DE10222311A1

DE10222311A1 - Arbeitsfahrzeug mit Vorreiniger für den Luftfilter

Info

Publication number: DE10222311A1
Application number: DE10222311A
Authority: DE
Inventors: Eric Albert Keen; Brent A Lyman; Dennis Aaron Bowman
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2002-05-18
Publication date: 2003-01-02
Anticipated expiration: 2022-05-19
Also published as: BR0202010A; BR0202010B1; US20030116372A1; DE10222311B4; US6588524B2; US6780215B2; US20020179352A1

Abstract

Es wird ein Arbeitsfahrzeug mit einer durch den Verbrennungsmotor riemengetriebenen Vakuumpumpe beschrieben, die das für einen Vorreiniger (30) der Motor-Ansaugluft notwendige Vakuum bereitstellt. Die Vakuumpumpe wird mit oder proportional zu der Motordrehzahl angetrieben, um ein passendes Vakuum für den Ansaugluftstrom sicherzustellen. Vorzugsweise ist die Vakuumpumpe in einen Stützträger (32) für Zusatzgeräte integriert, welche andere riemengetriebene Komponenten trägt, wie z. B. einen Wechselstromgenerator (34) etc. In dem Stützträger (32) sind Luftausgangskanäle (62, 64) ausgebildet, die vorzugsweise zu Zusatzgeräten oder Motorkomponenten führen und diese mit einer zusätzlichen Kühlung durch die Vakuumpumpen-Auslassluft versorgen. Die Vakuumpumpe kann auch mit einem Schlauch (72, 78) an der Einlass- und/oder Auslassseite der Vakuumpumpe ausgerüstet werden, um einen Staubsauger oder ein Gebläse für den Gebrauch am oder in der Nähe vom Arbeitsfahrzeug (10) bereitzustellen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Arbeitsfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einem Luftfilter für die Motorverbrennungsluft und mit einem Vorreiniger für die in den Luftfilter eindringende Luft, welcher Partikel aus der Luft entfernt.

Motor-Ansaugluftsysteme für Arbeitsfahrzeuge enthalten normalerweise einen Vorreiniger, um Schmutzpartikel aus der Ansaugluft zu entfernen, bevor diese an den Luft-Filter gelangen. Viele Vorreiniger benötigen einen Unterdruck bzw. ein Vakuum, um Schmutzpartikel aus der Frischluft, die von dem Ansaugluftsystem aufgenommen wird, herauszusaugen oder "herauszukehren". Es sind Abgassystem-Saugapparate eingesetzt worden, um das benötigte Vakuum zu liefern. Ein Abgassystem- Saugapparat, führt jedoch zu einer Einschränkung im Motor- Abgassystem, erhöht den Geräuschpegel und die Kosten des Auspufftopfes und/oder des Auspuffrohres. Des Weiteren wird ein Rückschlagventil benötigt, um ein Rückströmen von Hochtemperaturgasen in den Vorreiniger zu vermeiden. Es bedarf auch des Einsatzes von Hochtemperaturschläuchen.

Eine alternative Methode besteht darin, einen Gebläse- Saugapparat als Vakuumquelle für den Vorreiniger zu nutzen. Dieser Saugapparat besteht lediglich in einer Öffnung der Gebläseverkleidung, mit der die Verbindung eines Gehäuses mit einem Vorreiniger ermöglicht wird. Die meisten Kühlergebläse enthalten eine Viskosekopplung zur Optimierung von Kühlleistung und Treibstoffverbrauch. In Abhängigkeit von der Umgebungsluft, ist die Drehzahl des Gebläses nicht immer auf die Geschwindigkeit des Motors abgestimmt. Folglich wird dem Vorreiniger für den Ansaugluftbedarf des Motors zeitweise nicht genügend Vakuum vom Gebläse-Saugapparat zur Verfügung gestellt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, ein Arbeitsfahrzeug der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass die vorgenannten Probleme überwunden werden. Insbesondere soll ein Saugapparat für den Vorreiniger eines Ansaugluftsystems vorgeschlagen werden, der weder zu Einschränkungen im Motor-Abgassystem, noch zu einer Erhöhung des Geräuschpegels führt. Des Weiteren soll der Ansaugluftbedarf des Motors zu jedem Zeitpunkt optimal gedeckt sein.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die vorhergehend beschriebenen Nachteile werden durch eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung dadurch überwunden, dass eine riemengetriebene, an einen Vorreiniger gekoppelte Vakuumpumpe vorgesehen ist, die Schmutzpartikel aus dem Vorreiniger beseitigt. Die riemengetriebene Vakuumpumpe eliminiert das Erfordernis eines Abgassystem-Saugapparats sowie die damit verbundenen Einschränkungen im Motor-Abgassystem als auch das Erfordernis von mit dem Abgassystem-Saugapparat verbundenen zahlreichen und teuren Komponenten. Des Weiteren ist die Drehzahl des riemengetriebenen Saugapparats einzig eine Funktion der Motordrehzahl. Die Vakuumpumpendrehzahl ist nicht abhängig von der Drehzahl des Gebläses und von den gegenwärtigen Kühlbedingungen des Motors.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Vakuumpumpe in einem Zusatzgeräte-Stützträger integriert, der andere riemengetriebene Zusatzgeräte trägt, wie z. B. einen Wechselstromgenerator, Klimaanlagenkompressor etc. Die Vakuumpumpe wird hierbei durch einen herkömmlichen Riemen gemeinsam mit diesen Zusatzgeräten angetrieben. Die Vakuumpumpe ist in dem Stützträger integriert, indem eine Vertiefung im Stützträger selbst vorgesehen ist, in der ein Schaufelrad der Vakuumpumpe untergebracht ist. Luftauslässe sind in den Stützträger eingeformt und führen vorzugsweise zu Zusatzgeräten oder Motorkomponenten, die von der zusätzlichen Kühlung durch den bereitgestellten Luftstrom profitieren können.

Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, werden nachfolgend die Erfindung sowie weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung näher beschrieben und erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Arbeitsfahrzeugs, welches eine erfindungsgemäße Vakuumpumpe enthält,
Fig. 2 die rückseitige Ansicht eines Getriebes und eines Zusatzgeräte-Stützträgers, der die erfindungsgemäße Vakuumpumpe beherbergt,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Zusatzgeräte- Stützträgers mit daran montierten Zusatzgeräten und auseinandergezogen dargestellten Komponenten der Vakuumpumpe,
Fig. 4 eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe aus Sicht entlang einer Linie 4-4 aus Fig. 2 und
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Zusatzgeräte- Stützträgers, ähnlich zu Fig. 3, in der eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
In Fig. 1 ist ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug 10 dargestellt, das eine erfindungsgemäße Vakuumpumpe enthält. Das landwirtschaftliche Arbeitsfahrzeug 10 enthält einen Motor 12, ein Getriebe 16 und einen nicht näher gezeigten Antriebsstrang, der das Getriebe mit den Hinterrädern 18 und Vorderrädern 20 verbindet. Eine in hochgestellter Position abgebildete Haube 22 bedeckt den Motor 12 und andere Komponenten, die einer Fahrerkabine 24 vorgelagert sind. Ein Luftfilter 29 ist unterhalb eines Vorreinigers 30 positioniert und nimmt von dorther Luft auf, die dann in einen Motor- Ansaugkrümmer geleitet wird. Das Getriebe 16 enthält parallele Ein- und Ausgangswellen. Die Eingangswelle ist nahe der Getriebeoberseite positioniert und erstreckt sich durch das Getriebe 16 zu einer hinteren Riemenantriebsrolle 28 (Fig. 2). Die Antriebsrolle 28 wird mit Motordrehzahl oder einer der Motordrehzahl proportionalen Drehzahl angetrieben.
Ein gusseiserner Stützträger 32 (Fig. 2 und 3) ist auf die Oberseite des Getriebes 16 geschraubt und erstreckt sich aufwärts am hinteren Ende des Getriebes 16. Mehrere riemengetriebene Zusatzgeräte werden von dem Stützträger 32 getragen. Sie umfassen einen Wechselstromgenerator 34, einen Klimaanlagenkompressor 36 und einen Luftkompressor 38. Ein gewundener Antriebsriemen 40 ist um die Antriebsrollen der Zusatzgeräte sowie um eine Riemenrolle 42 und eine Riemenspannrolle 44 gelegt.
Der Riemen 40 treibt ebenfalls eine Vakuumpumpenantriebsrolle 46 an. Diese Rolle 46 ist mit einer Vakuumpumpenwelle 48 gekoppelt die durch Lager 50 drehbar im Stützrahmen 32 montiert ist. Die Vakuumpumpe enthält ein zur Rotation auf der Welle 48 montiertes Schaufelrad 52. Das Schaufelrad 52 ist in einer im Stützträger 32 eingeformten, kreisförmigen Vertiefung 54 eingelegt. Eine Abdeckplatte 56 ist über dem Schaufelrad aufgelegt und enthält eine zentrische Öffnung 58, die einen Lufteinlass für die Vakuumpumpe formt. Ein Rohr 60 erstreckt sich vom Lufteinlass zu dem Vorreiniger 30, um den Unterdruck an den Vorreiniger 30 anzulegen und von dort Schmutzpartikel abzusaugen. Der Stützträger 32 und die Abdeckplatte 56 bilden somit das Gehäuse der Vakuumpumpe. Für einen Luftauslass aus der Pumpe ist der Stützträger 32 mit Luftausgängen 62 und 64 versehen. Der Luftausgang 62 wird in das Abgassystem des Motors 12 geführt, hingegen der Luftausgang 64 in den Luftkompressor 38 geführt wird, um die dortigen Komponenten zu kühlen.
Die erfindungsgemäße Vakuumpumpe benötigt relativ wenig Motorleistung, um mit einem vergleichbaren Abgas-Saugdruck zu arbeiten, wie er durch den oben beschriebenen Abgassystem- Saugapparat hervorgerufenen wird. Des Weiteren sind weniger und geringer aufwändigere Komponenten erforderlich und der Zusammenbau wird vereinfacht. Die Vakuumpumpe wird mit oder proportional zu der Motordrehzahl betrieben, um das für den Motor-Ansaugluftstrom notwendige Vakuum zu liefern.
Auch wenn es von Vorteil ist, die Vakuumpumpe in den Stützträger 32 zu integrieren, wie oben beschrieben, ist es ebenso möglich eine in sich geschlossene Vakuumpumpe als separates Zusatzgerät in gleicher Weise wie den Wechselstromgenerator am Stützträger 32 anzubringen. Alternativ können die Zusatzgeräte in herkömmlicher Weise direkt an den Motor 12, anstatt an das Getriebe 16 montiert werden. Bei einer Montage an den Motor 12, sollte für ein oder mehrere Zusatzgeräte ein Stützträger eingesetzt werden, in dem die erfindungsgemäße Vakuumpumpe wie gezeigt integriert ist. Die Pumpe kann auch hier ein separates Zusatzgerät sein, welches von dem Stützträger getragen wird.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel wird in Fig. 5 gezeigt. Die Luftausgänge 62, 64 sind hier durch einen Auslassstutzen 70 auf dem Stützträger 32 ersetzt. Ein Luftschlauch 72 ist an den Stutzen 70 angeschlossen und erstreckt sich zu einem entfernten Ort am Arbeitsfahrzeug 10. Der Schlauch 72 kann als Gebläse am oder in der Nähe vom Arbeitsfahrzeug 10 eingesetzt werden.
In einer weiteren alternativen Ausbildung, ebenfalls in Fig. 5 dargestellt, ist das Einlassrohr 60 mit einem Stutzen 76 versehen, an den ein weiterer Schlauch 78 angeschlossen wird. Der Schlauch 78 kann, da er sich auf der Vakuumseite der Vakuumpumpe befindet, als Staubsauger in oder am Fahrzeug 10 eingesetzt werden. Der Schlauch 78 kann mit einem entsprechenden Ventil versehen werden, um den Schlauch verschließen zu können, wenn er nicht als Staubsauger gebraucht wird, so dass das volle Vakuum dem Vorreiniger 30 zugeführt werden kann. Die Vakuumpumpe ist in der Lage, neben der Vakuumversorgung für den Vorreiniger 30, zusätzliche Funktionsweisen für das Arbeitsfahrzeug bereitzustellen. Mit dem bekannten Abgassystem- oder Gebläse-Saugapparat sind keine dieser Funktionen möglich oder praktikabel.
Wie Fig. 1 und 3 zeigen, enthält das obere Ende des Stützträgers 32 Montageaugen 80. Ein Gestänge 82 (Fig. 1) koppelt die Haube 22 an die Montageaugen 80 am oberen Ende des Stützträgers 32. Der Stützträger 32 stellt ebenfalls den Träger der Haube 22 dar.
Auch wenn die Erfindung lediglich anhand vorheriger Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann im Lichte der vorstehenden Beschreibung sowie der Zeichnung viele verschiedenartige Alternativen, Modifikationen und Varianten, die unter die vorliegende Erfindung fallen. Obwohl es von Vorteil sein sollte, lediglich einen Riemen für mehrere Zusatzgeräte zu verwenden, kann auch ein Riemen eingesetzt werden, der allein die Vakuumpumpe antreibt.

Claims

1. Arbeitsfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (12), einem Luftfilter (29) für die Motorverbrennungsluft und mit einem Vorreiniger (30) für die in den Luftfilter (29) eindringende Luft, welcher Partikel aus der Luft entfernt, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorreiniger (30) ein Gehäuse enthält, das mit einem Anschlussteil zur Verbindung mit einer Vakuumquelle versehen ist, und dass eine Vakuumpumpe mit einem Schaufelrad (52) enthalten ist, wobei die Vakuumpumpe ein Vakuumzugang (58) besitzt, der in einer Strömungsverbindung mit dem Anschlussteil des Vorreinigers (30) steht, um an dem Vorreiniger (30) ein Vakuum anzulegen.

2. Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb der Vakuumpumpe ein vom Motor (12) angetriebener Antriebsriemen (40) enthalten ist.

3. Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stützträger (32) enthalten ist, der die Vakuumpumpe trägt.

4. Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützträger (32) wenigstens ein zusätzliches Zusatzgerät trägt.

5. Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützträger (32) eine kreisförmige Vertiefung (54) enthält, die ein Gehäuse für die Vakuumpumpe formt, und des weiteren der Stützträger (32) das in die kreisförmige Vertiefung (54) eingelassene rotierende Schaufelrad (52) enthält.

6. Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumpumpe eine rotierende Welle (48) enthält und ein Lager (50), mit dem die Welle (48) drehbar an den Stützträger (32) montiert ist.

7. Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (48) sich durch eine kreisförmige Vertiefung (54) erstreckt, dass das Schaufelrad (52) auf der Welle (48) montiert ist, dass auf der Welle (48) eine Riemenantriebsrolle (28) angeordnet ist, wobei das Lager (50) auf der Welle (48) zwischen dem Schaufelrad (52) und der Antriebsrolle (28) positioniert ist, und dass eine Abdeckplatte (56) enthalten ist, die auf dem Stützträger (32) montiert ist, um die Vertiefung (54) abzudecken, wobei die Abdeckplatte (56) mit einer Lufteinlass-Öffnung (58) versehen ist.

8. Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftauslass-Kanal (62) enthalten ist, der sich, ausgehend von einer kreisförmigen Vertiefung (54), durch den Stützträger (32) erstreckt, um von dort Luft abzuführen.

9. Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftauslass-Kanal (62, 64) zu einem Zusatzgerät geleitet wird und/oder mit einer länglichen, zu einem dem Stützträger entfernten Ort führenden Luftleitung (72) in Strömungsverbindung steht.

10. Arbeitsfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumpumpe einen Luftauslass-Kanal (62, 64) enthält, der mit einer länglichen, sich zu einem der Vakuumpumpe entfernten Ort erstreckenden Luftleitung (72) in Strömungsverbindung steht.

11. Arbeitsfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine längliche Strömungsleitung (60) enthalten ist, die mit dem Vakuumzugang (58) der Vakuumpumpe gekoppelt ist und eine Strömungsverbindung zu einem der Vakuumpumpe entfernten Ort bereitstellt.

12. Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine zum Abdecken des Motors (12) drehbar an dem Stützträger (32) montierte Haube (22) enthalten ist.