DE2304990A1 - Filtereinheit - Google Patents

Description

• Filtereinheit Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Abgasreinigung und insbesondere auf eine Filtereinheit für solche Einrichtungen.
• In manchen Ländern ist es bereits Vorschrift, daß alle Kraftfahrzeuge mit Vorrichtungen ausgerÜstet sind, durch die die Menge an schädlichen Gasen und Kohlenwasserstoffen, die infolge der Verdampfung aus ihren Treibstofftanks und Vergasern auftreten und an die Atmosphäre abgegeben werden, beschränkt wird. Es wurden schon viele Vorschläge zur Lösung dieses Problems gemacht und verschiedene Vorrichtungen hergestellt, mit welchen es möglich ist, das Austreten von Kohlenwasserstoffen in die Atmosphäre zu beschränken. Bei dem größten Teil dieser Vorrichtungen wird granulierte Aktivkohle verwendet. Die Verwendung von granulierter oder gekörnter Kohle verursacht jedoch Probleme, die einer Lösung beddrfent wenn die Vorrichtung mit einem guten Wirkungsgrad arbeiten soll. Eines der Hauptprobleme besteht darin, die gekörnte Kohle in so dichter Packung zu halten, daß sich dann, wenn die Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist, beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Fahrzeugs keine großen Hohlräume bilden. Schwingungen führen dazu, daß die Kohlekörner schließlich ein Volumen ausfüllen, das gerinqer ist als das Volumen, das bei der Herstellung der Vorrichtung erforderlich gewesen ist.
• Es wurden bereits mehrere verschiedene Maßnahmen zur Beseitigung der Schwierigkeiten vorgeschlagen, die durch das Absetzen der Körner oder Granulate verursacht werden, beispielsweise ein Behälter, in dem die Kohlekörner zwischen federbelasteten Begrenzungsplatten zusammengehalten werden.
• Durch derartige Maßnahmen werden zwar die oben genannten Schwierigkeiten ausgeschaltet, aber die bekanntgewordenen speziellen Bauarten oder Konstruktionsformen sind durch Nachteile anderer Art belastet, und zwar solche, die durch die Schwierigkeit und Aufwendigkeit ihrer Herstellung bedingt sind.
• Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung einer Filtereinheit für Einrichtungen zur Reinigung von Abgasen, die sich durch einfache Konstruktion auszeichnet, sich leicht herstellen läßt und wohlfeil ist.
• Gegenstand der Erfindung ist eine Filtereinheit aus einem Gehäuse mit einem Füllmaterial, das gasförmige Kohlenwasserstoffe zu absorbieren vermag, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie wenigstens ein gewölbtes elastisch federndes Element zum Zusammendrücken des Füllmaterials, einen Einlaß im Gehäuse für die Zuführung der gasförmigen Kohlenwasserstoffe zu dem Füllmaterial und einen Auslaß im Gehäuse für die Abführung der Gase aufweist, nachdem diese durch wenigstens einen Teil des Füllmaterials hindurchgegangen sind.
• Vorzugsweise besteht das Füllmaterial aus Aktivkohlekörnern, es kann aber auch Schichten aus kohlehaltigem Gewebe oder anderem Kohlenwasserstoff absorbierendem Material aufweisen.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht einer Filtereinheit gemäß der Erfindung; Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Filtereinheit; Fig. 3 eine Draufsicht auf die Filtereinheit der Fig. 1 in der das obere gewölbte Element zum Zusammenhalten des Filtermaterials unter Druck gezeigt ist In den Figuren weist die Filtereinheit 1 ein zylindrisches Gehäuse 2 mit Füllmaterial in Form von aktivierten Kohlekdrnern, das durch ein oberes gewölbtes Element 3 zusammengesdrückt, bzw. unter Druck gehalten ist, und ein unteres gewölbtes Element 4 auf. Die gewölbten Elemente stimmen im wesentlichen in ihrem Aufbau überein und weisen jeweils ein Form- oder Preßteil aus elastisch federnden Material mit radial verlaufenden Rippen 5 und einer entlang des Umfangs verlaufenden Rippe 6 auf, die zwischen sich Sektoren 7 aus Filtermaterial und gesponnenem, nicht gewebtem Kunststoff begrenzen, um Staub und Schmutz von der Kohle fernzuhalten. Das obere Element hat lediglich vier von der Umfangsrippe 6 vorstehende Ansätze 8, die mit entsprechenden, in der Wandung des Gehäuses 2 ausgebildeten Schlitzen 9 in Eingriff stehen.
• Der untere Teil des Gehäuses 2 hat einen Teil 10 mit einem kleineren Durchmesser, der zusammen mit dem übrigen Gehäuse einen Innenflansch 11 bildet.
• Das untere gewölbte Element 4 wird mit seiner gekrummten Fläche nach oben in das Gehäuse 2 eingesetzt, bis seine Umfangsrippe 6 auf dem Flansch 11 aufsitzt. Das Gehäuse wird dann bis zu einer vorbestimmten Höhe mit aktivierten Kohlenkörnern 12 gefüllt, das Gehäuse in Schwingung gesetzt, damit sich die Kohlekörner absetzen, und dann wird das obere gewölbte Element 3 nach unten auf die Kohlekörner gedrückt, bis seine Ansätze 8 in die entsprechenden Schlitze 9 einschnappen; hierbei wird das Gehäuse vorzugsweise gleichzeitig in Schwingungen versetzt oder geschüttelt, um dadurch eine Mulde für die nach unten ausgerichtete, gekrümmte Oberfläche des oberen gewölbten Elements 3 zu schaffen.
• Vorzugsweise sind Scheiben 13 aus Polyurethan jeweils zwischen die gekrümmten Oberflächen der oberen und unteren gewölbten Elemente und die Kohlenkörner eingesetzt, wodurch ein Schleifen oder Scheuern der Kohlekörner an dem Filter verhindert ist.
• Der Teil 10 weist erste und zweite Einlässe 14 und 15 zum Anschließen an die Entlüftungsleitung eines Kraftstofftanks über einen Dampf-Flüssigkeits-Abscheider und die Schwimmerkammer eines Vergasers und einen Auslaß 16 zum Ankuppeln an einen Ansaugkriimmer des Kraftfahrzeugs auf.
• Das Gehäuse 2 sowie die Elemente 3 und 4 sind alle aus Nylon oder aus einer besonderen Nylonsorte, die sich zum Strangpressen und Spritzguß eignet (Zytel R> oder irgendeinem anderen Kunststoff, um die Formbeständigkeit beizubehalten und um die Kohlekörner Über einen großen Bereich der Betriebstemperaturen von beispielsweise -40 0C bis +120 0C (-40 0F bis 250 OF) zu tragen. Ebenso muß das Material, aus dem die Teile der Filtereinheit hergestellt sind, dem Angriff von Benzin, Schmieröl und von der Straße hochgeworfenen Staub und Schmutz widerstehen.
• Das Gehäuse 2 weist VorsprÜnge oder Ansätze 17 auf, in die Befestigungsbügel oder -laschen zur Halterung der Filtereinheit am Rahmen eines Kraftfahrzeugs eingreifen.
• Die gewölbten Elemente können auch ohne die in radialer Richtung verlaufenden Rippen 5 als ein Sieb ausgebildet sein. Jedes Element kann dann in einem Stück hergestellt sein, das perforiert ist und aus einem Material entsprechend der Dicke hergestellt ist, um den geforderten Elastizitätsgrad zu schaffen, um die eingefüllten Kohlekörner unter Druck zu halten, so daß, wenn beim Gebrauch die Kohlekörner aufgrund von Bewegung ein kleineres Volumen einnehmen, die- gekrümmte Oberfläche der gewölbten Elemente sich aufeinander-zu bewegen, um die Scheiben 13 aus Polyurethan in satter Anlage mit den Kohlekörnern zu halten und um dadurch sich ausbildende Hohlräume zu vermeiden.
• Statt zwei gewölbte Elemente kann auch nur ein gewölbtes Element, vorzugsweise das obere Element, verwendet werden; hierbei weist dann das untere Element eine starre, unnachgiebige Platte auf, die auf dem Innenflansch 11 aufsitzt. Statt eines Flansches kann das Gehäuse 2 auch über seine gesamte Länge den gleichen Durchmesser besitzen; das untere Element ist dann ähnlich wie das obere Element durch mit Schlitzen in Eingriff stehenden Ansätzen oder durch andere Einrichtungen in einer bestimmmten, vorgesehenen Lage gehalten und befestigt.
• Weiterhin kann anstelle der aktivierten Kohlekörner eine Anzahl von Scheiben aus kohlehaltigem Gewebe verwendet werden, das wiederum durch die oberen und unteren gewölbten Elemente unter Druck zusammengepreßt gehalten wird. Jede Scheibe aus kohlehaltigem Gewebe kann in einem Ring gebildet werden, und eine Anzahl Filterelemente kann dadurch erhalten werden, daß eine Scheibe über die andere gestapelt wird; die Stärke des oberen und unteren Rings ist dann jeweils so gewählt, daß er mit einem ringförmigen Teil der gewölbten Elemente nahe ihren Rändern in Anlage kommen, wobei aber unterbunden ist, daß der Scheitel des gewölbten Teils des Elements das kohlenhaltige Gewebe berührt. Andererseits können auch gesonderte obere und untere im Abstand zueinander angeordnete Ringe verwendet werden, zwischen denen die kohlehaltigen Gewebefilterelemente Übereinander geschichtet sind und durch die oberen und unteren gewölbten Elemente unter Druck bzw. zusammengedrückt gehalten sind; hierbei ist die Druckkraft so gewählt, daß die Ringe oder die oberen und unteren Räume sich etwas ausdehnen können, um dadurch eine Abdichtung mit der Innenfläche des Gehäuses 2 zu schaffen.
• Die vorerwähnte Ausführungsform von aufeinander gestapelten Filterelementen ist in den britischen Patentanmeldungen 53 244/71 und 57 873/71 beschrieben.
• Obwohl vorstehend ausgeführt ist, daß die Filtereinheit aus Kunststoff hergestellt ist, kennen selbstverständlich auch andere Materialien verwendet werden, die den vorerwähnten Umgebungsbedingungen widerstehen und sie aushalten.

Claims (5)

Patentansprüche

1. Filtereinheit aus einem Gehäuse mit einem FÜllmaterial, as gasförmige Kohlenwasserstoffe zu absorbieren vermag, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial durch zumindest ein qewölbtes elastisch federndes Element (3 oder 4) unter Druck gehalten ist und daß das Gehäuse (2) einen Einlaß zur Zuführung der gasförmigen Kohlenwasserstoffe zu dem FÜllmaterial und einen Auslaß zur Abführung der Gase aufweist, nachdem diese durch wenigstens einen Teil des Füllmaterials hindurchgeströmt sind.

2. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites gewölbtes elastisch federndes Element (3 oder 4) in dem Gehäuse (2) gegenüber dem ersten gewölbten Element (4 oder 3) angeordnet ist, und daß das Füllmaterial zwischen den beiden gewölbten Elementen (3, 4) zusammengedrückt ist.

3. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial aktivierte Kohlekörner enthält.

4. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites gewölbtes elastisch federndes Element (3 oder 4) in dem Gehäuse (2) gegenÜber dem ersten gewölbten Element (4 oder 3) angeordnet ist, und daß jeweils eine Materialschicht zwischen jedem gewölbten Element und dem Füllmaterial, das aktivierte Kohleteilchen enthält, vorgesehen ist.

5. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial aus einem Stapel von Scheiben aus kohlehaltigem Gewebe besteht und' daß ein Ring zwischen dem gewölbten Element und den Scheiben aus kohlehaltigem Gewebe an der Oberseite des Stapels vorgesehen ist, wobei die Dicke des Ringes so gewählt ist, daß eine Abdichtung zwischen dem Ring und dem gewölbten Element geschaffen ist, ohne daß dieses die obere Scheibe aus kohlehaltigem Gewebe berührt.

L e e r s e i t e