is necessary to reduce contents of different amounts from each of the two media streams.
  • Double-flow system ie in two gaseous media streams fed in parallel, wherein it is necessary to reduce contents of different amounts from each of the two media streams.
  • a second embodiment of the invention primarily the content of solid particles can be reduced from the intake air for the engine.
  • the effects of the abrasive particles are abrasive for the engine and downstream components.
  • This cleaning of the intake air can, as in the first embodiment, by the filter body formed by the first filter medium 3, preferably as a bellows, take place.
  • the filter medium may likewise preferably be formed from a synthetic fleece or from cellulose.
  • the volume flow which is filtered by the first filter medium 3 is preferably 2-10 m 3 / min.
  • the first filter medium is designed to remove more than 97% by weight, preferably more than 98% by weight, of all particles from the ambient air at the aforementioned volume flow.
  • the air in the interior of the vehicle can advantageously be cleaned by the second filter element 4.
  • the filter body formed by the second filter medium 4 may thus be formed as an interior air filter.
  • the cabin air filter is used to clean the air supplied to a driver's cab in vehicles, agricultural machinery, construction machinery and work machines. Both pure particle filters and combined filters in the form of an activated carbon-containing particle filter are known in this field of application.
  • the combined filter additionally allows accumulation and / or deposition of organic constituents or even ozone in the filter element 1.
  • the second filter medium preferably comprises a first filter layer of electrostatically charged fibers in order to filter even the smallest dust particles and pollen from the air.
  • the second filter medium 4 may have less than 250 g / m 2 , but preferably less than 120-200 g / m 2 of activated carbon.
  • the preferred activated carbon used for use in the cabin air filter coconut charcoal is 1 -5 m 3 / min.
  • the second filter medium 4 is at the same time designed as a particle filter for removing more than 97% by weight. preferably more than 98% by weight, of all particles from the ambient air at the aforementioned volume flow.
  • the mean pore size of the cabin air filter may preferably be greater than the mean pore size of the engine intake air filter, that is to say of the first filter medium 3.
  • a hydrophobic activated carbon can be used as the activated carbon.
  • Hydrophobic activated carbons are understood in particular to be those which have a comparatively low water absorption capacity.
  • an activated carbon is used, which at a relative humidity of 50% has a water absorption of ⁇ 10 mass percent, in particular based on the adsorption of the isotherm. This water absorption is particularly preferably ⁇ 5% by mass.
  • the activated carbon used in the cabin air filter may preferably have a BET surface area greater than 400 m 2 / g, advantageously greater than 600 m 2 / g, preferably greater than 800 m 2 / g, particularly preferably greater than 1000 m 2 / g (preferably measured according to DIN ISO 9277: 2003-05).
  • the activated carbon particles When used as cabin air filters, the activated carbon particles preferably have activated carbon particle sizes (average diameter) of between 0.1 and 1 mm, preferably 0.2 to 0.7 mm, and may be in the form of granulated activated carbon or activated carbon ball, for example.
  • the second filter medium 4 may have a fine filter layer for the separation of aerosols.
  • the second filter medium 4 may have a prefilter layer for the separation of particulate dusts.
  • the prefilter layer By using the prefilter layer it can be achieved that further filter layers of the second filter medium, e.g. an adsorption layer with the activated carbon or the fine filter layer are protected against excessive dust loading. As a result, their function (hydrocarbon removal of the adsorption layer and aerosol separation of the fine filter layer) is impaired to the least extent possible even with very dust-laden intake air.
  • a layer of a fixed bed of activated carbon can be used as the first filter layer with activated carbon.
  • This can be realized in a single-layer or multi-layer structure.
  • a carrier layer for example, a plastic expanded mesh or a layer of a sheet material, such as a particulate filter medium can be used.
  • a nonwoven fabric made from spunbonded or meltblown polyester fibers for example PET fibers (polyethylene terephthalate) or PBT fibers (polybutylene terephthalate) is used as the carrier layer.
  • This may be a basis weight of 25-120 g / m 2 , preferably 50-100 g / m 2 , more preferably 65-85 g / m 2 , and an air permeability> 3000 l / m 2 s, preferably> 5000 l / m 2 s at a pressure difference of 200 Pa have.
  • the air permeability is measured in particular according to ISO 9347.
  • the fill layer of activated carbon particles is applied to the carrier layer and preferably fixed on the carrier layer by means of a fine adhesive application.
  • the pour layer preferably comprises a coating of 100-1200 g / m 2 of activated carbon particles on the carrier layer. Preferably, between 800 and 1000 g / m 2 are used.
  • the position of a fixed bed with carrier layer and pour layer preferably has an air permeability in the range from 800 to 1200 l / m 2 s, in particular between 900 and 1 100 l / m 2 s and a basis weight in the range from 850 to 1250 g / m 2 , in particular between 950 and 1 150 g / m 2 , with a layer thickness, in particular in the range of 2 to 6 mm.
  • the first filter layer may have two regions of different activated carbon density.
  • an area with a higher active carbon density on the outflow side and an area with a lower active carbon density on the upstream side are preferably arranged.
  • This can be achieved, for example, by placing two layers of different foams filled with activated carbon particles on top of one another, wherein the downstream side has a higher degree of filling of activated carbon than the upstream side.
  • a layer structure of layers with fixed beds of activated carbon particles can be used, in which one or more downstream layers or layers, which in particular close the layer structure to the downstream side, have a higher activated carbon density.
  • the outflow layers can be achieved, for example, by calendering the outflow layers, in particular before, during or after the hardening of the adhesive, with the same materials for support layers, fill layers and cover layers so that the layer thickness is reduced and thus the activated carbon density is increased.
  • the higher carbon density layer an activated carbon granulate having a higher bulk density than that used for the lower density layers. This can be realized either by activated carbons with different specific gravity or by different geometries of the particles. As a result, in particular a blocking position is shown, which can reliably enable the deposition of residual concentrations of harmful gases. This can provide additional security for the user.
  • the first active carbon-containing filter layer of the second filter medium can be found in the description of the adsorption filter layer of DE10201301 1457A1. Additionally or alternatively, the second filter medium 4 in the aforementioned second embodiment may comprise an anti-allergenic substance.
  • This anti-allergenic substance can be selected from a group consisting of polyphenols, anti-allergenic enzymes, antimicrobial metals and metal compounds, in particular silver, copper and aluminum compounds, nanosilver, zinc pyrithione, octa-isothiazolone, 2-bromo-2-nitropropane-1,3-diol, Isothiazolinone compounds, benzoic acid and its derivatives, benzalkonium halides, water-soluble coenzymes, oil-soluble coenzymes, plant extracts, antibiotics, biocidal metals, aliphatic and aromatic fatty acids and / or quaternary surfactants.
  • the filter element 1 according to the invention is in a third embodiment alternative or in addition to the simultaneous filtration of intake air both for the engine and for operating an air cooling for electronic components, batteries and / or headlights.
  • the cleaning of the intake air to provide engine intake air can, as in the previous embodiment, be carried out by the filter body formed by the first filter medium 3, analogous to the first and / or second embodiment.
  • the air for operating the air cooling of the aforementioned components can advantageously be cleaned by the second filter medium 4.
  • the supplied air should be freed of particles and the humidity should be reduced.
  • the second filter medium 4 may be formed as a flat filter or bellows.
  • the second filter medium has a diffusion membrane, in particular a hydrophobic diffusion membrane, or the second filter medium is designed as such a diffusion membrane.
  • the material of the diffusion membrane may preferably be more than 50% by weight, more preferably completely, of polypropylene, polyethylene or PTFE.
  • the diffusion membrane serves for passing a volume flow of less than 1 m 3 / h.
  • the diffusion membrane can exclusively have pores with an average pore size of less than 50 nm, preferably less than 10 nm.
  • frame 2 will be described in more detail.
  • the filter media 3 and 4 can be enclosed in accordance with all the aforementioned exemplary embodiments for the different filter elements according to the invention.
  • the frame 2 defines a frame plane 101 parallel to the xy plane in FIG. 1. In this frame plane 101 or parallel to this frame plane 101, the first and the second filter medium 3 and 4 are arranged side by side.
  • the filter element can advantageously be realized as a flat filter element.
  • the filter element thus combines filter elements with different functions in a single filter element, which is designed as a flat filter element with a small space height 21.
  • the installation space height 21 of the filter element 1 is preferably less than or equal to 70 mm, preferably less than or equal to 20 to 60 mm, particularly preferably less than or equal to 55 mm.
  • the frame 2 is provided circumferentially around the adjacently arranged filter media 3, 4.
  • the frame 2 comprises the Faltenprofii of the respective filter body in a peripheral region by side segments 51, 52 of the frame 2.
  • Fig. 1 are on one longitudinal side of the filter medium 3 or 4 on the front side, the first of the two side segments 51 and the rear side, the second of the two side segments 7 attached.
  • the frame 2 has head segments 53, 54.
  • a head segment 53, 54 is attached to a respective first end fold of the first or the second filter medium 3, 4.
  • the central web 5 is the second end folds of the first and second filter media 3, 4 arranged.
  • the side segments 51, 52, the central web 5 and the head segments 53, 54 are formed like a strip.
  • the frame 2 is shown in the sectional view.
  • a plastic framework 20 and a sealing element 23, which surrounds the core material in an unfastened manner The plastic framework may for example be a thermoplastic, preferably a polyamide. Also a reinforcement, e.g. a fiber reinforcement of the plastic framework is conceivable.
  • the plastic framework 20 is circumferential both around the first and around the second filter medium 3, 4 and limits the respective filter media edge. The plastic framework 20 gives the frame 2 improved mechanical stability.
  • the plastic framework 20 may extend flat in the frame plane 101.
  • the plastic framework 20, as shown in FIGS. 3 to 5 may be L-shaped at least along the side regions 51, 52 and / or along the head regions 53, 54, wherein one leg of the L-shape preferably extends perpendicular to the frame plane 101 and preferably limits the first and / or second filter media.
  • the plastic framework 20 is designed such that it extends on the edge side, in regions or completely, over the V-shape of the folds of the first and / or second filter medium.
  • the plastic frame 20 has a U-shaped strip shape, with two legs, which preferably extend perpendicular to the frame plane 101 and extend analogously to the legs of the side and head areas 51-54.
  • two plastic frameworks may be provided, with two side regions of the plastic frameworks being connected to one another in the region of the central web by the sealing element 23.
  • the sealing element 23 may be made of an elastomer and / or a polyurethane material.
  • the sealing element 23 can, as shown in FIGS. 3 to 5, be materially connected to the plastic framework 20. In this case, the sealing element 23 may only partially cover the surface of the plastic frame 20 or envelop this fully.
  • the central web 5 of the frame 2 has a U-shaped recess for receiving a housing projection 39, 439, 539.
  • the frame 2 in particular the sealing element 23 of the frame 2, has a projection 24 with a bearing surface 25, which preferably runs parallel to or on the frame plane 101.
  • the projection 24 is formed as a sealing strip, which protrudes obliquely, in particular perpendicularly from the frame plane.
  • This sealing strip also extends over the region of the central web 5.
  • the height 220 of the sealing strip may preferably be at least 10% of the frame height 221, preferably at least 15% of the frame height 221, ie the extent of the frame perpendicular to the frame plane 101 ,
  • the sealing element 23 and in particular the sealing strip of the sealing element 23 is formed from an elastic material and can be compressed, so that lateral sealing can take place when the filter element 1 is mounted on the edge.
  • connection between the plastic framework 20, the sealing element 23 and the filter media 3, 4 can be done for example in a casting process.
  • a connection between the plastic framework 20 and the filter media 3, 4 can be produced by casting, gluing or the like and only after the sealing element, for example by the casting method described above, be supplemented.
  • a similar process of manufacture can also be accomplished by casting an elastomeric material after previously providing the mold and the two filter media 3 and 4.
  • the filter body of the first and second filter medium 2, 3 is shown in Fig. 1 as a bellows. A corresponding fold profile was schematically indicated in FIG.
  • the plastic framework 20 serves to stabilize the frame 2, but it can also be omitted in favor of a higher flexibility of the filter element 1.
  • the two filter media 3, 4 can be arranged in their configuration as a bellows in a further variant of the invention also rotated by 90 ° in the frame plane.
  • a filter 10 with a filter housing 1 1 and the filter element 1 is also shown.
  • the filter housing 1 1 has at least one housing pot 12 and a housing cover 13.
  • Housing cover 13 has in Fig. 3, a single lid opening 14 for connection to the housing pot 12.
  • the housing cover 13 also has a hold-down element 15, with which the housing pot 12 presses on the sealing element 23 of the filter element 1 in the region of the central web 5.
  • the hold-down element 15 may be strip-shaped, preferably with a U-shaped cross section. Between the hold-down element 15 and a housing cover top plate 16, a transfer opening 17 is arranged.
  • the first and the second gas chamber 18, 19 are connected to each other through the transfer opening 17, so that a gas exchange between the first and the second gas chamber 18, 19 can take place.
  • the housing pot has an edge area 26 which is graduated relative to the housing top surface 16. This edge region 26 presses in the assembled state of the filter 10 on the edge side of the frame 2 arranged sealing strip of the sealing element 23, and seals the gas chambers 18, 19 against gas and dirt leakage at the junction between the housing cover 13 and housing pot 12 from.
  • the housing pot 12 has a receiving opening 30, via which the filter element 1 in the housing pot 12 can be inserted and arranged.
  • the housing pot 12 has a stop surface 31 for arranging the bearing surface of the projection of the frame 2. against this bearing surface, the sealing strip is pressed at closure of the housing pot 12 with the housing cover 1 1.
  • the housing pot 12 also has an intake air opening 32 and an engine side opening 33 for discharging filtered clean air 203 to an engine of a vehicle.
  • the motor-side opening 33 also serves to supply motor-side hydrocarbon-containing gases 202 into the filter 10.
  • the housing pot 12 has a first housing region 34 in the region of the intake air opening 32, and the motor-side opening 33 has a second housing region 35.
  • the two housing portions 34, 35 are spatially separated from each other, so that an air supplied through the intake air opening 32 can be passed only through the first filter medium 3 and through the second filter medium 4 to the motor-side opening 33.
  • the first filter medium 3 is designed as a particle filter for filtering engine intake air and the second filter medium 4 is designed as a hydrocarbon trap, which hydrocarbons ausgasende from fuel, oil and combustion product residues removed from the motor and motor supply area.
  • FIG. 4 shows a second embodiment of a filter 410 a housing 41 1, in which the filter element 1 of FIG. 1 is arranged.
  • a housing pot 412 of the housing 41 1 is formed analogous to the housing pot 12 of FIG. 3, e.g. is formed with a receiving opening 420 for receiving the filter element 1, in particular with a receiving opening 430 for receiving the filter element 1 and with an opening 432 for introducing intake air 201.
  • a housing cover 413 has two housing openings 451, 452 instead of a closed housing cover top plate 16.
  • a first of the two housing openings 451 serves for discharging a first medium flow conducted through the first filter medium 3.
  • This may be engine intake air 203.
  • a second of the two housing openings 452 serves for the discharge of a second medium flow which is conducted through the second filter medium 4 and which differs in composition from the first medium flow.
  • This may be a gas 204 which is introduced as hydrocarbon-containing gas 202 and, after passing through the filter element 1, is largely free of hydrocarbons, which, however, unlike in FIG. 3, is not in the same flow path as the first one Media stream 41 1, is passed through the filter 410, but on a parallel second flow path.
  • the filter 410 has a first housing region 453 in the region of the first housing opening 451 and a second housing region 454 in the region of the second housing opening. These two housing regions 453, 454 are spatially separated from one another in the filter 410, in particular by the central web 5 and at least one central housing wall 455 of the housing cover 413 resting on the central web 5.
  • the second medium flow discharged through the second housing opening 452 may also be designed as interior air for a driver's cab.
  • the air supplied to the second filter medium 4 of the filter element 1 is preferably intake air.
  • FIG. 5 shows a third embodiment variant of a filter 510 with a housing 51 1, in which the filter element 1 of FIG. 1 is arranged.
  • a housing cover 513 of the housing 51 1 is analogous to the housing cover 413 of FIG. 4 is formed.
  • a housing pot 512 of the housing 51 1 has only a single further opening 570 in the form of an intake air opening.
  • a flow divider 560 is arranged centrally or decentrally. This subdivides the housing pot 512 into a first and a second inflow region 561 and 562.
  • the first inflow region 561 enables the supply of sucked ambient air to the first filter medium 3, and the second inflow region 562 allows the supply of sucked ambient air to the second filter medium 4.
  • the first filter medium 3 may be formed in this third embodiment variant for the filtration of engine intake air.
  • the second filter medium 4 may be designed for the filtration of intake air for feeding into the driver's cab or alternatively for cooling electrical and / or electronic components
  • a first of the two housing openings 551 serves to discharge a first medium flow conducted through the first filter medium 3. This may be engine intake air 203.
  • a second of the two housing openings 552 serves for the discharge of a second medium flow which is conducted through the second filter medium 4 and which differs in its composition from the first medium flow. This may be indoor air 205.
  • the filter 510 has a first housing region 553 in the region of the first housing opening 551 and a second housing region 554 in the region of the second housing opening. These two housing regions 553, 554 are spatially separated from one another in the filter 510, in particular by means of the central web 5 and at least one central housing wall 555 of the housing cover 513 resting on the central web 5.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

Ein Filterelement zur Filtration von Ansaugluft in einem Fahrzeug, wobei das Filterelement einen Rahmen aufweist und wobei das Filterelement zumindest zwei Filtermedien aufweist, welche nebeneinander im Rahmen angeordnet sind, wobei sich das Filtermaterial des ersten Filtermediums vom Filtermaterial des zweiten Filtermediums unterscheidet, wobei das erste Filtermedium als Partikelfilter zur Filtration von Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor ausgebildet ist und das zweite Filtermedium als Innenraumluftfilter zur Reduzierung des Partikelund/oder Schadgasgehalts in Ansaugluft ausgebildet ist und/oder wobei das zweite Filtermedium zur Reduzierung der Luftfeuchte in Kühlluft für elektrische Bauteile, elektronische Bauteile und/oder Leuchtmittel in einem Fahrzeug ausgebildet ist und/oder wobei das zweite Filtermedium als Kohlenwasserstofffalle zur Reduzierung von Kohlenwasserstoffen in einem das Filtermedium, insbesondere motorseitig, anströmenden Gasstrom ausgebildet ist, oder wobei das erste Filtermedium als Innenraumluftfilter ausgebildet ist und das zweite Filtermedium zur Reduzierung der Luftfeuchte in Kühlluft für elektrische Bauteile, elektronische Bauteile und/oder Leuchtmittel in einem Fahrzeug ausgebildet ist, und/oder wobei das zweite Filtermedium als Kohlenwasserstofffalle zur Reduzierung von Kohlenwasserstoffen in einem das Filtermedium, insbesondere motorseitig, anströmenden Gasstrom ausgebildet ist; sowie ein Filter, eine Verwendung des Filters und eine Filtrationsanlage.

Description

Beschreibung
Filterelement, Filter, FilteranSage und Verwendung des Filters Technisches Gebiet
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Filterelement, einen Filter mit diesem Filterelement, eine Filteranlage und eine Verwendung des Filters.
Es sind Filterelemente bekannt, welche jeweils eine Funktionalität, beispielsweise als Partikelfilter oder zur Entfernung von Kohlenwasserstoffen dienen. Diese sind als gesonderte Elemente in unterschiedlichen Bereichen eines Fahrzeugs verbaut.
Eine Integration mehrerer Filtermedien in einer Strömungsrichtung innerhalb eines Gehäuses führt zu einer Vergrößerung des Bauraums des Filterelements und erschwert dessen Anordnung in dem begrenzten Raum eines Fahrzeugs.
Stand der Technik
DE10 2010 042 424 A1 zeigt ein Filterelement mit einem zylinderförmigen Rahmen mit mehreren Rahmensegmenten. In diesen Rahmensegmenten sind jeweils Filtermedien mit gleichartigen Filtermaterialien angeordnet. Somit übernimmt jedes Rahmensegment des Filterelements die glei- che Filterfunktion wie das benachbarte Rahmensegment.
EP 3 081 281 A1 offenbart einen Taschenfilter mit nebeneinander angeordneten Taschen, wobei jeweils zwei Taschen aus einem unterschiedlichen Filtermedium gebildet sind. US 2012/0079942 A1 offenbart ein Filtrationssystem mit einem ersten und einem zweiten Filterelement, wobei die Filterelemente parallel zueinander angeordnet sind, derart, dass ein erster Teilstrom des Mediums durch das erste Filtermedium und ein zweiter Teilstrom des Mediums durch das zweite Filtermedium strömt. US 2009/0241490 A1 offenbart ein Filterelement mit mehreren Filterbereichen in einem rechteckigen Rahmen, wobei ein erster Filterbereich Kohlendioxid entfernt, ein zweiter Filterbereich Schwefeldioxid entfernt, ein dritter Filterbereich Stickoxide entfernt und ein vierter Filterbereich Quecksilber entfernt. JP 2009203899 A offenbart einen Ansaugluftfilter in einem Fahrzeug, wobei das Filterelement einen Rahmen aufweist und zwei Filtermedien aufweist, welche nebeneinander in einem Rahmen angeordnet sind, wobei diese Filtermedien die Ansaugluft sequentiell filtern und danach dem Motor mittels eines Auslasses zugeführt wird, wobei der sequentielle Aufbau der beiden Filtermedien der Resonanzverminderung und damit der Geräuschreduzierung des Fahrzeugs dient. Offenbarung der Erfindung
Ausgehend von der vorgenannten Vorbetrachtung ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Filterelement für mehrere Filtrationsanwendungen bereitzustellen, welches eine kompakte Bauweise aufweist, eine Mehrzahl von Filterfunktionen ermöglicht und leicht und bauraumeffizient in einem Fahrzeug anordenbar und verwendbar ist.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Filterelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch einen Filter mit den Merkmalen des Anspruchs 14 und durch eine Fil- te ran läge mit den Merkmalen des Anspruchs 21 .
Das erfindungsgemäße Filterelement dient der Filtration von Ansaugluft in einem Fahrzeug. Die gefilterte Ansaugluft kann beispielsweise nach der Filtration durch das erfindungsgemäße Filterelement sowohl dem Motor als gefilterte Motoransaugluft und dem Innenraum als gefilterte In- nenraumluft bereitgestellt werden.
Das Filterelement weist einen Rahmen auf. Das Filterelement weist zumindest zwei Filtermedien auf, welche nebeneinander im Rahmen angeordnet sind. Der Rahmen fasst vorzugsweise beide Filtermedien ein.
Das Filtermaterial des ersten Filtermediums unterscheidet sich vom Filtermaterial des zweiten Filtermediums. Dadurch kann das Filterelement mit mehreren Filtermedien für unterschiedliche Filteraufgaben versehen werden. Das erste Filtermedium ist dabei beispielsweise als Partikelfilter zur Filtration von Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor ausgebildet, und das zweite Filtermedium ist als Innenraumluftfilter zur Reduzierung des Partikel- und/oder Schadgasgehalts in Ansaugluft ausgebildet, und/oder das zweite Filtermedium ist zur Reduzierung der Luftfeuchte in Kühlluft für elektrische Bauteile, elektronische Bauteile und/oder Leuchtmittel in einem Fahrzeug ausgebildet und/oder das zweite Fil- termedium ist als Kohlenwasserstofffalle zur Reduzierung von Kohlenwasserstoffen in einem das Filtermedium, insbesondere motorseitig, anströmenden Gasstrom ausgebildet. Das erste Filtermedium, welches als Partikelfilter zur Filtration von Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor ausgebildet ist, stellt somit die Motoransaugluft bereit. Alternativ ist das erste Filtermedium als Innenraumluftfilter ausgebildet, und das zweite Filtermedium ist zur Reduzierung der Luftfeuchte in Kühlluft für elektrische Bauteile, elektronische Bauteile und/oder Leuchtmittel in einem Fahrzeug ausgebildet, und/oder das zweite Filtermedium ist als Kohlenwasserstofffalle zur Reduzierung von Kohlenwasserstoffen in einem das Filtermedium, insbesondere motorseitig, anströmenden Gasstrom ausgebildet. Ist das zweite Filtermedium als Kohlenwasserstofffalle zur Reduzierung von Kohlenwasserstoffen in einem Gas ausgebildet, kann dieses Gas das Filtermedium, insbesondere motorseitig, anströmen. Ist das zweite Filtermedium alternativ oder zusätzlich als Innenraumluftfilter zur Reduzierung des Partikel- und/oder Schadgasgehalts in der Ansaugluft ausgebildet, stellt das zweite Filtermedium Innenraumluft für die Fahrerkabine eines Fahrzeugs bereit.
Ist das zweite Filtermedium ausgebildet zur Reduzierung von Luftfeuchte in Kühlluft für elektri- sehe Bauteile und/oder Leuchtmittel, insbesondere in einem Fahrzeug, kann das zweite Filtermedium insbesondere die Luftfeuchte aus Ansaugluft reduzieren, so dass es nicht zur Anlagerung von Feuchtigkeit an elektronischen und/oder elektrischen Bauteilen und/oder Leuchtmitteln kommt, welche ggf. einen Kurzschluss hervorrufen könnten. Bislang waren lediglich in Strömungsrichtung hintereinander angeordnete Filtermedien in einem Rahmen bekannt. Diese Filterelemente weisen allerdings in Strömungsrichtung eine große Bauraumhöhe auf und sind aufgrund ihres Platzbedarfs nur an wenigen Stellen z.B. in einer Karosserie einsetzbar. Die vorliegende Erfindung ermöglicht demgegenüber die Bereitstellung eines Filterelements mit zwei oder mehr unterschiedlichen Filtermedien, welche in Strömungsrichtung nicht hintereinander, sondern nebeneinander in einem Rahmen angeordnet sind. Dadurch ist die kompakte Ausgestaltung als Flachfilter z.B. sowohl zur Bereitstellung von Motoransaugluft als auch für motorseitig ausgasende Kohlenwasserstoffe und/oder für filtrierte Innenraumluft und/oder für luftfeuch- tereduzierte Ansaugluft möglich. Das erfindungsgemäße Filterelement ermöglicht somit, bau- raumeffizient eine Mehrzahl an Filtrationsaufgaben auszuführen, ohne weitere separate Filterelemente bzw. Filter und damit auch Filtergehäuse für diese separaten Filterelemente zu erfordern.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Filterelements sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der Rahmen kann vorteilhaft eine Rahmenebene aufweisen, wobei der Rahmen in zumindest ein erstes und ein zweites Rahmensegment unterteilt ist, welche Rahmensegmente in der Rahmenebene nebeneinander angeordnet sind. Das erste Rahmensegment kann das erste Filtermedium und das zweite Rahmensegment das zweite Filtermedium einfassen. Die Anordnung in Rahmensegmente ermöglicht dem jeweiligen Filtermedium sicheren Halt in dem Rahmen.
Das Filtermaterial des ersten Filtermediums kann sich vom Filtermaterial des zweiten Filtermediums in der chemischen Zusammensetzung des Filtermaterials und/oder der mittleren Porengröße des Filtermaterials und/oder dem mittleren Flächengewicht des Filtermaterials unterscheiden. Diese Variation ermöglicht eine einfache Bereitstellung einer gewünschten Filterperformance, insbesondere hinsichtlich gewünschter Abscheidegrade der zu filtrierenden Luft für das jeweilige Filtermedium je nach Anwendungsfall.
Das erste Filtermedium kann als ein erster Filterkörper in Form eines Faltenbalgs und das zweite Filtermedium kann als ein zweiter Filterkörper in Form eines Faltenbalgs oder eines Flachfilters ausgebildet sein, wobei die beiden Filterkörper nebeneinander in der Rahmenebene angeordnet sind. Im Vergleich zu einer versetzten Anordnung der Filterkörper im Rahmen kann durch die Nebeneinander-Anordnung der Filterkörper der Rahmen flach dimensioniert werden. Bevorzugt kann jedes der Filtermedien, insbesondere in seiner Ausgestaltung als Faltenbalg, eine Anströmseite und eine Abströmseite aufweisen. Diese beiden Seiten sind in der bevorzugten Ausgestaltung parallel zueinander angeordnet.
Die Faltenhöhe der Falten des jeweiligen Faltenbalgs ist dabei bevorzugt mehrheitlich, vorzugs- weise für zumindest mehr als 90% aller Falten, gleich groß.
Das Filterelement ist vorteilhaft ein Filterelement mit zwei Durchströmbereichen jeweils mit unterschiedlicher Filtercharakteristik, wobei auch mehr Durchströmbereiche möglich sind. Der Rahmen dient vorzugsweise als alleiniges Element, welches die beiden Durchströmbereiche bei Anordnung des Filterelements im Gehäuse eines Filters abdichtet.
Hierfür kann der Rahmen eine umlaufende Dichtung aus elastischem Material aufweisen, welches die beiden Durchströmbereiche abdichtet. Die Dichtung kann hierbei radial oder axial erfol- gen.
Das erste Filtermedium, welches bevorzugt insbesondere als Partikelfilter zur Filtration von Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor ausgebildet ist, kann eine Aktivkohlekonzentration von weniger als 20 g/m2 aufweisen, und das zweite Filtermedium kann vorteilhaft eine Aktivkohlekon- zentration von mehr als 50 g/m2 aufweisen. In dieser Ausgestaltung ermöglicht das zweite Filtermedium ein Anlagern und Verringern von im Gasstrom enthaltenen Kohlenwasserstoffen an der Aktivkohle, während das erste Filtermedium aufgrund seines nur geringen Aktivkohleanteils noch für eine hohe Staub- bzw. Partikelaufnahme-Kapazität zur Verfügung steht. Das Filterelement ist bevorzugt als Flachfilter ausgebildet. Ein solcher Flachfilter zeichnet sich durch eine geringe Bauhöhe insbesondere von weniger oder gleich als 70 mm, vorzugsweise weniger oder gleich 20 bis 60 mm, besonders bevorzugt weniger oder gleich 55 mm, aus.
Bevorzugt kann zumindest eines der Filtermedien aus einem Zellulosematerial, insbesondere ei- nem zellulosebasierten Papier, oder einem Vliesmaterial gebildet sein. Um eine bessere Dichtfunktion in einem Gehäuse zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn der Rahmen ein elastisches Material aufweist. Der Rahmen kann vollständig aus dem besagten Material gebildet sein; alternativ ist es auch möglich, dass das elastische Material nur als Dichtelement auf oder an einem Kunststoffgerüst angeordnet ist.
Das erste und das zweite Rahmensegment können vorteilhaft durch einen Mittelsteg voneinander getrennt sein. Dieser Mittelsteg ermöglicht eine räumliche Trennung der Filtermedien und eine bessere Führung eines Gasstroms wahlweise zum ersten und/ oder zweiten Filtermedium. Zumindest der Mittelsteg kann das vorgenannte Dichtelement aufweisen. Das Dichtelement kann allerdings eines der Filtermedien randseitig und umlaufend begrenzen. Es ist bevorzugt auch möglich, dass jedes der beiden Filtermedien durch das umlaufende Dichtelement begrenzt wird.
Weiterhin erfindungsgemäß ist ein Filter zur Filtration von gasförmigen Medien, welcher ein Ge- häuse und ein erfindungsgemäßes Filterelement umfasst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Filters sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Gehäuse kann vorteilhaft zumindest einen Gehäusetopf zur Aufnahme des Filterelements in dem Gehäuse mit einer Aufnahmeöffnung zur Einführung des Filterelements und mit zumindest einer Öffnung zum Einleiten von Ansaugluft und/oder zum Ausleiten von gefilterter Luft aufweisen. Weiterhin kann das Gehäuse einen Gehäusedeckel zum Verschluss der Aufnahmeöffnung des Gehäusetopfes aufweisen, wobei der Gehäusedeckel lösbar mit dem Gehäusetopf verbunden ist. Dadurch werden eine Entnahme und ein Austausch des erfindungsgemäßen Filterele- ments möglich.
In einer Ausgestaltungsvariante kann der Gehäusedeckel im Zusammenspiel mit dem Gehäusetopf und dem darin angeordneten Filterelement zumindest einen Gehäuseraum bilden, wobei eine Mediumzufuhr in dem Gehäuseraum durch das erste Filtermedium erfolgt, und eine Medi- umableitung aus dem Gehäuseraum durch das zweite Filtermedium erfolgt. In dieser Anordnung kann das in Strömungsrichtung zugeführte Medium bevorzugt Ansaugluft, insbesondere aus der Umgebung, sein. Die Ausgestaltung erlaubt es, zugleich Kohlenwasserstoffe aus einem motor- seitigen Gasstrom, welcher in umgekehrter Strömungsrichtung das Filterelement durchströmt, insbesondere durch das zweite Filtermedium zu reduzieren oder gänzlich zu entfernen.
Der Gehäusedeckei kann eine oder vorzugsweise zwei oder mehr Ableitungsöffnungen für ein gefiltertes Medium aufweisen. Durch die im Gehäusedeckel angeordneten Ableitungsöffnungen ist es möglich, dass eine Parallelfiltration eines oder mehrerer dem Filter zugeführter Gasströme durch das Filterelement erfolgt. Das Filterelement zeichnet sich dabei durch seine kompakte Aus- gestaltung aus. Der Gehäusedeckel kann in Zusammenspiel mit dem Filterelement einen ersten Ableitungsbereich für ein Medium, welches durch das erste Filtermedium geleitet wurde und einen zweiten Ableitungsbereich für ein Medium, welches durch das zweite Filtermedium geleitet wurde, definieren, wobei die beiden Ableitungsbereiche innerhalb des Gehäuses voneinander getrennt sind. Dadurch kommt es zu keiner Vermischung der beiden nach unterschiedlichen Kriterien gefilterten Gase im ersten und zweiten Ableitungsbereich.
Der erfindungsgemäße Filter wird besonders vorteilhaft zur Bereitstellung und/oder zur Filtration zweier Mediumströme unterschiedlicher Zusammensetzung bzw. für zwei unterschiedliche Filtra- tionsaufgaben, insbesondere als Partikelfilter für Ansaugluft eines Verbrennungsmotors und entweder als Innenraumluftfilter oder zur Reduzierung der Luftfeuchte in Kühlluft für elektrische Bauteile, elektronische Bauteile und/oder Leuchtmittel in einem Fahrzeug oder als Kohlenwasserstofffalle oder als Innenraumfilter und entweder zur Reduzierung der Luftfeuchte in Kühlluft für elektrische Bauteile, elektronische Bauteile und/oder Leuchtmittel in einem Fahrzeug oder als Kohlenwasserstofffalle verwendet, wobei auch mehr als zwei Medienströme unterschiedlicher Zusammensetzung filtriert werden können bzw. mehr als zwei der Filtrationsaufgaben durch den erfindungsgemäßen Filter erfolgen können.
Eine besonders bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Filters ist die Verwendung als Partikelfilter zur Bereitstellung von Motoransaugluft und die Verwendung als Kohlenwasserstofffalle zur Verringerung des Kohlenwasserstoffgehalts aus Gasen, insbesondere von Kraft- stoffausgasungen.
In Ausführungsformen sind bevorzugte Verwendungen des erfindungsgemäßen Filters, beispiels- weise die Verwendung des erfindungsgemäßen Filters als Partikelfilter zur Bereitstellung von Motoransaugluft und als Kohlenwasserstofffalle zur Verringerung des Kohlenwasserstoffgehalts aus kohlenwasserstoffhaltigen Gasen, insbesondere von Kraftstoffausgasungen oder als Partikelfilter zur Bereitstellung von Motoransaugluft. Eine weitere zusätzliche oder alternative Ausführungsform ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Filters als Partikelfilter zur Bereitstellung von Motoransaugluft und als Filter zur Reduzierung der Luftfeuchte in Kühlluft für elektrische Bauteile, elektronische Bauteile und/oder Leuchtmittel in einem Fahrzeug oder als Partikelfilter zur Bereitstellung von Motoransaugluft. Eine weitere alternative oder zusätzliche Ausführungsform ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Filters als Partikelfilter und als Innenraumluftfilter. Der erfindungsgemäße Filter kann auch als Innenraumfilter und als Kohlenwasserstofffalle zur Verrin- gerung des Kohlenwasserstoffgehalts aus kohlenwasserstoffhaltigen Gasen, insbesondere von Kraftstoffausgasungen verwendet werden und/oder als Innenraumfilter und als Filter zur Reduzierung der Luftfeuchte in Kühlluft für elektrische Bauteile, elektronische Bauteile und/oder Leuchtmittel in einem Fahrzeug. Eine erfindungsgemäße Filtrationsanlage eines Fahrzeugs umfasst eine Zuleitung, welche der Zuführung von außerhalb des Fahrzeugs angesaugter Umgebungsluft zum erfindungsgemäßen Filter dient. Eine erfindungsgemäße Filtrationsanlage umfasst zudem den erfindungsgemäßen Filter und eine Ableitung, welche gefilterte Umgebungsluft zu einem Motor leitet.
Der erfindungsgemäße Filter weist dabei das erste Filtermedium zur Filtration von durch die Zuleitung zugeführter Ansaugluft auf, und das zweite Filtermedium zur Filtration von durch die Ab- leitung anströmendes kohlenwasserstoffhaltigen Gas auf.
In Ausführungsbeispielen umfasst die Filtrationsanlage des Fahrzeugs
eine Zuleitung für außerhalb des Fahrzeugs angesaugte Umgebungsluft zu einem erfindungsgemäßen Filter;
den erfindungsgemäßen Filter und
eine Ableitung gefilterter Umgebungsluft zu einem Motor, insbesondere einem Verbrennungsmotor, und/oder
eine Zuleitung einer Klimaanlage und/oder
eine Zuleitung zu einer Kühlvorrichtung, insbesondere einer Luftkühlungsvorrichtung, für elektri- sehe Bauteile, elektronische Bauteile und/oder Leuchtmittel in einem Fahrzeug,
wobei der erfindungsgemäße Filter, das erste Filtermedium aufweist zur Filtration von durch die Zuleitung zugeführter Ansaugluft und
wobei der erfindungsgemäße Filter das zweite Filtermedium aufweist zur Filtration von durch die Ableitung anströmendem kohlenwasserstoffhaltigem Gas oder
wobei der erfindungsgemäße Filter das erste Filtermedium aufweist zur Filtration von durch die Zuleitung zugeführter Ansaugluft und
wobei der erfindungsgemäße Filter das zweite Filtermedium aufweist zur Filtration von Innenraum luft der Klimaanlage oder
wobei der erfindungsgemäße Filter das erste Filtermedium aufweist zur Filtration von durch die Zuleitung zugeführter Ansaugluft und
wobei das zweite Filtermedium des erfindungsgemäßen Filters ausgebildet ist zur Reduzierung der Luftfeuchte in Kühlluft für elektrische Bauteile, elektronische Bauteile und/oder Leuchtmittel in einem Fahrzeug oder
wobei der erfindungsgemäße Filter das erste Filtermedium aufweist zur Filtration von Innenraum- luft der Klimaanlage und
wobei das zweite Filtermedium des erfindungsgemäßen Filters ausgebildet ist zur Reduzierung der Luftfeuchte in Kühlluft für elektrische Bauteile, elektronische Bauteile und/oder Leuchtmittel in dem Fahrzeug oder
wobei der erfindungsgemäße Filter das erste Filtermedium aufweist zur Filtration von Innenraum- luft der Klimaanlage und wobei das zweite Filtermedium des erfindungsgemäßen Filters ausgebildet ist zur Filtration von durch die Ableitung anströmendem kohlenwasserstoffhaltigen Gas.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Filterelements und mehrerer erfindungsgemäßer Filter dargestellt. Diese werden im Folgenden näher beschrieben, wobei auch weitere Vorteile erfindungsgemäßer Ausführungen erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Filterelements, umfassend zwei verschiedene Filtermedien zur Filtration eines ersten und eines zweiten Medien- Stroms;
Fig. 2 schematische Perspektivansicht des erfindungsgemäßen Filterelements der Fig. 1 mit den als Faltenbalg dargestellten Filtermedien;
Fig. 3 schematische Schnittansicht durch einen ersten erfindungsgemäßen Filter, umfassend das Filterelement der Fig. 1 ;
Fig. 4 schematische Schnittansicht durch einen zweiten erfindungsgemäßen Filter, umfassend das Filterelement der Fig. 1 ; und
Fig. 5 schematische Schnittansicht durch einen dritten erfindungsgemäßen Filter, umfassend das Filterelement der Fig. 1 . Ausführungsform(en) der Erfindung
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Filterelement 1 , umfassend zwei Filtermedien 3 und 4 und einen Rahmen 2, welcher die beiden Filtermedien 3, 4 einfasst.
Das erste und das zweite der beiden Filtermedien 3, 4 unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Ma- terialzusammensetzung.
Der Rahmen 2 begrenzt randseitig das erste und das zweite Filtermedium 3, 4 und teilt diese beiden Filtermedien durch einen Mittelsteg 5 voneinander. Zugleich unterteilt der Mittel Steg 5 den Rahmen in zwei Rahmensegmente 41 , 42.
Das erste Filtermedium 3 kann als flacher Filterkörper oder besonders bevorzugt als ein gefalteter Filterkörper, vorzugsweise als ein zickzackförmig gefalteter Filterbalg, ausgebildet sein. Die letztere Variante ist besonders vorteilhaft, da so der Luftwiderstand durch das gefaltete Filtermedium vorteilhaft abnimmt. Das Filtermedium 3 kann dabei aus einem ersten Vlies- und/oder Zellulose- material, insbesondere als zellulosebasiertes Papier, gebildet sein. Das erste Filtermedium 3 kann vorzugsweise einlagig aufgebaut sein; es ist allerdings auch ein mehrlagiger Aufbau möglich. Bevorzugt sind die Anzahl und Dicke der Materiallagen des Filtermediums so zu wählen, dass das erste Filtermedium faltbar ist. Das zweite Filtermedium 4 kann vorzugsweise ebenfalls als ein gefalteter Filterkörper, vorzugsweise als ein zickzackförmig gefalteter Filterbalg, ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass das Filtermedium 4 als ein ebener ungefalteter Filterkörper ausgebildet ist, welcher flach innerhalb des Rahmens angeordnet ist.
Das zweite Filtermedium 4 kann dabei aus einem zweiten Vlies- und/oder Zellulosematerial, ins- besondere einem zellulosebasierten Papier, gebildet sein. Das zweite Filtermedium 4 kann vorzugsweise einlagig aufgebaut sein, es ist allerdings auch ein mehrlagiger Aufbau möglich. Bevorzugt sind die Anzahl und Dicke der Materiallagen des zweiten Filtermediums so zu wählen, dass das zweite Filtermedium ebenfalls faltbar ist. Das erste Filtermedium 3 dient in einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung der Filtration von Partikeln aus der Ansaugluft eines Kraftstoffsystems für einen Verbrennungsmotor, also zur Bereitstellung von Motoransaugluft.
Das zweite Filtermedium 4 kann der Reduzierung von Kohlenwasserstoffen dienen. In dieser An- wendung wird das Filtermedium oft auch Kohlenwasserstofffalle (engl. HC-Trap) bezeichnet. Es dient zur An- und/oder Einlagerung von leichtflüchtigen organischen Verbindungen (engl. VOC's) aus Kraftstoff rückständen . Diese Kraftstoffrückstände können sich in den Zuleitungswegen des Verbrennungsmotors anlagern und im Stillstand des Verbrennungsmotors die vorgenannten leichtflüchtigen organischen Verbindungen absondern. In einer bevorzugten Ausgestaltungsvari- ante einer Kohlenwasserstofffalle ist das zweite Filtermedium aktivkohlehaltig.
In der Ausgestaltung als Kohlenwasserstofffalle weist das zweite Filtermedium eine Trägerlage auf, auf welcher die Aktivkohlepartikel der Aktivkohle angeordnet sind. Besonders bevorzugt kann die Anordnung der Aktivkohlepartikel durch Immobilisierung der Aktivkohlepartikel auf der Trä- gerlage erfolgen. Dies kann durch Verkleben der Aktivkohlepartikel durch ein Bindemittel, z.B. durch einen Klebstoff oder durch Schmelzklebefasern, erfolgen.
Das Bindemittel zur Immobilisierung der Aktivkohlepartikel kann vorzugsweise ein reaktiver Kleber, beispielsweise auf Basis von Polyurethan oder Silan, und/oder ein thermoplastischer Kleber, beispielsweise auf Basis von Polyolefinen, sein.
Das Trägermedium kann als erste Trägerschicht, vorzugsweise als Partikelfilter, ausgebildet sein, und die Aktivkohle kann als eine unmittelbar an die erste Trägerschicht angrenzende Aktivkohlelage ausgebildet sein. Eine zweite Trägerschicht kann ebenfalls unmittelbar an die Aktivkohlelage angeordnet sein, so dass sich eine Sandwichstruktur ergibt, mit der Aktivkohlelage als Mittelschicht.
Eine zweilagige Anordnung aus der ersten Trägerschicht und der Aktivkohlelage kann ebenfalls realisiert werden.
Bei mehreren in Durchströmungsrichtung übereinander geordneten Trägerschichten können die Trägerschichten des zweiten Filtermediums 4 zumindest umlaufend randseitig miteinander bunden, beispielsweise miteinander verschweißt, sein.
Auch eine gitterförmige Oberflächenverschweißung unter Ausbildung von Taschen, in welchen die Aktivkohle angeordnet ist, ist denkbar.
Eine Immobilisierung der Aktivkohle auf dem Trägermedium muss nicht zwingend erfolgen. So kann die Aktivkohle auch schütt- oder rieselfähig auf dem Trägermedium angeordnet sein. Dies empfiehlt sich besonders bevorzugt bei der vorgenannten Variante, in welcher zumindest eine Aktivkohlelage zwischen zumindest zwei randseitig verbundenen Trägerlagen eingeschlossen und ggf. zusätzlich in den Taschen angeordnet ist.
In den vorgenannten Ausgestaltungsvarianten kann das Trägermedium als ein faltbares textiles Trägermedium, z.B. als Vlies- und/oder Zellulosematerial, ausgebildet sein.
Der Rahmen fasst somit in der besonders bevorzugten ersten Ausgestaltungsvariante der Erfindung zwei Filtermedien ein, wobei das erste Filtermedium ausgebildet ist zur Filtration von Partikeln aus der Ansaugluft zur Zuführung zu einem Verbrennungsmotor und wobei das zweite Filtermedium ausgebildet ist zur Filtration von Kohlenwasserstoffen.
Das erste Filtermedium 3 kann beispielsweise auch als Partikelfilter zur Filtration von Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor ausgebildet sein und das zweite Filtermedium 4 als Innenraumluftfilter zur Reduzierung des Partikel- und/oder Schadgasgehaltes in Ansaugluft 201 ausgebildet und/oder das zweite Filtermedium 4 kann zusätzlich oder alternativ zur Reduzierung der Luft- feuchte in Kühlluft für elektrische Bauteile, elektronische Bauteile und/oder Leuchtmittel in einem Fahrzeug ausgebildet sein.
Alternativ kann das erste Filtermedium 3 als Innenraumluftfilter ausgebildet sein und das zweite Filtermedium 4 zur Reduzierung der Luftfeuchte in Kühlluft für elektrische Bauteile, elektronische Bauteile und/oder Leuchtmittel in dem Fahrzeug ausgebildet sein und/oder das zweite Filtermedium 4 kann zusätzlich oder alternativ als Kohlenwasserstofffalle zur Reduzierung von Kohlenwasserstoffen in einem das Filtermedium 4, insbesondere motorseitig, anströmenden Gasstrom ausgebildet sein.
In Fig. 1 sind die Rahmensegmente 41 , 42 gleich groß dimensioniert. Es ist allerdings auch möglich, dass die Rahmensegmente unterschiedlich groß dimensioniert sind. So ist es insbesondere von Vorteil, wenn ein erstes Rahmensegment 41 der beiden Rahmensegmente, welches das erste Filtermedium zur Reinigung der Ansaugluft für den Motor einfasst, gleich groß oder größer dimensioniert ist, als das zweite Rahmensegment 42 der beiden Rahmensegmente. Idealerweise soll im bestimmungsgemäßen Betrieb des Filterelements 1 die gesamte Ansaugluft für den Motor durch das Filterelement 1 geleitet werden. Man spricht von der Vollstromdurchlei- tung der Ansaugluft (engl, füll flow). Dabei soll für die Partikelfiltration eine möglichst große Oberfläche, also eine möglichst große Oberfläche des ersten Filtermediums 3, zur Verfügung stehen.
Das zweite Filtermedium 4 hat als Kohlenwasserstoff abscheider nur eine sehr geringe Rückhaltefunktion für Partikel. Somit ist der Partikelabscheidegrad wesentlich geringer als bei dem ersten Filtermedium. Entsprechend ist es von Vorteil, das erste Rahmensegment 41 gleich groß oder größer als das zweite Rahmensegment 42 zu dimensionieren.
In dieser ersten Ausführungsvariante der Erfindung ist das erste Filtermedium 3 bevorzugt zu einem Faltenbalg gefaltet. Dabei kann das Filtermedium vorzugsweise aus einem Synthetikvlies oder aus Zellulose gebildet sein. Der Volumenstrom, welcher durch das erste Filtermedium 3 gefiltert wird, beträgt vorzugsweise 2-10 m3/min. Dabei ist das erste Filtermedium ausgebildet zur Entfernung von mehr als 97 Gew.%, vorzugsweise mehr als 98 Gew.%, aller Partikel aus der Umgebungsluft bei dem vorgenannten Volumenstrom.
In der vorgenannten ersten Ausführungsvariante der Erfindung kann das zweite Filtermedium 4 sowohl als Flachfilter oder als Faltenbalg eingesetzt werden. Das Medium umfasst Aktivkohle. Diese kann vorzugsweise schichtweise auf einer, besonders bevorzugt zwischen zwei Vlieslagen angeordnet sein.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Filtermedium 4 zumindest zwei Lagen an Aktivkohle, welche bevorzugt durch eine Vlieslage voneinander getrennt sind.
Bevorzugt entspricht der Gehalt an Aktivkohle im Filtermedium mehr als 200 g/m2, vorzugsweise 250-700 g/m2.
Als Aktivkohle im zweiten Filtermedium 4 kann bei der ersten Ausführungsvariante bevorzugt Holzkohle eingesetzt werden.
Das zweite Filtermedium ermöglicht in seiner Funktion als Kohlenwasserstofffalle eine Verringerung des Kohlenwasserstoffgehalts im motorseitig abgegebenen Gas um zumindest 50 Gew.%, vorzugsweise um mehr als 80 Gew.%, besonders bevorzugt um mehr als 95 Gew.%.
Das erfindungsgemäße Filterelement 1 eignet sich auch alternativ oder zusätzlich zum Einbau in ein sog. zweiflutiges System, also in zwei parallel zugeführte gasförmige Medienströme, wobei es aus jedem der beiden Medienströme Inhaltsstoffe unterschiedlich stark zu reduzieren gilt. So kann in einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung aus der Ansaugluft für den Motor vornehmlich der Gehalt an Feststoffpartikeln gesenkt werden. Dabei wirken die aus der Umge- bungsluft mitgeführten Partikel abrasiv für den Motor und nachgelagerte Bauteile. Diese Reinigung der Ansaugluft kann, wie schon in der ersten Ausführungsvariante, durch den durch das erste Filtermedium 3 gebildeten Filterkörper, vorzugsweise als Faltenbalg, erfolgen. Dabei kann das Filtermedium ebenfalls vorzugsweise aus einem Synthetikvlies oder aus Zellulose gebildet sein. Der Volumenstrom, welcher durch das erste Filtermedium 3 gefiltert wird, beträgt vorzugsweise 2-10 m3/'min. Dabei ist das erste Filtermedium ausgebildet zur Entfernung von mehr als 97 Gew.%, vorzugsweise mehr als 98 Gew.%, aller Partikel aus der Umgebungsluft bei dem vorgenannten Volumenstrom.
Demgegenüber kann die Luft im Innenraum des Fahrzeugs vorteilhaft durch das zweite Filterelement 4 gereinigt werden. Der durch das zweite Filtermedium 4 gebildete Filterkörper kann somit als Innenraumluftfilter ausgebildet sein. Der Innenraumluftfilter dient der Reinigung der einer Fahrerkabine zugeführten Luft in Fahrzeugen, Landmaschinen, Baumaschinen und Arbeitsmaschi- nen. Bekannt in diesem Anwendungsgebiet sind dabei sowohl reine Partikelfilter als auch kombinierte Filter in Form eines aktivkohlehaltigen Partikelfilters. Der kombinierte Filter ermöglicht zusätzlich eine An- und/oder Ablagerung von organischen Bestandteilen oder auch Ozon im Filterelement 1 . Vorzugsweise umfasst das zweite Filtermedium dabei eine erste Filterlage elektrostatisch aufgeladener Fasern, um auch kleinste Staubpartikel und Pollen aus der Luft zu filtern.
So kann, insbesondere durch die elektrostatisch aufgeladenen Fasern, auch Staub mit Partikelgrößen von weniger als 5 μηι zuverlässig abgeschieden werden und die Luft der Fahrerkabine zu annähernd 100% von Feststoffen, Pollen und dergleichen befreit werden.
Während es im Einsatz des ersten Filtermediums 3 darum geht, Motoransaugluft, also Luft mit einem hohen Luftdurchsatz, zuverlässig von Partikeln zu befreien, geht es im Einsatz vom zweiten Filtermedium 4 darum, die Luft der Fahrerkabine nahezu vollständig von Partikeln und bei Einsatz von aktivkohlehaltigen Filtermedien zusätzlich von organischen Bestandteilen und/oder Ozon zu befreien. Auch schwefelhaltige Schadgase und Gerüche sollen durch den Innenraumluftfilter entfernt werden.
Zur Filtration der angesaugten Luft für die Fahrerkabine kann das zweite Filtermedium 4 weniger als 250 g/m2, vorzugsweise jedoch weniger als 120-200 g/m2, Aktivkohle aufweisen.
Als bevorzugte Aktivkohle wird für den Einsatz im Innenraumluftfilter Kokosnuss-Holzkohle eingesetzt. Der für den Innenraum zu filternde Volumenstrom beträgt dabei 1 -5 m3/min. Dabei ist das zweite Filtermedium 4 zugleich als Partikelfilter ausgebildet zur Entfernung von mehr als 97 Gew.%, vorzugsweise mehr als 98 Gew.%, aller Partikel aus der Umgebungsluft bei dem vorgenannten Volumenstrom.
Die mittlere Porengröße des Innenraumluftfilters, also des zweiten Filtermediums 4, kann bevor- zugt größer sein, als die mittlere Porengröße des Motoransaugluftfilters, also des ersten Filtermediums 3.
In einer optionalen Ausführungsform kann als Aktivkohle eine hydrophobe Aktivkohle verwendet werden. Als hydrophobe Aktivkohlen werden insbesondere solche verstanden, die eine ver- gleichsweise geringe Wasseraufnahmekapazität aufweisen. Bevorzugt wird eine Aktivkohle verwendet, welche bei einer relativen Luftfeuchte von 50% eine Wasseraufnahme von <10 Massenprozent, insbesondere bezogen auf den Adsorptionsast der Isotherme aufweist. Besonders bevorzugt beträgt diese Wasseraufnahme <5 Massenprozent. Die im Innenraumluftfilter genutzte Aktivkohle kann bevorzugt eine BET-Oberfläche von größer 400 m2/g aufweisen, vorteilhaft größer 600 m2/g, bevorzugt größer 800 m2/g, besonders bevorzugt größer 1000 m2/g (bevorzugt gemessen nach DIN ISO 9277:2003-05).
Die Aktivkohlepartikel weisen bei Anwendung als Innenraumluftfilter bevorzugt Aktivkohleparti- kelgrößen (mittlere Durchmesser) zwischen 0,1 und 1 mm, bevorzugt 0,2 bis 0,7 mm auf und können beispielsweise in der Form von Granulataktivkohle oder Kugelaktivkohle vorliegen.
Alternativ oder zusätzlich zur ersten Filterlage mit Aktivkohle kann das zweite Filtermedium 4 in einer bevorzugten Ausführungsvariante eine Feinfilterlage zur Abscheidung von Aerosolen auf- weisen.
Alternativ oder zusätzlich zur ersten Filterlage mit Aktivkohle kann das zweite Filtermedium 4 in einer bevorzugten Ausführungsvariante eine Vorfilterlage zur Abscheidung von partikulären Stäuben aufweisen.
Durch die Verwendung der Vorfilterlage kann erreicht werden, dass weitere Filterlagen des zweiten Filtermediums, z.B. eine Adsorptionslage mit der Aktivkohle oder die Feinfilterlage vor zu großer Staubbeladung geschützt werden. Dadurch wird deren Funktion (Kohlenwasserstoffab- scheidung der Adsorptionslage und Aerosolabscheidung der Feinfilterlage) auch bei sehr staub- beladener Ansaugluft in möglichst geringem Maße beeinträchtigt.
In einer Ausführungsform kann als erste Filterlage mit Aktivkohle eine Lage einer fixierten Schüttung mit Aktivkohle verwendet werden. Diese kann in einem einlagigen oder mehrlagigen Aufbau realisiert werden. Als fixierte Schüttung wird eine Anordnung bezeichnet, in welcher eine Träger- Schicht vorgesehen ist und auf dieser eine Schüttlage von Aktivkohlepartikeln fixiert ist. Als Trägerschicht kann beispielsweise ein Kunststoffstreckgitter oder eine Lage eines flächigen Materials, z.B. eines Partikelfiltermediums verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Trägerschicht ein Vlies aus spinngebundenen oder schmelzgeblasenen Polyesterfasern, beispielsweise PET-Fasern (Polyethylenterephthalat) oder PBT-Fasern (Polybutylenterephtalat) verwendet. Dies kann ein Flächengewicht von 25-120 g/m2, bevorzugt 50-100 g/m2, besonders bevorzugt 65-85 g/m2, und eine Luftdurchlässigkeit >3000 l/m2s, bevorzugt >5000 l/m2s bei einer Druckdifferenz von 200 Pa aufweisen. Gemessen wird die Luftdurchlässigkeit insbesondere nach ISO 9347. Die Schüttlage aus Aktivkohlepartikeln wird auf die Trägerschicht aufgebracht und bevorzugt mittels eines feinen Klebstoffauftrags auf der Trägerschicht fixiert. Dies erfolgt beispielsweise in Form einer Vielzahl von auf der Trägerschicht aufgebrachter Klebstoffpunkte oder mittels eines Netzes aus Klebstofffäden, die zwischen Trägerschicht und Schüttlage und/oder zwischen die Schüttlage während der Schüttung und/oder auf die Schüttlage aufgebracht ist. Die Schüttlage umfasst bevorzugt eine Auflage von 100-1200 g/m2 Aktivkohlepartikel auf der Trägerschicht. Bevorzugt kommen zwischen 800 und 1000 g/m2 zum Einsatz. Die Lage einer fixierten Schüttung mit Trägerlage und Schüttlage weist bevorzugt eine Luftdurchlässigkeit im Bereich von 800 bis 1200 l/m2s, insbesondere zwischen 900 und 1 100 l/m2s und ein Flächengewicht im Bereich von 850 bis 1250 g/m2, insbesondere zwischen 950 und 1 150 g/m2, bei einer Lagendicke insbesondere im Bereich von 2 bis 6 mm auf.
Auf diese Weise wird eine stabile, gut zu verarbeitende und leistungsfähige Lage einer fixierten Schüttung bereitgestellt, die maschinell zusammengefasst werden kann.
In einer Ausführungsform kann die erste Filterlage zwei Bereiche mit unterschiedlicher Aktivkohledichte aufweisen. Dabei ist bevorzugt ein Bereich mit höherer Aktivkohledichte auf der Abströmseite und ein Bereich mit geringerer Aktivkohledichte auf der Anströmseite angeordnet. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass zwei Lagen von verschiedenen mit Aktivkohlepar- tikeln gefüllten Schäumen aufeinander gelegt sind, wobei die abströmseitige Lage einen höheren Füllgrad von Aktivkohle aufweist als die anströmseitige Lage. Alternativ kann - wie oben in verschiedenen Varianten beschrieben - ein Schichtaufbau von Lagen mit fixierten Schüttungen von Aktivkohlepartikeln eingesetzt werden, bei welchem eine oder mehrere abströmseitige Lagen oder Schichten, die insbesondere den Schichtaufbau zur Abströmseite hin abschließen, eine hö- here Aktivkohledichte aufweisen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass bei gleichen Materialien für Trägerschichten, Schüttlagen und Decklagen die abströmseitigen Lagen insbesondere vor, während oder nach dem Erhärten des Klebstoffes derart kalandriert werden, dass die Schichtdicke reduziert und damit die Aktivkohledichte erhöht wird. Es kann jedoch auch für die Lage(n) mit höherer Aktivkohledichte ein Aktivkohlegranulat verwendet werden, welches eine höhere Schüttdichte aufweist, als das für die Lagen mit geringerer Dichte verwendete. Dies kann entweder durch Aktivkohlen mit unterschiedlicher spezifischer Dichte oder durch unterschiedliche Geometrien der Partikel realisiert werden. Dadurch wird insbesondere eine Sperrlage dargestellt, welche zuverlässig die Abscheidung von Restkonzentrationen von schädlichen Gasen ermöglichen kann. Dadurch kann eine zusätzliche Sicherheit für den Anwender bereitgestellt werden. Weitere zahlreiche Ausgestaltungsvarianten für die erste aktivkohlehaltige Filterlage des zweiten Filtermediums können der Beschreibung zur Adsorptionsfilterlage der DE10201301 1457A1 entnommen werden. Zusätzlich oder alternativ kann das zweite Filtermedium 4 im vorgenannten zweiten Ausführungsbeispiel eine antiallergene Substanz aufweisen. Diese antiallergene Substanz kann aus einer Gruppe bestehend aus Polyphenolen, antiallergenen Enzymen, antimikrobiellen Metallen und Metallverbindungen, insbesondere Silber, Kupfer und Aluminiumverbindungen, Nanosilber, Zink- Pyrithion, Octa-isothiazolon, 2-Brom-2-nitropropan-1 ,3-diol, Isothiazolinonverbindungen, Ben- zoesäure und deren Derivate, Benzalkoniumhalogenide, wasserlösliche Coenzyme, öllösliche Coenzyme, Pflanzenextrakte, Antibiotika, biozide Metalle, aliphatische und aromatische Fettsäuren und/oder quarternäre Tenside ausgewählt sein.
Das erfindungsgemäße Filterelement 1 eignet sich in einer dritten Ausführungsvariante alternativ oder zusätzlich zur gleichzeitigen Filtration von Ansaugluft sowohl für den Motor als auch zum Betreiben einer Luftkühlung für elektronische Bauteile, Batterien und/ oder Scheinwerfer.
Die Reinigung der Ansaugluft zur Bereitstellung von Motoransaugluft kann, wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel, durch den durch das erste Filtermedium 3 gebildeten Filterkörper, ana- log zum ersten und/oder zweiten Ausführungsbeispiel erfolgen.
Demgegenüber kann die Luft zum Betreiben der Luftkühlung der vorgenannten Bauteile vorteilhaft durch das zweite Filtermedium 4 gereinigt werden. Dabei sollte die zugeführte Luft sowohl von Partikeln befreit und zudem die Luftfeuchtigkeit reduziert werden.
Hierfür kann das zweite Filtermedium 4 als Flachfilter oder Faltenbalg ausgebildet sein.
In einer besonderen Ausgestaltungsvariante weist das zweite Filtermedium eine Diffusionsmembran, insbesondere eine hydrophobe Diffusionsmembran, auf, oder das zweite Filtermedium ist als eine solche Diffusionsmembran ausgebildet. Das Material der Diffusionsmembran kann vorzugsweise zu mehr als 50 Gew.%, besonders bevorzugt vollständig, aus Polypropylen, Polyethylen oder PTFE gebildet sein.
Die Diffusionsmembran dient in einer bevorzugten Ausgestaltung zum Durchleiten eines Volu- menstroms von weniger als 1 m3/h.
Die Diffusionsmembran kann dabei ausschließlich Poren mit einer mittleren Porengröße von weniger als 50 nm, vorzugsweise weniger als 10 nm, aufweisen. Nachfolgend wird Rahmen 2 näher beschrieben. Durch einen derartigen Rahmen können grundsätzlich die Filtermedien 3 und 4 nach allen vorgenannten Ausführungsbeispielen für die unterschiedlichen erfindungsgemäßen Filterelemente eingefasst werden. Der Rahmen 2 definiert eine Rahmenebene 101 parallel zur x-y-Ebene in Fig. 1 . In dieser Rahmenebene 101 oder parallel zu dieser Rahmenebene 101 sind das erste und das zweite Filtermedium 3 und 4 nebeneinander angeordnet.
Durch die Anordnung des ersten und zweiten Filtermediums in und/oder parallel zur Rahmenebene 101 des Rahmens 2 kann vorteilhaft das Filterelement als Flachfilterelement realisiert werden. Das Filterelement vereinigt somit Filterelemente mit unterschiedlichen Funktionen in einem einzigen Filterelement, welches als Flachfilterelement mit geringer Bauraumhöhe 21 ausgebildet ist. Die Bauraumhöhe 21 des Filterelements 1 ist vorzugsweise weniger oder gleich 70 mm, vorzugsweise weniger oder gleich 20 bis 60 mm, besonders bevorzugt weniger oder gleich 55 mm. Wie schon zuvor erörtert, ist um die benachbart angeordneten Filtermedien 3, 4 der Rahmen 2 umlaufend vorgesehen.
Der Rahmen 2 umfasst das Faltenprofii des jeweiligen Filterkörpers in einem randseitigen Bereich durch Seitensegmente 51 , 52 des Rahmens 2. In Fig. 1 sind an jeweils einer Längsseite des Filtermediums 3 oder 4 vorderseitig das erste der zwei Seitensegmente 51 und hinterseitig das zweite der zwei Seitensegmente 7 angebracht. Durch die Seitensegmente 51 , 52 erfährt der Luftfilter 1 eine gewisse seitliche Stabilität. Um ferner eine Versteifung und einen Abschluss an Stirnseiten des Filterelements 1 zu erzielen, weist der Rahmen 2 Kopfsegmente 53, 54 auf. Jeweils ein Kopfsegment 53, 54 ist an jeweils einer ersten Endfalte des ersten oder des zweiten Filter- mediums 3, 4 angebracht. Der Mittelsteg 5 ist den zweiten Endfalten des ersten und des zweiten Filtermediums 3, 4 angeordnet. Die Seitensegmente 51 , 52, der Mittelsteg 5 und die Kopfsegmente 53, 54 sind leistenartig ausgebildet.
In Fig. 3 bis 5 ist der Rahmen 2 in der Schnittansicht dargestellt. Man erkennt ein Kunststoff - grundgerüst 20 und ein Dichtelement 23, welches das Ku n ststof f g ru ndgerü st umgreift. Das Kunststoffgrundgerüst kann beispielsweise ein Thermoplast, vorzugsweise ein Polyamid, sein. Auch eine Armierung, z.B. eine Faserverstärkung des Kunststoffgrundgerüsts, ist vorstellbar. Das Kunststoffgrundgerüst 20 ist sowohl um das erste als auch um das zweite Filtermedium 3, 4 umlaufend und begrenzt die jeweiligen Filtermedien randseitig. Das Kunststoffgrundgerüst 20 ver- leiht dem Rahmen 2 eine verbesserte mechanische Stabilität.
Das Kunststoffgrundgerüst 20 kann flach in der Rahmenebene 101 verlaufen.
Alternativ kann das Kunststoffgrundgerüst 20, wie in Fig. 3 bis 5 dargestellt, zumindest entlang der Seitenbereiche 51 , 52 und/oder entlang der Kopfbereiche 53, 54 L-förmig ausgebildet sein, wobei ein Schenkel der L-Form vorzugsweise senkrecht zur Rahmenebene 101 verläuft und vorzugsweise das erste und/oder zweite Filtermedium begrenzt. Besonders bevorzugt ist das Kunststoffgrundgerüst 20 derart ausgebildet, dass es sich randseitig bereichsweise oder vollständig über die V-Form der Falten des ersten und/ oder zweiten Filtermediums erstreckt.
Im Bereich des Mittelstegs 5 weist das Kunststoffgerüst 20 eine U-förmige Leistenform auf, mit zwei Schenkeln, die vorzugsweise senkrecht zur Rahmenebene 101 verlaufen und die analog zum Schenkel der Seiten- und Kopfbereiche 51 -54 verlaufen. Alternativ können anstelle eines einzelnen Kunststoffgrundgerüstes 20 auch zwei Kunststoff - grundgerüste vorgesehen sein, wobei zwei Seitenbereiche der Kunststoffgrundgerüste im Bereich des Mittelstegs durch das Dichtelement 23 miteinander verbunden sind.
Das Dichtelement 23 kann aus einem Elastomer- und/oder einem Polyurethanmaterial gefertigt sein.
Das Dichtelement 23 kann, wie in Fig. 3 bis 5 dargestellt, an dem Kunststoffgrundgerüst 20 materialschlüssig verbunden sein. Dabei kann das Dichtelement 23 lediglich bereichsweise die Oberfläche des Kunststoffgerüstes 20 bedecken oder dieses vollumfänglich einhüllen.
Der Mittelsteg 5 des Rahmens 2 weist eine U-förmige Ausnehmung zur Aufnahme eines Gehäusevorsprungs 39, 439, 539 auf.
Randseitig weist der Rahmen 2, insbesondere das Dichtelement 23 des Rahmens 2, einen Vor- sprung 24 mit einer Auflagefläche 25 auf, welche vorzugsweise parallel zur oder auf der Rahmenebene 101 verläuft.
Weiterhin ist der Vorsprung 24 als eine Dichtleiste ausgebildet, welche schräg, insbesondere senkrecht aus der Rahmenebene hervorsteht. Diese Dichtleiste erstreckt sich auch über den Be- reich des Mittelstegs 5. Die Höhe 220 der Dichtleiste kann dabei vorzugsweise zumindest 10% der Rahmenhöhe 221 , vorzugsweise zumindest 15 % der Rahmenhöhe 221 , also der Erstre- ckung des Rahmens senkrecht zur Rahmenebene 101 , betragen.
Das Dichtelement 23 und insbesondere die Dichtleiste des Dichtelements 23 ist aus einem elas- tischen Material gebildet und komprimierbar, so dass bei randseitiger Lagerung des Filterelements 1 eine seitliche Abdichtung erfolgen kann.
Die Verbindung zwischen den Kunststoffgrundgerüst 20, dem Dichtelement 23 und den Filtermedien 3, 4 kann beispielsweise in einem Gießverfahren erfolgen.
Dies kann beispielsweise im Fall eines Rahmens 2, in welchem das Dichtelement 23 aus Poly- urethan gebildet ist, derart erfolgen, dass die Einzelkomponenten des Polyurethans, also die Po- lyol- und Isocyanat- Verbindung, in eine Gießform gegossen werden, in welcher zuvor das Kunststoffgrundgerüst eingelegt wurde, und im Anschluss innerhalb der Gießform aufschäumen. In die Gießform ist zudem zumindest die Stirnseite und ggf. auch Randseiten des ersten und zweiten Filtermediums eingelassen. Während des Aufschäumens des Polyurethanmaterials erfolgt ein Eindringen des Polyurethans zwischen die Faserfalten und bildet dadurch sowohl eine feste rand- seitige als auch stirnseitige Verbindung des aus dem ersten und/oder zweiten Filtermedium 3, 4 gebildeten Filterkörpers mit dem Rahmenmaterial, welches im Anschluss aushärtet. Alternativ kann zunächst auch erst eine Verbindung zwischen dem Kunststoffgrundgerüst 20 und den Filtermedien 3, 4 durch Vergießen, Verkleben oder dergleichen hergestellt werden und erst im Anschluss das Dichtelement, z.B. durch das vorher beschriebene Gießverfahren, ergänzt werden. Ein ähnlicher Vorgang der Herstellung kann auch durch Gießen eines elastomeren Materials nach vorhergehender Bereitstellung der Gussform und der beiden Filtermedien 3 und 4 erfolgen. Die Filterkörper des ersten und des zweiten Filtermediums 2, 3 ist in Fig. 1 als Faltenbalg dargestellt. Ein entsprechendes Faltenprofil wurde in Fig. 2 schematisch angedeutet. Das Kunststoffgrundgerüst 20 dient der Stabilisierung des Rahmens 2, es kann allerdings zugunsten einer höheren Flexibilität des Filterelements 1 auch entfallen.
Die beiden Filtermedien 3, 4 können bei ihrer Ausgestaltung als Faltenbalg in einer weiteren Variante der Erfindung auch jeweils um 90° in der Rahmenebene verdreht angeordnet werden.
In Fig. 3 ist darüber hinaus ein Filter 10 mit einem Filtergehäuse 1 1 und dem Filterelement 1 dargestellt. Das Filtergehäuse 1 1 weist zumindest einen Gehäusetopf 12 und einen Gehäusedeckel 13 auf. Gehäusedeckel 13 weist in Fig. 3 eine einzige Deckelöffnung 14 zur Verbindung mit dem Gehäusetopf 12 auf. Der Gehäusedeckel 13 weist zudem ein Niederhalteelement 15 auf, mit welchem der Gehäusetopf 12 auf das Dichtelement 23 des Filterelements 1 im Bereich des Mittelstegs 5 drückt. Das Niederhalteelement 15 kann leistenförmig, vorzugsweise mit U-förmi- gem Querschnitt, ausgebildet sein. Zwischen dem Niederhalteelement 15 und einer Gehäusedeckeloberplatte 16 ist eine Überleitungsöffnung 17 angeordnet Der Gehäusedeckel 13 und Gehäusetopf 12 bilden im Zusammenspiel mit dem Filterelement einen ersten und einen zweiten Gasraum 18, 19 über jeweils einer An-und/oder Abströmseite der beiden Filtermedien aus. Der erste und der zweite Gasraum 18, 19 sind durch die Überleitungsöffnung 17 miteinander verbunden, so dass ein Gasaustausch zwischen dem ersten und dem zweiten Gasraum 18, 19 erfolgen kann. Der Gehäusetopf weist zudem einen gegenüber der Ge- häusedeckeloberplatte 16 abgestuften Randbereich 26 auf. Dieser Randbereich 26 drückt im zusammengesetzten Zustand des Filters 10 auf die randseitig am Rahmen 2 angeordnete Dichtleiste des Dichtelements 23, und dichtet die Gasräume 18, 19 gegen Gas- und Schmutzaustritt an der Verbindungsstelle zwischen Gehäusedeckel 13 und Gehäusetopf 12 ab.
Der Gehäusetopf 12 weist eine Aufnahmeöffnung 30 auf, über welche das Filterelement 1 in den Gehäusetopf 12 einführbar und anordenbar ist. Der Gehäusetopf 12 weist im Bereich der Auf- nahmeöffnung 30 eine Anschlagfläche 31 zur Anordnung der Auflagefläche des Vorsprungs des Rahmens 2 auf. Gegen diese Auflagefläche wird die Dichtleiste bei Verschluss des Gehäusetopfes 12 mit dem Gehäusedeckel 1 1 gepresst.
Der Gehäusetopf 12 weist zudem eine Ansaugluftöffnung 32 und eine motorseitige Öffnung 33 zur Abgabe von gefilterter Reinluft 203 an einen Motor eines Fahrzeugs auf.
Die motorseitige Öffnung 33 dient zudem der Zuleitung von motorseitigen kohlenwasserstoffhal- tigen Gasen 202 in den Filter 10. Der Gehäusetopf 12 weist im Bereich der Ansaugluftöffnung 32 einen ersten Gehäusebereich 34, und die motorseitige Öffnung 33 weist einen zweiten Gehäusebereich 35 auf. Die beiden Gehäusebereiche 34, 35 sind dabei räumlich voneinander getrennt, so dass ein durch die Ansaugluftöffnung 32 zugeleitete Luft nur durch das erste Filtermedium 3 und durch das zweite Filtermedium 4 zur motorseitigen Öffnung 33 geleitet werden kann.
Umgekehrt kann auch nur ein durch die motorseitige Öffnung 33 zugeleitetes kohlenwasserstoff- haltiges Gas 202 durch Durchleiten durch das zweite Filtermedium 4 und durch das erste Filtermedium 3 zur Ansaugluftöffnung 32 gelangen. In der in Fig. 3 dargestellten Ausgestaltungsvariante eines Filters 10 ist es möglich, dass das erste Filtermedium 3 als Partikelfilter zur Filtration von Motoransaugluft ausgebildet ist und das zweite Filtermedium 4 als eine Kohlenwasserstofffalle ausgebildet ist, welche aus Kraftstoff-, Öl- und Verbrennungsproduktrückständen ausgasende Kohlenwasserstoffe aus dem Motor- und Motorzuleitungsbereich entfernt.
Während die aus der Umgebung angesaugte Luft 201 zum Bereitstellen von Motoransaugluft 203 dabei zunächst auf das erste Filtermedium 3 trifft, so treffen die aus dem Motorbereich ausgasenden Kohlenwasserstoffe 202 hingegen zunächst auf das zweite Filtermedium 4. Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsvariante eines Filters 410 mit einem Gehäuse 41 1 , in welchem das Filterelement 1 der Fig. 1 angeordnet ist. Ein Gehäusetopf 412 des Gehäuses 41 1 ist dabei analog zum Gehäusetopf 12 der Fig. 3 ausgebildet, z.B. mit einer Aufnahmeöffnung 420 zur Aufnahme des Filterelements 1 , insbesondere mit einer Aufnahmeöffnung 430 zur Aufnahme des Filterelements 1 und mit einer Öffnung 432 zum Einleiten von Ansaugluft 201 ausgebildet.
Ein Gehäusedeckel 413 weist anstelle einer geschlossenen Gehäusedeckeloberplatte 16 zwei Gehäuseöffnungen 451 , 452 auf. Eine erste der beiden Gehäuseöffnungen 451 dient der Ableitung eines durch das erste Filtermedium 3 geleiteten ersten Medienstroms. Dabei kann es sich um Motoransaugluft 203 handeln. Eine zweite der beiden Gehäuseöffnungen 452 dient der Ableitung eines durch das zweite Filtermedium 4 geleiteten zweiten Medienstroms, welcher sich in seiner Zusammensetzung vom ersten Medienstrom unterscheidet. Dabei kann es sich um ein Gas 204 handeln, welches als koh- lenwasserstoffhaltiges Gas 202 eingeleitet und nach dem Durchleiten durch das Filterelement 1 von Kohlenwasserstoffen weitestgehend befreit ist, welches jedoch, anders als in Fig. 3, nicht in dem gleichen Strömungsweg wie der erste Medienstrom 41 1 , durch den Filter 410 geleitet wird, sondern auf einem parallelen zweiten Strömungsweg. Dabei weist der Filter 410 im Bereich der ersten Gehäuseöffnung 451 einen ersten Gehäusebereich 453 und im Bereich der zweiten Gehäuseöffnung einen zweiten Gehäusebereich 454 auf. Diese beiden Gehäusebereiche 453, 454 sind, insbesondere durch den Mittelsteg 5 und zumindest eine auf dem Mittelsteg 5 aufliegende zentrale Gehäusewand 455 des Gehäusedeckels 413, im Filter 410 voneinander räumlich getrennt.
Alternativ kann der durch die zweite Gehäuseöffnung 452 abgeführte zweite Medienstrom auch als Innenraumluft für eine Fahrerkabine ausgebildet sein. Dabei ist die dem zweiten Filtermedium 4 des Filterelements 1 zugeführte Luft vorzugsweise Ansaugluft.
Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsvariante eines Filters 510 mit einem Gehäuse 51 1 , in welchem das Filterelement 1 der Fig. 1 angeordnet ist. Ein Gehäusedeckel 513 des Gehäuses 51 1 ist dabei analog zum Gehäusedeckel 413 der Fig. 4 ausgebildet.
Ein Gehäusetopf 512 des Gehäuses 51 1 weist jedoch abgesehen von einer Aufnahmeöffnung 530 zur Aufnahme des Filterelements 1 lediglich eine einzige weitere Öffnung 570 in Form einer Ansaugluftöffnung auf. Innerhalb des Gehäusetopfes ist ein Strömungsteiler 560 zentral oder dezentral angeordnet. Dieser unterteilt den Gehäusetopf 512 in einen ersten und einen zweiten Anströmbereich 561 und 562. Der erste Anströmbereich 561 ermöglicht die Zuführung von angesaugter Umgebungsluft zum ersten Filtermedium 3, und der zweite Anströmbereich 562 ermöglicht die Zuführung von angesaugter Umgebungsluft zum zweiten Filtermedium 4.
Das erste Filtermedium 3 kann in dieser dritten Ausführungsvariante ausgebildet sein zur Filtra- tion von Motoransaugluft. Demgegenüber kann das zweite Filtermedium 4 ausgebildet sein zur Filtration von Ansaugluft zur Zuleitung in die Fahrerkabine oder alternativ zur Kühlung von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen
Eine erste der beiden Gehäuseöffnungen 551 dient der Ableitung eines durch das erste Filterme- dium 3 geleiteten ersten Medienstroms. Dabei kann es sich um Motoransaugluft 203 handeln. Eine zweite der beiden Gehäuseöffnungen 552 dient der Ableitung eines durch das zweite Filtermedium 4 geleiteten zweiten Medienstroms, welcher sich in seiner Zusammensetzung vom ersten Medienstrom unterscheidet. Dabei kann es sich um Innenraumluft 205 handeln. Dabei weist der Filter 510 im Bereich der ersten Gehäuseöffnung 551 einen ersten Gehäusebereich 553 und im Bereich der zweiten Gehäuseöffnung einen zweiten Gehäusebereich 554 auf. Diese beiden Gehäusebereiche 553, 554 sind, insbesondere durch den Mittel Steg 5 und zumindest eine auf dem Mittelsteg 5 aufliegende zentrale Gehäusewand 555 des Gehäusedeckels 513, im Filter 510 voneinander räumlich getrennt. In den konkreten Ausgestaltungsvarianten der Fig. 4 und 5 umfasst die Gehäusewandung 455, 555 endständig ein Niederhalteelement, welches analog zum Niederhalteelement 15 der Fig. 3 ausgebildet ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern vielfältig modifizierbar.

Claims

Ansprüche
Filterelement (1 ) zur Filtration von Ansaugluft in einem Fahrzeug, wobei das Filterelement (1 ) einen Rahmen (2) aufweist und wobei das Filterelement (1 ) zumindest zwei Filtermedien (3, 4) aufweist, welche nebeneinander im Rahmen (2) angeordnet sind, wobei sich das Filtermaterial eines ersten Filtermediums (3) der zumindest zwei Filtermedien (3, 4) vom Filtermaterial eines zweiten Filtermediums (4) der zumindest zwei Filtermedien (3, 4) unterscheidet, wobei das erste Filtermedium (3) als Partikelfilter zur Filtration von Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor ausgebildet ist und das zweite Filtermedium (4) als Innenraum- luftfilter zur Reduzierung des Partikel- und/oder Schadgasgehalts in Ansaugluft (201 ) ausgebildet ist und/oder wobei das zweite Filtermedium (4) zur Reduzierung der Luftfeuchte in Kühlluft für elektrische Bauteile, elektronische Bauteile und/oder Leuchtmittel in einem Fahrzeug ausgebildet ist und/oder wobei das zweite Filtermedium (4) als Kohlenwasserstofffalle zur Reduzierung von Kohlenwasserstoffen in einem das Filtermedium (4), insbesondere motorseitig, anströmenden Gasstrom ausgebildet ist oder wobei das erste Filtermedium (3) als Innenraumluftfilter ausgebildet ist und das zweite Filtermedium (4) zur Reduzierung der Luftfeuchte in Kühlluft für elektrische Bauteile, elektronische Bauteile und/oder Leuchtmittei in einem Fahrzeug ausgebildet ist und/oder wobei das zweite Filtermedium (4) als Kohlenwasserstofffalle zur Reduzierung von Kohlenwasserstoffen in einem das Filtermedium (4), insbesondere motorseitig, anströmenden Gasstrom ausgebildet ist.
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Filtermaterial des ersten Filtermediums (3) vom Filtermaterial des zweiten Filtermediums (4) in der chemischen Zusammensetzung des Filtermaterials und/oder der mittleren Porengröße des Filtermaterials und/oder dem mittleren Flächengewicht des Filtermaterials unterscheidet.
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Filtermedium (3) als ein erster Filterkörper in Form eines Faltenbalgs ausgebildet ist und dass das zweite Filtermedium (4) als ein zweiter Filterkörper in Form eines Faltenbalgs oder eines Flachfilters ausgebildet ist, wobei die beiden Filterkörper nebeneinander in einer Rahmenebene (101 ) des Rahmens (2) angeordnet sind.
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Filtermedium (3), welches insbesondere als Partikelfilter zur Filtration von Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor ausgebildet ist, eine Aktivkohlekonzentration von weniger als 20 g/m2 aufweist, und dass das zweite Filtermedium (4) eine Aktivkohlekonzentration von mehr als 50 g/m2 aufweist.
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (1 ) als Flachfilter ausgebildet ist, vorzugsweise mit einer Bauhöhe (21 ) von weniger oder gleich 70 mm, vorzugsweise weniger oder gleich 20 - 60 mm, besonders bevorzugt weniger oder gleich 55 mm.
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Filtermedien (3, 4) als Partikelfilter zur Filtration von Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor ausgebildet ist und aus einem Zellulose- oder Vliesmaterial, insbesondere aus einem zellulosebasierten Papier, gebildet ist.
7. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (2) ein elastisches Material aufweist, wobei der Rahmen vorzugsweise ein Kunststoffgerüst (20) umfasst, auf oder an welchem das elastische Material in Form eines
Dichtelements (23) angeordnet ist.
8. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (2) in zumindest zwei, insbesondere auf einer Rahmenebene (101 ) nebeneinander angeordnete, Rahmensegmente (41 , 42) unterteilt ist, wobei das erste und das zweite Rahmensegment durch einen Mittelsteg (5) voneinander getrennt sind.
9. Filterelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Mittelsteg (5) das Dichtelement (23), insbesondere das um beide Filtermedien (3, 4) umlaufende Dichtelement (23), aufweist.
10. Filter (10, 410, 510) zur Filtration von gasförmigen Medien, umfassend ein Gehäuse (1 1 , 41 1 , 51 1 ) und ein Filterelement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
1 1 . Filter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1 1 , 41 1 , 51 1 ) zumindest einen Gehäusetopf (12, 412, 512) zur Aufnahme des Filterelements (1 ) in dem Gehäuse (1 1 , 41 1 , 51 1 ) aufweist, mit einer Aufnahmeöffnung (30, 430, 530) zur Einführung des Filterelements (1 ) und mit zumindest einer Öffnung (32, 432, 570) zum Einleiten von Ansaugluft (201 ) und/oder zum Ausleiten von gefilterter Luft (203) und einen Gehäusedeckel (13, 413, 513) zum Verschluss der Aufnahmeöffnung (30, 430, 530) des Gehäusetopfes (12, 412, 512), wobei der Gehäusedeckel (13, 413, 513) lösbar mit dem Gehäusetopf (12, 412, 512) verbunden ist.
12. Filter nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (13) im Zusammenspiel mit dem Gehäusetopf (12) und dem darin angeordneten Filterelement
(1 ) zumindest einen Gehäuseraum (18, 19) bildet, wobei eine Mediumzufuhr in dem Gehäuseraum (19, 19) durch das erste Filtermedium (3) erfolgt und eine Mediumableitung aus dem Gehäuseraum (18, 19) durch das zweite Filtermedium (4) erfolgt.
13. Filter nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (413, 513) eine oder mehrere Ableitungsöffnungen (451 , 452, 551 , 552) für ein gefiltertes Medium
(203, 204, 205) aufweist.
14. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (13, 413, 513) im Zusammenspiel mit dem Filterelement (1 ) einen ersten Ableitungsbereich (453, 553) für ein Medium, welches durch das erste Filtermedium (3) gelei- tet wurde und einen zweiten Ableitungsbereich (454, 554) für ein Medium, welches durch das zweite Filtermedium (4) geleitet wurde, definiert, wobei die beiden Ableitungsbereiche (453, 454, 553, 554) innerhalb des Gehäuses (41 1 , 51 1 ) voneinander getrennt sind.
15. Verwendung des Filters nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Bereitstellung und/oder zur Filtration zweier Medienströme unterschiedlicher Zusammensetzung.
16. Verwendung des Filters nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Partikelfilter zur Bereitstellung von Motoransaugluft (203) und als Kohlenwasserstofffalle zur Verringerung des Kohlenwasserstoffgehalts aus kohlenwasserstoffhaltigen Gasen (202), insbesondere von Kraftstoff ausgasungen und/oder als Partikelfilter zur Bereitstellung von Motoransaugluft (203) und als Filter zur Reduzierung der Luftfeuchte in Kühlluft für elektrische Bauteile, elektronische Bauteile und/oder Leuchtmittel in einem Fahrzeug und/oder als Partikelfilter zur Bereitstellung von Motoransaugluft (203) und als Innenraumluftfilter oder als Innen- raumfilter und als Kohlenwasserstofffalle zur Verringerung des Kohlenwasserstoffgehalts aus kohlenwasserstoffhaltigen Gasen (202), insbesondere von Kraftstoff ausgasungen, und/oder als Innenraumfilter und als Filter zur Reduzierung der Luftfeuchte in Kühlluft für elektrische Bauteile, elektronische Bauteile und/oder Leuchtmittel in einem Fahrzeug. 17. Filtrationsanlage eines Fahrzeugs, umfassend
- eine Zuleitung für außerhalb des Fahrzeugs angesaugte Umgebungsluft (201 ) zu einem Filter (10, 410, 510) nach einem der vorhergehenden Ansprüche;
- den Filter (10, 410, 510) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und
- eine Ableitung gefilterter Umgebungsluft (203) zu einem Motor, insbesondere einem Verbrennungsmotor, und/oder
- eine Zuleitung einer Klimaanlage und/oder
- eine Zuleitung zu einer Kühlvorrichtung, insbesondere einer Luftkühlungsvorrichtung, für elektrische Bauteile, elektronische Bauteile und/oder Leuchtmittel in einem Fahrzeug, wobei der erfindungsgemäße Filter (10, 410, 510), ein erstes Filtermedium (3) aufweist zur Filtration von durch die Zuleitung zugeführter Ansaugluft (201 ), insbesondere als Partikelfilter, und wobei der erfindungsgemäße Filter (10, 410, 510) ein zweites Filtermedium (4) aufweist zur Filtration von durch die Ableitung anströmendem kohlenwasserstoffhaltigen Gas (202), oder wobei der erfindungsgemäße Filter (10, 410, 510) das erste Filtermedium (3) aufweist zur Filtration von durch die Zuleitung zugeführter Ansaugluft (201 ), insbesondere als Partikelfilter, und wobei der erfindungsgemäße Filter (10, 410, 510) das zweite Filtermedium (4) aufweist zur Filtration von Innenraumluft der Klimaanlage, oder wobei der erfindungsgemäße Filter (10, 410, 510) das erste Filtermedium (3) aufweist zur Filtration von durch die Zuleitung zugeführter Ansaugluft (201 ), insbesondere als Partikelfilter, und wobei das zweite Filtermedium (4) des erfindungsgemäßen Filters (10, 410, 510) ausgebildet ist zur Reduzierung der Luftfeuchte in Kühlluft für elektrische Bauteile, elektronische Bauteile und/oder Leuchtmittel in einem Fahrzeug oder wobei der erfindungsgemäße Filter (10, 410, 510) das erste Filtermedium (3) aufweist zur Filtration von Innenraumluft der Klimaanlage und wobei das zweite Filtermedium (4) ausgebildet ist zur Reduzierung der Luftfeuchte in Kühlluft für elektrische Bauteile, elektronische Bauteile und/oder Leuchtmittel in dem Fahrzeug, oder wobei der erfindungsgemäße Filter (10, 410, 510) das erste Filtermedium (3) aufweist zur Filtration von Innenraumluft der Klimaanlage und wobei das zweite Filtermedium (4) des erfindungsgemäßen Filters (10, 410, 510) ausgebildet ist zur Filtration von durch die Ableitung anströmendem kohlenwasserstoffhaltigen Gas (202).
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