DE3905894C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zyklon-Vorabscheider nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein Zyklon-Vorabscheider gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1 ist aus DE 28 07 386 A1 bekannt. Der Vorabscheider kann aus mehreren Teilen bestehen, die auf nicht näher erläuterte Weise miteinander zu verbinden sind. Insgesamt bildet dieser Vorabscheider eine eigene Baueinheit, die an Lufteinlaß, Luftauslaß und Staubpar­ tikel-Austragsöffnung jeweils einen Anschlußstutzen für entsprechende Leitungen aufweist, was einen großen Ein­ bauraum und einen hohen Montageaufwand erfordert. Dieser Vorabscheider weist weiterhin am Einlaß einen kurzen ko­ nischen Abschnitt auf, wobei sich aber darin über den größten Teil der Länge ein ebenfalls konischer Strömungs­ leitkörper erstreckt, weshalb hier keine wesentliche Querschnittsvergrößerung für den Strömungsweg der Luft vorliegt. In seinem übrigen Teil bis zum Auslaß ist der Vorabscheider im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebil­ det.

Die FR 21 42 568 beschreibt einen Zyklon-Abscheider, der ebenfalls mehrteilig ausgebildet ist. Dabei ist ein Strö­ mungsleitkörper mittels eines Tragringes in das Ansaug­ ende und ein Auslaßelement in das Auslaßende des Gehäu­ ses des Abscheiders eingesetzt. Die Verbindung der Teile des Abscheiders untereinander erfolgt durch von außen an­ greifende ringförmige Verbindungsmittel, die zugleich der Halterung des Abscheiders dienen. Das Abscheiderge­ häuse ist im wesentlichen hohlzylindrisch und nur im Be­ reich vor den Austragsöffnungen für die Schmutzpartikel konisch enger werdend ausgeführt; das Auslaßelement ist dagegen sich konisch erweiternd und relativ lang ausge­ bildet, was zu einer großen Baulänge führt.

Aus der US 24 62 797 ist ein Abscheider bekannt, der einen im Querschnitt gesehen nicht kreisförmigen, sondern ringförmigen Kanal für die Luftführung aufweist, welcher von einem inneren, hohlzylindrischen Rohr und einer dazu koaxialen äußeren Rohrwand mit in Strömungs­ richtung weiter werdendem Durchmesser gebildet wird. Das Innere des inneren Rohres steht für die Strömungsführung nicht zur Verfügung, so daß das Durchsatzvermögen des Ab­ scheiders relativ zu seiner Baugröße eher gering ist. Außerdem ist bei diesem Abscheider ein eigener angetrie­ bener Propeller für die Luftzuführung vorgesehen, was einen hohen konstruktiven Aufwand erfordert.

Die GB 10 83 824 schließlich zeigt einen Zentrifugalab­ scheider für gasförmige Medien, der aus zwei wesent­ lichen Teilen besteht, nämlich einem Verwirbelungsrohr mit einem darin angeordneten Strömungsleitkörper einer­ seits und einem das Rohr außenseitig umgebenden, mehr­ teiligen Staubsammelgehäuse andererseits. Der Strömungs­ leitkörper ist mit einem kurzen, als Tragring dienenden Rohrstück einstückig ausgebildet und mit dem übrigen Teil des Verwirbelungsrohres nahe des Lufteinlasses mit­ tels umfangsseitig vorgesehener Rastmittel und kompatib­ ler Rastmittel im übrigen Rohrteil mit diesem verrastet. Mittels dieser Rastverbindung werden außerdem auch die Teile des Staubsammelgehäuses zusammengehalten, was eine hohe Belastung der Rastmittel bedeutet. Außerdem ist der Abscheider aufgrund seiner Ausbildung mit dem das Verwir­ belungsrohr außenseitig umgebenden Staubsammelkasten sehr voluminös, was die Verwendbarkeit bei ungünstigen Raumverhältnissen sehr einschränkt.

Es stellt sich daher die Aufgabe, einen Zyklon-Vorab­ scheider der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 ge­ nannten Art zu schaffen, welcher einfach und kosten­ günstig herstellbar und montierbar ist und der zwecks problemloser Unterbringung bei beschränkten Raumverhält­ nissen, z. B. in einem Kraftfahrzeug-Motorraum, eine kom­ pakte Bauform aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch einen Zyklon-Vorabscheider der genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1.

Vorteilhaft ist der Zyklon-Vorabscheider gemäß der vor­ liegenden Erfindung gehäuseseitig zum Teil integraler Bestandteil des nachgeschalteten Luftfilters, behält je­ doch dabei seine eigenständige Funktion als wirksame Ein­ richtung zur Vorreinigung der zum Luftfilter strömenden Luft. Dabei benötigt der Vorabscheider aufgrund der be­ sonderen Kombination seine Erfindungsmerkmale einen sehr kleinen Einbauraum, ist einfach herstellbar und insbeson­ dere äußerst schnell und leicht montierbar. Außerdem ist der Strömungsweg für die Luft so gestaltet, daß sich eine verlustarme Strömung innerhalb des Vorabscheiders ergibt, so daß ein nur geringer Druckabfall entsteht.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Zyklon-Vorabscheider im Längs­ schnitt.

Wie aus der Figur ersichtlich ist, besteht das darge­ stellte Ausführungsbeispiel des Zyklon-Vorabscheiders 1 aus lediglich drei Teilen, nämlich einem konischen Rohr­ stück 2, einem Strömungsleitkörper 3 und einem Rohrauf­ satz 4. Das konische Rohrstück 2 besitzt ein engeres Ende 22, das durch Materialverdünnung trichterartig aus­ gebildet ist und einen Lufteinlaß 20 bildet. Das weite, in der Figur rechte Ende 23 des Rohrstückes 2 trägt den Rohraufsatz 4, der einen Luftauslaß 40 umgrenzt.

Im Inneren des konischen Rohrstückes 2 ist in dessen en­ gerem Rohrteil 21 in der Nähe des Lufteinlasses 20 der Strömungsleitkörper 3 angeordnet. Der Strömungsleitkör­ per 3 besteht aus einem hohlen, zentralen Verdrängungs­ körper 31 sowie aus mehreren von diesem radial nach außen verlaufenden, geneigten Flügeln 30. Umfangsseitig weist der Strömungsleitkörper 3 einen umlaufenden Trag­ ring 32 auf, der an seiner Außenseite mehrere vorsprin­ gende Rastnasen 33 trägt. Diese Rastnasen 33 greifen in kompatible Rastausnehmungen 24 im Rohrstück 2 ein, so daß der Strömungsleitkörper 3 fest im Rohrstück 2 posi­ tioniert ist.

Der Rohraufsatz 4 besteht aus einem äußeren zylindri­ schen Teil 45, dessen Durchmesser dem Durchmesser des weiten Rohrendes 23 entspricht. In ähnlicher Weise wie der Strömungsleitkörper 3 ist der Rohraufsatz 4 mittels mehrerer Rastnasen 43, von denen hier nur eine sichtbar ist, mit dem konischen Rohrstück 2 mittels Rastausnehmun­ gen 25 in diesem verbunden. Von dem äußeren Teil 45 des Rohraufsatzes 4 erstreckt sich von dessen Stirnseite ein Kragen 41 zunächst nach innen und dann nach rückwärts in Richtung des Rohrstückes 2. Hierdurch wird zwischen dem Kragen 41 und dem zylindrischen Teil 45 des Rohraufsat­ zes 4 ein Fangraum 42 für Staubpartikel gebildet. Im un­ teren Teil des Fangraumes 42 ist der zylindrische Teil 45 des Rohraufsatzes 4 mit einer eine Austragöffnung 44 für die Staubpartikel bildenden Durchbrechung versehen.

Wie aus der Beschreibung ersichtlich ist, tritt die zu reinigende Luft am linken Ende des Zyklon-Vorabscheiders 1 durch den Lufteinlaß 20 in diesen ein. Durch den Strö­ mungsleitkörper 3 wird der Luftstrom schraubenförmig verwir­ belt, wodurch in diesem Luftstrom befindliche Staubparti­ kel infolge der Zentrifugalkraft nach außen in die Nähe der Wandung des Rohrstückes 2 getragen werden. Bei wei­ terem Durchströmen des Zyklon-Vorabscheiders 1 gelangen die nach außen getragenen Staubpartikel in den Fangraum 42 und werden von dort durch die Austragöffnung 44 abge­ führt. Die vorgereinigte Luft verläßt den Zyklon-Vorab­ scheider 1 durch denLuftauslaß 40 am rechten Ende. Die Teile des Zyklon-Vorabscheiders 1 sind ersichtlicherwei­ se einfach, z. B. als Spritzgußteile aus Kunststoff oder Leichtmetall, herstellbar und schnell und einfach mitein­ ander verbindbar, da lediglich Rastverbindungen herzu­ stellen sind. Ergänzend kann der Zyklon-Vorabscheider 1 an der Austragöffnung 44 noch mit einem Staubaustragven­ til versehen werden, um ein Ansaugen von Luft durch die Öffnung 44 in das Innere des Vorabscheiders 1 sicher aus­ zuschließen. Außerdem können noch Befestigungslaschen oder dergleichen Hilfsmittel an dem Zyklon-Vorabscheider 1 angeordnet sein, um ihn in einem Motorraum befestigen zu können. Außerdem ist das Rohrstück 2 längsgeteilt ausgeführt, wie durch eine Trennlinie 26 angedeutet ist, wobei die eine Hälfte als Teil eines Luftfiltergehäuses ausgebildet ist, das hier nicht dargestellt ist.

Die Herstellung des Zyklon-Vorabscheiders 1 ist besonders einfach, da die Einzelteile als Spritzteile ausgebildet sind. Sie werden rastend oder kraftschlüssig ineinandergesteckt, so daß weder Hilfs- noch Befestigungs­ mittel bei der Fertigung notwendig sind. Auch der Luftein­ laß 20 kann gemäß der Figur auf den Tragring 32 aufge­ schoben werden. Die Befestigung der anderen Einzelteile untereinander wurde bereits vorstehend beschrieben.

Claims (4)

1. Zyklon-Vorabscheider zur Anordnung als Vorreiniger im Ansaugluftstrom eines Luftfilters für eine Brenn­ kraftmaschine, mit einem als Rohrstück ausgebildeten Gehäuse zur Führung des Luftstromes, mit einem Luft­ einlaß für die zu reinigende Luft am einen Ende des Gehäuses, mit einem dem Lufteinlaß in Strömungsrich­ tung der Luft nachgeordneten Strömungsleitkörper, welcher Flügel zur spiraligen bzw. schraubenförmigen Verwirbelung des Luftstromes sowie einen umfangssei­ tig umlaufenden, zur Verbindung des Strömungsleitkör­ pers mit dem Rohrstück dienenden Tragring aufweist, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Rohrstücks im wesentlichen entspricht, und mit einem auslaßseitigen Rohraufsatz, der mit dem Rohrstück verbunden ist und der mit einem zentralen Luftauslaß für vorgereinigte Luft sowie mit einem umlaufenden, nach innen und rückwärts vorragenden Kragen und ei­ ner unter diesem liegenden umfangsseitigen Durch­ brechung als Austragöffnung für im Luftstrom nach außen getragene Schmutzpartikel ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Rohrstück (2) in seiner Längsrichtung ge­ teilt aus zwei miteinander verbundenen Halbschalen besteht, wobei eine der beiden Halbschalen als in­ tegraler Bestandteil eines Luftfiltergehäuses ei­ nes dem Zyklon-Vorabscheider (1) nachgeschalteten Luftfilters ausgebildet ist,
• - daß das Rohrstück (2) leicht konisch ist, wobei das Rohrstück (2) einlaßseitig enger und auslaßsei­ tig weiter ist,
• - daß der Tragring (32) des Strömungsleitkörpers (3) in das Innere des Rohrstücks (2) eingeschoben und nahe des Lufteinlasses (20) mittels umfangsseitig vorgesehener Rastnasen (33) und Rast­ ausnehmungen (24) im Rohrstück (2) mit diesem verrastet ist und
• - daß der Rohraufsatz (4) mit dem auslaßseitigen, weiteren Ende (23) des Rohrstücks (2) verrastet ist.

2. Zyklon-Vorabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Lufteinlaß (20) auf den Tragring (32) aufgeschoben ist.

3. Zyklon-Vorabscheider nach wenigstens einem der An­ sprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver­ hältnis der Länge des Rohrstück (2) zu dessen mitt­ lerem Innendurchmesser zwischen 2,5 : 1 und 3,5 : 1 beträgt und daß das Verhältnis des Innendurchmessers des weiten Endes (23) des Rohrstücks (2) zu dessen engerem Ende (22) zwischen 1,2 : 1 und 1,5 : 1 be­ trägt.

4. Zyklon-Vorabscheider nach wenigstens einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Austragsöffnung (44) ein als Gummi-Lippenventil ausgebildetes Staubaustragsventil angeordnet ist.