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Die Erfindung betrifft einen Filterhalter und eine Filterbaugruppe für eine Fahrzeugbelüftungs- oder -klimaanlage, wobei der Filterhalter eine Anlagefläche zur axialen Positionierung eines Luftfilters im Filterhalter und einer in einer axialen Richtung von der Anlagefläche beabstandeten Gebläseöffnung zum Anschluss von einem Gebläse der Fahrzeugbelüftungs- oder -klimaanlage aufweist. Die Erfindung betrifft ferner eine Fahrzeugbelüftungs- oder -klimaanlage mit einer derartigen Filterbaugruppe.
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Derartige Filterhalter und Filterbaugruppen sind aus dem Stand der Technik bekannt, wobei die Anlagefläche Rippen umfasst, welche sich vom Randbereich des Filters zum zentralen Bereich des Filters hin erstrecken, um den Filter sowohl am Randbereich als auch in seinem zentralen Bereich zu stützen. Auf diese Weise werden ein Durchbiegen des Filters und insbesondere ein Eindringen von Filtermaterial in das Gebläse, beispielsweise aufgrund des durch das Gebläse erzeugten Unterdrucks, verhindert. Durch die Anordnung der Rippen und der Anlagefläche wird die Luftströmung im Filterhalter beeinträchtigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Filterhalter und eine Filterbaugruppe mit verbessertem Luftstrom durch den Filter und Filterhalter zu schaffen, sowie eine entsprechende Fahrzeugbelüftungs- und/oder -klimaanlage.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen gattungsgemäßen Filterhalter gelöst, wobei die Anlagefläche ausschließlich in einem radialen Randbereich eines den Luftfilter aufnehmenden Raumes anliegt, und ein Anschlagelement vorgesehen ist, welches in axialer Richtung zwischen der Anlagefläche und der Gebläseöffnung angeordnet ist und eine Bewegung des Luftfilters in axiale Richtung begrenzt. indem die Anlagefläche nur im Randbereich des Luftfilters diesem eine Abstützung bietet, wird ein optimierter Luftstrom durch den Luftfilter ermöglicht. Eine übermäßige Verformung des Luftfilters in axialer Richtung, beispielsweise unter extremen Betriebsbedingungen wie bei einem durchnässten oder stark verschmutzten Filter, wird durch das dann erst wirkende Anschlagelement begrenzt, wodurch inbesondere ein Eindringen von Filtermaterial in die Gebläseöffnung verhindert wird. Aufgrund der Anordnung des Anschlagelement liegt bei Einbau eines Luftfilters in den Filterhalter dieser unter normalen Betriebsbedingungen lediglich an der Anlagefläche des Filterhalters an und ermöglicht somit einen guten Luftstrom durch den Luftfilter.
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Unter der axialer Richtung ist hier die Richtung der Strömungsverbindung von Filter und Gebläseöffnung anzusehen. Weitere Bauelemente des Filterhalters, der Filter oder Bauteile einer entsprechenden Fahrzeugbelüftungs- oder -klimaanlage können beispielsweise Symmetrieachsen aufweisen, die auch schräg zur axialen Richtung der Strömungsverbindung angeordnet sein können.
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Vorteilhafterweise liegt der Filter nur an seinem Randbereich, insbesondere nur mit seinem Filterrahmen an der Anlagefläche an. Die Anlagefläche kann insbesondere ohne radial einwärts ragende Vorsprünge ausgebildet sein.
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Vorzugsweise ist das Anschlagelement in axialer Richtung 3 bis 5 mm von der Anlagefläche für den Luftfilter beabstandet. Der Abstand ist vorteilhafterweise so gewählt, dass ein eingebauter Filter auch bei leichten Vibrationen, beispielsweise aufgrund von Druckunterschieden im Gebläse unter normalen Betriebsbedingungen nicht gegen das Anschlagselement anstößt, wodurch Klappergeräusche vermieden werden.
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Eine einfache und kostengünstige Produktion wird ermöglicht, indem der Filterhalter als integrales, einstückiges Bauteil ausgebildet ist, vorzugsweise als Spritzgussbauteil.
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Das Anschlagelement kann in axialer Richtung gesehen vollständig im Bereich der Gebläseöffnung angeordnet sein. Auf diese Weise wird insbesondere eine einfache Gussform bei der Herstellung ermöglicht, da in axialer Richtung kein Hinterschnitt durch das Anschlagelement gebildet wird.
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Beispielsweise stützt sich das Anschlagelement über sich in axialer und radialer Richtung erstreckende Arme am Rest des Filterhalters, insbesondere dem Rand der Gebläseöffnung ab, und/oder ist ringförmig ausgebildet, so dass keine Punktabstützung vorhanden ist.
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Erfindungsgemäß weist eine Filterbaugruppe für eine Fahrzeugbelüftungs- oder -klimaanlage einen Luftfilter und einen oben beschriebenen Filterhalter auf, wobei der Luftfilter nur an seinem radialen Randbereich an der Anlagefläche des Luftfilterhalters anliegt und unter normalen Betriebsbedingungen vom Anschlagelement axial beabstandet angeordnet ist.
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Die Geometrie des Filterhalters und des Luftfilters sowie die mechanische Stabilität des Filters sind aufeinander abgestimmt, so dass sich der Luftfilter unter normalen Betriebsbedingungen nur unwesentlich verformt und nicht gegen das Anschlagelement gedrückt wird, wobei einerseits eine Geräuschentwicklung vermieden wird und andererseits eine gute Luftströmung durch den gesamten Querschnitt des Luftfilters erreicht wird.
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Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen Luftfilter und Anschlagelement unter normalen Betriebsbedingungen oder bei fehlender Durchströmung zwischen 3 und 5 mm.
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Eine starre Ausbildung des Luftfilters wird ermöglicht, indem die Ausdehnung des Luftfilters in axialer Richtung zumindest 25 mm beträgt.
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Beispielsweise weist der Luftfilter einen Filterrahmen auf, in dem ein gefaltetes Filtermaterial angeordnet ist, wobei der Filterrahmen an der Anlagefläche des Filterhalters anliegt.
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Die Aufgabe der Erfindung wird ferner durch eine Fahrzeugbelüftungs- oder -klimaanlage mit einem Gebläse und einer Filterkammer, welche zumindest einen Frischlufteinlass aufweist, gelöst, wobei sie eine oben beschriebene Filterbaugruppe aufweist.
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Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Fahrzeugbelüftungs- oder -klimaanlage;
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2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Filterhalters der Fahrzeugbelüftungs- oder -klimaanlage aus 1;
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3 eine Draufsicht auf den Filterhalter gemäß 2 in axialer Richtung; und
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4 eine Detailansicht des Anschlagelements des Filterhalters gemäß 2.
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer Fahrzeugbelüftungs- oder -klimaanlage 10. Die Fahrzeugbelüftungsanlage 10 kann eine Heiz- und/oder eine Kühlvorrichtung aufweisen und somit als Klimaanlage, insbesondere HVAC-Anlage, ausgebildet sein. Die Anlage 10 umfasst ein Gebläse 12 mit einem durch einen Motor 14 angetriebenen Lüfterrad 16.
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Die Fahrzeugbeluftungs- oder -klimaanlage 10 umfasst ferner eine bezüglich des Gebläses 12 stromaufwärts gelegene Filterkammer 18, die über eine Gebläseöffnung 19 mit dem Gebläse 12 verbunden ist. Die Filterkammer 18 weist eine Filterbaugruppe 20 auf mit einem auswechselbaren Luftfilter 22, der in einem Filterhalter 24 aufgenommen ist. Ein Frischlufteinlass 26 und ein Umlufteinlass 28 in die Filterkammer 18 sind stromaufwärts des Luftfilters 22 vorgesehen. Die Richtung der Stromungsverbindung vom Luftfilter 22 und der Gebläseöffnung 19 definiert eine axiale Richtung der Filterbaugruppe 20 bzw. des Filterhalters 24.
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Der Luftfilter 22 umfasst ein gefaltetes Filtermaterial, welches in einem Filterrahmen angeordnet ist, der den radialen Randbereich des Luftfilters 22 bildet. Die axiale Ausdehnung des Luftfilters 22 in axialer Richtung beträgt zumindest 25 mm. Auf diese Weise wird eine relativ hohe mechanische Stabilität des Luftfilters 22 insbesondere durch Biegung des Filtermaterials gewährleistet. Es ist jedoch auch möglich, dass der Luftfilter 22 eine andere Bauweise aufweist.
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Der Luftfilter 22 liegt an seinem radialen Randbereich an einer Anlagefläche 30 des Filterhalters 24 an und wird auf diese Weise in der Filterkammer 18 zumindest in axialer Richtung positioniert. Die Anlagefläche 30 wird durch einen umlaufenden Absatz im Filterhalter 26 gebildet. Der Teil des Filterhalters 26, der vom Luftfilter 22 ausgefüllt wird, ist der den Luftfilter 26 aufnehmende Raum. Da der Luftfilter 22 nur in seinem radialen Randbereich an der Anlagefläche 30 des Filterhalters 24 anliegt, ist eine optimale Durchströmung des Luftfilters 22 möglich. Insbesondere definiert die Anlagefläche 30 eine Ebene.
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Der Filterhalter 24 weist ferner ein Anschlagelement 32 auf, welches in axialer Richtung zwischen der Anlagefläche 30 und der Gebläseöffnung 19 angeordnet ist und eine Bewegung bei Verformung des Luftfilters 22 in axialer Richtung begrenzt.
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Der Abstand zwischen Luftfilter 22 und Anschlagelement 32 ist so gewählt, dass der Luftfilter 22 unter normalen Betriebsbedingungen vom Anschlagelement 32 axial beabstandet ist. Auf diese Weise kommt der Luftfilter 22 unter normalen Betriebsbedingungen auch bei Vibrationen des Filtersaufgrund von Druckschwankungen in der Filterkammer 18 nicht in Berührung mit dem Anschlagelement 32, und eine Geräuschentwicklung in der Fahrzeugbelüftungsanlage 10 wird vermindert.
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Der Abstand zwischen Luftfilter 22 und Anschlagelement 32 beträgt unter normalen Betriebsbedingungen zwischen 3 und 5 mm. Dieser Abstand wird vorzugsweise in Abhängigkeit der mechanischen Eigenschaften des Luftfilters 22 gewählt.
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Bei extremen Bedingungen, beispielsweise bei einem durchnässten Luftfilter 22 oder einem stark verschmutzten Luftfilter 22, kann sich dieser stärker verformen, wobei das Anschlagelement 32 eine maximale Axialbewegung des Luftfilters 22 festlegt. Auf diese Weise wird eine übermäßige Verformung des Luftfilters 22 verhindert, durch welche die Filterfunktion vermindert wird oder Filtermaterial in die Gebläseöffnung 19 eintreten könnte.
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In der gezeigten Ausführungsform stimmt die axiale Richtung, d. h. die Richtung der Strömungsverbindung von Luftfilter 22 und Gebläseöffnung 19 mit diversen Symmetrieachsen anderer Bauteile der Fahrzeugbelüftungsanlage 10 überein, beispielsweise der Drehachse des Lüfterrads 16 oder einer Rotationssymmetrieachse des Luftfilters 22. Die Bauteile der Fahrzeugbelüftungsanlage 10 können jedoch auch in anderen Orientierungen zur axialen Richtung angeordnet sein, beispielsweise kann der Luftfilter 22 schräg zur axialen Richtung angeordnet sein.
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Im Folgenden wird der Filterhalter 24 anhand von 2, 3 und 4 im Detail beschrieben. Der Filterhalter 24 ist als integrales, einstückiges Bauteil aus Kunststoff ausgebildet, integraler Bestandteil des Filterhalters 24 und im Spritzgussverfahren kostengünstig herstellbar.
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Der Boden des Filterhalters 24 begrenzt den stromabwärtigen Bereich . der Filterkammer 18, welcher in der gezeigten Ausführungsform pyramidenstumpfförmig ausgebildet ist. Die Grundfläche und Deckfläche des Pyramidenstumpfes sind rechteckig ausgebildet, mit jeweils annähernd gleicher Seitenlänge.
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Eine kreisförmige Gebläseöffnung 19 ist in einem Boden des Filterhalters 24 zentral angeordnet.
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In der gezeigten Ausführungsform ist der Filterhalter als gemeinsames Bauteil mit einem Gehäuseteil des Gebläses 12 ausgebildet. Es ist auch möglich, dass der Filterhalter 24 als vom Gebläse 12 unabhängiges Bauteil ausgebildet ist, wobei die Gebläseöffnung 19 in diesem Fall durch den Filterhalter 24 und/oder ein Bauteil des Gebläses 12 gebildet werden kann.
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Die Oberseite des Anschlagelements 32 ist in axialer Richtung 3 bis 5 mm von der Anlagefläche 30 für den Luftfilter 22 beabstandet.
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Das Anschlagelement 32 ist ringförmig ausgebildet, wodurch die Abstützung des Luftfilters 22 bei extremen Bedingungen verbessert wird, während gleichzeitig ein großer Durchströmquerschnitt des Luftfilters 22 gewährleistet wird.
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Das Anschlagelement 32 stützt sich über drei in axialer und radialer Richtung, d. h. schräg erstreckende Arme 34 am Boden der Filterkammer, insbesondere am Rand der Gebläseöffnung 19 ab. Auf diese Weise wird eine sichere Positionierung des Anschlagelements 32 in der Filterkammer 18 ermöglicht, während der Stromungsverlauf in der Filterkammer 18 nur geringfügig verändert wird.
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Wie insbesondere in 3 gut zu erkennen ist, ist das Anschlagelement 32 in axialer Richtung gesehen vollständig im Bereich der Gebläseöffnung 19 angeordnet. Auf diese Weise weist der Filterhalter 24 in axialer Richtung im Bereich des Anschlagelements 32 keinen Hinterschnitt auf. Dies ermöglicht eine einfache Ausbildung einer Spritzgussform für den Filterhalter, wodurch eine kostengünstige Herstellung ermöglicht wird.
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Benachbart zur Anlagefläche 30 sind an drei radialen Außenseiten des Filterhalters 24 Wände 36 zur radialen Positionierung des Luftfilters 22 im Filterhalter 24 vorgesehen, die den Raum zur Unterbringung des Filters 22 randseitig begrenzen. Über die vierte Seite des Filterhalters 24 kann der Luftfilter 22 durch Verschieben in radialer Richtung in den Filterhalter 24 eingeschoben und herausgenommen werden.
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Ferner sind eine Vielzahl von Befestigungselementen einstückig am Filterhalter 24 ausgebildet, die zur Befestigung des Filterhalters 24 an weiteren Bauteilen der Fahrzeugbelüftungsanlage 10, insbesondere dem Gebläse 12 und anderen Bauteilen der Filterkammer 18, vorgesehen sind.
