Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung nach dem
Oberbegriff des Anspruchs, wie sie beispielsweise aus der
EP 00 87 722 A1 als bekannt hervorgeht.The invention relates to a filter device according to the
Preamble of the claim, as for example from the
EP 00 87 722 A1 emerges as known.
Die in der EP 00 87 722 A1 aufgezeigte Filteranlage dient zur
Befreiung der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine von
Staubpartikeln. Die Filteranlage besteht aus einem zur
Vorfilterung der Ansaugluft dienenden Zyklon und einem
Feinfilter, in dem die Staubpartikel in einem Filterelement
zurückgehalten werden. Das ringzylindrische Filterelement des
Feinfilters ist in einem Filtergehäuse angeordnet, in das die
unter Überdruck stehende vorgefilterte Ansaugluft zuströmt.
Die gefilterte Reinluft sammelt sich im Innern des
ringzylindrischen Filterelements und wird von dort zu den
Brennkammern der Brennkraftmaschine geleitet. Die
abgeschiedenen Staubpartikeln lagern sich hauptsächlich auf
der Außenseite des Filterelements ab. Um das Zusetzen des
Filterelements zu verhindern, werden die Staubpartikel
ständig oder in gewissen Zeitabständen mittels einer
Absaugrichtung von der Filteroberfläche abgesaugt. Hierzu
dient ein mit der Absaugeinrichtung in Verbindung stehender
Absaugeschlitz, der unmittelbar über der Filteroberfläche
liegt und einen schmalen Bereich überdeckt. Durch langsame
Rotation des Filterelements, das hierfür mit einem Antrieb
versehen ist, gelangt in einer gewissen Zeiteinheit nach und
nach die gesamte Oberfläche des Filterelements in den
Einwirkungsbereich des Absaugeschlitzes. Durch Herstellen
einer Verbindung des Absaugeschlitzes mit der Atmosphäre oder
einer Abblasevorrichtung wird im Bereich des Absaugeschlitzes
eine umgekehrt gerichtete Luftströmung erzeugt, die die auf
der Oberfläche des Filterelements angelagerten Staubpartikel
mitreißt und abführt.The filter system shown in EP 00 87 722 A1 is used for
Removal of the intake air of an internal combustion engine from
Dust particles. The filter system consists of a
Pre-filtering of the cyclone and a suction air
Fine filter, in which the dust particles in a filter element
be held back. The ring cylindrical filter element of the
Fine filter is arranged in a filter housing in which the
pre-filtered intake air under pressure flows in.
The filtered clean air collects inside the
ring-cylindrical filter element and is from there to the
Combustion chambers of the internal combustion engine directed. The
Separated dust particles mainly accumulate
the outside of the filter element. To clog the
To prevent filter elements, the dust particles
constantly or at certain intervals by means of a
Extraction direction extracted from the filter surface. For this
is used in connection with the suction device
Suction slot that is just above the filter surface
lies and covers a narrow area. By slow
Rotation of the filter element, this for this with a drive
is provided, arrives in a certain time unit and
after the entire surface of the filter element in the
Area of influence of the suction slot. By manufacturing
a connection of the suction slot with the atmosphere or
A blow-off device is in the area of the suction slot
a reverse flow of air that creates the
dust particles attached to the surface of the filter element
sweeps away and leads away.
Damit keine staubbelastete Luft zu den Brennkammern der
Brennkraftmaschine gelangen kann, ist es notwendig, die Räume
auf der Außen- und Innenseite des Filterelements
gegeneinander abzudichten. Wegen der Rotation des
Filterelemens ist eine dynamisch beanspruchte Dichtung
notwendig, die zwischen feststehenden Filtergehäuseteilen und
mit dem Filterelement verbundenen rotierenden Bauteilen
liegt. Nachteilig ist, daß diese dynamisch beanspruchte
Dichtung zwischen Räumen mit staubbelasteter und gefilterter
Reinluft liegt. Bei einer Beschädigung der Dichtung können
deshalb Staubpartikel in die Brennkraftmaschine gelangen und
unter Umständen großen Schaden verursachen. Wegen der
notwendigen großen Strömungsquerschnitte der Reinluftleitung
liegen die Dichtungen auch auf entsprechend großem
Durchmesser, was entsprechend aufwendige Dichtungen verlangt.So that no dust-laden air to the combustion chambers of the
Internal combustion engine can reach the rooms
on the outside and inside of the filter element
to seal against each other. Because of the rotation of the
Filterelemens is a dynamically stressed seal
necessary between the fixed filter housing parts and
rotating components connected to the filter element
lies. The disadvantage is that it is dynamically stressed
Seal between rooms with dust-laden and filtered
Clean air lies. If the seal is damaged
therefore dust particles get into the internal combustion engine and
may cause great harm. Because of the
necessary large flow cross-sections of the clean air line
the seals are also correspondingly large
Diameter, which requires correspondingly complex seals.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Filtereinrichtung aufzuzeigen, bei der gewährleistet ist, daß
auch bei schadhaften Dichtungen an sich bewegenden
Filterbauteilen eines selbstreinigenden Systems keine
staubbeladene Luft in die Verbrennungsräume der
Brennkraftmaschine gelangen kann, wobei der Dichtungsaufwand
gegenüber den herkömmlichen selbstreinigenden
Filtereinrichtungen sogar noch verringert werden kann.The invention has for its object a
To show filter device, which ensures that
even with defective seals on moving
Filter components of a self-cleaning system none
dust-laden air into the combustion chambers of the
Internal combustion engine can get, the sealing effort
compared to conventional self-cleaning
Filter devices can even be reduced.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs gelöst.
Wenn, wie nach der Erfindung, der Absaugeschlitz umlaufend
ausgebildet ist, kann das Filterelement feststehend im
Filtergehäuse angeordnet werden. Dann bereitet es aber keine
Mühe, eine sichere und dauerhafte statische Abdichtung am
Filterelement vorzusehen, das die Räume mit Reinluft und
staubbeladener Luft trennt. Bei umlaufendem Absaugeschlitz
ist die dynamisch beanspruchte Dichtung zwischen den Räumen
mit staubbeladener Ansaugluft und mittels der
Absaugeeinrichtung von der Filteroberfläche abgesaugter Luft
angeordnet. Aus diesem Grund kann bei schadhafter Dichtung
niemals ungefilterte Luft zu den Brennräumen der
Brennkraftmaschine gelangen. Wegen der im Vergleich zu den
Reinluftleitungen geringeren Luftmengen, die von der
Absaugeeinrichtung abgeführt werden, sind die
Leitungsquerschnitte geringer, weshalb auch die Dichtungen
mit geringerem Durchmesser ausgeführt werden können.
Dichtungen mit geringerem Durchmesser verursachen aber
geringeren Dichtungsaufwand und gewährleisten größere
Sicherheit gegen Beschädigung. Vorteilhaft ist ferner, daß
wegen der geringeren Anlagefläche eine geringere
Leistungsaufnahme des Antriebsmotors erfolgt.This task is carried out in a generic facility
solved by the characterizing features of the claim.
If, as according to the invention, the suction slot all around
is formed, the filter element can be fixed in the
Filter housing can be arranged. Then it doesn't prepare any
Effort to have a secure and permanent static seal on the
Provide a filter element that cleans the rooms with clean air
separates dust-laden air. With all-round suction slot
is the dynamic seal between the rooms
with dust-laden intake air and by means of the
Suction device for air extracted from the filter surface
arranged. For this reason, if the seal is damaged
never unfiltered air to the combustion chambers of the
Get internal combustion engine. Because of the compared to the
Clean air lines lower air volumes from the
Suction device are removed
Cable cross sections smaller, which is why the seals
can be carried out with a smaller diameter.
However, seals with a smaller diameter cause
lower sealing effort and ensure larger
Security against damage. It is also advantageous that
because of the smaller contact area a smaller one
Power consumption of the drive motor takes place.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben; es
zeigtAn embodiment of the invention is in the drawings
shown and will be described in more detail below; it
shows
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße
Filtereinrichtung, Fig. 1 shows a longitudinal section through the filter device,
Fig. 2 eine fragmentarische Querschnittsansicht der
Filtereinrichtung im Bereich der in Fig. 1
eingezeichneten Schnittlinie II-II. Fig. 2 is a fragmentary cross-sectional view of the filter device in the area of the section line II-II shown in Fig. 1.
Die in den Figuren dargestellte Filtereinrichtung 1 dient zur
Filterung der Ansaugluft einer nicht dargestellten
Brennkraftmaschine. Als Teilkomponente eines Filtersystems
dient sie beispielsweise zur Feinfilterung von in ein- oder
mehrstufigen Zyklonen grob vorgefilterter Ansaugluft. Die
Filtereinrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einem
Filtergehäuse 2, in dem ein ringzylindrisches Filterelement 3
angeordnet ist. Das Filterelement 3 ist als Rundfilterpatrone
ausgebildet, das aus einem aus filzartigen Matten gefalteten
Filtereinsatz mit einem stützenden perforierten Stahlrohr
besteht. Das Stahlrohr ist mit Deckscheiben aus Blech
verbunden, die den Filtereinsatz an den Stirnseiten
einschließen. Das Filterelement 3 wird mittels eines
Befestigungselements 9, das an der Platte 7 und dem
Abstützelement 8 angreift, mit einer Stirnseite dichtend am
Filtergehäuse 2 angedrückt. Durch die Platte 7 und zwischen
Filterelement 3 und Filtergehäuse 2 liegender statischer
Dichtung 6 wird der Raum 5 im Innern des ringzylindrischen
Filterelements 3 vollständig gegen den Raum 4 abgedichtet,
der vom Filtergehäuse 2 und der Oberfläche 12 des
Filterelements 3 begrenzt wird. Der Raum 5, in dem die
gefilterte Reinluft gesammelt wird, ist mit einem
Reinluftkanal 21 verbunden, der die gefilterte Luft zu den
nicht dargestellten Brennräumen einer ebenfalls nicht
dargestellten Brennkraftmaschine leitet. Das Stützelement 8
ist dabei so ausgebildet, daß das Abströmen der gefilterten
Ansaugluft nicht behindert wird.The filter device 1 shown in the figures is used to filter the intake air of an internal combustion engine, not shown. As a component of a filter system, it is used, for example, for fine filtering of intake air that is roughly pre-filtered in single or multi-stage cyclones. The filter device 1 consists essentially of a filter housing 2 , in which an annular cylindrical filter element 3 is arranged. The filter element 3 is designed as a round filter cartridge, which consists of a filter insert folded from felt-like mats with a supporting perforated steel tube. The steel tube is connected to sheet metal cover disks that enclose the filter insert on the end faces. The filter element 3 is pressed against the filter housing 2 in a sealing manner by means of a fastening element 9 which engages the plate 7 and the support element 8 . Through the plate 7 and between the filter member 3 and filter housing 2 lying static seal 6, the space 5 is completely sealed against the space 4 inside the annular cylindrical filter element 3, which is bounded by the filter housing 2 and the surface 12 of the filter element. 3 The space 5 , in which the filtered clean air is collected, is connected to a clean air duct 21 , which guides the filtered air to the combustion chambers, not shown, of an internal combustion engine, also not shown. The support element 8 is designed so that the outflow of the filtered intake air is not hindered.
Infolge der Durchströmung des Filterelements 3 von außen nach
innen werden die Staubpartikel aus der Ansaugluft auf der
Außenseite des Filterelements 3 abgelagert. Um das
vollständige Zusetzen des Filterelements 3 zu verhindern,
werden die Staubpartikel durch eine Absaugeeinrichtung von
der Filteroberfläche während des Betriebs der
Brennkraftmaschine entfernt. Die Absaugeinrichtung kann im
übrigen auch bei Motorstillstand betrieben werden, wenn der
Antrieb der Absaugeinrichtung und ein entsprechender
Luftförderer in Betrieb gehalten wird. Es ist dann nur ein
geringes Druckgefälle notwendig, da durch den Stillstand der
Brennkraftmaschine keine Luftströmung von der Rohluftseite
zur Reinluftseite wirksam ist. Zum Absaugen dient eine
Absaugkammer 10, die einen Absaugschlitz 11 aufweist, welcher
unmittelbar über der Oberfläche des Filterelements 3
angeordnet ist und einen schmalen Bereich der Oberfläche 12
des Filterelements 3 überdeckt. Die Ausbildung der
Ansaugkammer 10 mit dem Absaugeschlitz 11 ist im Querschnitt
in Fig. 2 dargestellt. Um zu verhindern, daß übermäßig viel
Luft aus dem Raum 4 abgesaugt wird, können seitlich entlang
des Absaugeschlitzes 11 Bürstendichtungen angeordnet sein,
die jedoch nicht dargestellt sind. Die Perforierung des
Filtermantels aus Blech und die Ausbildung der Öffnung des
Absaugschlitzes 11 können in geeigneter Weise aufeinander
abgestimmt sein, daß auch von daher eine Abdichtungswirkung
erzielt wird. Durch Verbinden der Absaugekammer 10 mit der
Atmosphäre oder einem nicht dargestellten Absauggebläse wird
eine Druckdifferenz erzeugt, die bewirkt, daß im Bereich des
Absaugeschlitzes 11 eine umgekehrt gerichtete Luftströmung,
also von innen nach außen, erzeugt wird, durch die die
Staubpartikel von der Oberfläche 12 des Filterelements 3
weggerissen und abgeführt werden. Diese umgekehrt gerichtete
Luftströmung kann zyklisch impulsartig durch ein gesteuertes
Ventilsystem oder kontinuierlich ausgelöst werden,
entsprechend dem anfallenden Staub in der Ansaugluft. Die
Absaugkammer 10 ist an einem rohrförmig ausgebildeten
Abschnitt, der als Lagerwelle dient, in einem Lager 15, das
in einer Lagerhülse 18 im Bereich einer Öffnung 19 des
Filtergehäuses 2 angeordnet ist, drehbar gelagert. Die
Lagerachse 17 und die Mittelachse 16 des Filterelements 3
sind dabei fluchtend angeordnet, so daß bei einer
Umlaufbewegung der Absaugkammer 10 der Absaugschlitz 11 in
konstantem Abstand zur Oberfläche 12 des Filterelements 3
liegt. Der Antrieb erfolgt mittels eines Antriebsmotors 13,
beispielsweise eines Schrittschaltmotors, der an einem
Zahnkranz 14 eingreift, der mit der Absaugkammer 10 verbunden
ist. Die dynamisch beanspruchte Dichtung 20 liegt im Bereich
des Lagers 15 auf dem Außenumfang der Absaugkammer 10. Die
Dichtung 20 verhindert, daß aus dem Raum 4 Ansaugluft in die
Atmosphäre oder zum Absauggebläse entweichen kann. Da die
Dichtung 20 an keinen Raum angrenzt, der Reinluft enthält,
kann es auch nicht geschehen, daß bei schadhafter Dichtung 20
staubbelastete Luft in die Verbrennungsräume der
Brennkraftmaschine gelangt. Diese hinsichtlich der
Betriebssicherheit günstige Anordnung der Dichtung 20 ist nur
möglich, weil bei feststehendem Filterelement 3 die
Absaugekammer 10 umläuft. Wegen der geringen
Leitungsquerschnitte aufgrund der kleinen abzuführenden
Luftmenge im Vergleich zur Reinluftmenge liegt die Dichtung
20 auf kleinem Durchmesser, was Vorteile hinsichtlich der
Standfestigkeit der Dichtung und des Dichtungsaufwands
erbringt. Vorteilhaft ist ferner die geringe Anlagefläche,
was eine geringere Leistungsaufnahme des Schrittschaltmotors
bewirkt.As a result of the flow through the filter element 3 from the outside inwards, the dust particles from the intake air are deposited on the outside of the filter element 3 . In order to prevent the filter element 3 from becoming completely clogged, the dust particles are removed from the filter surface by a suction device during operation of the internal combustion engine. The suction device can also be operated when the engine is at a standstill if the drive of the suction device and a corresponding air conveyor are kept in operation. In this case, only a slight pressure drop is necessary, since no air flow from the raw air side to the clean air side is effective due to the standstill of the internal combustion engine. A suction chamber 10 is used for suction, which has a suction slot 11 which is arranged directly above the surface of the filter element 3 and covers a narrow area of the surface 12 of the filter element 3 . The design of the suction chamber 10 with the suction slot 11 is shown in cross section in FIG. 2. In order to prevent excessive air from being sucked out of the space 4 , 11 brush seals can be arranged laterally along the suction slot, but these are not shown. The perforation of the filter jacket made of sheet metal and the formation of the opening of the suction slot 11 can be coordinated in a suitable manner so that a sealing effect is therefore achieved. By connecting the suction chamber 10 to the atmosphere or a suction fan, not shown, a pressure difference is generated, which causes a reverse air flow, that is from inside to outside, is generated in the area of the suction slot 11 , through which the dust particles from the surface 12 of the Filter elements 3 are torn away and removed. This reversely directed air flow can be triggered cyclically in a pulsed manner by a controlled valve system or continuously, in accordance with the dust accumulating in the intake air. The suction chamber 10 is rotatably mounted on a tubular section, which serves as a bearing shaft, in a bearing 15 , which is arranged in a bearing sleeve 18 in the region of an opening 19 of the filter housing 2 . The bearing axis 17 and the central axis 16 of the filter element 3 are arranged in alignment so that when the suction chamber 10 rotates, the suction slot 11 is at a constant distance from the surface 12 of the filter element 3 . The drive takes place by means of a drive motor 13 , for example a stepping motor which engages on a ring gear 14 which is connected to the suction chamber 10 . The dynamically stressed seal 20 lies in the area of the bearing 15 on the outer circumference of the suction chamber 10 . The seal 20 prevents intake air from escaping from the room 4 into the atmosphere or to the exhaust fan. Since the seal 20 does not adjoin any room that contains clean air, it cannot happen that, when the seal 20 is defective, dust-laden air gets into the combustion chambers of the internal combustion engine. This arrangement of the seal 20, which is favorable in terms of operational safety, is only possible because the suction chamber 10 rotates when the filter element 3 is stationary. Because of the small line cross-sections due to the small amount of air to be discharged compared to the amount of clean air, the seal 20 is of a small diameter, which brings advantages in terms of the stability of the seal and the cost of the seal. The small contact surface is also advantageous, which results in a lower power consumption of the stepping motor.