DE602005004143T2

DE602005004143T2 - Filtervorrichtung mit geringem widerstand

Info

Publication number: DE602005004143T2
Application number: DE602005004143T
Authority: DE
Inventors: Gaetano Bergami
Original assignee: BMC SRL
Current assignee: BMC SRL
Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2005-02-09
Publication date: 2009-01-15
Anticipated expiration: 2025-02-10
Also published as: US20070169450A1; ATE382416T1; EP1761322B9; EP1761322A1; ES2297666T3; EP1761322B1; DE602005004143D1; WO2005079952A1; US7637972B2; ITBO20040063A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der Luftfiltervorrichtungen, die für die von Verbrennungsmotoren angesaugte Mischung aus Luft und Kraftstoff bestimmt sind, und betrifft eine Luftfiltervorrichtung mit geringem Widerstand.
Bekannte Filtervorrichtungen umfassen einen Luftfilter mit einer flachen, zylinder- oder kegelförmigen Form, der sich in einem entsprechenden Gehäuse befindet und eine Öffnung für den durchgehenden Fluss der Luftzufuhr sowie eine weitere, mit dem Motor verbundene, Öffnung besitzt.
STAND DER TECHNIK
Es gibt Gehäuse, bei denen die mit dem Motor verbundene, d. h. somit die in Bezug auf den Luftstrom hinter dem Filter befindliche Öffnung einen starken Widerstand und Wirbelungen hervorruft, die ein Hindernis bilden, das den Luftfluss zum Motor verringert.
Es gibt Filtergehäuse, die über eine innere Verbindung zwischen der Einlassöffnung und der Seitenwand verfügen, die zur Verringerung des Luftwiderstands dienen.
Ein Nachteil derartiger Filtervorrichtungen besteht darin, dass diese Verbindung den Durchtritt von Fremdkörpern, wie zum Beispiel vergessener oder in das Filtergehäuse gefallene Mutter oder Schrauben, in die Einlasssammelleitungen des Motors ermöglicht, was eine große Gefahr für eine Beschädigung dessen darstellt.
Die Gefahr des Vorhandenseins von Fremdkörpern ist besonders bei Filtervorrichtungen für Rennwagen gegeben, die ständig zur Kontrolle, Reinigung und Austausch auch eiliger Art an mehreren Teilen des Motors gleichzeitig geöffnet werden.
Weitere Nachteile der genannten Filter bestehen darin, dass sie das Gewicht erhöhen und das Luftvolumen im Inneren verringern.
Das Dokument US-A-4 695 299 beschreibt einen Fliehkraftabscheider, an dessen oberer Auslassseite sich ein Filter befindet.
Dieser Filter umfasst ein rohrförmiges Gehäuse mit einem Einlass am unteren Ende und einem Auslass am gegenüberliegenden, oberen Ende. Ein zylinderförmiges Filterelement ist in Verbindung mit der Einlassöffnung installiert und ein rohrförmiger Körper, der die Auslassöffnung bildet, ragt in das Innere des genannten rohrförmigen Gehäuses.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein Zweck dieser Erfindung besteht darin, eine Luftfiltervorrichtung mit einem niedrigen Widerstand anzubieten, die in der Lage ist, mögliche Fremdkörper, auch mit großen Abmessungen, im Gehäuse aufzufangen.
Ein weiterer Zweck dieser Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Reduzierung des Luftwiderstandes anzubieten, die nicht das nutzbare Volumen der Vorrichtung verringert und diese nicht erschwert.
Ein anderer Zweck besteht darin, eine Vorrichtung anzubieten, die mühelos im Motorraum eingebaut werden kann.
Die oben erwähnten Zielstellungen werden gemäß dem Inhalt der Patentansprüche erreicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit besonderem Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert, in denen:
1 einen schematischen Längsschnitt der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 einen Längsschnitt mit Schnitt in Längsrichtung rechtwinklig zum Schnitt in 1 zeigt;
3 die Ansicht der Vorrichtung in 1 von oben zeigt.
BESTMÖGLICHE AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In Bezug auf die 1–3 wird eine Filtervorrichtung 1 mit niedrigem Widerstand für die Speisung von Verbrennungsmotoren dargestellt, die im Wesentlichen ein rohrförmiges Gehäuse 2, ein Filterelement 3, eine Halterung 4 und einen Auslass 8 umfasst.
Das rohrförmige Gehäuse 2 besitzt einen ellipsenförmigen oder ovalen Querschnitt und verfügt über eine untere 9 und eine obere Öffnung 10. Außerdem besteht das rohrförmige Gehäuse vorzugsweise aus Kohlenstofffaser, die eine Wärmedämmung zwischen der äußeren Umgebung und der durchfließenden Luft bildet. Das rohrförmige Gehäuse 2 ist an der Halterung 4 mittels Befestigungen 14 angebracht, die aus Schrauben oder Verschlüssen bestehen.
Die Auslässe 8 führen zu einer oberen Öffnung 10 des rohrförmigen Gehäuses 2 und besitzen in der Mitte eine Ausflussöffnung 7, an der ein rohrförmiger Körper 11 vorhanden ist, der in das Innere des genannten rohrförmigen Gehäuses 2 ragt. Dieser rohrförmige Körper 11 verbindet in Flussrichtung das innere Volumen des rohrförmigen Gehäuses 2 mit dessen Ausflussöffnung 7.
Die Form des Auslasses 8 ähnelt einem geformten Flansch, der mit dem rohrförmigen Körper 11 verbunden ist und Trichterform hat.
Vorzugsweise vergrößert oder verbreitert sich der Trichter des rohrförmigen Körpers 11 zum Inneren der Vorrichtung 1. Alternativ sieht die Erfindung vor, dass sich der rohrförmige Körper zum Inneren der Vorrichtung 1 verengt oder schmaler wird und eine stumpfe Ogivenform annimmt.
Die Auslässe 8 verfügen am Rand über eine Aussparung 14 zur Aufnahme der Innenwand des rohrförmigen Gehäuses 2 in seiner oberen Öffnung 10. Die Auslässe 8 sind abnehmbar am rohrförmigen Gehäuse 2 mittels Befestigungsmitteln wie Schrauben oder Verschlüssen 15 angebracht.
Die Vorrichtung umfasst Unterstützungs-/Haltemittel 4, die an der unteren Öffnung 9 des Gehäuses 2 befestigt sind. Diese sind passend ausgebildet, um das Filterelement 3 des Haltemittels 4 an einer Einlassöffnung 5 für die Luft zu halten.
Die Halterungen 4 sind scheibenförmig und weisen in der Mitte die Einlassöffnung 5 auf, die mit der Luftzufuhr des Fahrzeugs verbunden werden kann. Eine innere Kehle der Halterung 4 nimmt ein Ende des Filtereinsatzes 3 auf, der vollständig mit der Halterung 4, zum Beispiel mittels Klebstoff oder Schmelzen von Kunststoff, verbunden werden kann. Anderenfalls kann das Ende des Filters abnehmbar in einer ringförmigen Kehle der Halterung 4 angebracht werden.
Die Halterungen 4 weisen am Rand die Aufnahme 13 für die Innenwand des rohrförmigen Gehäuses an der unteren Öffnung 9 auf. Sie bestehen aus durch Glasfaser verstärktem Nylon.
Der Filtereinsatz 3 besitzt Zylinderform und besteht aus in Öl mit geringer Viskosität getränkter Baumwolle. Im Inneren befindet sich ein Luftableiter 6, der mit dem freien Ende des Filtereinsatzes 3 derart verbunden ist, dass der von der Öffnung 5 eindringende und durch die Pfeile F in 1 dargestellte Luftstrom gezwungenermaßen durch den Ableiter 6 zum Filtereinsatz 3 geführt wird. Der abgeleitete Luftstrom durchquert den Filtereinsatz 3, den von diesem und dem äußeren Gehäuse 2 gebildeten Zwischenraum und tritt über den rohrförmigen Körper 11 aus der Auslassöffnung 7 aus, wodurch er in die zum Motor führenden Luftleitungen gelangt.
Die Ableiter 6 haben im Wesentlichen die Form eines Kegels, dessen Spitze zur Einlassöffnung 5 gerichtet ist und dessen Fuß vollkommen mit der freien Kante des Filtereinsatzes 2 verbunden ist. Anderenfalls ist die freie Kante des Filterelements vom Fuß des Ableiters 6 abnehmbar. Die im Wesentlichen kegelartige Form der Ableiter 6 kann ein konkaves 6a oder konvexes Profil 6b haben, wie zum Beispiel bei einer Parabel. Im Einzelnen besitzt die genannte, fast kegelartige Form der genannten Ableiter 6 einen axialen Bereich, der die Form von zwei Parabelhälften mit parallelen Achsen und verbundenen Ausläufern an der Spitze der Ableiter 6 hat, durch die das konkave 6a oder konvexe 6b Profil gebildet wird.
Die Vorrichtung umfasst Abstandhalter 20, die zum Beispiel aus Kunststoff bestehen, prismatische Form haben, zwischen dem rohrförmigen Körper 11 und dem Filtereinsatz 3 eingefügt sind sowie zur Innenwand des rohrförmigen Gehäuses 2 passen, um den Filtereinsatz 3 zu zentrieren und zu befestigen.
Der Betrieb der Vorrichtung sorgt dafür, dass die Aussparung zwischen dem rohrförmigen Körper 11 und der Innenwand des rohrförmigen Gehäuses 2 eine Art schmale Falle bildet, um die Gefahr des Durchdringens von Fremdkörpern, wie Mutter, Schrauben, Unterlegscheiben, Splinten, und Ähnlichem in Richtung des Motors zu verhindern oder zu reduzieren. Die Gestaltung des rohrförmigen Körpers 11 sorgt für einen geringen Widerstand und niedrige dynamische Verluste des den Motor speisenden Luftstromes, ohne dass dieser erschwert wird und ohne dass das Volumen im Inneren der Vorrichtung nennenswert verringert wird.
Ein Vorteil dieser Erfindung besteht darin, eine Luftfiltervorrichtung anzubieten, die einen niedrigen Widerstand besitzt und in der Lage ist, Fremdkörper, die auch große Abmessungen haben können, innerhalb des Gehäuses des nachgelagerten Filters aufzufangen, ohne das nutzbare Volumen der Vorrichtung zu verringern und ohne sie zu erschweren.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine Vorrichtung angeboten wird, die auf Grund ihrer Form mit ellipsenartigem Querschnitt mühelos im Motorraum eingebaut werden kann.

Claims

Luftfiltervorrichtung geringen Widerstands, mit einem rohrförmigen Gehäuse (2) für wenigstens ein rohrförmiges Filterelement (3), das an einer unteren Öffnung (9) des Gehäuses (2) befestigt ist, wobei die Vorrichtung an ihrer entgegen gesetzten oberen Öffnung (10) mit Auslassmitteln (8) versehen ist, die mit einer Auslauföffnung (7) für die Luft ausgestattet sind, wobei die Vorrichtung (1) dadurch gekennzeichnet ist, dass die Auslassmittel (8) an der Auslauföffnung (7) mit einem trompetenförmigen Rohrkörper (11) versehen sind, der zu der Innenseite des rohrförmigen Gehäuses (2) hin vorsteht und in Fluidverbindung das Innenvolumen des rohrförmigen Gehäuses mit der Auslauföffnung (7) für dasselbe verbindet; wobei die Innenseite des freien Endes des Filterelements (3) mit Ablenkmitteln (6) versehen ist, die zum zwangsmäßigen Ablenken des Luftstroms in Richtung zu dem Filter vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassmittel (8) als geformter, mit dem Rohrkörper (11) einstückiger Flansch ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Trompete des Rohrkörpers (11) zu der Innenseite der Vorrichtung (1) hin erweitert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Trompete des Rohrkörpers (11) zu der Innenseite der Vorrichtung (1) hin verengt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Stützmittel (4) umfasst, die an der unteren Öffnung (9) des Gehäuses (2) befestigt sind und an einer Einlassöffnung (5) für die Luft der Stützmittel (4) für dieselbe das Filterelement (3) binden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassmittel (8) am Umfang mit einer Ausnehmung (14) zum Aufnehmen der Innenwand des rohrförmigen Gehäuses (2) an derssen oberer Öffnung (10) versehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassmittel (8) mit Hilfe von Befestigungsmitteln (15) lösbar an dem rohrförmigen Gehäuse (2) befestigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkmittel (6) im Wesentlichen als Konus geformt sind, dessen Scheitelpunkt zu der Einlassöffnung (5) hin gerichtet ist, und dessen Basis einstückig an dem freien Rand des Filterelements (3) befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die fast konische Form der Ablenkmittel (6) einen axialen Abschnitt aufweist, der als zwei Halbparabeln mit parallelen Achsen und verbundenen Zweigen an dem Scheitelpunkt der Ablenkmittel (6) geformt ist, was ein konkaves (6a) oder ein konvexes (6b) Profil ergibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Gehäuse (2) einen elliptischen oder ovalen Abschnitt aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Gehäuse (2) aus Kohlefaser besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (3) aus mit Öl niedriger Viskosität getränkter Baumwolle besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel (4) am Umfang mit einem Sitz (13) zum Aufnehmen der Innenwand des rohrförmigen Gehäuses (2) an seiner unteren Öffnung versehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Gehäuse (2) durch Befestigungsmittel (14) lösbar an den Stützmitteln (4) in Anschlag steht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel (4) aus mit Glasfaser verstärktem Nylon gefertigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (3) zylindrisch ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Abstandshaltemittel (20) umfasst, das zwischen dem Rohrkörper (11) und dem Filterelement (3) positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandshaltemittel (20) an die Innenwand des rohrförmigen Gehäuses (2) angepasst ist.