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Die Erfindung betrifft eine Belüftungsanlage für ein Fahrzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung auch ein Fahrzeug, das mit einer derartigen Belüftungsanlage ausgestattet ist.
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Moderne Fahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, weisen normalerweise eine Belüftungsanlage auf. Diese Belüftungsanlage kann beispielsweise den Innenraum des Fahrzeugs kühlen und/oder beheizen. Weiterhin kann der Innenraum mit frischer Luft von einem Außenraum des Fahrzeugs versorgt werden.
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Um den Innenraum frei von Schadstoffen, Pollen oder Staub zu halten, wird zumeist ein Luftfilter eingesetzt, der die in den Innenraum des Fahrzeugs geförderte Luft filtert. Naturgemäß verschmutzt dieser Filter durch das Abhalten der auszufilternden Schadstoffe.
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Bei Fahrzeugen kommt es oftmals vor, dass ein Luftfilter durch grobe Partikel, Blätter, Insekten oder Ähnliches verschmutzt wird, was einerseits zur Verringerung der Filterleistung und andererseits zur Geruchsbelästigung führen kann.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Luftfilter bereitzustellen, der bei einfacher und kostengünstiger Herstellung und Montage eine sichere und zuverlässige Filterung ermöglicht, wobei insbesondere lange Wartungsintervalle erreichbar sind.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungsgemäße Belüftungsanlage für ein Fahrzeug. Diese umfasst einen Lüftungskanal mit zumindest einem Einlass und zumindest einem Auslass, wobei über den Einlass Luft von einem Außenraum des Fahrzeugs aufgenommen werden kann und über den Auslass in einen Innenraum des Fahrzeugs abgegeben werden kann. Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Belüftungsanlage einen ersten Filter, der innerhalb des Lüftungskanals, bevorzugt am Einlass, angeordnet ist. Schließlich ist ein zweiter Filter vorhanden, der innerhalb des Lüftungskanals zwischen dem ersten Filter und dem Auslass angeordnet ist. Eine Reinigungsvorrichtung ist derart eingerichtet, einen Reinigungsvorgang durchzuführen, durch den das von dem ersten Filter ausgefilterte Material von dem ersten Filter abführbar ist. Dazu ist bevorzugt vorgesehen, dass das abgeführte ausgefilterte Material an die Umgebung des Fahrzeugs abgegeben wird. Die Reinigungsvorrichtung erlaubt daher eine Selbstreinigung der Belüftungsanlage, insbesondere des ersten Filters, wobei grobe Verschmutzungen von dem ersten Filter abgeführt werden können. Auf diese Weise wird ein Festsetzen der ausgefilterten Materialien in dem ersten Filter verhindert, wodurch Geruchsbelästigung und/oder Druckabfälle am ersten Filter vermieden werden.
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Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Filter eingerichtet ist, gröber zu filtern als der zweite Filter. Eine derartige Anordnung ermöglicht ein stufenweises Abhalten von störenden Elementen aus dem Luftstrom, wobei insbesondere ein Verstopfen des zweiten Filters durch zu große Partikel vermieden wird. Daher wird insbesondere ein Festsetzen von Partikeln in den Filtern vermieden, wodurch einerseits die Filterleistung nicht verringert wird und andererseits keine Geruchsbelästigung, beispielsweise durch verfaulende Blätter oder Insekten, auftritt.
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Um das vom ersten Filter ausgefilterte Material effektiv abzuführen, ist die Reinigungsvorrichtung vorteilhafterweise zum Aufbringen einer mechanischen Schwingung auf den ersten Filter ausgebildet. Durch die mechanische Schwingung wird eine Reinigung des ersten Filters ermöglicht, da das ausgefilterte Material, das sich in dem ersten Filter festsetzt, durch die Schwingung von dem ersten Filter abgerieselt wird. So wird ein Verstopfen des ersten Filters vermieden.
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Besonders vorteilhaft ist die Reinigungsvorrichtung ausgebildet, wenn diese ein Piezoelement und/oder einen Motor mit Unwucht umfasst. Sowohl das Piezoelement als auch der Motor mit Unwucht sind in vorteilhafter Weise dafür geeignet, eine mechanische Schwingung zu erzeugen. Das Piezoelement muss dazu bevorzugt durch periodisches Anlegen einer Spannung kontrahiert und expandiert werden, während der Motor durch die Unwucht Schwingungen erzeugt und daher lediglich mit Energie beaufschlagt werden muss. Insbesondere ist der Motor als Elektromotor ausgebildet. Durch eine entsprechende mechanische Anbindung des Piezoelements und/oder des Motors an den ersten Filter kann die erzeugte mechanische Schwingung auf den ersten Filter übertragen werden.
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Für eine weitere vorteilhafte Reinigung des ersten Filters ist die Reinigungsvorrichtung alternativ oder zusätzlich bevorzugt derart eingerichtet, dass diese einen Gegenluftstrom auf den ersten Filter aufbringt. Auf diese Weise wird Luft verwendet, um ausgefilterte Materialien, die sich in dem ersten Filter festgesetzt haben, aus dem ersten Filter auszublasen. Dies geschieht bevorzugt im Gegenluftstromverfahren, bei dem Luft entgegen der vorgesehenen Reinigungsrichtung des Filters durch den ersten Filter geblasen wird.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Gegenluftstrom von einer Strömungsmaschine erzeugt wird. Dazu ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Strömungsmaschine auch eingerichtet ist, Luft von dem Außenraum des Fahrzeugs durch den Lüftungskanal in den Innenraum des Fahrzeugs zu fördern. Daher hat die Strömungsmaschine zumindest zwei Aufgaben: Zum einen soll diese Luft aus dem Außenraum des Fahrzeugs ansaugen und an den Innenraum des Fahrzeugs abgeben. Dabei wird die Luft von dem ersten Filter und dem zweiten Filter gefiltert. Ebenso kann die Strömungsmaschine einen Gegenluftstrom erzeugen, bei dem bevorzugt Luft aus dem Innenraum des Fahrzeugs nach außen gefördert wird. Dies dient bevorzugt zum Reinigen des ersten Filters, da durch den Gegenluftstrom ausgefilterte Materialien aus dem ersten Filter ausblasbar sind.
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Bevorzugt weist die Belüftungsanlage zumindest einen Sensor auf, der zur Bestimmung des Druckabfalls an dem ersten Filter verwendbar ist. Dieser Sensor ist bevorzugt mit der Reinigungsvorrichtung elektrisch verbunden und kann besonders vorteilhaft einen Reinigungsvorgang bei Überschreiten eines vordefinierten Druckabfalls auslösen. Beispielsweise kann es sich bei dem Sensor um einen Drucksensor handeln, der den Luftdruck innerhalb des Lüftungskanals unmittelbar hinter dem ersten Filter, das bedeutet, nachdem die Luft aus dem Außenraum des Fahrzeugs von dem ersten Filter gefiltert wurde, misst, so dass dieser Druck mit einem Luftdruck im Außenraum des Fahrzeugs vergleichbar ist. Eine hohe Differenz zwischen dem Luftdruck hinter dem ersten Filter und dem Außenraum des Fahrzeugs kann ein Indiz dafür sein, dass der erste Filter durch ausgefilterte Materialien verstopft ist. Somit kann die Reinigungsvorrichtung einen Reinigungsvorgang starten, um den ersten Filter wieder zu reinigen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Reinigungsvorrichtung eingerichtet, den Reinigungsvorgang periodisch nach einer vordefinierten Wartezeit auszuführen. So wird der erste Filter regelmäßig gereinigt, wodurch ein Festsetzen von ausgefilterten Materialien innerhalb des ersten Filters weitestgehend vermieden wird.
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Besonders vorteilhaft ist die Reinigungsvorrichtung eingerichtet, wenn diese die Wartezeit zwischen den periodisch ausgeführten Reinigungsvorgängen in Abhängigkeit einer Benutzungsaktivität der Belüftungsanlage und/oder der Jahreszeit und/oder der gegenwärtigen Lokalität bestimmt. So ist bei häufiger Benutzung der Belüftungsanlage mit einem schnelleren Verstopfen des ersten Filters zu rechnen, so dass ein Reinigungsvorgang öfters durchgeführt werden muss, als wenn die Belüftungsanlage nur sporadisch verwendet wird. Mit der Jahreszeit und der gegenwärtigen Lokalität sind weitere Indizien vorhanden, die auf ein schnelleres oder langsameres Verunreinigen oder Verstopfen des ersten Filters schließen lassen, so dass die Wartezeit der periodischen Reinigungsvorgänge entsprechend angepasst werden kann.
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Insbesondere ist der erste Filter und/oder der zweite Filter als Trockenfilter ausgelegt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Belüftungsanlage ist der erste Filter ein Partikelfilter und der zweite Filter ein Gasfilter. Daher kann der erste Filter bevorzugt grobe Materialien, wie Blätter oder Insekten, aus der Belüftungsanlage fernhalten, während der zweite Filter bevorzugt mikroskopische Schadstoffe, wie Pollen, Staub oder Abgase aus dem Luftstrom ausfiltert. In einer einfachen Ausführung ist der erste Filter ein Gitter.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, das eine Belüftungsanlage, wie zuvor beschrieben, umfasst.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht über ein Belüftungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
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2 ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Belüftungsanlage 1. Die Belüftungsanlage 1 dient dazu, Luft aus einem Außenraum 30 eines Fahrzeugs in einen Innenraum 40 des Fahrzeugs zu befördern. Dazu ist ein Lüftungskanal 2 vorhanden, durch den ein Luftstrom von dem Außenraum 30 zu dem Innenraum 40 möglich ist. Ein Einlass 3 des Lüftungskanals 2 ist derart an oder in dem Außenraum 30 angeordnet, dass Luft aus dem Außenraum 30 durch den Einlass 3 angesaugt werden kann. Außerdem ist ein Auslass 4 derart vorhanden, dass Luft durch den Auslass 4 an den Innenraum 40 abgegeben werden kann.
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Um einen Luftstrom zwischen Außenraum 30 und Innenraum 40 zu ermöglichen, ist eine Strömungsmaschine 8, bevorzugt in Form eines Ventilators, vorhanden. Die Strömungsmaschine 8 kann, bevorzugt in mehreren Stufen, durch den Einlass 3 Luft aus dem Außenraum 30 ansaugen und durch den Auslass 4 an den Innenraum 40 abgeben. Um die Luft von Verschmutzungen zu reinigen, sind zwei Filter vorgesehen, ein erster Filter 5 und ein zweiter Filter 6. Der erste Filter 5 ist direkt an dem Einlass 3 angeordnet und bevorzugt als Partikelfilter ausgelegt. So kann der erste Filter 5 bevorzugt Blätter, Insekten und groben Staub aus dem Luftstrom durch den Lüftungskanal 2 ausfiltern.
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Der zweite Filter 6 ist bevorzugt als Gasfilter ausgelegt und kann in dem Luftstrom verbliebene Materialien, wie Pollen, Staub oder Abgas, ausfiltern. Daher ist die aus dem Auslass 4 abgegebene Luft bevorzugt für Menschen unbedenklich und kann daher gefahrlos an den Innenraum 40 abgegeben werden.
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Um den ersten Filter 5 vor Verschmutzungen zu bewahren, ist eine Reinigungsvorrichtung in Form einer Vibrationseinheit vorhanden. Die Reinigungsvorrichtung 7 erzeugt eine mechanische Schwingung, die anschließend auf den ersten Filter 5 übertragen wird. Durch das Einbringen der mechanischen Schwingung in den ersten Filter 5 werden ausgefilterte Materialien innerhalb des ersten Filters abgetragen. Diese Materialien können dann beispielsweise an den Außenraum 30 abgegeben werden. Durch das Reinigen des ersten Filters 5 wird vermieden, dass sich innerhalb des ersten Filters 5 ausgefilterte Materialien festsetzen, was beispielsweise zu unerwünschter Geruchsbelästigung führen kann. Die mechanischen Schwingungen kann die Reinigungsvorrichtung 7 bevorzugt mittels eines Motors mit Unwucht oder durch ein periodisch expandiertes und kontrahiertes Piezoelement erzeugen.
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Alternativ oder zusätzlich kann außerdem die Strömungsmaschine 8 eingerichtet sein, den Luftstrom innerhalb des Lüftungskanals 2 umzukehren. In diesem Fall wird Luft aus dem Innenraum 40 durch den Auslass 4 gesaugt und an den Außenraum 30 durch den Einlass 3 abgegeben. Außerdem werden somit ausgefilterte Materialien, die sich innerhalb des ersten Filters 5 festgesetzt haben, durch den Luftstrom ausgeblasen und an den Außenraum 30 abgegeben.
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Ein Sensor 9 in Form eines Luftdrucksensors ist innerhalb des Lüftungskanals 2 zwischen dem ersten Filter 5 und dem zweiten Filter 6 angeordnet. Mittels des von dem Sensor 9 gemessenen Werts ist ein Gegendruck des ersten Filters 5 bestimmbar, indem der Luftdruck vor dem ersten Filter 5, d. h. der Luftdruck im Außenraum 30, mit dem Luftdruck nach dem ersten Filter 5, d. h. dem Luftdruck zwischen erstem Filter 5 und zweitem Filter 6 verglichen wird. Sollte der von dem Sensor 9 gemessene Luftdruck deutlich geringer sein als der Luftdruck im Außenraum 30, so ist dies ein Indiz dafür, dass der erste Filter 5 verstopft ist. In diesem Fall kann die Reinigungsvorrichtung 7 durch Aufbringen einer mechanischen Schwingung auf den ersten Filter 5 oder durch Ansteuern der Strömungsmaschine 8 zum Umkehren des Luftstroms durch den Lüftungskanal 2 den ersten Filter 5 reinigen und so versuchen, den vom Sensor 9 gemessenen Luftdruck an den Luftdruck im Außenraum 30 anzupassen.
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2 zeigt ein Fahrzeug 10, das die Belüftungsanlage 1 aus 1 aufweist. Daher umfasst das Fahrzeug 10 eine Belüftungsanlage 1, die einen Lüftungskanal 2 aufweist, wobei in dem Lüftungskanal 2 ein erster Filter 5 und ein zweiter Filter 6 vorhanden sind. Über eine Strömungsmaschine 8 kann durch den Lüftungskanal 2 Luft von dem Außenraum 30 des Fahrzeugs 10 in den Innenraum 40 des Fahrzeugs 10 transportiert werden. Dazu ist ein Auslass 4 im Innenraum 40 des Fahrzeugs 10 angeordnet, während ein Einlass 3 Luft aus dem Außenraum 30 ansaugen kann. Über eine Reinigungsvorrichtung 7 ist der erste Filter 5 schließlich reinigbar, indem ausgefilterte Materialien von dem ersten Filter 5 abführbar sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Belüftungsanlage
- 2
- Lüftungskanal
- 3
- Einlass
- 4
- Auslass
- 5
- Erster Filter
- 6
- Zweiter Filter
- 7
- Reinigungsvorrichtung
- 8
- Strömungsmaschine
- 9
- Sensor
- 10
- Fahrzeug
- 30
- Außenraum
- 40
- Innenraum
