Lösung für Innenraumfilter gesucht

[Carlo-ZJ]

Bei genauerer Betrachtung des des Zwischenblechs sind mir darin Ablauföffnungen aufgefallen, welche die Filter nicht verschließen werden - die Vmaxx Filtereinsätze jedoch auch nicht berücksichtigen.

Und nachdem ich @raik's Bilder nochmals angeschaut habe, sind mir zudem an seinem '98er ZG weitere Befestigungslöcher für das Kunststoffgitter aufgefallen, die mein Zwitter Pre/Facelift '96er ZG nicht hat.

Im folgenden hab ich diese Stellen markiert. (Die oberen Bilder hab ich aus raiks Buildup. Ich hoffe, dass @raik mit deren Verwendung einverstanden ist )

• Die grün markierten Löcher sind in raik's '98er ZG sowie in meinem '96 ZG gleichermaßen vorhanden.
• Die orange markierten Löcher sind nur in raik's '98er ZG, mein '96er ZG hat die dagegen nicht
• Blau markiert sind jeweils die angesprochenen Ablauföffnungen im Blech

• Die grün markierten Löcher werden von "meiner" Filterkassette zur Befestigung verwendet. Durch die TPU Dichtung auf beiden Seiten sind diese Löcher wohl Luftdicht verschlossen.
• Die orange/grün markierten Löcher werden von der VMaxx Lösung nicht alle berücksichtigt, bzw. das originale Kunststoffgitter das wieder darüber kommt verwendet halt nicht alle Löcher.
• Die Ablauföffnungen werden von der VMaxx-Lösung wohl Lösung größtenteils ignoriert. Wobei die längliche Ablauföffnung/der längliche Schlitz im Blech (auf der rechten Seite in den Bildern blau markiert) sich noch vor dem im Hohlraum des stehenden VMaxx Filters befindet, bzw. auf gleicher Höhe.

Die beim Faceliftmodell vorhandenen zusätzlichen Befestigungslöcher (orange) welche meine Filterkassette nicht verwendet könnten wohl (wenn vorhanden) gut mit Butyl verschlossen werden.

Die Ablauföffnungen welche die VMaxx Filterlösung ebenfalls ignoriert, würde ich nun ebenfalls ignorieren. Ist sicher kontraproduktiv Ablauföffnungen zu verschließen und anfallendes Wasser dort einzuschließen. Wobei sich der im Hohlraum stehende VMaxx Filter wohl auch nicht wie ein Schwamm vollsaugt...
Aber zumindest der länglichen Schlitz könnte ebenfalls mit Butylschnur abgedichtet werden.

Es sind nur kleine Öffnungen und der Sog des Gebläsemotors ist nicht so stark, dass er mit eingesetzter Filterkassette, dann Dreck über die kleinen noch "offenen" Ablauföffnungen anzieht.

Vermutlich ist es komplett zu vernachlässigen, wenn ich sowas jedoch mache wollte ich sowas dennoch bedacht haben.

Und vielleicht fällt jemand der diesen Thread hier ließt ja etwas dazu ein.



Mein erster Prototyp ist zwischenzeitlich komplettiert.

So sehen die zusammengesetzten Einzelteile aus:




Selbstverständlich hab ich es auch gleich am Fahrzeug selbst getestet.

Das Befestigungsmaterial funktioniert wie angedacht. Die Kassette passt hervorragend in die großen Blechöffnungen. Einzig (an der eigentlich einfacherern) kleinen Öffnung muss ich nacharbeiten - hier hab ich das Gitter zu groß geplant.

Übergangsweise hab ich die Filtermatte nun ohne Rahmen zwischen Gitter und Blech geklemmt. So verringert sich zwar die Filterfläche aber Übergangsweise ist das sicher immer noch besser als das werkseitige Kunststoffgitter.

So sieht die Kassette (derzeit) eingesetzt aus:

Auf der Rückseite der Rahmenteile hab ich noch ein Mossgummiband angebracht um diesen Bereich abzudichten. Hier besorge ich mir jedoch noch ein Band mit passenderen Abmessungen - und überarbeite das Modell dahingehend noch eventuell auch noch etwas.

Fortsetzung folgt...

 

[raik]

Die orange/grün markierten Löcher werden von der VMaxx Lösung nicht alle berücksichtigt, bzw. das originale Kunststoffgitter das wieder darüber kommt verwendet halt nicht alle Löcher.

Den rechten (grün) markierten Befestigungspunkt habe ich selbst weggelassen. Dort liegt der innenliegende Filter plan an und verschließt dieses Loch. Die Befestigungsniete könnte sonst den festeren "originalen" Papierfilter verdrücken (auf dem Foto oben ist die Schaumstoffkaschierung des Papierfilters erkennbar). Bei meinem jetzigen Filtermaterial könnte ich ich die Niete wieder einsetzen, da die sich einfach in das weiche Material reindrücken würde, ohne den Filter selbst zu verdrücken. Ist aber nicht nötig, da das Gitter auch ohne diese Niete an dieser Stelle gleich fest sitzt.

Wasser von der Fahrerseite wäre auch kein Problem. Dem Filtermaterial selbst würde das Wasser nichts ausmachen, lässt es aber durch. Das käme dann also gefiltert auf der anderen Seite an. Bleiben einzig die beiden länglichen Ablaufschlitze. Ich habe schon überlegt, ob ich da ein bißchen vom Filtermaterial reinstopfe. Das Wasser könnte dann trotzdem noch ablaufen, von außen könnte aber keine ungefilterte Luft mehr rein. Ich habs aber bisher gelassen, weil ich die zwei kleinen Öffnungen für wenig relevant halte (für Schmutz der den Heizungskasten verdrecken könnte).

Hier sieht man es besser, wie der Innenfilter das rechte Loch verschließt.

 

[Carlo-ZJ]

@raik: Danke für deinen Input.

Hier Nahaufnamen der zwei angesprochenen Öffnungen (oben Blau markiert)


Diese Ablauföffnungen sind auch weiter hinten im Blech Richtung Scheibenwischergestänge vorhanden.
Diese Öffnungen werden wohl erst recht nicht ins Gewicht fallen, da sie so weit weg vom Gebläsemotor sind.

Und hier der längliche Schlitz, wo der beim VMaxx Filterset der stehende Filter noch davor steht.



Und hier hier noch die Befestigung meines Filters im Detail:


Ich hab noch eine Idee, wie ich mit einem weiteren Teil diese Öffnungen unberührt lassen könnte und dennoch mehr als "99%" Filterwirkung hätte.

 

[Carlo-ZJ]

Die Kassette passt hervorragend in die großen Blechöffnungen. Einzig (an der eigentlich einfacherern) kleinen Öffnung muss ich nacharbeiten - hier hab ich das Gitter zu groß geplant.

Ich habe damit begonnen den kleinen Teil der Filterkassette zu überarbeiten und bin dabei zu dem entschluss gekommen, dass mit das mir das so einfach nicht gefällt. Das sieht mir einfach zu sehr nach Prototyp aus. Statt das Modell also nur in den Abmessungen anzupassen und infolge dessen das Gitter neu aufzuteilen - hab ich es nochmals komplett neu entworfen.

Nun gefällt es mir deutlich besser, da es nicht mehr so sehr nach einem unfertigen Protyp aussieht.



Die Ecken sind nun abgerundet und ich habe den Überhang auf meine besorgte Mossgummidichtung angepasst. Außerdem ist die Abdeckung nun etwas Verwindungssteifer ausgeführt.

Zur Materialwahl der Filterkassette hab ich mich nun ebenfalls umentschieden. Statt Kohlefaserverstärktem Nylon (PA12/CF) werde ich die Kassettenteile nun in Nylon (PA12) drucken.
Die erhöhte Schlagfestigkeit durch die Kohlefasern wird bei diesem Bauteilen nicht benötigt. Die mechanische Belastbarkeit des Nylons allein ist hier wohl mehr als ausreichend.
(Aufgrund der guten witterungsbeständigkeit und Bruchresistenz von Nylon und hab ich mich gegen Probedruck aus PETG oder ASA entschieden.)

Außerdem habe ich die Druckeinstellungen (Layerhöhe und Linienstärke) unter Berücksitigung der Druckdauer etwas optimiert. Auch wenn das Teil im eingebauten Zustand nicht sichtbar ist, wollte ich dass die Rundungsradien schön aussehen. Und zumindest beim Filterwechsel wird man es ja sehen.

Ob mein Plan funktioniert und der Probedruck erfolgreich wird, kann ich dann morgen Berichten.
Dann werde ich das große Kassettenteil ebenfalls in gleicher Weise neu modellieren.



Die Sache mit den Ablauföffnungen habe ich ebenfalls etwas bedacht. Meine Vorgehensweise wäre nun folgendermaßen:

• Die drei Öffnungen werden von der Filterkassette die mit Filtern der Filterklasse M5 befüllt sind abgedeckt.
• Das kleine Loch welches sich fast direkt neben den großen Öffnungen befindet, werde ich mit einem Stöpsel aus TPU (Modell steht noch aus) verschließen. Dieses Loch hab ich bis jetzt immer übersehen. Das sitzt aber direkt vor der Ansaugung des Lüftergebläses.
• Danach bleiben nur noch die kleinen Abflussöffnungen und der längliche Schlitz im Stehblech. So kann nur noch über diese kleinen Öffnungen ungefilterte Luft in den Innenraum gelangen.
  • Da dass die Einzigen verbleibenden Öffnungen sind kann darüber wohl nicht mehr viel Dreck hinter das Stehblech gelangen, deshalb kann dahinter nun ein weiterer feinerer Filter (Filterklasse F7) angebracht werden.

    (zwei Filterklassen kombinierbar z.b. grob+fein)

  • Dieser Filter sitzt dann direkt auf der Ansaugöffnung des Gebläsemotors. Da fast ausschließlich gefilterte Luft angesaugt wird kann dieser zweite Filter wohl viel feiner sein (und wohl nur jeden zweiten Wechselintervall erneuert werden).
  • Zum Auswechseln dieses feinen Filters müssen nur die zwei Flügelmuttern gelöst werden und der große Teil der Filterkassette abgenommen werden.

Eine Herausforderung ist nur dass über der Ansaugöffnung eine Auswölbung im Karosserieblech ist, die einen höheren Aufbau zur Befestigung des Filters verhindert.


Aber ich habe eine hochwertige progressive Filtermatte der Filterklasse F7 gefunden, die nur 0,7mm dick ist. Damit kann der erforderliche Aufbau wohl flach genug ausfallen.


Das nächste Herausforderung ist es die Maße der Ansaugöffnung zu ermitteln, sodass ich ein Modell für den Feinfilterhalter erstellen kann. Meine erste Überlegung war es ein Stück Pappe mit Acryllack zu besprühen und dann auf dei Öffnung zu drücken um so einen Abdruck zu erhalten, von dem ich die Maße übernehmen kann. Der erste Versuch ein Stück Pappe dort Probehalber ohne Farbe auf die Öffnung zu drücken, brachte mir die Erkenntnis - dass das eine reisen Sauerrei werden würde...

Vielleicht nur das Längenmaß nehmen und die Rundung abschätzen? Aber nachdem ich die Öffnung mit den Fingern abgefahren habe, hab ich festgestellt, dass die so gar nicht gleichförmig ist.

Dann hatte ich eine weitere Idee mit Papier und Wachsmalstiften - Damit hat es super geklappt.


Das Modell für diesen Feinfilterhalter werde ich in den nächsten Tagen erstellen, wenn ich Mal ein paar Stunden Zeit habe. Aber ich habe das Modell schon inklusive befestigungsidee bildlich vor Augen

 

[Carlo-ZJ]

Zur Materialwahl der Filterkassette hab ich mich nun ebenfalls umentschieden. Statt Kohlefaserverstärktem Nylon (PA12/CF) werde ich die Kassettenteile nun in Nylon (PA12) drucken.
Die erhöhte Schlagfestigkeit durch die Kohlefasern wird bei diesem Bauteilen nicht benötigt. Die mechanische Belastbarkeit des Nylons allein ist hier wohl mehr als ausreichend.
(Aufgrund der guten witterungsbeständigkeit und Bruchresistenz von Nylon und hab ich mich gegen Probedruck aus PETG oder ASA entschieden.)

Mit meinen nun gewählten Einstellungen sah das Gitter aus PA super aus, der Filterhalter sah nach 10h Druckzeit jedoch fast so schlimm wie meine Versuche mit ABS-Filament aus.



Ich hätte nun noch ein paar Ideen wie ich die Einstellungen nochmals abändern könnte, oder ich Versuch vorher dieses Teil doch nochmals mit dem noch stabilerem PA-CF in einer feineren Struktur zu drucken... -> Den weiteren PA Druckversuch hab ich dann übergangen -> Mit PA-CF war ich hier dann deutlich erfolgreicher.

Resultat - Überarbeiteter kleiner Teil der Filterkassette:

• Filterhalter aus PA-CF
• Abdeckung aus PA

Den Filterhalter hab ich so angepasst das eine selbstklebende Moosgummidichtung hervorragend passt:


Und anbei noch ein Vergleich des aus PA gedruckten aktuellen Gitters mit dem ersten (zu großen) Prototyp aus PA-CF:

 

[LX241]

Das sieht richtig gut aus

 

[Carlo-ZJ]

Dann werde ich das große Kassettenteil ebenfalls in gleicher Weise neu modellieren.

Mein neu modelliertes Modell des großen Teil der Filterkassette ist fertig.
Ecken abgerundet - Gitter neu aufgeteilt - etwas Verwindungssteifer ausgeführt. Für die Umlaufende Mossgummidichtung optimiert:

Das Modell für diesen Feinfilterhalter werde ich in den nächsten Tagen erstellen, wenn ich Mal ein paar Stunden Zeit habe. Aber ich habe das Modell schon inklusive befestigungsidee bildlich vor Augen

Das Modell für den Feinfilterhalter hab ich nun ebenfalls modelliert:




Meine Befestigungsidee war es den Rahmen für den Feinfilter auf die Öffnung der Luftansaugung mit einer gezackten Nut zu klemmen. Der Rahmen soll dort dann permanent aufgesteckt bleiben.

Zum Wechsel einfach den großen Rahmen der Filterkassette herausnehmen - hineingreifen und die Feinfiltermatte herausnehmen - diese Absaugen und erneut einsetzen oder durch eine neue ersetzen - großer Rahmen der Filterkassette mit neuen Filtermatten wieder wieder einsetzen.

Hier ein Schnitt des Modells welches die Nut mit Widerhaken zeigt. Sowie den Überhang zur Klemmung der Feinfiltermatte.




Und um das kleine Loch zu verschließen habe ich einen Stöpsel entworfen den ich aus flexiblem TPU drucken werde.

Probedruck noch ausstehend. Wenn das jedoch alles wie angedacht funktioniert. Wird die Heizungs- und Klimaluft im Z künftig hervorragend gefiltert.

 

[blob]

@Carlo-ZJ : Wann machst Du Dich mit Deinem Drucker selbstständig?

 

[Carlo-ZJ]

Der erste Druckversuch des Stöpsels war weniger zufriedenstellend



Temperatur angepasst. Schichtdicke erhöht und Druckgeschwindigkeit angepasst...

 

[Carlo-ZJ]

Das überarbeitete Große Gitter ist ebenfalls erfolgreich gedruckt.

 

[oeki47]

@Carlo-ZJ : Wann machst Du Dich mit Deinem Drucker selbstständig?

Carlo for Print-Präsident!...

 

[Carlo-ZJ]

Die (Druck)Erfolgdquote liegt hier noch nicht bei 100%

Mein Feinfilter Prototyp war nich nicht ganz richtig. Und beim Druck des überarbeiteten Rahmen ist beim Druck was schiefgelaufen...


Der Drucker hat das Teil mitsamt der Druckplatte verrutscht...

 

[Carlo-ZJ]

Model für den Feinfilter nach mehrmaliger Anpassung..

..und ein paar Fehldrucken die Anpassungen der Druckeinstellungen nach sich zogen...
Ist das Modell nun bereit für den ersten Einbautest. Hier Bilder mitbereits zugeschnittener und eingesetzter Feilfiltermatte:



Hier zur Veranschaulichung die Flexibilität/Bruchstabilität eines PACFs Probedrucks:




Hier zusammen mit der überarbeiteten Filterkassette:



Um das Gitter des Filterkassettenrahmen, ebenfalls schön und nicht so ausgefranst zu drucken hab ich soeben gerade nochmals eine Idee.

 

[Carlo-ZJ]

Die Nut des Feinfilterrahmens ist leider viel zu starr. So lässt sich der Rahmen nicht richtig aufstecken.


Somit hab ich mir folgendes überlegt und entworfen:

Rahmen deutlich Dicker ausgeführt, und eine breite Nut eingefügt, sodass hier eine weiteres (flexibles) Teil mit dünnerer Nut eingesetzt werden kann.



Hier das ausgedruckte Bauteil -> Überarbeiteter Rahmen mit TPU Zusatzteil/Dichtung:



Somit kann der Rahmen schön auf ein Lufteinlass im Fahrzeug geklemmt werden. Durch die flexible Nut wird der Rahmen sicher gehalten und wird selbst durch Vibrationen nicht gelockert. Einfach abnehmbar wird er jedoch dennoch sein.



Des Weiteren hab ich den Rahmen der Filterkassete ebenfalls nochmals überarbeitet. Ich war nämlich nicht mit dem Innern des Gitters zufrieden. Klar, das hätte ich sicher jeweils nochmals eine halbe Stunde oder gar Stunde säubern können. Durch die Stützstruktur bleibt diese Oberfläche jedoch immer etwas vernarbt und wird nie glatt.
Und klar, eigentlich ist dieses Gitter vom eingesetzten Filter verdeckt, und die gesamte Filterkassette ist eh unter der Abdeckung der Windschutzscheibe überhaupt nicht sichtbar.... Aber beim Einbau und Filterwechsel sieht man es dennoch und irgendwie sollten die Teile schon auch ansehnlich sein...

Deshalb hab die Rahmen und deren Druckorientierung komplett geändert, wodurch das Gitter nun sehr schön herauskommt.



In diesem Zug hab ich die Rahmen der Kassette dahingehend vereinfacht, dass diese nun nicht mehr auf die Stehbolzen/ Schrauben aufgesteckt werden, sondern nur vom Gitter selbst geklemmt werden.

So sieht das Modell nun aus:






Nach mehreren Feinanpassungen und ein paar Probedrucken hab ich dann eine passende Einstellung gefunden.


Und da sich herausstellte, dass sich die Mossgummidichtung ständig gelöst hat, da der Kleber auf Nylon wohl einfach nicht gut hält, hab ich mir diesbezüglich auch was neues überlegt:

Ich habe eigene Dichtungen entworfen und aus TPU gedruckt. (Oben auf dem Modellbildern schwarz dargestellt). Die passen nun perfekt um die Rahmen und halten ganz ohne Klebstoff, da ich sie so entworfen habe, dass sie mit Spannung um die Rahmen halten.





Außerdem ist der TPU Druck nicht so offenporig wie das Dichtband und dürfte somit auch nochmals etwas dauerhafter sein.

Zudem entfällt so auch der Kauf von Moosgummidichtband in ganz spezifischen Abmessungen.

Bis auf die Filtermatten kann nun das gesamte Set gedruckt werden.

 

[Carlo-ZJ]

Fertig.

Alle Einzelteile inklusive Filter:



Vorder- und Rückseite der Einzelteile:


Befestigungsteile und der Stöpsel:



Filter in die Rahmen eingesetzt:


Filterkassette "vormontiert" / wie sie später im Blech eingesetzt ist übereinandergelegt:

 

[Carlo-ZJ]

Fertig.

Naja fast...

Der kleine Rahmen für die Filterkassette ist genau um die Dicke der Wandung zu dick...

Ich krieg die Tür nicht zu - Da hab ich doch glatt denselben Fehler zweimal gemacht...

Die größeren Rahmen passen jedoch super. Hier möchte ich nur noch ein paar Feinheiten an Rahmen und Dichtung optimieren.


Und der Stöpsel lässt sich (wie erwartet) nicht ganz einfach einsetzen, wenn er aber Mal drin ist, sizt er super. Der wird nicht mehr verrutschen.


Der Feinfilterrahmen muss ebenfalls nochmals angepasst werden. Die Wandung des Lufteinlasses ist dicker, sodass die Nut in der flexiblen Gummidichtung zu dünn ist.

Da die Form aber stimm, sitzt er jedoch auch ohne TPU-Dichtung ganz annehmbar. Halt nur mit ganz ganz minimaler Klemmwirkung.


So sieht "TestFit No. 2" meines überarbeiteten Innenraumfilters aus - Halt immer noch ohne Einbaurahmen hinter der schmalen länglichen Öffnung im Stechblech...




Der "Luftwiderstand" der gröberen Filter ist so gering, dass keine sog Wirkung an den Ablauföffnungen des Stehblechs entsteht. Die angesaugte Luft wählt (zu 99,99999%) den Weg über die Filterkassette.


Test der Lüftungsleistung: Mit, oder komplett ohne Filtereinsätze -> kein Unterschied in der Luftmenge die aus den Lüftungsdüsen herauskommt feststellbar.


Meine Partnerin ist jetzt gerade mit dem Innenraumfilter so wie abgebildet unterwegs.

 

[Carlo-ZJ]

Nach ein paar weiteren Testdrucken und Optimierungen:
....

Der kleine Einsatz der Filterkassette passt nach weiter Überarbeitung nun in die Öffnung.




Und Feinfilterrahmen passt nun nach mehrmaliger Überarbeitung auch hervorragend und sitzt stramm auf dem Lufteinlass.

Mit dem nun gut sitzendem Teil passiert beim schließen einer Tür, oder der Kofferraumklappe nun jedoch folgendes:

...das hab ich zuvor überhaupt ich nicht bedacht.

Somit hab ich meine Idee weiter verfeinert - Rahmen überarbeitet und ein zusätzliches Gitter entworfen.


Somit wird der Feinfilter nur in den Rahmen eingelegt und dann vom Gitter fixiert - jedoch nicht gequetscht.


So sieht das Modell gedruckt aus:

Rahmen aus PACF und Gitter aus PA.

 

[Carlo-ZJ]

Fertig.

Nun ist es wirklich fertig:

 

[Carlo-ZJ]

Für alle die nun ebenfalls Interesse an meinem Innenraumfilter haben:

Wer sich sein eigenes Set Drucken möchte, kann sich alle Daten hier herunterladen:
Jeep ZJ/ZG Cabin Air Filter


Und wer keinen eigenen 3D Drucker hat und auch niemanden mit einem kennt, aber dennoch gerne genauso einen Innenraumfilter möchte - der kann mir gerne eine PN schreiben.

 

[MarcZJ]

Super Sache das! Hab mir gleich mal nen Bookmark gesetzt!