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Nassluftfilter, insbesondere für Brennkraftmaschinen
Es sind bereits Filter zur Reinigung von Luft und Gasen, insbesondere der Ansaugluft für Brennkraftmaschinen, von festen Beimengungen bekannt, bei welchen das zu reinigende Medium in einem zentralen Rohr des Filtergehäuses zu einem Ölbad geführt, dort um die untere Kante des Zuführungsrohres umgelenkt wird und in entgegengesetzter Richtung einen Filtereinsatz durchströmt.
Bei einer bekannten Ausführungsform sind Unterbrechungen im Umlenkkörper vorgesehen, die als Stauelemente bzw. als Stauräume angesehen werden können, doch wird von einem sich eventuell aufbauenden Staudruck kein Gebrauch zur Regelung der Benetzung des Umlenkkörpers gemacht. Der Ölspiegel liegt bei diesen Geräten im Ruhezustand des Filters weit oberhalb der Verbindungsöffnungen zwischen ölbad und Oberfläche des Umlenkkörpers und auch oberhalb der Stauräume. Bei pulsierendem oder in umgekehrter Richtung strömendem Medium wird daher Öl aus dem Filter in die Ansaugleitung mitgerissen.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Nassluftfilters der oben genannten Type, welches auch bei starker Schräglage der Filterachse einwandfrei arbeitet, bei Umkehrung der Luftströmung im Filter oder Pulsation in der Filter-Reingasleitung die Absaugung von Olteilchen aus dem ölbad mit Sicherheit vermeidet und bei Rückkehr zur normalen Durchflussrichtung sofort wieder funktionsrichtig arbeitet. Durch die einwandfreie Funktion des Filters auch bei starker Schräglage soll das Filter auch für Motoren in geländegängigen Kraftfahrzeugen brauchbar gemacht werden.
Die Immunität des Filters gegen starke Pulsation oder gar Umkehrung des Luftstromes soll das Filter auch für Motoren, welche mit einer sogenannten Motorbremse ausgestattet sind, oder für Kolbenverdichter mit Leerlaufeinrichtung durch Daueröffnung des Ansaugventils anwendbar machen.
Die Erfindung bezieht sich demnach auf ein Nassluftfilter zur Reinigung von Luft und Gasen von festen Beimengungen, insbesondere für Brennkraftmaschinen, bei dem das zu reinigende Medium in einem zentralen Rohr des Filtergehäuses geführt und um die untere Kante des Zuführungsrohres mit Hilfe eines Umlenkkörpers, dessen den Luftstrom leitende Fläche ölbenetzbar ist, umgelenkt wird und an einem Stauelement vorbeigeleitet, in entgegengesetzter Richtung einen Filtereinsatz durchströmt und zur Benetzung der Leitfläche des Umlenkkörpers in diesem eine Verbindung mit einem Ölbad bildende Öffnungen vorgesehen sind und besteht darin, dass der durch die Stauelemente gebildete Stauraum mit dem über dem Ölbad befindlichen Luftraum in Verbindung steht,
das Niveau des ölbades im Ruhezustand des Filters unterhalb des Umlenkkörpers liegt und die die Verbindung mit dem ölbad bildenden Öffnungen höher liegen als der Ölspiegel. Dadurch werden die in der Luftströmung auftretenden Druckdifferenzen zur Steuerung der Ölbenetzung der Leitfläche ausgenutzt. Der im Stauraum herrschende Druck wirkt auf das ölbad und hebt Öl bis zu den mit dem Bad in Verbindung stehenden Öffnungen an, so dass unter der Wirkung des Luftstromes das an diesen Öffnungen austretende Öl die Leitfläche benetzt und zum Teil vom Luftstrom in den Filtereinsatz mitgerissen wird. Das überschüssige Öl fliesst durch die Verbindungsöffnungen zwischen Stauraum und Luftraum über dem ölbad in dieses zurück.
Das im Filtereinsatz befindliche öl fliesst teilweise entlang des zentralen Luftzuführungsrohres nach unten und wird zumindest teilweise dem Filter durch den
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Luftstrom wieder zugeführt oder gelangt mit dem überschüssigen öl auf der Leitfläche in das ölbad.
Da beim erfindungsgemässen Filter der Ölbadspiegel tiefer liegt als der tiefste Punkt der Leitfläche des Umlenkkörpers, werden die Druckverhältnisse im Luftstrom durch ein Neigen des Filters nicht beeinflusst und damit auch nicht die ölzirkulation.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen Fig. l einen Schnitt durch das Filtergehäuse, das ölbad ist dabei in Nichtbetriebszustand dargestellt, die Fig. 2 und 3 den Unterteil des Filtergehäuses in Betriebszustand, bei Normallage und starker Schräglage des Filters, und Fig. 4 den Unterteil des Filtergehäuses bei Umkehrung der Durchflussrichtung des Luftstromes.
Die zu reinigende Luft tritt bei--l--in das zentrale Rohr --2-- des Filtergehäuses --3-ein, in welchem sie nach unten bis zum Umlenkkörper --4-- geführt wird. Nach Umlenkung um die untere Kante--5--des Rohres--2--tritt die Luft in den Filtereinsatz --6-- mit der Filterpatrone--7--ein, durchströmt diesen nach oben und tritt bei der Reingasleitung--8--aus dem Filter gereinigt aus, um von dort der Arbeitsmaschine zugeführt zu werden. Der Umlenkkörper --4-- besteht aus einer Platte--9--und einem Blechzuschnitt--10--, der an seinem Rand mit
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Durch die Luftströmung wird der Druck im Ringspalt --15-- gegenüber dem Druck an den Rücklaufbohrungen --18-- herabgesetzt. Diese Druckdifferenz bewirkt, das öl aus dem ölbad --12-- über die zentrale Bohrung--13--in das Innere des Umlenkkörpers --4-- steigt und aus dem Ringspalt--15--austretend die Kalotte--17--benetzt, Fig. 2.
Ein Teil des Ölstromes wird durch die Luftströmung in den Filtereinsatz --6-- befördert und benetzt die Filterpatrone--7--. Ein anderer Teil des Ölstromes fliesst über die Rücklaufbohrungen --18-- wieder in das ölbad --12-- zurück. Im Luftstrom befindliche Schmutzteilchen werden entweder bereits auf der Umlenkbahn ausgeschieden und über die Rücklaufbohrungen--18--in das Ölbad--12--ausgetragen und in der Ölwanne--19--abgesetzt oder gelangen bis in den Filtereinsatz--6--, wo sie von der Patrone--7--der Luft entzogen und durch den Ölstrom aus
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Wie aus Fig. 3 zu ersehen, wird durch Schräglage des Filters bis zur Grenzlage bei einem Neigungswinkel a die Funktion des Filters in keiner Weise beeinträchtigt. Erst wenn die zentrale Bohrung --13-- aus dem ölbad austritt, wird die Ölzirkulation unterbrochen. Bei Umkehr der Luftströmung im Filter, Fig. 4, wird der Druck am Ringspalt --15-- gegenüber dem Druck an den Rücklaufbohrungen--18--erhöht und damit der Ölspiegel im Inneren des Umlenkkörpers--4- gegenüber dem Ölspiegel des Ölbades--12--abgesenkt. Auf der Leitfläche --17-- befindliches Öl wird über den Ringspalt--15--in das Ölbad --12-- zurückbefördert. Eine Benetzung der Leitfläche-17-aus dem ölbad --12-- findet nicht statt.
Tritt in der Reingasleitung--8--des Filters eine Strömung auf, die in rascher Folge ihre Richtung wechselt, so dass diese nicht als Durchflussströmung durch das Filter, sondern nur noch als Pulsation im Filter angesehen werden kann, so wird gleichfalls die ölzufuhr zur Leitfläche--17-- unterbrochen, da der Mittelwert des auf das ölbad wirkenden Druckes nicht ausreicht, öl zum Ringspalt --15-- zu fördern.
Um bei Umkehrung der Richtung des Luftstromes jeden ölverlust zu vermeiden, können im Rohr --2-- in an sich bekannter Weise Drallflügel vorgesehen sein, welche vom Luftstrom mitgerissene geringfügige Ölmengen an die Rohrwand lenken, wo diese mittels Stauborden zurückgehalten werden.
Diese geringen Ölmengen werden bei Betriebsstillstand durch die Wirkung der Schwerkraft, bei Wiederaufnahme des Normalbetriebes durch die Wirkung der Luftströmung wieder dem normalen Ölkreislauf zugeführt.
Die Erfindung lässt zahlreiche Abweichungen vom dargestellten Ausführungsbeispiel zu. So können an Stelle eines Ringschlitzes--15--mehrere Bohrungen oder Öffnungen in der Stufe-14-vorgesehen sein. Es ist jedoch nicht immer notwendig, die Stufe --14-- vorzusehen. In einem solchen
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Fall kann der Ringschlitz-15-bzw. die oben genannten Öffnungen im Blechzuschnitt-10angeordnet sein. Ebenso kann das Stauelement, das im dargestellten Beispiel durch den Staurand --16-- gebildet wird, eine Stufe oder eine sonstige Erhebung von der Leitfläche --17-- sein.
Wesentlich ist, dass durch das Stauelement in der Strömungsrichtung der Luft ein Stauraum gebildet wird, der durch Öffnungen, z. B. den Rückflussöffnungen--18--, mit dem Luftraum über den Ölspiegel in Verbindung steht. Kehrt die Luftströmung in ihrer Richtung um, so bildet sich im Bereich der Verbindungsöffnungen --17-- kein Stauraum aus. Der sodann auf den Ölspiegel wirkende Druck reicht nicht aus, das Öl bis zum Ringspalt--15--oder zu den an dessen Stelle vorgesehenen Öffnungen anzuheben. Die Anordnung eines Gegenstauelementes, z. B. die Stufe--14--, erhöht die Sicherheit, dass bei Umkehrung der Strömungsrichtung der Luft eine Benetzung der Leitfläche--17-- unterbleibt.
Wird ein solches Gegenstauelement vorgesehen, so müssen sich die mit dem Ölbad in Verbindung stehenden Öffnungen wieder im Stauraum des Elementes befinden, allerdings nur für die entgegengesetzte Strömung. Bei der Normalströmungsrichtung tritt am Gegenstauelement im Bereich der genannten Öffnungen kein Druckaufbau auf.
Der Wirkung der Stauelemente ist die Wirkung des unterschiedlichen Druckes des Luftstromes an den Öffnungen, die mit dem Ölbad und die mit dem darüber befindlichen Luftraum in Verbindung stehen, überlagert. Dieser Druckunterschied ist auf die Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft bei ihrer Umlenkung infolge der Zunahme des Durchflussquerschnittes vom Rohr--2--zum Filtereinsatz--6--zurückzuführen. Je nach der Ausbildung ist die Wirkung des Druckunterschiedes oder die des bzw. der Stauelemente grösser.
Vorzugsweise sind die Stauelemente und ihre Anordnung so gewählt, dass schon bei Teillast der Arbeitsmaschine der Ölspiegel bis zur Öffnung --13-- sinkt. Dadurch wird bei Vollastbetrieb eine Überflutung des Filtereinsatzes vermieden.
Der Umlenkkörper--4--muss nicht aus Blechzuschnitten gefertigt sein. Er kann auch eine gegenüber der dargestellten Form abweichende Gestalt aufweisen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Nassluftfilter zur Reinigung von Luft und Gasen von festen Beimengungen, insbesondere für Brennkraftmaschinen, bei dem das zu reinigende Medium in einem zentralen Rohr des Filtergehäuses geführt und um die untere Kante des Zuführungsrohres mit Hilfe eines Umlenkkörpers, dessen den Luftstrom leitende Fläche ölbenetzbar ist, umgelenkt wird und an einem Stauelement vorbeigeleitet, in entgegengesetzter Richtung einen Filtereinsatz durchströmt und zur Benetzung der Leitfläche des Umlenkkörpers in diesem eine Verbindung mit einem ölbad bildende Öffnungen vorgesehen sind,
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dem über dem Ölbad (12) befindlichen Luftraum in Verbindung steht, das Niveau des Ölbades im Ruhezustand des Filters unterhalb des Umlenkkörpers (4) liegt und die die Verbindung mit dem Ölbad bildenden Öffnungen (15, 18) höher liegen als der Ölspiegel.
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