DE10150062B4 - filter means - Google Patents

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Abstract

Filtervorrichtung mit einem Aktivkohleformkörper (12) mit einer Wabenstruktur, mit einem anströmseitigen und einem abströmseitigen Anschlußelement (16, 18) und mit einem die beiden Anschlußelemente (16, 18) dicht verbindenden Abdichtelement (20), in das der Aktivkohleformkörper (12) eingeschlossen ist, wobei das Abdichtelement (20) von einem Schrumpfschlauch (22) gebildet ist, in den der Aktivkohleformkörper (12) eingeschrumpft ist und der auf die Anschlußelemente (16, 18) abdichtend aufgeschrumpft ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Aktivkohleformkörper (12) von den Anschlußelementen (16, 18) definiert beabstandet ist, so daß zwischen dem Aktivkohleformkörper (12) und den Anschlußelementen (16, 18) eingezogene Übergänge (48) des geschrumpften Schrumpfschlauches (22) ausgebildet sind.filter means with an activated carbon shaped body (12) with a honeycomb structure, with an upstream side and a downstream side connecting element (16, 18) and with a two connecting elements (16, 18) tightly connecting Sealing element (20), in which the activated carbon shaped body (12) is enclosed, wherein the sealing element (20) is formed by a shrink tube (22) is where the activated carbon moldings (12) is shrunk and sealingly on the connecting elements (16, 18) shrunk, characterized in that the activated carbon shaped body (12) from the connection elements (16, 18) is spaced apart defined, so that between the activated carbon shaped body (12) and the connection elements (16, 18) retracted transitions (48) the shrunken shrink tube (22) are formed.

Figure 00000001
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Description

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung mit einem Aktivkohleformkörper mit einer Wabenstruktur, mit einem anströmseitigen und einem abströmseitigen Anschlußelement, und mit einem die beiden Anschlußelemente dicht verbindenden Abdichtelement, in das der Aktivkohleformkörper eingeschlossen ist, wobei das Abdichtelement von einem Schrumpfschlauch gebildet ist, in den der Aktivkohleformkörper eingeschrumpft ist und der auf die Anschlußelemente abdichtend aufgeschrumpft ist.The The invention relates to a filter device with an activated carbon molding with a honeycomb structure, with an upstream and a downstream Connecting element, and with a two connecting elements tightly connecting A sealing member in which the activated carbon molded body is enclosed, wherein the sealing element is formed by a shrink tube in the the activated carbon molding has shrunk and shrunk sealingly on the connecting elements is.

Nach dem neuen Standard LEV II (Low Emission Vehicle) für die Emissionen von Kraftfahrzeugen, der ab dem Jahr 2004 in Kalifornien und in den sogenannten grünen Staaten der USA für Neufahrzeuge gilt, darf die Emission von Schadstoffen nur noch maximal 30 % der heute dort zugelassenen Emissionen betragen. In Kalifornien müssen zusätzlich ab dem Jahr 2003 zehn Prozent der Fahrzeugflotte eines Automobilherstellers den ZEV-Standard (Zero Emission Vehicle) erfüllen. Durch diese gesetzliche Regelung ergeben sich für die Hersteller von Tankentlüftungssystemen Probleme. Bekannte Tankentlüftungssysteme sind beispielsweise mit einem Aktivkohleschüttbettfilter ausgestattet, durch den während der Betankung des Fahrzeugs die aus dem Tank verdrängte Luft strömt. Der Aktivkohleschüttbettfilter nimmt dabei den in der verdrängten Luft befindlichen Kraftstoff auf. Während des Fahrbetriebes wird der Aktivkohleschüttbettfilter dann in umgekehrter Richtung durchströmt und wieder desorbiert. Das Problem besteht nun darin, daß das Fahrzeug nach einem Tankvorgang zu einer beliebigen späteren Zeit abgestellt wird, so daß der Aktivkohleschüttbettfilter nicht desorbiert werden kann. In diesem Falle diffundiert der Kraftstoff in dem Aktivkohleschüttbett vom beladenen Bereich in den weniger stark beladenen bzw. unbeladenen Bereich auf der Abströmseite, d.h. zum Ausgang des Tankentlüftungssystemes. Dort angekommen desorbiert der Kraftstoff aus der Aktivkohle und wird durch den Ausgang des Entlüftungssystemes in die Umgebung abgegeben.To the new standard LEV II (Low Emission Vehicle) for emissions of motor vehicles, from the year 2004 in California and in the so-called green ones States of the USA for new vehicles applies, the emission of pollutants may only exceed 30% of the emissions permitted there today. In California, in addition, have to In 2003, ten percent of the vehicle fleet of an automobile manufacturer meet the ZEV standard (Zero Emission Vehicle). By this legal Regulation arise for the manufacturers of tank ventilation systems Problems. Known tank ventilation systems are equipped, for example, with an activated charcoal bed filter, through the while refueling the vehicle displaces the air displaced from the tank flows. The activated carbon bed filter takes it in the displaced air located fuel. While of the driving operation, the activated carbon bed filter is then in reverse Flowed through and desorbed again. The problem now is that the vehicle parked at any later time after refueling, so that the Activated carbon packed bed filters can not be desorbed. In this case, the fuel diffuses in the activated carbon bed from the loaded area in the less heavily loaded or unloaded Area on the downstream side, i.e. to the outlet of the tank ventilation system. Once there, the fuel desorbs from the activated carbon and is through the outlet of the ventilation system delivered to the environment.

Ein handelsüblicher durchschnittlicher Aktivkohleschüttbettfilter mit ca. 2,7 dm3 Aktivkohle gibt nach einer Volltankung etwa 150 mg in 24 Stunden in die Umgebung ab. Diese Emission muß gemäß LEV auf unter 50 mg, nach ULEV (Ultra Low Emission Vehicle) auf unter 20 mg und nach ZEV auf 0 mg reduziert werden.A commercial average activated charcoal bed filter with about 2.7 dm 3 activated carbon gives after a full charge about 150 mg in 24 hours in the environment. According to LEV, this emission must be reduced to less than 50 mg, to less than 20 mg according to ULEV (Ultra Low Emission Vehicle) and to 0 mg according to ZEV.

Zur Lösung des oben beschriebenen Problemes sind zusätzliche kleine Aktivkohlefilter entwickelt worden, die im stationären, d.h. geparkten Zustand des Automobils, diese Emissionen aufnehmen und die während des Fahrbetriebs – wie der eingangs genannte Aktivkohleschüttbettfilter – mit sauberer Luft desorbiert werden. Dieser zusätzliche kleine Aktivkohlefilter wird bislang in drei Ausbildungen realisiert, nämlich als Aktivkohleschüttbettfilter aus feinem Aktivkohlegranulat, als mit Aktivkohle beschichtetes Vlies, das zu einem Zylinder aufgewickelt ist, oder als Aktivkohleformkörper mit einer Wabenstruktur. Ein solcher Aktivkohleformkörper mit einer Wabenstruktur weist von diesen drei Ausbildungen den deutlich niedrigsten Druckabfall auf. Aus diesem Grunde ist es nicht erforderlich, diesen Aktivkohleformkörper mit Wabenstruktur während des Betankens mittels eines Ventiles wegzuschalten. Das stellt im Vergleich mit einem zusätzlichen kleinen Aktivkohleschüttbettfilter aus feinem Aktivkohlegranulat einen wesentlichen Vorteil dar. Ein weiterer Vorteil eines solchen zusätzlichen kleinen Aktivkohlefilters der zuletzt genannten Art mit Wabenstruktur besteht darin, daß durch eine entsprechend feinzellige Struktur eine deutlich höhere makroskopische Oberfläche und ein höherer Aktivkohleanteil pro Volumeneinheit als bei einem mit Aktivkohle beschichteten Vlies erzielt wird. Ein Aktivkohleformkörper mit einer Wabenstruktur stellt somit eine gleichsam ideale Lösung für das weiter oben beschriebene Problem dar.to solution of the problem described above are additional small charcoal filters developed in the stationary, i. parked state of the Automobiles that absorb these emissions and those during driving - like the at the beginning called activated carbon bed filter - with clean Air desorbed. This additional small activated carbon filter is realized in three training, namely as activated carbon bed filter made of fine activated carbon granulate, as activated carbon coated nonwoven, which is wound into a cylinder, or as activated carbon moldings with a honeycomb structure. Such an activated carbon shaped body with a honeycomb structure shows the lowest pressure drop of these three trainings on. For this reason, it is not necessary, this charcoal shaped body with honeycomb structure while refueling by means of a valve. That puts in Comparison with an additional small activated charcoal bed filter fine activated carbon granulate is a significant advantage. Another Advantage of such an additional small activated carbon filter of the last-mentioned type with honeycomb structure is that through a correspondingly fine-celled structure a much higher macroscopic surface and a higher one Charcoal fraction per unit volume than one with activated charcoal coated nonwoven is achieved. An activated carbon shaped body with a honeycomb structure thus provides an equally ideal solution for this described above problem.

Die US-A 5 914 294 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Aktivkohleformkörpers mit einer Wabenstruktur und einen nach diesem Verfahren hergestellten Aktivkohleformkörper. Ein solcher Aktivkohleformkörper mit einer Wabenstruktur wird auch in der älteren Patentanmeldung 101 04 882.3 der Anmelderin beschrieben. In der genannten US-A 5 914 294 wird ausgeführt, daß für Anwendungen im Automobilbereich zur Erreichung der notwendigen mechanischen Stabilität der Aktivkohleanteil ca. 25 bis 35 Gew.-% beträgt (Spalte 9, Zeilen 4 bis 8). Um mit einem solchen relativ kleinen Aktivkohleanteil einen Filter herzustellen, der zur Lösung des oben beschriebenen Problemes geeignet ist, muß dieser eine gewisse Mindestgröße aufweisen. Um das Volumen bzw. das Gewicht des Filters zu reduzieren, wäre zur Erzielung der erforderlichen Adsorptionseigenschaften eine Erhöhung des Aktivkohleanteils notwendig. Das führt jedoch zu Problemen bei der mechanischen Belastbarkeit dieses bekannten Filters. Um den extremen mechanischen Belastungen in einem Fahrzeug standzuhalten, muß der Aktivkohleformkörper mit Wabenstruktur also entweder mit einer gewissen Mindestgröße sehr stabil ausgebildet werden, oder er muß entsprechend schwingungsgedämpft gelagert werden. Desweiteren muß der gesamte Filter gegen die Umgebung optimal abgedichtet sein, um Diffusionen durch kleinste Leckagen zuverlässig zu vermeiden. Alle oben beschriebenen bekannten Filtersysteme weisen unabhängig von ihrer Ausführungsform bezüglich ihrer vollständigen und homogenen Abdichtung nicht zu vernachlässigende Probleme auf. Gemäß dem ZEV-Standard darf während der gesamten Lebenszeit, d.h. Einsatzdauer des Filters, keine Leckage auftreten. Die Abdichtungsproblematik umfaßt hierbei nicht nur die Abdichtung des Filterkörpers gegen die Umgebung, sondern insbesondere auch die Abdichtung der Anschlüsse.US Pat. No. 5,914,294 describes a process for the production of an activated carbon shaped article with a honeycomb structure and an activated carbon molded article produced by this process. Such an activated carbon molding with a honeycomb structure is also described in the earlier patent application 101 04 882.3 of the applicant. In said US-A 5,914,294 it is stated that for applications in the automotive sector to achieve the necessary mechanical stability of the activated carbon content is about 25 to 35 wt .-% is (column 9, lines 4 to 8). In order to produce such a relatively small proportion of activated carbon filter, which is suitable for solving the problem described above, this must have a certain minimum size. In order to reduce the volume or the weight of the filter, an increase of the activated carbon content would be necessary to achieve the required adsorption properties. However, this leads to problems in the mechanical strength of this known filter. In order to withstand the extreme mechanical loads in a vehicle, the activated carbon molded body with honeycomb structure must therefore be formed very stable either with a certain minimum size, or it must be stored in accordance with vibration damping. Furthermore, the entire filter must be optimally sealed against the environment in order to reliably prevent diffusion through the smallest leaks. All the above-described known filter systems, irrespective of their embodiment, have non-negligible problems with respect to their complete and homogeneous sealing. According to the ZEV standard, during the lifetime, ie duration of use of the filter, no leakage occur. The sealing problem here includes not only the sealing of the filter body against the environment, but in particular the sealing of the terminals.

Eine Filtervorrichtung der eingangs genannten Art mit einem Aktivkohleformkörper mit einer Wabenstruktur, mit einem anströmseitigen und einem abströmseitigen Anschlußelement und mit einem die beiden Anschlußelemente dicht verbindenden Abdichtelement, in das der Aktivkohleformkörper eingeschlossen ist, wobei das Abdichtelement von einem Schrumpfschlauch gebildet ist, in den der Aktivkohleformkörper eingeschrumpft ist und der auf die Anschlußelemente abdichtend aufgeschrumpft ist, ist aus der DE 38 38 426 C2 bekannt. Dort ist der Aktivkohleformkörper von Monolithen aus Metall oder Keramik gebildet. Die Monolithen sind mit Abschirmtrichtern für die Abgaszu- und -abführstutzen eines Außengehäuses und miteinander mittels Abschirmringen verbunden, so daß sich ein steifes Gebilde ergibt. Der Schrumpfschlauch bildet dort kein Abdichtelement sondern eine Montagehilfe.A filter device of the type mentioned with an activated carbon molded body having a honeycomb structure, with an upstream and downstream connecting element and a sealing element sealingly connecting the two connecting elements, in which the activated carbon molded body is enclosed, wherein the sealing element is formed by a shrink tube, in which the activated carbon molded body shrunk and is shrunk sealingly on the connecting elements, is from the DE 38 38 426 C2 known. There, the activated carbon molded body is formed of monoliths of metal or ceramic. The monoliths are connected to shielding funnels for the Abgaszu- and -abführstutzen an outer housing and each other by means of Abschirmringen, so that there is a rigid structure. The shrink tube forms there no sealing element but a mounting aid.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtervorrichtung der eingangs genannten Art mit verbesserten Filtereigenschaften zu schaffen, wobei eine vollflächige, homogene und optimale Abdichtung des Aktivkohleformkörpers mit Wabenstruktur nach außen, d.h. zur Umgebung hin, und insbesondere auch zu den Anschlüssen auf einfache Weise zuverlässig realisiert wird, wobei gleichzeitig eine gute Schwingungsdämpfung erzielt wird.Of the Invention is based on the object, a filter device of to provide the aforementioned type with improved filter properties, where a full-surface, homogeneous and optimal sealing of the activated carbon molding with Honeycomb structure to the outside, i.e. towards the environment, and in particular to the connections on simple way reliable is realized, at the same time achieving a good vibration damping becomes.

Diese Aufgabe wird bei einer Filtervorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Aktivkohleformkörper von den Anschlußelementen definiert beabstandet ist, so daß zwischen dem Aktivkohleformkörper und den Anschlußelementen eingezogene Übergänge des geschrumpften Schrumpfschlauches ausgebildet sind.These Task is in a filter device of the aforementioned Type according to the invention thereby solved, that the Activated carbon article from the connection elements is defined spaced, so that between the activated carbon moldings and the connection elements retracted transitions of the shrunken Heat shrink tubing are formed.

Ein derartiger Schrumpfschlauch steht preisgünstig zur Verfügung, er ist auch einfach, d.h. mit einfachen Mitteln, verarbeitbar. Die erfindungsgemäße Filtervorrichtung mit dem von einem Schrumpfschlauch gebildeten Abdichtelement weist den Vorteil auf, daß eine vollflächige und homogene Abdichtung des eine Wabenstruktur aufweisenden Aktivkohleformkörpers nach außen und insbesondere zu den Anschlüssen der Filtervorrichtung gewährleistet wird. Durch die eingezogenen Übergänge des geschrumpften Schrumpfschlauches zwischen dem Aktivkohleformkörper und den Anschlußelementen wird der Aktivkohleformkörper zwischen den Anschlußelementen zuverlässig schwingungsgedämpft festgelegt.One Such shrink tubing is available at low cost, he is also simple, i. by simple means, processable. The Filter device according to the invention with the sealing element formed by a shrink tube points the advantage that a all-over and homogeneous sealing of the honeycomb structure having an activated carbon molding according to Outside and in particular to the terminals ensures the filter device becomes. Due to the retracted transitions of Shrinked shrink tube between the activated carbon moldings and the connection elements becomes the activated carbon shaped body between the connection elements reliable vibration-damped established.

Die gewünschte Charakteristik der Schwingungsdämpfung ist durch Wahl des E-Moduls des geschrumpften Schrumpfschlauches und/oder durch die Dimensionierung des Abstandes zwischen den Anschlußelementen, d.h. den freien eingezogenen Verbindungsabschnitten des geschrumpften Schrumpfschlauches zwischen den Anschlußelementen und dem Aktivkohleformkörper einstellbar.The desired Characteristic of the vibration damping is by choosing the modulus of elasticity of the shrunk shrink tubing and / or by dimensioning the distance between the connection elements, i.e. the free retracted connecting portions of the shrunk shrink tubing between the connection elements and the activated carbon shaped body adjustable.

Eine flexible Anpassung der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung an Einbaugegebenheiten eines Fahrzeuges ist erfindungsgemäß dadurch möglich, daß der eine Wabenstruktur aufweisende Aktivkohleformkörper aus mindestens zwei Aktivkohleteilkörpern besteht, die voneinander beabstandet in den Schrumpfschlauch eingeschrumpft sind, wobei zwischen benachbarten Aktivkohleteilkörpern eingezogene Übergänge des geschrumpften Schrumpfschlauches ausgebildet sind.A flexible adaptation of the filter device according to the invention to installation conditions a vehicle according to the invention is possible in that of having a honeycomb structure Activated carbon article consists of at least two activated carbon sub-bodies, which are separated from each other spaced shrunk into the shrink tube, with between adjacent activated carbon sub-bodies retracted transitions of the Shrunken shrink tube are formed.

Zur Realisierung einer solchen erfindungsgemäßen Filtervorrichtung der zuletzt genannten Art werden die Aktivkohleteilkörper und die beiden Anschlußelemente in einen Schrumpfschlauch eingebracht und der Schrumpfschlauch durch Beaufschlagung mit Heißluft geschrumpft, wobei sich der Schrumpfschlauch an die Aktivkohleteilkörper und an die Anschlußelemente eng und abdichtend anlegt. Im noch heißen Zustand wird dann eine Verstreckung vorgenommen, d.h. die Anschlußelemente werden voneinander weg bewegt, wobei sich auch die Aktivkohleteilkörper voneinander weg bewegen. Hierbei ergeben sich zwischen den Aktivkohleteilkörpern eingezogene konkave Übergänge in Gestalt von Rotationsparaboloiden. Der Abstand zwischen den Aktivkohleteilkörpern kann hierbei durch den Verstreckungsgrad und durch die Gesamtlänge des zur Anwendung gelangenden Schrumpfschlauches eingestellt werden. Die verstreckte Filtervorrichtung wird anschließend mit Kaltluft oder mit kaltem Wasser abgeschreckt, so daß der Schrumpfschlauch seine Form behält. Die Flexibilität der solchermaßen hergestellten erfindungsgemäßen Filtervorrichtung kann durch den Elastizitätsmodul (E-Modul) des geschrumpften Schrumpfschlauches eingestellt werden.to Realization of such a filter device according to the invention the last mentioned type are the activated carbon sub-body and the two connecting elements introduced into a shrink tube and the shrink tube through Exposure to hot air shrunk, wherein the shrink tubing to the activated carbon sub-body and to the connection elements tight and tight fitting. In the still hot state then becomes a Stretching, i. the connection elements are separated moved away, with the activated carbon sub-body move away from each other. Here arise between the activated carbon sub-bodies retracted concave transitions in shape of paraboloidal rotors. The distance between the activated carbon sub-bodies can here by the degree of stretching and by the total length of the be set to apply reaching shrink tube. The stretched filter device is then with cold air or with quenched cold water, so that the shrink tube its shape reserves. The flexibility in such a way produced filter device according to the invention can through the modulus of elasticity (Modulus of elasticity) of the shrunken shrink tubing can be adjusted.

Die erfindungsgemäße Filtervorrichtung kann in besonders vorteilhafter Weise Verwendung bei einem Tanklüftungssystem eines Fahrzeuges finden.The Filter device according to the invention can in a particularly advantageous use in a tank ventilation system find a vehicle.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausbildung der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung. Es zeigen:Further Details, features and advantages will be apparent from the following Description of a training shown schematically in the drawing the filter device according to the invention. Show it:

1 eine schematische Ansicht einer Ausbildung der Filtervorrichtung, 1 a schematic view of an embodiment of the filter device,

2 eine Diagrammdarstellung der n-Butan-Durchbruchkurve für einen Adsorptions-Desorptionszyklus eines bekannten Aktivkohleformkörpers beispielsweise gemäß der eingangs zitierten US-A 5 914 294 relativ kleiner Aktivkohlequantität im Vergleich mit einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung, 2 5 is a diagrammatic representation of the n-butane breakthrough curve for an adsorption-desorption cycle of a known activated carbon shaped article, for example, according to US Pat. No. 5,914,294, cited at the beginning, in comparison with a filter device according to the invention, FIG.

3 eine Diagrammdarstellung der Toluol-Durchbruchkurve für einen Adsorptions-Desorptionszyklus eines Aktivkohleformkörpers gemäß der US-A 5 914 294 im Vergleich mit einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung, 3 5 is a diagrammatic representation of the toluene breakthrough curve for an adsorption-desorption cycle of an activated carbon shaped article according to US Pat. No. 5,914,294 in comparison with a filter device according to the invention, FIG.

4 eine Diagrammdarstellung der n-Butan-Durchbruchkurve eines Aktivkohleformkörpers gemäß US-A 5 914 294 mit 35 Gew.-% Aktivkohleanteil und einer Länge von 10 cm im Vergleich mit einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung mit einem Aktivkohleformkörper gleicher Wabenstruktur mit einem Aktivkohleanteil von 60 Gew.-% und einer Länge von nur 5 cm, und 4 a diagram of the n-butane breakthrough curve of an activated carbon shaped article according to US-A 5,914,294 with 35 wt .-% activated carbon and a length of 10 cm compared with a filter device according to the invention with an activated carbon shaped body of the same honeycomb structure with an activated carbon content of 60 wt .-% and a length of only 5 cm, and

5 die Sorptionskurven der beiden miteinander verglichenen Filtervorrichtungen für Toluol, wobei die Testparameter den Testparametern gemäß 3 entsprechen. 5 the sorption curves of the two compared filter devices for toluene, the test parameters according to the test parameters according to 3 correspond.

1 zeigt eine Ausbildung der Filtervorrichtung 10, bei der der Aktivkohleformkörper aus Aktivkohleteilkörpern 42 besteht, die jeweils eine Wabenstruktur aufweisen, deren Kanäle durch dünne zueinander parallele Linien verdeutlicht sind. Die Aktivkohleteilkörper 42 sind voneinander mittels des geschrumpften Schrumpfschlauches 22 beabstandet. Der geschrumpfte Schrumpfschlauch 22 liegt an den Anschlußelementen 16 und 18 der Filtervorrichtung 10 und an den Aktivkohleteilkörpern 42 eng und abdichtend an. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Aktivkohleformkörper nicht in eine Anzahl Aktivkohleteilkörper 42 zu unterteilen sondern zwischen den Anschlußelementen 16 und 18 nur einen einzigen Aktivkohleformkörper 12 vorzusehen. 1 shows an embodiment of the filter device 10 in which the activated carbon shaped body consists of activated carbon partial bodies 42 each having a honeycomb structure whose channels are illustrated by thin lines parallel to each other. The activated carbon part bodies 42 are from each other by means of the shrunken shrink tube 22 spaced. The shrunken shrink tubing 22 lies at the connection elements 16 and 18 the filter device 10 and on the activated carbon part bodies 42 tight and sealing. Of course, it is also possible, the activated carbon shaped body not in a number of activated carbon body part 42 to divide but between the connecting elements 16 and 18 only a single activated carbon body 12 provided.

Zur Realisierung der Filtervorrichtung 10 gemäß 1 wird wie folgt vorgegangen: Die Aktivkohleteilkörper 42 werden in den Schrumpfschlauch 22 im nicht geschrumpften Originalzustand desselben eingebracht. Anschließend wird der Schrumpfschlauch 22 mit Heißluft beaufschlagt, wobei die Temperatur der Heißluft über der Schrumpfungstemperatur des Schrumpfschlauches 22 liegt. Durch Verstrecken im noch heißen Zustand des Schrumpfschlauches 22, d.h. durch Auseinanderbewegen der Anschlußelemente 16 und 18 in Richtung der voneinander abgewandten Pfeile 44 ergeben sich zwischen benachbarten Aktivkohleteilkörpern 42 und zwischen den Anschlußelementen 16, 18 und den dazu benachbarten Aktivkohleteilkörpern 42 eingezogene Übergänge 46 zwischen benachbarten Aktivkohleteilkörpern 42 und eingezogene Übergänge 48 zwischen den Anschlußelementen 16, 18 und den dazu benachbarten Aktivkohleteilkörpern 42, wobei die Aktivkohleteilkörper 42 in Bezug zueinander und in Bezug zu den Anschlußelementen 16 und 18 wunschgemäß fixiert sind, nachdem der Schrumpfschlauch 22 nach dem Verstrecken mit Kaltluft oder mit kaltem Wasser abgeschreckt wird. Die eingezogenen Übergänge 46 bilden Rotationsparaboloide. Die eingezogenen Übergänge 48 bilden Rotationsparaboloidhälften. Die Flexibilität der solchermaßen hergestellten Filtervorrichtung kann durch den E-Modul des geschrumpften Schrumpfschlauches 42 eingestellt werden. Der Abstand zwischen den Aktivkohleteilkörpern 42 und zwischen den Anschlußelementen 16, 18 und den dazu benachbarten Aktivkohleteilkörpern 42 kann durch den Verstreckungsgrad und durch die Gesamtlänge des zur Anwendung gelangenden Schrumpfschlauches 22 eingestellt werden.For the realization of the filter device 10 according to 1 The procedure is as follows: The activated carbon part body 42 be in the shrink tube 22 when not shrunk in its original state. Subsequently, the shrink tube 22 subjected to hot air, wherein the temperature of the hot air above the shrinkage temperature of the shrink tube 22 lies. By stretching in the still hot state of the shrink tube 22 , ie by moving apart of the connecting elements 16 and 18 in the direction of the opposite arrows 44 arise between adjacent activated carbon sub-bodies 42 and between the connection elements 16 . 18 and the adjoining activated carbon sub-bodies 42 retracted transitions 46 between adjacent activated carbon sub-bodies 42 and retracted transitions 48 between the connection elements 16 . 18 and the adjoining activated carbon sub-bodies 42 , wherein the activated carbon part body 42 in relation to each other and in relation to the connection elements 16 and 18 are fixed as desired, after the shrink tube 22 after being quenched with cold air or quenched with cold water. The retracted transitions 46 form paraboloidal paraboloid. The retracted transitions 48 form paraboloid halves. The flexibility of the filter device produced in this way can be achieved by the modulus of elasticity of the shrunken shrink tube 42 be set. The distance between the activated carbon part bodies 42 and between the connection elements 16 . 18 and the adjoining activated carbon sub-bodies 42 can by the degree of stretching and by the total length of the applicable shrinking tube 22 be set.

Unabhängig von der jeweiligen Ausbildung der Filtervorrichtung 10 ergibt sich eine vollflächige und homogene Abdichtung des eine Wabenstruktur aufweisenden Aktivkohleformkörpers bzw. der eine Wabenstruktur aufweisenden Aktivkohleteilkörper zur Umgebung hin und zu den Anschlußelementen 16 und 18. Ein ganz erheblicher Vorteil ergibt sich durch die schwingungsgedämpfte Lagerung der Filtervorrichtung 10, weil bei einer solchen schwingungsgedämpften Lagerung die mechanische Eigenstabilität des Aktivkohleformkörpers bzw. der Aktivkohleteilkörper reduziert werden kann. Durch eine solche Reduktion der mechanischen Eigenstabilität ist es in vorteilhafter Weise möglich, den Aktivkohleanteil im Aktivkohleformkörper bzw. in den Aktivkohleteilkörpern zu erhöhen, wodurch die Sorptionsleistung der Filtervorrichtung 10 wesentlich erhöht wird. Hierdurch ist es wiederum möglich, das Volumen der Filtervorrichtung 10 zu verkleinern. Insbesondere ist es möglich, bei gleicher Anströmfläche die Filtertiefe, d.h. die Abmessung des Filterkörpers zwischen seinen Stirnflächen bzw. die Abmessungen der Aktivkohleteilkörper 42 zwischen ihren Stirnflächen zu reduzieren. Dadurch ist eine flexible Anpassung an gegebene Einbauräume möglich. Eine optimale Anpassung an die jeweilige Einbausituation in einem Kraftfahrzeug ist möglich, wenn der Aktivkohleformkörper 12 in Aktivkohleteilkörper 42 unterteilt ist, und wenn diese zu einem flexiblen Schlauchfilter gestaltet sind. Durch die flexiblen Zwischenräume zwischen den Aktivkohleteilkörpern 42 ergibt sich zwar wiederum eine Erhöhung des Gesamtvolumens der Filtervorrichtung 10, durch die Volumeneinsparung bei den Aktivkohleteilkörpern 42 aufgrund des höheren Aktivkohlegehaltes wird dieser Effekt jedoch wieder neutralisiert, so daß insgesamt bei Beibehaltung des Gesamtvolumens der Filtervorrichtung 10 eine flexible, schwingungsgedämpfte Ausbildung möglich ist.Regardless of the particular design of the filter device 10 results in a full-surface and homogeneous sealing of a honeycomb structure having activated carbon molded body or a honeycomb structure having activated carbon sub-body to the environment and to the connecting elements 16 and 18 , A very significant advantage results from the vibration-damped mounting of the filter device 10 because in such a vibration-damped storage, the mechanical inherent stability of the activated carbon molded body or the activated carbon sub-body can be reduced. By such a reduction of the mechanical inherent stability, it is advantageously possible to increase the proportion of activated carbon in the activated carbon molded body or in the activated carbon partial bodies, whereby the sorption of the filter device 10 is significantly increased. This makes it possible, in turn, the volume of the filter device 10 to downsize. In particular, it is possible for the same inflow surface, the filter depth, ie the dimension of the filter body between its end faces and the dimensions of the activated carbon sub-body 42 between their faces. As a result, a flexible adaptation to given installation spaces is possible. An optimal adaptation to the respective installation situation in a motor vehicle is possible if the activated carbon molding 12 in activated carbon part body 42 is divided, and if they are designed to a flexible bag filter. Due to the flexible spaces between the activated carbon partial bodies 42 Although in turn results in an increase in the total volume of the filter device 10 , by the volume savings in the activated carbon sub-bodies 42 due to the higher active carbon content, however, this effect is neutralized again, so that overall while retaining the total volume of the filter device 10 a flexible, vibration damped training is possible.

Nachfolgend werden – auch unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 – zwei Ausführungsbeispiele zur weiteren Verdeutlichung des Erfindungsgedankens beschrieben.Below are - also with reference to the 2 to 5 - Described two embodiments for further clarification of the inventive concept.

Ausführungsbeispiel 1: Ein Aktivkohleformkörper mit einer Wabenstruktur, der einen Durchmesser 2, 5 cm, eine Länge von 10 cm und eine Zelldichte von 62 Zellen/cm2 (=400 cpsi), und der nach dem in der eingangs erwähnten älteren Patentanmeldung 101 04 882.3 beschriebenen Verfahren hergestellt worden ist, weist einen Aktivkohleanteil von 60 Gew.-%, einen Glasfaseranteil von 5,6 Gew.-%, einen Tonanteil von 25 Gew.-% und einen Anteil an Glaskohlenstoff(karbonisiertes Phenolharz) von 7,9 Gew.-% auf. Die Kombination der Füllstoffe Ton und Glasfaser in Verbindung mit dem Glaskohlenstoffgerüst ergibt einen formstabilen Aktivkohleformkörper. Aufgrund seines hohen Aktivkohleanteiles von 60 Gew.-% ist seine mechanische Stabilität jedoch geringer als die eines vergleichbaren Aktivkohleformkörpers mit Wabenstruktur mit maximal 35 Gew.-% Aktivkohle gemäß der eingangs zitierten US-A 5 914 294. Der Aktivkohleformkörper ist mit Hilfe eines Schrumpfschlauches 22 mit zwei Anschlußelementen 16, 18 dicht verbunden. Bei dem Schrumpfschlauch 22 handelt es sich um einen Vitonschlauch mit einer Schrumpfungsrate von 2:1 bei einer Schrumpftemperatur von 175°C.Exemplary Embodiment 1: An activated carbon shaped body with a honeycomb structure having a diameter of 2.5 cm, a length of 10 cm and a cell density of 62 cells / cm 2 (= 400 cpsi), and that according to the earlier-mentioned earlier patent application 101 04 882.3 has been prepared, has an active carbon content of 60 wt .-%, a glass fiber content of 5.6 wt .-%, a clay content of 25 wt .-% and a glassy carbon (carbonated phenolic resin) content of 7.9 wt. -% on. The combination of the fillers clay and glass fiber in conjunction with the glassy carbon skeleton results in a dimensionally stable activated carbon molding. Due to its high proportion of activated carbon of 60 wt .-%, however, its mechanical stability is lower than that of a comparable activated carbon molded body with honeycomb structure with a maximum of 35 wt .-% activated carbon according to the above-cited US-A 5 914 294. The activated carbon molded body is using a shrink tube 22 with two connection elements 16 . 18 tightly connected. In the shrink tube 22 it is a Viton hose with a shrinkage rate of 2: 1 at a shrinking temperature of 175 ° C.

In 2 ist die n-Butan-Durchbruchkurve für einen Adsorptions-Desorptionszyklus bei folgenden Bedingungen dargestellt: Anströmkonzentration = 80 ppmV n-Butan; Luftfeuchtigkeit = 25 %; Temperatur = 23°C; Volumenstrom = 40 l/min. In 2 ist die Durchbruchkurve einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung und eines Wabenkörpers gemäß US-A 5 914 294, d.h. mit nur 35 Gew.-% Aktivkohle dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen, wie stark die Adsorptionskapazität gegenüber n-Butan aufgrund des sehr viel niedrigeren Aktivkohleanteiles abnimmt. Dabei stellt die mit der Bezugsziffer 58 bezeichnete strichlierte Linie die n-Butan-Durchbruchkurve eines bekannten Aktivkohlekörpers gemäß der US-A 5 914 294 mit einem Aktivkohleanteil von 35 Gew.-% und die mit der Bezugsziffer 60 bezeichnete durchgezogene Linie die n-Butan-Durchbruchkurve eines gleich großen Aktivkohleformkörpers mit Wabenstruktur mit einem Aktivkohleanteil von 60 Gew.-%.In 2 For example, the n-butane breakthrough curve for an adsorption-desorption cycle is shown under the following conditions: feed concentration = 80 ppmV n-butane; Humidity = 25%; Temperature = 23 ° C; Flow rate = 40 l / min. In 2 is the breakthrough curve of a filter device according to the invention and a honeycomb body according to US-A 5,914,294, ie shown with only 35 wt .-% activated carbon. It can be clearly seen how much the adsorption capacity to n-butane decreases due to the much lower proportion of activated carbon. It represents with the reference number 58 designated dotted line, the n-butane breakthrough curve of a known activated carbon body according to US-A 5,914,294 with an activated carbon content of 35 wt .-% and the reference numeral 60 designated solid line, the n-butane breakthrough curve of a uniform sized honeycomb activated carbon molded body with an activated carbon content of 60 wt .-%.

3 verdeutlicht die Durchbruchkurven der beiden oben genannten Filter für einen Sorptionstest mit Toluol. Bei diesem Sorptionstest wurden die folgenden Parameter eingestellt: Anströmkonzentration = 80 ppmV Toluol, Luftfeuchtigkeit = 50 %; Temperatur = 23°C; Volumenstrom = 20 l/min bei Adsorption und 40 l/min bei Desorption. Die mit der Bezugsziffer 60 bezeichnete durchgezogene Linie stellt die Durchbruchkurve für einen Adsorptions-Desorptionszyklus einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung mit den oben beschriebenen Parametern und die mit der Bezugsziffer 58 bezeichnete strichlierte Linie stellt die entsprechende Durchbruchkurve eines bekannten Aktivkohleform- bzw. Wabenkörpers gemäß der US-A 5 914 294 mit den oben angegebenen gleichen Dimensionen dar. Die Kurven 58 und 60 verdeutlichen, daß auch für höhersiedende Substanzen wie Toluol der Unterschied in der Sorptionskapazität sehr hoch ist. Während bei dem erfindungsgemäßen Filter mit einem Aktivekohleanteil von 60 Gew.-% (Kurve 60) nach zwei Stunden Beladung noch kein signifikanter Durchbruch zu erkennen ist, ist der Filter mit einem Aktivkohleanteil von 35 Gew.-% entsprechend der strichlierten Linie 58 schon zur Hälfte gesättigt. 3 illustrates the breakthrough curves of the two filters mentioned above for a sorption test with toluene. In this sorption test, the following parameters were set: inflow concentration = 80 ppmV toluene, humidity = 50%; Temperature = 23 ° C; Volume flow = 20 l / min on adsorption and 40 l / min on desorption. The with the reference number 60 designated solid line represents the breakthrough curve for an adsorption-desorption cycle of a filter device according to the invention with the parameters described above and the reference numeral 58 The designated dashed line represents the corresponding breakthrough curve of a known activated carbon or honeycomb body according to US-A 5 914 294 with the same dimensions given above. The curves 58 and 60 make it clear that even for higher-boiling substances such as toluene, the difference in sorption capacity is very high. While in the filter according to the invention with an active carbon content of 60 wt .-% (curve 60 ) after two hours of loading is still no significant breakthrough is the filter with an activated carbon content of 35 wt .-% corresponding to the dashed line 58 already half saturated.

Ausführungsbeispiel 2: Ein erfindungsgemäßer Aktivkohleformkörper mit einem Aktivkohleanteil von 60 Gew.-%, jedoch mit auf die Hälfte reduzierter Länge, d.h. mit einer Länge von 5 cm und somit mit dem halben Volumen, wird mit einem Aktivkohleform- d.h. Wabenkörper gleichen Durchmessers und einer Länge von 10 cm gemäß US-A 5 914 294, d.h. mit einem Aktivkohleanteil von 35 Gew.-% verglichen. Die entsprechenden Durchbruchkurven für n-Butan sind in 4 dargestellt. Die durchgezogene Linie 60 ist die Durchbruchkurve des erfindungsgemäßen Wabenkörpers halben Volumens mit einem Aktivkohleanteil von 60 Gew.-% und die strichlierte Linie 58 entspricht der Durchbruchkurve 58 gemäß 2. Die Kurven 58 und 60 gemäß 4 verdeutlichen, daß mit einem entsprechend höheren Aktivkohleanteil dieselbe Adsorptionsleistung mit einem kleineren Volumen erreicht werden kann.Exemplary Embodiment 2 An activated carbon shaped article according to the invention with an activated carbon content of 60% by weight, but with a half-reduced length, ie with a length of 5 cm and thus with half the volume, is formed with an activated carbon form ie honeycomb body of the same diameter and a length of 10 cm according to US Pat. No. 5,914,294, ie compared with an activated carbon content of 35% by weight. The corresponding breakthrough curves for n-butane are in 4 shown. The solid line 60 is the breakthrough curve of the honeycomb body according to the invention half volume with an active carbon content of 60 wt .-% and the dashed line 58 corresponds to the breakthrough curve 58 according to 2 , The curves 58 and 60 according to 4 illustrate that with a correspondingly higher amount of activated carbon share the same adsorption capacity can be achieved with a smaller volume.

In 5 sind die Sorptionskurven der beiden oben vergleichend beschriebenen Filtervorrichtungen für Toluol dargestellt. Dabei sind die Testparameter bezüglich Toluol-Anströmkonzentration, Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Volumenstrom bei Adsorption und bei Desorption gleich wie die in Verbindung mit 3 beschriebenen Testparameter. Die Kurve 62 entspricht hierbei einer Filterlänge bzw. -tiefe von 5 cm und die Kurve 64 einer Filterlänge bzw. -tiefe von 10 cm. Aus dieser Figur wird ersichtlich, daß auch für höher siedendes Gas wie Toluol mit einem deutlich geringeren Filtervolumen die gleiche Sorptionsleistung erzielt werden kann.In 5 the sorption curves of the two comparatively described filter devices for toluene are shown. The test parameters regarding toluene Anströmkonzentration, air humidity, temperature, flow rate during adsorption and desorption are the same as those in connection with 3 described test parameters. The curve 62 corresponds to a filter length or depth of 5 cm and the curve 64 a filter length or depth of 10 cm. From this figure it can be seen that even for higher boiling gas such as toluene with a significantly lower filter volume, the same sorption can be achieved.

Claims (3)

Filtervorrichtung mit einem Aktivkohleformkörper (12) mit einer Wabenstruktur, mit einem anströmseitigen und einem abströmseitigen Anschlußelement (16, 18) und mit einem die beiden Anschlußelemente (16, 18) dicht verbindenden Abdichtelement (20), in das der Aktivkohleformkörper (12) eingeschlossen ist, wobei das Abdichtelement (20) von einem Schrumpfschlauch (22) gebildet ist, in den der Aktivkohleformkörper (12) eingeschrumpft ist und der auf die Anschlußelemente (16, 18) abdichtend aufgeschrumpft ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Aktivkohleformkörper (12) von den Anschlußelementen (16, 18) definiert beabstandet ist, so daß zwischen dem Aktivkohleformkörper (12) und den Anschlußelementen (16, 18) eingezogene Übergänge (48) des geschrumpften Schrumpfschlauches (22) ausgebildet sind.Filter device with an activated carbon shaped body ( 12 ) with a honeycomb structure, with an inflow-side and an outflow-side connection element ( 16 . 18 ) and with one the two connection elements ( 16 . 18 ) sealingly connecting sealing element ( 20 ) into which the activated carbon shaped body ( 12 ), wherein the sealing element ( 20 ) of egg heat shrink tubing ( 22 ) is formed, in which the activated carbon molded body ( 12 ) has shrunk and which is on the connecting elements ( 16 . 18 ) is shrunk sealingly, characterized in that the activated carbon molded body ( 12 ) of the connecting elements ( 16 . 18 ) is defined so that between the activated carbon molded body ( 12 ) and the connecting elements ( 16 . 18 ) merged transitions ( 48 ) of the shrunken shrink tubing ( 22 ) are formed. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Aktivkohleformkörper (12) aus mindestens zwei Aktivkohleteilkörpern (42) besteht, die voneinander beabstandet in den Schrumpfschlauch (22) eingeschrumpft sind, wobei zwischen benachbarten Aktivkohleteilkörpern (42) eingezogene Übergänge (46) des geschrumpften Schrumpfschlauches (22) ausgebildet sind.Filter device according to claim 1, characterized in that the activated carbon shaped body ( 12 ) from at least two activated carbon sub-bodies ( 42 ), which are spaced apart in the shrink tube ( 22 ) are shrunk between adjacent activated carbon sub-bodies ( 42 ) merged transitions ( 46 ) of the shrunken shrink tubing ( 22 ) are formed. Verwendung einer Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 bei einem Tanklüftsystem eines Fahrzeuges.Use of a filter device according to claim 1 or 2 in a tank ventilation system of a vehicle.
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