DE10128789A1 - Ansaugvorrichtung für Verbrennungsluft - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ansaugvorrichtung (1) für die Verbrennungsluft (2) eines Verbrennungsmotors (3) eines handgeführten Arbeitsgerätes (4) wie einem Trennschleifer, einer Motorsäge oder dergleichen. Zur Reinigung der Verbrennungsluft (2) ist ein Luftfilter (5) vorgesehen, der über eine Öffnung (6) eines Filtergehäuses (7) mit staubbeladener Verbrennungsluft angeströmt wird. Die Verbrennungsluft (2) wird durch den Luftfilter (5) gereinigt und über ein Saugrohr (25) eines Vergasers (8) vom Verbrennungsmotor (3) angesaugt. Zum kontinuierlichen oder absätzigen Abtransport von an dem Luftfilter (5) angelagerten Staubs (11) oder Filterkuchen ist ein Trägerluftstrom (10) in einem Strömungskanal (15) vorgesehen. Die Verbrennungsluft (2) und der Trägerluftstrom (10) sind über ein Austragrohr (13) räumlich getrennt. Auf diese Weise ist zum einen eine Minimierung der Staubbelastung des Luftfilters (5) und zum anderen ein kontinuierlicher, einen Dauerbetrieb des Arbeitsgerätes (4) gewährleistender Abtransport vom Staub (11) vom Luftfilter (5) gewährleistet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansaugvorrichtung für Verbren­ nungsluft eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die DE 44 35 430 beschreibt eine Ansaugvorrichtung für einen Verbrennungsmotor in einem handgeführten Arbeitsgerät, wobei ein Luftfilter in einem Filtergehäuse zur Reinigung der Ver­ brennungsluft vorgesehen ist. Dabei wird vom Kühlgebläse des Verbrennungsmotors ungefilterte Luft über eine Öffnung in das Filtergehäuse gefördert und an dem Luftfilter entlang bewegt. Auf der Reinluftseite des Filtergehäuses ist der Vergaser des Verbrennungsmotors angeschlossen, der über den Luftfilter staubfreie Verbrennungsluft in eine Brennkammer des Verbren­ nungsmotors ansaugt. Insbesondere bei stark verschmutzter Um­ gebungsluft, wie sie oft bei Trennschleifern auftritt, wird der in der Luft enthaltene Staub an dem Luftfilter abgeschie­ den und setzt diesen rasch zu, weshalb die Leistungsentwick­ lung des Verbrennungsmotors beeinträchtigt ist. Die große Staubbelastung des Luftfilters bedingt ein häufiges Säubern, so daß ein wartungsintensiver Betrieb des Verbrennungsmotors gegeben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ansaugvorrich­ tung für die Verbrennungsluft eines Verbrennungsmotors an­ zugeben, mit der auch bei stark verschmutzter Umgebungsluft ein wartungsarmer Dauerbetrieb des Verbrennungsmotors bei mi­ nimierter Staubbelastung des Luftfilters gegeben ist.

Die Aufgabe wird mit einer Ansaugvorrichtung mit den Merkma­ len des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der Ansaugvorrichtung sind auf Seiten des Schmutzraums (14) Mittel zur Abfuhr des aus der Verbrennungsluft abge­ trennten Staubes vorgesehen, wozu ein Trägerluftstrom genutzt wird. Die Staubbelastung des Luftfilters wird so gesenkt und eine kontinuierliche Ableitung von am Luftfilter abgetrenntem Staub gewährleistet. Die Verbrennungsluft für den Verbren­ nungsmotor wird über eine Öffnung in dem Filtergehäuse zu­ nächst in einen Schmutzraum einströmen, wobei der Schmutzraum von dem Filtergehäuse und dem Filter begrenzt ist. Die Ver­ brennungsluft wird unter Abscheidung von Staub durch den Luftfilter geführt und gelangt über einen Saugrohrabschnitt im Vergaser des Verbrennungsmotors in eine Kurbelkammer und in einen Brennraum des Verbrennungsmotors. Ein am Schmutzraum angeschlossenes Austragsrohr verbindet den Schmutzraum des Filtergehäuses mit einem Strömungskanal. In dem Strömungska­ nal ist der Trägerluftstrom geführt. Fällt im Betrieb des Ar­ beitsgerätes Staub vom Luftfilter ab, gelangt er in das Aus­ tragsrohr und wird von dem Trägerluftstrom abgefördert. Der Strömungskanal ist dabei etwa quer zum Austragsrohr angeord­ net. Auf diese Weise ergibt sich im Mündungsbereich des Aus­ tragsrohres in dem Strömungskanal statischer Druck oder Unterdruck, der die Abförderung des Filterkuchens oder Stau­ bes aus dem Schmutzraum und dem Austragsrohr unterstützt. Es kann zweckmäßig sein, das Austragsrohr in einem spitzen Win­ kel in den Strömungskanal münden zu lassen. Durch diese kon­ struktive Maßnahme ist eine Sogwirkung des Trägerluftstromes in das Austragsrohr verstärkt.

Die geometrische Zuordnung der Strömungsrichtung der Verbren­ nungsluft in dem Filtergehäuse gegenüber dem Austragsrohr ist so gewählt, daß die Verbrennungsluft im Schmutzraum des Fil­ tergehäuses so geführt ist, daß diese zumindest quer zum Aus­ tragsrohr, vorzugsweise entgegengesetzt zur Förderrichtung des Staubes oder Filterkuchens in dem Austragsrohr verläuft. Dazu ist die Längsmittelachse der Öffnung zum Eintritt von Verbrennungsluft etwa quer zu dem Austragsrohr angeordnet. Um grobe Schmutzpartikel aus dem Schmutzraum des Filtergehäuses fernzuhalten, ist es zweckmäßig, anstatt einer Öffnung zum Eintritt von Verbrennungsluft eine Vielzahl von Öffnungen vorzusehen. Deren Durchmesser oder Querschnittsfläche kann dabei vergleichsweise kleiner als der oder diejenige einer einzigen Öffnung gewählt werden.

Der Luftfilter ist bevorzugt als Flächengebilde mit recht­ eckigem, quadratischem oder kreisförmigem Grundriß gebildet. Er spannt eine Filterebene auf, zu der die Längsmittelachse des Austragsrohres parallel oder etwa senkrecht ausgerichtet ist.

Das Austragsrohr, welches in Arbeitsposition des Arbeitsge­ rätes etwa senkrecht - also zum Erdmittelpunkt gerichtet - angeordnet ist, mündet trichterförmig sich erweiternd unter dem Luftfilter in das Filtergehäuse. Auf diese Weise kann vom Luftfilter abfallender Staub oder Filterkuchen unter Einwir­ kung von Schwerkraft in das Austragsrohr gelangen.

Das Gebläse, welches den Trägerluftstrom erzeugt, ist bevor­ zugt ein Kühlluftgebläse des Verbrennungsmotors. Der Luftfil­ ter ist bevorzugt als ebener oder gefalteter Papierluftfilter ausgebildet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ansaugvorrichtung in Explosionsdarstellung,

Fig. 2 eine Ansicht einer weiteren Ansaugvorrichtung.

In Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Ansaugvorrich­ tung 1 für die Verbrennungsluft 2 eines Verbrennungsmotors 3 gezeigt. Der Verbrennungsmotor 3 dient hierbei zum motori­ schen Antrieb eines schematisch dargestellten handgeführten Arbeitsgerätes 4 - in dem Ausführungsbeispiel eines Trenn­ schleifers. Der Verbrennungsmotor 3 eignet sich zum Antrieb weiterer handgeführter Arbeitsgeräte wie beispielsweise einer Motorkettensäge, einer Fräse oder dgl. mehr.

Die gezeigte Ansaugvorrichtung 1 ist insbesondere für Ar­ beitsgeräte vorteilhaft, in deren Umgebung große Mengen Schmutz wie luftgetragene Stäube 11 oder ähnliches vorkommen, wie dies beim Einsatz von Trennschleifern beispielsweise im Straßenbau der Fall ist. Die Verbrennungsluft für Verbren­ nungsmotoren derartiger Arbeitsgeräte ist dabei von dem Staub 11 zu reinigen. Die von dem Arbeitsgerät 4 angesaugten Stäube 11 in der Verbrennungsluft 2 sind dabei ständig oder absätzig von dem Arbeitsgerät 4 zu entsorgen. Zu diesem Zweck ist die Ansaugvorrichtung 1 mit einem Luftfilter 5 versehen, welcher zweckmäßig als ebener oder gefalteter Papierfilter 22 ausge­ bildet ist. Der Luftfilter 5 befindet sich in einem Filterge­ häuse 7, wobei das Filtergehäuse 7 durch den Luftfilter 5 in einen Schmutzraum 14 und einen Reinraum 23 aufgeteilt ist.

Auf der Schmutzraumseite ist der Luftfilter 5 von einem wan­ nenförmigen Filtergehäusedeckel 24 allseitig umgeben. Auf der dem Schmutzraum 14 gegenüberliegenden Reinraumseite ist der Luftfilter 5 mit einem Gehäuse eines Vergasers 8, insbeson­ dere mit einem in dem Vergaser 8 ausgebildeten Saugrohr 25 verbunden. Der Filtergehäusedeckel 24 weist auf seiner dem Luftfilter 5 gegenüberliegenden Wand 26 vier Reihen von Öff­ nungen 6 zum Eintritt ungereinigter, staubbeladener Verbren­ nungsluft 2 auf.

Die Verbrennungsluft 2 wird im Betrieb des Verbrennungsmotors 3 an dem Luftfilter 5 gereinigt und strömt - mit Kraftstoff angereichert - durch das Saugrohr 25 in eine Kurbelkammer und einen Brennraum in dem Verbrennungsmotor 3. Die Strömung der Verbrennungsluft wird dabei überwiegend durch die von einem sich bewegenden Rotations- oder Hubkolben in dem Verbren­ nungsmotor 3 erzeugten Druckschwankungen bewirkt.

Während des Betriebs des Verbrennungsmotors 3 lagert sich auf der Schmutzraumseite 14 am Luftfilter 5 Staub 11 an, der sich nach einer gewissen Betriebsdauer des Verbrennungsmotors 3 zu einer Staubschicht oder einem Filterkuchen verstärkt. Insbe­ sondere bei Arbeitsgeräten, die in einer besonders staubhal­ tigen Umgebungsluft betrieben werden, lagern sich in kurzer Zeit erhebliche Mengen von Staub an dem Luftfilter 5 an. Es bedarf daher eines kontinuierlichen oder absätzigen Abtrages und Wegförderns der anfallenden Stäube oder des sich abset­ zenden Filterkuchens aus dem Schmutzraum 14 im Filtergehäuse­ deckel 24. Wie auch in Fig. 2 in einer schematischen Ansicht einer weiteren Ansaugvorrichtung 1 gezeigt, ist zu diesem Zweck ein Trägerluftstrom 10 vorgesehen, welcher in einem Strömungskanal 15 mit Abstand zu dem Filtergehäuse 7 geführt ist. Der Trägerluftstrom 10 wird von einem Gebläse 9 an einem Ende 27 des Strömungskanals 15 erzeugt. In den Fig. 1 und 2 ist dies ein Axialgebläse, welches in dem Strömungskanal 15 angeordnet ist. Es kann zweckmäßig sein, anstatt eines Axial­ gebläses ein Radialgebläse anzuwenden. Es ist ferner zweckmä­ ßig, ein Kühlluftgebläse des Verbrennungsmotors 3 zur Gene­ rierung des Trägerluftstroms 10 anzuwenden. Zur Abfuhr von Staub aus dem Filtergehäuse 7, insbesondere aus dem Filterge­ häusedeckel 24 in den Trägerluftstrom 10 des Strömungskanals 15 ist ein Austragsrohr 13 zur fluidischen Verbindung der Schmutzraumseite 14 des Filtergehäuses 7 mit dem Strömungska­ nal 15 vorgesehen. Zumindest im Mündungsbereich 16 des Aus­ tragsrohrs 13 ist dieses etwa quer zum Trägerluftstrom 10 ge­ führt. Es kann zweckmäßig sein, das Austragsrohr 13 im Mün­ dungsbereich 16 zum Strömungskanal 15 spitzwinklig zum Strö­ mungskanal 15 in Strömungsrichtung 28 des Trägerluftstroms 10 münden zu lassen. Auf diese Weise ist bewirkt, daß im Mün­ dungsbereich 16 statischer Druck oder Unterdruck in dem Aus­ tragsrohr 13 anliegt.

In Arbeitsposition des Arbeitsgeräts 4 ist die Längsmittel­ achse 19 des Austragsrohrs 13 etwa senkrecht ausgerichtet, d. h. parallel zur Gravitationskraft zum Erdmittelpunkt gerich­ tet. Es ist zweckmäßig, eine Wand 20 des Filtergehäuses 7, insbesondere des Filtergehäusedeckels 24 trichterförmig sich verjüngend zum Austragsrohr 13 auszubilden. Auf diese Weise ist bewirkt, daß am Luftfilter 5 anhaftender Staub 11 sich durch Einwirkung von Trägheitskräften im Betrieb des Arbeits­ gerätes 4 ablösen kann und durch Einwirkung von Schwerkraft in das Austragsrohr 13 fällt.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, sind die Längsmittelachsen 17 einer jeweiligen Öffnung 6 zum Eintritt von Verbrennungsluft 2 am Filtergehäusedeckel 24 etwa quer zu dem Austragsrohr 13 angeordnet. Auf diese Weise ist bewirkt, daß die Fluidströme von Verbrennungsluft 2 im Filtergehäuse 7 und von Staub 11 im Austragsrohr 13 richtungsmäßig getrennt voneinander verlau­ fen.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist der Luftfilter 5 ein Flächengebilde und spannt eine Filterebene 18 mit seiner schmutzraumseitigen Projektionsfläche 29 auf. In Fig. 1 ist der Luftfilter 5 relativ zum Austragsrohr 13 so in das Fil­ tergehäuse 7 montiert, daß die Längsmittelachse 19 des Aus­ tragsrohres 13 etwa parallel zur Filterebene 18 ausgerichtet ist. In Fig. 2 hingegen ist der Luftfilter 7 relativ zum Aus­ tragsrohr 13 so angeordnet, daß die Längsmittelachse 19 des Austragsrohrs 13 etwa senkrecht zur Filterebene 18 ausgerich­ tet ist. Die Verbrennungsluft 2 ist im Filtergehäuse 7 in Fig. 2 auf ihrem Weg vom Schmutzraum durch den Luftfilter 5 daher etwa um 90° abgelenkt, so daß die Strömungsrichtung der Verbrennungsluft 2 an der Schmutzraumseite 14 entgegengesetzt zur Fallrichtung des Staubes 11, bzw. des Filterkuchens in dem Austragsrohr 13 ist.

Claims (11)

1. Ansaugvorrichtung für die Verbrennungsluft (2) eines Verbrennungsmotors (3), insbesondere für den Verbren­ nungsmotor eines handgeführten Arbeitsgerätes (4) wie einen Trennschleifer, eine Motorsäge oder dgl., mit ei­ nem Luftfilter (5) zur Reinigung der über eine Öffnung (6) eines Filtergehäuses (7) in einen Schmutzraum (14) des Luftfilters (5) eintretenden Verbrennungsluft (2) von mitgeführtem Staub (11), wobei die Verbrennungsluft (2) über einen Vergaser (8) vom Verbrennungsmotor (3) angesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugvorrichtung (1) auf Seiten des Schmutzraumes (14) Mittel (12) zur Abfuhr des aus der Verbrennungsluft (2) abgetrennten Staubes (11) eines Trägerluftstroms (10) aufweist.

2. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmutzraum (14) über ein Austragsrohr (13) mit dem von der Verbrennungsluft (2) räumlich getrennten Trägerluftstrom (10) verbunden ist, wobei der Trägerluftstrom (10) in einen Strömungs­ kanal (15) geführt ist und der Trägerluftstrom (10) in einem Strömungskanal (15) geführt ist und der Träger­ luftstrom (10) im Mündungsbereich (16) des Austragsroh­ res (13) etwa quer zu dem Austragsrohr (13) in dem Strö­ mungskanal (15) verläuft.

3. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsmittelachse (17) der Öffnung (6) zum Eintritt von Verbrennungsluft (2) etwa quer zu dem Austragsrohr (13) verläuft.

4. Ansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergehäuse (7) eine Vielzahl von Öffnungen (6) zum Eintritt von Verbren­ nungsluft (2) aufweist.

5. Ansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftfilter (5) ein Flä­ chengebilde ist und eine Filterebene (18) aufspannt.

6. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsmittelachse (19) des Austragsrohres (13) etwa parallel zur Filterebene (18) ausgerichtet ist.

7. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsmittelachse (19) des Austragsrohres (13) etwa senkrecht zur Filterebene (18) ausgerichtet ist.

8. Ansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wand (20) des Filterge­ häuses (7), an welcher das Austragsrohr (13) angebunden ist, sich trichterförmig verjüngend zum Austragsrohr (13) geführt ist.

9. Ansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (9) ein Kühl­ luftgebläse des Verbrennungsmotors (3) ist.

10. Ansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Austragsrohr (13) in Ar­ beitsposition des Arbeitsgerätes (4) etwa senkrecht an­ geordnet ist und am Luftfilter (5) anhaftender Staub (11) durch Einwirkung von Schwerkraft in dem Austrags­ rohr (13) geführt ist.

11. Ansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftfilter (5) ein ebe­ ner oder gefalteter Papierfilter (22) ist.