DE19832509A1 - Filter, insbesondere für eine Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filter, insbesondere für eine Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus miteinander verbundenen Adsorberpartikeln (12), die ein selbsttragendes, mikroporöses Filtermaterial (14) bilden. Um ein verbessertes Filter bereitzustellen, das eine hohe Aufnahmekapazität gesundheitsschädlicher Gase bei kompaktem Bauraum ermöglicht und dabei kostengünstig herzustellen ist und eine hohe Filtereffizienz, also geringe Sofortdurchbruchswerte besitzt, und das möglichst geringe luftseitige Druckverluste bewirkt, wird vorgeschlagen, daß das Filter (10) eine Struktur nach Art von Falten aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Filter, insbesondere für eine Heizungs- oder Klima­ anlage eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Heizungs- oder Klimaanlage dient der Erhöhung des Komforts bezüg­ lich Lufttemperatur, Luftfeuchte und Luftqualität. Neben den Funktionen Be­ lüftung, Heizung und Kühlung des Fahrgastraumes ist die Reinigung der Luft von festen und gasförmigen Geruchs-, Reiz- und Schadstoffen sowie Luft­ feuchtigkeit eine wichtige Aufgabe, die nicht nur den Komfort, sondern auch die Fahrsicherheit und Gesundheit der Insassen beeinflußt. Hierzu werden Partikelfilter für die festen Bestandteile und Sorptionsfilter, insbesondere Aktivkohlefilter, für die Abscheidung von unerwünschten Gasen eingesetzt.

Aktivkohlefilter kommen in verschiedenen Ausführungsformen zum Einsatz. Es ist bekannt, Aktivkohlepartikel auf einen offenporigen Polyurethanschaum zu kleben oder ein Aktivkohlegranulat zwischen textilen Trägern, die gleich­ zeitig eine Partikelfilterfunktion übernehmen, einzubetten. Dies sind soge­ nannte Hybridfilter.

Aus der DE 196 12 592 ist ein Aktivkohlefilter bekannt, bei dem die Adsor­ berpartikel miteinander verklebt sind und ein selbsttragendes mikroporöses Filtermaterial bilden. Das bekannte Filter hat eine massive, quaderartige Struktur, die Durchgangskanäle aufweist.

Neben dem Komfortaspekt, d. h. einer wirksamen Beseitigung von Konzen­ trationsspitzen geruchsrelevanter Gase, wird zunehmend auch das Ziel ei­ nes echten Gesundheitsfilters verfolgt. Dazu muß das Filter eine ausrei­ chende Aufnahmekapazität aufweisen und regelmäßig ausgetauscht wer­ den, damit gesundheitsrelevante Stoffe mit Sicherheit nicht durchbrechen. Es ist das Ziel, diese Austauschintervalle möglichst groß zu halten. Eine dafür benötigte hohe Aufnahmekapazität erfordert eine relativ große Aktiv­ kohlemenge, die in Verbindung mit einer sorptionstechnisch passiven Trä­ germatrix, beispielsweise ein Polyurethanschaum oder ein textile Träger, den Nachteil mit sich bringt, daß die Druckverluste und/oder die benötigten Bauräume sehr groß werden.

Auch das aus der DE 196 12 592 bekannte Aktivkohlefilter, das ohne einen Träger auskommt, hat einerseits den Nachteil, daß aufgrund der durchge­ henden Luftkanäle der Sofortdurchbruch von zu filternden Gasen sehr hoch ist, da die in tieferen Schichten liegenden Kohlepartikel nicht zum spontanen Verhalten des Filters beitragen. Weiter nachteilig ist, daß das Werkzeug zur Herstellung des Filters sehr aufwendig und empfindlich ist, da die durchge­ henden Luftkanäle durch dünne Nadeln im Werkzeug hergestellt werden und mit gleichem Abstand parallel ausgerichtet bleiben müssen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Filter bereitzustellen, das eine hohe Aufnahmekapazität ge­ sundheitsschädlicher Gase bei kompaktem Bauraum ermöglicht und dabei kostengünstig herzustellen ist und eine hohe Filtereffizienz, also einen ge­ ringe Sofortdurchbruch besitzt, und das möglichst geringe luftseitige Druck­ verluste bewirkt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein gattungsgemäßes Filter mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Wenn das Filter eine Struktur nach Art von Falten aufweist, ist die Filteran­ strömfläche stark vergrößert und der Luftweg durch das Filter kann entspre­ chend klein bleiben, wodurch die luftseitigen Druckverluste stark reduziert sind. Andererseits kann aber eine große Menge Adsorberpartikel eingesetzt werden, so daß auch die Aufnahmekapazität sehr hoch und durch eine di­ rekte Umströmung der Adsorberpartikel die Spontanität des Filters hoch und damit der Sofortdurchbruch von zu filternden Gasen relativ niedrig ist. Zwar ist eine faltenartige Struktur, eine sogenannte plissierte Struktur von Parti­ kelfiltern, die aus papier- oder vliesartigem Material bestehen, bekannt; je­ doch kann die Struktur des erfindungsgemäßen Filters nicht durch Falten eines flächigen Filtermaterials erhalten werden, da das Filter ausschließlich aus einem selbsttragenden, mikroporösen Filtermaterial besteht, das durch die miteinander verbundene, beispielsweise verklebte Adsorberpartikel ge­ bildet ist. Das Filter muß daher direkt in seiner endgültigen Gebrauchsform, beispielsweise in einem Formwerkzeug, hergestellt werden.

Bevorzugt bestehen die Adsorberpartikel aus Aktivkohle, die miteinander verklebt sind. Entsprechende Klebetechniken zum Verbinden der Adsorber­ partikel sind aus der DE 196 12 592 bekannt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zur Stabilisierung der faltenartigen Struktur Stützelemente quer zu den Falten vorgesehen, die beispielsweise aus in das Formwerkzeug eingelegten Streifen von Material, wie Keramikpapier, Faserlaminat, Blech oder dergleichen gebildet sein kön­ nen. Das Filter kann dann mechanische Verspannungen und Vibrationen, wie sie in Heizungs- oder Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen auftreten, bes­ ser standhalten.

Auch können die Stützelemente durch entsprechende Formgebung des Formwerkzeugs durch quer zu den Falten verlaufende Rippen des Filterma­ terials selbst gebildet sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Filters;

Fig. 2 einen Querschnitt eines Werkzeugs zur Her­ stellung des erfindungsgemäßen Filters;

Fig. 3 und 4 Draufsichten auf Formwerkzeughälften zur Herstellung von Ausführungsformen des er­ findungsgemäßen Filters.

Ein in Fig. 1 dargestelltes, erfindungsgemäßes Filter 10 besteht aus mitein­ ander verbundenen, insbesondere verklebten Adsorberpartikeln 12, die ein selbsttragendes, mikroporöses Filtermaterial 14 und damit das Filter 10 bil­ den. Das Filter 10 weist im Querschnitt eine faltenartige Struktur auf, wobei die Falten verschiedenste Formen haben können. Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel haben alle Falten eine identische Form.

Ein in Fig. 2 beispielhaft dargestelltes Werkzeug 20 zur Herstellung des er­ findungsgemäßen Filters 10 weist Werkzeugformhälften 22 und 24 auf, die zwischen sich einen der Form des Filters 10 entsprechenden Formhohlraum 26 einschließen. Über in Fig. 3 dargestellte Einfüllöffnungen 27 können die Adsorberpartikel 12, die bevorzugt aus Aktivkohle bestehen, in den Form­ hohlraum 26 eingefüllt werden und durch geeignete Behandlung miteinander verklebt werden.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung weist das Filter 10 Stützele­ mente auf, die zur Stabilisierung der faltenartigen Struktur dienen und quer zu den Falten angeordnet sind. Die Stützelemente können beispielsweise aus Keramikpapierstreifen, Faserlaminatstreifen oder Blechstreifen gebildet sein, die sich parallel zur Zeichnungsebene der Fig. 1 - zumindest über Be­ reiche des Filters 10 - erstrecken.

Zum Einbringen der streifenartigen Stützelemente in das Filter 10 bei des­ sen Herstellung weisen die Formwerkzeughälften 22 und 24 schlitzartige Aufnahmen 28 auf, in die die streifenartigen Stützelemente einlegbar sind und bei der Herstellung des Filters 10 in diesen miteingeformt werden (Fig. 3).

In einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Filters 10 sind die Stützelemente gebildet durch quer zu den Falten verlaufenden Rip­ pen des Filtermaterials selbst. Dazu weisen die Formwerkzeughälften 22 und 24 entsprechende, quer zu den Falten verlaufende, Ausnehmungen 30 auf, wodurch der Formhohlraum 26 entsprechend vergrößert ist. Durch die quer zu den Falten verlaufenden Ausnehmungen 30 ist die faltenartige Struktur quasi in einzelne Teilstücke unterteilt (Fig. 4).

Claims (6)

1. Filter, insbesondere für eine Heizung- oder Klimaanlage eines Kraft­ fahrzeuges, bestehend aus miteinander verbundenen Adsorberparti­ keln (12), die ein selbsttragendes, mikroporöses Filtermaterial (14) bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (10) eine Struktur nach Art von Falten aufweist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorber­ partikel (12) aus Aktivkohle bestehen.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorberpartikel (12) miteinander verklebt sind.

4. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Stabilisierung der Struktur des Filters (10) quer zu den Falten verlaufende Stützelemente vorgesehen sind.

5. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützele­ mente aus flachen Streifen von Material, wie Keramikpapier, Faser­ laminat, Blech oder dergleichen gebildet sind.

6. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützele­ mente durch quer zu den Falten verlaufende Rippen des Filtermate­ rials gebildet sind.