DE3834942C2 - Filtervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung zum Entfernen von Fremdstoffen aus der durch einen Kanal strömenden Luft.

Aus DE-GM 76 12 402 ist ein asymmetrisches Schwebstoffilter bekannt, wobei eine durchgehende Filtermaterialbahn ziehharmoni­ kaförmig gefaltet ist und zwischen die einzelnen Falten Distanz­ halter angesetzt sind. Der gesamte Aufbau wird in einem Gehäuse starr angeordnet, das keine Anpassung an bestimmte Einbauverhält­ nisse zuläßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtervorrichtung so auszubilden, daß sie leicht an verschiedene Einbauverhältnisse angepaßt werden kann und dennoch einen niedrigen Strömungswider­ stand aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung können einzelne, in sich steife, blockförmige Filterelemente leicht an gegebene Platzverhältnisse in einer Klimaanlage angepaßt werden, da die durch ein Verbindungselement miteinander verbundenen Filterelemente relativ zueinander beweglich sind, wobei durch diese Formanpassung der Strömungswiderstand nicht nennenswert erhöht wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen Schnittansicht eine Klimaanlage in ein Fahrzeug,

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht der in Fig. 1 dargestellten Klimaanlage,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Filtervorrichtung,

Fig. 4 eine perspektivische Teilschnittansicht eines Verdampfers in der in Fig. 2 dargestellten Klimaanlage,

Fig. 5 eine Schnittansicht der Filtervorrichtung im in ein Gehäuse des Verdampfers von Fig. 4 eingebauten Zustand,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Filtervorrichtung,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der Filtervorrichtung,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des dritten Ausführungsbeispiels der Filtervorrichtung, wobei die flexiblen Verbindungselemente dargestellt sind, die so gebogen sind, daß die Filterelemente stapelförmig übereinander angeordnet sind,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels der Filtervorrichtung,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines fünften Ausführungsbeispiels der Filtervorrichtung,

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels der Filtervorrichtung,

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines siebten Ausführungsbeispiels der Filtervorrichtung, und

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines achten Ausführungsbeispiels der Filtervorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine Klimaanlage 100 an einem Fahrzeug. Die Klimaanlage 100 ist im allgemeinen mit einer Bedienungstafel 201 in der Nähe eines Handschuhfaches 202 versehen. In Fig. 1 sind weiterhin die Windschutzscheibe 203 und der Maschinenraum 204 dargestellt.

Fig. 2 zeigt den Grundaufbau der Klimaanlage 100. Ein Lufteinlaß 101 ist mit einem Ventil 102 versehen, um wahlweise Luft in eine Leitung 103 durch eine Außenöffnung 104, oder eine Innenöffnung 105 einzuleiten, die im Innenraum des Fahrzeuges mündet. Ein Gebläse 106 ist stromabwärts von dem Lufteinlaß 101 vorgesehen, damit Luft in die Leitung 103 strömt. Die Leitung 103 dient als Luftkanal zum Einführen von Luft vom Gebläse 106 in den Innenraum des Fahrzeuges. Ein Verdampfer 107 ist in der Leitung 103 vorgesehen und eine Filtervorrichtung 120 ist neben dem Verdampfer 107, und zwar auf der stromaufwärts liegenden Seite, angeordnet. Eine Öffnung 108 ist in der Leitung 103 zum Einsetzen der Filtervorrichtung 120 in die Leitung 103 vorgesehen. Eine Heizung 109 befindet sich stromabwärts vom Verdampfer 107 und ein Luftgemischschieber 110 ist stromaufwärts von der Heizung 109 angeordnet, um die durch die Heizung 109 strömende Luftmenge zu steuern. Ein Auslaß 111 ist an einer Stelle stromabwärts in der Leitung 103 vorgesehen, um klimatisierte Luft in den Innenraum aus zugeben.

Fig. 3 zeigt eine Filtervorrichtung 120 mit drei Filterelementen 121, 122 und 123, die übereinander gestapelt sind. Jedes Filterelement 121, 122 und 123 besteht aus einer gewellten Platte in einer Parallelepipedform und ist im wesentlichen nicht flexibel. Die Filterelemente 121, 122 und 123 sind über flexible Verbindungselemente 124 und 125 verbunden, die aus dem gleichen Material wie die Filterelemente 121, 122, 123 bestehen, jedoch flexibel sind. Die flexiblen Verbindungselemente 124 und 125 sind in Form dünner Streifen ausgebildet, so daß sie flexibel sind. Das Material der Filterelemente 121, 122 und 123 und der flexiblen Verbindungselemente 124 und 125 wird dadurch erhalten, daß Aktivkohlefasern in Papier eingebracht werden oder Papier mit einem Absorptionsmittel getränkt wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die flexiblen Verbindungselemente 124 und 125 rechteckige dünne Streifen mit der gleichen Breite wie die Filterelemente 121, 122 und 123 und annähernd der doppelten Länge der Filterelemente 121, 122 und 123. Die flexiblen Verbindungselemente 124 und 125 sind an den Mittellinien A und B jeweils umgebogen, die in Richtung der Breite verlaufen, um an den Seiten- bzw. Verbindungsflächen 121a, 122b, 122a, 123b jeweils mittels eines Klebstoffs angebracht zu werden. Die Filterelemente 121, 122 und 123 können daher relativ zueinander um die Mittellinien A und B schwenken.

Die Filtervorrichtung 120 ist in der Leitung 103 so angeordnet, daß die Verbindungsflächen 121a, 122b, 122a, 123b parallel zueinander und parallel zur Strömungsrichtung der Luft liegen, die durch die Leitung 103 hindurchgeht.

Fig. 4 zeigt eine Teilschnittansicht einer Verdampfereinheit 112. Ein Gehäuse 131 der Verdampfereinheit 112 bildet einen Teil der Leitung 103 in Fig. 1 und ist mit einer Öffnung 109 versehen, die im wesentlichen die gleiche rechteckige Form wie die obere Außenfläche jedes Filterelementes 121, 122 und 123 hat. Zwei Führungsplatten 132 und 133 sind an einer Innenwand des Gehäuses 103 so vorgesehen, daß sie vertikal und parallel zueinander verlaufen. Der Abstand zwischen den beiden Führungsplatten 132 und 133 ist etwas größer als die Dicke der Filterelemente 121, 122 und 123.

Die Filtervorrichtung 122 ist an den flexiblen Verbindungselementen 124 und 125 abgebogen, wie es in Fig. 4 dargestellt ist und wird in das Gehäuse 131 durch die Öffnung 109 eingesetzt. Während die Filterelemente 121, 122 und 123 in das Gehäuse 131 eingesetzt werden und darin nach oben bewegt werden, werden die Seitenteile der Elemente 121, 122 und 123 der Reihe nach durch diese Führungsplatten 132 und 133 geführt. Wenn die Filtervorrichtung 120 im Gehäuse 131 aufgenommen ist, sind die benachbarten Verbindungsflächen 121a, 122b, 122a und 123b (Fig. 3) einander zugewandt. In der Zeichnung bezeichnet ein Pfeil C die Luftströmungsrichtung.

Jedes Filterelement 121, 122 und 123 der Filtervorrichtung 120 hat eine Breite vertikal zur horizontalen Ebene, die kleiner als die Höhe des Entnahme- und Einbauraumes im Fahrzeuginnenraum unter der Öffnung 109 ist. Wenn daher die Höhe dieses Raumes relativ klein ist, kann die Filtervorrichtung 120 leicht in das Gehäuse 131 eingesetzt und aus dem Gehäuse 131 entnommen werden, indem sie an den flexiblen Verbindungselementen 124 und 125 abgebogen wird.

Nachdem die Filtervorrichtung 120 eingesetzt ist, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, wird ein Schaumstoffelement 134 am Bodenteil des untersten Filterelementes 123 angeordnet und wird anschließend ein Deckel 135 am Boden des Gehäuses 131 angebracht, um die Öffnung 109 zu schließen, und durch Schrauben 136 und 137 befestigt, während das Schaumstoffelement 134 zusammengedrückt wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Filtervorrichtung an den flexiblen Verbindungselementen 124 und 125 abgebogen werden, so daß sie selbst dann, wenn ein Fahrzeug einen sehr engen Raum zum Einsetzen der Filtervorrichtung 120 in das Gehäuse 131 aufweist, die Filtervorrichtung 120 leicht in das Gehäuse 131 dadurch eingesetzt werden kann, daß die Vorrichtung 120 an den Verbindungselementen 124 und 125 abgebogen wird. Selbst in diesem Fall kann weiterhin ein honigwabenartiges Filter mit einem sehr niedrigen Luftströmungswiderstand als Filterelement 121, 122 und 123 verwandt werden. Da die flexiblen Verbindungselemente 124 und 125 nahezu flach zusammengefaltet sind, wenn die Filtervorrichtung 120 im Gehäuse 131 aufgenommen ist, haben weiterhin die flexiblen Verbindungselemente 124 und 125 einen sehr geringen Einfluß auf den Strömungswiderstand.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 6 bestehen die Filterelemente 121, 122 und 123 aus einem gesinterten porösen Material, das mit Aktivkohle oder einem Absorptionsmittel getränkt ist und Luftkanäle 126 mit rechteckigem Querschnitt aufweist. Die Verbindungsfläche 121a des Filterelementes 121 und die Verbindungsfläche 122b des Filterelementes 122 sind über einen flexiblen Streifen 124 verbunden und die Verbindungsfläche 122a des Filterelementes 122 und die Verbindungsfläche 123b des Filterelementes 123 sind über einen flexiblen Streifen 125 miteinander verbunden. Diese flexiblen Streifen 124 und 125 bestehen beispielsweise aus Stoff.

Fig. 7 und 8 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel Fig. 7 zeigt die Filtervorrichtung 120 im noch nicht im Gehäuse 131 aufgenommenen Zustand (Fig. 4). Die flexiblen Verbindungselemente 124 und 125 sind dreifach gefaltet und mit den Filterelementen 121, 122 und 123 verbunden. Die flexiblen Verbindungselemente 124 und 125 sind nämlich rechteckige Streifen mit der gleichen Breite wie die Filterelemente 121, 122 und 123 und annähernd dreimal so lang wie die Filterelemente 121, 122 und 123. Die flexiblen Verbindungselemente 124 und 125 können an den Rändern D und E abgebogen werden, die mit den Seiten der Filterelemente 121, 122 und 123 zusammenfallen.

Fig. 8 zeigt die flexiblen Verbindungselemente 124 und 125 in einem derart gefalteten Zustand, daß die Filterelemente 121, 122 und 123 übereinander gestapelt sind. Bei dem flexiblen Verbindungselemente 124 ist der Teil D gebogen und der Teil E abgeflacht und beim flexiblen Verbindungselement 125 ist der Teil E gebogen und der Teil D abgeflacht. Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel ergibt sich, verglichen mit dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, ein höherer Freiheitsgrad beim Falten der flexiblen Verbindungselemente 124 und 125, so daß die Filtervorrichtung 120 kompakt angeordnet werden kann, wenn sie gelagert wird, und eine Beschädigung der Honigwabenfläche vermieden werden kann.

Fig. 9 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel, bei dem die Filterelemente 121, 122 und 123 über ein Gelenk oder ein Scharnier 127 miteinander verbunden sind, derart, daß jedes Filterelement relativ zum benachbarten Filterelement geschwenkt werden kann. Das Scharnier 127 besteht aus einem kleinen Stück eines flexiblen Materials, beispielsweise eines Kunststoffmaterials, und kann an einer Falte F leicht gebogen werden, oder aus zwei kleinen Platten, die miteinander über einen Stift derart zusammengesetzt sind, daß die Platten um den Stift schwenken können. Da bei diesem Aufbau die Breite des Scharniers 127 kleiner als die Breite der Filterelemente 121, 122 und 123 ist, ist der Strömungswiderstand gegenüber der durch die Filtervorrichtung 120 hindurchgehenden Luft kleiner als bei dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel.

Fig. 10 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel, bei dem die Filterelemente 121, 122 und 123 über flexible Streifen 124 und 125 verbunden sind, die entlang der Breite der Filterelemente verlaufen. Ein Ende des flexiblen Streifens 124 ist mit einem ersten Endabschnitt 121c der Verbindungsfläche 121a des Filterelementes 121 verbunden und das andere Ende des flexiblen Streifens 124 ist mit einem zweiten Endabschnitt 122c der Verbindungsfläche 122b des Filterelementes 122 verbunden. Die Verbindungsfläche 121a ist der Verbindungsfläche 122b zugewandt und der erste Endabschnitt 121c befindet sich auf der dem zweiten Endabschnitt 122c im üblichen Zustand oder im Benutzungszustand gegenüberliegenden Seite. Der flexible Streifen 125 ist mit den Verbindungsflächen 122a und 123b in derselben Weise verbunden, wie es bei dem flexiblen Streifen 124 der Fall ist. Bei dem fünften Ausführungsbeispiel ist das Maß an Freiheit der Filterelemente 121, 122 und 123, verglichen mit den obigen Ausführungsbeispielen, noch größer, so daß das fünfte Ausführungsbeispiel der Filtervorrichtung 120 noch leichter in das Gehäuse der Klimaanlage eingesetzt werden kann.

Fig. 11 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel, bei dem die Filterelemente 121, 122 und 123 über einen einzigen flexiblen Streifen 124 miteinander verbunden sind, der entlang der Höhenrichtung der Filterelemente verläuft. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Filterelemente 121, 122 und 123 derart zueinander ausgerichtet, daß die Seitenflächen 121d, 122d und 123d der Filterelemente in derselben Ebene liegen, wenn die Filtervorrichtung 120 in das Gehäuse 131 aufgenommen ist, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Der flexible Streifen 124 haftet an den Seitenflächen 121d, 122d, 123d, so daß die Seitenflächen als Verbindungsflächen dienen.

Die Filterelemente 121, 122 und 123 können bei diesem Ausführungsbeispiel frei relativ zueinander und, wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen, derart angeordnet werden, daß die Filtervorrichtung 120 leicht in das Gehäuse 131 eingesetzt werden kann. Der flexible Streifen 124 kann bei diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Filtervorrichtung 120 und der Innenwand des Gehäuses aufgenommen werden, so daß der flexible Streifen 124 den Luftströmungswiderstand nicht erhöht.

Fig. 12 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel, bei dem ein flexibler Streifen 124 zwischen der Verbindungsfläche 121a des Filterelementes 121 und der Verbindungsfläche 122b des Filterelementes 122 vorgesehen ist. Ein Ende des flexiblen Streifens 124 ist mit einem mittleren Teil der Verbindungsfläche 121a verbunden und das andere Ende des flexiblen Streifens 124 ist mit einem mittleren Teil der Verbindungsfläche 122b verbunden, die der Verbindungsfläche 121a zugewandt ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können die Filterelement 121, 122, 123 frei gedreht oder geschwenkt und verdreht werden, wie es bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der Fall ist, so daß die Filtervorrichtung 120 leicht in das Gehäuse 131 eingesetzt werden kann (Fig. 4). Weiterhin kann der flexible Streifen kleiner als der Streifen sein, der bei den in den Fig. 3, 6, 7, 8, 10 und 11 dargestellten Ausführungsbeispielen benutzt wurde, so daß der Luftströmungswiderstand noch niedriger ist.

Fig. 13 zeigt ein achtes Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel bestehen die Filterelemente 121, 122 und 123, die das Filter 120 bilden, aus einem Schaumstoffmaterial, wie beispielsweise Polyurethan, und es sind die flexiblen Verbindungselemente 124 und 125 keine Streifen, sondern in einem Stück damit ausgebildete Teile des Filters 120, so daß sie auch aus einem Schaumstoffmaterial, wie beispielsweise Polyurethan, bestehen. Die Filterelemente 121, 122 und 123 und die flexiblen Verbindungselemente 124 und 125 sind in einem Stück ausgebildet. Das heißt, daß die Filtervorrichtung 120 dadurch gebildet ist, daß Schlitze 128 und 129 mit bestimmter Tiefe vorgesehen sind, um die flexiblen Verbindungselemente 124 und 125 zwischen den Filterelemente 121, 122 und 123 zu bilden.

Wenn die Filtervorrichtung 120 in das Gehäuse 131 eingesetzt wird, werden die flexiblen Verbindungselemente 124 und 125 zusammengedrückt, so daß sie sehr dünn werden und daher den Luftströmungswiderstand nicht erhöhen.

Claims (15)

1. Filtervorrichtung zum Entfernen von Fremdstoffen aus der durch einen Kanal strömenden Luft, mit einer Anzahl von einzelnen, in sich steifen, blockförmigen Filterelementen (121, 122, 123), die jeweils durch ein Verbindungselement (124, 125) scharnierartig bzw. derart relativ zueinander beweglich verbunden sind, daß die aus den einzelnen Filter­ elementen bestehende Filtervorrichtung verschiedene Formen annehmen kann.

2. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente (121, 122, 123) jeweils aus überein­ anderliegenden, gewellten Platten ausgebildet sind.

3. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente (121, 122, 123) aus einem porösen Material bestehen, das mit Aktivkohle oder einem Absorp­ tionsmittel getränkt ist.

4. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente aus Polyurethan bestehen.

5. Filtervorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement ein flexibler Streifen (124, 125) ist, der an den seitenflächen benachbarter Filter­ elemente (121, 122, 123) angebracht ist und diese ver­ bindet.

6. Filtervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement als Scharnier (127) ausgebildet und an benachbarten Seitenflächen der Filterelemente ange­ bracht ist.

7. Filtervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement in Form eines flexiblen Strei­ fens aus dem gleichen Material wie das Filterelement besteht.

8. Filtervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente (121, 122, 123) und das streifenför­ mige Verbindungselement (124, 125) aus einem Stück ausge­ bildet sind.

9. Filtervorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Verbindungselement (124, 125; 127) miteinander verbundenen Seiten der Filterelemente einander zugewandt sind.

10. Filtervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das streifenförmige Verbindungselement (124, 125) mit einem Rand längs des einen Randes (D) der Seitenfläche eines Filterelementes (121) und mit dem anderen Rand längs des gegenüberliegenden Randes (E) des benachbarten Filter­ elementes (122) verbunden ist.

11. Filtervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das streifenförmige Verbindungselement mit einem Ende am mittleren Abschnitt einer Seitenfläche (121a) eines Filterelementes (121) und das andere Ende des Verbindungs­ elementes (124) mit einem mittleren Abschnitt der Seiten­ fläche (122b) des benachbarten Filterelementes (122) verbunden ist.

12. Filtervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Verbindungselement (124, 125; 127) miteinander verbundenen Seitenflächen benachbarter Filter­ elemente in der gleichen Ebene liegen.

13. Filtervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das streifenförmige Verbindungselement (124, 125) flächig an den im wesentlichen in einer Ebene liegenden Seitenflächen benachbarter Filterelemente (121, 122, 123) angebracht ist.

14. Filtervorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das streifenförmige Verbindungselement (124, 125) doppelt gefaltet ist und die Endflächen der Faltung mit den Seitenflächen benachbarter Filterelemente verbunden sind.

15. Filtervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das streifenförmige Verbindungselement (124, 125) dreifach gefaltet und mit den Enden an den Seitenflächen benachbarter Filterelemente verbunden ist.