Inneraumfilter in Autos gab es nicht immer. Wer sich 1970 einen VW Käfer, Opel Ascona, 02er BMW, Mercedes „Strich Acht“ oder ein beliebig anderes Modell zulegte, hatte zwar eine Lüftung, die Luft selbst wurde aber ungefiltert ins Fahrzeuginnere geleitet. Das änderte sich in den nachfolgenden Jahren mit dem zunehmenden Verkehr und der damit steigenden Verschmutzung der Luft: In den 1990er Jahren etablierte sich der Innenraumfilter und heutzutage sind in Europa nahezu alle Autos mit ihm ausgerüstet. Das ist verständlich, bedenkt man, dass moderne Filter weit über 90 Prozent des Feinstaubs, je nach Ausführung aber auch schädliche Gase wie NOx, SO2 oder Ozon und zudem Allergene, Bakterien oder Schimmelsporen aus der angesaugten Luft entfernen können.

Damit dies möglich wurde, musste sich natürlich auch bei den Filtern selbst eine Menge tun. MANN+HUMMEL forscht und entwickelt seit vielen Jahren auf diesem Gebiet und hat immer neue Innovationen geschaffen. Und selbst heute, wo die Filtertechnik einen sehr ausgereiften Stand erreicht hat, sind wir auf der Suche nach weiteren Optimierungsmöglichkeiten. Dabei scheuen wir uns auch nicht, technische Standards zu hinterfragen und neue Wege zu gehen.

Filter Anforderungen Grafik

Wie funktionieren moderne Innenraumfilter? Vereinfacht gesagt: Ein speziell gefaltetes Hochleistungsfiltervlies wird von der angesaugten Luft durchströmt und hält die darin enthaltenen Schmutzpartikel nahezu vollständig zurück. Wird dieses Filtervlies mit Aktivkohle oder weiteren speziellen Beschichtungen kombiniert, können auch schädliche Gase, Allergene oder Bakterien zurückgehalten werden.

Dabei machen sich die Filter physikalische Besonderheiten zunutze: Einerseits sind es rein mechanische Gesetzmäßigkeiten: Schadstoffe werden im Filter abgeschieden weil sie entweder aufgrund ihrer Trägheit der Strömung nicht folgen können, sie zufällig auf ihrem Weg durch die Faserstruktur auf eine Faser treffen oder einfach größer sind als der Abstand zwischen den Fasern. Kleinere Partikel – und dies umfasst gerade jene, die Feinstaub so gefährlich machen – würden hier allerdings teilweise nicht abgeschieden. Deshalb wird in der Produktion andererseits das Vlies elektrostatisch aufgeladen. Mit diesen sogenannten Elektretmedien können Partikelabscheidungsraten von 99 Prozent für Partikel der Größe von 1µm erreicht werden. Was will man also mehr?

Jedoch hat die elektrostatische Aufladung der Filtermedien gewisse Nachteile. Umwelteinflüße wie hohe Temperaturen und auch hohe Luftfeuchtigkeiten können den positiven Ladungseffekt schmälern. Die Folge: Die Filterleistung nimmt etwas ab. Zwar erholt sie sich wieder, wenn im Filter mehr Partikel abgeschieden wurden und sich dadurch die Faserstruktur zusetzt. Nichtsdestotrotz kann es zeitweise zu einer Reduktion der Filterleistung kommen.

Filtermedium

Nun könnte man natürlich sagen, dass man die mechanische Filterleistung einfach steigert, indem man die Filtermedien mit ihren Faserstrukturen „enger“ fasst. Leider würde dann der Luftdurchsatz derart sinken, dass man entweder keine wirksame Lüftung mehr hätte. Oder man müsste ein so leistungsstarkes Gebläse einbauen, dass man sein eigenes Wort nicht mehr versteht. Beides ist also keine Lösung. Beides ist aber auch eine Tatsache, die mich und mein Entwicklerteam an den Standorten in Marklkofen und Himmelkron nicht ruhig schlafen lässt.

Wir haben uns also nach Wegen umgesehen, wie man dieser Diskrepanz wirkungsvoll begegnen kann – und angefangen, uns mit Nanotechnologie zu beschäftigen. Spezielle Fasern, die mit dem sogenanten Elektrospinnverfahren hergestellt werden, sind etwa 1000 mal dünner als die Fasern herkömmlicher Vliese. Einerseits können so „dichtere“ Strukturen geschaffen werden. Gleichzeitig kommt es aufgrund der Feinheit der Fasern nicht zu dem Effekt, das die bestehenden Gebläsemotoren mit dem Filter überfordert wären. Da sich auch Nanofasern elektrostatisch aufladen lassen, konnten wir die Filterleistung nochmals steigern – und dies auch bei abnehmender Elektrostatik durch Feuchtigkeit oder hohe Temperaturen.

Innenraumfilter von MANN-Filter

Noch sind wir mit dieser vielleicht nächsten Generation von Innenraumfiltern im Entwicklungsstadium. Ein Prototyp ist aber bereits in unserem Staubfresser-Fahrzeug eingebaut, um unter Realbedingungen zu prüfen, was im Labor so bereits bestätigt wurde: erhöhte Filtrationseffizienz über die komplette Filterlebensdauer. Und wenn man sich jüngst auf der IAA in Frankfurt umgesehen hat, dann könnten wir damit genau den Puls der Zeit treffen: Es dürfte nicht mehr lange dauern, bis die ersten Premiummodelle über einen Sensor verfügen, der den Feinstaubpartikelgehalt im Fahrzeuginnenraum in Echtzeit misst. Je besser hier ein Innenraumfilter funktioniert, desto besser werden auch die Ergebnisse sein. Und deshalb forschen und entwickeln wir weiter, weil spätestens dann gut nicht mehr gut genug sein wird.