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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement, insbesondere einen Innenraumfilter zum Filtern von Luft für den Innenraum eines Fahrzeugs oder Gebäudes. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Filteranordnung mit einem solchen Filterelement und einer Filteraufnahme.
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Obwohl auf beliebige Filterelemente und -anordnungen anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik nachfolgend für einen Innenraumfilter eines Kraftfahrzeugs beschrieben.
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Die zunehmende Luftverunreinigung, insbesondere in Großstädten, in Verbindung mit dem Einsatz moderner Klimaanlagen macht es erforderlich, die von außen in den Innenraum eines Kraftfahrzeugs geleitete und aufbereitete bzw. klimatisierte Luft mittels geeigneter Filter zu reinigen. Hierfür kommen beispielsweise Partikelfilter, Geruchsfilter oder deren Kombination miteinander in Betracht, die in der Umgebungsluft enthaltene Schwebstoffe, Partikel und Gerüche möglichst gut herausfiltern bzw. absorbieren sollen.
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Zur Filterung von Luft für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs werden häufig gefaltete bzw. plissierte Filtermaterialien, wie etwa Filtervliese, die einen Faltenpack bilden, eingesetzt. Hierzu wird ein zunächst flächiger Filtermaterialbogen zickzackförmig gefaltet. Das Faltenpack wird von Seitenbändern und Kopfbändern oder einem sonstigen Rahmen gehalten. Derartige Filterelemente können in einer Filteraufnahme austauschbar fixiert sein. Die somit gebildete Filteranordnung kann in einer Klimaanlage eines entsprechenden Kraftfahrzeugs installiert sein.
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Weiter ist es bekannt, Klimaanlagen insbesondere in Fahrzeugen mit sogenannten Lufterfrischern (Englisch: air fresheners) vorzusehen. Solche Lufterfrischer – vorliegend auch als Luftbehandlungseinrichtungen bezeichnet – umfassen ein flüchtiges Luftbehandlungsmittel, wie beispielsweise ein Parfüm, welches insbesondere kontinuierlich an die Luft abgegeben wird. Dadurch kann eine für die Passagiere angenehme Innenraumluft erzeugt werden.
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Stand der Technik
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Die
EP 1 768 864 B1 beschreibt einen Innenraumfilter, bei welchem zwischen Falten des Filtermediums eine Luftbehandlungseinrichtung angeordnet ist, die ein flüchtiges Luftbehandlungsmittel an die Luft abgibt.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Filterelement zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Filterelement mit einem Filtermedium, welches Fasern umfasst, in oder an welchen ein flüchtiges Luftbehandlungsmittel gespeichert ist.
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Beispielsweise kann das flüchtige Luftbehandlungsmittel im Material einer jeweiligen Faser gespeichert sein. Nach und nach gelangt das Luftbehandlungsmittel mittels Diffusion an die Oberfläche der Faser und damit in die Luft. Zusätzlich oder alternativ kann das flüchtige Luftbehandlungsmittel an jeweiligen Fasern angelagert sein, also beispielsweise in Form von Gasbläschen des Luftbehandlungsmittels, die an der Oberfläche der Fasern aufgrund von Adhäsionskräften anfänglich haften und nach und nach an die Luft abgegeben werden.
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Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das flüchtige Luftbehandlungsmittel gleichmäßig verteilt über die flächige Erstreckung des Filtermediums vorgesehen werden kann. Somit wird das flüchtige Luftbehandlungsmittel an den gesamten, das Filtermedium durchströmenden Luftstrom – und nicht nur Teile desselben – abgegeben. Außerdem wird das Filtermedium nicht durch das Luftbehandlungsmittel bzw. einen dieses aufnehmenden Behälters zugesetzt und damit die Reinigungskapazität des Filtermediums nicht vermindert.
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Bei dem Luftbehandlungsmittel kann es sich beispielsweise um ein Parfüm, einen antibakteriellen Stoff und/oder einen Stoff zur Neutralisierung von Gerüchen handeln. Weiter ist es denkbar, dass das Luftbehandlungsmittel einen beruhigenden Stoff oder einen die Aufmerksamkeit der Passagiere steigernden Stoff aufweist. Das Luftbehandlungsmittel kann insbesondere ausgewählt sein aus aromatischen oder aliphatischen Estern, aromatischen oder aliphatischen Alkoholen, aromatischen oder aliphatischen Ketonen oder Aldehyden und/oder aliphatischen oder aromatischen Ethern. Das Luftbehandlungsmittel kann natürliche Duftstoffe, wie Essenzen aus Fruchtteilen, Pflanzenteilen, daraus gewonnenen ätherischen Ölen, oder synthetische Duftstoffe enthalten. Dabei können die synthetischen Duftstoffe mit den natürlichen Duftstoffen identisch sein, wie beispielsweise Vanillin, Menthol, Eucalyptol, oder es kann sich um künstliche Produkte handeln. Diese Duftstoffe können Derivate von Kohlenwasserstoffen, Heterocyklen, Alkoholen, Aldehyden, Ketonen, Acetalen, Estern, Phenolen, Phenolethern oder Thiolen sein. Es kann sich um einzelne Verbindungen handeln, häufig sind jedoch aber Gemische von mehreren Substanzen notwendig. Beispiele für ätherische Öle sind Anisöl, Bittermandelöl, Fenchelöl, Citrusöl, Jasminöl, Rosenöl, Kamillenöl, Nelkenöl, Minzöl, Zimtblätteröl, Orangenblütenöl, Bergamottöl, Eukalyptusöl, Fichtennandelöl, Guajakholzöl, Ingweröl, Irisöl, Kajeputöl, Kardamomenöl, Korianderöl, Lavendelöl, Limetteöl, Mandarinenöl oder Melissenöl; synthetische Riechstoffverbindungen sind beispielsweise Ester, wie Benzylacetat, Phenoxyethylisobutyrat, p-tert.-Butylcyclohexylacetat, Linalylacetat, Dimethylbenzyl-carbinylacetat, Phenylethylacetat, Linalylbenzoat, Benzylformiat, Ethylmethylphenylglycinat, Allylcyclohexylpropionat, Styrallylpropionat und Benzylsalicylat; Ketone oder Aldehyde, wie Alkanale mit 8-18 C-Atomen, Citral, Citronellal, Citronellyloxyacetaldehyd, Cyclamenaldehyd, Hydroxycitronellal, Lilial und Bourgeonal; Ketonen wie Jonon, Isomethylionon und Methyl-cedrylketon; Kohlenwasserstoffe wie Limonen, Pinen; Alkohole wie Zimtalkohol, Anisalkohol, Vanillin, Eugenol, Thymol, Pharnesol, Borneol Anethol, Citronellol, Eugenol, Geraniol, Linalool, Phenylethylalkohol oder Ether wie Benzylethylether, Ambroxan. Die Auflistung stellt keine abschließende Aufzählung dar, sondern soll nur Beispiele für verschiedene Substanzklassen aufzeigen.
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Das Luftbehandlungsmittel ist flüchtig. Bevorzugt beträgt die Molmasse zwischen 100 g/mol bis 300 g/mol.
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In einer Ausführungsform weist das Filtermedium zumindest eine Duftlage und zumindest eine Partikelfilter- oder Trägerlage auf, wobei die Duftlage die Fasern mit dem Luftbehandlungsmittel aufweist. Entsprechend kann die Duftlage separat gefertigt und anschließend auf die Partikelfilter- oder Trägerlage aufgebracht, insbesondere aufgeklebt, werden. Dies ermöglicht es, eine herkömmliche Partikelfilterlage für den Innenraumfilter zu verwenden. Die Partikelfilterlage ist dazu eingerichtet, Partikel aus der Luft herauszufiltern. Die Trägerlage kann dazu eingerichtet sein, die Duftlage zu tragen, d. h. insbesondere gegen die am Filterelement anliegende Druckdifferenz abzustützen. Die Trägerlage kann eine Aktivkohle aufweisen bzw. als Aktivkohlefilterlage ausgebildet sein. Die Partikelfilterlage kann gleichzeitig auch als Trägerlage fungieren. Der Duftlage kommt vorzugsweise vorrangig oder ausschließlich die Aufgabe zu, das Luftbehandlungsmittel an den Luftstrom abzugeben.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist das Filtermedium eine Partikelfilterlage auf, welche die Fasern mit dem Luftbehandlungsmittel umfasst. Entsprechend sind hier die Fasern mit dem Luftbehandlungsmittel nicht in einer separaten Duftlage sondern in der Partikelfilterlage selbst vorgesehen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform bestehen die Fasern teilweise oder vollständig aus Kunststoff. Als Kunststoff kommt beispielsweise Polyester, Polyphenylensulfid oder Polytetrafluorethylen in Betracht. Das Luftbehandlungsmittel kann in den Kunststoff bereits bei der Herstellung der Fasern eingebracht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Filtermedium, die Duftlage und/oder die Partikelfilter- oder Trägerlage zusätzlich zu den Fasern weitere Fasern auf, in und an welchen kein flüchtiges Luftbehandlungsmittel gespeichert ist. Als weitere Fasern können beispielsweise herkömmliche Natur- oder Kunstfasern verwendet werden. Entsprechend umfasst beispielsweise die Duftlage ein Gemisch aus den Fasern und den weiteren Fasern.
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Die Duft-, Partikelfilter- und/oder Trägerlage kann als Vlies, Gelege oder Gewebe ausgebildet sein.
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Weiterhin wird eine Filteranordnung mit dem vorstehend beschriebenen Filterelement und einer Filteraufnahme vorgeschlagen, welche das Filterelement aufnimmt.
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Ferner wird ein Verfahren zum Herstellen des vorstehend beschriebenen Filterelements bereitgestellt. Fasern umfassend ein flüchtiges Luftbehandlungsmittel werden zu einem Vlies, Gelege oder Gewebe verarbeitet, aus welchem anschließend ein Filtermedium insbesondere mittels Faltens erzeugt wird.
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Darüber hinaus wird ein weiteres Verfahren zum Herstellen des vorstehend beschriebenen Filterelements bereitgestellt. Fasern eines Vlieses, Geleges oder Gewebes oder Fasern eines insbesondere gefalteten Filtermediums werden mit einem flüchtigen Luftbehandlungsmittel imprägniert.
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Mittels des Imprägnierens wird das flüchtige Luftbehandlungsmittel in oder an den Fasern gespeichert.
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„Falten” umfasst hier auch ein wellenförmiges Umformen des Filtermediums.
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Das Filterelement ist insbesondere ein Innenraumfilter zum Filtern von Luft für den Innenraum eines Fahrzeugs oder Gebäudes. Das Filterelement kann in Kraftfahrzeugen, Lastkraftwägen, Baumaschinen, Wasserfahrzeugen, Schienenfahrzeugen, in der Gebäudetechnik oder in Luftfahrzeugen Anwendung finden.
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Das Filterelement umfasst beispielsweise ein Filtermedium und ein oder mehrere Verstärkungselemente, insbesondere Seiten- und/oder Kopfbänder, welche das Filtermedium zumindest abschnittsweise verstärken, um dessen Form, insbesondere im Filterbetrieb, aufrechtzuerhalten. Die Verstärkungselemente können insbesondere einen geschlossenen oder offenen Rahmen – auch materialeinstückig – ausbilden, welcher das Filtermedium umgibt. Nach hier geltender Definition umfasst ein „Rahmen” ein oder mehrere Verstärkungselemente.
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Die Verstärkungselemente können mit dem Filtermedium randseitig stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt sein. Dazu können die Verstärkungselemente erhitzt und das Filtermedium in das erhitzte Material eingedrückt werden. Alternativ können die Verstärkungselemente an das Filtermedium angespritzt sein. Weiterhin kann ein Klebstoff als Zusatzwerkstoff zum Einsatz kommen. Die Verstärkungselemente können selbst aus demselben Material wie das Filtermedium hergestellt sein. Alternativ können die Verstärkungselemente als Kunststoffspritzgussbauteile ausgebildet sein. Die Verstärkungselemente können steif oder flexibel sein.
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Das Filtermedium kann gefaltet oder wellenförmig ausgebildet sein. Als Faltungen sind beispielsweise Zickzack- oder W-Faltungen bekannt. Das Filtermedium kann geprägt und anschließend an Prägekanten scharfkantig gefaltet sein. Als Ausgangsmaterial kann ein flächiger Materialfilterbogen dienen, welcher entsprechend umgeformt wird. Das Filtermedium ist beispielsweise ein Filtergewebe, ein Filtergelege oder ein Filtervlies. Insbesondere kann das Filtermedium in einem Schmelz-Blas-Verfahren hergestellt sein. Das Filtermedium kann Naturfasern, wie Baumwolle, oder Kunstfasern aufweisen. Die Fasern können bei der Verarbeitung innen, schräg und/oder quer zur Maschinenrichtung orientiert sein.
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Ein entsprechendes Filterelement dient der Filterung von Luft, Fluid, also gasförmigen und/oder flüssigen Medien, beispielsweise Luft. Gasförmiges Fluid bzw. Luft umfasst hier auch Gas- bzw. Luft-Feststoffgemische oder Gas- bzw. Luft-Flüssigkeitsgemische. Beispielsweise kann eine Klimaanlage das Filterelement aufweisen. Das Filterelement kann eine Dichteinrichtung aufweisen, welche eine dem Filterelement zugeordnete Rohseite gegenüber einer Reinseite desselben abdichtet. Die Dichteinrichtung kann bauteilidentisch mit ein oder mehreren Verstärkungselementen des Filterelements ausgeführt sein. Alternativ kann die Dichteinrichtung als Zusatzbauteil ausgebildet sein. So kann die Dichteinrichtung beispielsweise an dem Filtermedium, den ein oder mehreren Verstärkungselementen, dem Filterelement oder der Filteraufnahme angebracht sein.
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Die für das Filterelement beschriebenen Merkmale gelten für die Filteranordnung und die Verfahren entsprechend, und umgekehrt.
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Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Verfahrensschritte. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigt dabei:
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1: eine Filteranordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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2: eine stark vergrößerte Ansicht II aus 1; und
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3: einen Schnitt III-III aus 1.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts Anderes angegeben, mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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1 zeigt eine Filteranordnung 1 mit einem Innenraumfilter 2 und einem Filtergehäuse 3. Das Filtergehäuse 3 ist lediglich schematisch und ausschnittsweise angedeutet und nimmt den Innenraumfilter 2 derart auf, dass dieser senkrecht zu seiner flächigen Erstreckung im Betrieb der Filteranordnung 1 mit Luft durchströmt wird. Die Rohluftseite ist dabei mit RO, die Reinluftseite mit RE und die Luftströmung mit L bezeichnet. Die Filteranordnung 1 ist beispielsweise Bestandteil einer Klimaanlage eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes.
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Der Innenraumfilter 2 umfasst ein beispielsweise zickzackförmig gefaltetes Filtermedium 4, welches beispielsweise eine rechteckige Außenkontur aufweisen kann. Das Filtermedium 4 ist von einem rechtecksförmigen Rahmen 5 umgeben. Außen an dem Rahmen 5 kann eine Dichtung 6 umlaufend angeordnet sein, welche den Innenraumfilter 2 gegenüber dem Filtergehäuse 3 abdichtet.
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2 zeigt stark vergrößert einen Ausschnitt des Filtermediums 4. Das Filtermedium 4 kann beispielsweise als Vlies, Gewebe oder Gelege ausgebildet sein. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist es als ein Vlies mit Fasern 7, 8 vorgesehen.
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In den Fasern 7, bevorzugt in einem Kunststoffmaterial derselben, ist ein Luftbehandlungsmittel 13 gleichmäßig verteilt gespeichert sein. Als Kunststoff kommt beispielsweise Polyolefin in Frage. Durch Diffusion gelangt das Luftbehandlungsmittel 13 an die Oberfläche einer jeweiligen Faser und damit – insbesondere gleichmäßig – in die Luft L. Die Fasern 7 kann hierzu Kavitäten 9, insbesondere offene Poren, aufweisen, in welchen das flüchtige Luftbehandlungsmittel 13 gespeichert ist. Alternativ kann das Luftbehandlungsmittel 13 in Form von beispielsweise Gasblasen 10 an den Fasern 7 angelagert sein.
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Das flüchtige Luftbehandlungsmittel 13 kann beispielsweise Essenzen aus Fruchtteilen und Pflanzenteilen oder daraus gewonnene ätherische Öle aufweisen, welche bei den Passagieren des Fahrzeugs einen angenehmen Eindruck hinterlassen.
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Zusätzlich zu den Fasern 7 können herkömmliche, insbesondere preiswerte Fasern 8, beispielsweise aus Kunststoff, vorgesehen sein, welche mit den Fasern 7 in dem Filtermedium 4 vermischt sind.
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3 zeigt, dass sich das Filtermedium 4 beispielsweise aus zwei oder mehr Lagen 11, 12 zusammensetzen kann. Bei der Lage 11 handelt es sich beispielsweise um eine Partikelfilterlage, welche dazu eingerichtet ist, Partikel aus dem Luftstrom L herauszufiltern. Zusätzlich oder alternativ kann der Lage 11 die Funktion einer Trägerlage zukommen, welche die Lage 12 trägt. Die Lage 11 kann Aktivkohle aufweisen. Bei der Lage 12 handelt es sich um eine Duftlage, welche die Fasern 7 mit dem Luftbehandlungsmittel 13 aufweist. Beispielsweise kann die Lage 12, wie in 2 gezeigt, aufgebaut sein.
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Alternativ kann auch ausschließlich die eine Lage 11 mit dem in 2 gezeigten Aufbau vorgesehen sein, wobei in diesem Fall die Fasern 8 die Filteraufgabe übernehmen und die Fasern 7 das flüchtige Luftbehandlungsmittel 13 bereitstellen.
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Das Filtermedium 4 kann nun entweder dadurch hergestellt werden, dass bereits bei der Herstellung des Vlieses Fasern 7 verwendet werden, welche das Luftbehandlungsmittel 13 bereits aufweisen. Aus dem Vlies wird dann durch Falten das Filtermedium 4 hergestellt. Alternativ kann zunächst das Filtermedium 4 mit den Fasern 7 hergestellt werden, wobei das Filtermedium 4 anschließend mit dem Luftbehandlungsmittel 13 imprägniert wird. Bei dem Imprägnieren werden gemäß einer Ausführungsform die Kammern 9 mit dem Luftbehandlungsmittel 13 gefüllt. Gemäß einer alternativen Ausführungsform lagern sich Blasen 10 mit dem Luftbehandlungsmittel an den Fasern 7 an.
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Obwohl die Erfindung anhand konkreter Ausführungsbeispielen vorstehend beschrieben wurde, ist sie auf diese nicht beschränkt, sondern vielfältig modifizierbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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