DE102009051987A1

DE102009051987A1 - Filterbaugruppe einer Fahrzeugheizungs- oder -klima-anlage, Filtereinheit hierfür und Verfahren zur Herstellung der Filterbaugruppe

Info

Publication number: DE102009051987A1
Application number: DE200910051987
Authority: DE
Inventors: Stefan Gärtner; Steffen Ludwig; Norbert Rohowsky
Original assignee: Valeo Klimasysteme GmbH
Current assignee: Valeo Klimasysteme GmbH
Priority date: 2009-11-05
Filing date: 2009-11-05
Publication date: 2011-05-12
Also published as: EP2319602B1; ES2450916T3; CN102114372A; EP2319602A1; CN102114372B; JP2011148482A; MX2010012099A; JP6088122B2

Abstract

Eine Filterbaugruppe (10) einer Fahrzeugheizungs- oder -klimaanlage umfasst eine Filtereinheit (22), welche im Auslieferungszustand quaderförmig ist. Diese Filtereinheit (22) wird in ein Filteraufnahmegehäuse (24) eingesetzt und dabei zu einem anderen Querschnitt komprimiert, der vorzugsweise eine Trapezform besitzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Filterbaugruppe einer Fahrzeugheizungs- oder -klimaanlage, mit einer in einer Strömungsrichtung durchströmten, in einem nicht in die Filterbaugruppe eingebauten Auslieferungszustand im Wesentlichen quaderförmigen Filtereinheit, die im Auslieferungszustand einen im Wesentlichen rechteckigen durchströmten Querschnitt, einen oberen und einen unteren Rand sowie gegenüberliegende seitliche Ränder aufweist, und mit einem Filteraufnahmegehäuse, in das die Filtereinheit lösbar eingesetzt ist.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine in die erfindungsgemäße Filterbaugruppe einzubauende Filtereinheit sowie ein Verfahren zum Herstellen der Filterbaugruppe.
Fahrzeugheizungs- und -klimaanlagen, sogenannte HVAC-Anlagen, umfassen auch eine Filterbaugruppe mit einem Filteraufnahmegehäuse, das üblicherweise fester Bestandteil der HVAC-Anlage ist. Darüber hinaus gehört eine Wechsel-Filtereinheit zur Filterbaugruppe, die zerstörungsfrei in das Filteraufnahmegehäuse einsetzbar und wieder zum Austausch entfernbar ist.
Aufgrund der schwierigen Bauraumsituation ist es zunehmend erforderlich, dass die Filtereinheit keinen rechteckigen Querschnitt, in Strömungsrichtung betrachtet, und damit keine Quaderform mehr aufweist, sondern im Querschnitt gesehen ein Fünfeck bildet, besser gesagt ein Rechteck mit einem „abgeschnittenen” Eck. Derartige Filtereinheiten sind in ihrer Herstellung teuer.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstiger herstellbare Filterbaugruppe mit einer günstigeren Filtereinheit zu schaffen. Darüber hinaus soll auch ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Filterbaugruppe angegeben werden.
Die Aufgabe wird bei einer erfindungsgemäßen Filterbaugruppe der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Filtereinheit im eingebauten Zustand im Filtergehäuse so komprimiert ist, dass sie einen vom Auslieferungszustand abweichenden, an das Filtergehäuse angepassten Querschnitt aufweist.
Insbesondere wird im eingebauten Zustand die Filtereinheit zumindest an einem der Ränder der Filtereinheit gegenüber dem Auslieferungszustand quer, das heißt insbesondere senkrecht zur Strömungsrichtung gestaucht.
Die nicht mehr rechteckige Querschnittsform, die das Filteraufnahmegehäuse erfordert, wird durch Deformation, insbesondere elastische Deformation der Filtereinheit, die im Auslieferungszustand noch rechteckig ist, herbeigeführt. Damit lässt sich die Filtereinheit selbst sehr einfach und kostengünstig herstellen. Darüber hinaus kann es auch Dichtigkeitsvorteile haben, wenn eine solche Deformation der Filtereinheit im Filteraufnahmegehäuse stattfindet, da somit eine Presspassung vorliegt.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform sind maximal einige der Ränder der Filtereinheit in eingebautem Zustand undeformiert. Das bedeutet, ein bis drei Ränder sind deformiert. Vorzugsweise wird nur ein Rand deformiert, sodass sozusagen eine Seite einwärts gekippt verläuft.
Die Filtereinheit weist gemäß der bevorzugten Ausführungsform in eingebautem Zustand in einer Ebene quer zur Strömungsrichtung einen trapezförmigen Querschnitt auf. Das Trapez muss dabei keine gleichen gegenüberliegenden Seitenlängen besitzen.
Darüber hinaus kann es möglich sein, dass die Filtereinheit in eingebautem Zustand in Strömungsrichtung gebogen ist, um hier der Form des Filteraufnahmegehäuses in einer weiteren Ebene ausweichen zu können.
Die Filtereinheit weist insbesondere einen Filterkörper und einen Filterkörperrahmen auf.
Optional ist vorgesehen, dass der Filterkörperrahmen zumindest teilweise flexibel ist. Diese Flexibilität ist natürlich ausschließlich auf die Kräfte bezogen, die zum Einsetzen der Filtereinheit in das Filteraufnahmegehäuse erforderlich sind, und nicht etwa auf zusätzliche Kräfte. Die Flexibilität bezieht sich vorzugsweise ausschließlich auf die Stauchbarkeit von Rahmenabschnitten längs der zugeordneten Filterränder.
Die Filtereinheit weist zumindest einen Faltenfilter auf (insbesondere aus Papier), wobei im eingebauten Zustand die Filtereinheit quer zur Längserstreckung der Falten deformiert ist, sodass die Falten nicht geknickt werden, sondern lediglich nebeneinanderliegende Falten näher zueinander geschoben werden, ähnlich wie dies bei einer schräg teilweise zusammengeschobenen Ziehharmonika der Fall ist.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Filtergehäuse an einer Seite, vorzugsweise an seiner Unterseite, geöffnet ist und an dieser Seite einen schwenkbaren Deckel aufweist, um das Filtergehäuse seitlich zu schließen. Über diese Öffnung erfolgt dann der Filteraustausch.
Die oben genannte Aufgabe zur Schaffung einer kostengünstigen Filtereinheit zum Einbau in die erfindungsgemäße Filterbaugruppe wird dadurch gelöst, dass die Filtereinheit einen quaderförmigen Filterkörper und einen den Filterkörperrand seitlich zumindest teilweise umschließenden Filterkörperrahmen aufweist. Der Filterkörperrahmen hat unterschiedlich steife Abschnitte und/oder ist als offener Rahmen ausgebildet, sodass eine oder mehrere der Ränder sozusagen ohne Rahmen ausgeführt sind und im Bereich dieser Ränder sehr leicht die Deformation beim Einsetzen der Filtereinheit erzielbar ist. Diese Deformation kann natürlich auch über weniger steife Filterkörperrahmenabschnitte ermöglicht werden.
Der Filterkörperrahmen kann auch zumindest an einem Rand teilweise, vorzugsweise aber vollständig aus einem flexiblen Material hergestellt sein oder zumindest einen offenen Abschnitt haben, das heißt zum Beispiel mindestens an einem Rand nicht vorhanden und in diesem Bereich offen sein. Es wäre in diesem Zusammenhang natürlich auch möglich, dass aneinandergrenzende Ränder oder gegenüberliegende Ränder ohne Rahmen ausgeführt sind, um hier eine hohe Flexibilität der Filtereinheit zu erreichen.
Um die Filtereinheit aber stabil genug zu halten, insbesondere für die Montage und den Transport, können zwei oder drei Ränder des Rahmens aus einem starren Material hergestellt sein.
Der Rahmen ist zum Beispiel aus einem flexiblen Band, insbesondere aus einem Textilband, gebildet.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, den Rahmen zumindest teilweise aus einem Zellulosematerial und/oder aus einem Kunststoffmaterial herzustellen. Auch Sandwichmaterialien sind in diesem Zusammenhang verwendbar.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Filterbaugruppe nach der Erfindung sieht folgende Schritte vor: Bereitstellen einer Filtereinheit und eines Filtergehäuses und Einsetzen sowie Fixieren der Filtereinheit in das Filtergehäuse bzw. in dem Filtergehäuse, wobei die Filtereinheit im Filtergehäuse komprimiert und an die Form des Filtergehäuses angepasst wird.
Vorzugsweise wird das Filterelement beim Einsetzen des Filterelements in das Filtergehäuse vom Filtergehäuse komprimiert.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Schnittansicht durch ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Filterbaugruppe,
2 eine erfindungsgemäße Filtereinheit im Anlieferungszustand
3 die Filterbaugruppe aus 1 in einer Detailansicht, und
4 die Filterbaugruppe aus 1 in einem Herstellungsschritt.
Die 1 gezeigte Filterbaugruppe 10 ist Teil einer hier nicht dargestellten Klimaanlage 11 (auch HVAC-Einheit genannt) eines Fahrzeugs 12 und dient der Reinigung der Luft bevor diese in den Innenraum 14 des Fahrzeugs 12 geführt wird. Üblicherweise ist eine solche Filterbaugruppe 10 stromabwärts eines Gebläses der Klimaanlage angeordnet, die Filterbaugruppe kann aber auch an jeder anderen Position der Klimaanlage angeordnet sein.
Die Klimaanlage, d. h. die HVAC-Einheit ist bevorzugt eine vormontierte Baugruppe, die an Kanäle im Fahrzeug angeschlossen wird. Die Filterbaugruppe bildet einen Teil dieser größeren Baugruppe.
Der Bauraum für die Filterbaugruppe ist zum einen durch die Trennwand 16 zum Motorraum 18, die sogenannte Firewall, begrenzt. Auf der anderen Seite ist der Bauraum durch eine mehrteilige Verkleidung 20 und Ablagefächer 21 zum Innenraum 14 begrenzt.
1 zeigt einen Schnitt durch den durchströmten Querschnitt der Filterbaugruppe 10, d. h. die Durchströmungsrichtung der Filterbaugruppe 10 ist hier senkrecht zur Zeichenebene. Die Filterbaugruppe 10 umfasst eine vorzugsweise starre Filtereinheit 22 sowie ein Filteraufnahmegehäuse 24, in das die Filtereinheit 22 lösbar eingesetzt werden kann.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das Außengehäuse der HVAC-Einheit in das Filteraufnahmegehäuse 24 übergeht.
Die Filtereinheit 22 weist gemäß 2 einen Filterkörper 26, hier ein herkömmlicher Faltenfilter, sowie einen zumindest abschnittsweise flexiblen Filterkörperrahmen 28 auf, der den Filterkörper 26 umschließt und diesen stabilisiert.
Die Filtereinheit 22 besitzt einen oberen Rand 30, einen unteren Rand 32 sowie gegenüberliegende seitliche Ränder 34, 36. Die Richtungsangaben beziehen sich auf den Einbauzustand. Die Filterbaugruppe 10 und kann abhängig von den Einbaubedingungen auch in einer anderen Position oder in einer abweichenden Lage im Fahrzeug 12 eingebaut sein.
Die Falten 38 des Filterkörpers 26 verlaufen parallel zu den seitlichen Ränder 34, 36.
Der Filterkörper 26 hat im nicht in die Filterbaugruppe eingebauten Auslieferungszustand, der in 2 dargestellt ist, eine quaderformige Gestalt, d. h. eine quaderförmige Umhüllende.
Der Filterkörperrahmen 28 besitzt verschieden starre Abschnitte. Der längs des oberen Randes 30 verlaufende Abschnitt ist leicht in Längsrichtung (d. h. längs des Randes 30) komprimierbar, oder der Rahmen ist in diesem Bereich auch nicht vorhanden oder zumindest abschnittsweise nicht vorhanden.
Der Filterkörper 26 erhält dadurch in Richtung des oberen Randes 30 bzw. des unteren Randes 32 eine Flexibilität, d. h. die Falten 38 der Filtereinheit 22 können in dieser Richtung näher zueinander geschoben werden. In Richtung der seitlichen Ränder 34, 36 ist die Filtereinheit 22 dagegen unflexibel, insbesondere aufgrund des unterstützenden Rahmens.
Alternativ kann auch der Rahmenabschnitt längs des unteren Randes 32 flexibel sein oder weggelassen werden. Eine weitere Alternative sieht vor, auch den Rahmenabschnitt eines oder beider Ränder 34, 36 wegzulassen oder flexibel auszuführen.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Rahmen 28 ein flexibles Band, z. B. ein Textilband.
Wie in 3 zu sehen ist, weist das Filteraufnahmegehäuse 24 einen trapezförmigen Querschnitt (in Strömungsrichtung gesehen) auf und umschließt die Filtereinheit 22 in eingebautem Zustand der Filtereinheit 22 an drei Rändern. Die Filtereinheit 22 liegt mit den seitlichen Rändern 34, 36 sowie dem oberen Rand 30 am Filteraufnahmegehäuse 24 an. Nur zur Unterscheidung der Teile ist in 3 ein Spalt zwischen den Rändern 30 bis 36 und dem Gehäuse 24 dargestellt. Es lassen sich auch umlaufende Dichtungen an der Filtereinheit 22 oder dem Gehäuse 24 vorsehen, um Bypassströmungen zu unterbinden.
Die Unterseite oder eine andere Seite des Filteraufnahmegehäuses 24 ist zu öffnen, um die Filtereinheit 22 in das Filteraufnahmegehäuse einschieben zu können und kann beispielsweise durch einen abnehmbaren (z. B. schwenkbaren) Deckel 37 geschlossen werden, um die Filtereinheit 22 im Filteraufnahmegehäuse 24 zu fixieren. Es ist aber auch denkbar, die Filtereinheit 22 auf andere Weise im Filteraufnahmegehäuse 24 zu fixieren.
Wie in 3 zu sehen ist, entspricht die Breite des Filteraufnahmegehäuses 24 am unteren Rand im Wesentlichen der Breite des unteren Randes 34 der Filtereinheit 22, d. h. der untere Rand der Filtereinheit wird hier nicht deformiert. Der obere Rand 30 des Filteraufnahmegehäuses 24 ist dagegen durch die Trapezform des Filteraufnahmegehäuses 24 gegenüber dem oberen Rand 32 der Filtereinheit 22 verkürzt, sodass der obere Rand 32 der Filtereinheit 22 in eingebautem Zustand im Filteraufnahmegehäuse 24 hier senkrecht zur Strömungsrichtung gestaucht ist und die Falten schräg verlaufen.
Das Einsetzen der Filtereinheit 22 in das Filteraufnahmegehäuse 24 ist in 4 dargestellt. Die Filtereinheit 22 wird mit einem rechteckigen Querschnitt bereitgestellt und in eine Einschubrichtung R von der offenen Unterseite des Filteraufnahmegehäuses 24 in dieses eingeschoben. Dabei gelangen die seitlichen Ränder 34, 36 mit den Seitenwänden des Filteraufnahmegehäuses 24 in Kontakt und werden beim weiteren Einschieben in Einschubrichtung R von diesen einwärts gedrängt. Dabei wird der obere Rand der Filtereinheit 22 quer zur Strömungsrichtung gestaucht, sodass die Filtereinheit 22 in eingebautem Zustand einen dem Filteraufnahmegehäuse 24 angepassten Querschnitt, hier einen trapezförmigen Querschnitt, aufweist.
Optional kann die Filtereinheit 22 auch noch zusätzlich in Strömungsrichtung gebogen werden, wenn sie in das Gehäuse 24 eingeschoben wird.
Die seitlichen Ränder 34, 36 werden nicht gestaucht oder komprimiert, die Filtereinheit 22 muss also lediglich in einer Richtung, hier in Richtung des oberen bzw. evtl. des unteren Randes 30, 32 flexibel ausgebildet sein. Es ist deshalb auch denkbar, dass der Filterkörperrahmen 28 lediglich im Bereich des oberen und/oder des unteren Randes 30, 32 flexibel ausgebildet ist und an den übrigen zwei bzw. drei Rändern aus einem starren bzw. weniger flexiblen Material, beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist.
Es ist aber auch möglich, dass der Filterkörperrahmen 28 zumindest abschnittsweise aus einem anderen Material, beispielsweise aus einem Zellulosematerial hergestellt ist oder an zumindest einem Rand offen ist. Schließlich sind Filtereinheiten 22 ohne einen Filterkörperrahmen 28 denkbar.
Abweichend von der hier dargestellten Trapezform sind auch im eingebauten Zustand andere Querschnitte der Filtereinheit 22 bzw. des Filteraufnahmegehäuses 24 verwirklichbar. Beispielsweise können beide seitlichen Ränder 34, 36 im Auslieferungszustand geneigt sein.
Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass die Filtereinheit 22 gegenüber dem Auslieferungszustand im eingebauten Zustand einen abweichenden, an das Filteraufnahmegehäuse 24 angepassten Querschnitt aufweist, wobei zur Anpassung der Filtereinheit 22 an das Filteraufnahmegehäuse 24 keine zusätzlichen Arbeitsschritte notwendig sind.

Claims

Filterbaugruppe (10) einer Fahrzeugheizungs- oder Fahrzeugklimaanlage, mit einer in einer Strömungsrichtung durchströmten, in einem nicht in die Filterbaugruppe (10) eingebauten Auslieferungszustand im Wesentlichen quaderförmigen Filtereinheit (22), die im Auslieferungszustand einen im Wesentlichen rechteckigen durchströmten Querschnitt, einen oberen Rand (30) und einen unteren Rand (32) sowie gegenüberliegende seitliche Ränder (34, 36) aufweist, und mit einem Filteraufnahmegehäuse (24), in das die Filtereinheit (22) lösbar eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (22) in eingebautem Zustand im Filteraufnahmegehäuse (24) so komprimiert ist, dass sie einen vom Auslieferungszustand abweichenden, an das Filteraufnahmegehäuse (24) angepassten Querschnitt aufweist.
Filterbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in eingebautem Zustand der Filtereinheit (22) zumindest einer der Ränder (30, 32, 34, 36) der Filtereinheit (22) gegenüber dem Auslieferungszustand quer zur Strömungsrichtung gestaucht ist.
Filterbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass maximal einige der Ränder (30, 32, 34, 36) der Filtereinheit (22) in eingebautem Zustand undeformiert sind.
Filterbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (22) in eingebautem Zustand in einer Ebene quer zur Strömungsrichtung einen trapezförmigen Querschnitt aufweist.
Filterbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (22) in eingebautem Zustand in Strömungsrichtung gebogen ist.
Filterbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (22) einen Filterkörper (26) und einen Filterkörperrahmen (28) aufweist, der vorzugsweise zumindest teilweise flexibel ist.
Filterbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (22) zumindest einen Faltenfilter aufweist, wobei im eingebauten Zustand die Filtereinheit (22) quer zur Längserstreckung der Falten (38) deformiert ist.
Filterbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filteraufnahmegehäuse (24) an einer Seite, vorzugsweise an der Unterseite, geöffnet ist und an dieser Seite einen abnehmbaren Deckel (37) aufweist, um das Filteraufnahmegehäuse (24) seitlich zu schließen.
Filtereinheit zum Einbau in eine Filterbaugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem quaderförmigen Filterkörper (26) und einem den Filterkörper (26) randseitig zumindest teilweise umschließenden Filterkörperrahmen (28), wobei der Filterkörperrahmen (28) unterschiedlich steife Abschnitte hat und/oder als offener Rahmen ausgebildet ist.
Filtereinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkörperrahmen (28) an zumindest einem Rand (30, 32, 34, 36) aus einem flexiblen Material hergestellt ist oder an zumindest einem Rand (30, 32, 34, 36) offen ist.
Filtereinheit nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkörperrahmen (28) an zwei oder drei Rändern (30, 32, 34, 36) aus einem starren Material hergestellt ist.
Filtereinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkörperrahmen (28) zumindest teilweise aus einem flexiblen Band, insbesondere einem Textilband hergestellt ist.
Filtereinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkörperrahmen (28) zumindest teilweise aus einem Zellulosematerial und/oder aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist.
Verfahren zur Herstellung einer Filterbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen einer Filtereinheit (22) und eines Filteraufnahmegehäuses (24), – Einsetzen und Fixieren der Filtereinheit (22) in das Filteraufnahmegehäuse (24), wobei die Filtereinheit (22) im Filteraufnahmegehäuse (24) komprimiert und an die Form des Filteraufnahmegehäuses (24) angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (22) beim Einsetzen der Filtereinheit (22) in das Filteraufnahmegehäuse (24) vom Filteraufnahmegehäuse (24) komprimiert wird.