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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Luftfiltereinrichtung mit wenigstens
einem Aktivkohle aufweisenden Filterelement gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Zur
Absorption von Kohlenwasserstoffen, insbesondere bei Tankanlagen
in Kraftfahrzeugen, werden heutzutage oftmals Aktivkohlefilter verwendet,
bei welchen die Aktivkohle den Kohlenwasserstoffabsorber darstellt.
Weitere derartige Aktivkohlefilter können beispielsweise
zur Filtration einer, einem Fahrgastraum eines Kraftfahrzeuges zugeführten
Frischluft eingesetzt werden, wobei hier insbesondere die von anderen,
beispielsweise vorausfahrenden, Kraftfahrzeugen mittels ihres Abgas
emittierten Kohlenwasserstoff absorbiert werden sollen. Ein weiterer
Anwendungsbereich derartiger Luftfiltereinrichtungen ist beispielsweise
bei Tankentlüftungen.
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Eine
gattungsgemäße Luftfiltereinrichtung ist beispielsweise
aus der
WO 2005/082490
A1 bekannt.
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Die
Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für
eine gattungsgemäße Luftfiltereinrichtung eine
verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform
anzugeben, welche insbesondere eine vereinfachte Montage der Luftfiltereinrichtung ermöglicht.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand
des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, Aktivkohle in kissenartige,
geschlossene Behältnisse abzupacken und in dieser Form
in einer Luftfiltereinrichtung anzuordnen. Das eigentliche Filterelement
der Luftfiltereinrichtung weist somit ein luftdurchlässiges,
elastisches und flexibles Flächengebilde auf, welches ein
Behältnis für die darin angeordnete Aktivkohle
bildet. Dieses Flächengebilde bildet ein geschlossenes
Behältnis, sodass die Aktivkohle verliersicher darin aufgehoben
ist. Die Filterelementkissen/-säcke können dabei
entweder automatisch oder manuell in der Luftfiltereinrichtung angeordnet
werden, wodurch sich deren Montage erheblich vereinfacht. Gleichzeitig
lassen sich derartige Filterelemente hinsichtlich ihrer Größe,
ihres Volumens oder ihrer speziell verwendeten Aktivkohlesorte relativ
flexibel handhaben, sodass auch eine einfache Bestückung
einer Luftfiltereinrichtung mit mehreren, unterschiedliche Aktivkohlesorten
aufweisenden und darüber hinaus beispielsweise unterschiedlich
großen Filterelementen problemlos möglich ist.
Darüber hinaus können die an sich flexiblen Aktivkohlekissen auch
unterschiedlichsten, insbesondere auch äußerst
komplexen Innenraumgeometrien von Luftfiltergehäusen angepasst
werden, was mit bisherigen, bzgl. ihrer Außenkonturen starren
Filterelementen nur schwierig möglich war. Dabei ist denkbar,
dass das Filterelement, respektive das Flächengebilde zumindest
eine eingearbeitete Endscheibe aufweist. Soll das Filterelement
ohne Endscheibe hergestellt werden, wird das Flächengebilde
nach dem Befüllen verschlossen, beispielsweise verschweißt.
Die Endscheiben sind luftdurchlässig, beispielsweise aus Vlies.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Lösung, ist das Flächengebilde sackartig oder
als Schrumpfschlauch ausgebildet, der nach dem Einfüllen
der Aktivkohle schrumpft und dadurch die darin angeordnete Aktivkohle
verdichtet bzw. komprimiert. Die Aktivkohle kann somit unter Druck
in das elastische Flächengebilde eingefüllt, beispielsweise
eingeblasen oder eingewogen werden, wodurch sich dieses dehnt, wobei
darüber hinaus vorstellbar ist, dass nach einem Verschließen, beispielsweise
einem Verschweißen des Flächengebildes sich dieses
zusammenzieht und dadurch schrumpft und die darin angeordnete Aktivkohle
verdichtet. Hierdurch kann ein besonders volumentreues Filterelement
geschaffen werden, welches aufgrund der dicht gepackten Aktivkohle
lediglich äußerst geringen Volumenschwankungen
beim Betrieb unterworfen ist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Lösung, ist in zumindest einem Filterelement eine eingelegte
Stützstruktur vorgesehen, die das elastische Flächengebilde
zumindest bereichsweise stützt und beispielsweise einen
Expansions- oder Belüftungsbereich bildet. Hierdurch ist
es insbesondere möglich, spezielle Ausdehnungsbereiche
zu schaffen, welche eine Volumenänderung der Aktivkohle,
beispielsweise bei einer Temperaturänderung, problemlos
kompensieren können. Darüber hinaus kann durch
eine derartige Stützstruktur auch ein beliebig großer
Belüftungsbereich geschaffen werden, der insbesondere eine
besonders homogene Durchlüftung der Aktivkohle unterstützt.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine
erfindungsgemäße Luftfiltereinrichtung in einer
Schnittdarstellung,
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2 eine
Detaildarstellung eines unteren Randbereichs der Luftfiltereinrichtung
gemäß der 1.
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Entsprechend
der 1, weist eine erfindungsgemäße
Luftfiltereinrichtung 1 ein Filtergehäuse 2 auf,
welches aus einem nach oben offenen Filtergehäusetopf 3 sowie
einem die Öffnung des Filtergehäusetopfes 3 verschließenden
Filtergehäusedeckel 4 verschlossen ist. Der Filtergehäusedeckel 4 ist dabei
luftdicht mit dem Filtergehäusetopf 3 verbunden,
insbesondere verschraubt, verschweißt oder verklebt. Innerhalb
des Filtergehäusetopfes 3 ist dabei wenigstens
ein Filterelement 5, gemäß der 1 insgesamt
fünf Filterelemente 5, angeordnet, welche jeweils
ein luftdurchlässiges, elastisches und flexibles Flächengebilde 6 besitzen,
welches ein Behältnis für die darin angeordnete
Aktivkohle 7 bildet. Die Filterelemente 5 sind
dabei sozusagen kissenartig ausgebildet, wobei das flexible Flächengebilde 6 einen Kissenbezug
bildet, der die darin angeordnete Aktivkohle 7 verliersicher
aufnimmt. Durch das derart ausgebildete Filterelement 5 kann
dieses besonders einfach an unterschiedlichste Innenraumgeometrien
des Filtergehäusetopfes 3 angepasst werden, das
bzgl. seiner Außenkonturen zumindest in gewissem Maße flexibel
ist. Das flexible Flächengebilde 6 kann dabei insbesondere
als Netz, als Gewebe, als Gewirke oder als luftdurchlässige
Folie ausgebildet sein.
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Wie
in der 1 gezeigt ist, können in einer einzigen
Luftfiltereinrichtung 1 eine Vielzahl von Filterelementen 5 angeordnet
sein, welche sowohl eine unterschiedliche Größe
aufweisen können, als auch mit unterschiedlicher Aktivkohle
befüllt sein können. Hierdurch lässt
sich ein besonders flexibler Aufbau und gleichzeitig eine besonders
einfache Montage der erfindungsgemäßen Luftfiltereinrichtung 1 erreichen,
da die einzelnen kissenartigen Filterelemente bei der Montage der
Luftfiltereinrichtung 1 lediglich in den Filtergehäusetopf 3 eingelegt
werden müssen. Die Handhabung von rieselfähiger
Aktivkohle entfällt dadurch gänzlich.
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Generell
ist auch vorstellbar, dass das Flächengebilde 6 sackartig
oder als Schrumpfschlauch ausgebildet ist, der zwischen zwei Endscheiben 8 und 8' verläuft
und nach dem Einfüllen der Aktivkohle 7 schrumpft
und dadurch die darin angeordnete Aktivkohle 7 verdichtet
bzw. komprimiert. Selbstverständlich kann das Filterelement 5 auch
lediglich eine einzige Endscheibe 8 oder gar keine Endscheibe 8 aufweisen,
wobei in letzterem Fall das Filterelement 5 tatsächlich
eine kissenartige Struktur aufweist, bei welcher das flexible Flächengebilde 6 einen
Kissenbezug bildet. Dabei ist denkbar, dass das Filterelement 5,
respektive das Flächengebilde 6 zumindest eine
derartige eingearbeitete Endscheibe 8 aufweist. Soll das
Filterelement 5 ohne Endscheibe 8 hergestellt
werden, wird das Flächengebilde 6 nach dem Befüllen
verschlossen, beispielsweise verschweißt. Die Endscheiben 8, 8' sind
luftdurchlässig, beispielsweise aus Vlies. Die Flächengebilde
(6) sind elastisch oder alternativ aus einem schrumpfbaren Fleece
(Vließ), das nach dem Schrumpfen auch noch elastisch ist.
Als Material kommt insbesondere übliches reisfestes Filtervließ oder
eben auch Papier (druck- und reisfest) in Betracht.
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Weist
das Filterelement 5 zumindest eine Endscheibe 8, 8' auf,
so ist diese üblicherweise eingelegt. Aber auch bei einer
kissenartigen Ausbildung des Filterelements 5, d. h. bei
einer Ausbildung ohne Endscheibe 8, 8', wird das
flexible Flächengebilde 6 nach dem Befüllen
mit Aktivkohle 7 vorzugsweise mittels eines Schweißvorganges
verschlossen, wobei selbstverständlich auch ein Verkleben
denkbar ist. Die Endscheibe 8, 8' kann beispielsweise
aus Kunststoff oder aus Vlies ausgebildet sein, während für
das flexible Flächengebilde 6 beispielsweise ein Gewebe
oder Nylon zum Einsatz kommen kann.
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Des
Weiteren kann in zumindest einem Filterelement 5 eine Stützstruktur 9 vorgesehen
sein, die das elastische Flächengebilde 6 zumindest
bereichsweise stützt und beispielsweise einen Expansions-
oder Belüftungsbereich bildet. Die Stützstruktur 9 kann
dabei prinzipiell auch durch eine Endscheibe 8, 8' gebildet
sein und ermöglicht insbesondere eine gefahrlose Ausdehnung
bzw. Volumenverminderung der Aktivkohle 7. Die Stützstruktur 9 ist
dabei vorzugsweise als Kunststoffgitter ausgebildet und in der Lage
spezielle Belüftungsbereiche zu bilden, welche eine homogene
Durchlüftung des Filterelementes 5 ermöglichen
und dadurch eine besonders hohe Filterwirkung erzielen. Mit der
Stützstruktur 9 ist auch eine nahezu beliebige
Kammerbildung innerhalb der Luftfiltereinrichtung 1 möglich,
wodurch sich die gewünschten Filtereigenschaften besonders
individuell einstellen lassen.
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Wie
der 1 weiter zu entnehmen ist, kann der Filtergehäusedeckel 4 mit
dem Filtergehäusetopf 3 auch verclipst sein und
an seiner den Filterelementen 5 zugewandten Unterseite
eine konische Federzentrierung in Form eines Doms 10 aufweisen,
an welchem sich ein Federelement 11 abstützt,
welches andererseits gegen zumindest ein Filterelement 5 drückt
und dieses dadurch verpresst. Um eine möglichst gleichmäßige
Verpressung der Aktivkohle innerhalb des Filterelementes 5 zu
erreichen, stützt sich das Federelement 11 vorzugsweise
an einer Endscheibe 8 des Filterelements 5 ab
und erzeugt dadurch eine gleichmäßige Flächenbelastung.
Hierbei ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Filtergehäusedeckel 4,
das Federelement 11 und der wenigstens eine Dom 10 sowie
optional zusätzlich die Endscheibe 8'' einteilig
ausgebildet sind, wobei das Federelement 11 an die Endscheibe 8'' und/oder
an den Dom 10 bzw. den Filtergehäusedeckel 4 angespritzt
sein kann, das heißt insbesondere auch nicht aus Metall
ausgebildet sein muss, sondern aus Kunststoff ausgebildet werden
kann.
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Die
Herstellung der erfindungsgemäßen Filterelemente 5 erfolgt
dabei wie folgt:
Die Aktivkohle 7 wird mittels einer
Dosieranlage in das elastische und luftdurchlässige Flächengebilde 6 nach
Gewicht eingefüllt und mit einem anschließenden
Schweißvorgang oder durch verkleben verschlossen. Während
des Füllprozesses zieht sich durch das eingefüllte
Kohlengewicht das elastische Flächengebilde 6 in
die Länge und schrumpft erst wieder nach dem Verschweißen,
das heißt dem Verschließen desselben, wodurch
darin die darin eingefüllte Aktivkohle 7 verspannt
bzw. verdichtet wird. Die so abgefüllten Filterelemente 5 werden
dann über einen Fülltrichter in die einzelnen
Kammern der Luftfiltereinrichtung 1 eingefüllt
und kurz eingerüttelt. Darüber hinaus lassen sich
auch unterschiedliche Füllhöhen durch die Verwendung
unterschiedlich langer bzw. unterschiedlich großer elastischer
Flächengebilde 6 realisieren. Durch das Vorsehen
einer Stützstruktur 9 ist es auch möglich,
in Teilbereichen kostengünstigere Aktivkohle 7 einzufüllen
und durch die Expansionsbereiche erhöhte Arbeitskapazitäten
zu erreichen. Die Forderung nach kohlestaubfreien Aktivkohlebehältern
lässt sich mit den abgefüllten Filterelementen 5 über
eine einfache Absaugvorrichtung realisieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2005/082490
A1 [0003]