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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung zur Ausrüstung einer
Belüftungs-, und/oder
Heizungs- und/oder Klimaanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
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Eine
Filtervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist zum Beispiel
aus der Druckschrift
DE-A-40
04 343 bekannt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtervorrichtung vorzuschlagen,
die sich bei ihrem Einsetzen in eine Anlage verformen lässt, um eine
nicht ebene Form ihrer Aufnahme in der Anlage zu berücksichtigen.
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Eine
Filtervorrichtung umfasst im Allgemeinen einen Rahmen, der wenigstens
teilweise ein Filtermedium umgibt; dieser Rahmen weist grundsätzlich zwei
Längselemente,
wie etwa Wände,
auf, zwischen denen sich das Filtermedium erstreckt, wobei es beispielsweise
durch Aufformen oder durch Schweißen daran befestigt ist. Um
das in der Regel biegsame Filtermedium zu halten, ist der Rahmen starr
vorgesehen, und das Einsetzen der Filtervorrichtung in die Anlage
gestaltet sich nicht immer einfach, wenn diese nicht eben ausgeführt ist.
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Um
der nicht ebenen Form der Aufnahme in der Anlage Rechnung zu tragen,
ist vorgeschlagen worden, die Längselemente
aus mehreren Teilen auszuführen;
diese werden durch das biegsam ausgeführte Filtermedium zusammengefügt, wobei
die besagten Teile gewissermaßen
im Verhältnis
zueinander gelenkig um ein durch das Filtermedium gebildetes Gelenkbank
gelagert sind, wodurch das Einsetzen der Filtervorrichtung in ihre
Aufnahme erleichtert wird.
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Eine
derartige Anordnung führt
daher bei der Benutzung zu völlig
zufriedenstellenden Ergebnissen.
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Sie
weist jedoch den Nachteil auf, dass die Filtervorrichtung in sich
keine ausreichende Stabilität für ihre Handhabung
bietet, vor allem bei ihrer Herstellung, bei verschiedenen Kontrollen
oder sonstigen Vorgängen,
wie beispielsweise bei der Verpackung.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil
abzustellen.
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Erfindungsgemäß ist eine
Filtervorrichtung zur Ausrüstung
einer Belüftungs-,
und/oder Heizungs- und/oder Klimaanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
mit einem starren Rahmen, der wenigstens teilweise ein Filtermedium
umgibt, wobei der besagte Rahmen wenigstens zwei Längselemente
umfasst, zwischen denen sich das Filtermedium erstreckt, indem es
daran befestigt ist, wobei jedes der Längselemente aus wenigstens
zwei Teilen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Teile ein und
desselben Längselements
außerdem
durch einen durchtrennbare Steg verbunden sind, der dazu bestimmt
ist, bei der ersten Benutzung der Vorrichtung abzubrechen.
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Vorteilhafterweise
besteht jedes Element aus wenigstens drei Teilen, wobei die durchtrennbaren
Stege in Diagonalen angeordnet sind, das heißt, dass die einem Längselement
entsprechenden durchtrennbaren Stege im Verhältnis zu den dem anderen Längselement
entsprechenden durchtrennbaren Stege in Längsrichtung versetzt sind,
so dass die Stege sicher abbrechen.
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Vorzugsweise
sind in einem gleichen Querschnitt die zwei Teile auf einer Seite
durch einen oberen durchtrennbaren Steg und auf der anderen Seite durch
einen unteren durchtrennbaren Steg verbunden.
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Die
zwei Teile eines der besagten Längselemente
weisen vorteilhafterweise in Höhe
des durchtrennbaren Stegs, in einem Abstand zu diesem, komplementäre Abstützmittel
auf.
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Das
Filtermedium umfasst vorteilhafterweise eine Faservliesmatte, die
aus einem Krempelvlies besteht.
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Das
Krempelvlies bildet vorzugsweise eine einheitliche Lage.
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Die
Faservliesmatte ist vorzugsweise auf der Basis von Langfasern ausgeführt ist,
deren Länge vorzugsweise
mindestens gleich 38 mm ist.
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Die
besagten Langfasern weisen vorteilhafterweise einen mittleren Durchmesser
größer oder gleich
10 μm auf.
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Die
besagten Langfasern bestehen vorzugsweise aus Thermoplast.
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Bei
den besagten Langfasern handelt es sich vorteilhaftweise um Polypropylenfasern.
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Das
Filtermedium ist vorteilhafterweise gefaltet.
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Der
Rahmen besteht vorzugsweise aus Kunststoff; bei dem Kunststoff des
Rahmens handelt es sich um Acrylnitril-Butadien-Styrol.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
stellt sich daher vorteilhafterweise in Form einer Kassette dar, die
sich beim Einsetzen in eine Belüftungs- und/oder Heizungs-
und/oder Klimaanlagen in allen Richtungen verformen lässt, wodurch
die entsprechenden Arbeiten erheblich vereinfacht werden, vor allem wenn
sich die Zugänglichkeit
zur Aufnahme der Filtervorrichtung problematisch gestaltet.
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Dank
der Gestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weist diese außerdem
eine gewisse Stabilität
auf, die ihre Handhabung erleichtert.
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Darüber hinaus
hat die vorliegende Erfindung die Verwendung einer wie vorstehend
ausgeführten
Filtervorrichtung zur Ausrüstung
einer Belüftungs-,
und/oder Heizungs- und/oder Klimaanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
zum Gegenstand, wobei diese Verwendung darin besteht, den/die besagten
durchtrennbaren Steg(e) abzubrechen, indem die besagte Vorrichtung
in ihre im Gerät
vorgesehene Aufnahme eingesetzt wird, wobei die besagte Aufnahme
nicht eben ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen. Darin zeigen im Einzelnen:
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1:
eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung;
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die 2 und 3:
vergrößerte Ansichten der
Ausschnitte II und III von 1;
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4:
eine ähnliche
Ansicht wie 2 zur Darstellung einer Variante.
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Die
Filtervorrichtung 10 umfasst ein als Partikelfilter dienendes
Filtermedium 11, das durch eine Faservliesmatte gebildet
wird, die aus einem einlagigen Krempelvlies besteht. Das Filtermedium 11 ist hier
gefaltet.
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Die
besagte Faservliesmatte ist auf der Basis von Langfasern ausgeführt, deren
Länge vorzugsweise
wenigstens gleich 38 mm ist. Die besagten Langfasern weisen einen
mittleren Durchmesser größer oder
gleich 10 μm
auf. Die besagten Fasern bestehen aus Thermoplast, hier aus wirtschaftlichen Gründen aus
Polypropylen.
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Die
Faservliesmatte kann mit einem Gitter, beispielsweise aus Polypropylen,
verbunden sein. Dieses ist bezogen auf die Strömungsrichtung der Luft in der
Filtervorrichtung 10 hinten angeordnet.
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Das
Filtermedium 11 kann mit zwei, ebenfalls gefalteten, Gittern
verbunden sein.
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Dieses
Gitter bzw. diese Gitter können
mit der Faservliesmatte fest verbunden sein oder nicht. Wenn sie
mit der besagten Matte fest verbunden sind, kann diese feste Verbindung,
die auch nur teilweise ausgeführt
sein kann, beispielsweise durch Ultraschallschweißen, durch
Verkleben, durch mechanische Verfestigung, insbesondere mittels
Wasserstrahl, oder sonstige Verfahren erfolgen.
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Die
Filtervorrichtung 10 kann einen Partikelfilter oder einen
sogenannten kombinierten Filter bilden, das heißt sowohl einen Partikelfilter
als auch einen Filter zum Ausfiltern von gesundheitsschädlichen
Gasen. In diesem Fall werden Gasadsorptionsmittel hinzugefügt.
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Die
besagten Gasadsorptionsmittel können ein
Aktivkohlebett oder ein biegsames Kohlenstoffgewebe umfassen, das
in der gleicher Weise gefaltet ist.
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Es
ist ein Rahmen 12 vorgesehen, um die verschiedenen Bestandteile
der Filtervorrichtung zu halten. Der Rahmen besteht hier aus durchtrennbarem
Kunststoff.
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Der
Rahmen 12 umfasst zwei Längselemente oder Seitenwände 13, 14,
die durch Aufformen die Längskanten
des Filtermediums 11, hier die V-förmigen Enden der Falten des
gefalteten Filtermediums 11, abdecken.
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In
dem dargestellten Beispiel bestehen die Seitenwände 13, 14 jeweils
aus drei Teilen 13A, 13B, 13C, 14A, 14B, 14C,
die durch einen Zwischenbereich 15 getrennt sind, auf dessen
Höhe das
Filtermedium 11 ein biegsames Gelenkband 16 bildet,
so dass die drei so gebildeten Filterelemente um die besagten Gelenkbänder 16 herum
aneinander angelenkt sein können.
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Die
Verformung der Filtervorrichtung 10 wird durch die natürliche Verformung
des biegsamen Filtermediums 11 und durch die Verformung
des Rahmens 12, insbesondere seiner Seitenwände 13, 14, ermöglicht,
die sich aufgrund ihrer dreiteiligen Gestaltung in ihrer Ebene verformen
können.
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Aufgrund
der vorstehend beschriebenen Gestaltung des Filters weist dieser
interessante Biegsamkeitseigenschaften auf, die es ermöglichen,
ihn zu krümmen,
um den Filter leichter in eine Heizungs- und/oder Belüftungs- und/oder Klimaanlage
eines Kraftfahrzeugs einsetzen zu können. Dies ist ganz besonders
vorteilhaft, wenn sich die Zugänglichkeit zur
Aufnahme des Filters schwierig gestaltet, wie dies sehr oft der
Fall ist.
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Um
eine derartige Filtervorrichtung 10 mit getrennten Filterelementen
zu erhalten und um ihre Eigenstabilität vor der Benutzung sicherzustellen, sieht
die vorliegende Erfindung vor, eine Filtervorrichtung 10 zugrunde
zu legen, bei der die Teile von Längselementen der Filterelemente
durch einen durchtrennbaren Steg verbunden sind, der dazu bestimmt
ist, bei der ersten Benutzung abzubrechen.
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Das
Einsetzen der Filtervorrichtung gestaltet sich natürlich umso
einfacher, insoweit die Stege entweder im Zuge des Einsetzvorgangs
oder vor dem Einsetzen durch vorheriges Falten sicher abbrechen.
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Diese
Stege sind definitionsgemäß dünner als
die Teile der Seitenwände
des Rahmens. Im Einzelnen haben in den veranschaulichten Figuren
die Stege eine geringere Höhe
als die Teile der Seitenwände 13, 14.
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Dazu
werden die besagten Stege 17 entsprechend angeordnet, so
dass nicht nur die Drehung der benachbarten Teile um die Gelenkbänder 16,
sondern auch eine gewisse Torsion zwischen ihnen genutzt wird.
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In
einer zu den Wänden 13 und 14 senkrechten
Querebene sind die durchtrennbaren Stege daher diagonal angeordnet,
das heißt,
dass sie in Längsrichtung
versetzt sind. In 1 zeigen die Ausschnittsumrahmungen II das
Vorhandensein eines durchtrennbaren Stegs 17, während die
Ausschnittsumrahmungen III, die den Umrahmungen II quer
gegenüber
liegen, das Nichtvorhandensein eines solchen Stegs andeuten. Das
bedeutet folgendes: Insoweit es sich beispielsweise um zwei Filterelemente
handelt, die auf einer Seite die Teile 13A, 13B und
auf der anderen Seite die Teile 14A und 18B umfassen,
sind nur die Teile 13A und 13B durch einen durchtrennbaren
Steg miteinander verbunden. Ebenso sind die Teile 14B und 14C durch
einen durchtrennbaren Steg 17 miteinander verbunden, während dies
bei den Teilen 13B und 13C nicht der Fall ist.
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Man
könnte
auch die vorgenannten Teile miteinander verbinden, die hier nicht
verbunden sind; aber in diesem Fall befindet sich auf einer Seite
der Steg an einer als höher
bezeichneten Stelle, während sich
der andere an einer tieferen Stelle befindet, und zwar jeweils in
einem gleichen Querschnitt. Während daher
die Teile 14B und 14C durch einen Steg 17 an einer
höheren
Stelle, bezogen auf die Figur, miteinander verbunden sind, könnten die
Teile 13B und 13C durch einen Steg 17 an
einer tieferen Stelle miteinander verbunden sein, wie dies in 3 durch
gestrichelte Linien angedeutet ist.
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Außerdem könnte man
auf der Seite, auf der sich ein durchtrennbarer Steg befindet, in
einem Abstand von diesem, komplementäre Abstützmittel 18, 19 vorsehen,
die an zwei benachbarten Teilen, etwa an den Teilen 13A und 13B,
wie in 4 veranschaulicht, angebracht sind.
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Dadurch
wird gleich zu Beginn der relativen Verformung der Teile 13A und 13B jede
durch diese Verformung bedingte Beanspruchung unmittelbar auf den
Steg 17 konzentriert, der daraufhin sicher durchbricht.
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Mit
der Ausführung
eines Rahmens 12 aus Acrylnitril-Butadien-Styrol sind sehr
gute Ergebnisse erzielt worden.
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Die
Ausführung
der Faservliesmatte kann wie folgt vorgenommen werden.
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Es
werden Polypropylenfasern mit einer Feinheit von 1,7 dtex (Durchmesser
14 μm),
die auf eine Länge
von 40 mm zugeschnitten sind, in einen Mischer eingeführt.
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Die
erhaltene Fasermischung wird anschließend in einen Entklumper und
danach in einen Lagerbehälter
eingeführt,
bevor sie mittels einer Doppelabnehmer-Wollkrempel gekrempelt wird,
die mit einer Wirrfaser-Verwirreinrichtung
ausgerüstet
ist, um ein isotropes Krempelvlies zu erhalten.
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Beim
Verlassen der Krempel wird das Krempelvlies in einen Verdichter
eingeführt,
um eine Vlieslage zu bilden.
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Die
Parameter der Krempel und des Verdichters sind so gewählt, dass
sich ein Vlies oder Faservlies mit einer flächenbezogenen Masse von etwa
20 bis etwa 150 g/m2 ergibt.
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Das
Vlies oder Faservlies wird auf einem Band abgelegt und anschließend durch
einen Vorgang zur Wasserdruckbindung verfestigt.
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Der
Vorgang zur Wasserdruckbindung besteht darin, durch das auf einer
Drehtrommel aufgebrachte Vlies oder Faservlies sehr dünne Wasserstrahlen
unter hohem Druck (40 bis 200 bar), hindurchtreten zu lassen.
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Durch
das Abprallen auf der Trommel bewirken die Wasserstrahlen eine Verschlingung
der Fasern, wodurch das Vlies oder Faservlies eine hohe mechanische
Festigkeit erhält,
ohne dadurch eine entsprechende Erhöhung seiner Dichte zu bewirken.
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Nach
dem Aufenthalt in einem Trockenofen wird das Vlies oder Faservlies
aufgewickelt.
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Anschließend wird
das Vlies oder Faservlies aufgenommen, um es einen Faltvorgang durchlaufen zu
lassen.
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Die
Erfindung kommt außerdem
in dem Fall zur Anwendung, in dem das Filtermedium 11 seitlich aus
dem Rahmen 12 hervortritt, so dass dieser im Verhältnis zum
Filtermedium 11 leicht zurückversetzt ist, wie dies in
der am 28. Juli 2000 unter der Nummer 00 09 982 eingereichten französischen
Patentanmeldung beschrieben wird.
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Wie
dies an sich bekannt ist, kann natürlich eine Dichtung zu den
Längselementen 13, 14 hinzugefügt werden.
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Es
ist darauf hinzuweisen, dass der Rahmen hier eine insgesamt rechteckige
Form hat. Es ist natürlich
auch möglich,
dass dieser Rahmen nur die zwei Seitenwände 13, 14 aufweist.
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In
allen Fällen
ist die Filtervorrichtung vor ihrem Einbau in der Aufnahme der Anlage
handhabbar und transportierbar. Diese Vorrichtung lässt sich dank
der durchtrennbaren Stege einfach in die besagte Aufnahme einbauen,
so dass nach dem Abbrechen der Stege die Seitenwände gelenkig um die durch das
Filtermedium gebildeten Gelenkbänder eingesetzt
sind. Vorzugsweise wird zumindest ein Teil der Stege unmittelbar
vor dem Einbau der Filtervorrichtung in ihrer Aufnahme gezielt abgebrochen.
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Die
Erfindung ermöglicht
eine Standardisierung der Filtervorrichtung, die sich auch in eine
ebene Aufnahme ohne Abbrechen der Stege einsetzen lässt, deren
Höhe von
den jeweiligen Anwendungen abhängig
ist.