DE202008013309U1 - Vorrichtung zum Filtern der Luft, die von dem Motor eines Fahrzeugs angesaugt wird - Google Patents

Vorrichtung zum Filtern der Luft, die von dem Motor eines Fahrzeugs angesaugt wird Download PDF

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Abstract

Vorrichtung (1) zum Filtern von Luft, die von einem Motor eines Fahrzeugs angesaugt wird; wobei die Vorrichtung (1) zum Filtern umfasst:
ein erstes Filterelement (2) und
einen Rahmen (3), der das erste Filterelement (2) trägt und einen flachen Grundrahmen (4) umfasst, der die Form eines Rechteckes oder eines Trapezes hat;
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Filterelement (2) eine konvexe Form hat, welche einen als "U" ausgebildeten Querschnitt aufweist und dessen Hohlwölbung zu dem Grundrahmen (4) des Rahmens (3) ausgerichtet ist und aus dem Grundrahmen (4) des Rahmens (3) über diesen heraus ragt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtern von Luft, die von einem Motor eines Fahrzeugs angesaugt wird.
  • STAND DER TECHNIK
  • Flach ausgebildete Vorrichtungen zum Filtern sind bekannt, die ein gewelltes Filterelement umfassen, das an einem Rahmen befestigt ist, dessen Umfang im Allgemeinen eine rechteckige Form hat, um dem Filterelement selbst Form und mechanische Festigkeit zu verleihen. Der umlaufende Rahmen ist normalerweise aus leicht verformbarem Kunststoff hergestellt (zum Beispiel aus einem Polyurethanwerkstoff), der zusammen mit dem Filterelement gestanzt wird, damit er in seinem innen liegenden Bereich einen äußeren Teilbereich des Filterelements selbst aufnehmen kann; ein Beispiel eines Filterelements dieser Art ist in der Patentanmeldung IT2004B000156 dargestellt. Derartige flach ausgeformte Filterelemente ermöglichen eine wirtschaftliche Herstellung und weisen einen recht kleinen Ladeverlust (perdita di carico) auf (also eine Druckdifferenz zwischen der Luft vor und hinter dem Filterelement), sofern die freie Fläche des Filterelements ausreichend ausgedehnt ist. Jedoch ist in einigen Fahrzeugen (zum Beispiel in einigen Kraftfahrzeugen) der Raum, der für das Filterelement zur Verfügung steht, klein gehalten, und folglich ist die freie Fläche des Filterelements relativ bescheiden; unter diesen Bedingungen ist der Ladeverlust, der vom Filterelement bewirkt wird, höher und kann eine nicht zu vernachlässigende Minderung der Höchstleistung, die der Motor generieren kann, bewirken.
  • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zum Filtern der Luft, die von einem Motor eines Fahrzeugs angesaugt wird, bei der oben genannte Nachteile nicht vorhanden sind und die gleichzeitig einfach und wirtschaftlich hergestellt werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird nach den in den beigefügten Ansprüchen gemachten Angaben eine Vorrichtung zum Filtern der Luft bereitgestellt, die von einem Motor eines Fahrzeugs angesaugt wird.
  • KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben, welche ein nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel darstellen. Es zeigen
  • 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zum Filtern gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine Draufsicht auf die obere Seite der Vorrichtung zum Filtern von 1;
  • 3 eine Vorderansicht der Vorrichtung zum Filtern von 1;
  • 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung zum Filtern von 1;
  • 5 eine Ansicht von der Unterseite der Vorrichtung zum Filtern von 1;
  • 6 eine Schnittansicht gemäß der Linie VI-VI der Vorrichtung zum Filtern von 1;
  • 7 eine Schnittansicht gemäß der Linie VII-VII der Vorrichtung zum Filter von 1;
  • BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • In den beigefügten Figuren wird mit 1 eine Vorrichtung zum Filtern der Luft, die von einem Motor eines (nicht dargestellten) Fahrzeugs angesaugt wird, in ihrer Gesamtheit dargestellt. Insbesondere ist die Vorrichtung 1 zum Filtern, die in den beigefügten Figuren dargestellt ist, geeignet, an einem Luftkasten (Air Box) des zugehörigen Motors in Höhe einer Lufteinlassöffnung befestigt zu werden.
  • Gemäß den Darstellungen in den beigefügten Figuren ist die Vorrichtung 1 zum Filtern mit einem gewellten Filterelement 2 und einem steifen Rahmen 3, der das Filterelement 2 trägt, versehen und umfasst einen ebenen Grundrahmen 4, der rechteckig ausgebildet ist. Wahlweise könnte der Grundrahmen 4 auch quadratisch (als Sonderfall der rechteckigen Form) oder trapezförmig ausgebildet sein. Wie in 7 besser dargestellt, hat das Filterelement 2 eine konvexe Form, welche im Querschnitt als "U" ausgebildet ist und dessen Hohlwölbung zu dem Grundrahmen 4 des Rahmens 3 ausgerichtet ist, wobei das Filterelement 2 aus dem Grundrahmen 4 des Rahmens 3 über diesen hinaus ragt.
  • Wie in den 1 und 6 dargestellt, definiert das Filterelement 2 zwei axiale Öffnungen, die einander gegenüber liegen, und der Rahmen 3 umfasst ein Paar Schließplatten 5, die am Grundrahmen 4 des Rahmens 3 befestigt sind und in Höhe der beiden axialen Öffnungen, die vom Filterelement 2 definiert werden, zum Schließen der axialen Öffnungen so zueinander angeordnet sind, dass sie einander gegenüber liegen. Gemäß der auf den beigefügten Figuren dargestellten Ausführungsform weist jede Schließplatte 5 die Form eines gleichschenkligen Trapezes auf, wobei die oberen Kanten abgerundet sind (wahlweise könnte jede Schließplatte 5 eine rechteckige oder quadratische Form haben).
  • Vorzugsweise weist jede Schließplatte 5 eine mittige Durchgangsöffnung auf, die durch ein Filterelement 6 geschlossen ist, welches in Höhe des eigenen äußeren Randes auf eine innen liegende Fläche der Schließplatte 5 geklebt ist und aus einem flachen Verbund-Filterteil, z. B. aus einem ölgetränkten Gewebe gebildet ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die in 6 dargestellt ist, ist das Filterelement 2 mittels einer Klebung 7 aus Kunststoff (insbesondere aus einem Polyurethan-Kunststoff, aber auch aus einem Silikon- oder Epoxidkunststoff oder ähnlichem) seitlich an jeder Schließplatte 5 befestigt. Vorzugsweise wird die Klebung 7 aus Kunststoff auch zum weiteren Befestigen jedes Filterelements 6 an der zugehörigen Schließplatte 5 verwendet.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die in 7 dargestellt ist, sind zwei freie Enden des Filterelements 2 mittels einer Klebung 8 aus Kunststoff (insbesondere aus einem Polyurethan-Kunststoff, aber auch aus einem Silikon- oder Epoxidkunststoff oder ähnlichem) an dem Grundrahmen 4 des Rahmens 3 befestigt. Vorzugsweise weist der Grundrahmen 4 des Rahmens 3 ein Paar Sitze 9 auf, die einander gegenüberliegen und in denen jeweils ein Ende des Filterelements 2 angeordnet ist. Dabei ist es wichtig, dass jeder Sitz 9 vollständig durch die Klebung 8 aus Kunststoff gefüllt ist.
  • Vorzugsweise ist das Filterelement 2 aus einem gewellten Filterteil gebildet und auf beiden Seiten mit stützenden Aluminiumnetzen (nicht im Einzelnen dargestellt) überzogen, wobei diese Netze dem gewellten Filterteil Stabilität in der Form verleihen (wahlweise könnten die stützenden Netze aus Edelstahl oder aus einem Verbundwerkstoff hergestellt sein). Das Filterteil besteht aus einem Gewebe (zum Beispiel aus Baumwolle oder aus synthetischem Werkstoff oder auch aus einem anderen Werkstoff mit feuerhemmenden Eigenschaften), welches mit Öl getränkt und so gefaltet ist, dass es zum Beispiel vier aufeinander liegende Schichten bildet; wobei das Gewebe des Filterteils natürlich eine andere Anzahl Schichten bilden könnte und nicht mit Öl getränkt sein könnte.
  • Gemäß einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform ist das Filterelement 2 aus einem flachen Filterteil gebildet, das heißt ohne Wellungen.
  • Der Rahmen 3 umfasst eine Mehrzahl Elemente, die steif, nicht verformbar, fest miteinander verbunden sind und vorzugsweise aus Nylon PA6FV30 hergestellt sind, wobei der Rahmen 3 insbesondere den Grundrahmen 4 und die beiden Schließplatten 5, die mittels eines Strukturklebstoffes, der lokal das Schmelzen des Kunststoffes bewirkt, miteinander verbunden werden, umfasst.
  • Gemäß den Darstellungen in den 6 und 7 ist der Grundrahmen 4 des Rahmens 3 mit einer ersten ringförmigen Dichtung 10 versehen, die an einer Fläche 11 des Grundrahmens 4, die zu dem Filterelement 2 ausgerichtet ist, befestigt ist und vorzugsweise aus Neopren (zum Beispiel des Typs CR + EPDM mit einer Härte von 30–40 ShA) oder ähnlichem in einer Dicke von etwa 3 mm hergestellt ist und zum Beispiel mit Loctide oder ähnlichem auf die Fläche 11 des Grundrahmens 4 des Rahmens 3 geklebt ist.
  • Gemäß einer möglichen Ausführungsform, die in 6 dargestellt ist, ragt die ringförmige Dichtung 10 in Höhe der kleineren Seiten des Grundrahmens 4 aus diesem Grundrahmen 4 des Rahmens 3 heraus. Gemäß einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform ragt die ringförmige Dichtung 10 längs des gesamten Grundrahmens 4 aus dem Grundrahmen 4 selbst heraus; gemäß einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform ragt die ringförmige Dichtung 10 an keiner Stelle aus dem Grundrahmen 4 heraus.
  • Wie in den 6 und 7 dargestellt, ist der Grundrahmen 4 des Rahmens 3 mit einer ringförmigen Dichtung 12 versehen, die an einer Fläche 13 des Grundrahmens 4 gegenüber dem Filterelement 2 und somit gegenüber der Fläche 11 befestigt ist. Auch die ringförmige Dichtung 12 ist vorzugsweise aus Neopren (zum Beispiel des Typs CR + EPDM mit einer Härte von 30–40 ShA) oder ähnlichem und in einer Dicke von etwa 6 mm gefertigt und zum Beispiel mit Loctide oder ähnlichem auf die Fläche 11 des Grundrahmens 4 des Rahmens 3 geklebt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Fläche 13 des Grundrahmens 4 des Rahmens 3 ein Paar Rippen 14 auf, die die ringförmige Dichtung 12 in ihrem Inneren halten, und die Funktion haben, die ringförmige Dichtung 12 mechanisch zu schützen, wodurch vermieden wird, dass die ringförmige Dichtung 12 während des Einbaus der Vorrichtung 1 zum Filtern zu hohen Scherkräften ausgesetzt wird. Die Rippen 14 haben eine Dicke von etwa 3 mm, was annähernd der Hälfte der Dicke der ringförmigen Dichtung 12 entspricht.
  • Die in den beigefügten Figuren dargestellte Vorrichtung 1 zum Filtern hat sich auf Grund einer äußerst guten Bemessung der eigenen Teile als besonders leistungsstark erwiesen. In der Vorrichtung 1 zum Filtern, die in den beigefügten Figuren dargestellt ist, weist insbesondere der Grundrahmen 4 des Rahmens 3 eine Länge zwischen 135 und 155 mm und eine Breite zwischen 85 und 95 mm auf; des weiteren weist das Filterelement 2 eine Höhe auf, die rechtwinklig zum Grundrahmen 4 des Rahmens 3 gemessen zwischen 70 und 90 mm beträgt. Anders ausgedrückt weist die Höhe des Filterelements 2, die rechtwinklig zum Grundrahmen 4 gemessen wird, ein Maß auf, das zwischen dem 0,70- und 1,05-fachen der Breite (also des kleineren Maßes) des Grundrahmens 4 beträgt.
  • Die oben beschriebene Vorrichtung 1 zum Filtern weist zahlreiche Vorzüge auf. Insbesondere ist die oben beschriebene Vorrichtung 1 zum Filtern einfach und wirtschaftlich herzustellen und weist im Verhältnis zu einer entsprechenden flachen Standard-Vorrichtung zum Filtern mit gleichem Platzbedarf im Schnitt eine viel größere freie Fläche des Filterelements auf und verursacht somit sehr viel geringere Ladeverluste (perdite di carico).
  • Folglich ist die oben beschriebene Vorrichtung 1 zum Filtern in Fahrzeugen, in denen der Raum, der für die Filtervorrichtung zur Verfügung steht, eng bemessen ist und in denen gleichzeitig die Leistungen des Motors erhöht werden sollen, unabdingbar. Einige Entwicklungstests, die am Motor eines Kraftfahrzeugs durchgeführt wurden, haben beispielsweise gezeigt, dass der Austausch einer flachen Standard-Filtervorrichtung gegen die oben beschriebene Vorrichtung 1 zum Filtern eine Steigerung der Höchstleistung des Motors um 2% bringt.
  • Die vorliegende Erfindung schlägt vor eine Vorrichtung (1) zum Filtern der Luft, die von einem Motor eines Fahrzeugs angesaugt wird, wobei die Vorrichtung (1) zum Filtern mit einem Rahmen (3), der einen flachen Grundrahmen (4), welcher die Form eines Rechtecks oder eines Trapezes hat, aufweist, sowie mit einem Filterelement (2) versehen ist, das vom Rahmen (3) getragen wird, eine konvexe Form hat, welcher einen Querschnitt aufweist, der als "U" ausgebildet ist, und dessen Hohlwölbung zu dem Grundrahmen (4) des Rahmens (3) ausgerichtet ist und aus dem Grundrahmen (4) des Rahmens (3) über diesen heraus ragt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - IT 2001000156 B [0002]

Claims (27)

  1. Vorrichtung (1) zum Filtern von Luft, die von einem Motor eines Fahrzeugs angesaugt wird; wobei die Vorrichtung (1) zum Filtern umfasst: ein erstes Filterelement (2) und einen Rahmen (3), der das erste Filterelement (2) trägt und einen flachen Grundrahmen (4) umfasst, der die Form eines Rechteckes oder eines Trapezes hat; dadurch gekennzeichnet, dass das erste Filterelement (2) eine konvexe Form hat, welche einen als "U" ausgebildeten Querschnitt aufweist und dessen Hohlwölbung zu dem Grundrahmen (4) des Rahmens (3) ausgerichtet ist und aus dem Grundrahmen (4) des Rahmens (3) über diesen heraus ragt.
  2. Vorrichtung (1) zum Filtern von Luft nach Anspruch 1, in der das erste Filterelement (2) zwei axiale einander gegenüberliegende Öffnungen beschreibt; der Rahmen (3) ein Paar Schließplatten (5) umfasst, welche am Grundrahmen (4) des Rahmens (3) befestigt sind und in Höhe der beiden axialen Öffnungen, die von dem ersten Filterelement (2) definiert werden, zum Schließen der axialen Öffnungen so zueinander angeordnet sind, dass sie einander gegenüber liegen.
  3. Vorrichtung (1) zum Filtern nach Anspruch 2, in der jede Schließplatte (5) eine Trapezform aufweist, deren obere Kanten abgerundet sind.
  4. Vorrichtung (1) zum Filtern nach Anspruch 2 oder 3, in der das erste Filterelement (2) mittels einer ersten Klebung (7) aus Kunststoff seitlich an jeder Schließplatte (5) befestigt ist.
  5. Vorrichtung (1) zum Filtern nach Anspruch 4, in der die erste Klebung (7) aus Polyurethan-Kunststoff gebildet ist.
  6. Vorrichtung (1) zum Filtern nach Anspruch 4 oder 5, in der die erste Klebung (7) aus Kunststoff auch zum Befestigen jedes zweiten Filterelements (6) an der zugehörigen Schließplatte (5) verwendet wird.
  7. Vorrichtung (1) zum Filtern nach einem der Ansprüche 2 bis 6, in der jede Schließplatte (5) mittig eine durchgehende Öffnung aufweist, die durch ein zweites Filterelement (6) verschlossen ist.
  8. Vorrichtung (1) zum Filtern nach Anspruch 7, in der ein umlaufender Rand jedes zweiten Filterelements (6) an einer innen liegenden Fläche einer zugehörigen Schließplatte (5) festgeklebt ist.
  9. Vorrichtung (1) zum Filtern nach Anspruch 7 oder 8, in der jedes zweite Filterelement (6) ein flaches Filterteil umfasst.
  10. Vorrichtung (1) zum Filtern nach Anspruch 9, in der das Filterteil jedes zweiten Filterelements (6) ein ölgetränktes Gewebe umfasst.
  11. Vorrichtung (1) zum Filtern nach Anspruch 1, in der das erste Filterelement (2) zwei axiale Öffnungen definiert, die einander gegenüber liegen, und in der ein Paar zweite Filterelemente (6), die vom Rahmen (3) getragen werden, flach ausgebildet sind und in Höhe der axialen Öffnungen, die vom zweiten Filterelement (2) definiert werden, zum Schließen der axialen Öffnungen selbst so zueinander angeordnet sind, dass sie einander gegenüber liegen.
  12. Vorrichtung (1) zum Filtern nach einem der Ansprüche 1 bis 11, in der zwei freie Enden des ersten Filterelements (2) mittels einer zweiten Klebung (8), die aus Kunststoff besteht, am Grundrahmen (4) des Rahmens (3) befestigt sind.
  13. Vorrichtung (1) zum Filtern nach Anspruch 12, in der die zweite Klebung (8) aus Polyurethankunststoff gebildet ist.
  14. Vorrichtung (1) zum Filtern nach einem der Ansprüche 1 bis 13, in der der Grundrahmen (4) des Rahmens (3) ein Paar Sitze (9) aufweist, die einander gegenüberliegen und in denen jeweils ein zugehöriges freies Ende des ersten Filterelements (2) angeordnet ist.
  15. Vorrichtung (1) zum Filtern nach einem der Ansprüche 1 bis 14, in der das erste Filterelement (2) aus einem gewellten Filterteil gebildet ist, das auf beiden Seiten mit Netzen aus Aluminium überzogen ist.
  16. Vorrichtung (1) zum Filtern nach Anspruch 15, in der das Filterteil des ersten Filterelements (2) aus einem Gewebe gebildet ist, das mit Öl getränkt ist.
  17. Vorrichtung (1) zum Filtern nach einem der Ansprüche 1 bis 16, in der der Rahmen (3) eine Mehrzahl steifer Elemente, die nicht verformbar sind und miteinander fest verbunden sind, umfasst.
  18. Vorrichtung (1) zum Filtern nach Anspruch 17, in der die Stangen des Rahmens (3) aus Nylon gefertigt sind.
  19. Vorrichtung (1) zum Filtern nach einem der Ansprüche 1 bis 18, in der der Grundrahmen (4) des Rahmens (3) mit einer ersten ringförmigen Dichtung (10) versehen ist, die an einer ersten Fläche (11) des Grundrahmens (4), welche zu dem ersten Filterelement (2) hin ausgerichtet ist, befestigt ist.
  20. Vorrichtung (1) zum Filtern nach Anspruch 19, in der die erste ringförmige Dichtung (10) aus Neopren hergestellt ist und auf die erste Fläche (11) des Grundrahmens (4) des Rahmens (3) geklebt ist.
  21. Vorrichtung (1) zum Filtern nach Anspruch 19 oder 20, in der die erste ringförmige Dichtung (10) aus dem Grundrahmen (4) des Rahmens (3) in mindestens einem Teilbereich des Grundrahmens (4) selbst heraus ragt.
  22. Vorrichtung (1) zum Filtern nach einem der Ansprüche 1 bis 21, in der der Grundrahmen (4) des Rahmens (3) mit einer zweiten ringförmigen Dichtung (12) versehen ist, die an einer zweiten Fläche (13) des Grundrahmens (4) gegenüber dem ersten Filterelement (2) befestigt ist.
  23. Vorrichtung (1) zum Filtern nach Anspruch 22, in der die zweite ringförmige Dichtung (12) aus Neopren gefertigt ist und auf die zweite Fläche (13) des Grundrahmens (4) des Rahmens (3) geklebt ist.
  24. Vorrichtung (1) zum Filtern nach Anspruch 22 oder 23, in der die zweite Fläche (13) des Grundrahmens (4) des Rahmens (3) ein Paar Rippen (14) aufweist, die in ihrem Inneren die zweite ringförmige Dichtung (12) enthalten.
  25. Vorrichtung (1) zum Filtern nach Anspruch 24, in der die Rippen (14) eine Dicke aufweisen, die annähernd gleich der Hälfte der Dicke der zweiten ringförmigen Dichtung (12) ist.
  26. Vorrichtung (1) zum Filtern nach einem der Ansprüche 1 bis 25, in welcher der Grundrahmen (4) des Rahmens (3) eine Länge zwischen 135 und 155 mm und eine Breite zwischen 85 und 95 mm aufweist, wobei das erste Filterelement (2) eine Höhe aufweist, die rechtwinklig zum Grundrahmen (4) des Rahmens (3) gemessen zwischen 70 und 90 mm beträgt.
  27. Vorrichtung (1) zum Filtern nach einem der Ansprüche 1 bis 26, in der das erste Filterelement (2) eine Höhe aufweist, die rechtwinklig zum Grundrahmen (4) des Rahmens (3) gemessen zwischen dem 0,70- und 1,05-fachen der Breite des Grundrahmens (4) beträgt.
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