DE102019217557A1 - Round filter and filter unit with round filter and mass flow sensor - Google Patents

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Abstract

Es ist ein Rundfilter 2 vorgesehen, das einen hohlzylindrischen Filterkörper 11 umfasst, der für eine radiale Durchströmung mittels eines Gases eingerichtet und als in Umfangsrichtung verlaufender Faltenbalg ausgebildet ist. Weiterhin ist ein gasdurchlässiger Abströmmantel 15 abströmseitig des Filterkörpers 11 angeordnet. Der Abströmmantel 15 dient dazu, eine Drallströmung des mittels des Filterkörpers 11 gereinigten Gases, die sich infolge von dessen Ausgestaltung als in Umfangsrichtung verlaufender Faltenbalg ausgebildet hat, aufzulösen, um eine möglichst homogene und gleichgerichtete Strömung stromab des Rundfilters 2 zu realisieren. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein solches Rundfilter 2 in Kombination mit einem stromab davon angeordneten Massenstromsensor 7 genutzt wird. Die möglichst homogene und gleichgerichtete Strömung des von dem Rundfilter 2 kommenden Gases kann sich dann positiv auf die Genauigkeit des Messergebnisses des Massenstromsensors 7 auswirken.A round filter 2 is provided which comprises a hollow cylindrical filter body 11 which is set up for a radial flow through by means of a gas and is designed as a bellows extending in the circumferential direction. Furthermore, a gas-permeable outflow jacket 15 is arranged on the downstream side of the filter body 11. The outflow jacket 15 serves to dissolve a swirl flow of the gas cleaned by means of the filter body 11, which has developed as a bellows running in the circumferential direction as a result of its design, in order to achieve the most homogeneous and rectified flow possible downstream of the round filter 2. This is particularly advantageous when such a round filter 2 is used in combination with a mass flow sensor 7 arranged downstream thereof. The most homogeneous and rectified flow of the gas coming from the round filter 2 can then have a positive effect on the accuracy of the measurement result of the mass flow sensor 7.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rundfilter, das insbesondere in Kombination mit einem Massenstromsensor in den Frischgasstrang einer Brennkraftmaschine integriert sein kann. Die Erfindung betrifft auch eine entsprechende Filtereinheit, die ein solches Rundfilter sowie einen solchen Massenstromsensor umfasst.The invention relates to a round filter which can be integrated into the fresh gas line of an internal combustion engine, in particular in combination with a mass flow sensor. The invention also relates to a corresponding filter unit which comprises such a round filter and such a mass flow sensor.

Für einen möglichst optimalen Betrieb eines Verbrennungsmotors einer Brennkraftmaschine müssen die dem Verbrennungsmotor für die einzelnen Verbrennungsprozesse zugeführten Sauerstoffmengen bekannt sein. Bei den meisten Brennkraftmaschinen und insbesondere bei solchen, die für die Erzeugung einer Fahrantriebsleistung für ein Kraftfahrzeug genutzt werden, wird der für die Verbrennung mit Kraftstoff vorgesehene Sauerstoff den Brennräumen des Verbrennungsmotors als Bestandteil von Luft, die aus der Umgebung angesaugt wird, zugeführt. Zur Bestimmung der für die einzelnen Verbrennungsprozesse zugeführten Sauerstoffmengen wird üblicherweise der Massenstrom der angesaugten Luft bestimmt. Hierfür wird ein geeigneter Massenstromsensor innerhalb des Frischgasstrangs positioniert, wobei üblicherweise ein als thermischer Anemometer und insbesondere als Hitzdraht-Luftmassenmesser (HLM) oder als Heißfilm-Luftmassenmesser (HFM) ausgebildeter Massenstromsensor genutzt wird. Um einen Eintrag von Partikeln in den Frischgasstrang zu vermeiden, die u.a. die Funktionsfähigkeit des darin angeordneten Massenstromsensors beeinflussen könnten, wird die angesaugte Luft zunächst durch ein Luftfilter, wie es beispielsweise aus der DE 10 2016 012 532 A1 bekannt ist, geführt. Der Massenstromsensor ist dann üblicherweise unmittelbar stromab des Luftfilters angeordnet.For the best possible operation of an internal combustion engine of an internal combustion engine, the amounts of oxygen supplied to the internal combustion engine for the individual combustion processes must be known. In most internal combustion engines, and especially those used to generate traction drive power for a motor vehicle, the oxygen intended for combustion with fuel is supplied to the combustion chambers of the internal combustion engine as part of air that is sucked in from the environment. To determine the amount of oxygen supplied for the individual combustion processes, the mass flow of the air that is sucked in is usually determined. For this purpose, a suitable mass flow sensor is positioned within the fresh gas line, usually using a mass flow sensor designed as a thermal anemometer and in particular as a hot wire air mass meter (HLM) or as a hot film air mass meter (HFM). In order to avoid the entry of particles into the fresh gas line, which, among other things, could influence the functionality of the mass flow sensor arranged therein, the air that is sucked in is first passed through an air filter, as it is, for example, from the DE 10 2016 012 532 A1 is known, led. The mass flow sensor is then usually arranged immediately downstream of the air filter.

Um ein verlässliches Messsignal eines solchen Massenstromsensors zu erhalten, sollte die Luft diesen möglichst homogen und gleichgerichtet anströmen. Eine solche möglichst homogene und gleichgerichtete Anströmung wird häufig durch Das unmittelbar stromauf des Massenstromsensors angeordnete Luftfilter verhindert, was insbesondere dann gilt, wenn dieses einen hohlzylindrischen Filterkörper aufweist, der aus einer gefalteten Flächenstruktur eines Filtermaterials besteht und der in radialer Richtung durchströmt wird.In order to obtain a reliable measurement signal from such a mass flow sensor, the air should flow towards it as homogeneously and in the same direction as possible. Such a homogeneous and rectified flow of this kind is often prevented by the air filter arranged directly upstream of the mass flow sensor, which is particularly true if this has a hollow cylindrical filter body which consists of a folded surface structure of a filter material and which is flowed through in the radial direction.

Üblicherweise wird versucht, eine inhomogene und turbulente Luftströmung stromab des Luftfilters mittels Strömungsleitelementen zu beruhigen und gleichzurichten. Eine entsprechende Filtereinheit ist aus der DE 10 2013 218 217 A1 bekannt. Die darin offenbarte Filtereinheit umfasst ein Gehäuse, innerhalb dessen ein Filterkörper angeordnet ist, wobei innerhalb eines Reinluftauslasses des Gehäuses ein Strömungsleitgitter angeordnet ist. Gemäß dem in der DE 10 2013 218 217 A1 beschriebenen Ausgestaltungsbeispiel soll der Filterkörper U-förmig ausgebildet sein. Es ist jedoch auch die Möglichkeit offenbart ein, dass dieser zylindrisch ist.Usually an attempt is made to calm and rectify an inhomogeneous and turbulent air flow downstream of the air filter by means of flow guide elements. A corresponding filter unit is from the DE 10 2013 218 217 A1 known. The filter unit disclosed therein comprises a housing within which a filter body is arranged, a flow guide grille being arranged within a clean air outlet of the housing. According to the DE 10 2013 218 217 A1 described embodiment, the filter body should be U-shaped. However, the possibility is also disclosed that it is cylindrical.

Es hat sich gezeigt, dass insbesondere bei einer Filtereinheit mit einem hohlzylindrischen Filterkörper die Wirkung eines innerhalb eines Reinluftauslasses angeordneten Strömungsleitgitters nicht ausreichend ist.It has been shown that, in particular in the case of a filter unit with a hollow cylindrical filter body, the effect of a flow guide grille arranged within a clean air outlet is not sufficient.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine einfache und wirksame Möglichkeit aufzuzeigen, eine möglichst homogene und gleichgerichtete Luftströmung stromab eines Rundfilters mit hohlzylindrischem Filterkörper, der für eine radiale Durchströmung mittels eines Gases eingerichtet und als in Umfangsrichtung verlaufender Faltenbalg ausgebildet ist, anzugeben.The invention was based on the object of providing a simple and effective way to provide the most homogeneous and rectified air flow possible downstream of a round filter with a hollow cylindrical filter body, which is set up for radial flow by means of a gas and designed as a bellows running in the circumferential direction.

Diese Aufgabe wird mittels eines Rundfilters gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Eine Filtereinheit mit einem solchen Rundfilter und einem Massenstromsensor ist Gegenstand des Patentanspruchs 8. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen Rundfilters und der erfindungsgemäßen Filtereinheit sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.This object is achieved by means of a round filter according to claim 1. A filter unit with such a round filter and a mass flow sensor is the subject matter of claim 8. Advantageous embodiments of the round filter according to the invention and the filter unit according to the invention are the subject matter of the further claims and / or result from the following description of the invention.

Erfindungsgemäß ist ein Rundfilter vorgesehen, das einen hohlzylindrischen Filterkörper umfasst, der für eine radiale Durchströmung mittels eines Gases eingerichtet und als in Umfangsrichtung verlaufender und insbesondere geschlossen umlaufender Faltenbalg ausgebildet ist. Dabei ist weiterhin ein gasdurchlässiger Abströmmantel abströmseitig des Filterkörpers angeordnet. Eine Anordnung des Abströmmantels „abströmseitig“ des Filterkörpers bedeutet, dass dieser derart angeordnet ist, dass das zu filternde Gas zunächst den Filterkörper und anschließend den Abströmmantel durchströmt. Bei der bevorzugt vorgesehenen Variante, bei der der Filterkörper für eine radiale Durchströmung mittels des Gases von außen nach innen vorgesehen und entsprechend eingerichtet ist, befindet sich der Abströmmantel erfindungsgemäß demnach innenseitig des Filterkörpers. Bei der ebenfalls vorteilhaft umsetzbaren Variante, bei der der Filterkörper für eine radiale Durchströmung mittels des Gases von innen nach außen vorgesehen und entsprechend eingerichtet ist, befindet sich der Abströmmantel dagegen außenseitig des Filterkörpers.According to the invention, a round filter is provided which comprises a hollow cylindrical filter body which is set up for a radial flow through by means of a gas and is designed as a bellows running in the circumferential direction and in particular closed circumferential. A gas-permeable outflow jacket is also arranged on the outflow side of the filter body. An arrangement of the outflow jacket “downstream” of the filter body means that it is arranged in such a way that the gas to be filtered first flows through the filter body and then through the outflow jacket. In the preferred variant, in which the filter body is provided for a radial flow through the gas from the outside to the inside and is set up accordingly, the outflow jacket is accordingly located on the inside of the filter body according to the invention. In the variant, which can also be advantageously implemented, in which the filter body is provided for a radial flow through the gas from the inside to the outside and is set up accordingly, the outflow jacket is on the other hand on the outside of the filter body.

Der Abströmmantel dient dazu, eine Drallströmung des mittels des Filterkörpers gereinigten Gases, die sich infolge von dessen Ausgestaltung als in Umfangsrichtung verlaufender Faltenbalg ausgebildet hat, aufzulösen, um eine möglichst homogene und gleichgerichtete Strömung stromab des Rundfilters zu realisieren. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein erfindungsgemäßes Rundfilter in Kombination mit einem stromab und insbesondere unmittelbar stromab davon angeordneten Massenstromsensor genutzt wird. Die möglichst homogene und gleichgerichtete Strömung des von dem Rundfilter kommenden Gases wirkt sich dann positiv auf die Genauigkeit des Messergebnisses des Massenstromsensors aus.The outflow jacket serves to dissolve a swirl flow of the gas cleaned by means of the filter body, which has developed as a bellows running in the circumferential direction as a result of its design, in order to achieve the most homogeneous and rectified flow possible downstream of the To realize round filter. This is particularly advantageous when a round filter according to the invention is used in combination with a mass flow sensor arranged downstream and in particular directly downstream thereof. The most homogeneous and rectified flow of the gas coming from the round filter then has a positive effect on the accuracy of the measurement result of the mass flow sensor.

Eine entsprechende Kombination aus erfindungsgemäßem Rundfilter und Massenstromsensor ist Gegenstand einer erfindungsgemäßen Filtereinheit, die ein Gehäuse aufweist, innerhalb dessen das Rundfilter angeordnet ist, wobei innerhalb des Gehäuses weiterhin eine erste Strömungsführung ausgebildet ist, die von einem Rohgaseinlass des Gehäuses zu der Anströmseite des Rundfilters führt, und eine zweite Strömungsführung ausgebildet ist, die von der Abströmseite des Rundfilters zu einem Reingasauslass des Gehäuses führt, wobei innerhalb der zweiten Strömungsführung der Massenstromsensor angeordnet ist. Der Massenstromsensor kann dabei insbesondere ein elektrisch beheizbares und für eine Umströmung mit dem Gas vorgesehenes Umströmungselement (in Form eines Drahts oder eines Films) umfassen und insbesondere als Hitzdraht-Luftmassenmesser (HLM) oder als Heißfilm-Luftmassenmesser (HFM) ausgebildet sein, denn derartige Massenstromsensoren reagieren besonders empfindlich auf inhomogene und nicht gleichgerichtete Gasströme, was zu relativ großen Messfehlern führen könnte.A corresponding combination of a round filter according to the invention and a mass flow sensor is the subject of a filter unit according to the invention, which has a housing within which the round filter is arranged, with a first flow guide also being formed inside the housing, which leads from a raw gas inlet of the housing to the inflow side of the round filter, and a second flow guide is formed which leads from the downstream side of the round filter to a clean gas outlet of the housing, the mass flow sensor being arranged within the second flow guide. The mass flow sensor can in particular comprise an electrically heatable flow element (in the form of a wire or a film) that is provided for the gas to flow around, and in particular be designed as a hot wire air mass meter (HLM) or as a hot film air mass meter (HFM), as such mass flow sensors react particularly sensitively to inhomogeneous and non-rectified gas flows, which could lead to relatively large measurement errors.

Ein erfindungsgemäßes Rundfilter kann vorzugsweise auch einen gasdurchlässigen Anströmmantel umfassen, der anströmseitig des Filterkörpers angeordnet ist. Im Gegensatz zu dem Abströmmantel kann der Anströmmantel insbesondere einer (Vor- bzw. Grob)Filterung der Gasströmung dienen, wodurch insbesondere vermieden werden soll, dass in dem Gas enthaltene, relativ große Verunreinigungen bis zu dem Filterkörper vordringen. Dadurch kann ein relativ schnelles Zusetzen des Filterkörpers vermieden werden.A round filter according to the invention can preferably also comprise a gas-permeable inflow jacket which is arranged on the inflow side of the filter body. In contrast to the outflow jacket, the inflow jacket can serve, in particular, for (pre- or coarse) filtering of the gas flow, which in particular is intended to prevent relatively large contaminants contained in the gas from penetrating as far as the filter body. A relatively rapid clogging of the filter body can thereby be avoided.

Der Abströmmantel und der Anströmmantel können trotz der unterschiedlichen Funktionalitäten in vorteilhafter Weise gleichartig, d.h. insbesondere aus demselben Werkstoff ausgebildet und gegegebenenfalls auch die gleiche Schichtstärke aufweisend ausgebildet sein. Dies kann sich vorteilhaft auf die Herstellungskosten für ein solches erfindungsgemäßes Rundfilter auswirken.Despite the different functionalities, the outflow jacket and the inflow jacket can advantageously be of the same type, i.e. in particular made of the same material and, if necessary, also made with the same layer thickness. This can have an advantageous effect on the production costs for such a round filter according to the invention.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der Abströmmantel und/oder der Anströmmantel als Faservlies ausgebildet ist oder ein solches Faservlies umfasst, wobei die Fasern in dem Faservlies dabei geordnet oder ungeordnet vorliegen können. Bevorzugt kann eine ungeordnete Anordnung der Fasern in dem Faservlies vorgesehen sein, weil sich dies einerseits positiv hinsichtlich der Realisierung möglichst geringer Herstellungskosten für den Abström- oder Anströmmantel und damit für das Rundfilter insgesamt auswirken kann. It can preferably be provided that the outflow jacket and / or the inflow jacket is designed as a fiber fleece or comprises such a fiber fleece, with the fibers in the fiber fleece being able to be arranged or disordered. A disordered arrangement of the fibers in the fiber fleece can preferably be provided because this can have a positive effect on the one hand in terms of achieving the lowest possible production costs for the outflow or inflow jacket and thus for the round filter as a whole.

Andererseits können ungeordnete Fasern besonders vorteilhaft hinsichtlich der mittels des Abströmmantels angestrebten Funktion zur Auflösung einer Drallströmung des Gases, die sich infolge der Durchströmung des Filterkörpers ausgebildet haben kann, auswirken.On the other hand, disordered fibers can have a particularly advantageous effect with regard to the function aimed at by means of the outflow jacket to dissolve a swirl flow of the gas, which may have formed as a result of the flow through the filter body.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Rundfilters kann vorgesehen sein, dass die mittlere Porengröße des Abströmmantels größer als die mittlere Porengröße des Filtermantels ist. Dies kann insbesondere deshalb sinnvoll sein, weil der Abströmmantel nicht als Filterelement für die Gasströmung dienen sondern lediglich eine Drallströmung des Gases, die sich infolge einer Durchströmung des Filterkörpers ausgebildet hat, auflösen soll. Ohne eine solche Filterfunktion kann die Porengröße des Abströmmantels relativ groß gewählt werden, was sich vorteilhaft hinsichtlich des ungewollten Druckverlusts, der durch den von dem Gas durchströmten Abströmmantel bewirkt wird, auswirken kann. Da im Gegensatz zu dem Abströmmantel der vorzugsweise vorgesehene Anströmmantel eine Filterfunktion aufweist, kann weiterhin bevorzugt vorgesehen sein, dass die mittlere Porengröße des Abströmmantels größer als die mittlere Porengröße des Anströmmantels ist. Gegebenenfalls kann es auch sinnvoll sein, dass die mittlere Porengröße des Abströmmantels kleiner als die mittlere Porengröße des Filtermantels und/oder des Anströmmantels ist, was zu einer besonders ausgeprägten Wirkung hinsichtlich der Beruhigung der Drallströmung des Gases führen kann, jedoch mit einem erhöhten Druckverlust infolge des Abströmmantels einhergehen kann.According to a preferred embodiment of a round filter according to the invention, it can be provided that the mean pore size of the outflow jacket is larger than the mean pore size of the filter jacket. This can be particularly useful because the outflow jacket is not intended to serve as a filter element for the gas flow, but merely to dissolve a swirl flow of the gas that has formed as a result of a flow through the filter body. Without such a filter function, the pore size of the discharge jacket can be selected to be relatively large, which can have an advantageous effect with regard to the undesired pressure loss caused by the discharge jacket through which the gas flows. Since, in contrast to the outflow jacket, the inflow jacket which is preferably provided has a filter function, it can furthermore preferably be provided that the mean pore size of the outflow jacket is larger than the mean pore size of the inflow jacket. If necessary, it can also make sense that the mean pore size of the outflow jacket is smaller than the mean pore size of the filter jacket and / or the inflow jacket, which can lead to a particularly pronounced effect in terms of calming the swirl flow of the gas, but with an increased pressure loss as a result of the Absträßantels can go hand in hand.

Grundsätzlich sollte angestrebt werden, dass der Abströmmantel einen möglichst geringen Druckverlust in der Strömung des zu reinigenden Gases bewirkt, wobei die primäre Funktion des Abströmmantels, nämlich die Auflösung einer durch den Filterkörper bewirkten Drallströmung des Gases, trotzdem erfüllt bleiben sollte. Dies bedingt eine Kompromissauslegung zwischen dem mittels des Abströmmantels erzielten Vorteil der Realisierung einer möglichst homogenen und gleichgerichteten Strömung des Reingases stromab des Rundfilters einerseits und dem damit in Kauf zu nehmenden Nachteil eines erhöhten Druckverlustes für die Gasströmung bei der Durchströmung des Rundfilters andererseits. Als vorteilhaft hat sich gezeigt, wenn der Abströmmantel derart ausgebildet ist, dass dieser einen Druckverlust von höchstens 5 mbar bei einem Massenstrom des Gases von 800 kg/h bewirkt.Basically, the aim should be that the discharge jacket causes the lowest possible pressure loss in the flow of the gas to be cleaned, the primary function of the discharge jacket, namely the dissolution of a swirling flow of the gas caused by the filter body, should nevertheless be fulfilled. This requires a compromise design between the advantage achieved by means of the discharge jacket of realizing the most homogeneous and rectified flow of the clean gas downstream of the round filter on the one hand and the disadvantage of an increased pressure loss for the gas flow when flowing through the round filter on the other. It has been shown to be advantageous if the outlet jacket is designed in such a way that it experiences a pressure loss of at most 5 mbar at a mass flow of the gas of 800 kg / h.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Rundfilters kann vorgesehen sein, dass der Abströmmantel und/oder der Anströmmantel direkt an dem Filterkörper anliegt. Dadurch kann einerseits eine kompakte Ausgestaltung des Rundfilters realisiert werden. Weiterhin kann sich ein solches direktes Anliegen des Abströmmantels an dem Filterkörper auch vorteilhaft hinsichtlich der mittels des Abströmmantels zu realisierenden Funktion der Auflösung einer Drallströmung des Gases auswirken.According to a preferred embodiment of a round filter according to the invention, it can be provided that the outflow jacket and / or the inflow jacket rests directly on the filter body. In this way, on the one hand, a compact design of the round filter can be realized. Furthermore, such a direct contact of the discharge jacket on the filter body can also have an advantageous effect with regard to the function of dissolving a swirl flow of the gas to be implemented by means of the discharge jacket.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt, teilweise in vereinfachter Darstellung:

  • 1: einen Abschnitt eines Frischgasstrangs einer Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Filtereinheit;
  • 2: das Rundfilter der Filtereinheit gemäß der 1 in einem Radialschnitt; und
  • 3: der Filterkörper des Rundfilters gemäß der 2 in einer perspektivischen Darstellung.
The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawings. In the drawings shows, partly in a simplified representation:
  • 1 : a section of a fresh gas line of an internal combustion engine with a filter unit according to the invention;
  • 2 : the round filter of the filter unit according to the 1 in a radial section; and
  • 3 : the filter body of the round filter according to the 2 in a perspective view.

Die 1 zeigt einen Abschnitt eines Frischgasstrangs einer Brennkraftmaschine, in die eine erfindungsgemäße Filtereinheit integriert ist. Die Filtereinheit umfasst ein Gehäuse 1, innerhalb dessen ein erfindungsgemäßes Rundfilter 2 angeordnet ist, wobei innerhalb des Gehäuses 1 weiterhin eine erste Strömungsführung 3 ausgebildet ist, die von einem Rohgaseinlass 4 des Gehäuses 1 zu einer Anströmseite des Rundfilters 2 führt. Die Anströmseite des Rundfilters 2 ist im vorliegenden Ausgestaltungsbeispiel die Außenseite beziehungsweise die äußere Mantelfläche des Rundfilters 2. Das Rundfilter 2 der Filtereinheit wird demnach während des Betriebs der Brennkraftmaschine von der zu reinigenden Luft in radialer Richtung von außen nach innen durchströmt.The 1 shows a section of a fresh gas line of an internal combustion engine in which a filter unit according to the invention is integrated. The filter unit comprises a housing 1 , within which a round filter according to the invention 2 is arranged, being within the housing 1 furthermore a first flow guide 3 is formed by a raw gas inlet 4th of the housing 1 to an upstream side of the round filter 2 leads. The upstream side of the round filter 2 is in the present embodiment, the outside or the outer jacket surface of the round filter 2 . The round filter 2 the filter unit is accordingly traversed by the air to be cleaned in the radial direction from the outside to the inside during the operation of the internal combustion engine.

Innerhalb des Gehäuses 1 ist weiterhin eine zweite Strömungsführung 5 ausgebildet, die von einer Abströmseite des Rundfilters 2, im vorliegenden Fall der Innenseite beziehungsweise der inneren Mantelfläche des Rundfilters 2, zu einem Reingasauslass 6 des Gehäuses 1 führt. Innerhalb der zweiten Strömungsführung 5 und konkret in einem Abschnitt davon, der außerhalb des von dem Rundfilter 2 begrenzten Innenvolumens liegt, ist ein Massenstromsensor 7 in Form eines Heißfilm-Luftstrommassensensors angeordnet.Inside the case 1 is still a second flow guide 5 formed from a downstream side of the round filter 2 , in the present case the inside or the inner jacket surface of the round filter 2 , to a clean gas outlet 6th of the housing 1 leads. Within the second flow guide 5 and specifically in a portion thereof that is outside of the circular filter 2 limited internal volume is a mass flow sensor 7th arranged in the form of a hot film airflow mass sensor.

Der in der 1 dargestellte Abschnitt des Frischgasstrangs umfasst noch einen Abschnitt eines Rohluftkanals 8, über den die zu reinigende Luft, d.h. das Rohgas, dem Rohgaseinlass 4 der Filtereinheit zugeführt wird, sowie einen Reinluftkanal 9, der an den Reingasauslass 6 der Filtereinheit fluidleitend angeschlossen ist und über den die gereinigte Luft zunächst zu einem Strömungsdämpfer 17 und anschließend zu einem Frischgasverdichter 10 eines Abgasturboladers der Brennkraftmaschine geführt wird. Von dem Frischgasverdichter 10 ist dabei lediglich ein Abschnitt eines Gehäuses, der einen Einlasskanal des Frischgasverdichters 10 ausbildet, dargestellt.The Indian 1 The illustrated section of the fresh gas line also includes a section of an unfiltered air duct 8th , through which the air to be cleaned, ie the raw gas, the raw gas inlet 4th is fed to the filter unit, as well as a clean air duct 9 to the clean gas outlet 6th the filter unit is connected in a fluid-conducting manner and via which the cleaned air is initially fed to a flow damper 17th and then to a fresh gas compressor 10 an exhaust gas turbocharger of the internal combustion engine is performed. From the fresh gas compressor 10 is only a section of a housing that has an inlet duct of the fresh gas compressor 10 trains, shown.

Das Rundfilter 2 umfasst gemäß der 2 einen Filterkörper 11, der als in Umfangsrichtung verlaufender, geschlossen umlaufender Faltenbalg aus einem flächigen Filtermedium, insbesondere einem Filterpapier, ausgebildet ist (vgl. auch 3). Weiterhin umfasst das Rundfilter 2 einen direkt außenseitig an dem Filterkörper 11 anliegenden Anströmmantel 12, der als Vor- beziehungsweise Grobfilter des Rundfilters 2 dient und der demnach dafür vorgesehen ist, zunächst relativ große Verunreinigungen aus der diesen zuerst durchströmenden Luft herauszufiltern. Der sich in Strömungsrichtung der Luft an den Anströmmantel 12 anschließende Filterkörper 11 filtert dann noch Partikel mit relativ kleiner Partikelgröße aus der Luft heraus, die somit in gereinigter Form innenseitig aus dem Filterkörper 11 austritt. Infolge der Ausgestaltung des Filterkörpers 11 als in Umfangsrichtung verlaufender Faltenbalg kann die von dem Filterkörper 11 abströmende Luft einen relativ stark ausgeprägten Drall um die Längsachse 13 des Rundfilters 2 aufweisen. Die Erzeugung dieser Drallströmung ist insbesondere auf die Wirkung der Faltenbahnen 14 des Faltenbalgs zurückzuführen, die, auch in Abhängigkeit von der konkreten Art der Herstellung des Filterkörpers 11, eine zumindest geringfügig in eine Umfangsrichtung geneigte Ausrichtung aufweisen können, wodurch diese als Leitschaufeln wirken können, die die abströmende Luft in eine Umfangsrichtung ablenken.The round filter 2 includes according to the 2 a filter body 11 , which is designed as a closed bellows running in the circumferential direction from a flat filter medium, in particular a filter paper (cf. also 3 ). The round filter also includes 2 one directly on the outside of the filter body 11 adjacent inflow jacket 12th , which is used as a preliminary or coarse filter of the round filter 2 and which is therefore intended to initially filter out relatively large impurities from the air which first flows through it. Which is in the flow direction of the air to the inflow jacket 12th subsequent filter body 11 then filters out particles with a relatively small particle size from the air, which is then cleaned from the inside of the filter body 11 exit. As a result of the design of the filter body 11 as a bellows extending in the circumferential direction can be that of the filter body 11 outflowing air has a relatively pronounced swirl around the longitudinal axis 13th of the round filter 2 exhibit. The generation of this swirl flow is particularly due to the effect of the folds 14th of the bellows, which, also depending on the specific type of manufacture of the filter body 11 , can have an orientation inclined at least slightly in a circumferential direction, as a result of which they can act as guide vanes which deflect the outflowing air in a circumferential direction.

Um eine solche Drallströmung wieder aufzulösen beziehungsweise um zu vermeiden, dass die Luftströmung beim Erreichen des Massenstromsensors 7 noch einen deutlich ausgeprägten Drall aufweist, der sich negativ auf die Messgenauigkeit des Massenstromsensors 7 auswirken könnte, umfasst das Rundfilter 2 noch einen Abströmmantel 15, der direkt innenseitig an dem Filterkörper 11 anliegt und der mit diesem verbunden, beispielsweise verklebt sein kann. Eine solche Verbindung und insbesondere Verklebung kann auch zwischen dem Anströmmantel 12 und dem Filterkörper 11 vorgesehen sein.In order to dissolve such a swirl flow again or to avoid that the air flow when it reaches the mass flow sensor 7th still has a clearly pronounced twist, which has a negative effect on the measurement accuracy of the mass flow sensor 7th the round filter 2 another vent coat 15th , which is directly on the inside of the filter body 11 and which can be connected to this, for example glued. Such a connection, and in particular gluing, can also be between the inflow jacket 12th and the filter body 11 be provided.

Das Rundfilter 2 ist derart ausgebildet, dass die gesamte zu reinigende Luft bei dessen Durchströmung nicht nur den Filterkörper 11 sondern auch den Anströmmantel 12 und den Abströmmantel 15 durchströmen muss. Dies, ebenso wie eine ausschließlich radiale Durchströmung des Rundfilters 2, ist zum einen dadurch sichergestellt, dass sowohl der Anströmmantel 12 als auch der Abströmmantel 15 die gesamte jeweils angrenzende Mantelfläche des Filterkörpers 11 überdeckt. Zum anderen sind an den beiden Stirnseiten des Filterkörpers 11 ringförmige und gasundurchlässige Abdeckungen 16 des Rundfilters 2 vorgesehen, die ein Austreten der Luft an den Stirnseiten und somit in längsaxialer Richtung des Rundfilters 2 vermeiden. Auch die Abdeckungen 16 können mit zumindest dem Filterkörper 11, gegebenenfalls auch mit dem Anströmmantel 12 und/oder dem Abströmmantel 15, verbunden und insbesondere verklebt oder verschweißt sein.The round filter 2 is designed in such a way that all of the air to be cleaned when it flows through not only the filter body 11 but also the inflow jacket 12th and the vent coat 15th must flow through. This, as well as an exclusively radial flow through the round filter 2 , is for one ensured by the fact that both the inflow jacket 12th as well as the vent coat 15th the entire adjacent lateral surface of the filter body 11 covered. On the other hand are on the two end faces of the filter body 11 annular and gas-impermeable covers 16 of the round filter 2 provided that the air escapes at the end faces and thus in the longitudinal axial direction of the round filter 2 avoid. Also the covers 16 can with at least the filter body 11 , if necessary also with the inflow jacket 12th and / or the vent jacket 15th , be connected and in particular glued or welded.

Der Anströmmantel 12 und der Abströmmantel 15 können aus demselben Werkstoff ausgebildet sein, was sich vorteilhaft hinsichtlich der Herstellungskosten für das Rundfilter 2 auswirken kann. Die radialen Stärken beziehungsweise die Wandstärken des Abströmmantels 14 und des Anströmmantels 12 können gleich oder unterschiedlich sein.The inflow coat 12th and the vent coat 15th can be made of the same material, which is advantageous in terms of manufacturing costs for the round filter 2 can affect. The radial thicknesses or the wall thicknesses of the discharge jacket 14th and the air intake jacket 12th can be the same or different.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Gehäusecasing
22
RundfilterRound filter
33
erste Strömungsführungfirst flow guidance
44th
RohgaseinlassRaw gas inlet
55
zweite Strömungsführungsecond flow guide
66th
ReingasauslassClean gas outlet
77th
MassenstromsensorMass flow sensor
88th
RohluftkanalRaw air duct
99
ReinluftkanalClean air duct
1010
FrischgasverdichterFresh gas compressor
1111
FilterkörperFilter body
1212th
AnströmmantelInflow jacket
1313th
Längsachse des RundfiltersLongitudinal axis of the round filter
1414th
Faltenbahn des FaltenbalgsThe fold path of the bellows
1515th
AbströmmantelDrain coat
1616
Abdeckung des RundfiltersCover of the round filter
1717th
StrömungsdämpferFlow damper

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016012532 A1 [0002]DE 102016012532 A1 [0002]
  • DE 102013218217 A1 [0004]DE 102013218217 A1 [0004]

Claims (9)

Rundfilter (2) umfassend einen hohlzylindrischen Filterkörper (11), der für eine radiale Durchströmung mittels eines Gases eingerichtet und als in Umfangsrichtung verlaufender Faltenbalg ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein gasdurchlässiger Abströmmantel (15) abströmseitig des Filterkörpers (11) angeordnet ist.Round filter (2) comprising a hollow cylindrical filter body (11) which is set up for radial flow by means of a gas and is designed as a bellows running in the circumferential direction, characterized in that a gas-permeable outflow jacket (15) is arranged on the downstream side of the filter body (11). Rundfilter (2) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein gasdurchlässiger Anströmmantel (12) anströmseitig des Filterkörpers (11) angeordnet ist.Round filter (2) according to Claim 1 , characterized in that a gas-permeable inflow jacket (12) is arranged on the inflow side of the filter body (11). Rundfilter (2) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abströmmantel (15) und/oder der Anströmmantel (12) direkt an dem Filterkörper (11) anliegt.Round filter (2) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the outflow jacket (15) and / or the inflow jacket (12) rests directly on the filter body (11). Rundfilter (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abströmmantel (15) und/oder der Anströmmantel (12) als Faservlies ausgebildet ist oder ein Faservlies umfasst.Round filter (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the outflow jacket (15) and / or the inflow jacket (12) is designed as a fiber fleece or comprises a fiber fleece. Rundfilter (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Porengröße des Abströmmantels (15) größer als die mittlere Porengröße des Filterkörpers (11) ist.Round filter (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the mean pore size of the outflow jacket (15) is larger than the mean pore size of the filter body (11). Rundfilter (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abströmmantel (15) und/oder der Anströmmantel (12) derart ausgebildet ist, dass dieser einen Druckverlust von höchstens 5 mbar bei einem Massenstrom des Gases von 800 kg/h bewirkt.Round filter (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the outflow jacket (15) and / or the inflow jacket (12) is designed in such a way that it causes a pressure loss of at most 5 mbar with a mass flow of the gas of 800 kg / h . Rundfilter (2) gemäß Anspruch 2 oder einem der von Anspruch 2 abhängigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Porengröße des Abströmmantels (15) größer als die mittlere Porengröße des Anströmmantels (12) ist.Round filter (2) according to Claim 2 or one of the from Claim 2 The dependent claims, characterized in that the mean pore size of the downflow jacket (15) is larger than the mean pore size of the inflow jacket (12). Filtereinheit mit einem Gehäuse (1), innerhalb dessen ein Rundfilter (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist, wobei innerhalb des Gehäuses (1) weiterhin eine erste Strömungsführung (3) ausgebildet ist, die von einem Rohgaseinlass (4) des Gehäuses (1) zu der Anströmseite des Rundfilters (2) führt, und eine zweite Strömungsführung (5) ausgebildet ist, die von der Abströmseite des Rundfilters (2) zu einem Reingasauslass (6) des Gehäuses (1) führt, wobei innerhalb der zweiten Strömungsführung (5) ein Massenstromsensor (7) angeordnet ist.A filter unit with a housing (1), inside which a round filter (2) according to one of the preceding claims is arranged, wherein a first flow guide (3) is furthermore formed inside the housing (1), which flows from a raw gas inlet (4) of the housing ( 1) leads to the inflow side of the round filter (2), and a second flow guide (5) is formed which leads from the outflow side of the round filter (2) to a clean gas outlet (6) of the housing (1), wherein within the second flow guide ( 5) a mass flow sensor (7) is arranged. Filtereinheit gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenstromsensor (7) ein elektrisch beheizbares Umströmungselement umfasst.Filter unit according to Claim 8 , characterized in that the mass flow sensor (7) comprises an electrically heatable flow element.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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