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Die
Erfindung betrifft ein Motorgerät
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Bei
Motorgeräten,
insbesondere bei handgehaltenen Motorgeräten wie Motorsägen oder
Motorsensen, werden Luftfilter eingesetzt, um die für einen Vergaser
eines Verbrennungsmotors erforderliche Luft von Partikel zu befreien.
Solche Luftfilter sind durch einen Filterhalter befestigt, der an
einem Ansaugkrümmer
des Verbrennungsmotors verbunden ist. Die Porenweite ist relativ
eng, so dass große
und kleinere Partikel aus der Ansaugluft gefiltert werden. Am Filter
sammeln sich Partikel unterschiedlicher Partikelgröße an. Mit
der Zeit steigt infolge der zunehmenden Partikelan sammlung in Strömungsrichtung
hinter dem Filter der Unterdruck an, so dass es bei starker Beladung
des Filters zu Störungen
von motorischen Kennwerten kommt. Um dies zu verhindern, muss der
Filter häufig
ausgewechselt werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Motorgerät der gattungsgemäßen Art
zu schaffen, der ein verbessertes Filterverhalten aufweist, so dass
der messbare Unterdruck für
eine hohe Betriebsdauer konstant bleibt.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Motorgerät
mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Gerät stellt
sicher, dass eine ausreichend hohe Menge an Verbrennungsluft dem
Motor über
den Vergaser zugeführt wird,
so dass günstige
Motorkennwerte auch nach einer langen Betriebsdauer erhalten bleiben.
Dies gelingt durch die Anordnung von mehreren Einzelfiltern oder
Filterschichten in Strömungsrichtung.
Durch diese Anordnung steigt bei Einzelfiltern die wirksame Filteroberfläche, so
dass sich Partikel auf eine wesentlich größere Gesamtfläche verteilen
können, ohne
dass die Abmessungen eines Filterhalters wesentlich vergrößert werden
müssen.
Diese Filteranordnung eignet sich daher sehr für Handgeräte, bei denen kompakte Abmessungen
und ein geringes Gewicht gewünscht
ist.
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Analog
können
Filterschichten eingesetzt werden, wobei Partikel sich nicht vorwiegend
auf der Filteroberfläche
ansammeln, sondern im Filter selbst aufgefangen werden. Durch mehrere
Filterschichten steigt das Filtervolumen an, so dass Partikel sich
auf die unterschiedlichen Schichten verteilen können.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gerätes ist
vorgesehen, dass das Filtersystem Filter oder Filterschichten unterschied licher
Porenweite umfasst, wobei feinporigere Filter oder Filterschichten
im Luftweg näher
am Vergaser angeordnet sind, so dass grobe in der Ansaugluft befindliche
Partikel am äußeren Filter
bzw. Filterschicht mit weiten Poren haften bleiben und feine in
der Ansaugluft befindliche Partikel am inneren Filter bzw. Filterschicht
mit engeren Poren haften bleiben. Dieser bevorzugte Luftfilter trennt
die Partikel nach ihrer Größe. Es können zwei
oder mehrere Schichten von Filtermaterial eingesetzt werden, die
in unterschiedlichen Abständen
zueinander angeordnet sein können oder
als Kompaktfiltersystem durch einen Filterblock mit mehreren aufeinanderliegenden
Schichten ausgeführt
sind. Durch die Trennung nach Partikelgröße erhöht die Standzeit des Filters
bis zur Störung
der motorischen Kennwerte erheblich. Das bedeutet, dass die Zeit
bis zum notwendigen Reinigen oder Tauschs des Filters sich deutlich
erhöht.
Ein speziell gewünschter
Filteraufbau zum Beispiel „grob – fein – sehr fein" ist besonders günstig.
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Für Spezialanwendungen
kann es durchaus zweckmäßig sein,
dass anstatt unterschiedlich feine Einzelfilter oder Filterschichten
zu verwenden, wie beschrieben, gleiche Einzelfilter oder Filterschichten eingesetzt
werden. Ein gezielter Spezialaufbau zum Beispiel „grob – grob – grob" oder „fein – fein – fein" ist möglich. Dieses
Filtersystem umfasst also Einzelfilter bzw. Filterschichten gleicher
Porenweite.
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Grundsätzlich können auch
andere Kombinationen zum Einsatz kommen, so sind Kombinationen „grob – grob – fein" oder „grob – fein – fein" möglich. Die
erste Kombination berücksichtigt,
dass eher grobe Partikel in der Luft vorhanden sind, während bei
der zweiten Kombination die feineren Partikel überwiegen. Durch eine genaue
Filterabstimmung kann der Filter bedarfsgerecht ausgelegt und die
Einsatzdauer weiter erhöht
werden. Diese weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht nämlich darin,
dass wahlweise mehrere Filtersysteme einsetzbar sind, wobei Filter
unterschiedlicher (z.B. grob – fein – sehr fein)
oder gleicher Porenweite (z.B. grob – grob – grob) oder teilweise unterschiedlicher
oder gleicher Porenweite (z.B. grob – grob – fein) einsetzbar sind.
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Eine
hohe Variationsmöglichkeit
ergibt sich, wenn mindestens drei Einzelfilter oder Filterschichten
hintereinander angeordnet sind. Bei genau drei Einzelfilter oder
Filterschichten ist ein optimaler Kompromiss zwischen Fertigungsaufwand
und Filterwirkung gegeben. Sehr günstig ist daher, wenn ein relativ
grobes Filter bzw. Filterschicht außen, ein relativ feines Filter
bzw. Filterschicht in der Mitte und ein relativ sehr feines Filter
bzw. Filterschicht innen angeordnet sind. Innerhalb des Filters
erfolgt eine Partikeltrennung nach ihrer Größe, was die vorgenannten Vorteile
bezüglich
motorischen Kennwerten verschafft.
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Für handbetriebene
Motorgeräte
empfiehlt es sich, dass der Filterhalter an einem Ansaugkrümmer des
Verbrennungsmotors befestigbar ist. Die Filter oder der Filterblock
lassen sich dadurch in einfacher und bequemer Weise reinigen bzw.
austauschen.
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Eine
zweckmäßige Ausgestaltung
des Filterhalters besteht darin, dass dieser als Filtergehäuse ausgeführt ist
sowie einen wannenartigen Grundkörper
mit einer fensterartigen Lufteintrittsöffnung und einen für den Ansaugkrümmer des
Verbrennungsmotors ausgebildeten Befestigungsansatz mit einer Luftaustrittsöffnung umfasst.
Diese Form stellt sicher, dass genügend Luft dem Motor zugeführt wird,
wobei eine leichte Austauschbarkeit der Filter bzw. Filterschichten
sowie eine montagefreundliche Ausführung des Filtergehäuses gegeben
ist.
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Besonders
günstig
ist es, wenn das Filtergehäuse
an Innenflächen
angeformte Rippen oder Nocken oder dergleichen zur Halterung der
Einzelfilter oder eines Filterblocks mit mehreren Filterschichten aufweist.
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Damit
eine hohe Partikelmenge im Filter aufgenommen werden kann, ist es
vorteilhaft, wenn die Filter voneinander in Luftkanalrichtung beabstandet angeordnet
sind. In dem Zwischenraum der einzelnen Filter können Partikel eingelagert werden.
Eine Beabstandung der Filter hat den Vorteil, dass sich auf jeden
einzelnen Filter Schmutz ablagern kann. Möglich ist, dass Mittel zum
Entfernen von Schmutz, der sich an den Filtern ansammelt, eingesetzt
werden. Beispielsweise kann ein Mittel zur Absaugung durch Unterdruck
benutzt werden.
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Eine
sehr bedienerfreundliche Lösung
zeichnet sich dadurch aus, dass ein Filtergehäuse vorhanden ist, das zur
Aufnahme eines Filterblocks mit mehreren zusammenhängenden
Filterschichten ausgeführt
ist. Der Filterblock kann als ganzes aus dem Gehäuse entnommen und als ganzes
wieder in das Gehäuse
eingesetzt werden. Der bereits zusammengestellte Filterblock verhindert,
dass die Reihenfolge der einzelnen Schichten beim Einsetzen in das
Filtergehäuse
vertauscht wird, was eine Filterwirkung erheblich mindern würde.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Ein
Ausführungsbeispiel
wird anhand der Zeichnungen näher
erläutert,
wobei weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung und Vorteile
beschrieben sind.
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Es
zeigen in rein schematischer Darstellung:
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1 in
teilweise geschnittener Ansicht ein Motorgerät nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2 in
teilweise geschnittener Ansicht ein Motorgerät nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,
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3 in
teilweise geschnittener Ansicht ein Motorgerät nach einem dritten Ausführungsbeispiel, und
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4 in
teilweise geschnittener Ansicht ein Motorgerät nach einem vierten Ausführungsbeispiel.
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In
den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt
einen Ausschnitt eines Motorgerätes 1,
und zwar einer Motorsäge.
Das Motorgerät kann
eine Kettensäge
oder auch ein anderes Arbeitsgerät
bzw. Werkzeug für
die Forstwirtschaft oder einen Gartenbetrieb sein, beispielsweise
eine Motorsense, Heckenschere oder dergleichen. Das Gerät 1 ist
ein kleines handgehaltenes Gerät
bzw. ein Handgerät.
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Das
Gerät 1 umfasst
einen nicht gezeigten Verbrennungsmotor mit einem Vergaser 2.
Vorgesehen ist ein in einem Filterhalter 3 befestigbaren
Filter 4 zur Filterung von Ansaugluft für den Vergaser 2 des Verbrennungsmotors.
Der Filterhalter 3 ist an einem Ansaugkrümmer 10 des
Verbrennungsmotors befestigt.
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Erfindungsgemäß ist der
Filterhalter 3 zur Aufnahme eines Filtersystems bestehend
aus drei hintereinander angeordneten Einzelfiltern 5, 6, 7.
Bei dieser Variante ist ein großporiger
Filter 5 für
große Partikel,
der außen
angeordnet ist, ein mittiger Filter 6 für feine Partikel und ein innerer
Filter 7 für
sehr feine Partikel vorhanden. Die Porenweite des Filters 5 ist
vorzugsweise mindestens doppelt so groß wie die des Filters 6,
wobei die Porenweite des Filter 6 auch mindestens doppelt
so groß ist
wie die des Filters 7.
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Dieses
Filtersystem nutzt Filter unterschiedlicher Porenweite. Der feinporigere
Filter ist jeweils im Luftweg näher
am Vergaser angeordnet. Dadurch werden grobe in der Ansaugluft befindliche
Partikel am äußeren Filter 5 mit
weiten Poren haften bleiben. Feine oder mittelgroße Partikel
bleiben am mittleren Filter 6 haften. Sehr feine in der
Ansaugluft befindliche Partikel bleiben am inneren Filter 7 mit
den engeren Poren haften.
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Der
Filterhalter 3 ist, wie 1 veranschaulicht,
als Filtergehäuse 8 ausgeführt. Dieser
umfasst einen wannenartigen Grundkörper 11 mit einer
fensterartigen Lufteintrittsöffnung 12.
Weiterhin umfasst der Grundkörper 11 einen
für den
Ansaugkrümmer 10 des
Verbrennungsmotors ausgebildeten Befestigungsansatz 13 mit
einer Luftaustrittsöffnung 14.
Der Befestigungsansatz 13 ist rohrförmig und ist eine Öffnung des
Ansaugkrümmers 10 steckbar
oder verschraubbar.
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Wie 1 zeigt,
weist das Filtergehäuse 8 an
Innenflächen 15 angeformte
Rippen 16 zur Halterung der Einzelfilter 5 bis 7.
Die Filter 5 bis 7 sind flach, zum Beispiel scheibenförmig. Bei
dieser ersten Variante sind die Filter 5 bis 7 voneinander
in Luftkanalrichtung L beabstandet angeordnet. Wie zu sehen ist,
sind die Filter 5 bis 7 parallel beabstandet.
Das Filtergehäuse 8 ist
im Wesentlichen scheibenförmig.
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2 zeigt
eine Abwandlung der Ausführungsform
in 1. Die Filter sind nicht parallel beabstandet,
sondern verlaufen fächerartig.
An einer kurzen Seite 20 des Filtergehäuses liegen die Filterränder nahe
beieinander und an einer langen Seite 21 sind die Filterränder weit
voneinander beabstandet. Auch hier, wie im ersten Beispiel, ist
es möglich, dass
die Filter 5–7 gleiche
Porenweite haben oder zumindest zwei davon identisch sind, wenn
ein gezielter Spezialaufbau notwendig ist. Die Filterebenen sind
unterschiedlich groß ausgeführt. Dadurch
ergibt sich der Vorteil, dass die Filterwirkung beispielsweise grob – fein – sehr fein
erhalten bleibt, da eine Nichtverwechslung der Filter gegeben ist.
Auch eine Nichtverwechslung von anderen Filterausführungen,
z.B. unterschiedliche Grobfilter, ist möglich.
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Alternativ
kann eine feste Zuordnung bzw. Positionierung der Filter in den
unterschiedlichen Ebenen dadurch erreicht werden, dass im Gehäuse Rippen
oder andere Formelemente angeordnet sind oder eine formhafte Ausprägung an
den Filtern und dem Gehäuse
vorgesehen ist. Dadurch kann eine Verschiebung der Filter zueinander
und zum Gehäuse
verhindert werden.
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In 3 ist
eine Ausführungsform
der Erfindung dargestellt, bei der ein Filterblock 24 mit
Filterschichten 25, 26 und 27 dargestellt
ist. Ähnlich
wie in den vorangegangenen Beispielen ist die Filterschicht 25 für grobe
Partikel, die Filterschicht 26 für feine Partikel und die Filterschicht 27 für sehr feine
Partikel ausgelegt. Die Filterschichten 25–27 sind
also unterschiedlich. Das Filtergehäuse 8 ist ähnlich ausgeführt, wie
im ersten Beispiel.
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4 zeigt
eine Variante, bei der ebenfalls ein Filtergehäuse 8 vorhanden ist,
das zur Aufnahme eines Filterblocks 24 mit mehreren zusammenhängenden
Filterschichten 25–27 ausgeführt ist.
Die Schichten 25–27 sind
keilartig analog zum Beispiel in 2 geformt.
Auch hier gibt es hohe und niedrige Wandbereiche des Gehäuses 8.
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Bei
den in den 3 und 4 gezeigten Beispielen
können
die einzelnen Filterschichten 25–27 derart mit Vertiefungen
und Erhöhungen
ausgelegt sein, dass ein Verdrehen der Filterschichten 25–27 gegeneinander
verhindert ist, was bei der Variante gemäß 4 zweckmäßig ist,
damit der Filterblock lagerichtig im Gehäuse 8 liegt.
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Liegen
die Filterschichten 25–27 direkt
aufeinander, wie in den 3 und 4 veranschaulicht
ist, kann eine feste Zuordnung bzw. Positionierung durch an den
Filterschichten aufgebrachte Positionierungsmittel, beispielsweise
Noppen oder Vertiefungen oder ähnliches,
erfolgen. Diese greifen von einer Filterebene in die nächste ein.
Durch unterschiedliche Gestaltung der Positionierungsmittel je nach
Filterebene kann man auch hier eine Vertauschung vorbeugen.
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Die
Filterzuordnung kann bei den Ausführungsformen gemäß 1–4 durch
entsprechende Formgebungen am Gehäuse erfolgen, beispielsweise
durch schraubenförmige
Ausformungen, Vor- oder Rücksprünge oder ähnliches.
Beispielsweise kann eine Ausführung
zwei Nuten am Gehäuse
für den
sehr feinen Filter (bzw. Filterschicht) und je eine weitere Nut
für den
feinen und groben Filter haben. Der grobe Filter ließe sich
dann nur in der obersten Position einlegen, da er die meisten Nuten
bzw. Vorsprünge
aufweist.
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Eine
Ausrichtung der Filter bzw. Filterschichten kann durch Kennzeichnungen,
wie Nummern, Beschriftungen oder Symbole erfolgen, damit eine schnelle
Erkennung der Montagerichtung erfolgt. Die Formgebung der Positionierungsmittel,
wie Noppen, Vertiefungen oder Gehäuseausprägungen kann direkt einbezogen
werden. Zum Beispiel kann ein Noppen die Form eines Pfeiles haben.
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Eine
gewölbte
oder räumlich
ausgeprägte Ausführung der
einzelnen Filter bzw. Filterschichten ist ebenfalls denkbar und
erhöht
die Filterfläche.
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Die
Erfindung ist nicht auf die gezeigten Beispiele beschränkt, so
können
andere Filter- oder Schichtkombinationen benutzt werden. Auch andere Werkzeuge
können
mit dem erläuterten
Filtersystem ausgestattet werden. Merkmale eines beliebigen Teils
der Beschreibung oder der Zeichnungen können ebenfalls mit einem anderen
Teil der Beschreibung oder der Zeichnungen kombiniert werden. So kann
beispielsweise ein Spezialfilteraufbau „grob – grob – grob" mit einem Filtergehäuse nach 1 kombiniert
werden.
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- 1
- Motorgerät
- 2
- Vergaser
- 3
- Filterhalter
- 4
- Filter
- 5
- Äußerer Filter
- 6
- Mittiger
Filter
- 7
- Innerer
Filter
- 8
- Filtergehäuse
- 10
- Ansaugkrümmer
- 11
- Grundkörper
- 12
- Luftfiltereintrittsöffnung
- 13
- Befestigungsansatz
- 14
- Luftaustrittsöffnung
- 15
- Innenflächen
- 16
- Rippen
- 20
- Kurze
Filtergehäuseseite
- 21
- Lange
Filtergehäuseseite
- 24
- Filterblock
- 25,
26, 27
- Filterschichten
- L
- Luftkanalrichtung