Kabinenluftfilter

Kabinenluftfilter, eine Auswahl von Filtertypen

Kabinenluftfilter, auch unter den Bezeichnungen Innenraum- oder Pollenfilter bekannt, werden in Klimaanlagen von Fahrzeugen eingesetzt. Diese Filter wurden Ende der 70er Jahre entwickelt ^[1][2][3][4], konnten sich in den 1990er Jahren etablieren und gehören mittlerweile in modernen Fahrzeugen zur Standardausstattung.

Grundlagen

Bei der Markteinführung dieser Filterklasse haben sich insbesondere (neben dem Erfinder Saab Automobile) zwei deutsche Firmen hervorgetan. Die Firma Freudenberg war Vorreiter bei den reinen Partikel- bzw. Pollenfiltern, die Mann+Hummel Innenraumfilter GmbH (ehemals helsa-automotive GmbH) war federführend bei der Entwicklung und Markteinführung des Kombifilters (zur gleichzeitigen Abscheidung von Schadgasen). Für diese Leistung wurde helsa-automotive 2007 mit dem „Frost&Sullivan European Enabling Technology of the Year Award in the Cabin Air Filter Market“ ausgezeichnet. Weitere bedeutende Hersteller von Kabinenluftfiltern sind die Unternehmen Hengst, 3M und Mahle.

Marktinformationen

Selbst wenn es Kabinenluftfilter erst rund 30 Jahre gibt, so hat dieses Produkt schon eine enorme wirtschaftliche Bedeutung erlangt. Neufahrzeuge sind in Europa nahezu alle mit einem Kabinenluftfilter ausgestattet und in dieser Region werden immerhin 21 Millionen Fahrzeuge hergestellt. In Asien, Nord- und Südamerika werden über 44 Millionen Pkw und light Trucks hergestellt, allerdings ist die Ausstattungsquote mit Innenraumfiltern dort geringer. Somit dürfte der Erstausrüstermarkt für Kabinenluftfilter derzeit etwas unter 50 Millionen Filter taxiert werden. Nimmt man neben den OEM-Mengen auch noch die OES- und IAM-Bedarfe hinzu, so dürfte der weltweite Markt für Kabinenluftfilter schon bei über 110 Millionen Filter im Jahr liegen.

Herstellung/Technik

Üblicherweise setzt sich ein Kabinenluftfilter aus einem plissierten (gefalteten) Filtermedium und einem Rahmen zusammen. Das Filtermedium besteht bei einem reinen Partikelfilter aus synthetischem Meltblownvlies, das durch seine elektrostatischen Eigenschaften in der Lage ist, Staub zu filtern. Der Kombifilter kann durch seine integrierte Schicht Aktivkohle neben Stäuben und Partikeln, auch noch Gerüche und schädliche Gase filtern. Den höheren Komfort bietet somit der Kombifilter.

plissiertes Kombifiltermedium im Querschnitt, ohne Rahmen

Für den Rahmen werden in der Regel 2 Varianten bevorzugt. Eine dieser beiden Lösungen ist ein Spritzguss-Rahmen aus Kunststoff, wobei das Medium direkt eingespritzt oder als vorgeformter Filtereinsatz in einen Kunststoffrahmen eingehängt werden kann. Der textile Rahmen, bei dem das plissierte Filtermedium mit Hotmelt und einem schmalen umlaufenden Vliesstreifen in Form gehalten wird, ist in vielen Fällen die kostengünstigere und elegantere Lösung der Filterformgebung. Die Leistungsfähigkeit eines Innenraumfilters wird durch die Medienwahl, Medienfläche und Faltengeometrie eingestellt. Diese Adaptionsfähigkeit ist wichtig, weil die Automobil-Hersteller variierende Schwerpunkte in den Anforderungen setzen. Nur wenigen namhaften Filterherstellern gelingt es in allen Fällen einen idealtypischen Kompromiss dem OEM zu präsentieren. Ein Kombifilter wird über 4 klassische Eigenschaften definiert:

• Druckabfall
• Staubabscheideleistung
• Staubspeichervermögen
• Gasadsorption

Diese vier Kerneigenschaften eines Kombifilters beeinflussen sich gegenseitig, was die Schwierigkeit einer kostengünstigen Lösungsfindung begreiflich macht.

Wirkung/Handhabung/Nutzen

Ein hochwertiger Innenraumfilter ist in der Lage Schadstoffe fast jeder Art aus der Luft zu entfernen bzw. zu reduzieren. Insbesondere bei extremen Wetterlagen (Wintersmog, Sommersmog), während der Pollenflugzeit, in dichtem Verkehr, im Tunnel, in Abschnitten mit Baustellenbetrieb oder auch im Stau beinhaltet die Luft sehr viele Verunreinigungen und genau dann zeigt ein Innenraumfilter seine volle Wirkung gegenüber Aerosolen und Gasen. Selbst in genannten Situationen erlaubt der Innenraumfilter ein komfortables Reisen.

Die Leistungsfähigkeit eines Kabinenluftfilters lässt allerdings mit der Zeit nach. Mit steigender Staubbeladung setzt sich der Filter langsam zu, es bildet sich der so genannte Filterkuchen. Konsequenzen daraus sind:

• Der Druckabfall steigt und es wird weniger Luft gefördert
• Das Partikelfiltervlies verliert mit steigender Beladung seine elektrostatischen Eigenschaften und dadurch Staubfilterleistung
• Durch die Abgasbeladung des Kombifilters wird seine Gasfiltration und Schadstoffminderung schwächer
• Stark beladene Filter werden auf Dauer zur Last für Mensch und Klimaanlage

Aus den genannten Gründen ist es wichtig, den Filter regelmäßig zu wechseln. Die Vorgaben der Hersteller im Service-Heft unterscheiden sich hier.

Anwendung

Neufahrzeuge jeglicher Art sind entweder in der Serie mit einem Innenraumfilter ausgestattet oder können optional damit ausgerüstet werden. Die Bandbreite geht von Pkw, Light Trucks, Lkw, Baumaschinen, Landmaschinen, bis hin zu Spezialfahrzeugen. Die Filter unterscheiden sich dabei nicht nur zwischen den Fahrzeugklassen, sondern bei nahezu jeder Baureihe eines Herstellers gibt es auch einen anderen Filter und dann hat die Werkstatt oder der Verbraucher noch die Wahl zwischen reinem Partikelfilter oder Kombifilter. Die Anzahl der unterschiedlichen Innenraumfilter beläuft sich auf über 500.

Bei den Pkw-Herstellern gibt es seit ein paar Jahren den Trend hin zu immer größeren Plattformen, was auch zur Folge hat, dass ein Filtermodell für immer mehr Fahrzeuge eingesetzt werden kann. Dieser Trend wirkt natürlich für die bereits fahrende Flotte, die mehr als 600 Millionen Fahrzeuge umfasst, nicht.

Literatur

• Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert: Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik. 2. Auflage, Friedrich Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig/Wiesbaden, 2001, ISBN 3-528-13114-4
• Karl-Heinz Dietsche, Thomas Jäger, Robert Bosch GmbH: Kraftfahrtechnisches Taschenbuch. 25. Auflage, Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden, 2003, ISBN 3-528-23876-3

1. ↑ [1]
2. ↑ [2]
3. ↑ [3]
4. ↑ [4]