DE3333621A1

DE3333621A1 - Luftfiltergehaeuse fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3333621A1
Application number: DE19833333621
Authority: DE
Inventors: Dieter 4400 Münster Baumann; Norbert 4402 Greven Prinz
Original assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Current assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Priority date: 1983-09-17
Filing date: 1983-09-17
Publication date: 1985-04-11

Description

Titel: Luftfiltergehäuse für eine Brennkraftmaschine Luftfiltergehäuse für eine Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft ein Luftfiltergehäuse für eine Brennkraftmaschine , insbesondere für ein LKW-Triebwerk, mit seitlichem Lufteinlaßstutzentund zentraler Luftaustrittsöffnung , an dem als Befestigungsmittel zur Aufnahme von Verbindungsbolzen ausgebildete Auflagepratzen angeordnet sind Luftfiltergehäuse der genannten Art , insbesondere für große Saugmotoren - EinheitenZhaben die Aufgabe , einen auswechselbaren Filtereinsatz aufzunehmen und gegen Falschluftzutritt abzudichten , und darüberhinaus das Ansauggeräusch zu dämpfen Bekannte Luftfiltergehäuse sind aus mehreren einzelnen Baugruppen wie Gehäusekörper , Boden , Deckel , Lufteinlaßstutzen , Auslaßstutzen und Befestigungsmittel in Blechkonstruktion gefertigt und durch Punktschweißen, Nieten oder Bördeln zu einer Baueinheit verbunden Von Nachteil ist hierbei die relativ aufwendige Fertigung , sowie die Übertragung von Körperschall durch das Blechgehäuse , sowie dessen materialbedingt geringes Schalldämpfungsvermögen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , ein Luftfiltergehäuse für eine Brennkraftmaschine , insbesondere für ein LKW-Triebwerk , der eingangs genannten Art anzugeben s welches sich infolge seiner Raumgestaltung zur Herstellung durch ein besonders unkompliziertes Herstellungsverfahren eignet , und darüberhinaus schalldämpfende und insbesondere körperschalldämpfende Eigenschaften besitzt Die Lösung der Aufgabe gelingt mit der Erfindung dadurch daß das Gehäuse einschließlich Lufteinlaßstutzen , Luftaustrittsöffnung sowie Auflagepratzen einstückig aus Kunststoff hergestellt ist Durch die erfindungsgemäße Herstellung des Luftfiltergehäuses als eine im wesentlichen einstückige Baugruppe aus Kunststoff wird mit Vorteil insbesondere bei der Serienfertigung größerer Stückzahlen die Anwendung eines unkomplizierten Herstellungsverfahrens ermöglicht , durch dag der Herstellungsaufwand - unbeschadet des einmaligen Formkostenaufwandes - drastisch reduziert wird Darüberhinaus hat das Luftfiltergehäuse aus Kunststoff vorteilhafte Schaildämpfungseigenschaften,insbesondere gegenüber der Leitung von Körperschall Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor , daß das Gehäuse ein vorzugsweise allseitig mit Außenrippen verstärkter , im Verhältnis zu seinen Abmessungen relativ dünnwandiger , im wesentlichen zylinderförmiger Hohlkörper ist Durch diese Ausgestaltung wird mit Vorteil sowohl das Konstruktionsgewicht als auch der Materialaufwand minimiert , und andererseits eine hohe Formstabilität des Gehäuses erreicht Weiter ist vorgesehen , daß die Auflagepratzen mit tanzentral an das Gehäuse angeformten Rippen ausgebildet sind , die in zur Gehäuseachse senkrechten Ebenen verlaufend durch diagonale Verbindungsrippen zu einem räumlichen Fachwerk ausgebildet sind , wobei die Knotenpunkte zwischen den Rippen als zylinderförmige Hohlkörper ausgebildet sind , deren Achsen entlang den gedachten Durchdringungslinien der Rippen verlaufen Mit Vorteil wird durch diese Ausgestaltung die Einleitung der Haltekräfte in das Gehäuse mit einem Minimum an Materialaufwand erreicht , wobei die Rippen der Auflagepratzen und das Gehäuse zu einem sich gegenseitig stabilisierenden Verbund mit leichtem Gewicht und hoher Festigkeit vereinigt sind Eine vorteilhafte , fertigungsgerechte Gestaltung wird auch dadurch erreicht , daß sowohl die das Gehäuse versteifenden als auch die die Auflagepratzen bildenden dwzw. sich senkrecht schneidenden Rippen in zueinander parallelenVEbenen angeordnet sind Durch diese Ausgestaltung wird mit Vorteil das Ausformen des Gehäuses aus der Kunststoffspritzform erleichtert und die Formkosten selbst werden verringert Bei einem Luftfiltergehäuse für eine Brennkraftmaschine, und insbesondere für ein LKW-Triebwerk , ergeben sich durch Vibrationen des Motors und Beschleunigungszustände beim Fahren erhebliche Probleme bezüglich Ermüdungserscheinung des Materials im Bereich der Befestigungsmittel Diese Schwierigkeit wird mit Vorteil durch die Erfindung dadurch überwunden , daß die Verbindungsbolzen , mit denen die Auflagepratzen an einer Befestigungsebene montiert sind , ihrerseits in Befestigungsschuhe eingelassen sind , und daß die Auflagepratzen an ihren Fußenden mit Einschubführungen ausgebildet sind , in welche die Befestigungsschuhe einschiebbar sind Mit Vorteil ergibt sich hierdurch zwischen Befestigungs schuhen , die die Haltekräfte einleiten , und den Einschubführungen an den Fußenden der Auflagepratzen jeweils eine relativ große Auflagefläche , wodurch eine Konzentration von Kraftlinien an den Übergangsstellen zwischen Verbindungsbolzen und Auflagepratzen vermieden wird Dabei ist vorgesehen , daß die Befestigungsschuhe aus einem Werkstoff gefertigt sind , der eine wesentlich höhere Festigkeit aufweist , als der Kunststoff des Gehäuses , und daß sie vorzugsweise aus Metall bestehen Dabei eignen sich die Befestigungsschuhe infolge ihrer unkomplizierten Formgebung zur Herstellung als Gußstück, beispielsweise Spritzguß aus Leichtmetall oder Zink Ein weiterer Vorteil ergibt sich mit der Anordnung der Befestigungsschuhe dadurch , daß diese mit verdrehungshemmenden Vertiefungen zur Aufnahme der Bolzenköpfe ausgebildet sind und jeweils eine Auflagefläche gegenüber den Einschub führungen aufweisen , die zumindest um den Faktor 3 größer ist als die Auflagefläche eines Bolzenkopfes In weiterer Ausgestaltung des Luftfiltergehäuses ist vorgesehen , daß der Boden des Gehäuses von einem abnehmbaren , mittels Bajonettverschluß befestigbaren Deckel gebildet ist , dessen Durchmesser größer als der Durchmesser der Filterpatrone ist , und der im Zentrum durch einen Stehbolzen mit der Filterpatrone verbunden ist Auf diese Weise geben sich bei geringst möglichem Aufwand die Filterpatrone und der mit dem Bajonettverschluß befestigte Deckel gegenseitig Halt und Festigkeit Eine sowohl strömungstechnisch günstige als auch ästhetisch formschöne Ausgestaltung des Luftfiltergehäuses ergibt sich dadurch , daß es an der dem Boden entgegengesetzten Seite mit einem konzentrisch zur Gehäuseachse nach innen mit einem Radius eingezogenen Kragen ausgebildet ist dessen Innendurchmesser kleiner als der der Filterpatrone ist , daß der Kragen von innen mit einem formgleich anliegenden Blechring versteift ist , und daß außen am Kragen ein mit einem Austrittsstutzen ausgebildeter Formring aus Blech anliegt , wobei der innere und der äußere Blechring unter Zwischenlage des Kragens als Dichtung miteinander durch Verbindungsmittel verbunden sind Die Ausgestaltung des Austrittsstutzen als angesetzter Blechring hat den Vorteil , daß für verschiedene Triebwerkstypen unterschiedliche Austrittsstutzendurchmesser ohne Änderung der Kunststoff - Herstellungsform am unveränderten Luftfiltergehäuse angeordnet sein können Und schließlich sieht eine Ausführungsform für ein LKW-Triebwerk vor , daß das Luftfiltergehäuse ein Innenvolumen von annähernd 32000cm3 und die zugehörige Filterpatrone eine Filterfläche von annähernd 100 000 cm2 aufweist Im folgenden wird das Luftfiltergehäuse anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung mit seinen Vorteilen näher erläutert . Die Darstellun- zeigt Figur 1 ein Luftfiltergehäuse in Einbauposition in Seitenansicht , teilweise im Schnitt Figur 2 eine Frontansicht des Luftfiltergehäuses gemäß Fig. 1 , mit teilweiser Schnittdarstellung der Auflagepratzen mit in Befestigungsschuhe eingelassenen Verbindungsbolzen Figur 3 eine Frontansicht des abnehmbaren Deckels, Figur 4 eine Detaildarstellung von Kragen und Austrittsstutzen mit eingesetzter Filterpatrone , im Schnitt Das Filtergehäuse 1 in Figur 1 besitzt einen zylindrischen Grundkörper /mit in der gezeigten Einbausituation horizontaler Achse und im wesentlichen zylinderförmiger Gestaltung . Seitlich am Grundkörper 2 befindet sich ein Lufteintrittsstutzen 3 . Dieser mündet annähernd in Körpermitte tangential in den Grundkörper 2 ein . Das Filtergehäuse 1 ist erkennbar einstückig aus Kunststoff gefertigt . Es besitzt zur Luftaustrittsseite hin eine vordere zentrale Luftaustrittsöffnung 4 und gegenüberliegend einen abnehmbaren Boden 5 . Dieser ist durch Bajonettverschlüsse 6 mit dem Grundkörper 2 verbunden . Eine im Inneren liegende Filterpatrone 7 ist mit dem abnehmbaren Boden 5 im Bereich der Grundkörperachse durch einen Stehbolzen 8 verbunden und gegen die Luftaustrittsseite hin abgestützt . Der Grundkörper 2 des Filtergehäuses 1 ist ein vorzugsweise allseitig mit Außenrippen 9 verstärkter , im Verhältnis zu seinen Abmessungen relativ dünnwandiger , im wesentlichen zylinderförmiger Hohlkörper aus Kunststoff . Dieser ist an der Luftaustrittsseite mit einem konzertrisch zur Gehäuseachse nach innen eingezogenen Kragen 10 ausgebildet , dessen Innendurchmesser die vordere Öffnung 4 des Filtergehäuses bildet . Der Kragen ist innen mit einem formgleichanliegenden Blechring 14 versteift , wogegen von außen an der Gehäuseaustrittsseite ein Blechformring 28 anliegt , der den konzentrischen Austrittsstutzen 11 aufweist . Der innenliegende Blechring 14 und der außenanliegende Blechformring 28 sind unter Zwischenlage des Kragens 10 als Dichtung durch Verbindungsmittel 12 miteinander dicht verbunden . Als Verbindungsmittel dienen Nieten oder mit Sprengringen versehene kurze Bolzen . Die Filterpatrone 7 ist gegenüber dem Blechformring 28 durch eine ringförmige Dichtung 13 luftdicht abgedichtet . Die als Befestigungsmittel für das Filtergehäuse 1 gegenüber einer Montageebene dienenden Auflagepratzen 15,15' sind mit tangential an den Grundkörper 2 des Filtergehäuses 1 angeformten Rippen 20 ausgebildet . Diese im Abstand liegenden Rippen 20 sind durch diagonale Verbindungsrippen 21 gegeneinander versteift und bilden mit diesen ein räumliches Fachwerk 22 Die Knotenpunkte 23 zwischen den Rippen 20 und den Verbindungsrippen 21 sind als zylinderförmige Hohlkörper 24 ausgebildet , wodurch eine bessere und elastischere Ein -und Durchleitung von Kraftlinien bei Beanspruchung sichergestellt wird . Diese Ausbildung des räumlichen Fachwerks 22 der Auflagepratzen 15 ist ein erfindungswesentliches Merkmal der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Filtergehäuses im Zusammenhang mit der einstückigen Fertigung aus Kunststoff . Dadurch wird gewährleistet , daß ein Höchstmaß an Stabilität mit einem gewissen Maß an Elastizität verbunden und dadurch das Gehäuse gegenüber Vibrationsbeanspruchung und Stoßbeanspruchungen durch Erschütterungen des Fahrzeuges vom Filtergehäuse 1 gesichert ist die vàufget-angen werden~, ohne in diesem schädliche Materialermüdungen hervorzurufen . Die zylinderförmigen Hohlkörper 24 befinden sich mit ihren Mittelachsen im Bereich der gedachten Durchdringungslinien der geraden und diagonalen Rippen 20,21 . Diese Rippen , sowie die übrigen Versteifungsrippen 9 am Gehäuse sind aus Gründen fertigungstechnischer Vereinfachung in zueinander parallelen bzw. sich senkrecht schneidenden Ebenen angeordnet Wie die Darstellung in Figur 1 weiter erkennen läßt sind die Verbindungsbolzen 19 in Befestigungsschuhe 18 eingelassen , die ihrerseits in Einschubführungen 17 an den Fußenden 16 der Auflagepratzen 15 eingeschoben sind Damit wird mit Vorteil erreicht , daß die Auflageflächen 27 der Befestigungsschuhe 18 gegenüber der Einschubführung 17 zumindest um den Faktor 3 größer sind als die Auflageflächen der Bolzenköpfe 26 . Weiter sind die Befestigungsschuhe 18 mit Vertiefungen 25 für die Bolzenköpfe 26 ausgebildet , die vorzugsweise sechseckig den Bolzenkopf formschlüssig und damit verdrehsicher aufnehmen.
Weiter sind die Einschubführungen 17 mit einer oberen Abschlußrippe 29 ausgebildet , die verhindert , daß der Bolzenkopf 26 nach oben aus der Vertiefung 25 heraus rutschen kann . Die Befestigungsschuhe 18 sind vorzugsweise aus Metallspritzguß kostengünstig herstellbar und ohne Nachbearbeitung paßfähig Der Boden des Grundkörpers 2 ist , wie bereits erwähnt von einem abnehmbaren .,mittels Baåonettverschlüssen 6 befestigbaren Deckel 5 gebildet , der sowohl im zentralen als auch im periphären Bereich mit Rippen 30 versteift s ein im Verhältnis zu seinen Abmessungen relativ dünnwandiges Gebilde aus Kunststoff ist . Auch die Herstellung dieses Deckels ist infolge Verwendung von Kunststoff als Werkstoff außerordentlich kostengünstig und daher vorteilhaft . Sein Durchmesser ist größer als der Durchmesser der Filterpatrone 7 , die infolgedessen nach Abnehmen des Bodens 5 ohne Mühe eingesetzt bzw. gewechselt werden kann Die Anordnung des Blechformringes 28 an der Luftaustrittsseite des Grundkörpers 2 hat den Vorteil , daß unterschiedliche Dimensionierungen des Austrittsstutzens 11 nach Maßgabe der unterschiedlichen Triebwerksgrößen lediglich durch Konfektionierung eines anderen Blechformringes 28 erreicht werden . Auch können Filterpatronen 7 unterschiedlicher Filterfläche durch unterschiedliche Höhenmaße der Patronen erreicht werden . In einem solchen Falle wird eine relativ kürzere Filterpatrone 7' durch die Länge des Stehbolzens 8 ausgeglichen . Hierdurch ergibt sich der Vorteil , daß bei einem einheitlich ausgestalteten Filtergehäuse eine Anzahl unterschiedlicher Triebwerks - Bautypen abgedeckt werden kann wodurch die Fertigungskosten abermals gesenkt werden Bei einer dargestellten Ausführungsform des Luftfiltergehäuses für eine Filterpatronenlänge von ca 366 mm und einem äußeren Filterpatronendurchmesser von 300 mm ergibt sich beispielsweise ein günstiges Verhältnis des Innenvolumens des Filtergehäuses mit 32 000 cm3 bei einer Filterfläche der zugehörigen Filterpatrone 7 mit annähernd 100 000 cm2 Eine Frontansicht des abnehmbaren Bodens 5 zeigt Figur 3 Darin ist die Lage der Versteifungsrippen 30 und der Baaonettverschlüsse 60 zu erkennen Aus der Schnittdarstellung in Figur 4 ist die Frontseite des Filtergehäuses 1 zu erkennen . Der Kragen 10 ist mit einem fertigungstechnisch günstigen Hadius R ausgebildet und mit dem Blechring 14 innen unterlegt . Außen ist der Kragen 10 mit einer zentrierenden Schulter 31 ausgebildet , durch die die Konfektionierung des Blechformringes 28 erleichtert wird . Der Blechformring 28 ist innen mit einer ringförmigen Anlagefläche 32 für die Dichtung 13 ausgebildet und geht mit einer wulstförmigen Ausbuchtung 33 in den Austrittsstutzen 11 über Liste der Bezugszeichen 1. Siltergehäuse 2. Grundkörper 3. seitl. Lufteintrittsstutzen 4. vord. Luftaustrittsöffnung 5. abnehmbarer Boden 6. Bajonettverschluß 7. Filterpatrone 7' 8. Stehbolzen 9. Rippen 10. Kragen 11. Austrittsstutzen 12. Verbindungsmittel 13. Dichtung 14. innenliegender Blechring 15. Auflagepratzen 15' 16. Fußende 17. Einschubführungen 18. Befestigungsschuhe 19. Verbindungsbolzen 20. tangential angeformte Rippen 21. diagonale Verbindungsrippen 22. räumliches Fachwerk 23. Knotenpunkte 24. Hohlkörper 25. verdrehungshemmende Vertiefungen 26. Bolzenköpfe 27. Auflageflächen 28. Blechformring 29. Obere Abschlußrippe 30. Rippe ( Deckel ) 31. Schulter 32. Auflagefläche 33. Ausbuchtung 34.
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Claims

Luftfiltergehäuse für eine Brennkraftmaschine PATENT ANßP Ü OHE 7,jLuftfiltergehäuse für eine Brennkraftmaschine insbesondere für ein LKW-Triebwerk , mit seitlichem Lufteinlaßstutzen und zentraler Luftaustrittsöffnung an dem als Befestigungsmittel zur Aufnahme von Verbindungsbolzen ausgebildete Auflagepratzen angeordnet sind d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gehäuse (1) einschließlich Lufteinlaßstutzen (3) Luftaustrittsöffnung (4) sowie Auflagepratzen (15) einstückig aus Kunststoff hergestellt ist
2. Luftfiltergehäuse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (1) ein vorzugsweise allseitig mit Außenrippen (9) verstärkter , im Verhältnis zu seinen Abmessungen relativ dünnwandiger, im wesentlichen zylinderförmiger Hohlkörper (2) ist
3. Luftfiltergehäuse nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet , daß die Auflagepratzen (15) mit tangential an'das Gehäuse (1) angeformten Rippen (20) ausgebildet sind , die in zur Gehäuseachse senkrechten Ebenen verlaufend durch diagonale Verbindungsrippen (21) zu einem räumlichen Fachwerk (22) ausgebildet sind wobei die Knotenpunkte (23) zwischen den Rippen (20,21) als zylinderförmige Hohlkörper (24) ausgebildet sind deren Achsen entlang den gedachten Durchdringungslinien der Rippen (20,21) verlaufen .
4. tuftfiltergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet , daß sowohl die das Gehäuse (1) versteifenden Rippen (9) als auch die die Auflagepratzen (15) bildenden Rippen (20,21) in zueinander parallelen bzw. diese senkrecht schneidenden Ebenen liegen
5. Luftfiltergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungsbolzen (19) in Befestigungsschuhe (18) eingelassen sind , und daß die Auflagepratzen (15) an ihren Fußenden (16) mit|Einschubführungen (17) ausgebildet sind, in welche die Befestigungsschuhe (18) einschiebbar sind
6. Luftfiltergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet , daß die Befestigungsschuhe (18) aus einem Werkstoff gefertigt sind , der eine wesentlich höhere Festigkeit aufweist ,als der Kunststoff des Gehäuses (1) , und daß sie vorzugsweise aus Metall bestehen
7. Luftfiltergehäuse nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet , daß die Befestigungsschuhe (18) mit verdrehungshemmenden Vertiefungen (25) zur Aufnahme der Bolzenköpfe (26) ausgebildet sind , und jeweils eine Auflagefläche (27) gegenüber den Einschubführungen (17) aufweisen , die zumindest um den Faktor 3 größer ist als die Auflagefläche eines Bolzenkopfes (26)
8. Luftfiltergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet , daß der Boden (6) des Gehäuses (1) von einem abnehmbaren , mittels Bajonettverschluß (6) befestigbaren Deckel gebildet ist , dessen Durchmesser größer als der Durchmesser der Filterpatrone (7) ist und der im Zentrum durch einen Stehbolzen (8) mit der Filterpatrone (7,7') verbunden ist
9. Luftfiltergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet , daß es an der dem Boden (5) entgegengesetzten leiste mit einem konzentrisch zur Gehäuseachse nach innen eingezogenen Kragen (10) ausgebildet ist , dessen Innendurchmesser kleiner als der der Filterpatrone (7,7') ist , daß der Kragen (10) von innen mit einem formgleich anliegenden Blechring (14) versteift ist , und daß außen am Kragen (10) ein mit einem Austrittsstutzen (11) ausgebildeter Formring (28) aus Blech anliegt « wobei der innere (14) und der äußere Blechring (28) unter Zwischenlage des Kragens (10) als Dichtung miteinander durch Verbindungsmittel (12) verbunde sind
10. Iiuftfiltergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet , daß es ein Innenvolumen von annähernd 32 000 cm3 und die zugehörige Filterpatrone (7) eine Filterfläche von annähernd 100 00 cm2 aufweist