DE2642083A1

DE2642083A1 - Luftreiniger

Info

Publication number: DE2642083A1
Application number: DE19762642083
Authority: DE
Inventors: Joseph C Tokar
Original assignee: Donaldson Co Inc
Current assignee: Donaldson Co Inc
Priority date: 1975-09-22
Filing date: 1976-09-18
Publication date: 1977-03-31
Also published as: JPS5247615U; BR7606208A; US4157902A; FR2324886A1; IT1071698B; FR2324886B1; GB1538728A; AU508849B2; CA1062630A; ZA765581B; JPS5410409Y2; AU1797476A; DE2642083C2

Description

DONALDSON COMPANY, INC. 14oo West 94th Street, Minneapolis, Minnesota, V.St.A.

"Luftreiniger"

Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftreiniger zum Anschluß an die Luftansaugleitung einer Maschine eines Straßenfahrzeuges mit einem rohrförmigen Gehäuse, das einen im wesentlichen gleichmäßigen Querschnitt aufweist und einen Einlaß und Auslaß besitzt, wobei der Einlaß so ausgebildet ist, daß er einen Lufteinfluß bildet und der Auslaß in der Lage ist, an den Lufteinlaß angeschlossen zu werden, wobei das Gehäuse ein luftdurchlässiges Filterelement enthält.

Ganz allgemein bezieht sich die Erfindung auf den Fahrzeugbau und insbesondere auf die Gestaltung von Ausrüstungselementen, um Feststoffpartikelchen aus der Luft zu entfernen, die in die

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Maschine eines überlandfahrzeuges oder anderer Fahrzeuge eingesaugt wird.

Bei derartigen Fahrzeugen ist es üblich geworden, die Luft zum Maschineneinlaß über eine Leitung zu führen, die sich von der Maschine nach rückwärts und dann nach oben zu einem Einlaß erstreckt, der hinter und oberhalb des Kabinendaches mündet. In dieser Leitung ist ein Filterelement angeordnet, das häufig in der Form eines hohlen Bauteiles gefalteten Papiers besteht und das an einem Ende geschlossen ist, so daß die Luft durch die Poren des Papieres strömt und Feststoffpartikelchen an der Papieroberfläche festgehalten werden. Fahrzeugmaschinen haben einen großen Luftbedarf und um die Drosselung oder den Druckabfall in der Leitung so weit wie möglich zu vermeiden, weist diese Leitung einen relativ großen Durchmesser auf. Durchmesser in der Größenordnung von 2oo mm sind üblich.

Die erforderlichen Luftreiniger sind für die Straßenbenutzer, insbesondere die Autobahnbenutzer,ein üblicher Anblick. Sie weisen einen erheblichen Durchmesser auf und lassen sich in ihrer Größe mit dem Kraftfahrzeugtank des Fahrzeuges vergleichen und da ein anderer Platz häufig nicht zur Verfügung steht, sind sie im Bereich angeordnet, die besser für eine größere Ausbildung des Kraftfahrzeugtankes benutzt werden

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könnte, wenn der Kraftfahrzeugtank länger ausgebildet sein könnte.

Im Verlaufe der Jahre sind die Luftreiniger dadurch verbessert worden, indem eine Zentrifugalreinigerstation an der Eintrittsseite des Reinigers vermieden wird, da festgestellt werden konnte, daß für diese Leistungen derartige zusätzliche Reinigungen überflüssig sind. Weiterhin wurden Papierfilterzylinder entwickelt mit dünneren Wandungen und Verbesserungen wurden durch entsprechende Gestaltungen erreicht, die damit den Beförderungsweiten besser angepaßt waren. Jede dieser Verbesserungen verringerten die physikalischen Größen der Anordnung, wobei trotzdem der Luftstrom in vollem Umfang aufrechterhalten blieb. Offensichtlich ist nunmehr eine Grenze erreicht, wobei weitere Verbesserungen der Leistungsfähigkeit nur durch Verringerung der Luftmenge erkauft werden können. Mögliche Verbesserungen mögen noch in chemischen Verhandlungen des Filterpapieres gesehen werden. So ist eine Hauptursache für das Versagen von Faltenpapierfilterelementen durch den Eintritt von Feuchtigkeit zu sehen und eine neue Einlaßkonstruktion, bei welcher das Wasser durch einen Aufgleiteffekt abgeführt wird, bevor es das eigentliche Filterpapier erreicht ermöglicht die Benutzung von kleineren Filterelementen. Alle diese Anordnungen sind aber dazu bestimmt, kontinuierlich so lange benutzt zu werden, bis die Ansammlung von Feststoffpar tikelchen den Durchlaßwiderstand des Filters so erhöht, daß

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dieser einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Wenn dieser Fall eintritt, wird der Boden des Gehäuses abgenommen und das Filterelement entfernt und ein neues Filterelement eingesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Leistungsfähigkeit derartiger Filter weiterhin zu verbessern.

Gemäß der Erfindung wird zuerst vorgeschlagen, mehr als 5o mm Durchmesserverringerung dadurch zu erreichen, daß das Filterelement konisch ausgebildet wird, wobei das Gehäuse keinen größeren Durchmesser aufweist, als das Filterelement an seiner stärksten Stelle. Hierdurch wird der gleiche Querschnittsbereich von Freiraum um das Filter an einem Ende erreicht, während das auf Null reduzierte andere Ende des Filters erreicht wird, wird sichergestellt, daß das Volumen des Luftflusses durch den Bereich ebenfalls abnimmt, solange Luft kontinuierlich durch die Wandung des Filters strömt. Dieses ist eine Tatsache unabhängig in welcher Richtung die Luft durch das Filterelement fließt. Als Teil des Erfindungsvorschlages wird angesehen, daß die Teile des Gesamtluftreinigers als innere oder äußere Diffusor ausgebildet sind, wodurch die Drosselung reduziert und damit die mögliche Luftströmung erhöht wird. Schließlich wird durch das Vorsehen von Schnellverschlüssen an den Enden ein Filterelement geschaffen, das einheitlich einbaubar ist, wobei die neue Konstruktion so kostengünstig herstellbar ist,

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daß sie als Wegwerfelernent ausgebildet sein kann, wobei selbstverständlich die Benutzung des äußeren Gehäuses des neuen Filterelementes möglich ist.

Verschiedene Vorteile und Merkmale der neuen Einrichtung gemäß der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen hervor. Zum besseren Verständnis der Erfindung, ihrer Vorteile und des Erfindungsgegenstandes wird Bezug auf die Zeichnungen genommen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind.

Die Zeichnungen zeigen in

Pig» 1 eine teilweise Seitenansicht eines Uberlandfahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 einen Teilschnitt gemäß Fig. 1 mit einer zum Stand der Technik gehörenden Einrichtung,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 4 einen entsprechenden Schnitt durch eine zweite Ausführungsform gemäß der Erfindung.

In Fig» T ist das vordere Teil eines Uberlandlastwagens 1o dargestellt mit einem Tank 19. In diesem Fahrzeug ist die Kabine oberhalb der Maschine angeordnet und die Luftzufuhr zur

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Maschine erfolgt über eine Leitung 12, die sich nach rückwärts und dann nach oben erstreckt und in einer Einlaßöffnung 13 oberhalb und hinter der Kabine endet.

Die Leitung 12 wird vom Rahmen 14 getragen unter Zwischenschaltung entsprechender Hilfsmittel, wie beispielsweise die vertikale Strebe 15 und Klammern 16, 17. Die Leitung 12 umfaßt ein Einlaßrohr 2o, einen Filterbereich 21 und ein Auslaßrohr 22. Die Einlaßöffnung 14 ist am Einlaßrohr 2o über Klammern 23 befestigt und wie dargestellt als L-förmige Öffnung ausgebildet, so daß eine direkte Zufuhr der Luft zu dieser Öffnung durch die Luft erfolgt, durch welche sich das Fahrzeug bewegt.

Der Filterbereich 21 ist teleskopartig innerhalb des Einlaßrohres 2o an der Verbindungsstelle 24 angeordnet. Das Rohr 22 und der Filterbereich 21 sind über eine Flanschkupplung miteinander verbunden, wobei diese Flanschkupplung einen ersten Flansch 26 aufweist, der mit dem Filterbereich 21 verbunden ist und einen zweiten Flansch 27, der mit dem Auslaßrohr 22 verbunden ist. Weiterhin sind eine Vielzahl von Befestigungsmittel, wie beispielsweise Bolzen 3o vorgesehen, die durch die beiden Flansche führen. Das Auslaßrohr 22 wird teleskopartig in dem Maschinenansaugrohr 32 im Bereich der Verbindungsstelle 31 gehalten. Die Durchmesser des Einlaßrohres2o

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des Filterbereiches 21 und des Auslaßrohres 22 sind im wesentlichen gleich.

Fig. 2 zeigt eine zum Stand der Technik gehörende Ausbildungsart. Hier ist dargestellt, wie das Rohr 112 an einem Einlaßbauteil 113 anschließt und vom Rahmen 114 des Fahrzeuges 11o durch die Vertikalstrebe 115 (116 und 117) getragen wird. Die Leitung 112 ist einteilig mit einem Einlaßrohr 12o und umfaßt einen Luftreiniger 121 und ein Luftauslaßrohr 122. Der Luftreiniger 121 weist einen erheblich größeren Durchmesser als die Bauteile 12o und 122 auf und ist direkt vor Kopf des Kraftstofftankes 119 gelagert, so daß dadurch das Volumen dieses Tanks entsprechend eingeschränkt wird. Das untere Teil der Anordnung 121 muß zugänglich sein, um das darin angeordnete Filterelement auswechseln zu können.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist die Einlaßöffnung so ausgebildet, daß sie vom Einlaßrohr 2o durch innen angeordnete Klammern 34 getragen wird und zusätzlich durch die Klammer 23 befestigt ist. Der Filterbereich 21 umfaßt ein Gehäuse 4o, das teleskopartig innerhalb des Einlaßrohres 2o angeordnet ist, und zwar im oberen Bereich desselben und einen Flansch 25 am unteren Ende trägt. Innerhalb des Gehäuses 4o ist ein konisch ausgebildetes luftdurchlässiges Filterelement angeordnet, das einen Konus aus gefaltetem Papier aufweist,

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welcher entsprechend gehalten wird, beispielsweise durch innere und äußere luftdurchlässige Bauteile 43 und 44, einen Endring 45 und eine Endkappe 46. Die Maschinenelemente 43 bis 46 sind fest mit dem gefalteten Papierkonus verbunden, um derart diesen letzteren zu tragen und zu stützen und um außerdem den Faltenabstand zu gewährleisten, um derart den aktiven Filterbereich sicherzustellen. Die Endkappe 46 schließt das gesamte schmalere Ende der Einheit, während der Endring 45 die Enden der Falten abschließt, aber das innere, d.h. das Zentrum der Gesamteinheit im vollen Umfang offen läßt. Der Endring 45 wird gleitend in einer ringförmigen Ausnehmung 47 am Boden des Gehäuses 4o aufgenommen. Mit dem schmalen Ende des Filterelementes 41 ist ein Stellteil 48 verbunden, das eine Vielzahl sich radial erstreckender Arme 5o aufweist, die an der inneren Fläche des Gehäuses 4o anliegen. Das Stellteil 48 ist abnehmbar mit dem Filterelement 41 durch eine Vielzahl von Federklammern 51 verbunden, die über die Endkante 52 der Endkappe 46 greifen und die so ausgebildet sind, daß sie innerhalb des Einlaßrohres 2o als Luftführungen 53 wirken, und zwar entweder als Kontraktor oder Diffusor. Sie besitzen einen konstanten Außendurchmesser und einen variablen Innendurchmesser. Die Luftführungen 53 schaffen damit einen laminaren Fluß der Luft, wenn diese aus dem Einlaßrohr 2o über den Ringraum 54, Zwischengehäuse 4o und dem kleinen Ende des Filterelementes 41 fließt.

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Das Auslaßrohr 22 wird teleskopisch in einem Halteflansch 27 am oberen Ende gehalten. Ein Ring 55 ist in das obere Ende des Rohres 22 eingepreßt und umfaßt eine innere Lippe 56, in welche die äußere Seite einer Luftführung 57, insbesondere ein Diffusor eingebaut ist, der sich nach außen konisch erweitert und an dem Auslaßrohr 22 anliegt und den Laminarfluß aufrechterhält, wenn der Kanaldurchmesser von dem Ringbereich 58 innerhalb des Filterelementes 41 zum vollen Durchmesser der Leitung sich erweitert. Eine Dichtung 6o liegt dem Endring 45 des Filterelementes 41 an und bewirkt eine Abdichtung zwischen dem Filterelement 41 und dem Auslaßrohr. Es ist festzustellen, daß bei dieser Ausführungsform gemäß der Erfindung der Luftstrom durch das konische Faltenfilterpapierelement von außen nach innen erfolgt.

Ein besonderer Vorteil der beschriebenen Konstruktion ist die Einfachheit/ mit welcher das Filterelement 41 ausgewechselt werden kann, wenn es mit Feststoffpartikelchen so belastet ist, daß dadurch die Wirksamkeit herabgesetzt wird. Um diesen Wechsel durchzuführen, wird die Klammer 16 gelöst, die Klammer kann auch gelöst werden, wenn eine zusätzliche Freigabe gewünscht wird. Die Schrauben 3o werden abgenommen und die Einlaßöffnung 13, das Einlaßrohr 2o und der Filterbereich 21 als Gesamteinheit angehoben und seitlich abgelegt, wobei die Trennung im Bereich der Dichtung 55 erfolgt. Nachdem nunmehr die

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Innenseite des Filterelementes 41 zugänglich ist, kann dieses Bauteil nach unten aus dem Gehäuse 4o herausgezogen werden,
wobei das Stellteil 48 einheitlich mitbewegt wird. Die Federklainmern 41 können gelöst werden, das Stellteil 48 wird abgenommen und auf das obere Ende 46, d.h. die Endkappe 46, eines neuen Filterelementes 41 aufgesetzt und anschließend wird umgekehrt vorgegangen um das Bauteil wieder einzusetzen. Die
Dichtung 6o verbleibt normalerweise im Ring 55 und kann erneuert oder ausgewechselt werden, wenn dies erforderlich erscheint.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung besteht im wesentlichen aus den gleichen Elementen, unterscheidet sich aber dadurch,
daß die Luft durch das konische Faltenfilterelement von der
Innenseite zur Außenseite fließt. Identische Bauelemente sind in den Fig. 2 und 3, daher mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Wie bereits vorstehend erläutert, ist eine Einlaßöffnung 13 auf dem Einlaßrohr 2o über Klammern 34 und Klammern 23 befestigt, wobei der Filterbereich 21 teleskopartig in dem Einlaßrohr 2o aufgenommen wird und das Auslaßrohr 22 mit dem Filterbereich 21 über die Flanschverbindung 25 gekuppelt ist. Der
Filterbereich 21 umfaßt ein Gehäuse 14o, das luftdurchlässige Bauteil, d.h. das Filterelement 41, umfaßt einen Papierfaltenfilterkonus 42, innere und äußere perforierte Bauteile 43 und 44, einen Endring 45 und eine Endkappe 46.

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Ein Stellteil 148 ist mit der Endkappe 46 über Federklammern verbunden. Weiterhin ist eine Luftführung 153, insbesondere als Diffusor vorgesehen, der etwas anders ausgebildet ist, als die Luftführung 53 gemäß der vorher beschriebenen Ausführungsform und Arme 15o aufweist, die an einem Ring 149 angeordnet sind, welcher dicht in einer Ausnehmung 147 im Gehäuse 14o eingreift. Die Luftführung 153 hält einen linearen Luftstrom aufrecht, von dem Ringbereich 154, der das kleinere Ende des Filterelementes 51 umgibt, und durch das Auslaßrohr 22 definiert wird.

In das Einlaßrohr 2o ist eine Luftführung 156 eingepreßt, die als Kontraktor oder Diffusor ausgebildet ist, um einen linearen Luftstrom der Luft aus dem Rohr 2o zum Ringbereich 158 innerhalb des Ringes 45 aufrecht zu halten.

Um das durchlässige Bauteil, d.h. also das Filterelement 41 auszuwechseln, wird im wesentlichen so wie unter Fig. 3 beschrieben vorgegangen. Nach Lösen der Klammern wird die Flanschkupplung 25 getrennt, und zwar in diesem Fall um ein Maß das ausreicht, um die Luftführung 153 seitlich zu verschieben, gegenüber dem Auslaßrohr 22. Durch Ergreifen der Luftführung 153 wird die Luftführung und das Filterelement 41 nach unten aus dem Gehäuse 14o als Gesamteinheit herausgezogen. Das Stellteil 148 kann losgeklammert werden und auf ein neues Filterelement auf- ges*tzt werden und anschließend werden die Bauteile wieder ein-

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gestzt. Hierbei sollte beachtet werden, daß die Luftführung an ihrem unteren Ende so dimensioniert ist, daß sie leicht in den Ring 45 des Filters 41 eingesetzt werden kann.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten und vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es sind demgegenüber Abänderungen möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche:

1. J Luftreiniger zum Anschluß an die Luftansaugleitung

eines Straßenfahrzeuges mit einem rohrförmigen Gehäuse von im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt und Ein- und Auslaß, wobei der Einlaß in der Lage ist, einen Luftstrom aufzunehmen und der Auslaß an die Luftansaugleitung der Maschine angeschlossen ist und das Gehäuse einen luftdurchlässigen Filter besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (41) hohl, langgestreckt und konisch ausgebildet ist, daß innerhalb des Gehäuses (4o) derart gehalten ist, daß das größere Ende des Filters an der Innenseite des Gehäuses anliegt und das kleinere Ende des Filters geschlossen und durch ein Stellteil (48) im Abstand von der inneren Fläche des Gehäuses gehalten ist, so daß ein Luftstrom durch das Einlaßrohr (2o) in das Gehäuse (4o) fließen kann, durch das Filterelement (41) fließt und dann zum Auslaßrohr (22) gelangt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellteil (48) an dem Filterelement (41) angeklammert ist und gegen die innere Fläche des Gehäuses (4o) anstößt und auf diese Weise das Filterelement (41) in einer zentrierten Stellung hält.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (41) derart in dem Gehäuse (4o) angeordnet ist, daß das schmalere Endteil des Filterelementes zum Einlaßrohr (2o) hingerichtet ist, wobei der vom Einlaßrohr (2o) zum Auslaßrohr (22) schließende Luftstrom das Filterelement (41) von außen nach innen durchströmt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des verjüngten Endes des Filterelementes (41) ein Deflektor (53) vorgesehen ist, durch den ein stromlinienförmiger Luftstrom vom Einlaßrohr (2o) in den Raum zwischen dem Gehäuse (4o) und dem Filterelement (41) sichergestellt wird.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Auslasses des Gehäuses (4o) eine rohrförmige Luftführung (57) vorgesehen ist, deren Querschnittsbereich sich in Richtung des Luftflusses vergrößert, um derart die Luftströmung vom Auslaßrohr (22) zur Ansaugleitung zu führen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (41) in dem Gehäuse (4o) derart angeordnet ist, daß das weitere Ende des Filterelementes

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zum Einlaßrohr (2o) hingerichtet ist und der Luftstrom vom Einlaßrohr (2o) zum Auslaßrohr (22) das Filter von innen nach außen durchströmt.

7. Vorrichtung naGh Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des sich verjüngenden Endes des Filterelementes (41) ein Stellteil (148) vorgesehen ist, dessen Quer schnittsbereich in Richtung des Luftstromes sich ver ringert, um derart eine Luftführung vom Auslaßrohr (22) zur Maschinenansaugleitung sicherzustellen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des weiteren Endes des Filterelementes (41) ein Rohr (156) angeordnet ist, dessen Quer schnitt sich in Richtung des Luftstromes verringert, um derart eine entsprechende Luftführung zum Filterelement (41) zu schaffen.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (41) durch einen kegelstumpfförmigen Konus aus ge faltetem Papier gebildet wird, wobei das Filterpapier zwischen inneren und äußeren durchlässigen Bauteilen (43) und (44) gehalten wird, derart, daß die Enden der Falten im Bereich des weiteren Endes des Filterelementes (41)

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durch einen Endring (45) geschlossen werden und das gesamte sich verjüngende Ende des Konus durch die Endkappe (46) abgeschlossen ist.

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