DE102020128475A1

DE102020128475A1 - Strömungsgleichrichteranordnung, Strömungsgleichrichter, Strömungsgleichrichterset und Verfahren zur Montage einer Strömungsgleichrichteranordnung

Info

Publication number: DE102020128475A1
Application number: DE102020128475.6A
Authority: DE
Inventors: Oliver Luley; Andreas Kloss
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2020-10-29
Filing date: 2020-10-29
Publication date: 2020-12-17
Anticipated expiration: 2040-10-30
Also published as: DE102020128475B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strömungsgleichrichteranordnung (10) umfassend eine Fluidleitung (20), welche in axialer Richtung (x) von einem Fluidstrom durchströmbar ist, sowie einen Strömungsgleichrichter (30), welcher mit der Fluidleitung (20) zur Konditionierung der Fluidströmung gekoppelt ist, wobei der Strömungsgleichrichter (30) eine Fläche (33) umfasst, welche einen Querschnitt der Fluidleitung (20) zumindest teilweilweise überspannt und in axialer Richtung (x) verlaufende Durchlässe (34) für das Fluid aufweist, wobei ein Mantel (36) des Strömungsgleichrichters (30) parallel zu einer Wandung (26) der Fluidleitung (20) verläuft und wenigstens einen Hinterschnitt (38) in radialer Richtung und wenigstens eine Ausnehmung (39) in axialer Richtung umfasst, wobei der wenigstens eine Hinterschnitt (38) an wenigstens einer Auflagefläche (28) der Fluidleitung (20) anliegt, und die wenigstens eine Ausnehmung (39) mit einem in die wenigstens eine Ausnehmung (39) eingreifenden Element (29) der Fluidleitung (20) eine Verdrehsicherung (40) ausbildet.Zudem betrifft die Erfindung einen Strömungsgleichrichter (30), ein Strömungsgleichrichterset und ein Verfahren zu Montage einer Strömungsgleichrichteranordnung (10).

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Strömungsgleichrichteranordnung. Die Erfindung betrifft ferner einen Strömungsgleichrichter für eine solche Strömungsgleichrichteranordnung sowie ein Set aus solchen Strömungsgleichrichtern und ein Verfahren zur Montage einer Strömungsgleichrichteranordnung.
Stand der Technik
Strömungsgleichrichteranordnungen mit Strömungsgleichrichtern beeinflussen einen Fluidstrom und sind dem Fachmann bekannt. Insbesondere kann ein Fluidstrom nach einer Störung durch einen Strömungsgleichrichter geglättet werden. Eine Strömungsgleichrichteranordnung kann hierbei eine Fluidleitung und einen Strömungsgleichrichter umfassen. Die Fluidleitung ist in axialer Richtung von dem Fluidstrom durchströmbar. Der Strömungsgleichrichter ist in der Fluidleitung angeordnet und konditioniert die Fluidströmung in der Fluidleitung. Der Strömungsgleichrichter umfasst eine Fläche mit in axialer Richtung verlaufenden Durchlässen für das Fluid. Die Fläche kann beispielsweise eine gitterartige Struktur aufweisen. Die Abmessungen der Durchlässe und die Anordnung der Durchlässe tragen zur Konditionierung der Fluidströmung bei.
Störungen der Fluidströmungen können dabei derart ausgebildet sein, dass sich ungleichmäßige Geschwindigkeitsverteilungen des Fluidstroms im Querschnitt durch die Leitung ergeben können. Des Weiteren können Störungen derart ausgebildet sein, dass sich nichtaxiale Strömungskomponenten ergeben, welche zu Drallbewegungen und/oder zu Turbolenzen und/oder zu Verwirbelungen in der Leitung führen können. Strömungsgleichrichteranordnungen können hierbei zwischen einer Störung und einer Anordnung angeordnet werden, deren Funktionalität verbesserbar ist, wenn der Anordnung ein Fluidstrom mit definierter Geschwindigkeitsverteilung oder mit geringen nichtaxialen Strömungskomponenten zugeführt wird.
Eine solche Anordnung kann eine Durchflussmessanordnung sein. Hierbei kann mit Hilfe von Strömungsgleichrichtern die Strömung eines Fluides, das heißt eines Gases oder einer Flüssigkeit, in der Fluidleitung nach Störungen, beispielsweise nach Fluss des Fluides um Biegungen, so beeinflusst werden, dass im Anschluss an den Strömungsgleichrichter eine weitgehend störungsfreie Durchflussmessung vorgenommen werden kann.
Aus der US2011219768A1 ist ein Luftfilter bekannt, welcher ein Gehäuse umfasst, in welchen ein innerer zylinderförmiger Filter und ein äußerer zylinderförmiger Filter angeordnet sind. Das Gehäuse weist einen Gehäusekörper auf, welcher eine durch ein Abdeckelement geschlossene Öffnungsendfläche definiert. Das Gehäuse umfasst einen Lufteinlass, welcher an einem Außenumfang des Gehäusekörpers zum Zuführen von Außenluft vorgesehen ist. Zudem umfasst das Gehäuse einen Abluftauslass, welcher stromabwärts an einem Boden des Gehäusekörpers zum Ablassen der durch den Lufteinlass zugeführten Luft vorgesehen ist. Die durch den Lufteinlass zugeführte Luft ist durch den inneren zylinderförmigen Filter und den äußeren zylinderförmigen Filter gefiltert. Im Abgasauslass ist ein Massendurchflussmesser vorgesehen, um den Luftdurchsatz zu messen. In Strömungsrichtung ist vor dem Massendurchflussmesser ein Strömungsrichtungsgitter vorgesehen, um den Luftstrom zu beeinflussen.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Strömungsgleichrichteranordnung zu schaffen, welche einen Strömungsgleichrichter in einer definierten Einbauposition aufweist.
Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung eines Strömungsgleichrichters, welcher einfach mit einer Fluidleitung einer Strömungsgleichrichteranordnung koppelbar ist.
Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung eines Strömungsgleichrichtersets, welches mehrere Strömungsgleichrichter umfasst, welche einen Fluidstrom jeweils unterschiedlich beeinflussen und jeweils einfach mit einer Fluidleitung einer Strömungsgleichrichteranordnung koppelbar sind.
Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Montage einer Strömungsgleichrichteranordnung, welches ein Anordnen des Strömungsgleichrichters in einer vorgegebenen Einbauposition erleichtert.
Die vorgenannte Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung dadurch gelöst, dass der Strömungsgleichrichter eine Fläche mit in axialer Richtung verlaufenden Durchlässen für ein Fluid aufweist, wobei ein Mantel des Strömungsgleichrichters parallel zu einer Wandung der Fluidleitung verläuft und wenigstens einen Hinterschnitt in radialer Richtung und wenigstens eine Ausnehmung in axialer Richtung umfasst, wobei der wenigstens eine Hinterschnitt an wenigstens einer Auflagefläche der Fluidleitung anliegt, und die wenigstens eine Ausnehmung mit einem in die wenigstens eine Ausnehmung eingreifenden Element der Fluidleitung eine Verdrehsicherung ausbildet.
Die weitere Aufgabe wird nach einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst von einem Strömungsgleichrichter mit einer Fläche und einem Mantel, wobei die Fläche in axialer Richtung verlaufende Durchlässe für das Fluid aufweist, und der Mantel die Fläche umgibt, wobei der Mantel wenigstens einen Hinterschnitt in radialer Richtung und wenigstens eine Ausnehmung in axialer Richtung umfasst.
Die weitere Aufgabe wird nach einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst von Strömungsgleichrichterset, wobei die Strömungsgleichrichter des Sets sich in der Ausführung der Querschnitte der Durchlässe und/oder in der Anordnungen der Durchlässe unterscheiden, so dass ein Fluidstrom beim Durchströmen der Durchlässe der jeweiligen Strömungsgleichrichter unterschiedlich beeinflussbar ist.
Die weitere Aufgabe wird nach einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst von einem Verfahren zur Montage einer Strömungsgleichrichteranordnung, wobei ein Mantel eines Strömungsgleichrichters parallel zu einer Wandung der Fluidleitung ausgerichtet wird, und der Strömungsgleichrichter so rotiert wird, dass die wenigstens eine Ausnehmung des Strömungsgleichrichters gegenüberliegend zu dem wenigstens einen eingreifenden Element der Fluidleitung angeordnet ist, wobei der Strömungsgleichrichter mit der Fluidleitung in Kontakt gebracht wird, bis der wenigstens eine Hinterschnitt des Strömungsgleichrichters an wenigstens einer Auflagefläche der Fluidleitung anliegt.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Es wird nach einem Aspekt der Erfindung ein der Strömungsgleichrichter vorgeschlagen, umfassend eine Fluidleitung, welche in axialer Richtung von einem Fluidstrom durchströmbar ist, sowie einen Strömungsgleichrichter, welcher mit der Fluidleitung zur Konditionierung der Fluidströmung gekoppelt ist. Der Strömungsgleichrichter umfasst eine Fläche, welche einen Querschnitt der Fluidleitung zumindest teilweilweise überspannt und in axialer Richtung verlaufende Durchlässe für das Fluid aufweist. Ein Mantel des Strömungsgleichrichters verläuft parallel zu einer Wandung der Fluidleitung umfasst wenigstens einen Hinterschnitt in radialer Richtung und wenigstens eine Ausnehmung in axialer Richtung umfasst. Der wenigstens eine Hinterschnitt liegt an wenigstens einer Auflagefläche der Fluidleitung an. Die wenigstens eine Ausnehmung bildet mit einem in die wenigstens eine Ausnehmung eingreifenden Element der Fluidleitung eine Verdrehsicherung aus.
Üblicherweise sind die Fluidleitung und der Strömungsgleichrichter zylinderförmig ausgeführt, es sind jedoch auch andere Formen vorstellbar.
Unter einem Fluid kann im Folgenden ein Gas oder eine Flüssigkeit verstanden werden.
In vorteilhafter Weise kann die wenigstens eine Auflagefläche der Fluidleitung einen Anschlag für den wenigstens einen Hinterschnitt des Strömungsgleichrichters in axialer Richtung ausbilden. Dadurch ist die Position des Strömungsgleichrichters in axialer Richtung an der Fluidleitung festgelegt. Zudem können dadurch, dass der wenigstens eine Hinterschnitt des Strömungsgleichrichters an wenigstens einer Auflagefläche der Fluidleitung anliegt, Rotationfreiheitsgrade des Strömungsgleichrichters in der Fluidleitung eingeschränkt sein da die Auflagefläche ein Drehen oder Schwenken des Strömungsgleichrichters in ihre Richtung unterbinden kann. Translationsfreiheitsgrade des Strömungsgleichrichters können durch die Wandung der Fluidleitung eingeschränkt sein. Hierbei können der Mantel und die Wandung aneinander angepasst sein.
In vorteilhafter Weise kann durch die Verdrehsicherung, welche von der wenigstens einen Ausnehmung des Strömungsgleichrichters und dem eingreifenden Element der Fluidleitung ausgebildet ist, eine Rotation oder eine Drehung des Strömungsgleichrichters um eine Rotationsachse, welche parallel zur axialen Richtung verläuft erschwert oder vollständig verhindert werden. Dadurch ist die Ausrichtung des Strömungsgleichrichters in der Fluidleitung festgelegt. Dadurch kann eine Beeinflussung des Fluidstroms durch eine Veränderung der Lage oder eine Veränderung der Position oder eine Veränderung der Ausrichtung des Strömungsgleichrichters verhindert oder erschwert werden. Dadurch können empfindliche dem Strömungsgleichrichter nachgeschaltete Messanordnungen oder Messgeräte, welche Parameter des Fluidstroms ermitteln, genauere und/oder zuverlässigere Messergebnisse ermitteln.
Unter einem Messgerät, welches Parameter des Fluidstroms ermittelt, kann im Folgenden ein Luftmassensensor oder kurz MAF-Sensor verstanden werden. Ein Luftmassensensor ist ein in der Regelungs- und Messtechnik eingesetzter Durchflusssensor, welcher einen Massenstrom von Luft bestimmt. Es können für andere Fluide auch andere geeignete Messgeräte oder Messanordnungen verwendet werden. Der gemessene Massenstrom der Luft ist proportional zur molaren Menge des enthaltenen Sauerstoffes und kann daher zur Regelung von Verbrennungsprozessen, insbesondere in Verbrennungsmotoren, herangezogen werden. Ein Verbrennungsmotor kann daher dem Luftmassesensor nachgeschaltet werden.
In vorteilhafter Weise können die Ausnehmung und das eingreifende Element nach einem Feder-Nut-Prinzip zusammenwirken und eine Montage des Strömungsgleichrichters erleichtern. Die wenigstens eine Ausnehmung ist durch das wenigstens eine, in die Ausnehmung eingreifende Element in der Fluidleitung geführt. Mehrere Ausnehmungen und korrespondierende eingreifende Elemente können so am Mantel des Strömungsgleichrichters und an der Wandung der Fluidleitung angeordnet werden, dass der Strömungsgleichrichter beispielsweise umlaufend fixiert ist.
In vorteilhafter Weise ist der Strömungsgleichrichter nicht mit der Fluidleitung fest verbunden, beispielsweise verschweißt, und kann bei Bedarf ausgetauscht werden.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung können die wenigstens eine Auflagefläche und das wenigstens eine eingreifende Element der Fluidleitung als Vorsprünge der Wandung ausgebildet sein. Vorsprünge können einfach an entsprechenden Bereichen der Wandung vorgesehen werden. Beispielsweise können Vorsprünge an der Wandung der Fluidleitung durch eine korrespondierende Gussform der Fluidleitung in einem Gießverfahren einfach und kostengünstig geschaffen werden. Alternativ können die Vorsprünge an die Fluidleitung angespritzt und/oder angeformt werden. Die wenigstens eine Auflagefläche kann von einer Oberseite eines Vorsprungs ausgebildet werden. Die Kontur der Oberseite des Vorsprungs und die Kontur des wenigstens einen Hinterschnitts des Strömungsgleichrichters können aneinander angepasst sein. Der Vorsprung, welcher das eingreifende Element ausbildet, kann in Radialrichtung tiefer ausgeführt sein, als der Vorsprung, welcher die wenigstens eine Auflagefläche ausbildet. Seitliche Bereiche des Vorsprungs, welcher das eingreifende Element ausbildendet, können an einem die Ausnehmung des Strömungsgleichrichters begrenzenden Rand anliegen.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann eine von dem Mantel umschlossene Gitterstruktur die Durchlässe des Strömungsgleichrichters aufweisen, insbesondere kann der Strömungsgleichrichter zwei Abschnitte umfassen, wobei ein erster Abschnitt die Gitterstruktur und ein zweiter Abschnitt die wenigstens eine Ausnehmung umfassen kann. Eine Oberkante der Gitterstruktur kann bündig mit der Oberkante des Mantels abschließen. Die Gitterstruktur kann wabenartig sein, wobei die Durchlässe einen sechseckigen Querschnitt aufweisen. Zudem sind Gitterstrukturen mit Durchlässen mit rautenförmigen, quadratischen, rechteckigen, runden, dreieckigen oder anderen Querschnitten vorstellbar. Des Weiteren sind Gitterstrukturen vorstellbar, welche Durchlässe mit unterschiedlichen Querschnitten aufweisen. Weitere vorstellbare Gitterstrukturen sind netzartige Gitterstrukturen. Netzartige Gitterstrukturen umfassen mehrere in Radialrichtung voneinander beabstandete Begrenzungen, welche um einen Mittelpunkt der Gitterstruktur verlaufenden. Diese Begrenzungen schneiden sich mit in radialer Richtung verlaufenden Begrenzungen. Die Durchlässe werden zwischen den Begrenzungen ausgebildet. Die um den Mittelpunkt verlaufenden Begrenzungen können rund oder eckig ausgeführt sein. Des Weiteren ist eine Kombination von verschiedenen Gitterstrukturen möglich.
Je nach Art der Störung des Fluidstroms und in Abhängigkeit der gewünschten Werte für Parameter des Fluidstroms oder in Abhängigkeit von gewünschten Werteverteilungen im Querschnitt durch die Fluidleitung für Parameter des Fluidstroms kann eine geeignete Gitterstruktur geschaffen werden, welche den korrespondierenden Fluidstrom in geeigneter Weise konditioniert und/oder glättet und/oder beeinflusst. Hierbei können genormte Fluidleitungen mit genormten Strömungsgleichrichtern bestückt sein, wobei zum Bestücken mehrere Strömungsgleichrichter zur Auswahl stehen können. Die Strömungsgleichtrichter können sich durch ihre Gitterstruktur unterscheiden. Dadurch können die erfindungsgemäßen Strömungsgleichrichteranordnungen in vorteilhafter Weise an unterschiedliche Einsatzorte und unterschiedliche Vorstörungen und deren Auswirkungen auf die Fluidströmung anpassbar sein.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann der wenigstens eine Hinterschnitt des Strömungsgleichrichters zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt angeordnet sein und der zweite Abschnitt durch den wenigstens einen Hinterschnitt einen kleineren Querschnitt als der erste Abschnitt aufweisen. Je nach Strömungsrichtung kann der Fluidstrom erst die Gitterstruktur und anschließend die Verjüngung durchströmen, wobei die Gitterstruktur den Fluidstrom so konditioniert, dass der Fluidstrom durch die Verjüngung weniger beeinflusst wird. Bei einer entgegengesetzten Strömungsrichtung kann der Fluidstrom erst eine Aufweitung und anschließend die Gitterstruktur durchströmen. Hierbei kann die Gitterstruktur durch die Aufweitung entstandenen Turbulenzen oder Verwirbelungen im Fluidstrom abschwächen oder beseitigen. Durch die Aufweitung kann der Fluidstrom verschiedene Strömungsgeschwindigkeiten am Rand und in der Mitte der Fluidleitung aufweisen. Die Strömungsgeschwindigkeiten können durch die anschließende Gitterstruktur aneinander angeglichen werden.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann die wenigstens eine Ausnehmung an einer Unterkante des Mantels angeordnet und über das korrespondierende eingreifende Element geschoben sein. Die Ausnehmung kann hierbei U-förmig oder V-förmig ausgeführt sein. Schenkel der U-Form können in Axialrichtung verlaufen. Schenkel der V-Form können zumindest Komponenten in Axialrichtung aufweisen.
Da die Schenkel translatorische Freiheitsgrade, des zwischen ihnen angeordneten in die Ausnehmung eingreifenden Elements einschränkt, kann eine Bewegung des Strömungsgleichrichters gegen die Fluidleitung unterbunden oder zumindest erschwert werden. Zudem können durch die Anordnung der Ausnehmung an der Unterkante des Mantels das Einführen des eingreifenden Elements in die Ausnehmung erleichtert werden.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung können die Ausnehmung und das eingreifende Element eine lösbare Verbindung ausbilden. Die Verbindung kann als Rastverbindung, Clipverbindung oder in der Art eines Bajonettverschluss ausgeführt sein. Durch die zusätzliche Verbindung, kann der Strömungsgleichrichter in seiner Position zusätzlich fixiert sein. Zudem kann durch die Verbindung ein ungewolltes Lösen oder Entfernen des Strömungsgleichrichters erschwert oder verhindert werden, da ein Anwender den Strömungsgleichrichter bewusst gegen einen Widerstand bewegen muss.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann der wenigstens eine Hinterschnitt umlaufend am Mantel des Strömungsgleichrichters angeordnet sein. Die wenigstens eine Auflagefläche kann ebenfalls umlaufend an der Wandung der der Fluidleitung angeordnet sein. Hierbei kann der Hinterschnitt durchgängig ausgeführt sein. Alternativ können mehrere Hinterschnitte umlaufend am Mantel angeordnet sein. Die Auflagefläche kann ebenfalls durchgängig ausgeführt sein. Alternativ können mehrere Auflagenflächen umlaufenden an der Wandung angeordnet sein. Hierbei kann ein durchgängiger Hinterschnitt an einer durchgängigen Auflagefläche oder auf mehreren Auflageflächen aufliegen. Weist der Mantel mehrere Hinterschnitte und die Wandung mehrere Auflageflächen auf, können die Abstände zwischen den Hinterschnitten und den Auflageflächen so gewählt werden, dass eine punktsymmetrische Anordnung der Hinterschnitte und der Auflageflächen entsteht, so dass jedem Hinterschnitt einfach wenigstens eine Auflagefläche zugeordnet werden kann.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann die Fluidleitung mit wenigstens einem weiteren Leitungselement und/oder mit einem Gehäuse koppelbar ausgebildet sein. Durch die mit weiteren Leitungselementen oder mit einem Gehäuse koppelbaren Fluidleitung kann die erfindungsgemäße Strömungsgleichrichteranordnung einfach mit verschiedenen Anordnungen gekoppelt werden. Hierbei kann die Fluidleitung Teil einer anderen Anordnung beispielsweise einer Filteranordnung sein. Die Fluidleitung kann als Einlass oder als Auslass ausgeführt sein. Zudem ist eine Anordnung in einem Gehäuse einer anderen Anordnung vorstellbar.
Es wird nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Strömungsgleichrichter, zur Konditionierung einer Fluidströmung vorgeschlagen. Der Strömungsgleichrichter umfasst eine Fläche und einen Mantel. Die Fläche weist in axialer Richtung verlaufende Durchlässe für das Fluid auf, und der Mantel umgibt die Fläche, wobei der Mantel wenigstens einen Hinterschnitt in radialer Richtung und wenigstens eine Ausnehmung in axialer Richtung umfasst. Hierbei kann der Mantel einen an die Fläche angrenzenden Hohlraum umschließen. Alternativ kann der Strömungsgleichrichter scheibenartig ausgeführt sein. Der Fluidstrom durchströmt den Strömungsgleichrichter in axialer Richtung. Hierbei wird der Fluidstrom insbesondere beim Durchströmen der Durchlässe beeinflusst.
Günstiger Weise ist der Strömungsgleichrichter zylinderförmig und die Fläche ist senkrecht zur axialen Richtung ausgerichtet. In vorteilhafter Weise kann der Strömungsgleichrichter einfach in einer oder an einer korrespondierenden Fluidleitung angeordnet werden. Zudem kann Strömungsgleichrichter lösbar und durch den wenigstens einen Hinterschnitt und die wenigstens eine Ausnehmung Ortsfest in der oder an der Fluidleitung fixiert werden. Durch eine lösbare Anordnung ist ein Austauschen des Strömungsgleichrichters möglich. Dies kann erforderlich sein, wenn der Strömungsgleichrichter defekt ist, oder wenn aufgrund einer anderen Störung des Fluidstroms oder einer anderen Anforderung an den Fluidstrom ein anderer Strömungsgleichrichter erforderlich ist.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann eine von dem Mantel umschlossene Gitterstruktur die Durchlässe des Strömungsgleichrichters aufweisen, insbesondere wobei die durch den Mantel und die Fläche gebildete Form zwei Abschnitte umfasst, wobei ein erster Abschnitt die Gitterstruktur und ein zweiter Abschnitt die wenigstens eine Ausnehmung umfasst. Die Gitterstruktur kann unterschiedlich ausgeführt und an verschiedene Bedingungen angepasst sein. Die Gitterstruktur kann mehrere Durchlässe mit gleichen Querschnitt oder Durchlässe mit verschiedenen Querschnitten aufweisen. Die Durchlässe sind durch Begrenzungen voneinander beabstandet. Hierbei können auch die Abstände zwischen den Durchlässen unterschiedlich oder gleich ausgeführt werden. Beispielsweise können Gitterstrukturen mit einer regelmäßigen Anordnung der Querschnitte oder Gitterstrukturen mit symmetrisch angeordneten Durchlässen ausgebildet werden. Durch die beiden Abschnitte kann ein Anwender leicht erkennen wie der Strömungsgleichrichter ausgerichtet wird, um diesen in der oder an der Fluidleitung anzuordnen. Hierbei können Fehler beim Montieren erschwert werden.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann der wenigstens eine Hinterschnitt zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt angeordnet sein und der zweite Abschnitt kann durch den wenigstens einen Hinterschnitt einen kleineren Querschnitt als der erste Abschnitt aufweisen. Durch die Verjüngung bzw. Aufweitung innerhalb des topfartigen oder scheibenartigen Körpers ist eine leichte Fokussierung oder eine leichte Aufweisung des Fluidstroms möglich.
Es wird nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Strömungsgleichrichterset vorgeschlagen, wobei die Strömungsgleichrichter des Sets sich in der Ausführung der Querschnitte der Durchlässe und/oder in der Anordnungen der Durchlässe unterscheiden, so dass ein Fluidstrom beim Durchströmen der Durchlässe der jeweiligen Strömungsgleichrichter unterschiedlich beeinflussbar ist. In vorteilhafter Weise kann ein Anwender aus dem Set einen Strömungsgleichrichter auswählen, welcher durch die Ausführung der Querschnitte der Durchlässe und/oder durch die Anordnungen der Durchlässe ungleichmäßige Geschwindigkeitsverteilungen des Fluidstroms im Querschnitt durch die Leitung vermindert, oder nichtaxiale Strömungskomponenten reduziert, welche zu Drallbewegungen und/oder zu Turbolenzen und/oder zu Verwirbelungen in der Leitung führen können.
Beispielsweise kann jeder Strömungsgleichrichter des Sets jeweils einer Störung zugeordnet sein. Mögliche Störungen sind beispielsweise eine Kurve oder ein Knick der Fluidleitung oder eine Aufweitung oder eine Verjüngung der Fluidleitung oder ein Zufluss weiterer Fluidströmungen. Der Strömungsgleichrichter ist so ausgeführt, dass aus der Störung resultierende ungleichmäßige Geschwindigkeitsverteilungen oder nichtaxiale Strömungskomponenten des Fluidstroms durch den Strömungsgleichrichter reduziert werden.
Es wird nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Montage einer Strömungsgleichrichteranordnung vorgeschlagen, wobei ein Mantel eines Strömungsgleichrichters parallel zu einer Wandung der Fluidleitung ausgerichtet wird. Zudem wird der Strömungsgleichrichter so rotiert, dass die wenigstens eine Ausnehmung des Strömungsgleichrichters gegenüberliegend zu dem wenigstens einen eingreifenden Element der Fluidleitung angeordnet ist, wobei der Strömungsgleichrichter mit der Fluidleitung in Kontakt gebracht wird, bis der wenigstens eine Hinterschnitt des Strömungsgleichrichters an wenigstens einer Auflagefläche der Fluidleitung anliegt.
In vorteilhafter Weise erfolgt das Ausrichten der Wandung und das Ausrichten der wenigstens einen Ausnehmung des Strömungsgleichrichters intuitiv und ermöglicht ein einfaches und nachvollziehbares Anordnen des Strömungsgleichrichters in bzw. an der Fluidleitung.
In einem zusätzlichen Montageschritt kann ein Strömungsgleichrichter mit einer an vorgegebene Anforderungen angepasste Gitterstruktur ausgewählt werden. In einem weiteren Montageschritt können die Ausnehmung des Strömungsgleichrichters und das korrespondierende eingreifende Element der Fluidleitung in eine Raststellung gebracht werden, um den Strömungsgleichrichter an der Fluidleitung zu fixieren.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann der Strömungsgleichrichter an einem Endbereich der Fluidleitung angeordnet werden. Hierbei kann die Einbringtiefe des Strömungsgleichrichters in der Fluidleitung reduziert werden. Dadurch kann der Strömungsgleichrichter ohne Werkzeug in die Fluidleitung eingebacht werden.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann der Endbereich der Fluidleitung mit einem Leitungselement verbunden werden, wobei eine Wand des Leitungselements zumindest teilweise in die Fluidleitung ragt und auf einer Umrandung und/oder auf der Gitterstruktur des Strömungsgleichrichters aufliegt. Das Leitungselement kann mit der Fluidleitung fest oder lösbar verbunden werden. Durch das Aufliegen des Leitungselements auf einer Umrandung und/oder auf der Gitterstruktur des Strömungsgleichrichters kann der Strömungsgleichrichter weiter fixiert werden.
Die Erfindung betrifft ferner ein Sekundärluftfilterelement, welches einen Strömungsgleichrichter umfasst.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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.
Figurenliste

1 eine geschnittene perspektivische Ansicht einer Strömungsgleichrichteranordnung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem nicht vollständig montierten Zustand;
2 eine geschnittene Detailansicht der Strömungsgleichrichteranordnung aus 1 im montierten Zustand;
3 eine geschnittene perspektivische Ansicht der Strömungsgleichrichteranordnung aus 1 und 2 im montierten Zustand;
4 eine geschnittene perspektivische Ansicht der Strömungsgleichrichteranordnung aus 1 bis 3 im montierten Zustand mit einem zusätzlichen Leitungselement;
5 eine Explosionsansicht einer Anordnung mit einer Strömungsgleichrichteranordnung aus 1 bis 4;
6 bis 12 Ausführungsformen von Strömungsgleichrichtern eines Strömungsgleichrichtersets gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
13 eine geschnittene Ansicht einer Ausführungsform eines Strömungsgleichrichters, welcher in ein rundes Sekundärluftfilterelement integriert ist, welches innerhalb eines runden Hauptfilterelements anordenbar ist;
14 eine geschnittene Detailansicht des in 13 gezeigten Sekundärluftfilterelements.

Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
Im Folgenden verwendete Richtungsterminologie mit Begriffen wie „links“, „rechts“, „oben“, „unten“, „davor“ „dahinter“, „danach“ und dergleichen dient lediglich dem besseren Verständnis der Figuren und soll in keinem Fall eine Beschränkung der Allgemeinheit darstellen. Die dargestellten Komponenten und Elemente, deren Auslegung und Verwendung können im Sinne der Überlegungen eines Fachmanns variieren und an die jeweiligen Anwendungen angepasst werden.
Die 1 bis 4 zeigen eine geschnittene perspektivische Ansicht einer Strömungsgleichrichteranordnung 10. Die Strömungsgleichrichteranordnung 10 umfasst eine Fluidleitung 20, welche in axialer Richtung x von einem Fluidstrom durchströmbar ist, sowie einen Strömungsgleichrichter 30, welcher zur Konditionierung der Fluidströmung in der Fluidleitung 20 mit der Fluidleitung 20 gekoppelt. Der Strömungsgleichrichter 30 umfasst eine Fläche 33, welche einen Querschnitt der Fluidleitung 20 zumindest teilweilweise überspannt und in axialer Richtung x verlaufende Durchlässe 34 für das Fluid aufweist. Ein Mantel 36 des Strömungsgleichrichters 30 verläuft parallel zu einer Wandung 26 der Fluidleitung 20 und umfasst wenigstens einen Hinterschnitt 38 in radialer Richtung und wenigstens eine Ausnehmung 39 in axialer Richtung. Der wenigstens eine Hinterschnitt 38 liegt an wenigstens einer Auflagefläche 28 der Fluidleitung 20 an. Zweckmäßig liegt der Mantel 36 des Strömungsgleichrichters 30 zumindest im Bereich der Fläche 33 mit den Durchlässen 34 an der Wandung 26 an. Dadurch wird unterbunden, dass der Fluidstrom ungewollt durch einen Spalt zwischen der Wandung 26 und dem Mantel 36 an der Fläche 33 mit den Durchlässen 34 vorbeiströmt ohne die Durchlässe 34 zu durchströmen.
3 zeigt eine geschnittene perspektivische Ansicht der Strömungsgleichrichteranordnung 10 mit Blickrichtung in Strömungsrichtung des Fluidstroms. Wie aus 3 ersichtlich ist, bildet die wenigstens eine Ausnehmung 39 mit einem in die wenigstens eine Ausnehmung 39 eingreifenden Element 29 der Fluidleitung 20 eine Verdrehsicherung 40 aus. Die Strömungsgleichrichteranordnung 10 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen zwei bis fünf Verdrehsicherungen 40, von denen zwei dargestellt sind. Es ist auch eine andere geeignete Anzahl der Verdrehsicherung 40 möglich.
Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, wirken die Ausnehmung 39 des Mantels 36 des Strömungsgleichrichters 30 und das eingreifende Element 29 der Fluidleitung 20 nach einem Feder-Nut-Prinzip zusammen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umgreift die Ausnehmung 39 das eingreifende Element 29 und wird von dem eingreifenden Element 29 geführt. Durch die Führung kann eine Montage oder ein Austauschen den Strömungsgleichrichters 30 erleichtert werden. Da das eingreifende Element 29 wenig Spielraum in der Ausnehmung 39 hat, wird ein Rotationsfreiheitsgrad des Strömungsgleichrichters 30 um eine Drehachse in axialer Richtung x eingeschränkt. Dadurch wird verhindert, dass sich der montierte Strömungsgleichrichter 30 in der Fluidleitung 20 dreht und dadurch den Fluidstrom in unerwünschter Weise beeinflusst. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann am Mantel 36 des Strömungsgleichrichters 30 zwischen zwei Ausnehmungen 39 ein eingreifendes Element ausgebildet sein. Dieses kann zwischen zwei eingreifende Elemente 29 der Fluidleitung 20 angeordnet werden, um die Verdrehsicherung 40 auszubilden.
2 zeigt eine geschnittene Detailansicht der Strömungsgleichrichteranordnung 10 im montierten Zustand. Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, bildet die Auflagefläche 28 der Fluidleitung 20 einen Anschlag aus und gibt die Position des Strömungsgleichrichters 30 in axialer Richtung x vor.
Wie aus den 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, sind die Fluidleitung 20 und der Strömungsgleichrichter 30 im dargestellten Ausführungsbeispiel zylinderförmig ausgeführt. Es sind auch andere geeignete Formen umsetzbar. Der Mantel 36 des Strömungsgleichrichters 30 liegt im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Außenseite an der Innenseite der Wandung 26 der Fluidleitung 20 an. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Mantel 36 des Strömungsgleichrichters wenigstens in den Bereichen mit dem Hinterschnitt 38 und der Ausnehmung 39 an der Fluidleitung 20 an. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Strömungsgleichrichter 30 in der Fluidleitung 20 angeordnet. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Strömungsgleichrichter 30 als Abschluss der Fluidleitung 20 ausgebildet sein, wobei der Strömungsgleichrichter 30 von außen auf die Fluidleitung 20 aufgestülpt ist. In dieser Ausführungsform liegt eine Innenseite des Mantels 36 des Strömungsgleichrichters 30 an einer Außenseite der Wandung 26 der Fluidleitung 20 an. Der Fluidstrom durchströmt auch bei dieser Ausführung die Durchlässe 34 des Strömungsgleichrichters 30. Bei dieser Ausführung ist ebenfalls das Ausbilden wenigstens einer Verdrehsicherung 40 und des Anschlags möglich.
Wie insbesondere aus der 1 weiter ersichtlich ist, sind die wenigstens eine Auflagefläche 28 und das wenigstens eine eingreifende Element 29 der Fluidleitung 20 als Vorsprünge der Wandung 26 ausgebildet. Die Vorsprünge ragen in radialer Richtung in die Fluidleitung 20. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann wenigstens eine eingreifende Element 29 hakenförmig ausgeführt sein.
5 zeigt eine Explosionsansicht einer Anordnung mit einer Strömungsgleichrichteranordnung 30. Die Anordnung kann einem Filtersystem 60 oder einer anderen geeigneten, von einem Fluid durchströmbaren Anordnung entsprechen.
Das Filtersystem 60 kann grundsätzlich zum Filtern eines beliebigen Fluides, also einer Flüssigkeit oder eines Gases, ausgebildet sein. Das Filtersystem 60 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Gehäuse 62, in welchem ein Filterelement angeordnet ist. Das Gehäuse 62 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel zylinderförmig ausgeführt, wobei ein Einlass 64 am Mantel des Gehäuses 62 und ein Auslass 66 an einer Stirnseite des Gehäuses 62 angeordnet sind. Der Einlass 64 und der Auslass 66 sind rohrartig ausgebildet. Die Strömungsleirichteranordnung 10 ist am Auslass 66 angeordnet. Wobei der Auslass 66 die Fluidleitung 20 umfasst. Optional oder zusätzlich kann die Strömungsgleichrichteranordnung 10 auch am Einlass 64 angeordnet sein, wobei der Einlass 64 die Fluidleitung 20 ausbildet. Die Fluidleitung 20 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung mit einem weiteren Leitungselement 50 gekoppelt, welches in der dargestellten Ausführung einem Krümmrohr entspricht. Es können aber auch andere geeignete Leitungselemente 50 mit der Fluidleitung 20 gekoppelt sein.
Die 6 bis 12 zeigen Ausführungsformen von Strömungsgleichrichtern 30 eines Strömungsgleichrichtersets. Die Strömungsgleichrichter 30 unterscheiden sich durch die Ausführung der Durchlässe 34 und durch den Abstand der Durchlässe 34 zueinander.
Wie aus den 1 bis 12 weiter ersichtlich ist, weist eine von dem Mantel 36 umschlossene Gitterstruktur 35 die Durchlässe 34 des Strömungsgleichrichters 30 auf. Der Strömungsgleichrichter 30 umfasst in den dargestellten Ausführungsbeispielen zwei Abschnitte 31, 32, wobei ein erster Abschnitt 31 die Gitterstruktur 35 und ein zweiter Abschnitt 32 die wenigstens eine Ausnehmung 39 umfasst. Hierbei umschließt der Mantel 36 die Gitterstruktur 35, wobei eine Oberkante des Mantels 36 bündig mit einer Oberkante der Gitterstruktur 35 bzw. bündig mit der Fläche 33, welche die Durchlässe 34 umfasst, abschließt. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Oberkante des Mantels 36 von der Gitterstruktur 35 bzw. von der Fläche 33 abstehen.
Wie aus den 1 bis 12 weiter ersichtlich ist, umschließt der Mantel 36 in den dargestellten Ausführungsbeispielen des Strömungsgleichrichters 30 einen Bereich, welcher an die Gitterstruktur 35 anschließt. Dadurch weist der Strömungsgleichrichter 30 in den dargestellten Ausführungsbeispielen eine topfartige Form auf. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Strömungsgleichrichter 30 scheibenartig ausgeführt sein, wobei eine Unterkante 37 des Mantels 36 im Wesentlichen bündig mit einer Unterkante der Gitterstruktur 35 abschließt. Bei diesem alternativen Ausführungsbeispiel befindet sich in den Bereichen, an welchen der Mantel 36 die wenigstens eine Ausnehmung 39 aufweist, kein bündiger Abschluss zur Gitterstruktur 35.
Wie aus den 1 bis 12 weiter ersichtlich ist, ist der wenigstens eine Hinterschnitt 38 des Strömungsgleichrichters 30 in den dargestellten Ausführungsbeispielen zwischen dem ersten Abschnitt 31 und dem zweiten Abschnitt 32 angeordnet. Der zweite Abschnitt 32 weist durch den wenigstens einen Hinterschnitt 38 einen kleineren Querschnitt als der erste Abschnitt 31 auf. Die wenigstens eine Ausnehmung 39 ist an der Unterkante 37 des Mantels 36 angeordnet.
Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, ist die wenigstens eine Ausnehmung 39 im dargestellten Ausführungsbeispiel der Strömungsgleichrichteranordnung 10 über das korrespondierende eingreifende Element 29 geschoben. Die Ausnehmung 39 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel U-förmig ausgeführt. Es ist aber auch eine V-förmige Ausnehmung 39 vorstellbar.
In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Strömungsgleichrichteranordnung 10 können die Ausnehmung 39 und das eingreifende Element 29 eine lösbare Verbindung ausbilden. Hierbei sind Rastverbindungen oder Verbindungen in der Art eines Bajonettverschluss vorstellbar. Beispielsweise kann die Ausnehmung 39 eine konische Form aufweisen, welche einen Druck auf das korrespondierende, eingeführte, eingreifende Element 29 ausübt. Alternativ kann die Ausnehmung 39 und/oder das eingreifende Element 29 wenigstens ein Rastelement aufweisen. Das wenigstens eine Rastelement kann beispielsweise einer Sperrkugel entsprechen. Es sind auch andere federbelastete Sperrelemente vorstellbar. Durch die lösbare Verbindung ist der Strömungsgleichrichter 30 zusätzlich an der Fluidleitung 20 fixiert, so dass ein unbeabsichtigtes Entnehmen oder Verschieben des Strömungsgleichrichters 30 in axialer Richtung erschwert ist.
Wie aus den 1 bis 12 weiter ersichtlich ist, ist der wenigstens eine Hinterschnitt 38 in den dargestellten Ausführungsbeispielen des Strömungsgleichrichters 30 umlaufend am Mantel 36 des Strömungsgleichrichters 30 angeordnet.
Wie aus den 1 bis 6 weiter ersichtlich ist, ist die wenigstens eine Auflagefläche 28 im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fluidleitung 20 ebenfalls umlaufend an der Wandung 26 der der Fluidleitung 20 angeordnet. Der Hinterschnitt 38 als auch die Auflagefläche 28 sind durchgängig ausgeführt.
In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des Strömungsgleichrichters 30 können mehrere Hinterschnitte 38 anstelle eines durchgängigen Hinterschnitts 38 umlaufend am Mantel 36 angeordnet sein.
In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Fluidleitung 20 können mehrere Auflagenflächen 28 anstelle einer durchgängigen Auflagefläche 28 umlaufend an der Wandung 26 angeordnet sein. Hierbei kann ein durchgängiger Hinterschnitt 38 an einer durchgängigen Auflagefläche 28 oder auf mehreren Auflageflächen 28 aufliegen. Weist der Mantel mehrere Hinterschnitte 38 und die Wandung 26 mehrere Auflageflächen 28 auf, können die Abstände zwischen den Hinterschnitten 38 und die Abstände zwischen den Auflageflächen 28 so gewählt werden, dass eine punktsymmetrische Anordnung der Hinterschnitte 38 und der Auflageflächen 28 entsteht, so dass jedem Hinterschnitt 38 einfach wenigstens eine Auflagefläche 28 zugeordnet werden kann.
Wie aus 4 und 5 weiter ersichtlich ist, ist die Fluidleitung 20 mit wenigstens einem weiteren Leitungselement 50 und/oder mit einem Gehäuse 62 koppelbar ausgebildet. Das weitere Leitungselement 50 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel der in 5 dargestellten Anordnung eine umlaufende Nut 54, in welche ein Endbereich 24 der Fluidleitung 20 eingreift. Dadurch ragt ein Wandelement des Leitungselements 50 in die Fluidleitung 20 und liegt an einer Innenseite der Wandung 26 an. Hierbei liegt eine Stirnseite des Wandelements auf einem Bereich der Gitterstruktur 35 des Strömungsgleichrichters 30 auf. Ein weiteres Wandelement des Leitungselements 50 liegt an einer Außenseite der Wandung 26 an. Dadurch, dass der Stirnbereich des Wandelements 50 auf der Gitterstruktur 35 aufliegt, kann ein verrutschen des Strömungsgleichrichters 30 in axialer Richtung x weiter erschwert sein. Das Leitungselement 50 kann mit der Fluidleitung 20 verschweißt oder in einer anderen geeigneten Art und Weise verbunden sein. Beispielsweise können, in einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel, die Fluidleitung 20 und das Krümmrohr zueinander passende Gewinde aufweisen, so dass diese miteinander verschraubt werden können. Ein dem Gehäuse 62 zugewanderter Endbereich 22 der Fluidleitung 20 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem Gehäuse 62 in einer geeigneten Art und Weise verbunden.
Das Leitungselement 50 kann mit einem nicht dargestellten Luftmassenmesser oder kurz LMM oder auch mass air flow meter MAF gekoppelt werden. Für diese Ausführung ist das Filtersystem 60 zum Filtern von Luft ausgelegt. Der Luftmassenmesser ist hierbei ein in der Regelungs- und Messtechnik eingesetzter Durchflusssensor, der die Masse der pro Zeitspanne durchströmenden Luft bestimmt. Der gemessene Massestrom der Luft ist proportional zur molaren Menge des enthaltenen Sauerstoffes und kann daher zur Regelung von Verbrennungsprozessen, insbesondere in Verbrennungsmotoren, herangezogen werden. Daher ist eine Kopplung des Leitungselements 50 mit einem Motor vorstellbar. Hierbei wird dem Motor gefilterte Luft mit einer vorgegebenen Menge Sauerstoff zugeführt. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Strömungsgleichrichteranordnung 10 auch an einem dem Luftmassenmesser zugewandten Endbereich des Krümmrohrs angeordnet sein.
Wie aus den 6 bis 12 weiter ersichtlich ist, sind die unterschiedlichen Ausführungsbeispiele des Strömungsgleichrichters 30 zur Konditionierung einer Fluidströmung insbesondere für den Einsatz in der oben beschriebenen Strömungsgleichrichteranordnung 10 geeignet. In dargestellten Ausführungsbeispielen weist der Strömungsleirichter 30 eine zylinderförmige und topfartige Form auf. Es ist auch eine zylinderförmige und scheibenartige Form umsetzbar. Des Weiteren sind weitere geeignete Formen vorstellbar. Vorteilhaft sind die Strömungsgleichrichter 30 an genormte Fluidleitungen 20 angepasst.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele der Strömungsgleichrichter 30 umfassen jeweils eine von dem Mantel 36 umschlossene Gitterstruktur 35 die Durchlässe 34 des Strömungsgleichrichters 30 aufweist, insbesondere wobei die aus der Fläche und dem Mantel gebildete topfartige Form zwei Abschnitte 31, 32 umfasst, wobei ein erster Abschnitt 31 die Gitterstruktur 35 und ein zweiter Abschnitt 32 die wenigstens eine Ausnehmung 39 umfasst. Anstelle einer Gitterstruktur können die Durchlässe 34 auch in einer anderen geeigneten Art angeordnet sein. Der wenigstens eine Hinterschnitt 38 ist zwischen dem ersten Abschnitt 31 und dem zweiten Abschnitt 32 angeordnet und der zweite Abschnitt 32 weist durch den wenigstens einen Hinterschnitt 38 einen kleineren Querschnitt als der erste Abschnitt 31 auf.
Die in den 6 bis 12 dargestellten Ausführungsbeispiele des Strömungsgleichrichters 30 unterscheiden sich durch die Gitterstruktur.
Das in 6 dargestellte Ausführungsbeispiel des Strömungsgleichrichters 30, welcher auch in den 1 bis 5 dargestellt ist, weist ein wabenförmige Gitterstruktur 35 auf, welches sechseckige Durchlässe 34 aufweist. An dem Rand sind die Durchlässe 34 durch den Mantel 36 begrenzt und entsprechen abgeschnittenen sechseckigen Durchlässen 34. In der in den 1 bis 5 dargestellten Strömungsgleichrichteranordnung 10 kann selbstverständlich auch ein anderes Ausführungsbeispiel des Strömungsgleichrichters 30 verwendet werden.
Das in 7 dargestellte Ausführungsbeispiel des Strömungsgleichrichters 30, weist eine Gitterstruktur 35 mit quadratischen Durchlässen 34 auf. An dem Rand sind die Durchlässe 34 durch den Mantel 36 begrenzt und entsprechen abgeschnittenen quadratischen Durchlässen 34. Alternativ ist auch eine Ausführung mit dreieckigen, rechteckigen, rautenförmigen, runden, ovalen oder trapezförmigen Durchlässen 34 vorstellbar.
Das in 8 dargestellte Ausführungsbeispiel des Strömungsgleichrichters 30, weist eine Gitterstruktur 35 mit einem rautenförmigen Durchlass 34 in der Mitte auf des Gitters auf, welcher in einem quadratischen Durchlass so angeordnet ist, so dass um den mittigen rautenförmigen Durchlass 34 dreieckige Durchlässe angeordnet sind. Der mittige quadratförmige Durchlass ist von mehreren kleinen gleich großen quadratischen Durchlässen 34 umgeben, wobei vier der umgebenden kleinen quadratischen Durchlässen 34 so groß sind, wie der mittige große quadratische Durchlass. An dem Rand der Gitterstruktur 35 sind die quadratischen Durchlässe 34 durch den Mantel 36 begrenzt und entsprechen abgeschnittenen quadratischen Durchlässen 34. Alternativ ist auch eine Ausführung mit anderen geeigneten Formen für die Durchlässe 34 vorstellbar.
Das in 9 dargestellte Ausführungsbeispiel des Strömungsgleichrichters 30, weist eine Gitterstruktur 35 mit konzentrischen angeordneten Kreisen auf, welche durch diagonal verlaufende Stege miteinander und mit dem Mantel 36 verbunden sind. Die Durchlässe 34 sind zwischen den Verbindungstegen und den korrespondierenden Kreissegmenten angeordnet.
Das in 10 dargestellte Ausführungsbeispiel des Strömungsgleichrichters 30, weist eine Gitterstruktur 35 mit konzentrischen angeordneten Sechsecken auf, welche an den Ecken durch diagonal verlaufende Verbindungsstege miteinander und mit dem Mantel 36 verbunden sind. Die Durchlässe 34 sind zwischen den diagonal verlaufenden Verbindungsstegen und dem korrespondierenden Bereich der Sechsecke angeordnet.
Das in 11 dargestellte Ausführungsbeispiel des Strömungsgleichrichters 30, weist eine Gitterstruktur 35 mit einer Mischform der Gitterstrukturen aus 9 und 7 auf. Es sind auch andere Mischformen umsetzbar.
Das in 12 dargestellte Ausführungsbeispiel des Strömungsgleichrichters 30, weist eine Gitterstruktur 35 mit zwei parallel zu einander verlaufenden Stegen auf, welche jeweils an einem Endbereich mit dem Mantel 36 und an einem anderen Endberiech mit einem Verbindungsteg verbunden sind. Der Verbindungssteg ist an seinen Endbereichen jeweils mit einem der parallel verlaufenden Stege und mit einem mit dem Mantel 36 verbundenen Steg verbunden. Hierbei entstehen vier Durchlässe 34 zwischen den Stegen.
Die dargestellten Strömungsgleichrichter 30 können eine Auswahl aus einem Strömungsgleichrichterset sein, wobei die Strömungsgleichrichter 30 des Sets sich in der Ausführung der Querschnitte der Durchlässe 34 und/oder in der Anordnungen der Durchlässe 34 unterscheiden, so dass ein Fluidstrom beim Durchströmen der Strömungsgleichrichter 30 aus einem Set, von dem jeweiligen Strömungsgleichrichter 30 in einer bestimmen vorgegebenen Art und Weise beeinflusst wird.
Bei einem nicht dargestellten Verfahren zur Montage einer Strömungsgleichrichteranordnung 10, wird in einem Verfahrensschritt ein Mantel 36 eines Strömungsgleichrichters 30 parallel zu einer Wandung 26 der Fluidleitung 20 ausgerichtet. In einem Verfahrensschritt wird der Strömungsgleichrichter 30 so rotiert, dass die wenigstens eine Ausnehmung 39 des Strömungsgleichrichters 30 gegenüberliegend zu dem wenigstens einen eingreifenden Element 29 der Fluidleitung 20 angeordnet ist. In einem Verfahrensschritt wird der Strömungsgleichrichter 30 mit der Fluidleitung 20 in Kontakt gebracht, bis der wenigstens eine Hinterschnitt 38 des Strömungsgleichrichters 30 an wenigstens einer Auflagefläche 28 der Fluidleitung 20 anliegt. Für das in den 1 bis 6 dargestellte Ausführungsbeispiel des Strömungsgleichrichters 30 wird der Strömungsgleichrichter 30 in die Fluidleitung 20 eingeführt. Für eine alternative Ausgestaltung kann der Strömungsgleichrichter 30 auch von außen auf die Fluidleitung 20 aufgeschoben werden. In beiden Ausführungen überspannt die Fläche 33 mit den Durchlässen 34 bzw. die Gitterstruktur den Querschnitt der Fluidleitung 20.
Die Ausrichtung ist hierbei intuitiv und einfach für einen Monteur umsetzbar.
In einem zusätzlichen Verfahrensschritt wird der Strömungsgleichrichter 30 aus einem Set von Strömungsleirichtern ausgewählt.
Der Strömungsgleichrichter 30 wird bevorzugt an einem Endbereich 22, 24 der Fluidleitung 20 angeordnet.
Der Endbereich 24 der Fluidleitung 20, welcher den Strömungsgleichrichter 30 aufweist, wird in einem weiteren Verfahrensschritt mit einem Leitungselement 50 verbunden, wobei eine Wand 52 des Leitungselements 50 zumindest teilweise in die Fluidleitung 20 ragt und auf einer Umrandung 36 und/oder auf der Gitterstruktur 35 des Strömungsgleichrichters 30 aufliegt.
13 und 14 zeigt eine Ausführungsform eines in ein Sekundärluftfilterelement 70 integrierten Strömungsgleichrichters 30. Das Sekundärluftfilterelement 70 umfasst ein mit einer Vielzahl von Durchströmungsöffnungen versehenes, gitterrohrförmiges Mittelrohr 72, an einem axialen Ende eine geschlossene Endkappe 76, am gegenüberliegenden axialen Ende eine mit dem Mittelrohr dichtend verbundene Dichtung 78 zur axialen und/oder radialen Anlage an einer Dichtfläche eines das Sekundärluftfilterelement 70 aufnehmenden Filtergehäuses (nicht gezeigt) und ein das Mittelrohr 72 umhüllendes, rohrförmiges Filtermedium 74.
Der Strömungsgleichrichter 30 ist wie gezeigt bevorzugt nicht zerstörungsfrei lösbar mit dem Sekundärluftfilterelement 70 verbunden, insbesondere dadurch, dass wie in der Ausführungsform gezeigt Randbereiche des runden Strömungsgleichrichters 30 in das Material der Dichtung 78 eingebettet sind, wobei die Dichtung 78 bevorzugt aus einem gießbaren Elastomer wie Polyurethan(schaum) gebildet und formschlüssig an das Mittelrohr 72 angegossen oder angeschäumt ist, wobei bevorzugt der Strömungsgleichtrichter in das Material der Dichtung 78 formschlüssig eingebettet ist.
In dieser Ausführungsform weist der Strömungsgleichrichter 30 an seinem Umfang eine ringfrömige Stufe auf, durch die eine Ausnehmung 38 gebildet ist. Die Stufe ragt über die axiale Erstreckung der Ausnehmung 38 in das Mittelrohr 72 hinein und ist von diesem ringförmig umgeben. Hierbei ist ein Spiel von wenigen Millimetern möglich. Die Stufe axial benachbart zu der Ausnehmung 38 radial nach außen weiterbildend weist der Strömungsgleichrichter voneinander ringförmig umlaufend beabstandete, radial nach außen ragende Zähne auf, zwischen welchen jeweils eine Ausnehmung 39 angeordnet ist. Die Zähne sind in das Material der Dichtung 78 eingebettet, wobei das Material der Dichtung 78 die Ausnehmungen 39 ausfüllt. Die Zähne können wie gezeigt axial an einer Stufe des Mittelrohrs 72 abgestützt sein. Auf diese Weise wird ein Sekundärluftfilterelement 70 bereitgestellt, welches durch Austausch eines alten, nicht mit einem Strömungsgleichrichter versehenen Sekundärluftfilterelements ein Luftfiltersystem mit einem Strömungsgleichtrichter nachzurüsten erlaubt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2011219768 A1 [0005]

Claims

Strömungsgleichrichteranordnung (10) umfassend eine Fluidleitung (20), welche in axialer Richtung (x) von einem Fluidstrom durchströmbar ist, sowie einen Strömungsgleichrichter (30), welcher mit der Fluidleitung (20) zur Konditionierung der Fluidströmung gekoppelt ist, wobei der Strömungsgleichrichter (30) eine Fläche (33) umfasst, welche einen Querschnitt der Fluidleitung (20) zumindest teilweilweise überspannt und in axialer Richtung (x) verlaufende Durchlässe (34) für das Fluid aufweist, wobei ein Mantel (36) des Strömungsgleichrichters (30) parallel zu einer Wandung (26) der Fluidleitung (20) verläuft und wenigstens einen Hinterschnitt (38) in radialer Richtung und wenigstens eine Ausnehmung (39) in axialer Richtung umfasst, wobei der wenigstens eine Hinterschnitt (38) an wenigstens einer Auflagefläche (28) der Fluidleitung (20) anliegt, und die wenigstens eine Ausnehmung (39) mit einem in die wenigstens eine Ausnehmung (39) eingreifenden Element (29) der Fluidleitung (20) eine Verdrehsicherung (40) ausbildet.
Strömungsgleichrichteranordnung nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Auflagefläche (28) und das wenigstens eine eingreifende Element (29) der Fluidleitung (20) als Vorsprünge der Wandung (26) ausgebildet sind.
Strömungsgleichrichteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine von dem Mantel (36) umschlossene Gitterstruktur (35) die Durchlässe (34) des Strömungsgleichrichters (30) aufweist, insbesondere wobei der Strömungsgleichrichter (30) zwei Abschnitte (31, 32) umfasst, wobei ein erster Abschnitt (31) die Gitterstruktur (35) und ein zweiter Abschnitt (32) die wenigstens eine Ausnehmung (39) umfasst.
Strömungsgleichrichteranordnung nach Anspruch 3, wobei der wenigstens eine Hinterschnitt (38) des Strömungsgleichrichters (30) zwischen dem ersten Abschnitt (31) und dem zweiten Abschnitt (32) angeordnet ist und der zweite Abschnitt (32) durch den wenigstens einen Hinterschnitt (38) einen kleineren Querschnitt als der erste Abschnitt (31) aufweist.
Strömungsgleichrichteranordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche wobei die wenigstens eine Ausnehmung (39) an einer Unterkante (37) des Mantels (36) angeordnet und über das korrespondierende eingreifende Element (29) geschoben ist.
Strömungsgleichrichteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausnehmung (39) und das eingreifende Element (29) eine lösbare Verbindung ausbilden.
Strömungsgleichrichteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Hinterschnitt (38) umlaufend am Mantel (36) des Strömungsgleichrichters (30) angeordnet ist, und/oder wobei die wenigstens eine Auflagefläche (28) umlaufend an der Wandung (26) der Fluidleitung (20) angeordnet ist.
Strömungsgleichrichteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fluidleitung (20) mit wenigstens einem weiteren Leitungselement (50) und/oder mit einem Gehäuse (62) koppelbar ausgebildet ist.
Strömungsgleichrichter (30) zur Konditionierung einer Fluidströmung, insbesondere für eine Strömungsgleichrichteranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Fläche (33) und einem Mantel (36), wobei die Fläche (33) in axialer Richtung (x) verlaufende Durchlässe (34) für das Fluid aufweist, und der Mantel (36) die Fläche (33) umgibt, wobei der Mantel (36) wenigstens einen Hinterschnitt (38) in radialer Richtung und wenigstens eine Ausnehmung (39) in axialer Richtung umfasst.
Strömungsgleichrichter nach Anspruch 9, wobei eine von dem Mantel (36) umschlossene Gitterstruktur (35) die Durchlässe (34) des Strömungsgleichrichters (30) aufweist, insbesondere wobei eine aus dem Mantel (36) und Fläche (33) gebildete Form zwei Abschnitte (31, 32) umfasst, wobei ein erster Abschnitt (31) die Gitterstruktur (35) und ein zweiter Abschnitt (32) die wenigstens eine Ausnehmung (39) umfasst.
Strömungsgleichrichter nach Anspruch 9 oder 10, wobei der wenigstens eine Hinterschnitt (38) zwischen dem ersten Abschnitt (31) und dem zweiten Abschnitt (32) angeordnet ist und der zweite Abschnitt (32) durch den wenigstens einen Hinterschnitt (38) einen kleineren Querschnitt als der erste Abschnitt (31) aufweist.
Strömungsgleichrichterset, wobei die Strömungsgleichrichter (30) nach einem der Ansprüche 9 bis 11 ausgeführt sind, wobei die Strömungsgleichrichter (30) des Sets sich in der Ausführung der Querschnitte der Durchlässe (34) und/oder in der Anordnungen der Durchlässe (34) unterscheiden, so dass ein Fluidstrom beim Durchströmen der Durchlässe (34) der jeweiligen Strömungsgleichrichter (30) unterschiedlich beeinflussbar ist.
Verfahren zur Montage einer nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgeführten Strömungsgleichrichteranordnung (10), wobei ein Mantel (36) eines Strömungsgleichrichters (30) parallel zu einer Wandung (26) der Fluidleitung (20) ausgerichtet wird, wobei der Strömungsgleichrichter (30) so rotiert wird, dass die wenigstens eine Ausnehmung (39) des Strömungsgleichrichters (30) gegenüberliegend zu dem wenigstens einen eingreifenden Element (29) der Fluidleitung (20) angeordnet ist, wobei der Strömungsgleichrichter (30) mit der Fluidleitung (20) in Kontakt gebracht wird, bis der wenigstens eine Hinterschnitt (38) des Strömungsgleichrichters (30) an wenigstens einer Auflagefläche (28) der Fluidleitung (20) anliegt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Strömungsgleichrichter (30) an einem Endbereich (22, 24) der Fluidleitung (20) angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Endbereich (24) mit einem Leitungselement (50) verbunden wird, wobei eine Wand (52) des Leitungselements (50) zumindest teilweise in die Fluidleitung (20) ragt und auf einer Umrandung (36) und/oder auf der Gitterstruktur (35) des Strömungsgleichrichters (30) aufliegt.