DE102014014007A1 - Filter system with airflow through the acoustic element - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Filtersystem (100) zum Filtern eines Fluids, insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit einem Fluidpfad (14) zwischen einer Rohseite (18) und einer Reinseite (16) des Filtersystems. Das Filtersystem (100) umfasst wenigstens ein Filterelement (10), welches mit einem Filterbalg (12) die Rohseite (18) des Filtersystems von der Reinseite (16) trennt, sowie ein Filtergehäuse (108), in dem das Filterelement (10) angeordnet ist. Dabei ist wenigstens ein durchströmbares Akustikelement (20) entlang des Fluidpfads (14) stromaufwärts vor und/oder stromabwärts nach dem Filterbalg (12) angeordnet, wobei das durchströmbare Akustikelement (20) eine gezielte akustische Beeinflussung der Strömung des Fluids bewirkt.
Die Erfindung betrifft ferner ein Filterelement (10) mit einem durchströmbaren Akustikelement (20) für ein solches Filtersystem (100). Weiter betrifft die Erfindung die Verwendung eines solchen Filtersystems (100) als Luftfilter, insbesondere als Luftfilter einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a filter system (100) for filtering a fluid, in particular an internal combustion engine, with a fluid path (14) between a raw side (18) and a clean side (16) of the filter system. The filter system (100) comprises at least one filter element (10) which with a filter bellows (12) separates the raw side (18) of the filter system from the clean side (16) and a filter housing (108) in which the filter element (10) is arranged is. In this case, at least one throughflowable acoustic element (20) along the fluid path (14) upstream of and / or downstream of the filter bellows (12), wherein the flow-through acoustic element (20) causes a targeted acoustic influence on the flow of the fluid.
The invention further relates to a filter element (10) with a throughflowable acoustic element (20) for such a filter system (100). Furthermore, the invention relates to the use of such a filter system (100) as an air filter, in particular as an air filter of an internal combustion engine.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids mit einem darin angeordneten durchströmbaren Akustikelement, insbesondere zur Verwendung als Luftfilter einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a filter system for filtering a fluid with an acoustical element arranged therein, in particular for use as an air filter of an internal combustion engine.
Stand der TechnikState of the art
Als Luftfilter werden alle Abscheider bezeichnet, die Aerosole bzw. unerwünschte Schwebstoffe wie Krankheitserreger, Pollen, Stäube oder Gase aus der Luft herausfiltern. Genauer handelt es sich dabei meist um filternde Abscheider, die in einem filternden Medium Substanzen aus der Luft entfernen. Als Filtermedium kommen meist Fasern oder Körner zum Einsatz. Es wird in Faserschichtfilter, Schüttschichtfilter und Filter mit festem Medium (seltener, wie Sinterschichten, Keramik) unterschieden. Allen Filtern gemein ist der relativ hohe Luftdurchsatz, der zur Erreichung des Filterziels notwendig ist. Dieser hohe Luftdurchsatz kann im laufenden Einsatz mit einer erheblichen Geräuschentwicklung verbunden sein.Air filters are all separators that filter out aerosols or unwanted suspended matter such as pathogens, pollens, dusts or gases from the air. More precisely, these are usually filtering separators which remove substances from the air in a filtering medium. The filter medium is usually fibers or grains are used. It is differentiated into fiber layer filters, bulk layer filters and filters with solid medium (more rarely, such as sintered layers, ceramics). Common to all filters is the relatively high air flow necessary to achieve the filter target. This high air flow rate can be associated with a significant noise during operation.
Als Filterbalg wird der Teil des Filterelementes bezeichnet, der ein Fluid filtert. Es sind Filterbälge mit einem filternden Medium aus einem gefalteten Zellulosematerial im Einsatz. Ebenso kann ein Filterbalg aber auch aus einem anderen Medium wie einem Vliesmaterial bestehen, wobei auch ungefaltete Medien als Filterbalg bezeichnet werden.As a filter bellows part of the filter element is referred to, which filters a fluid. There are filter bellows with a filtering medium of a folded cellulosic material in use. Likewise, a filter bellows but also consist of a different medium such as a nonwoven material, with unfolded media are referred to as filter bellows.
Diese Filterart wird auch in der Fahrzeugindustrie verwendet. Es sind papierähnliche ringzylinderförmige oder rechteckig flache Gebilde, die zickzackförmig gefaltetes Gewebe als Filterelement haben. Die Faltung vergrößert die Filterfläche und verringert den Strömungswiderstand bei gleichzeitiger Erhöhung der Standzeit.This filter type is also used in the automotive industry. They are paper-like ring cylindrical or rectangular flat structures which have zigzag folded fabric as a filter element. The folding increases the filter area and reduces the flow resistance while increasing the service life.
In den meisten Fällen eines Ringzylinders wird die kontaminierte Luft außerhalb des Zylinders angesaugt und die gefilterte gesäuberte Luft innerhalb des Ringzylinders weitergeleitet. Als Varianten sind auch flächige Luftfilter gebräuchlich. Hier wird in einem Luftfilterkasten das Filterelement durch eine ebene, in einem Rahmen fixierte und gefaltete Filtermatte dargestellt. Die Luft strömt meist von unten nach oben durch das horizontal ausgerichtete Filterelement. Abgeschiedene größere Fremdkörper können so bei Stillstand des Luftstromes auf den Boden des Filterkastens fallen und behindern den Luftstrom nicht zusätzlich.In most cases of a ring cylinder, the contaminated air is drawn outside the cylinder and the filtered cleaned air is passed inside the ring cylinder. As variants and flat air filters are used. Here, the filter element is represented by a flat, fixed in a frame and folded filter mat in an air filter box. The air usually flows from bottom to top through the horizontally aligned filter element. Deposited larger foreign objects can fall so at standstill of the air flow to the bottom of the filter box and do not impede the air flow in addition.
Des Weiteren existieren Schaumstoff-Trockenfilter. Es handelt sich dabei um dieselben Konstruktionen wie Papierluftfilter, nur dass anstelle des gefalteten Papieres glatte Schaumstofflagen verwendet werden.Furthermore, foam dry filters exist. These are the same designs as paper air filters, except that smooth foam layers are used instead of the folded paper.
Häufig werden beide Filterarten miteinander kombiniert: Ein Vorfilter aus einem Vliesmaterial und/oder Schaumstoff für Grobschmutz, als Hauptfilter nachgeordnet ein Papierfilter. Insbesondere in Einsatzgebieten mit erhöhtem Schmutz-/Staubanfall wird auf dieses Prinzip zurückgegriffen, z. B. in der Landwirtschaft oder auch beim Rasenmäher, um die Standzeit des Filters zu erhöhen.Often, both types of filters are combined: a pre-filter made of a non-woven material and / or foam for coarse dirt, as a main filter downstream of a paper filter. Especially in applications with increased dirt / dust accumulation is used on this principle, eg. As in agriculture or lawn mower to increase the service life of the filter.
Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids zu schaffen, das es erlaubt, die durch das strömende Fluid induzierten und/oder durch das strömende Fluid übertragenen akustischen Eigenschaften günstig zu beeinflussen.An object of the invention is therefore to provide a filter system for filtering a fluid, which makes it possible to favorably influence the acoustic properties induced by the flowing fluid and / or transmitted by the flowing fluid.
Eine weitere Aufgabe ist die Schaffung eines Filterelements zum Einsatz in einem solchen Filtersystem.Another object is to provide a filter element for use in such a filter system.
Die vorgenannten Aufgaben werden gelöst von einem Filtersystem zum Filtern eines Fluids, insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit einem Fluidpfad zwischen einer Rohseite des Filtersystems und einer Reinseite des Filtersystems. Das Filtersystem umfasst dabei wenigstens ein Filterelement, welches mit einem Filterbalg die Rohseite des Filtersystems von der Reinseite trennt, sowie ein Filtergehäuse, in dem das Filterelement angeordnet ist.The aforementioned objects are achieved by a filter system for filtering a fluid, in particular an internal combustion engine, with a fluid path between a raw side of the filter system and a clean side of the filter system. The filter system comprises at least one filter element, which separates the raw side of the filter system from the clean side with a filter bellows, and a filter housing in which the filter element is arranged.
Das erfindungsgemäße Filtersystem kann sowohl bei Filtersystemen mit Flachfilterelementen in Rechteckform als auch bei Filtersystemen mit ringzylinderförmigen Rundelementen zum Einsatz kommen.The filter system according to the invention can be both in filter systems with flat filter elements in a rectangular shape as well as in filter systems with ring cylindrical round elements are used.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.Favorable embodiments and advantages of the invention will become apparent from the other claims, the description and the drawings.
Es wird ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids, insbesondere einer Brennkraftmaschine, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, mit einem Fluidpfad zwischen einer Rohseite des Filtersystems und einer Reinseite des Filtersystems vorgeschlagen. Das Filtersystem umfasst dabei wenigstens ein Filterelement, welches mit einem Filterbalg die Rohseite des Filtersystems von der Reinseite trennt, sowie ein Filtergehäuse, in dem das Filterelement angeordnet ist. Dabei ist wenigstens ein durchströmbares Akustikelement entlang des Fluidpfads stromaufwärts vor und/oder stromabwärts nach dem Filterbalg angeordnet, wobei das durchströmbare Akustikelement eine gezielte akustische Beeinflussung der Strömung des Fluids bewirkt. Insbesondere kann als zu filterndes Fluid Luft eingesetzt werden, wie es insbesondere für einen Luftfilter einer Brennkraftmaschine der Fall ist.It is a filter system for filtering a fluid, in particular an internal combustion engine, such as a motor vehicle, proposed with a fluid path between a raw side of the filter system and a clean side of the filter system. The filter system comprises at least one filter element, which separates the raw side of the filter system from the clean side with a filter bellows, and a filter housing in which the filter element is arranged. In this case, at least one through-flowable acoustic element along the fluid path upstream and / or downstream of the filter bellows is arranged, wherein the flow-through acoustic element causes a targeted acoustic influence on the flow of the fluid. In particular, air can be used as fluid to be filtered, as is the case in particular for an air filter of an internal combustion engine.
Durch den Einsatz eines Vliesmediums oder eines anderen Mediums anstelle eines Papiermediums als Filtermedium des Filterbalgs eines Filterelements kann die akustische Wirksamkeit eines Filterelements verbessert werden.By using a nonwoven medium or another medium instead of a paper medium as a filter medium of the filter bellows of a filter element, the acoustic effectiveness of a filter element can be improved.
Um die akustische Wirksamkeit weiter zu steigern, ist es möglich, ein dreidimensionales durchströmbares Akustikelement aus Vliesmedium, Schaum, und/oder anderen akustisch wirksamen Medien dem Filterbalg entlang des Fluidpfads vor- und/oder nachzuschalten. Durch eine jeweilig angepasste dreidimensionale Gestalt des durchströmbaren Akustikelements kann beispielsweise eine dämpfende Wirkung auf Geräusche im Fluid und von anderen Geräuschquellen einer Brennkraftmaschine sowie eine Störung von Akustikmoden im Filtersystem bewirkt werden. Dabei geht es insbesondere um die akustische Wirkung zur Dämpfung von Schallwellen, die z. B. bei dem Verbrennungsprozess bzw. in dem Turbolader, dem Kompressor oder ähnlichen Aggregaten einer Brennkraftmaschine entstehen. Dies kann durch eine Veränderung der akustischen Systemcharakteristik des Filtersystems erreicht werden.In order to further increase the acoustic effectiveness, it is possible, a three-dimensional flow-through acoustic element of nonwoven medium, foam, and / or other acoustically active media upstream and / or downstream of the filter bellows along the fluid path. By a respective adapted three-dimensional shape of the throughflowable acoustic element, for example, a damping effect on noise in the fluid and other noise sources of an internal combustion engine as well as a disturbance of acoustic modes in the filter system can be effected. This is in particular the acoustic effect for damping sound waves z. B. arise in the combustion process or in the turbocharger, the compressor or similar units of an internal combustion engine. This can be achieved by changing the acoustic system characteristics of the filter system.
Ein weiterer Vorteil kann sich beispielsweise ergeben, wenn eine Innenwand eines Filtergehäuses mit einem durchströmbaren Akustikelement aus einem akustisch wirksamen Medium ausgekleidet wird. Dabei können auch die Flächen des durchströmbaren Akustikelements eine dreidimensionale Gestalt aufweisen, um stehende Wellen oder bestimmte Frequenzen des strömenden Fluids zu reduzieren oder gar zu eliminieren, die sich im Betrieb des Filterelements bzw. Filtersystems ausbilden. Dies kann z. B. mittels üblichen Modellrechnungen simuliert werden, um eine günstige dreidimensionale Gestalt für ein gegebenes System zu bestimmen. Zusätzlich können dadurch Lambda/4-Rohre, Helmholtz-Resonatoren oder weitere akustische Maßnahmen, welche üblicherweise als geräuschdämpfende Maßnahmen in Luftfiltersystemen eingesetzt werden, entfallen. Des Weiteren kann schnell und einfach das zu absorbierende Frequenzband geändert werden, indem die dreidimensionale Gestalt des durchströmbaren Akustikelements verändert wird. Die dreidimensionale Gestalt des durchströmbaren Akustikelements erlaubt außerdem die Ausnutzung einer zusätzlichen Filterleistung des Filtersystems.Another advantage can be obtained, for example, if an inner wall of a filter housing is lined with an acoustical element through which an acoustically effective medium can flow. In this case, the surfaces of the throughflowable acoustic element can also have a three-dimensional shape in order to reduce or even eliminate standing waves or specific frequencies of the flowing fluid which form during operation of the filter element or filter system. This can be z. B. simulated by standard model calculations to determine a favorable three-dimensional shape for a given system. In addition, thereby lambda / 4-tubes, Helmholtz resonators or other acoustic measures, which are usually used as noise-damping measures in air filter systems omitted. Furthermore, the frequency band to be absorbed can be changed quickly and easily by changing the three-dimensional shape of the acoustical element which can be flowed through. The three-dimensional shape of the permeable acoustic element also allows the use of an additional filter performance of the filter system.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung können über eine dreidimensionale Formgebung des durchströmbaren Akustikelements Geräusche und/oder Akustikmoden des Filtersystems gezielt bedämpfbar sein. So können Geräusche im Fluid sowie von an und/oder in der Brennkraftmaschine befindlichen Geräuschquellen bedämpft werden und/oder Akustikmoden des Filtersystems gestört werden. Akustikmoden zeichnen sich durch stehende Wellen der Schalldruckwellen im Filtergehäuse aus, deren Resonanzknoten in ihrer räumlichen Lage durch die dreidimensionale Gestalt des Strömungskörpers entscheidend beeinflusst werden kann. Auch wird durch die dreidimensionale Gestalt eines Strömungskörpers im freien Raum des Filtergehäuses der Frequenzgang des Filtergehäuses verändert, sodass dadurch auch die frequenzabhängige Lage von Akustikmoden im Filtergehäuse beeinflusst werden kann.In an advantageous embodiment, noises and / or acoustic modes of the filter system can be selectively attenuated via a three-dimensional shaping of the acoustical element through which it is possible to flow. Thus, noises in the fluid and noise sources located on and / or in the internal combustion engine can be damped and / or acoustic modes of the filter system can be disturbed. Acoustic modes are characterized by standing waves of the sound pressure waves in the filter housing whose resonant nodes in their spatial position can be decisively influenced by the three-dimensional shape of the flow body. Also, the frequency response of the filter housing is changed by the three-dimensional shape of a flow body in the free space of the filter housing, so that thereby the frequency-dependent position of acoustic modes in the filter housing can be influenced.
Günstigerweise kann das durchströmbare Akustikelement eine oder mehrere Materialerhebungen aufweisen, welche in Bereichen von verstärkt auftretenden fluidströmungsinduzierten und/oder durch das strömende Fluid übertragenen Geräuschen und/oder Akustikmoden des Filtersystems angeordnet sind. Dadurch lassen sich Geräusche und/oder Akustikmoden durch die räumliche Lage von Materialanhäufungen des durchströmbaren Akustikelements an dem Ort von Resonanzknoten diese gezielt bedämpfen und so deren akustische Auswirkung reduzieren oder gar eliminieren.Conveniently, the through-flowable acoustic element may comprise one or more material elevations, which are arranged in regions of intensively occurring fluid flow-induced and / or transmitted by the flowing fluid noises and / or acoustic modes of the filter system. As a result, noise and / or acoustic modes can be specifically attenuated by the spatial position of accumulations of material of the acoustical element which can be flowed through at the location of resonance nodes and thus reduce or even eliminate their acoustic effect.
So kann beispielsweise über das durchströmbare Akustikelement eine akustische Dämpfung der Strömung des Fluids des Filtersystems ab einer Frequenz von 500 Hz von 0,5 dB bis 5 dB, bevorzugt bis 10 dB, bewirkbar sein. Diese akustische Dämpfung kann durch Auswahl der als durchströmbares Akustikelement eingesetzten Materialien entscheidend beeinflusst werden. Gerade im Filtereinsatz häufig verwendete Materialien wie Vliese oder verschiedenste Schaumstoffe können solche Dämpfungseffekte günstig bewirken.Thus, for example, an acoustical damping of the flow of the fluid of the filter system from a frequency of 500 Hz of 0.5 dB to 5 dB, preferably up to 10 dB, can be effected via the acoustically permeable acoustic element. This acoustic damping can be decisively influenced by selecting the materials used as a throughflowable acoustic element. Especially in filter insert commonly used materials such as nonwovens or various foams can cause such damping effects beneficial.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das durchströmbare Akustikelement in unterschiedlichen Winkeln zur Fluidströmung angeordnete Reflexionsflächen umfassen. Durch eine solche Anordnung des durchströmbaren Akustikelements kann sowohl eine akustische Beeinflussung als auch eine gezielte Richtwirkung der Strömung des zu filternden Fluids günstig bewirkt werden. In an advantageous embodiment, the through-flowable acoustic element may comprise reflection surfaces arranged at different angles to the fluid flow. By such an arrangement of the throughflowable acoustic element both an acoustic influence and a targeted directivity of the flow of the fluid to be filtered can be favorably effected.
Zweckmäßigerweise kann dazu das durchströmbare Akustikelement vom Fluid durchströmbar sein, insbesondere ein Fasermaterial oder Vliesmaterial aufweisen. Besonders günstig ist es, wenn das Material des durchströmbaren Akustikelements dabei porös und/oder offenporig ausgebildet ist. Offenzelliger Schaum kann günstig eingesetzt werden. Vorteilhaft ist es, wenn die Struktur des Materials weich ist, wie es beispielsweise bei einem akustischen Vlies, das Schall absorbieren kann, der Fall ist. Ein solches durchströmbares Akustikelement kann eine zusätzliche Filterwirkung gegenüber dem durchströmenden Fluid aufweisen, sodass dadurch die Filterwirkung des eigentlichen Filterbalgs günstig unterstützt wird.Conveniently, the flow through the acoustic element through which the fluid can flow, in particular comprise a fiber material or nonwoven material. It is particularly favorable if the material of the throughflowable acoustic element is porous and / or open-pored. Open cell foam can be used cheaply. It is advantageous if the structure of the material is soft, as is the case, for example, with an acoustic fleece which can absorb sound. Such a throughflowable acoustic element can have an additional filtering effect with respect to the fluid flowing through, so that the filter effect of the actual filter bellows is favorably supported.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das durchströmbare Akustikelement ein gerichtetes Strömungsverhalten des Fluids bewirken. Durch den Einsatz des durchströmbaren Akustikelements kann so eine günstige Anströmung eines Luftmassensensors des Ansaugtrakts einer Brennkraftmaschine eingestellt werden. Ein solcher Sensor stellt ein in der Regelungs- und Messtechnik einer Brennkraftmaschine, insbesondere im Fahrzeugbereich, häufig eingesetzter Durchflusssensor dar, der die Masse der pro Zeiteinheit durchströmenden Luft, also den Massenstrom, bestimmt. In der Fahrzeugtechnik werden dazu üblicherweise Heißfilmluftmassenmesser (HFM) verwendet. In einer alternativen besonderen Ausgestaltung kann ein gerichtetes Strömungsverhalten auch unabhängig von einer gezielten akustischen Wirkung eines durchströmbaren Elements vorgesehen sein, das abströmseitig und/oder anströmseitig auf einem Filterbalg angeordnet ist.In an advantageous embodiment, the through-flowable acoustic element can cause a directed flow behavior of the fluid. By using the throughflowable acoustic element, it is thus possible to set a favorable flow of an air mass sensor of the intake tract of an internal combustion engine. Such a sensor is a flow sensor frequently used in the regulation and measurement technology of an internal combustion engine, in particular in the vehicle sector, which determines the mass of the air flowing through per unit time, that is to say the mass flow. In automotive engineering, hot film air flow meters (HFM) are usually used for this purpose. In an alternative special embodiment, a directed flow behavior can also be provided independently of a targeted acoustic effect of a flow-through element, which is arranged on the downstream side and / or upstream on a filter bellows.
Vorteilhaft ist es dabei, wenn das durchströmbare Akustikelement einen Strömungskanal zur Erzielung einer gerichteten Strömung des Fluids aufweist. Der Strömungskanal kann dabei günstig so ausgerichtet sein, dass damit eine zentrale Anströmung des Luftmassensensors eingestellt werden kann. Durch die Wahl des Ortes des Strömungskanals kann außerdem eine Fläche auf dem Filterbalg ausgewählt werden, in der weniger Staub oder Schmutzpartikel anfallen, oder in der ein strömungsberuhigter Bereich vorliegt, um so einen Luftmassensensor möglichst günstig und gleichmäßig anströmen zu können. Auf diese Weise kann auch einem vorzeitigen Ausfall des Luftmassensensors durch Schmutz- und/oder Feuchtigkeitsanlagerung vorgebeugt werden. In alternativer besonderer Ausgestaltung kann der Strömungskanal auch unabhängig von einer gezielten akustischen Wirkung eines durchströmbaren Elements vorgesehen sein, das abströmseitig und/oder anströmseitig auf einem Filterbalg angeordnet ist.It is advantageous if the through-flowable acoustic element has a flow channel for achieving a directed flow of the fluid. The flow channel can be favorably oriented so that thus a central flow of the air mass sensor can be adjusted. By choosing the location of the flow channel, it is also possible to select an area on the filter bellows in which less dust or dirt particles accumulate, or in which there is a flow-calmed area in order to be able to flow as cheaply and uniformly as possible to an air mass sensor. In this way, a premature failure of the air mass sensor can be prevented by dirt and / or moisture accumulation. In an alternative special embodiment, the flow channel can also be provided independently of a targeted acoustic effect of a flow-through element, which is arranged downstream and / or upstream on a filter bellows.
Weiter ist es günstig, wenn eine Wand des Strömungskanals mit einer turbulenzreduzierenden, beispielsweise glatten, Oberfläche versehen ist, um ein turbulenzarmes Strömungsverhalten zu bewirken. Wird beispielsweise ein Schaumelement oder Vlieselement als durchströmbares Akustikelement oder durchströmbares Element eingesetzt, ist es möglich, die Wand des Strömungskanals beim Herstellungsprozess, beispielsweise eines Schaumelements, selbst zu glätten oder aber nach der Herstellung anzuschmelzen und damit zu glätten, um so die Kanalwirkung noch zu verstärken und eine bessere Luftführung zu gewährleisten. Auch wenn die dreidimensionale Gestalt des durchströmbaren Akustikelements oder durchströmbaren Elements durch Staub, Schmutz oder Wasser zugesetzt ist, kann so über den integrierten Strömungskanal ein Luftmassensensor wie beispielsweise ein HFM günstig angeströmt werden.Further, it is advantageous if a wall of the flow channel is provided with a turbulence-reducing, for example, smooth, surface, in order to effect a low-turbulence flow behavior. If, for example, a foam element or nonwoven element is used as a throughflowable acoustic element or throughflow element, it is possible to smooth the wall of the flow channel itself during the production process, for example of a foam element, or else to melt it after production and thus to smooth it, so as to reinforce the channel effect and to ensure better airflow. Even if the three-dimensional shape of the permeable acoustic element or through-flow element is added by dust, dirt or water, an air mass sensor such as an HFM can be flowed through the integrated flow channel so favorable.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Filterelement vorgeschlagen, das wenigstens einen von einem Fluid durchströmbaren Filterbalg, wenigstens ein durchströmbares Akustikelement und eine Dichtung umfasst. Dabei kann das Filterelement auswechselbar in einem beschriebenen Filtersystem angeordnet sein. Das durchströmbare Akustikelement kann dabei direkt mit dem Filterelement verbunden und/oder integriert, sein. Günstig kann es sich darstellen, wenn das durchströmbare Akustikelement mit dem Filterelement verschweißt oder verklebt ist. Alternativ kann es jedoch auch an das Filterelement an- oder aufgesteckt sein oder beispielsweise bei der Montage des Filterelements in dem Filtersystem an dem Filterelement angeordnet sein. Die Dichtung des Filterelements dient der strömungsmäßigen und/oder fluiddichten Trennung von Roh- zu Reinseite des Filtersystems.According to a further aspect of the invention, a filter element is proposed which comprises at least one filter bellows through which a fluid can flow, at least one acoustical element through which a fluid can flow and a seal. In this case, the filter element can be interchangeable arranged in a described filter system. The through-flowable acoustic element can be directly connected to the filter element and / or integrated, be. It may be favorable if the through-flowable acoustic element is welded or glued to the filter element. Alternatively, however, it may also be attached or attached to the filter element or arranged, for example, during assembly of the filter element in the filter system to the filter element. The seal of the filter element is used for the fluidic and / or fluid-tight separation of raw to clean side of the filter system.
Vorteilhaft kann das wenigstens eine durchströmbare Akustikelement des Filterelements rohluftseitig an einer Anströmfläche oder reinluftseitig an einer Abströmfläche des Filterbalgs angeordnet sein. Akustische Geräusche können sowohl auf der Anströmseite des Filterbalgs als auch auf der Abströmseite entstehen. Deshalb ist es durchaus sinnvoll, ein solches durchströmbares Akustikelement für die Rohseite und/oder für die Reinseite des Filterbalgs vorzusehen. Die gezielte Richtung des Fluidstroms auf einen Luftmassensensor wird günstiger beeinflusst werden können, wenn das durchströmbare Akustikelement auf der Reinseite des Filterbalgs angebracht ist.Advantageously, the at least one through-flowable acoustic element of the filter element can be arranged on the raw air side on an inflow surface or on the clean air side on an outflow surface of the filter bellows. Acoustic noises can occur both on the inflow side of the filter bellows and on the outflow side. Therefore, it is quite useful to provide such a through-flowable acoustic element for the raw side and / or for the clean side of the filter bellows. The targeted direction of the fluid flow to an air mass sensor can be favorably influenced, if the through-flowable acoustic element is mounted on the clean side of the filter bellows.
Günstigerweise kann das wenigstens eine durchströmbare Akustikelement des Filterelements eine dreidimensionale Formgebung aufweisen, mit der gezielt Geräusche und/oder Akustikmoden der Strömung des Fluids gezielt bedämpfbar sind. Akustikmoden zeichnen sich durch stehende Wellen des Fluids im Filtergehäuse aus, deren Resonanzknoten in ihrer räumlichen Lage durch die dreidimensionale Gestalt des Strömungskörpers entscheidend beeinflusst werden kann. Auch wird durch die dreidimensionale Gestalt eines durchströmbaren Akustikelements im freien Raum des Filtergehäuses der Frequenzgang des Filtergehäuses verändert, sodass dadurch auch die frequenzabhängige Lage von Resonanzknoten im Filtergehäuse beeinflusst werden kann. So lassen sich Akustikmoden der Strömung des Fluids durch die dreidimensionale Gestalt des durchströmbaren Akustikelements gezielt bedämpfen. Conveniently, the at least one through-flowable acoustic element of the filter element can have a three-dimensional shape with which targeted noise and / or acoustic modes of the flow of the fluid can be specifically attenuated. Acoustic modes are characterized by standing waves of the fluid in the filter housing whose resonant nodes in their spatial position can be decisively influenced by the three-dimensional shape of the flow body. Also, the frequency response of the filter housing is changed by the three-dimensional shape of a permeable acoustic element in the free space of the filter housing, so that thereby the frequency-dependent position of resonant nodes in the filter housing can be influenced. In this way, acoustic modes of the flow of the fluid can be selectively damped by the three-dimensional shape of the acoustical element through which it is possible to flow.
Vorteilhaft kann das wenigstens eine durchströmbare Akustikelement des Filterelements eine oder mehrere Materialerhebungen aufweisen, welche Bereichen von fluidströmungsinduzierten und/oder durch das strömende Fluid übertragenen Geräuschen und/oder Akustikmoden entsprechen. Dadurch lassen sich Geräusche und/oder Akustikmoden durch die räumliche Lage von Materialanhäufungen des durchströmbaren Akustikelements an dem Ort von Resonanzknoten diese gezielt bedämpfen und so deren akustische Auswirkung reduzieren oder gar eliminieren.Advantageously, the at least one through-flowable acoustic element of the filter element can have one or more material elevations, which correspond to areas of fluid-flow-induced and / or transmitted by the flowing fluid noises and / or acoustic modes. As a result, noise and / or acoustic modes can be specifically attenuated by the spatial position of accumulations of material of the acoustical element which can be flowed through at the location of resonance nodes and thus reduce or even eliminate their acoustic effect.
Zweckmäßigerweise kann das durchströmbare Akustikelement des Filterelements einen Strömungskanal zur gerichteten Strömung des Fluids aufweisen, insbesondere einen Strömungskanal mit turbulenzreduzierenden, beispielsweise glatten, Wänden. Durch den Einsatz des durchströmbaren Akustikelements mit Strömungskanal kann eine günstige Anströmung eines Luftmassensensors des Ansaugtrakts einer Brennkraftmaschine eingestellt werden. Durch die turbulenzreduzierenden Wände des Strömungskanals, beispielsweise auf Grund des Herstellungsprozesses im Fall eines Schaumelements oder durch Anschmelzen von Kunststoffmaterialien in der Wand des Strömungskanals zum Glätten der Wand, lässt sich so die Kanalwirkung noch verstärken und eine bessere Luftführung gewährleisten.Expediently, the throughflowable acoustic element of the filter element can have a flow channel for directed flow of the fluid, in particular a flow channel with turbulence-reducing, for example smooth, walls. By using the flow-through acoustic element with flow channel, a favorable flow of an air mass sensor of the intake tract of an internal combustion engine can be adjusted. Due to the turbulence reducing walls of the flow channel, for example due to the manufacturing process in the case of a foam element or by melting of plastic materials in the wall of the flow channel to smooth the wall, so the channel effect can be enhanced and ensure better airflow.
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung des Filterelements als Luftfilter, insbesondere als Luftfilter einer Brennkraftmaschine.According to a further aspect, the invention relates to the use of the filter element as an air filter, in particular as an air filter of an internal combustion engine.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, embodiments of the invention are shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Es zeigen beispielhaftThey show by way of example
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.In the figures, the same or similar components are numbered with the same reference numerals. The figures are merely examples and are not intended to be limiting.
In
In
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- KR 100470775 B1 [0008] KR 100470775 B1 [0008]
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