DE102018108815A1

DE102018108815A1 - Rollbandluftfilter

Info

Publication number: DE102018108815A1
Application number: DE102018108815.9A
Authority: DE
Inventors: Sieghard Pietschner; Fabian Heuzeroth; Moritz Dorschel; Kai Wiethölter
Original assignee: Hengst SE and Co KG
Current assignee: Hengst SE and Co KG
Priority date: 2018-04-13
Filing date: 2018-04-13
Publication date: 2019-10-17
Also published as: WO2019197660A1; DE112019001941A5

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Rollbandluftfilter (1) zum Reinigen eines Luftstroms (4), mit einem Filterband (6) und zwei parallel zueinander angeordneten Trommeln (7), wobei ein Teil des Filterbands (6) auf den Trommeln (7) aufgewickelt ist, ein anderer Teil des Filterbands (6) zwischen den Trommeln (7) einen mit dem Luftstrom (4) beaufschlagten Filtrierbereich (8) durchläuft und das Filterband (6) durch mindestens eine der Trommeln (7) verfahrbar ist, und das Filterband (6) eine Mehrzahl unterschiedlicher, in den Filtrierbereich (8) verfahrbarer Filtermedien (10) umfasst.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Rollbandluftfilter zum Reinigen eines Luftstroms, mit einem Filterband und zwei parallel zueinander angeordneten Trommeln, wobei ein Teil des Filterbands auf den Trommeln aufgewickelt ist, ein anderer Teil des Filterbands zwischen den Trommeln einen mit dem Luftstrom beaufschlagten Filtrierbereich durchläuft und das Filterband durch mindestens eine der Trommeln verfahrbar ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Luftfilteranordnung mit dem Rollbandluftfilter und einem Basisfilter, insbesondere einen Plattenfilter. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Reinigen des Luftstroms.
Hintergrund der Erfindung
Luftfilter für Kraftfahrzeuge sind seit Dekaden bekannt und werden verwendet, um Aerosole bzw. unerwünschte Schwebstoffe und Partikel wie Krankheitserreger, Pollen, Stäube oder Gase aus einem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden Luftstrom auszufiltern. In der Regel werden filternde Abscheider eingesetzt, die aus der Luft mittels eines filternden Mediums die vorgenannten Schwebstoffe entfernen. Luftfilter werden vielfach in Trockenfilter, Zyklonfilter, Flüssigkeitsfilter, Elektrofilter und Schlauchfilter unterschieden und verwenden beispielsweise Fasern oder Körner als Filtermedium. Oftmals werden mehrere, unterschiedliche Filter hintereinander angeordnet, um als Filterziel ein hohes Abscheidevermögen zwecks einer hohen Luftqualität in dem Fahrzeuginnenraum zu erreichen.
Mit der Anzahl der Filter vergrößert sich der für die Filter in dem Kraftfahrzeug benötigte und andererseits begrenzte Bauraum. Zudem steigt mit der Anzahl der Filter der zum Erreichen des Filterziels benötigte Energieeinsatz, um ein für die Anzahl entsprechend starkes Gebläse anzutreiben. Schließlich ist das Filterziel durch die im Kraftfahrzeug fest verbauten Filter starr definiert und lässt sich nicht flexibel an geänderte Anforderungen anpassen.
Beschreibung der Erfindung
Ausgehend von dieser Situation ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Luftfilter und ein entsprechendes Verfahren insbesondere für ein Kraftfahrzeug anzugeben, um in flexibler Weise einen insbesondere einem Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeugs zuzuführenden Luftstrom hinsichtlich unterschiedlichster Anforderungen bei einem begrenzten Bauraum zu reinigen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Demnach wird die Aufgabe durch einen Rollbandluftfilter insbesondere für ein Kraftfahrzeug zum Reinigen eines insbesondere einem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden Luftstroms gelöst, mit einem Filterband und zwei parallel zueinander angeordneten Trommeln, wobei ein Teil des Filterbands auf den Trommeln aufgewickelt ist, ein anderer Teil des Filterbands zwischen den Trommeln einen mit dem Luftstrom beaufschlagten Filtrierbereich durchläuft und das Filterband durch mindestens eine der Trommeln verfahrbar ist, und das Filterband eine Mehrzahl unterschiedlicher, in den Filtrierbereich verfahrbarer Filtermedien umfasst.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist, dass auf dem Filterband unterschiedliche Filtermedien vorgesehen sind, die je nach Bedarf in den Filtrierbereich verfahrbar sind. Durch die Trommeln lässt sich beispielsweise in Abhängigkeit des zu reinigenden Luftstroms und/oder nach einem vorgegebenen Filterziel ein entsprechendes Filtermedium zum Reinigen des dem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden Luftstroms in den Filtrierbereich verfahren. Ebenso lässt sich durch den vorgeschlagenen Rollbandluftfilter zusätzlich zu einem in dem Kraftfahrzeug vorgesehenen den Luftstrom reinigenden Standardfilter nach Bedarf ein weiteres, gegenüber dem Standardfilter hochwertigeres Filtermedium in den Filtrierbereich verfahren, um beispielsweis eine temporär bessere Luftqualität zu erhalten. Ist das Filterziel der besseren Luftqualität durch zusätzliche Reinigung des Luftstroms durch den Rollbandluftfilter erreicht, kann das Filtermedium aus dem Filtrierbereich herausgefahren werden. Durch den Rollbandluftfilter lässt sich die Lebensdauer hochwertiger und oftmals teurer Filtermedien verlängern, so dass Wartungskosten des Kraftfahrzeugs reduziert werden. Der Rollbandluftfilter lässt sich neben einem Kraftfahrzeug beispielsweise auch in Gebäudeanwendungen, Gebäudebe- und -entlüftung, Industrieanwendungen etc. benutzen. Insofern ist jegliche Beschreibung des Rollbandluftfilters in der vorliegenden Anmeldung nicht notwendigerweise auf ein Kraftfahrzeug beschränkt und trifft ebenso für Gebäudeanwendungen etc. zu. Der Begriff parallel bedeutet im Rahmen der vorliegenden Anmeldung nicht notwendigerweise eine exakt parallele Anordnung sondern ebenso Anordnungen in einem Winkel bis zu 15 Grad zwischen den jeweiligen Achsen, also im Wesentlichen oder annähernd parallel.
Das Verfahren des Filterbandes kann manuell oder unbemerkt von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs derart erfolgen, dass in Abhängigkeit einer Zusammensetzung des zu reinigenden Luftstroms in jeweils geeignetes Filtermedium ausgewählt wird, so dass zu jedem Zeitpunkt eine optimal reine Luft dem Fahrzeuginnenraum zugeführt wird. Der vorgeschlagene Rollbandluftfilter erlaubt somit ein äußerst effizientes Reinigen der dem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden Luft bei unterschiedlichen Zusammensetzungen des Luftstroms, ohne dass es dazu, wie im Stand der Technik, eine Mehrzahl viel Bauraum verschlingender einzelner, hintereinander angeordneter Filterstufen bedarf. Zudem lässt sich das Filterziel möglichst reiner Luft ohne einen wiederum im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Ausgestaltungen relativ hohen Energieeinsatz zum Antreiben starker Gebläse erreichen, da unterschiedliche Filtriermedien mit unterschiedlichen Abscheidevermögen bedarfsabhängig in dem Filtrierbereich anordbar sind.
Das Filterband ist bevorzugt aus einem flexiblen Trägermaterial gestaltet, auf dem die unterschiedlichen Filtermedien angeordnet sind. Der Begriff unterschiedliche Filtermedien bedeutet im Rahmen der Erfindung, dass sich die Filtermedien in ihrer Zusammensetzung unterscheiden, beispielsweise ein Filter aus Aktivkohle und ein anderer Filter aus Glasfaser gestaltet ist, oder Standard-Synthese-Filtermedien unterschiedlicher Feinheit vorgesehen sind. Ebenso kann ein Filtermedium Aktivkohle mit einer höheren Kohlenstoffkonzentration und ein anderes Filtermedium Aktivkohle mit einer demgegenüber geringeren Kohlenstoffkonzentration aufweisen. In jedem Fall sind unter dem Begriff unterschiedliche Filtermedien nicht einzelne Filtermedien identischen Materials, gegebenenfalls mit unterschiedlichen Betriebsstunden und/oder Abnutzungen zu verstehen. Bandlängen der Filtermedien können jedoch unterschiedlich lang sein, um eine Reserve vorzuhalten.
Der Rollbandluftfilter ist bevorzugt innerhalb eines Luftführungsgehäuses einer Klima-, Heizungs- und/oder Lüftungsanlage in dem Kraftfahrzeug angeordnet. Das Kraftfahrzeug kann als Personenkraftwagen, Lieferwagen, Lastkraftwagen oder dergleichen gestaltet sein. Dem Rollbandluftfilter vorgeschaltet kann ein Gebläse angeordnet sein, welches den Luftstrom in einen Luftführungskanal leitet, in dem der Rollbandluftfilter jedenfalls hinsichtlich des Filtrierbereiches angeordnet ist. In dem Filtrierbereich ist das Filterband bevorzugt im Wesentlichen quer zu dem Luftstrom ausgerichtet. Damit der Luftstrom das Filterband durchströmen kann, ist dieses sowie die Filtermedien zweckmäßigerweise luftdurchlässig ausgebildet. Im abgewickelten Zustand kann das Filterband eine Länge von beispielsweise 0,5 m, 1 m, 2 m oder 5 m aufweisen. Auf den Trommeln können mehrere Wicklungen des Filterbands vorgesehen sein. Jeweilige Enden des Filterbands sind bevorzugt lösbar an den Trommeln befestigbar. Ferner ist der Rollbandluftfilter bevorzugt ausgeführt, dass die Trommeln zusammen mit dem Filterband austauschbar sind. Die durch den Rollbandluftfilter gereinigte Luft kann einem Verdampfer und/oder einem Heizkörper zum Entweichen in den Fahrzeuginnenraum zugeführt werden.
Grundsätzlich kann das Filterband beliebige Arten von Filtermedien umfassen. Zur möglichst vollständigen Reinigung des dem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden Luftstroms ist es jedoch besonders vorteilig, wenn die Filtermedien Zellulose, Zellulose mit Synthesefaseranteilen, Synthesefaser- oder Synthesefasermisch-Medien, Nanofasern, Polytetrafluorethylen, Glasfaser, Aktivkohle, Zeolithe, Ionenaustauscher, Silikagel, Siebe, Gitter, Meltblown/Spunbond-Medien, biofunktionale Schichten und/oder Medien mit funktionaler Ausrüstung gegen Bakterien, Viren, Allergenen und/oder Pilzen umfassen. Ebenso können die Filtermedien eine Kombination der vorgenannten Materialien umfassen.
Die Nanofasern weisen bevorzugt einen Faserdurchmesser von kleiner als 500 nm, vorzugsweise 200 nm auf. Ebenso kann der Faserdurchmesser zwischen 50 und 300 nm betragen. Unter dem Begriff Meltblown werden insbesondere Vliese aus Fasern verstanden, welche aus durch Düsen hindurchtretenden Polymerschmelzen ersponnen, mittels heißer Luftströme bis zum Zerreißen verstreckt und durch unmittelbares Ablegen gebildet werden. Derartige auch als Schmelz-Blas-Medien bezeichnete Vliese weisen meist längere Spinnfaser-ähnlichen Endlosfasern auf oder bestehen aus einer Mischung mit Endlosfasern oder vollständig aus Endlosfasern. Werden Vliese aus Fasern, die aus durch Düsen hindurchtretenden Polymerschmelzen ersponnen, mittels kalter Luft und/oder mechanisch verstrickt und durch unmittelbares Ablegen gebildet, werden diese auch als Spinnvliese oder allgemein als Spundbond-Medien bezeichnet. Die aus Vliese gestalteten Medien bauen sich in der Regel aus Filamenten bzw. Endlosfasern auf. Die Synthesefasern können PES, PET, PP, PA, PBT, PTFE etc. umfassen. Zudem können die Filtermedien PTFE Membranmedien umfassen.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung des Rollbandluftfilters sind unterschiedliche Filtermedien übereinander auf dem Filterband angeordnet und/oder umfasst das Filterband wenigstens einen Filtermedium-freien Abschnitt. Durch Anordnen mehrerer unterschiedlicher Filtermedien übereinander auf dem Filterband lassen sich Filterwirkungen der Filtermedien miteinander kombinieren. Beispielsweise können Aktivkohle, Zeolithe und/oder Ionenaustauscher miteinander kombiniert werden, um gasförmige Verunreinigungen im Luftstrom, beispielsweise Gerüche, Schadgase wie CO₂, CO, VOC, NO_x und/oder Formaldehyd einerseits aufgrund der Kombination der Filtermedien besonders effizient und andererseits möglichst vollständig auszufiltern. Der Filtermedium-freie Abschnitt lässt sich durch ein Gitter als Filterband verwirklichen, wodurch ein maximaler Luftdurchlass bei gleichzeitiger Einsparung ansonsten für das Filtern benötigter Energie erreicht wird. Alternativ kann der Filtermedium-freie Abschnitt des Filterbandes aus dem luftdurchlässigen Trägermaterial des Filterbandes bestehen.
Grundsätzlich existieren verschiedene Möglichkeiten, die Filtermedien auf dem Filterband anzuordnen. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Rollbandluftfilters ist denkbar, dass die Filtermedien das Filterband abschnittsweise bedecken und nacheinander mehrere Abschnitte des gleichen Filtermediums und/oder unterschiedliche Filtermedien in den Filtrierbereich verfahrbar sind. Bevorzugt durchströmt der gesamte Querschnitt des Luftstroms den Filtrierbereich, welcher bevorzugt vollständig durch einen Abschnitt des Filterbandes bedeckt ist. Sofern der Luftführungskanal für den Luftstrom beispielsweise einen Querschnitt von 10 cm in Längserstreckung des Filterbandes aufweist, können auf einem Filterband von 2 m Länge in jeweiligen Abschnitten von 50 cm vier unterschiedliche Filtermedien vorgesehen sein. Nachdem ein erster Abschnitt des ersten Filtermediums verbraucht ist, kann ein sich an den ersten Abschnitt anschließender zweiter Abschnitt des gleichen Filtermediums in den Filtrierbereich verfahren werden. Durch Verwenden unterschiedlicher Filtermedien mit verschiedenen Filtrationseffizienzen lassen sich partikuläre Verunreinigungen des Luftstroms ausfiltern.
Um die Betriebsdauer des Filterbandes zu verlängern, ist nach einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, dass vorzugsweise die Trommeln das Filterband insbesondere beim Verfahren mit einer Vibrationsbewegung zum Abreinigen des Filterbands beaufschlagen oder aussetzen und/oder eine Einrichtung zum mechanischen Abreinigen des Filterbands vorgesehen ist. Durch die Vibrationsbewegung können von dem Filterband aus dem Luftstrom ausgefilterte Schwebstoffe und Partikel von dem Filterband abgeschüttelt werden, um die Lebensdauer der Filtermedien des Filterbandes zu verlängern. Ferner kann an den Trommeln eine Einrichtung vorgesehen sein, um die Filtermedien zu regenerieren, wodurch sich ebenso die Lebensdauer des Filterbandes verlängern lässt. Die Einrichtung, zum Abreinigen und/oder Regenerieren, kann beispielsweise als Vibrationseinrichtung zum Beaufschlagen des Filterbands mit einer Vibration. Die Filtermedien können auf das Filterband geklebt, mit diesem vernäht und/oder an das Filterband angeheftet sein. Ebenso lässt sich das Filterband pneumatisch abreinigen, insbesondere mittels eines Luftpulses durch eine Spaltdüse, beispielsweise in einer den Rollbandluftfilter aufweisenden Kassette oder in einem den Rollbandluftfilter aufweisenden Luftführungsgehäuse.
Wie zuvor beschrieben lassen sich durch unterschiedliche Filtermedien unterschiedliche Arten von Schwebstoffen und Partikel aus dem Luftstrom herausfiltern, so dass sich mit dem vorgeschlagenen Rollbandluftfilter eine bedarfsgerechte Filterung der jeweiligen dem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden Luftstroms erreicht wird. In diesem Zusammenhang ist nach einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, dass der Rollbandluftfilter einen insbesondere in Luftströmungsrichtung vor dem Filterband angeordneten Sensor zum Bestimmen einer Zusammensetzung des zu reinigenden Luftstroms, insbesondere eines Dezipolmeters, und einer mit dem Sensor verbundenen Steuerung aufweist, welche eingerichtet ist, das Filterband in Abhängigkeit der Zusammensetzung zu verfahren. Die Dezipol beschreibt die empfundene Luftqualität und dient zur Abschätzung, wie viele Personen die Qualität der Luft in einem Raum als „schlecht“ bewerten würden. Dezipol ist definiert durch eine Verunreinigung eines Raumes mit einem Olf, welchem zehn Liter frische Luft pro Sekunde im Mischlüftungsverfahren zugeführt werden.
Die Zusammensetzung des dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luftstroms ändert sich oftmals während einer Fahrtstrecke des Kraftfahrzeugs, beispielsweise weil das Kraftfahrzeug in einem Innenstadtbereich Schadgasen anderer Fahrzeuge ausgesetzt ist oder auf einer außerstädtischen Landstraße „frische“ Luft erhält. Mittels des Sensors lässt sich automatisiert die Zusammensetzung des Luftstroms analysieren und in Abhängigkeit davon ein für die Reinigung des dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luftstroms ein geeignetes Filtermedium auswählen, um zuvor bestimmte Schwebstoffe oder Partikel des Luftstroms möglichst umfassend auszufiltern. Die Steuerung kann als Mikroprozessor oder als Teil eines Steuergerätes des Kraftfahrzeugs ausgeführt sein. Jedenfalls erlaubt die vorgeschlagene Weiterbildung das bedarfsgerechte, automatische Auswählen eines zur optimalen Reinigung des jeweiligen Luftstroms benötigten Filtermediums und entsprechendes automatisches Verfahren des ausgewählten Filtermediums in den Filtrierbereich.
In einer noch anderen bevorzugten Weiterbildung des Rollbandluftfilters ist eine Steuerung vorgesehen, mittels derer das Filterband in Abhängigkeit von Wetterdaten, Standortkoordinaten des Kraftfahrzeugs und/oder erhaltenen Anweisungen, insbesondere durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs, verfahrbar ist. Bevorzugt ist die Steuerung eingerichtet, Anweisungen über ein Internet- und/oder Mobilfunkprotokoll zu erhalten. Ebenso kann die Steuerung in Kommunikationsverbindung oder einteilig mit einem Navigationssystem des Kraftfahrzeugs ausgeführt sein. Die Wetterdaten können durch das Kraftfahrzeug bestimmt und/oder über das Internet und/oder Mobilfunk empfangen werden. Durch diese Ausgestaltung lässt sich abhängig vom derzeitigen, beispielsweise mittels GPS-Koordinaten bestimmten Standortes des Kraftfahrzeugs oder anhand einer durch das Kraftfahrzeug rückzulegenden Wegstrecke ein für den jeweiligen Standort geeignetes Filtermedium automatisiert in den Filtrierbereich zu verfahren.
Sofern das Kraftfahrzeug beispielsweise Pollen ausgesetzt ist, kann durch die Steuerung ein zur Ausfilterung von Pollen geeignetes Filtermedium in den Filtrierbereich verfahren werden. Verlässt das Kraftfahrzeug einen städtischen Bereich in einen ländlichen Bereich, verfährt die Steuerung automatisch ein für den ländlichen Bereich geeigneteres Filtermedium in den Filtrierbereich. Darüber hinaus kann der Fahrer des Kraftfahrzeugs beispielsweise mittels eines Bedienelements ein aus seiner Sicht geeignetes Filtermedium manuell in den Filtrierbereich verfahren. Durch die in Rede stehende Weiterbildung wird der Rollbandluftfilter mit einer Intelligenz im Sinne von „Internet der Dinge“ versehen, durch die der Rollbandluftfilter in Abhängigkeit von diversen in Bezug auf das Kraftfahrzeug internen und externen Einflussgrößen sein Abscheidevermögen manuell oder automatisiert anpassen kann. Der Rollbandluftfilter kann ebenso ausgestaltet sein automatisiert zu erkennen, wenn die Filtermedien erschöpft sind, also keine ausreichende oder weitere Filterung ermöglichen. In einem solchen Fall kann automatisiert ein Teil des Filterbandes, auf dem kein Filtermedium vorgesehen ist und stattdessen nur ein Gitter angeordnet ist, in den Filtrierbereich verfahren werden und der Fahrer des Kraftfahrzeugs informiert werden. Ferner kann eine bedarfsgerechte Filtration durch Kommunikation des Rollbandluftfilters mit einem Gebläse des Kraftfahrzeugs erfolgen.
Das Filterband und/oder die Filtermedien weisen im Filterbereich bevorzugt eine ebene Erstreckung auf. Um durch die Filtermedien bereitgestellte Filterfläche zum Verbessern dss Abscheidevermögens der Filtermedien zu vergrößern, ist nach einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, dass die Filtermedien parallel zur Wickelachse der Trommeln riliert, wellig geführt und/oder gefaltet ausgebildet sind. Zudem kann das Filterband bereichsweise mit einem rilierten, wellig geführten und/oder gefalteten Filtermedium versehen werden, während ein anderer Bereich des Filterbandes mit ebenen Filtermedien bestückt ist. Durch ein wellenförmig geführtes Filterband lässt sich eine größere Filterfläche ausbilden. Eine größere Filterfläche lässt sich ferner durch mehrfache Umlenkung des Filterbands erreichen.
Nach einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist insbesondere wenigstens eine der Trommeln mit einem Duftstoff zum Aromatisieren der Filtermedien versehen, wobei der Duftstoff insbesondere innerhalb der Trommel angeordnet ist. Durch diese Weiterbildung lässt sich in besonders einfacher Weise dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luft in einer für Insassen des Kraftfahrzeugs angenehmen Weise aromatisieren und ein innerhalb der Trommel regelmäßig vorgesehener Hohlraum, um den auf der Trommel das Filterband gewickelt ist, zum Vorhalten des Duftstoffes verwenden. Dazu kann die Trommel aus einem durchlässigen Material gestaltet sein und/oder Öffnungen aufweisen, durch die hindurch der Duftstoff die Filtermedien benetzen und/oder aromatisieren kann. Zudem kann der Duftstoff in beliebiger anderer Weise vorgehalten werden, um die Filtermedien zu Aromatisieren.
Nach einer noch weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist ein Flüssigkeitsreservoir, insbesondere eine Kartusche, zum Befeuchten der Filtermedien und/oder des Luftstroms insbesondere an dem Filtrierbereich vorgesehen. Vergleichbar zu der zuvor beschriebenen Ausgestaltung lässt sich durch von dem Feuchtigkeitsreservoir bereitgestellte Flüssigkeit die den Filtrierbereich durchströmende Luft befeuchten, um in dem Fahrzeuginnenraum ein angenehmes Wohlempfinden für die Fahrzeuginsassen zu schaffen. Das Feuchtigkeitsreservoir ist bevorzugt innerhalb einer Trommel vorgesehen, um auf der Trommel aufgewickeltes Filterband mit der Flüssigkeit zu befeuchten.
Zum Antreiben der Trommel ist nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des Rollbandluftfilters wenigstens ein Motor vorgesehen, insbesondere ein Servomotor, wobei der Motor insbesondere innerhalb der Trommel angeordnet ist. Ebenso kann der Motor an einem Boden der Trommel unterhalb und/oder oberhalb dieser angeordnet sein und/oder die Trommel auf den Motor aufsteckbar gestaltet sein. Besonders bevorzugt sind beide Trommeln mit jeweils einem Motor oder einer gemeinsamen Antriebseinheit versehen, die das Filterband beidseitig oder einseitig entlang des Filtrierbereiches verfahren kann. Durch Anordnen des Motors innerhalb der Trommel lässt sich der Rollbandluftfilter äußerst kompakt ausführen und in Kraftfahrzeugen mit sehr beengten Platzverhältnissen verwenden. Zum Antreiben des Motors kann eine Batterie vorgesehen sein. Das Verfahren des Filterbands kann in Abhängigkeit von einem Druckverlust in dem Fahrzeuginnenraum oder zeitgesteuert erfolgen.
Die Aufgabe der Erfindung wird zudem durch eine Luftfilteranordnung mit wenigstens einem wie zuvor beschriebenen Rollbandluftfilter und einem dem Filtrierbereich in Luftströmungsrichtung vor- und/oder nachgeordneten Basisfilter, insbesondere als Plattenfilter, oder mit wenigstens zwei in Luftströmungsrichtung nachgeordneten, wie zuvor beschriebenen Rollbandluftfiltern gelöst. Dem Basisfilter ist bevorzugt als ein aus dem Stand der Technik bekannter Standardfilter zum Herausfiltern unerwünschter Schwebstoffe oder Partikel aus der dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luft ausgeführt, beispielsweise als Trockenfilter, Zyklonfilter, Flüssigkeitsfilter, ölgetränkter Filter, Elektrofilter, Plattenfilter, Faltenbalgfilter und/oder Schlauchfilter. Zusätzlich zu dem Basisfilter lässt sich nach Bedarf auf dem Filterband vorgesehene Filtermedien in den Filtrierbereich verfahren, um eine zusätzliche Filterung der im Falle des in Luftströmungsrichtung vorgeordneten Basisfilters bereits vorgefilterten Luftstroms zu erreichen. Sofern eine zusätzliche Filterung durch den Rollbandluftfilter nicht benötigt wird, lässt sich ein Filtermedium-freier Abschnitt des Filterbandes in den Filtrierbereich fahren. Zudem sind zum Erreichen eines hohen Abscheidevermögens mehrere Rollbandluftfilter nacheinander anordbar oder mehrere Rollbandluftfilter mit einem zwischengeschalteten Basisfilter anordbar. Neben den zuvor genannten Basisfiltern kann dieser als Filtermatte, als plissiertes Flachfilterelement, als Sternfalte und/oder als Wickelelement ausgeführt sein. Der Basisfilter kann auf einer Laufschiene gelagert sein, um bedarfsgerecht in den Filtrierbereich gefahren zu werden bzw. zugeschaltet zu werden. Ferner kann der Basisfilter einen oder zwei zylindrische Filter umfassen, wobei im Falle von zwei zylindrischen Filtern der zweite zylindrische Filter zentriert in den ersten zylindrischen Filter einschiebbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner durch ein Verfahren zum Reinigen eines insbesondere einem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden Luftstroms insbesondere in einem Kraftfahrzeug gelöst, mit einem Filterband und zwei parallel zueinander angeordneten Trommeln, wobei ein Teil des Filterbands auf den Trommeln aufgewickelt ist, ein anderer Teil des Filterbands zwischen den Trommeln einen mit dem Luftstrom beaufschlagten Filtrierbereich durchläuft und das Filterband durch mindestens eine der Trommeln verfahrbar ist, und an dem Filterband eine Mehrzahl unterschiedlicher Filtermedien vorgesehen sind, und mit dem Schritt: Verfahren unterschiedlicher Filtermedien in den Filtrierbereich.
Vorteile und Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich für den Fachmann in Analogie zu dem zuvor beschriebenen Rollbandluftfilter.
Figurenliste
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen

1 eine schematisch perspektivische Ansicht eines Rollbandluftfilters mit einem vorgeschalteten Basisfilter für ein Kraftfahrzeug gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine Luftfilteranordnung in einer schematisch perspektivischen Ansicht mit dem Rollbandluftfilter gemäß 1 und nachgeschalteten Basisfilter gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3 die Luftfilteranordnung gemäß 2 in schematisch perspektivischer Ansicht mit einem weiteren, nachgeschalteten Rollbandluftfilter gemäß 1 gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
4 eine Luftfilteranordnung in einer schematisch perspektivischen Ansicht mit drei hintereinander geschalteten Rollbandluftfiltern gemäß 1 gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbespiele
1 zeigt in schematisch perspektivischer Ansicht einen Rollbandluftfilter 1 für ein Kraftfahrzeug 2, angedeutet durch ein Rechteck, zum Reinigen eines einem Fahrzeuginnenraum 3 des Kraftfahrzeugs 2 zuzuführenden Luftstroms 4, angedeutet durch einen Pfeil. Der Rollbandluftfilter 1 ist innerhalb eines nicht näher dargestellten Luftführungsgehäuses einer Klima-, Heizungs- und/oder Lüftungsanlage des Kraftfahrzeugs 2 angeordnet.
Von einem nicht gezeigten Gebläse wird in einem nicht gezeigten Luftführungskanal Frischluft als Luftstrom 4 zunächst durch einen in 1 links dargestellten Basisfilter 5 und daraufhin, dargestellt durch den mittleren Pfeil in 1, durch den Rollbandluftfilter 1 geleitet, um in der Folge als gereinigte Luft einen nicht gezeigten Verdampfer oder einem Heizkörper zugeführt zu werden, so dass die gereinigte Luft letztendlich in den Fahrzeuginnenraum 3 gelangen kann.
Der Basisfilter 5 ist als aus dem Stand der Technik bekannter Filtermatte, als plissiertes Flachfilterelement, als Sternfalte und/oder als Wickelelement ausgeführt. Ebenso kann der Basisfilter 5 als Trockenfilter, Zyklonfilter, Flüssigkeitsfilter, Plattenfilter, ölgetränkter Filter, Elektrofilter und/oder Schlauchfilter ausgestaltet sein.
Während 1 eine Luftfilteranordnung mit einem dem Rollbandluftfilter 1 in Luftströmungsrichtung der Luftströmung 4 vorgeschalteten Basisfilter 5 zeigt, ist der Basisfilter 5 gemäß 1 in 2 dem Rollbandluftfilter 1 in Luftströmung 4 nachgeordnet. 3 zeigt eine weitere Luftfilteranordnung, bei der der Basisfilter 5 in Luftströmungsrichtung der Luftströmung 4 zwischen zwei Rollbandluftfiltern 1 gemäß 1 angeordnet ist. 4 zeigt eine noch weitere Luftfilteranordnung, bei der drei der in 1 gezeigten Rollbandluftfilter 1 in Luftströmungsrichtung der Luftströmung 4 hintereinander geschaltet sind.
Zurückkommend auf 1 weist der Rollbandluftfilter 1 ein Filterband 6 sowie zwei parallel zueinander angeordnete Trommeln 7 auf. Ein Teil des Filterbands 6 ist in mehreren Wicklungen auf den Trommeln 7 aufgewickelt, wobei jeweilige Enden des Filterbands 6 an den Trommeln 7 angeheftet sind. Ein anderer, verbleibender Teil des Filterbandes 6 ist zwischen den Trommeln 7 gespannt und durchläuft in dem Luftführungskanal einen mit dem Luftstrom 4 beaufschlagten Filtrierbereich 8. In dem Filtrierbereich 8 wird der gesamte Querschnitt des von dem Luftstrom 4 durchströmten Luftführungskanals durch das luftdurchlässig ausgebildete Filterband 6 bedeckt.
Zum Verfahren des Filterbandes 6 sind die Trommeln 7 mit Motoren 9 versehen, so dass durch entsprechendes Aufwickeln oder Abwickeln des Filterbandes 6 auf der einen Trommel 7 und Abwickeln oder Aufwickeln des Filterbandes 6 auf der anderen Trommel 7 verschiedene Abschnitte des Filterbandes 6 in den Filtrierbereich 8 fahrbar sind. Das Filterband 6 weist eine Mehrzahl unterschiedlicher Filtermedien 10 auf, die in den Filtrierbereich 8 verfahrbar sind. Die Filtermedien 10 bedecken das Filterband 6 abschnittsweise, wobei mehrere Abschnitte gleichen Filtermediums 10 nacheinander in den Filtrierbereich 8 verfahrbar sind. Die Filtermedien 10 sind auf das Filterband 6 aufgeklebt, an dieses angeheftet oder in sonstiger lösbarer oder nicht-lösbarer Weise mit dem Filterband 6 verbunden.
In den Figuren ist durch Pfeile angedeutet, dass das Filterband 6 durch die als Servomotoren ausgeführten Motoren 9 momentan verfahren wird. Ferner ist in den Figuren angedeutet, dass in dem Filtrierbereich 8 ein rechts dargestellter Bereich des Filterbandes 6 mit einem anderen Filtermedium 10 versehen ist als der in den Figuren links dargestellte Bereich des Filterbandes 6. Nachdem ein Abschnitt des Filterband 6 durch die Trommeln 7 vollständig verfahren ist, nicht gezeigt, ist der gesamte Filtrierbereich 8 durch das gleiche Filtermedium 10 bedeckt.
Als Filtermedien 10 können Zellulose, Zellulose mit Synthesefaseranteilen, Synthesefaser- oder Synthesefasermischmedien, Nanofasern, Polytetrafluorethylen, Glasfaser, Aktivkohle, Zeolithe, Ionenaustauscher, Silikagel, Siebe, Gitter, Meltblown/Spunbond-Medien, biofunktionale Schichten und/oder Medien mit funktionaler Ausrüstung gegen Bakterien, Viren, Allergenen und/oder Pilzen vorgesehen sein. Zudem können unterschiedliche Filtermedien 10 übereinander auf dem Filterband 6 angeordnet sein, um in Bereichen des Filterbands 6 die vorgenannten Medien miteinander zu kombinieren.
Zudem kann das Filterband 6 einen Filtermedium-freien Abschnitt aufweisen, angedeutet im linken Teil des in den Figuren dargestellten Filterbandes 6, auf dem kein Filtermedium 10 auf dem Filterband 6 vorgesehen ist und stattdessen nur ein Gitter angeordnet sein kann. Neben dem in den Figuren links gezeigten Filtermedium-freien Abschnitt und dem rechts dargestellter Bereich mit einem demgegenüber anderen Filtermedium 10 weist das Filterband 6 noch verschiedene weitere das Filterband 6 abschnittsweise bedeckende Filtermedien 10 auf, die auf den Trommeln 7 aufgewickelt und nacheinander in den Filtrierbereich 8 verfahrbar sind.
In Luftströmungsrichtung vor dem Filterband 6 ist ein Sensor 11 angeordnet, der eine Zusammensetzung des zu reinigenden Luftstroms 4 erfasst. Eine einen Mikroprozessor aufweisende Steuerung 12 bestimmt in Abhängigkeit der durch den Sensor 11 bestimmten Zusammensetzung des Luftstroms 4 ein zum Reinigen des Luftstroms 4 geeignetes Filtermedium 10 und verfährt dieses Filtermedium 10 mittels der Motoren 9 in den Filtrierbereich 8. Zwischen der Steuerung 12 und dem Sensor 11 kann ein Steuergerät 13 des Kraftfahrzeugs 2 angeordnet sein, wobei die Steuerung 12 und das Steuergerät 13 ebenso einstückig ausgeführt sein können.
Die Steuerung 12 ist ferner eingerichtet, das Filterband 6 mittels von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs 2 und/oder mittels einer Mobilfunk- und/oder Internetbasierten Kommunikationsverbindung erhaltenen Anweisungen zu verfahren. Zudem kann die Steuerung 12 in Abhängigkeit von durch das Kraftfahrzeug 2 oder durch die Mobilfunk- und/oder Internetbasierte Kommunikationsverbindung erhaltenen Wetterdaten ein jeweils zum Reinigen des Luftstroms 4 bestmöglich geeignetes Filtermedium 10 auswählen und in den Filtrierbereich 8 verfahren. Darüber hinaus kann das Filterband 6 in Abhängigkeit eines Standorts des Kraftfahrzeugs 2 mittels von der Steuerung 12 gefassten GPS-Standortdaten verfahren werden, um beispielsweise anhand einer durch das Kraftfahrzeug 2 zurückgelegten Fahrstrecke ein jeweils zum Reinigen des Luftstroms 4 am aktuellen Standort des Kraftfahrzeugs 2 bestmöglich geeignetes Filtermedium 10 in den Filtrierbereich 8 zu verfahren. Ebenso ist denkbar, dass eine Mehrzahl Fahrzeuge 2 mit jeweiligem Rollbandluftfilter 1 und Sensor 11 miteinander vernetzt sind, um sich gegenseitig über die am aktuellen Standort des Kraftfahrzeugs 2 vorherrschende Luftqualität zu informieren. Entsprechend der erhaltenen Information kann ein Kraftfahrzeug 2 „vorrauschauend“ ein geeignetes Filtermedium 10 auswählen und in den Filtrierbereich 8 verfahren.
Um das Abscheidevermögen der Filtermedien 10 zu erhöhen, können diese parallel zur Wickelachse der Trommeln 7 riliert, wellig geführt und/oder gefaltet ausgebildet sein. Ein innerhalb der Trommeln 7 vorhandener Hohlraum lässt sich verwenden, um in dem Hohlraum einen Duftstoff und/oder ein Flüssigkeitsreservoir 14 mit einer Flüssigkeit vorzuhalten, durch welches die Filtermedien 10 in einer für Insassen des Kraftfahrzeugs 2 angenehmen Weise aromatisiert und/oder befeuchtet werden können. Durch Beaufschlagen des Filterbandes 6 mit einer Vibrationsbewegung durch die Trommeln 7 lassen sich durch die Filtermedien 10 abgereinigte Schwebstoffe und Partikel von diesen abschütteln, um die Lebensdauer des Filterbandes 6 zu erhöhen.
Im Ergebnis lässt sich durch den Rollbandluftfilter 1, ein entsprechendes Verfahren und/oder die Luftfilteranordnung auf dem Filterband 6 vorgesehene unterschiedliche Filtermedien 10 bedarfsweise und automatisiert in den Filtrierbereich 8 verfahren, um abhängig von einem jeweiligen Standort des Kraftfahrzeugs 2 unerwünschte Schwebstoffe und Partikel unterschiedlichster Zusammensetzungen optimal abscheiden zu können. Zudem wird durch den Rollbandluftfilter 1 die Lebensdauer hochwertiger und oftmals teurer Filtermedien 10 verlängert, so dass Wartungskosten des Kraftfahrzeugs 1 reduziert werden.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind lediglich Beispiele, die im Rahmen der Ansprüche auf vielfältige Weise modifiziert und/oder ergänzt werden können. Jedes Merkmal, das für ein bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, kann eigenständig oder in Kombination mit anderen Merkmalen in einem beliebigen anderen Ausführungsbeispiel genutzt werden. Jedes Merkmal, dass für ein Ausführungsbeispiel einer bestimmten Kategorie beschrieben wurde, kann auch in entsprechender Weise in einem Ausführungsbeispiel einer anderen Kategorie eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

Rollbandluftfilter	1
Kraftfahrzeug	2
Fahrzeuginnenraum	3
Luftstrom	4
Basisfilter	5
Filterband	6
Trommel	7
Filtrierbereich	8
Motor	9
Filtermedium	10
Sensor	11
Steuerung	12
Steuergerät	13
Flüssigkeitsreservoir	14

Claims

Rollbandluftfilter (1) zum Reinigen eines Luftstroms (4), mit einem Filterband (6) und zwei parallel zueinander angeordneten Trommeln (7), wobei ein Teil des Filterbands (6) auf den Trommeln (7) aufgewickelt ist, ein anderer Teil des Filterbands (6) zwischen den Trommeln (7) einen mit dem Luftstrom (4) beaufschlagten Filtrierbereich (8) durchläuft und das Filterband (6) durch mindestens eine der Trommeln (7) verfahrbar ist, und das Filterband (6) eine Mehrzahl unterschiedlicher, in den Filtrierbereich (8) verfahrbarer Filtermedien (10) umfasst.
Rollbandluftfilter (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Filtermedien (10) Zellulose, Zellulose mit Synthesefaseranteilen, Synthesefaser- oder Synthesefasermischmedien, Nanofasern, Polytetrafluorethylen, Glasfaser, Aktivkohle, Zeolithe, Ionenaustauscher, Silikagel, Siebe, Gitter, Meltblown/Spunbond-Medien, biofunktionale Schichten und/oder Medien mit funktionaler Ausrüstung gegen Bakterien, Viren, Allergenen und/oder Pilzen umfassen.
Rollbandluftfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei unterschiedliche Filtermedien (10) übereinander auf dem Filterband (6) angeordnet sind und/oder das Filterband (6) wenigstens einen Filtermedium-freien Abschnitt umfasst.
Rollbandluftfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filtermedien (10) das Filterband (6) abschnittsweise bedecken und nacheinander mehrere Abschnitte des gleichen Filtermediums (10) und/oder unterschiedliche Filtermedien (10) in den Filtrierbereich (8) verfahrbar sind.
Rollbandluftfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vorzugsweise die Trommeln (7) das Filterband (6) mit einer Vibrationsbewegung zum Abreinigen des Filterbands (6) beaufschlagen und/oder eine Einrichtung zum mechanischen Abreinigen des Filterbands (6) vorgesehen ist.
Rollbandluftfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem insbesondere in Luftströmungsrichtung vor dem Filterband (6) angeordneten Sensor (11) zum Bestimmen einer Zusammensetzung des zu reinigenden Luftstroms (4), insbesondere eines Dezipolmeters, und einer mit dem Sensor (11) verbundenen Steuerung (12) eingerichtet das Filterband (6) in Abhängigkeit der Zusammensetzung zu verfahren.
Rollbandluftfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche für ein Kraftfahrzeug (2), mit einer Steuerung (12) eingerichtet, das Filterband (6) in Abhängigkeit von Wetterdaten, Standortkoordinaten des Kraftfahrzeugs (2) und/oder erhaltenen Anweisungen, insbesondere durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs (2), zu verfahren.
Rollbandluftfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filtermedien (10) parallel zur Wickelachse der Trommeln (7) riliert, wellig geführt und/oder gefaltet ausgebildet sind.
Rollbandluftfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei insbesondere wenigstens eine der Trommeln (7) mit einem Duftstoff zum Aromatisieren der Filtermedien (10) versehen ist und der Duftstoff insbesondere innerhalb der Trommel (7) vorgesehen ist.
Rollbandluftfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Flüssigkeitsreservoir (14), insbesondere eine Kartusche, zum Befeuchten der Filtermedien (10) und/oder des Luftstroms (4) insbesondere an dem Filtrierbereich (8).
Rollbandluftfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens einem Motor (9), insbesondere einem Servomotor, zum Antreiben wenigstens einer der beiden Trommeln (7), wobei der Motor (9) insbesondere innerhalb der Trommel (7) angeordnet ist.
Luftfilteranordnung mit wenigstens einem Rollbandluftfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem dem Filtrierbereich (8) in Luftströmungsrichtung vor- und/oder nachgeordnetem Basisfilter (5) oder mit wenigstens zwei in Luftströmungsrichtung nachgeordneten Rollbandluftfiltern (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Luftfilteranordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Basisfilter (5) als Filtermatte, als plissiertes Flachfilterelement, als Sternfalte und/oder als Wickelelement ausgeführt ist.
Verfahren zum Reinigen eines Luftstroms (4), mit einem Filterband (6) und zwei parallel zueinander angeordneten Trommeln (7), wobei ein Teil des Filterbands (6) auf den Trommeln (7) aufgewickelt ist, ein anderer Teil des Filterbands (6) zwischen den Trommeln (7) einen mit dem Luftstrom (4) beaufschlagten Filtrierbereich (8) durchläuft und das Filterband (6) durch mindestens eine der Trommeln (7) verfahrbar ist, und an dem Filterband (6) eine Mehrzahl unterschiedlicher Filtermedien (10) vorgesehen sind, und mit dem Schritt: Verfahren unterschiedlicher Filtermedien (10) in den Filtrierbereich (8).