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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzhaube für die Ansaugöffnung eines Luftfilters nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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In der
DE 7 728 139 U wird eine Schutzhaube für die Ansaugöffnung eines Luftfilters für eine Brennkraftmaschine beschrieben. Die Schutzhaube weist einen Deckel und einen zentralen Abströmstutzen mit kleinerem Durchmesser als der Deckel auf, wobei zwischen dem Deckelaußenrand und dem Abströmstutzen ein ringförmiger, unten liegender Einströmbereich gebildet ist, über den die Verbrennungsluft von unten nach oben einströmen kann. Im Einströmbereich sind über den Umfang verteilt Prall- bzw. Strömungselemente angeordnet, die unter einem Winkel zur Horizontalen gerichtet sind. Zwischen den Prallelementen befinden sich Lufteintrittsspalte, über die die Ansaugluft in das Innere der Schutzhaube geleitet wird, wobei im weiteren Verlauf die Luft um 180° umgelenkt und über den Abströmstutzen nach unten abgeleitet wird.
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An den Prallelementen findet eine Abscheidung von Feuchtigkeit statt, die in der Luft mitgeführt wird. Die Prallelemente sind als zueinander konzentrisch angeordnete Ringelemente ausgebildet, welche in dem ringförmigen Einströmbereich angeordnet sind, wobei jedes Ringelement unter einem Winkel von ca. 30° zur Horizontalen geneigt ist.
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Zum Stand der Technik wird ergänzend auf die
GB 719 160 und die
US 3 791 112 verwiesen. Die
GB 719 160 zeigt eine Schutzhaube mit ebenfalls im Einströmbereich konzentrisch angeordneten Prallelementen, die jedoch im Unterschied zur
DE 7 728 139 U nicht unter einem Winkel angeordnet sind, sondern sich parallel zur Einströmrichtung erstrecken. Die Schutzhaube gemäß der
US 3 791 112 weist im Einströmbereich ein Gitter auf, das im Einströmbereich trichterförmig angeordnet ist und sowohl kreisförmige als auch radiale Streben aufweist.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine Schutzhaube für die Ansaugöffnung eines Luftfilters so auszubilden, dass eine wirkungsvolle Abscheidung von im Luftstrom mitgeführter Feuchtigkeit gegeben ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Die Schutzhaube dient zum Abdecken einer Ansaugöffnung eines Luftfilters, um zu verhindern, dass Feuchtigkeit unmittelbar in die Ansaugöffnung eintritt. Die Schutzhaube hat des Weiteren die Funktion, Feuchtigkeit abzuscheiden, die im Luftstrom mitgeführt wird, welcher über die Ansaugöffnung dem Luftfilter zugeführt wird. Der Luftfilter befindet sich beispielsweise im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug. Aufgrund der Reduzierung des Feuchtigkeitsgehalts der Verbrennungsluft ist ein ordnungsgemäßes Funktionieren einer Luftmassenmesseinrichtung im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine gewährleistet. Des Weiteren kommen auch Luftfilter für sonstige Einsatzzwecke in Betracht, beispielsweise für die Reinigung der einem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden Luft.
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Die Schutzhaube weist einen ringförmigen Einströmbereich auf, über den die Luft in die Schutzhaube einströmt. Des Weiteren ist die Schutzhaube mit einer Abströmöffnung versehen, über die die Luft wieder aus der Schutzhaube abströmt und in Richtung des Luftfilters geleitet wird. Die Abströmöffnung ist von dem ringförmigen Einströmbereich umgriffen, wobei die Einströmrichtung und die Abströmrichtung zueinander parallel, jedoch entgegengesetzt gerichtet sind. Der Einströmbereich ist vollständig von einem oberen Teil der Schutzhaube umgriffen und damit vor einem Eindringen von Regenwasser geschützt. Dieser obere Teil der Schutzhaube bildet eine Regenhaube, an deren Unterseite sich der ringförmige Einströmbereich befindet.
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Über den Umfang verteilt sind im Einströmbereich mehrere Prallelemente angeordnet, die zwischenliegende Strömungsöffnungen für die einströmende Luft begrenzen. Jedes Prallelement erstreckt sich im Einströmbereich in Radialrichtung zwischen der innen liegenden Abströmöffnung und der Außenwand der Schutzhaube. Die Prallelemente erstrecken sich somit in Radialrichtung über den gesamten Einströmbereich. Die im Luftstrom mitgeführte Feuchtigkeit wird an den Prallelementen abgeschieden, so dass trockenere Luft in das Innere der Schutzhaube und weiter in Richtung Luftfilter geleitet wird. Die Abscheidung an den Prallelementen erfolgt an der Außenseite der Schutzhaube, so dass nur Luft mit reduzierter Feuchtigkeit in die Schutzhaube hineingeführt wird. Dies hat den Vorteil, dass bereits an der Außenseite abgeschiedenes Wasser abtropfen kann und dementsprechend nur ein geringerer Wasseranteil aus dem Innern der Schutzhaube nach außen geleitet werden muss. Zugleich ist über die zwischen den Prallelementen liegenden Strömungsöffnungen ein ausreichend großer Einströmbereich für das Einleiten der Luft gegeben. Die Strömungsöffnungen erstrecken sich in entsprechender Weise wie die Prallelemente in Radialrichtung zwischen der innen liegenden Abströmöffnung und der Außenwand der Schutzhaube und sind insbesondere durchgehend, also ohne unterbrechende Querstege oder dergleichen ausgebildet. Dies reduziert Druck- bzw. Stauverluste im Einströmbereich der Schutzhaube bei zugleich effektiver Wasserabscheidung.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung liegen die Prallelemente gegenüber einer Ebene, die orthogonal zur Einström- bzw. Abströmrichtung gerichtet ist, unter einem Winkel. Die winklige Anordnung der Prallelemente verbessert ein Abfließen abgeschiedener Wassertropfen in Richtung der nach unten gerichteten Neigung der Prallelemente. Der Winkel beträgt, gemäß weiterer zweckmäßiger Ausführung, maximal 30°, beispielsweise 10° oder 15° oder 20°. Die Prallelemente sind hierbei, gemäß weiterer vorteilhafter Ausführung, so ausgerichtet, dass ihre radial außen liegende, der Außenwand der Schutzhaube benachbarte Seite tiefer liegt als ihre der Abströmöffnung zugewandte Seite. Somit können die an der Außenseite der Prallelemente abgeschiedenen Wassertröpfchen radial in Richtung der Außenwand der Schutzhaube abfließen und an dem umlaufenden Rand der Außenwand der Schutzhaube nach unten abtropfen.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung besitzen die Prallelemente einen winkelförmigen Querschnitt, bei dem die beiden Schenkel, welche den Querschnitt bilden, zueinander winklig angeordnet sind und in Richtung der Anströmseite abfallen. Die Kante, in der sich die beiden Schenkel treffen, weist somit die höchste Erhebung im Prallelement auf. Der winkelförmige Querschnitt fängt die von unten nach oben einströmende Luft auf und ermöglicht eine effiziente Wasserabscheidung, woraufhin die von Wassertröpfchen gereinigte Luft durch die zwischen benachbarten Prallelementen liegenden Strömungsöffnungen weiter nach oben in das Innere der Schutzhaube einströmt. Es kann zweckmäßig sein, dass die Prallelemente einen L-förmigen Querschnitt mit unterschiedlich breiten Schenkeln aufweisen. Möglich ist aber auch eine Ausführung eines Winkels mit gleich breiten Schenkeln.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung weisen die Prallelemente eine radial von innen nach außen zunehmende Breite auf. Dies ermöglicht es, dass der Querschnitt der Strömungsöffnungen in Radialrichtung gesehen konstant oder zumindest annähernd konstant bleibt. Möglich ist aber auch eine Ausführung mit konstantem oder annähernd konstantem Querschnitt der Prallelemente in Radialrichtung gesehen, so dass die Strömungsöffnungen radial von innen nach außen einen zunehmenden, freien Querschnitt einnehmen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist die Schutzhaube zweiteilig ausgeführt mit einer oben liegenden Regenhaube und einem mit der Regenhaube verbundenen Prallring, der die Prallelemente aufweist. Die Regenhaube und der Prallring können miteinander verschraubt werden, insbesondere im Bereich der Außenwandung. Möglich ist auch eine sonstige Befestigungsmaßnahme, beispielsweise ein Anklipsen. Gemäß einer alternativen Ausführung ist die Schutzhaube einteilig ausgeführt.
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Die Schutzhaube besteht zweckmäßigerweise aus einem Kunststoffmaterial.
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Im Innenraum der Schutzhaube weist diese benachbart zu den Prallelementen einen Ringströmungsraum auf, in den die Luft nach dem Passieren der Prallelemente einströmt. Von dem Ringströmungsraum wird die Luft weiter in Richtung der Abströmöffnung geleitet. Hierzu ist vorteilhafterweise innerhalb der Schutzhaube ein der Abströmöffnung vorgelagerter Abströmraum angeordnet, der mit dem radial umgreifenden Ringströmungsraum in Strömungsverbindung steht. Zwischen dem radial außen liegenden Ringströmungsraum, der vorzugsweise radial auf gleicher Höhe wie der ringförmige Einströmbereich liegt, und dem radial innen liegenden Abströmraum befinden sich zweckmäßigerweise Strömungsleitelemente mit zwischenliegenden Strömungsöffnungen für den Übertritt der Luft vom Ringströmungsraum zum Abströmraum.
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Die Strömungsleitelemente zwischen dem Ringströmungsraum und dem Abströmraum bewirken eine Beruhigung der Luftströmung. Sie sind bevorzugt einteilig mit einem Abströmstutzen ausgebildet, der die Abströmöffnung aufweist. Bei zweiteiliger Ausbildung der Schutzhaube mit einer Regenhaube und einem Prallring sind die Strömungsleitelemente einschließlich Abströmstutzen Bestandteil der Regenhaube. Die Prallelemente liegen auf ihrer radial innen liegenden Seite an dem Abströmstutzen an und stützen sich an diesem ab.
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Die Strömungsleitelemente zwischen dem Ringströmungsraum und dem Abströmraum weisen, gemäß weiterer zweckmäßiger Ausführung, eine Radialwand auf, die in einer Radialebene liegt, bezogen auf die Längsachse des Einströmbereichs bzw. der Abströmöffnung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 einen Luftfilter mit einer aufgesetzten Schutzhaube an der Ansaugöffnung,
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2 die Schutzhaube in einer perspektivischen Ansicht von unten,
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3 die Schutzhaube in einer perspektivischen Ansicht von oben,
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4 die Schutzhaube in Alleinstellung im Schnitt.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In 1 ist ein Luftfilter 1 für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt, der in einem Gehäuse 2 ein hohlzylindrisches Filterelement 3 aufweist, welches radial von außen nach innen von der zu reinigenden Verbrennungsluft durchströmt wird. In das Gehäuse 2 ist eine oben liegende Ansaugöffnung 4 eingebracht, über die Rohluft in das Gehäuse 2 des Luftfilters 1 eingeleitet wird. Die Ansaugöffnung 4 befindet sich in einem Stutzen, der einteilig mit dem Gehäuse 2 ausgebildet ist und nach oben ragt.
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Die gereinigte Verbrennungsluft wird nach dem Durchströmen des hohlzylindrischen Filterelementes 3 axial aus dem Innenraum des Filterelementes über eine Auslassöffnung 5, die einteilig an einem Stutzen des Gehäuses 2 ausgebildet ist, aus dem Luftfilter abgeleitet und in Richtung des Ansaugtrakts der Brennkraftmaschine weitergeführt.
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Auf die Ansaugöffnung 4 im Gehäuse 2 des Luftfilters 1 ist eine Schutzhaube 6 aufgesetzt, die als ein separates Bauteil ausgeführt ist und auf den Stutzen mit der Ansaugöffnung 4 aufgesteckt ist. Ebenso kann die Schutzhaube 6 auf einen Ansaugtrakt, der zum Luftfilter führt, positioniert werden. Die Schutzhaube 6 verhindert zum einen, dass von oben feuchtigkeitsbeladene Luft bzw. Regentropfen unmittelbar über die Ansaugöffnung 4 in das Innere des Gehäuses 2 des Luftfilters 1 gelangt. Zum andern dient die Schutzhaube 6 als Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von Feuchtigkeit und Wassertröpfchen, die in der angesaugten Luft enthalten sind.
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Wie 1 in Verbindung mit den weiteren 2 bis 4 zu entnehmen, ist die Schutzhaube 6 zweiteilig aufgebaut und umfasst eine oben liegende Regenhaube 7 und einen unten angeordneten Prallring 8, der mit der Regenhaube 7 verbunden ist, insbesondere über eine Verschraubung 11 (4). Die Einströmung der angesaugten Verbrennungsluft erfolgt über einen unten liegenden Einströmbereich 9 am Prallring 8, der ringförmig ausgeführt ist und eine Abströmöffnung 12 in der Schutzhaube 6 umgreift, über die die durch die Schutzhaube geführte Verbrennungsluft abströmt und in die Ansaugöffnung 4 des Gehäuses 2 des Luftfilters 1 geleitet wird.
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Der Einströmbereich 9 ist aufgrund seiner unten liegenden Lage vor einfallenden Regentropfen geschützt. Die Einströmung erfolgt gemäß Pfeil 13 von unten nach oben parallel zur Längsachse 14 der Schutzhaube 6. Im Einströmbereich 9 befinden sich Prallelemente 15, die sich in Radialrichtung der Schutzhaube 6 erstrecken und Bestandteil des Prallrings 8 sind. Die Prallelemente 15 verlaufen zwischen der Innenseite der Außenwand 16 der Schutzhaube 6 und einem innen liegenden Abströmstutzen 17, an dem die Abströmöffnung 12 gebildet ist. Der Abströmstutzen 17 wird zur Montage der Schutzhaube 6 auf einen korrespondierenden Stutzen am Gehäuse 2 aufgesetzt, an welchem die Ansaugöffnung 4 gebildet ist.
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Die Prallelemente 15 definieren zwischenliegende Strömungsöffnungen, welche sich der Ausrichtung der Prallelemente 15 entsprechend in Radialrichtung erstrecken. Die Strömungsöffnungen sind in Radialrichtung zwischen der Außenwand 16 und dem Abströmstutzen 17 ohne Unterbrechung ausgeführt.
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Wie der perspektivischen Darstellung gemäß 2 zu entnehmen, sind die Prallelemente 15 winkelförmig ausgebildet und besitzen einen L-förmigen Querschnitt, welcher von zwei Schenkeln 18 und 19 gebildet wird, die jeweils eine unterschiedliche Breite aufweisen. In Radialrichtung gesehen nimmt die Breite jedes Schenkels 18, 19 von innen nach außen zu, so dass die zwischen benachbarten Prallelementen 15 gebildeten Strömungsöffnungen in Radialrichtung einen zumindest annähernd konstanten Querschnitt besitzen. Das Breitenverhältnis der beiden Schenkel 18 und 19 zueinander ist vorzugsweise über die gesamte radiale Erstreckung gesehen konstant. Der Winkel zwischen beiden Schenkeln 18, 19 ist so gebildet, dass das Prallelement 15 im Bereich der Kante zwischen den beiden Schenkeln die höchste Erhebung bildet und dem darüber liegenden Ringströmungsraum 10 zugewandt ist.
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Die mit Feuchtigkeit beladene Luft wird in Einströmrichtung 13 von unten nach oben an den Einströmbereich 9 herangeführt und gelangt in den winkelförmigen Aufnahmebereich der Prallelemente 15, wo eine Abscheidung von Wasser stattfindet.
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Die Prallelemente 15 sind unter einem Winkel zur Ebene geneigt, welche sich orthogonal zur Einströmrichtung 13 erstreckt. Die Prallelemente 15 fallen radial von innen nach außen ab, so dass der radial außen liegende Punkt der Prallelemente 15 niedriger liegt als der radial innen liegende Punkt. Somit werden an den Prallelementen 15 abgeschiedene Wassertröpfchen nach außen in Richtung der Außenwand 16 der Schutzhaube 6 geleitet. Der Winkel zwischen der Horizontalen und den Prallelementen 15 beträgt maximal 30°, er liegt im Ausführungsbeispiel bei etwa 15°.
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Die Prallelemente 15 sind einteilig mit dem Prallring 8 ausgeführt. Der Abströmstutzen 17 ist einteilig mit der Regenhaube 7 ausgebildet, wobei die Außenwand des Abströmstutzens 17 eine Stützfläche für die Prallelemente 15 bildet.
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Unmittelbar oberhalb des Einströmbereichs 9 befindet sich im Innern der Schutzhaube 6 der Ringströmungsraum 10. Axial in gleicher Höhe, jedoch radial nach innen versetzt befindet sich im Inneren ein Abströmraum 20, der mit dem Stutzen 17 und der Abströmöffnung 12 kommuniziert und über den die Luft im Innern der Schutzhaube in Richtung Abströmöffnung 12 geleitet wird. Der Ringströmungsraum 10 ist mit dem Abströmraum 20 strömungsverbunden. Zwischen dem Ringströmungsraum 10 und dem Abströmraum 20 befinden sich Strömungsleitelemente 21, die jeweils in Radialebenen liegen und zwischenliegende, radial verlaufende Strömungsöffnungen definieren, über die die Luft radial aus dem Ringströmungsraum 10 in den Abströmraum 20 überströmen kann. Die Strömungsleitelemente 21 sind einteilig mit der Regenhaube 7 ausgebildet und bewirken eine Beruhigung der Strömung im Innenraum der Schutzhaube 6. Der Abströmstutzen 17 mit der Abströmöffnung 12 ist einteilig mit den Strömungsleitelementen 21 ausgebildet und wird somit von den Strömungsleitelementen 21 gehalten.
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Aus dem Abströmraum 20 strömt die Luft gemäß Pfeil 22 (4) axial aus der Schutzhaube 6 ab und in das Gehäuse des Luftfilters hinein. Die Abströmrichtung 22 liegt parallel zur Einströmrichtung 13, sie ist jedoch entgegengesetzt gerichtet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 7728139 U [0002, 0004]
- GB 719160 [0004, 0004]
- US 3791112 [0004, 0004]
