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WO2019110780A1 - VERKLEIDUNGSMODUL EINES KRAFTFAHRZEUGS, INSBESONDERE STOßFÄNGERVERKLEIDUNGSMODUL ODER SEITENSCHWELLERVERKLEIDUNGSMODUL, MIT UMGEBUNGSLUFTREINIGUNGSVORRICHTUNG UND KRAFTFAHRZEUG - Google Patents

VERKLEIDUNGSMODUL EINES KRAFTFAHRZEUGS, INSBESONDERE STOßFÄNGERVERKLEIDUNGSMODUL ODER SEITENSCHWELLERVERKLEIDUNGSMODUL, MIT UMGEBUNGSLUFTREINIGUNGSVORRICHTUNG UND KRAFTFAHRZEUG Download PDF

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Publication number
WO2019110780A1
WO2019110780A1 PCT/EP2018/083927 EP2018083927W WO2019110780A1 WO 2019110780 A1 WO2019110780 A1 WO 2019110780A1 EP 2018083927 W EP2018083927 W EP 2018083927W WO 2019110780 A1 WO2019110780 A1 WO 2019110780A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
filter element
filter
ambient air
cleaning device
module according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/083927
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thilo Müller
Thomas Löhl
Sven Epli
Florian Keller
Gunnar-Marcel Klein
Markus Kolczyk
Christoph Schulz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mann and Hummel GmbH
Original Assignee
Mann and Hummel GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mann and Hummel GmbH filed Critical Mann and Hummel GmbH
Publication of WO2019110780A1 publication Critical patent/WO2019110780A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/10—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/48—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects combined with, or convertible into, other devices or objects, e.g. bumpers combined with road brushes, bumpers convertible into beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2275/00—Filter media structures for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2275/20—Shape of filtering material
    • B01D2275/206—Special forms, e.g. adapted to a certain housing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2279/00—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses
    • B01D2279/40—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses for cleaning of environmental air, e.g. by filters installed on vehicles or on streets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/48—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects combined with, or convertible into, other devices or objects, e.g. bumpers combined with road brushes, bumpers convertible into beds
    • B60R2019/486—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects combined with, or convertible into, other devices or objects, e.g. bumpers combined with road brushes, bumpers convertible into beds with air passages, e.g. for cooling

Definitions

  • Cladding module of a motor vehicle in particular bumper cladding module or side sill panel module, with
  • the invention relates to a trim module, in particular a bumper cover module or side skirts panel module, for a motor vehicle, in particular, but not limited to, a road vehicle, such as a passenger car, a bus, a truck, or a rail vehicle, in particular a drive Train or a locomotive having an ambient air cleaning device, which is designed in particular for the separation of dusts, in particular fine dusts, and / or gases sen. Furthermore, the invention relates to the motor vehicle.
  • a road vehicle such as a passenger car, a bus, a truck, or a rail vehicle, in particular a drive Train or a locomotive having an ambient air cleaning device, which is designed in particular for the separation of dusts, in particular fine dusts, and / or gases sen.
  • the invention relates to the motor vehicle.
  • an external air filter which has a weather-resistant plastic housing which is mounted below a front bumper fascia.
  • a pleated filter is arranged as a filter insert.
  • the housing also has in each case an air inlet and an air outlet hood, which are intended to guide the wind so that the filter element can flow through in the vehicle vertical direction.
  • the outside air filter works on the principle of dynamic pressure, with the result that during the drive of the vehicle under the vehicle or under the vehicle depressed air passes through the Lucaseintrittshutze in the filter housing and is filtered by the local filter insert.
  • the filter element can consist of a multi-layered, moisture-resistant material.
  • EP 1 837 066 A2 discloses a motor vehicle with a fine dust extraction system which has suction openings in the form of inlet funnels at various places on its underbody, inter alia on the brakes, the side sills and in the front and rear areas, which are fluidic and filtered are connected to a central negative pressure source, which is arranged in the underbody area. This is a very complex apparatus.
  • DE 10 2016 200 936 A1 discloses a motor vehicle with a particulate matter collecting device which, in an area behind the rear vehicle wheels, has an air guiding structure for guiding the air from the caster, which is partially integrated into a rear bumper of the motor vehicle.
  • the air guiding structure By the air guiding structure, a flow space is formed, in which a filter element not described in detail is arranged.
  • Flow channel can also be provided a fan to ensure air circulation in case of insufficient passive flow.
  • a disadvantage of the known from the prior art ambient air purifiers that are mounted on the front or rear bumper is that they have additional built-in parts that are partially embedded in the bumper and therefore visible from the outside. This is unacceptable for most vehicle customers. Furthermore, due to partially free-standing components of the ambient air purifier, the stringent requirements for pedestrian safety can not be met. Finally, the known ambient air purifiers also have functional disadvantages, since the filter surface provided is small and the cleanable air quantity is therefore also small.
  • the object of the present invention is to provide an improved trim part, in particular a bumper trim part, which has an ambient air cleaner which is as invisible as possible and at the same time has a simple design and can clean the largest possible amount of air.
  • the cladding module according to the invention which may be, for example, a bumper cladding module or a side sill panel module, is suitable for a motor vehicle, in particular road vehicle, in particular a passenger car, bus, truck, or rail vehicle, in particular a multiple-unit, locomotive.
  • the trim module has at least one trim part, which has an inner side, which is designed to point in a mounting state to a motor vehicle body, and has an outer side, which is configured to face the surroundings in the assembled state.
  • the trim part can be connected to the motor vehicle body and has an ambient air cleaning device arranged on its inside, which is designed in particular for removing particles, in particular fine dust, and / or gases from the ambient air.
  • the ambient air cleaning device has at least one filter element receiving space, in FIG the at least one filter element is arranged.
  • the fil terelement At least in its mounting position in the filter element receiving space on the inside of the trim part, the fil terelement has a non-cuboidal shape, which corresponds to an inner shape of the trim part.
  • the non-cuboid shape of the filter element which is adapted to an inner shape of the trim part, allows optimal space utilization on the inside of the trim part, which is important in order to be able to obstruct as much filter material as possible and by means of the Ambient air purifying device to be able to filter large amounts of air as possible.
  • the ambient air cleaning device can consist exclusively of the at least one filter element (passive flow).
  • a filter element holding device such as a releasable fastening means such as a locking connection means or a screw.
  • at least one guide rail can be provided in the lining part, along which the filter element can be pushed for installation. This can for example be accessible from an underbody side, so that a simple service is guaranteed.
  • the invention is not limited to bumper cladding modules and side sill paneling modules, but also covers other cladding modules for the exterior of motor vehicles.
  • the at least one filter element can permanently have the non-cuboidal shape or can occupy it at least during its installation in the assembly position.
  • non-cuboid for example, prismatic, cylindrical, conical, frustoconical, mono- or multi-axial curved bodies can be understood. It has surprisingly been found and verified by means of parametric simulation that a motor vehicle equipped with such a trim module with ambient air cleaning device is able to be regarded as a zero emission vehicle in the balance. Alternatively, embodiments of the cladding module are conceivable - even with less equipment expense - in which optionally only the particulate matter emission of brakes and / or internal combustion engine can be compensated by the ambient air cleaning device.
  • the at least one filter element of the ambient air cleaning device can be completely enclosed by the trim part, at least on the outside. This ensures that it is virtually invisible from the outside, so that a motor vehicle silhouette is not affected, i. a design aspect is not disturbed by the integration of the ambient air cleaning device.
  • the ambient air cleaning device can be accessible in certain embodiments from an underbody side, which makes sense for reasons of service.
  • the trim part can be a bumper trim part, which in particular has an end-side transverse trim area which is designed to cover a vehicle body section in the vehicle transverse direction and has at least one grip area which is designed to to include a vehicle body portion in the vehicle longitudinal direction.
  • the bumper cover member may be a front or rear bumper fascia so that the trim module according to this embodiment is a bumper fascia module.
  • the trim part may be a side sill trim part.
  • the at least one filter element of the ambient air cleaning device may be arranged in the transverse trim area and / or in the encompassing area of the bumper trim part, wherein the ambient air cleaning device preferably has two or more filter elements which are located both in the transverse trim area and are arranged in the Umgriffs Scheme.
  • the transverse cladding region and the cladding region of the bumper cladding part either a coherent complex filter element may be provided or else two or more individual filter elements may be provided which are arranged in the respective regions.
  • the non-cuboidal filter element according to the invention may have a filter medium folded to at least one filter bellows, wherein in particular the filter element is a flat filter element whose filter bellows in particular have a variable pleat height and / or variable bellows height / length.
  • the flat filter element it may be a cylindrical filter element, which may in particular have a conical shape and / or may be star-folded.
  • Other types of folds and / or the omission of individual folds as well as variable fold heights and blending of the bellows are also possible and useful here if this helps to optimally adapt the filter element to the installation space.
  • the at least one filter element can also be a filter tube formed from a filter medium, in particular a folded filter tube. This is per se flexible and particularly well suited to be used in long, narrow space, just like an interior of a trim part.
  • the filter element may be a flexible filter element which is deformable during assembly, in order to convert it into the assembled state with the non-cuboidal shape.
  • the flexible filter element for example, have a pliable side seal, such as a side band of a nonwoven material. If the filter medium is also a nonwoven medium, provision may also be made for the sideband to be made of the same material.
  • the filter element can in this case by og properties quasi be designed as a freeform.
  • At least one air guiding opening can be present in the at least one gripping area and / or in the transverse cladding area.
  • the air guide opening may be present in a region of a headlight surround of the transverse trim area.
  • the transverse trim area pointing to the front or the rear.
  • the air guiding openings can be provided as air inlet or air outlet openings.
  • the air entry may be through an air guide opening in the transverse trim area and an air exit through an air guide opening of the wraparound area.
  • the flow may be just reversed: ie. Air inlet through at least one air duct opening in the Umgriffs Scheme and air outlet through a Lucas arrangementsöff- tion in the transverse skin area, i. towards the outside or towards the inside (for example, to supply the air to an engine compartment behind it in the assembled state).
  • transverse cladding region in the transverse cladding region there may be a coherent covering region of a predetermined height which extends substantially over a width of the bumper covering part, and which is closed on the outside, in which there are no air guiding openings.
  • a space defined on the inside by the transverse region can here be filled to at least 30%, in particular to at least 60% by volume, of the at least one filter element of the ambient air cleaning device.
  • volume fraction is understood to mean the volume of the outer enveloping body with respect to the filter element, without subtracting hollow fractions (eg a center region in the case of a round filter element). Specifically, this does not mean a net volume of filter medium.
  • Said transverse region usually serves to receive a bumper provided on the motor vehicle, in particular with energy-absorbing properties, in particular with a "crash box". It can therefore be provided in particular to fill such volume regions of the space defined by the transverse region on the inside with filter element (s) which, in the assembled state, lie above or below the actual bumper.
  • filter element s
  • at least one fan or blower can be arranged in the trim part, in particular adjacent to the at least one air duct opening of the grip area and / or the transverse trim area.
  • the fan or blower can be an axial, radial or diagonal flow machine. Advantages of a radial design can be seen in the good inte grability on elongated space, so that rotating parts can be obstructed installed, a comparatively large maximum pressure and their good energy efficiency can be seen. In contrast, an axial machine has the advantage that higher volume flows tend to be achievable, although this is offset by a somewhat lower maximum pressure. If a fan or blower is not sufficient, two or more fans or blowers can be connected in parallel or in series to achieve a predetermined volume flow.
  • the fluidic connection can be made such that the at least one filter element of the ambient air cleaning device is arranged on the pressure or suction side of the fan or blower, wherein a suction-side arrangement is preferred, since this usually leads to a lower pressure loss.
  • the cladding module according to the invention is a front bumper module, in particular a pressure side of the fan or blower can be arranged so freely blow-off that in the assembled state an air flow onto the engine compartment of the motor vehicle, e.g. on a heat exchanger, can be directed.
  • At least one air duct may be formed in the trim part, which fluidly connects the at least one filter element of the ambient air cleaning device to the at least one air duct opening and / or to the at least one fan or blower.
  • the air duct may in particular have air guide walls on the inside of the trim part and / or is at least partially designed as a flexible hose line.
  • the at least one filter element is received in the air duct, so that a parting plane of the clean air side is located from the unfiltered air side in the air duct.
  • the filter element has a plurality of wrinkle stabilizing means, which support the filter bellows and are present at a lateral distance of not more than 150 mm from each other.
  • the optional support of the filter bellows by means of pleat stabilizing means addresses two problems, in particular if the bumper cover module according to the invention is a front bumper covering module: Firstly, a filter element arranged there experiences a very high back pressure, and secondly the filter element is exposed to wetness, not only by Precipitation, but also by the effects of cleaning the vehicle, such as a high-pressure cleaner.
  • the above-mentioned challenges can be elegantly solved by a support of the folds of the filter bellows by wrinkle stabilizing means in a maximum distance of 150 mm, so that the filter element survives both a flow at V ma x, eg 180 km / h, preferably> 200 km / h, without damage as well as that an external cleaning action by high-pressure cleaner does not have a damaging effect.
  • wrinkle stabilizing agents a filter element with a classical bellows structure with such mechanical action threatens to package the folds, ie to close the interstices, which leads to a sudden loss of filter surface and thus directly to a corresponding increase in the throughflow resistance and thus corresponding drop in the volume flow.
  • the range of the lateral distance of the wrinkle stabilizing means of not larger than 150 mm may be advantageously limited downwardly such that the distance is preferably greater than 15 mm, preferably greater than 30 mm, otherwise an unfavorable ratio of hidden by the wrinkle stabilizing agent Filter bellows areas and freely permeable areas vorläge.
  • a parallel course has the advantage that it can be easily implemented in the filter element production by continuous manufacturing processes.
  • An arrangement of the wrinkle stabilizing means in the transverse fold direction is also particularly advantageous, since in this case the smallest possible support length between two adjacent folds is realized, which leads to a particularly effective pleat support.
  • the Faltenstabilmaschines- means at least on a clean air side of the filter element, preferably in addition to a raw air side of the filter element present.
  • the filter medium has a bending inherent stiffness of at least 1 Nm 2 , preferably at least 2 Nm 2 . What is meant here is an intrinsic bending stiffness of the filter medium, ie in an unprocessed, ie unfolded, state.
  • the ambient air cleaning device may advantageously have a filter area of at least 1 m 2 , preferably at least 2 m 2 , most preferably at least 4 m 2 .
  • the filter surface can be distributed over one, two or even more individual filter elements.
  • the wrinkle stabilizing means may comprise at least one inner wrinkle stabilizing agent which at least partially engages the wrinkle interstices, preferably fills the interleaved wrinkles.
  • at the inner wrinkle stabilizing agent can be, for example, a continuous adhesive bead and / or an intervening stabilizing comb.
  • a continuous adhesive bead is understood to mean a bead of adhesive which is already applied to the flat filter medium prior to folding and thus extends completely from the fold bottom to the fold tip after folding, ie is designed to be continuous.
  • at least one outer Faltenstabili- stechniksstoff be provided, which is connected at least with each adjacent pleat tips.
  • the outer pleat stabilizing means may comprise at least one bead of adhesive connected at least to the pleat tips, at least one thread connected at least to the pleat tips, and / or at least one stabilizing strip or rib and / or at least one support grid.
  • the outer pleat stabilizing means may also be materially bonded to the pleat tips, which contributes to an optimal introduction of force from the pleat tips into the outer pleat stabilizing means.
  • Such a cohesive connection for example, by welding the outer wrinkle stabilizing means with the filter bellows, in particular the Fal tenspitzen done, in particular by mirror welding.
  • the adhesive bead of the outer wrinkle stabilizing agent is not a continuous bead of adhesive but is superficially connected to the pleat tips.
  • the adhesive beads of the inner and / or outer wrinkle stabilizing means may have a width in a range of 0.5 mm to 12 mm, preferably 1 mm to 8 mm.
  • the pleats of the filter bladder are "folded in a block" such that the pleat spacing is approximately twice the width of the passing glue beads (as inner pleat stabilizing means).
  • Kleberaupen is about a hot melt adhesive into consideration.
  • the filter medium of the filter element of the ambient air cleaning device can have one or more stamping lines, which preferably run in the transverse direction of folding.
  • the rigidity of the folds of the filter bellows is additionally increased by an increase in the area moment of inertia, which additionally contributes to preventing a collapse / compacting of the folds under the action of pressure.
  • the filter element of the ambient air cleaning device has a collapse compressive strength of at least 15 mbar, preferably at least 25 mbar.
  • the ambient air cleaning device has at least one water separation device upstream of the at least one filter element, in particular an inertia separator, such as a lamella separator or swirl separator, the water separation device in particular immediately behind at least one of the Air duct openings may be arranged.
  • an inertia separator such as a lamella separator or swirl separator
  • the filter medium of the filter element of the ambient air cleaning device may be a single-layer or multi-layer filter medium which may be water-resistant. It may be a multi-layer medium, which has at least one drainage layer and / or a pre-separator layer in front in the direction of travel. Alternatively or additionally, the filter medium may comprise or consist of glass fibers and / or plastic fibers, in particular polyester and / or polyethylene and / or polypropylene. Finally, it can also be provided that the filter medium has a porosity gradient in a thickness direction, preferably in such a way that a pore size decreases counter to the direction of travel.
  • the filter medium may have at least one gas filtration layer, in particular with an activated carbon bed as active material.
  • the gas filtration layer can be provided with appropriate active materials which enable adsorption / absorption of various noxious gases from the ambient air, for example ozone, sulfur dioxide, nitrogen oxides and carbon monoxide.
  • active materials for example ozone, sulfur dioxide, nitrogen oxides and carbon monoxide.
  • various active materials can be used.
  • the activated carbon may also be impregnated to enhance the separation of certain gases.
  • the drainage layer and / or the pre-deposition layer can also be designed as a separate pre-separator element, which is upstream of the "main filter element" in the flow direction.
  • a service life increase of the main filter element can be achieved.
  • a water-resistant property can be achieved, for example, by suitable impregnation of the filter medium or by using base materials for the filter medium, which per se already have a water resistance, e.g. synthetic filter media.
  • the filter medium of the filter element may have at least one clean side, i. in the direction of travel at the rear, arranged support layer, in particular a support grid, in particular of a plastic, in particular polypropylene and / or a polyester.
  • the support grid can have a mesh width of 0.5 mm to 4 mm, particularly preferably 1 mm to 2 mm.
  • the support grid is advantageously folded during the bellows production to the filter bellows and is part of the filter medium; it serves for the rearward stabilization of the filter medium against dynamic pressure as a supplementary measure to inner and outer wrinkle stabilizing centers and is not to be confused with these.
  • glass-fiber-based filter medium In the case of a glass-fiber-based filter medium, this should amount to a maximum of 5 mm, preferably a maximum of 6 mm, or in the case of a plastic fiber-based filter medium, this should be at least 5 mm, preferably at least a minimum 6 mm, and satisfy the condition minimum 0.15 x wrinkle height.
  • glass fiber-based or plastic-based means a minimum content of the filter medium at 50% of the respective fibers.
  • Another aspect of the invention relates to a motor vehicle with at least one inventive cladding module.
  • the motor vehicle can be powered by an electric and / or or internal combustion engine drive.
  • the advantages mentioned with regard to the lining module according to the invention are essentially also transferable to the motor vehicle according to the invention.
  • FIG. 3 shows a front view of a motor vehicle with a cladding module according to the invention
  • FIG. 4 shows a front view of another motor vehicle with a cladding module according to the invention
  • FIG. 5 top view of a trim module according to the invention, which is designed as a rear bumper fascia module;
  • FIG. 6 is a plan view of a trim module according to the invention, which is designed as a front bumper trim module;
  • FIG. 7 shows a front view of a still further motor vehicle with a lining module according to the invention.
  • FIG. 8 shows an isometric view of a filter element for the ambient air cleaning device according to the invention with a bead of adhesive on it; 9 shows an isometric view of a further filter element for the ambient air cleaning device according to the invention with continuous bead of adhesive;
  • FIG. 10 is an isometric view of yet another filter element for the inventive ambient air cleaning device with stiffening comb;
  • Fig. 1 1 volumetric flow-pressure characteristics of selected filter elements and blower
  • FIG. 12 shows an isometric view of a motor vehicle with a cladding module according to the invention
  • FIG. 13a, b are isometric views of filter elements for the ambient air purifying device according to the invention.
  • a motor vehicle 1 which has an inventive cladding module, which is designed here as a front bumper cladding module 7.
  • the front bumper covering part 71 Within the front bumper covering part 71 is the "actual" bumper 8, which provides the energy dissipation necessary for a crash.
  • the front bumper covering part 71 On the inside, the front bumper covering part 71 has an ambient air cleaning device 2, which has two non-cuboid filter elements 21 which, due to their shape, make optimum use of the space available on the inside.
  • the filter elements 21 are each arranged underneath and above the bumper 8 according to this exemplary embodiment.
  • An air supply to the filter elements 21 can, depending on driving conditions, either passively and / or actively by at least one fan or blower gene.
  • a heat exchanger 4 is arranged, which is about a drive motor of the motor vehicle 1 can be assigned. This offers the further advantage that both the heat ashtray 4 and an engine compartment lying further behind in the direction of travel are protected against damage (for example, rockfall) and soiling is retained.
  • the motor vehicle 1 is shown in a plan view. It is again the fit of the filter elements 21 of the ambient air cleaning device with exceptionally good Recognize space utilization. Further, an air inlet opening 6 is shown, can be guided by the air, driven by the back pressure during driving, to the filter elements 21. In the area of the air inlet opening 6, a fan or fan 3, such as an axial fan, is also arranged. An outflow from the filter elements 21 (clean side) can take place in this embodiment, approximately in the direction of travel to the rear.
  • FIGS. 3 and 4 now show further possible arrangements of the filter elements 21 of the ambient air cleaning device 2 in the trim part 71, namely front bumper trim part 71. Accordingly, the filter elements 21 can also be installed tilted about a normal plane of the vehicle vertical axis, which contributes to a further improved use of space. 4, a first variant of an active flow is shown.
  • two fans or fans 3 are provided, which are arranged inside the front bumper covering part 71.
  • the filter elements 21 are arranged with respect to the fan or blower 3 on the suction side.
  • the fan or blower 3 for example, be electrically powered, with the power supply, just in front of a motor vehicle 1 reaching out possibilities to use an electrical system.
  • an inventive cladding module 7 is shown, which is designed as a rear bumper fascia module 7, which is intended to be arranged in an area hiner the rear wheels 9 of a motor vehicle to the body.
  • a rear bumper cover part 71 the ambient air cleaning device 2 is arranged, wherein an air outlet opening 6 is shown, through which an outlet air flow A is feasible.
  • the air outlet opening 6 points in the direction of travel and lies in the transverse trim area of the bumper covering part 71.
  • a fan or blower is also arranged, which is operated in suction with respect to the filter elements 21.
  • the filter elements 21 and the fan or blower 3 are arranged in a housing 27 of the ambient air cleaning device 2, which is completely enclosed on the outside by the rear bumper covering part 71.
  • the housing 27 provides an air duct, which ensures a substantially pressure-tight fluidic connection of the filter elements 21 with the air duct openings and the fan or blower 3.
  • the air inflow E takes place from the area of the rear bumper covering part 71, which in the assembled state adjacent to the wheels 9, ie from the Umgriffs Symposium the Heck
  • FIG. 6 This is a front bumper trim module 7, in which the flow is just reversed:
  • the inlet air flow E is introduced from a front side into an air inlet opening 6 in the transverse covering area of the front bumper covering part 71.
  • the air path branches off into two partial air paths, which each lead in the transverse direction to the left and right, wherein a filter element 21 is assigned to each of the air paths.
  • a water separation device 10 is arranged per air path (right / left), which protects the downstream in the flow direction of the filter elements 21 from damage caused by water hammer.
  • Fan or fan 6 are also provided in this embodiment.
  • FIG. 7 shows a further motor vehicle 1 with the front bumper covering module 7 according to the invention.
  • the filter element 21 of the ambient air cleaning device 2 is formed in this case as a flat filter element 21 with a variable or variable bellows height over the width of the front bumper lining part 71. Further, the filter element 21 is adapted to a bend on the inside of the front bumper lining part 7 and follows this.
  • the filter element 21 of the ambient air cleaning device 2 may have a filter medium folded to at least one filter bellows 21 1, the filter element 21 having a plurality of wrinkle stabilizing means 22, 23, 24 supporting the filter bellows 21 1 and being preferred at a lateral distance not more than 150 mm to each other.
  • Various types of filter elements 21 for the ambient air cleaning device 2 are shown in FIGS. 8 to 10. This acts they are highly simplified representations, on the basis of which, however, the concept of wrinkle support by the wrinkle stabilizing means 22, 23, 24 can be explained.
  • the wrinkle stabilizing agents prevent compaction / collapse of the wrinkles under excessive pressure, in particular in combination with moisture; Further details on the action of the wrinkle stabilizing agents are given in the general part of the description.
  • the filter element 21 shown in FIG. 8 has on its clean side 212 an adhesive bead 22 connected exclusively to the pleat tips, which prevents the pleats from compacting on the clean side 212 under pressure from the raw side 213.
  • this is an outer wrinkle stabilizing agent.
  • the adhesive bead 22 may consist of a hot melt adhesive, which the skilled person considers suitable.
  • Fig. 9 shows another possibility of wrinkle stabilization;
  • a so-called continuous adhesive bead 23 is provided, which represents a possible inner Faltenstabili- s istsstoff in the context of the invention.
  • a "continuous adhesive bead” is understood to mean an adhesive broach 23 which is already applied to the flat filter medium prior to folding and thus extends completely from the fold bottom to the fold tip after folding, i. just trained continuously.
  • Fig. 10 shows still another possibility of realizing the wrinkle stabilizing means.
  • a stabilizing comb 24 is provided, which engages in the interstices between folds and can also be materially connected to the filter medium, but need not; the stabilizing effect against said compaction already results from its presence, virtually positive fit.
  • the invention is not limited to the above-described wrinkle stabilizers.
  • FIG. 11 shows a plurality of volume flow pressure loss characteristics of an axial fan, a diagonal fan and a radial fan. Furthermore, the characteristics of three filter elements are shown there, which differ in their pleat height and thus in their filter surface. Depending on the design of the filter element (volume flow pressure (loss) characteristic curve), it can be achieved in cooperation with the at least one fan / blower that the fine dust emissions of the motor vehicle are completely compensated by the ambient air cleaning device, so that it is balanced, as far as PM 2.5 is concerned, it is a zero emission vehicle.
  • a typical mid-range passenger car is about 25 mg / km total particulate matter emissions (scenario a).
  • the filter element and fan / blower of the ambient air cleaning device such that it selectively compensates the fine dust emission of the brakes and an internal combustion engine (about 10 mg / km, scenario b) or only the fine dust emission of the internal combustion engine (about 2 mg / km, scenario c).
  • the so-called wake factor is a conversion factor obtained from a comparison of air quality measurements at stationary measuring stations with vehicle-related measurements in the ground area. Accordingly, the load in the vehicle-related ground area is higher by a factor of 2 than the measured values of the stationary measuring stations.
  • the filter element of the ambient air cleaning device of about 0.28 m 2 can be at a number of folds of 1 10 and a fold height of 30 mm 4 m 2 filter surface accommodate, with a fold number of 85 and a pleat height of 48 mm 5.2 m 2 filter surface and with a fold count of 65 and a fold height of 100 mm already 8.3 m 2 filter surface.
  • FIG. 12 shows a rear bumper trim module 7 according to the invention.
  • a frustoconical round filter element 21 is arranged within the Heck
  • the fan / blower is not shown here.
  • Various possible inflow paths E are shown, wherein the inflow can take place optionally in the wrap-around area or the transverse trim area of the rear bumper trim part 71; In this case several inflow locations are possible.
  • the outflow A of purified air takes place in the direction of travel, approximately centric to the vehicle longitudinal axis.
  • FIGS. 13 a, b show two variants of the aforementioned optimally space-adaptable filter elements with filter bellows.
  • a fold height that is variable over the bellows width is shown
  • FIG. 13 b shows a bellows height that is variable over the bellows width (bellows trim). Both measures can also be implemented in combination.
  • a surprisingly good adaptability of the filter element form to an inner contour of the trim part, for example the bumper covering part is possible.

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Abstract

Die vorliegende Erfindng betrifft ein Verkleidungsmodul (7), insbesondere Stoßfängerverkleidungsmodul (7) oder Seitenschwellerverkleidungsmodul, eines Kraftfahrzeugs (1), insbesondere Straßenfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, Bus, Lastkraftwagen oder Schienenfahrzeug, insbesondere Triebzug, Lokomotive. Das Verkleidungsmodul weist zumindest ein Verkleidungsteil (71) auf, das eine Innenseite hat, die dazu ausgebildet ist, in einem Montagezustand zu einer Kraftfahrzeugkarosserie zu weisen, und eine Außenseite hat, die dazu ausgebildet ist, in dem Montagezustand zur Umgebung zu weisen. Das Verkleidungsteil (71) ist mit der Kraftfahrzeugkarosserie verbindbar und weist eine auf der Innenseite angeordnete Umgebungsluftreinigungsvorrichtung (2) auf, die insbesondere zur Entfernung von Partikeln, insbesondere Feinstaub, und/oder Gasen aus der Umgebungsluft ausgebildet ist und die zumindest einen Filterelementaufnahmeraum aufweist, in dem zumindest ein Filterelement angeordnet ist. Das zumindest eine Filterelement (21) der Umgebungsluftreinigungsvorrichtung (2) weist zumindest in seiner Montageposition in dem Filterelementaufnahmeraum auf der Innenseite des Verkleidungsteils (71) eine nicht-quaderförmige Form auf, die mit einer Innenform des Verkleidungsteils (71) korrespondiert. Ferner wird ein Kraftfahrzeug (1 ) mit wenigstens einem solchen Verkleidungsmodul (7) offenbart.

Description

Beschreibung
Verkleidungsmodul eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Stoßfängerverkleidungsmodul oder Seitenschwellerverkleidungsmodul, mit
Umgebungsluftreinigungsvorrichtung und Kraftfahrzeug
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verkleidungsmodul, insbesondere ein Stoßfängerver- kleidungsmodul oder Seitenschwellerverkleidungsmodul, für ein Kraftfahrzeug, insbeson- dere, aber nicht hierauf beschränkt, ein Straßenfahrzeug, etwa ein Personenkraftwagen, ein Bus, ein Lastkraftwagen, oder auf ein Schienenfahrzeug, insbesondere einen Trieb- zug oder eine Lokomotive, das eine Umgebungsluftreinigungsvorrichtung aufweist, die insbesondere zur Abscheidung von Stäuben, insbesondere Feinstäuben, und/oder Ga- sen ausgebildet ist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf das Kraftfahrzeug.
Aufgrund der fortschreitenden Urbanisierung besteht vor allem in Ballungszentren das Problem, dass die Umgebungsluft durch Industrieabgase, den Straßenverkehr und pri- vate Feuerstätten vor allem bei widrigen Wetterlagen (kein Regen, Inversion, geringe Windgeschwindigkeiten, kein Luftaustausch zwischen Höhenschichten) Grenzwerte für Feinstaub und/oder Gase wie Ozon, NOx, CO um ein Vielfaches überschreiten kann.
Es ist ein bereits im Stand der Technik dokumentierter Ansatz, die ohnehin existierenden Fahrzeugbestände (beispielsweise in Deutschland im Jahr 2014 etwa 44 Mio., in China mehr als 106 Mio. Stück) als mobile Umgebungsluftreiniger einzusetzen.
Die Problematik betreffend verkehrsbezogene Emissionen wurde in letzter Zeit noch dadurch verschärft, dass für bestimmte Kraftfahrzeuggruppen, insbesondere Diesel- PKW, Fahrverbote in Zonen besonders starker Luftverschmutzung gefordert wurden; dies in erster Linie, aber nicht hierauf beschränkt, aufgrund deren PM 2.5 und PM10- Partikelemission (Feinstaub im Sinne der DIN EN 12341 ).
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind diverse Ansätze dafür bekannt, Fahrzeuge als Umge- bungsluftreiniger einzusetzen. Aus der DE 20 2005 005 673 U1 ist ein Außenluftfilter bekannt, der ein witterungsbestän- diges Kunststoffgehäuse aufweist, das unterhalb einer vorderen Stoßfängerverkleidung montiert ist. In dem Gehäuse ist als Filtereinsatz ein Faltenfilter angeordnet. Das Ge- häuse hat ferner jeweils eine Lufteintritts- und eine Luftaustrittshutze, die den Fahrtwind so lenken sollen, dass das Filterelement in Fahrzeughochrichtung durchströmt werden kann. Der Außenluftfilter funktioniert nach dem Prinzip des Staudrucks mit der Folge, dass die während der Fahrt des Fahrzeuges unter dem Fahrzeug befindliche bzw. unter das Fahrzeug gedrückte Luft durch die Lufteintrittshutze in das Filtergehäuse gelangt und von dem dortigen Filtereinsatz gefiltert wird. Der Filtereinsatz kann aus einem mehr- schichtigen, feuchtigkeitsresistenten Material bestehen.
Ferner ist aus der EP 1 837 066 A2 ein Kraftfahrzeug mit einer Feinstaubabsauganlage bekannt, das an diversen Orten an seinem Unterboden, unter anderem an den Bremsen, den Seitenschwellern sowie im Front- und Heckbereich, Absaugöffnungen in Form von Einlasstrichtern aufweist, die fluidisch und gefiltert mit einer zentralen Unterdruckquelle verbunden sind, die im Unterbodenbereich angeordnet ist. Dies ist eine apparativ sehr aufwändige Lösung.
Aus der DE 20 2007 003 773 U1 ist ein weiteres Kraftfahrzeug mit einem Feinstaubfilter bekannt, der im Bereich der Fahrzeugfront angeordnet ist und bei dem der eigentliche Filter wiederum in einem Gehäuse angeordnet ist, das sowohl Einström- als auch Ab- strömöffnungen hat, wobei der Filter eine rohseitige Kammer des Gehäuses von einer reinseitigen Kammer trennt. Der Filter wird nicht näher beschrieben. Nachteilig ist dabei, dass die zur Verfügung stehende direkte Anströmfläche im Wesentlichen der vergleichs- weise kleinen Querschnittsfläche der o. g. Öffnungen entspricht, sodass mit einer derar- tigen Vorrichtung keine nennenswerten Luftvolumina filterbar sind. Das Gehäuse kann in die Frontstoßstange, einen Frontspoiler oder den Kühlergrill integriert werden.
Schließlich ist aus der DE 10 2016 200 936 A1 ein Kraftfahrzeug mit Feinstaubsammel- vorrichtung bekannt, das in einem Bereich hinter den hinteren Fahrzeugrädern eine Luft- leitstruktur zum Leiten der Luft aus dem Nachlauf hat, die teilweise in einen hinteren Stoßfänger des Kraftfahrzeugs integriert ist. Durch die Luftleitstruktur wird ein Strömungs- raum gebildet, in dem ein nicht näher beschriebenes Filterelement angeordnet ist. In dem Strömungskanal kann zudem ein Lüfter vorgesehen sein, um bei nicht ausreichender passiver Durchströmung eine Luftzirkulation sicherzustellen.
Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Umgebungsluftreinigern, die an die Front- oder Heckstoßstange montiert werden, ist, dass diese zusätzliche Einbauteile aufweisen, die teilweise in die Stoßstange eingelassen werden und daher von außen sichtbar sind. Dies ist für die meisten Fahrzeugkunden nicht akzeptabel. Ferner lassen sich durch teilweise frei ausragenden Bestandteile des Umgebungsluftreinigers die stren- gen Anforderungen an Fußgängersicherheit nicht erfüllen. Schließlich haben die bekann- ten Umgebungsluftreiniger auch funktionelle Nachteile, da die zur Verfügung gestellte Filterfläche klein und die reinigbare Luftmenge daher ebenfalls klein ist.
Ausgehend hiervon besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbes- sertes Verkleidungsteil, insbesondere ein Stoßfängerverkleidungsteil, bereitzustellen, das einen Umgebungsluftreiniger aufweist, der möglichst unsichtbar ist und dabei zu- gleich apparativ einfach aufgebaut ist und eine möglichst große Luftmenge reinigen kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Stoßfängerverkleidungsmodul mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des An- spruchs 16.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verkleidungsmodul, bei dem es sich etwa um ein Stoßfängerver- kleidungsmodul oder ein Seitenschwellerverkleidungsmodul handeln kann, ist für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Straßenfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, Bus, Lastkraftwagen, oder Schienenfahrzeug, insbesondere Triebzug, Lokomotive, geeignet. Das Verkleidungsmodul weist zumindest ein Verkleidungsteil auf, das eine Innenseite aufweist, die dazu ausgebildet ist, in einem Montagezustand zu einer Kraftfahrzeugka- rosserie zu weisen, und eine Außenseite aufweist, die dazu ausgebildet ist, in dem Mon- tagezustand zur Umgebung zu weisen. Das Verkleidungsteil ist mit der Kraftfahrzeugka- rosserie verbindbar und weist eine auf seiner Innenseite angeordnete Umgebungsluftrei- nigungsvorrichtung auf, die insbesondere zur Entfernung von Partikeln, insbesondere Feinstaub, und/oder Gasen aus der Umgebungsluft ausgebildet ist. Ferner weist die Um- gebungsluftreinigungsvorrichtung zumindest einen Filterelementaufnahmeraum auf, in dem zumindest ein Filterelement angeordnet ist. Wenigstens in seiner Montageposition in dem Filterelementaufnahmeraum auf der Innenseite des Verkleidungsteils hat das Fil terelement eine nicht-quaderförmige Form, die mit einer Innenform des Verkleidungsteils korrespondiert.
Anders als im Stand der Technik wird durch die nicht-quaderförmige, an eine Innenform des Verkleidungsteils angepasste Form des Filterelements eine optimale Bauraumaus- nutzung auf der Innenseite des Verkleidungsteils ermöglicht, was wichtig ist, um mög- lichst viel Filtermaterial verbauen zu können und vermittels der Umgebungsluftreini- gungsvorrichtung möglichst große Luftmengen filtern zu können. Durch diese optimale Bauraumausnutzung lässt sich also eine möglichst große Fläche an Filtermaterial in dem Verkleidungsteil unterbringen, sodass hierdurch auch bei hohen Volumenströmen ein vergleichsweise geringer Druckverlust erzielbar ist. Die Umgebungsluftreinigungsvorrich- tung kann in einer speziellen Ausführungsform ausschließlich aus dem zumindest einen Filterelement bestehen (passive Durchströmung).
Zur Befestigung des Filterelements in seiner Montageposition in dem Verkleidungsteil kann darin eine Filterelementhaltevorrichtung vorliegen, etwa ein lösbares Befestigungs- mittel wie ein Rastverbindungsmittel oder eine Schraube. Es kann zudem in dem Verklei- dungsteil zumindest eine Führungsschiene vorgesehen sein, entlang der das Filterele ment zum Einbau schiebbar ist. Diese kann beispielsweise von einer Unterbodenseite aus zugänglich sein, sodass ein einfacher Service gewährleistet ist.
Die Erfindung ist nicht auf Stoßfängerverkleidungsmodule und Seitenschwellerverklei- dungsmodule beschränkt, sondern erfasst auch weitere Verkleidungsmodule aus dem Exterieurbereich für Kraftfahrzeuge.
Das zumindest eine Filterelement kann die nicht-quaderförmige Form permanent aufwei- sen oder zumindest bei seinem Einbau in die Montageposition einnehmen.
Unter nicht-quaderförmig können beispielsweise prismatische, zylindrische, kegelför- mige, kegelstumpfförmige, ein- oder mehrachsig gebogene Körper verstanden werden. Es wurde überraschenderweise festgestellt und anhand parametrischer Simulation veri- fiziert, dass ein Kraftfahrzeug, das mit einem derartigen Verkleidungsmodul mit Umge- bungsluftreinigungsvorrichtung ausgestattet ist, in der Lage ist, bilanziell als Nullemissi- onsfahrzeug zu gelten. Alternativ sind - sogar mit geringerem apparativem Aufwand - Ausführungsformen des Verkleidungsmoduls denkbar, in denen wahlweise lediglich die Feinstaubemission von Bremsen und/oder Verbrennungsmotor durch die Umgebungs- luftreinigungsvorrichtung kompensierbar sind.
In einer weiteren Ausführungsform kann das zumindest eine Filterelement der Umge- bungsluftreinigungsvorrichtung von dem Verkleidungsteil zumindest außenseitig vollstän- dig umschlossen sein. Hierdurch wird erreicht, dass es von der Außenseite quasi nicht einsehbar ist, sodass eine Kraftfahrzeugsilhouette nicht beeinträchtig wird, d.h. ein De- signaspekt durch die Integration der Umgebungsluftreinigungsvorrichtung nicht gestört wird. Von einer Unterbodenseite her kann die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung selbstverständlich in bestimmten Ausführungsformen zugänglich sein, was schon aus Servicegründen sinnvoll ist.
Gemäß einer noch ganz besonders bevorzugten Ausführungsform kann es sich bei dem Verkleidungsteil um ein Stoßfängerverkleidungsteil handeln, das insbesondere einen stirnseitigen Querverkleidungsbereich aufweist, der dazu ausgebildet ist, einen Fahr- zeugkarosserieabschnitt in Fahrzeugquerrichtung zu umfassen, und zumindest einen Umgriffsbereich aufweist, der dazu ausgebildet ist, einen Fahrzeugkarosserieabschnitt in Fahrzeuglängsrichtung zu umfassen. Bei dem Stoßfängerverkleidungsteil kann es sich um eine vordere oder hintere Stoßfängerverkleidung handeln, sodass es sich bei dem Verkleidungsmodul gemäß dieser Ausführungsform um ein Stoßfängerverkleidungsmo- dul handelt. Alternativ hierzu kann es sich bei dem Verkleidungsteil um ein Seitenschwel- lerverkleidungsteil handeln.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine Filterelement der Umge- bungsluftreinigungsvorrichtung in dem Querverkleidungsbereich und/oder in dem Um- griffsbereich des Stoßfängerverkleidungsteils angeordnet ist, wobei bevorzugt die Umge- bungsluftreinigungsvorrichtung zwei oder mehr Filterelemente aufweist, die sowohl in dem Querverkleidungsbereich als auch in dem Umgriffsbereich angeordnet sind. In dem Querverkleidungsbereich und Umgriffsbereich des Stoßfängerverkleidungsteils kann entweder ein zusammenhängendes komplexes Filterelement vorgesehen sein oder aber es sind zwei oder mehr Einzelfilterelemente vorgesehen, die in den jeweiligen Be- reichen angeordnet sind.
Das erfindungsgemäß nicht-quaderförmige Filterelement kann ein zu zumindest einem Filterbalg gefaltetes Filtermedium aufweisen, wobei insbesondere das Filterelement ein Flachfilterelement ist, dessen Filterbalg insbesondere eine variable Faltenhöhe und/oder variable Balghöhe/-Iänge. Durch diese Maßnahmen lassen sich, gerade in Kombination einer variablen Faltenhöhe mit variablen Balgabmessungen in der Ebene (Flöhe/Breite) Filterelemente mit dreidimensional komplexer Struktur erhalten, die optimal in den im Verkleidungsteil zur Verfügung stehenden Bauraum einpassbar sind. Alternativ zum Flachfilterelement kann es sich um ein zylindrisches Filterelement handeln, das insbe- sondere eine konische Gestalt haben kann und/oder sterngefaltet sein kann. Andere Fal- tungsarten und/oder das Auslassen einzelner Falten sowie variable Faltenhöhen und Be- schneidung des Balgs sind auch hier möglich und sinnvoll, wenn dies dazu beiträgt, das Filterelement optimal an den Bauraum anzupassen.
Ferner kann es sich bei dem zumindest einen Filterelement auch um ein aus Filterme- dium gebildeten Filterschlauch, insbesondere einen gefalteten Filterschlauch, handeln. Dieser ist per se flexibel und besonders gut geeignet, in langen, schmalen Bauräumen, wie eben einem Innenraum eines Verkleidungsteils, eingesetzt zu werden.
Alternativ oder zusätzlich kann das Filterelement ein flexibles Filterelement sein, das bei der Montage verformbar ist, um es in den Montagezustand mit der nicht-quaderförmigen Form zu überführen. Um dies zu erreichen, kann das flexible Filterelement beispielsweise eine biegeschlaffe Seitenabdichtung haben, etwa ein Seitenband aus einem Vliesmate- rial. Wenn es sich bei dem Filtermedium auch um ein Vliesmedium handelt, kann auch vorgesehen sein, das Seitenband aus demselben Material darzustellen.
Vorgenannte Aufzählung an Filterelementtypen ist nicht als abschließend aufzufassen.
Diese nahezu grenzenlose Flexibilität in der Gestaltung des Filterelements erlaubt es, stark verrundete und zerklüftete Bauräume zu bestücken, etwa auch einen Bereich einer Schweinwerfereinfassung. Das Filterelement kann hierbei durch o.g. Eigenschaften quasi als Freiform gestaltet werden.
Ferner kann in dem zumindest einen Umgriffsbereich und/oder im Querverkleidungsbe- reich zumindest eine Luftführungsöffnung vorliegen. Beispielsweise kann die Luftfüh- rungsöffnung in einem Bereich einer Scheinwerfereinfassung des Querverkleidungsbe- reichs vorliegen. Alternativ oder zusätzlich in einem zu Front oder Heck weisenden Be- reich des Querverkleidungsbereichs.
Die Luftführungsöffnungen können je nach Strömungskonzept als Lufteintritts- oder Luft- austrittsöffnungen vorgesehen werden. In einem Beispiel, bei dem es sich bei dem Ver- kleidungsteil um eine vordere Stoßstangenverkleidung handelt, kann der Lufteintritt durch eine Luftführungsöffnung in dem Querverkleidungsbereich erfolgen und ein Luftaustritt durch eine Luftführungsöffnung des Umgriffsbereichs. In einer anderen Ausführungsform kann die Durchströmung gerade umgekehrt sein: D.h. Lufteintritt durch zumindest eine Luftführungsöffnung in dem Umgriffsbereich und Luftaustritt durch eine Luftführungsöff- nung in dem Querverkleidungsbereich, d.h. zur Außenseite hin oder aber zur Innenseite hin (z.B. um die Luft einem im Montagezustand dahinterliegenden Motorraum zuzufüh- ren).
In einer weiteren Ausführungsform kann in dem Querverkleidungsbereich ein sich im We- sentlichen über eine Breite des Stoßfängerverkleidungsteils erstreckender, zusammen- hängender, auf der Außenseite geschlossener Abdeckbereich einer vorbestimmten Höhe vorliegen, in dem keine Luftführungsöffnungen vorliegen. Ein durch den Querbereich de- finierter Raum auf der Innenseite kann hierbei zu zumindest 30 %, insbesondere zu zu- mindest 60 % Volumenanteil von dem zumindest einen Filterelement der Umgebungs- luftreinigungsvorrichtung gefüllt sein. Unter Volumenanteil wird im vorliegenden Fall be- züglich des Filterelements das Volumen des äußeren Hüllkörpers verstanden, ohne hohle Anteile (z.B. bei einem Rundfilterelement einen Zentrumsbereich) abzuziehen. Ausdrück- lich ist hiermit nicht ein Netto-Volumen an Filtermedium gemeint. Der besagte Querbe- reich dient üblicherweise der Aufnahme einer beim Kraftfahrzeug vorgesehenen Stoß- stange, insbesondere mit energieabsorbierenden Eigenschaften, insbesondere mit „Crashbox“. Es kann daher insbesondere vorgesehen sein, solche Volumenbereiche des durch den Querbereich definierten Raums auf der Innenseite mit Filterelement(en) zu füllen, die im Montagezustand über oder unter der eigentlichen Stoßstange liegen. Darüber hinaus kann in dem Verkleidungsteil zumindest ein Lüfter oder Gebläse ange- ordnet sein, insbesondere benachbart zu der zumindest einen Luftführungsöffnung des Umgriffsbereichs und/oder des Querverkleidungsbereichs.
Bei dem Lüfter oder Gebläse kann es sich um eine axial, radial oder diagonal arbeitende Strömungsmaschine handeln. Vorteile einer radialen Bauweise können in der guten Inte grierbarkeit an längliche Bauräume gesehen werden, so dass rotierende Teile verdeckt verbaut werden können, ein vergleichsweise großer Maximaldruck sowie deren gute Energieeffizienz gesehen werden. Eine Axialmaschine hat demgegenüber den Vorteil, dass tendenziell höhere Volumenströme erreichbar sind, wobei dem jedoch ein etwas geringerer Maximaldruck gegenübersteht. Insofern ein Ventilator oder Gebläse nicht aus- reicht, können zur Erreichung eines vorbestimmten Volumenstroms auch zwei oder mehr Ventilatoren oder Gebläse parallel oder seriell verschaltet werden.
Grundsätzlich kann die fluidische Verschaltung derart erfolgen, dass das zumindest eine Filterelement der Umgebungsluftreinigungsvorrichtung auf der Druck- oder Saugseite des Ventilators oder Gebläses angeordnet ist, wobei eine saugseitige Anordnung bevor- zugt wird, da dies in der Regel zu einem niedrigeren Druckverlust führt.
Wenn es sich bei dem erfindungsgemäßen Verkleidungsmodul um ein Frontstoßfänger- modul handelt, kann insbesondere eine Druckseite des Lüfters oder Gebläses derart frei abblasend angeordnet sein, dass im Montagezustand ein Luftstrom auf den Motorraum des Kraftfahrzeugs, z.B. auf einen Wärmetauscher, richtbar ist.
Schließlich kann gemäß einer noch weiteren Ausführungsform in dem Verkleidungsteil zumindest ein Luftführungskanal ausgebildet sein, der das zumindest eine Filterelement der Umgebungsluftreinigungsvorrichtung mit der zumindest einen Luftführungsöffnung und/oder mit dem zumindest einen Lüfter oder Gebläse fluidisch verbindet. Der Luftfüh- rungskanal kann insbesondere Luftleitwände auf der Innenseite des Verkleidungsteils aufweisen und/oder ist zumindest teilweise als flexible Schlauchleitung ausgebildet.
Es ist auch eine gespiegelte Anordnung mit zumindest zwei Luftführungskanälen vorstell- bar, die besonders sinnvoll ist, wenn beispielsweise die Lufteintrittsöffnungen beiderseits der Fahrzeuglängsachse vorliegen und die Luftaustrittsöffnung in etwa zentrisch vorliegt, oder umgekehrt. Bevorzugt ist das zumindest eine Filterelement in dem Luftführungska- nal aufgenommen, so dass eine Trennebene der Reinluftseite von der Rohluftseite in dem Luftführungskanal liegt.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Filterelement mehrere Faltenstabilisierungsmittel aufweist, die den Filterbalg stützen und in einem lateralen Abstand von nicht mehr als 150 mm zueinander vorliegen.
Die optionale Abstützung des Filterbalgs durch Faltenstabilisierungsmittel trägt zweierlei Problemen Rechnung, insbesondere, wenn das erfindungsgemäße Stoßfängerverklei- dungsmodul ein vorderes Stoßfängerverkleidungsmodul ist: Erstens erfährt ein dort an- geordnetes Filterelement einen sehr hohen Staudruck, und zweitens ist das Filterelement Nässeeinwirkungen ausgesetzt, dies nicht nur durch Niederschlag, sondern auch durch Einwirkungen beim Reinigen des Fahrzeugs, etwa durch einen Hochdruckreiniger.
Überraschenderweise lassen sich o.g. Herausforderungen durch eine Abstützung der Falten des Filterbalgs durch Faltenstabilisierungsmittel in einem Maximalabstand von 150 mm elegant lösen, so dass das Filterelement sowohl eine Anströmung bei Vmax, z.B. 180 km/h, bevorzugt > 200 km/h, schadenfrei übersteht als auch, dass sich eine externe Rei- nigungseinwirkung durch Hochdruckreiniger nicht schädigend auswirkt. Ohne wirksame Faltenstabilisierungsmittel droht einem Filterelement mit klassischen Balgaufbau bei der- artiger mechanischer Einwirkung ein Paketieren der Falten, d.h. ein Verschluss der Fal- tenzwischenräume, was zu einem schlagartigen Verlust an Filterfläche führt und somit unmittelbar zu einem korrespondierenden Anstieg des Durchströmungswiderstands und somit entsprechenden Abfall des Volumenstroms.
Der Bereich des lateralen Abstands der Faltenstabilisierungsmittel von nicht größer als 150 mm kann vorteilhafterweise nach unten hin derart begrenzt sein, dass der Abstand bevorzugt größer ist als 15 mm, bevorzugt größer als 30 mm, da ansonsten ein ungüns- tiges Verhältnis von durch die Faltenstabilisierungsmittel verdeckten Filterbalgbereichen und frei durchströmbaren Bereichen vorläge.
Es sind verschiedene Faltenstabilisierungsmittel möglich, die diese Funktion erfüllen. In einer besonderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Faltenstabilisie- rungsmittel jeweils parallel zueinander, bevorzugt in Faltenquerrichtung, verlaufen. An- dere Winkelorientierungen sind selbstverständlich auch möglich, etwa diagonal. Es kön- nen auch zwei Gruppen von Faltenstabilisierungsmitteln vorgesehen sein, die jeweils pa- rallel laufen und sich kreuzen.
Ein paralleler Verlauf hat den Vorteil, dass sich dieser bei der Filterelementfertigung pro- blemlos durch kontinuierliche Fertigungsprozesse realisieren lässt. Eine Anordnung der Faltenstabilisierungsmittel in Faltenquerrichtung ist zudem besonders vorteilhaft, da hier- bei die kleinstmögliche Stützlänge zwischen zwei benachbarten Falten realisiert ist, was zu einer besonders wirksamen Faltenstützung führt.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Faltenstabilisierungs- mittel zumindest auf einer Reinluftseite des Filterelements, bevorzugt zusätzlich auf einer Rohluftseite des Filterelements, vorliegen.
Durch eine solche Anordnung zumindest auf der Reinseite wird zuverlässig verhindert, dass die Falten unter den o.g. mechanischen Belastungen kompaktieren. Eine Anord- nung zusätzlich auf der Rohseite erhöht die Belastbarkeit weiter, wobei jedoch der grö- ßere Beitrag zur Filterelementsteifigkeit durch die reinseitigen Faltenstabilisierungsmittel geliefert wird.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Filtermedium eine Biegeeigensteifigkeit von zu- mindest 1 Nm2, bevorzugt zumindest 2 Nm2, aufweist. Gemeint ist hiermit eine intrinsi- sche Biegesteifigkeit des Filtermediums, d.h. in einem unverarbeiteten, also ungefalteten, Zustand.
Die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung kann vorteilhafterweise eine Filterfläche von zu- mindest 1 m2, bevorzugt zumindest 2 m2, am meisten bevorzugt zumindest 4 m2, aufwei- sen. Die Filterfläche kann sich je nach Ausführungsform auf ein, zwei oder noch mehr Einzelfilterelemente verteilen.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform können die Faltenstabilisierungsmittel zu- mindest ein inneres Faltenstabilisierungsmittel umfassen, das in die Faltenzwischen- räume zumindest teilweise eingreift, bevorzugt die Faltenzwischenräume ausfüllt. Bei dem inneren Faltenstabilisierungsmittel kann es sich beispielsweise um eine durchlau- fende Kleberaupe und/oder einen eingreifenden Stabilisierungskamm handeln. Unter ei- ner„durchlaufenden Kleberaupe“ wird vorliegend eine Kleberaupe verstanden, die be- reits vor dem Falten auf das flächige Filtermedium aufgebracht wird und somit nach dem Falten komplett vom Faltengrund zur Faltenspitze verläuft, d.h. eben durchlaufend aus- gebildet ist. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann zumindest ein äußeres Faltenstabili- sierungsmittel vorgesehen sein, das zumindest mit jeweils benachbarten Faltenspitzen verbunden ist. Das äußere Faltenstabilisierungsmittel kann zumindest eine zumindest mit den Faltenspitzen verbundene Kleberaupe, zumindest einen zumindest mit den Falten- spitzen verbundenen Faden und/oder zumindest ein Stabilisierungsband bzw. -rippe und/oder zumindest ein Stützgitter aufweisen. Die äußeren Faltenstabilisierungsmittel können ferner stoffschlüssig mit den Faltenspitzen verbunden sein, was zu einer optima- len Krafteinleitung von den Faltenspitzen in die äußeren Faltenstabilisierungsmittel bei trägt. Eine derartige stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch Verschwei- ßen des äußeren Faltenstabilisierungsmittels mit dem Filterbalg, insbesondere den Fal tenspitzen, erfolgen, insbesondere durch Spiegelschweißen. Im Gegensatz zu den inne- ren Faltenstabilisierungsmitteln handelt es sich bei der Kleberaupe der äußeren Falten- stabilisierungsmittel nicht um eine durchlaufende Kleberaupe, sondern eine oberflächlich mit dem Faltenspitzen verbundene.
Die Kleberaupen der inneren und/oder äußeren Faltenstabilisierungsmittel können eine Breite in einem Bereich von 0,5 mm bis 12 mm, bevorzugt 1 mm bis 8 mm, aufweisen. In einer besonderen Ausführungsform sind die Falten des Filterbalgs„auf Block gefaltet“, so dass der Faltenabstand in etwa der doppelten Breite der durchlaufenden Kleberaupen (als innere Faltenstabilisierungsmittel) entspricht. Als Material für die Kleberaupen kommt etwa ein Schmelzkleber in Betracht.
Alternativ oder zusätzlich kann das Filtermedium des Filterelements der Umgebungsluft- reinigungsvorrichtung eine oder mehrere Prägelinien aufweisen, die bevorzugt in Falten- querrichtung verlaufen. Durch derartige Prägelinien wird die Steifigkeit der Falten des Filterbalgs durch eine Erhöhung des Flächenträgheitsmoments zusätzlich erhöht, was zusätzlich dazu beiträgt, ein Kollabieren/Kompaktieren der Falten unter Druckeinwirkung zu verhindern. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Fil- terelement der Umgebungsluftreinigungsvorrichtung eine Kollapsdruckfestigkeit von zu- mindest 15 mbar, bevorzugt zumindest 25 mbar, aufweist.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform des Verkleidungsmoduls kann vorgese- hen sein, dass die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung dem zumindest einen Filterele ment in Strömungsrichtung vorgelagert zumindest eine Wasserabscheideeinrichtung auf- weist, insbesondere einen Trägheitsabscheider, etwa einen Lamellenabscheider oder Drallabscheider, wobei die Wasserabscheideeinrichtung insbesondere unmittelbar hinter zumindest einer der Luftführungsöffnungen angeordnet sein kann.
Vorbeschriebene Maßnahmen reduzieren die Belastung des Filterelements mit Spritz- wasser und/oder Reinigungswasser, welches schädlich für das Filterelement sein kann. Trägheitsabscheider, wie etwa die genannten Lamellenabscheider, sind technisch zuver- lässige und langlebige Flüssigkeitsabscheider, die in ihrem Auslegungsspektrum eine be- achtliche Abscheideleistung haben. Ohne Flüssigkeitsabscheider wäre das Filterelement o.g. Wassereinwirkungen zu stark ausgesetzt, was im worst case zu einem zeitweisen nahezu Komplettverlust der effektiven Filterfläche führen kann. Wenn es sich, wie oben bereits beschrieben, um eine symmetrische Anordnung von zwei oder mehr Filterelemen- ten handelt, kann insbesondere in Zusammenhang mit einer zentrischen Lufteinlassöff- nung in dem Verkleidungsteil ein gemeinsamer Wasserabscheider für diese beiden Fil- terelemente vorgesehen sein.
Bei dem Filtermedium des Filterelements der Umgebungsluftreinigungsvorrichtung kann es sich um ein ein- oder mehrlagiges Filtermedium handeln, das wasserbeständig aus- gebildet sein kann. Es kann sich um ein Mehrlagenmedium handeln, das in Fahrtrichtung vorne zumindest eine Drainagelage und/oder eine Vorabscheiderlage aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann das Filtermedium Glasfasern und/oder Kunststofffasern, insbeson- dere Polyester und/oder Polyethylen und/oder Polypropylen, aufweisen oder daraus be- stehen. Schließlich kann noch vorgesehen sein, dass das Filtermedium einen Porositäts- gradienten in einer Dickenrichtung aufweist, bevorzugt dergestalt, dass eine Porengröße entgegen der Fahrtrichtung abnimmt.
Das Filtermedium kann neben zumindest einer Partikelfilterlage zumindest eine Gasfil- trationslage, insbesondere mit einer Aktivkohleschüttung als Aktivmaterial, aufweisen. Die Gasfiltrationslage kann mit entsprechenden Aktivmaterialien versehen sein, die eine Ad-/Absorption verschiedener gesundheitsschädlicher Gase aus der Umgebungsluft er- möglichen, beispielsweise Ozon, Schwefeldioxid, Stickoxide und Kohlenstoffmonoxid. Hierzu können auch verschiedene Aktivmaterialien zum Einsatz kommen. Die Aktivkohle kann auch imprägniert sein, um die Abscheidung bestimmter Gase zu verbessern.
In einer besonderen Ausführungsform kann die Drainagelage und/oder die Vorabschei- derlage auch als separates Vorabscheiderelement ausgeführt sein, das dem„Hauptfilter- element“ in Strömungsrichtung vorgelagert ist. Hierdurch kann eine Standzeiterhöhung des Hauptfilterelements erreicht werden. Eine wasserbeständige Eigenschaft kann etwa durch eine geeignete Imprägnierung des Filtermediums erreicht werden oder durch Ein- satz von Basismaterialien für das Filtermedium, die per se schon eine Wasserbeständig- keit aufweisen, z.B. synthetische Filtermedien.
Darüber hinaus kann das Filtermedium des Filterelements zumindest eine reinseitig, d.h. in Fahrtrichtung hinten, angeordnete Stützlage, insbesondere ein Stützgitter, insbeson- dere aus einem Kunststoff, insbesondere Polypropylen und/oder einem Polyester, auf- weisen. Das Stützgitter kann eine Maschenweite von 0,5 mm bis 4 mm, besonders be- vorzugt von 1 mm bis 2 mm, aufweisen. Das Stützgitter wird hierbei vorteilhafterweise bei der Balgfertigung zum Filterbalg gefaltet und ist Teil des Filtermediums; es dient der rück- wärtigen Stabilisierung des Filtermediums gegen dynamischen Druck als ergänzende Maßnahme zu inneren und äußeren Faltenstabilisierungsmitten und ist nicht mit diesen zu verwechseln.
Ferner kann hinsichtlich des Faltenabstands des Filterbalgs des Filterelements der Um- gebungsluftreinigungsvorrichtung folgendes vorgesehen sein: Bei einem glasfaserbasier- ten Filtermedium soll dieser maximal 5 mm, bevorzugt maximal 6 mm, betragen oder bei einem kunststofffaserbasierten Filtermedium soll dieser minimal 5 mm, bevorzugt mini- mal 6 mm, betragen und der Bedingung minimal 0,15 x Faltenhöhe genügen. Unter glas- faserbasiert oder kunststoffbasiert wird vorliegend ein Mindestgehalt des Filtermediums an 50 % der jeweiligen Fasern verstanden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem erfin- dungsgemäßen Verkleidungsmodul. Das Kraftfahrzeug kann über einen Elektro- und/ oder Verbrennungsmotorantrieb verfügen. Die im Hinblick zum erfindungsgemäßen Ver- kleidungsmodul genannten Vorteile sind im Wesentlichen auch auf das erfindungsge- mäße Kraftfahrzeug übertragbar.
Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Fi- gurenbeschreibung und Zeichnungen zu entnehmen. Ähnliche Vorrichtungsbestandteile können hierbei mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Es zeigen:
Fig. 1 Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Verkleidungs- modul;
Fig. 2 Draufsicht eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Verkleidungsmo- dul;
Fig. 3 Vorderansicht eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Verkleidungs- modul;
Fig. 4 Vorderansicht eines weiteren Kraftfahrzeugs mit erfindungsgemäßem Verklei- dungsmodul;
Fig. 5 Draufsicht eines erfindungsgemäßen Verkleidungsmoduls, das als Heckstoßfän- gerverkleidungsmodul ausgebildet ist;
Fig. 6 Draufsicht eines erfindungsgemäßen Verkleidungsmoduls, das als Frontstoßfän- gerverkleidungsmodul ausgebildet ist;
Fig. 7 Vorderansicht eines noch weiteren Kraftfahrzeugs mit erfindungsgemäßem Ver- kleidungsmodul;
Fig. 8 isometrische Ansicht eines Filterelements für die erfindungsgemäße Umgebungs- luftreinigungsvorrichtung mit aufliegender Kleberaupe; Fig. 9 isometrische Ansicht eines weiteren Filterelements für die erfindungsgemäße Um- gebungsluftreinigungsvorrichtung mit durchlaufender Kleberaupe;
Fig. 10 isometrische Ansicht eines noch weiteren Filterelements für die erfindungsge- mäße Umgebungsluftreinigungsvorrichtung mit Versteifungskamm;
Fig. 1 1 Volumenstrom-Druck-Kennlinien ausgewählter Filterelemente und Gebläse;
Fig. 12 isometrische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Verklei- dungsmodul;
Fig. 13a,b isometrische Ansichten von Filterelementen für die erfindungsgemäße Umge- bungsluftreinigungsvorrichtung.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In Fig. 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 gezeigt, das ein erfindungsgemäßes Verkleidungsmodul, das hier als Frontstoßfängerverkleidungsmodul 7 ausgebildet ist, aufweist. Innerhalb des Frontstoßfängerverkleidungsteils 71 befindet sich der„eigentliche“ Stoßfänger 8, der die für einen Crashfall nötige Energiedissipation bereitstellt. Auf der Innenseite weist das Frontstoßfängerverkleidungsteil 71 eine Umgebungsluftreinigungsvorrichtung 2 auf, die über zwei nicht-quaderörmige Filterelemente 21 verfügt, die aufgrund ihrer Form den auf der Innenseite zur Verfügung stehenden Bauraum ideal ausnutzen. Die Filterelemente 21 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel jeweils unterhalb und oberhalb des Stoßfän- gers 8 angeordnet. Eine Luftzuführung zu den Filterelementen 21 kann, je nach Fahrzu- stand, entweder passiv und/oder aktiv durch zumindest einen Lüfter oder Gebläse erfol- gen. In Fahrtrichtung hinter den Filterelementen 21 der Umgebungsluftreinigungsvor- richtung ist ein Wärmetauscher 4 angeordnet, der etwa einem Antriebsmotor des Kraft- fahrzeugs 1 zugeordnet sein kann. Dies bietet den weiteren Vorteil, dass sowohl der Wärmetascher 4 als auch ein in Fahrtrichtung weiter dahinter liegender Motorraum vor Beschädigungen (z.B. Steinschlag) geschützt und Verschmutzungen zurückgehalten werden.
In Fig. 2 ist das Kraftfahrzeug 1 in einer Draufsicht gezeigt. Es ist wieder die Einpassung der Filterelemente 21 der Umgebungsluftreinigungsvorrichtung mit außerordentlich guter Bauraumausnutzung zu erkennen. Ferner ist eine Lufteintrittsöffnung 6 gezeigt, durch die Luft, getrieben durch den Staudruck bei Fahrt, zu den Filterelementen 21 geführt werden kann. Im Bereich der Lufteintrittsöffnung 6 ist zudem ein Lüfter oder Gebläse 3, etwa ein Axialgebläse, angeordnet. Eine Abströmung von den Filterelementen 21 (Reinseite) kann in diesem Ausführungsbeispiel etwa in Fahrtrichtung nach hinten erfolgen.
In Fig 3 und 4 sind nun weitere Anordnungsmöglichkeiten der Filterelemente 21 der Um- gebungsluftreinigungsvorrichtung 2 in dem Verkleidungsteil 71 , nämlich Frontstoßfänger- verkleidungsteil 71 , gezeigt. Die Filterelemente 21 können demnach auch um eine Nor- malenebene der Fahrzeughochachse verkippt eingebaut sein, was zu einer nochmals verbesserten Bauraumausnutzng beiträgt. In Fig. 4 ist eine erste Variante einer aktiven Durchströmung gezeigt. Es sind zu diesem Zweck zwei Lüfter oder Gebläse 3 vorge- sehen, die innerhalb des Frontstoßfängerverkleidungsteils 71 angeordnet sind. Bevor- zugt sind die Filterelemente 21 im Bezug zu dem Lüfter oder Gebläse 3 auf der Saugseite angeordnet. Die Lüfter oder Gebläse 3 können beispielsweise elektrisch angetrieben sein, wobei zur Stromversorgung, gerade im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs 1 hin reichend Möglichkeiten bestehen, ein Bordnetz zu nutzen.
In Fig. 5 ist ein erfindungsgemäßes Verkleidungsmodul 7 gezeigt, das als Heckstoß- fängerverkleidungsmodul 7 ausgebildet ist, das dazu bestimmt ist, in einem Bereich hiner den Hinterrädern 9 eines Kraftfahrzeugs an dessen Karosserie angeordnet zu werden. In einem Heckstoßfängerverkleidungsteil 71 ist die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung 2 angeordnet, wobei eine Luftauslassöffnung 6 gezeigt ist, durch die ein Auslassluftstrom A führbar ist. Die Luftauslassöffnung 6 weist im Montagezustand in Fahrtrichtung und liegt in dem Querverkleidungsbereich des Stoßfängerverkleidungsteils 71 vor. Im Bereich der Luftauslassöffnung 6 ist ferner ein Lüfter oder Gebläse angeordnet, der im Bezug zu den Filterelementen 21 im Saugbetrieb betrieben wird. Die Filterelemente 21 und der Lüfter oder Gebläse 3 sind in einem Gehäuse 27 der Umgebungsluftreinigungsvor- richtung 2 angeordnet, welches von dem Heckstoßfängerverkleidungsteil 71 außenseitig vollständig umschlossen ist. Das Gehäuse 27 stellt einen Luftführungskanal bereit, der eine im Wesentlichen druckdichte fluidische Verbindung der Filterelemente 21 mit den Luftführungsöffnungen und dem Lüfter oder Gebläse 3 sicherstellt. Die Luftzuströmung E erfolgt aus dem Bereich des Heckstoßfängerverkleidungsteils 71 , der im Montagezustand an die Räder 9 angrenzt, d.h. aus dem Umgriffsbereich des Heckstoßfängerverkleidungs- teils 71 entgegen der Fahrtrichtung. Die Durchströmungsrichtung kann auch umgekehrt werden.
Eine weitere Variante ist in Fig. 6 dargestellt. Hierbei handelt es sich um ein Frontstoß- fängerverkleidungsmodul 7, bei dem die Durchströmung gerade umgekehrt ist: Der Ein- lassluftstrom E wird von einer Frontseite in eine Lufteinlassöffnung 6 im Querver- kleidungsbereich des Frontstoßfängerverkleidungsteils 71 eingeleitet. Ausgehend von der im Bezug auf eine Längsachse zentralen Lufteinlassöffnung 6 verzweigt der Luftpfad in zwei Teilluftpfade, die jeweils in Querrichtung nach links und rechts führen, wobei je- dem der Luftpfade ein Filterelement 21 zugeordnet ist. Hinter der Lufteinlassöffnung 6, bevorzugt unmittelbar dahinter, ist pro Luftpfad (recht/links) jeweils eine Wasserab- scheideeinrichtung 10 angeordnet, die die in Strömungsrichtung nachgelagerten Filter- elemente 21 vor Beschädigungen durch Wasserschlag schützt. Auch in diesem Ausfüh- rungsbeispiel sind Lüfter oder Gebläse 6 vorgesehen. Diese sind jeweils in den Umgriffs- bereichen des Frontstoßfängerverkleidungsteils 71 angeordnet und wiederum im Saug- betrieb operabel. Bei einer derartgen Anordnung kann, wenn der Staudruck infolge Fahrgeschwindigkeit groß genug ist, gänzlich auf den Betrieb der Lüfter oder Gebläse 3 verzichtet werden. Die Ausströmung A erfolgt durch Luftaustrittöffnungen 6 in den Umgriffsbereichen des Stoßfängerverkleidungsteils 71 .
Fig. 7 zeigt ein weiteres Kraftfahrzeug 1 mit dem erfindungsgemäßen Frontstoßfänger- verkleidungsmodul 7. Das Filterelement 21 der Umgebungsluftreinigungsvorrichtung 2 ist in diesem Fall als Flachfilterelement 21 mit einer über die Breite der Frontstoßfängerver- kleidungsteils 71 veränderlichen bzw. variablen Balghöhe ausgebildet. Ferner ist das Filterelement 21 an eine Biegung auf der Innenseite des Frontstoßfängerverkleidungs- teils 7 angepasst und folgt dieser.
In einigen Ausführungsformen kann das Filterelement 21 der Umgebungsluftreinigungs- vorrichtung 2 ein zu zumindest einem Filterbalg 21 1 gefaltetes Filtermedium aufweisen, wobei das Filterelement 21 eine Mehrzahl Faltenstabilisierungsmittel 22, 23, 24 aufweist, die den Filterbalg 21 1 stützen und in einem lateralen Abstand von bevorzugt nicht mehr als 150 mm zueinander vorliegen. Verschiedene Arten von Filterelementen 21 für die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung 2 sind in Fig. 8 bis 10 dargestellt. Hierbei handelt es sich um stark vereinfachte Darstellungen, anhand derer jedoch das Konzept der Faltenabstützung durch die Faltenstabilisierungsmittel 22, 23, 24 erläutert werden kann. Die Faltenstabilisierungsmittel verhindern ein Kompaktieren/Zusammenfallen der Falten unter exzessiver Druckeinwirkung, insbesondere in Kombinaton mit Feuchteeinwirkung; weitere Details zur Wirkung der Faltenstabilisierungsmittel sind im allgemeinen Teil der Beschreibung genannt.
Das in Fig. 8 gezeigte Filterelement 21 weist auf seiner Reinseite 212 eine ausschließlich mit den Faltenspitzen verbundene Kleberaupe 22 auf, die verhindert, dass die Falten unter Druckeinwirkung von der Rohseite 213 her reinseitig 212 kompaktieren. Hierbei handelt es sich im Sinne der Erfindung um ein äußeres Faltenstabilisierungsmittel. Die Kleberaupe 22 kann aus einem Schmelzkleber bestehen, den der Fachmann für geeignet hält.
Fig. 9 zeigt eine weitere Möglichkeit der Faltenstabilisierung; dort ist eine so genannte durchlaufende Kleberaupe 23 vorgesehen, die ein mögliches inneres Faltenstabili- sierungsmittel im Sinne der Erfindung darstellt. Unter einer„durchlaufenden Kleberaupe“ wird vorliegend eine Klebraupe 23 verstanden, die bereits vor dem Falten auf das flächige Filtermedium aufgebracht wird und somit nach dem Falten komplett vom Faltengrund zur Faltenspitze verläuft, d.h. eben durchlaufend ausgebildet ist.
Fig. 10 zeigt eine noch weitere Möglichkeit, die Faltenstabilisierungsmittel zu realisieren. Dort ist ein Stabilisierungskamm 24 vorgesehen, der in die Faltenzwischenräume ein- greift und ferner mit dem Filtermedium stoffschlüssig verbunden sein kann, aber nicht muss; die Stabilisierungswirkung gegen besagtes Kompaktieren ergibt sich bereits aus dessen Anwesenheit, quasi formschlüssig.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf vorbeschriebene Faltenstabilisierungsmittel beschränkt.
Fig. 1 1 zeigt schließlich mehrere Volumenstrom-Druckverlust-Kennlinien jeweils eines Axiallüfters, Diagonallüfters und eines Radiallüfters. Ferner sind dort die Kennlinien dreier Filterelemente dargestellt, die sich in ihrer Faltenhöhe und damit in ihrer Filterfläche un- terscheiden. Je nach Auslegung des Filterelements (Volumenstrom-Druck(verlust)-Kennlinie) kann in Zusammenwirkung mit dem zumindest einen Ventilator/Gebläse erreicht werden, dass die Feinstaub-Emissionen des Kraftfahrzeugs durch die Umgebungsluftreinigungsvor- richtung komplett kompensiert werden, so dass es sich bilanziell, was PM 2,5 betrifft, um ein Nullemissionsfahrzeug handelt. Bei einem typischen Mittelklasse-PKW handelt es sich um ca. 25 mg/km Feinstaub-Gesamtemission (Szenario a). Gemäß einem weiteren Szenario wäre es möglich, Filterelement und Ventilator/Gebläse der Umgebungsluftreini- gungsvorrichtung so auszulegen, dass diese wahlweise die Feinstaubemission der Brem- sen und eines Verbrennungsmotors kompensiert (ca. 10 mg/km, Szenario b) oder ledig- lich die Feinstaubemission des Verbrennungsmotors (etwa 2mg/km, Szenario c).
Anhand einer Grobauslegung anhand des NEFZ-Stadtzyklus und der Annahme einer PM 2,5-Konzentration von 50pg/m3 in der Umgebungsluft sowie einem Wakefaktor von zwei wurde ermittelt, dass zur Realisierung dieser drei Szenarien Volumenströme von 4500 m3/h, 1800 m3h bzw. 360 m3/h nötig sind.
Der so genannte Wakefaktor ist ein Umrechnungsfaktor, der aus einem Vergleich von Luftqualitätsmessungen an stationären Messstationen mit fahrzeugnahen Messungen im Bodenbereich gewonnen wurde. Demgemäß ist die Belastung im fahrzeugnahen Boden- bereich um den Faktor 2 höher als die Messwerte der stationären Messstationen.
Bei einer beispielhaft angenommenen Querschnittsfläche des Filterelements der Umge- bungsluftreinigungsvorrichtung von ca. 0,28 m2 lassen sich bei einer Faltenanzahl von 1 10 und einer Faltenhöhe von 30 mm 4 m2 Filterfläche unterbringen, bei einer Faltenan- zahl von 85 und einer Faltenhöhe von 48 mm 5,2 m2 Filterfläche und bei einer Faltenan- zahl von 65 und einer Faltenhöhe von 100 mm bereits 8,3 m2 Filterfläche.
Beim Szenario a (4500 m3/h) beträgt der Druckverlust durch das Filterelement bei 30 mm Faltenhöhe ca. 271 Pa, bei 48 mm Faltenhöhe 222 Pa und bei 100 mm Faltenhöhe 176 Pa.
Es ist nun aufgrund der Schnittpunkte der Lüfter-Kennlinien mit den Filterelement-Kenn- linien ersichtlich, dass eine Durchströmung von 4500 m3/h bei keinem der Filterelemente mit einer Strömungsmaschine alleine realisiert werden kann; vielmehr ist für diesen Be- triebszustand eine Parallelschaltung mehrerer Strömungsmaschinen nötig. Aufgrund des im Inneren der Verkleidungsteile, insbesondere des Front- und/oder Heckstoßfängers, engen Packaging wird bei einer nötigen Parallelschaltung von zwei oder mehr Strö- mungsmaschinen geeigneterweise auf Radial- oder Diagonalmaschinen zurückgegriffen. Für die Durchströmungszustände der Szenarien a und b wurde hingegen überraschen- derweise festgestellt, dass sich diese bereits durch einen Axiallüfter realisieren lassen, nämlich für alle drei exemplarisch untersuchten Filterelemente.
Das bedeutet, dass es mit apparativ vergleichsweise geringem Aufwand möglich ist, die Feinstaubemission der Bremsen und des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs durch eine Umgebungsluftreinigungsvorrichtung bilanziell zu kompensieren, und dass es technisch möglich ist, durch eine derartige Vorrichtung bilanziell ein Nullemissionsfahr- zeug bereit zu stellen.
In Fig. 12 ist schließlich ein weiteres Kraftfahrzeug 1 dargestellt, das ein erfindungsge- mäßes Heckstoßfängerverkleidungsmodul 7 aufweist. Innerhalb des Heckstoßfängerver- kleidungsteils 71 ist ein kegelstumpfförmiges Rundfilterelement 21 angeordnet. Der Ven- tilator/das Gebläse ist vorliegend nicht gezeigt. Diverse mögliche Einströmpfade E sind dargestellt, wobei die Einströmung wahlweise in dem Umgriffsbereich oder dem Quer- verkleidungsbereich des Heckstoßfängerverkleidungsteils 71 erfolgen kann; es sind hier- bei auch mehrere Einströmorte möglich. Die Abströmung A von gereinigter Luft erfolgt in Fahrtrichtung, etwa zentrisch zur Fahrzeuglängsachse.
In Fig. 13 a, b sind zwei Varianten der vorgenannten optimal bauraumanpassbaren Fil- terelemente mit Filterbalg dargestellt. Gemäß Fig. 13 a ist eine über die Balgbreite vari- able Faltenhöhe gezeigt, während in Fig. 13 b eine über die Balgbreite variable Balghöhe (Balgbeschnitt) zu erkennen ist. Beide Maßnahmen können auch in Kombination umge- setzt werden. Hierdurch ist eine überraschend gute Anpassbarkeit der Filterelementform an eine Innenkontur des Verkleidungsteils, etwa des Stoßfängerverkleidungsteils, mög- lich.

Claims

Ansprüche
1. Verkleidungsmodul (71 ), insbesondere Stoßfängerverkleidungsmodul (7) oder Sei- tenschwellerverkleidungsmodul, eines Kraftfahrzeugs (1 ), insbesondere Straßenfahr- zeug, insbesondere Personenkraftwagen, Bus, Lastkraftwagen oder Schienenfahr- zeug, insbesondere Triebzug, Lokomotive, das zumindest ein Verkleidungsteil (71 ) aufweist, das eine Innenseite aufweist, die dazu ausgebildet ist, in einem Montage- zustand zu einer Kraftfahrzeugkarosserie zu weisen, und eine Außenseite aufweist, die dazu ausgebildet ist, in dem Montagezustand zur Umgebung zu weisen, wobei das Verkleidungsteil (71 ) mit der Kraftfahrzeugkarosserie verbindbar ist und eine auf der Innenseite angeordnete Umgebungsluftreinigungsvorrichtung (2) aufweist, die insbesondere zur Entfernung von Partikeln, insbesondere Feinstaub, und/oder Gasen aus der Umgebungsluft ausgebildet ist und die zumindest einen Filterelementaufnah- meraum aufweist, in dem zumindest ein Filterelement (21 ) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest ein Filterelement (21 ) der Umgebungsluftrei- nigungsvorrichtung (2) zumindest in seiner Montageposition in dem Filterelementauf- nahmeraum auf der Innenseite des Verkleidungsteils (71 ) eine nicht-quaderförmige Form hat, die mit einer Innenform des Verkleidungsteil (71 ) korrespondiert.
2. Verkleidungsmodul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Filterelement (21 ) der Umgebungsluftreinigungsvorrichtung (2) von dem Verklei- dungsteil (71 ) zumindest außenseitig vollständig umschlossen ist.
3. Verkleidungsmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ver- kleidungsteil (71 ) ein Stoßfängerverkleidungsteil (71 ) ist, das insbesondere einen stirnseitigen Querverkleidungsbereich aufweist, der dazu ausgebildet ist, einen Fahr- zeugkarosserieabschnitt in Fahrzeugquerrichtung zu umfassen, und zumindest einen Umgriffsbereich aufweist, der dazu ausgebildet ist, einen Fahrzeugkarosserieab- schnitt in Fahrzeuglängsrichtung zu umfassen oder
- das Verkleidungsteil (71 ) ein Seitenschwellerverkleidungsteil ist.
4. Verkleidungsmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Filterelement (21 ) der Umgebungsluftreinigungsvorrichtung (2) in dem Querver- kleidungsbereich und/oder in dem Umgriffsbereich angeordnet ist, wobei bevorzugt die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung (2) zwei oder mehr Filterelemente (21 ) auf- weist, die sowohl in dem Querverkleidungsbereich als auch in dem Umgriffsbereich angeordnet sind.
5. Verkleidungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Filterelement (21 ) ein zu zumindest einem Filterbalg (211 ) gefaltetes Filterme- dium aufweist, wobei bevorzugt das Filterelement (21 ) ein Flachfilterelement ist, des- sen Filterbalg (211 ) insbesondere eine variable Faltenhöhe und/oder variable Balg- höhe/-länge hat oder ein zylindrisches Filterelement ist, das stärker bevorzugt eine konische Gestalt hat und/oder sterngefaltet ist oder
- das Filterelement (21 ) einen aus Filtermedium gebildeten Filterschlauch, insbeson- dere einen gefalteten Filterschlauch, aufweist und/oder
- das Filterelement (21 ) ein flexibles Filterelement (21 ) ist, das bei der Montage ver- formbar ist, um es in die Montageposition mit der nicht-quaderförmigen Form zu über- führen, wobei insbesondere das flexible Filterelement (21 ) eine biegeschlaffe Seiten- abdichtung aufweist.
6. Verkleidungsmodul nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zumindest einen Umgriffsbereich zumindest eine Luftführungsöff- nung (6) vorliegt und/oder im Querverkleidungsbereich zumindest eine Luftführungs- öffnung (6), insbesondere in einem Bereich einer Scheinwerfereinfassung.
7. Verkleidungsmodul nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Querverkleidungsbereich ein sich im Wesentlichen über eine Breite des Stoßfängerverkleidungsteils (71 ) erstreckender, zusammenhängender, auf der Au- ßenseite geschlossener Abdeckbereich einer vorbestimmten Flöhe vorliegt, in dem keine Luftführungsöffnungen vorliegen, wobei ein durch diesen Querbereich definier- ter Raum auf der Innenseite zu zumindest 30 %, bevorzugt zu zumindest 60 %, Vo- lumenanteil von dem zumindest einen Filterelement (21 ) der Umgebungsluftreini- gungsvorrichtung (21 ) ausgefüllt ist.
8. Verkleidungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verkleidungsteil (71 ), insbesondere Stoßfängerverkleidungsteil (71 ), zu- mindest ein Lüfter oder Gebläse (6) angeordnet ist, bevorzugt benachbart zu der zu- mindest einen Luftführungsöffnung des Umgriffsbereichs und/oder des Querverklei- dungsbereichs.
9. Verkleidungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Verkleidungsteil (71 ) zumindest ein Luftführungskanal ausgebildet ist, der das zumindest eine Filterelement (21 ) der Umgebungsluftreinigungsvorrichtung (2) mit der zumindest einen Luftführungsöffnung (6) und/oder mit dem zumindest einen Lüf- ter oder Gebläse (6) fluidisch verbindet, wobei der Luftführungskanal bevorzugt Luft- leitwände auf der Innenseite des Verkleidungsteil (71 ) aufweist und/oder zumindest teilweise als flexible Schlauchleitung ausgebildet ist.
10. Verkleidungsmodul nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (21 ) eine Mehrzahl Faltenstabilisierungsmittel (22, 23, 24, 25) aufweist, die den Filterbalg (211 ) stützen und in einem lateralen Abstand von nicht mehr als 150 mm zueinander vorliegen, wobei bevorzugt die Faltenstabilisierungs- mittel (22, 23, 24, 25) jeweils parallel zueinander, bevorzugt in Faltenquerrichtung, verlaufen und/oder dass die Faltenstabilisierungsmittel (22, 23, 24, 25) zumindest auf einer Reinluftseite (212) des Filterelements (21 ), bevorzugt zusätzlich auf einer Roh- luftseite (213) des Filterelements (21 ), vorliegen.
11. Verkleidungsmodul nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium eine Biegeeigensteifigkeit von zumindest 1 Nm2, bevorzugt zumindest 2 Nm2, aufweist und/oder
- die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung (2) eine Filterfläche von zumindest 1 m2, bevorzugt zumindest 2 m2, am meisten bevorzugt zumindest 4 m2 aufweist.
12. Verkleidungsmodul nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass
die Faltenstabilisierungsmittel (22, 23, 24, 25)
- zumindest ein inneres Faltenstabilisierungsmittel (23, 24) umfassen, das in die Fal tenzwischenräume zumindest teilweise eingreift, bevorzugt die Faltenzwischenräume ausfüllt, wobei das innere Faltenstabilisierungsmittel (23, 24) stärker bevorzugt eine durchlaufende Kleberaupe (23) und/oder einen eingreifenden Stabilisierungskamm (24) aufweist und/oder
- zumindest ein äußeres Faltenstabilisierungsmittel (22, 25) umfasst, das zumindest mit jeweils benachbarten Faltenspitzen verbunden ist, wobei das äußere Faltenstabi- lisierungsmittel (22, 25) bevorzugt zumindest eine zumindest mit den Faltenspitzen verbundene Kleberaupe (22), zumindest einen zumindest mit den Faltenspitzen ver- bundenen Faden und/oder zumindest ein Stabilisierungsband bzw. -rippe und/oder zumindest ein Stützgitter (25) aufweist, wobei die äußeren Faltenstabilisierungsmittel (22, 25) am meisten bevorzugt stoffschlüssig mit den Faltenspitzen verbunden sind.
13. Verkleidungsmodul nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Filtermedium des Filterelements (21 ) der Umgebungsluftreini- gungsvorrichtung (2) ein ein- oder mehrlagiges Filtermedium ist, das
- wasserbeständig ausgebildet ist und/oder
- bevorzugt ein Mehrlagenmedium ist, das rohseitig zumindest eine Drainagelage und/oder Vorabscheiderlage aufweist und oder
- Glasfasern und/oder Kunststofffasern, insbesondere Polyester und/oder Polyethy- len und/oder Polypropylen aufweist oder daraus besteht und/oder
- einen Porositätsgradient in einer Dickenrichtung aufweist, bevorzugt dergestalt, dass eine Porengröße von der Roh- zur Reinseite abnimmt.
14. Verkleidungsmodul nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekenn- zeichnet, dass
die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung (2) dem zumindest einen Filterelement (21 ) in Strömungsrichtung vorgelagert zumindest eine Wasserabscheideeinrichtung (10) aufweist, bevorzugt einen Trägheitsabscheider, besonders bevorzugt einen Lamel- lenabscheider oder Drallabscheider, wobei die Wasserabscheideeinrichtung insbe- sondere unmittelbar hinter zumindest einer der Luftführungsöffnungen angeordnet ist.
15. Verkleidungsmodul nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Faltenabstand des Filterbalgs (21 1 ) des Filterelements (21 ) der Umgebungsluftreinigungsvorrichtung (2)
- bei einem glasfaserbasierten Filtermedium maximal 5 mm, bevorzugt maximal 6 mm, beträgt oder
- bei einem kunststofffaserbasierten Filtermedium minimal 5mm, bevorzugt minimal 6 mm, beträgt und der Bedingung minimal 0,15 x Faltenhöhe genügt.
16. Kraftfahrzeug (1 ), insbesondere Straßenfahrzeug, insbesondere Personen kraftwa- gen, Bus, Lastkraftwagen oder Schienenfahrzeug, insbesondere Triebzug, Lokomo- tive, das zumindest ein Verkleidungsmodul aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkleidungsmodul ein Verkleidungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 15 ist.
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