DE60202565T2

DE60202565T2 - Einströmtür für einen Luftreiniger

Info

Publication number: DE60202565T2
Application number: DE2002602565
Authority: DE
Inventors: Nick P. Chelmsford Essex Arden; John R. Rayleigh Essex Marsh; Neil-Esteban Colchester Essex McGregor; Wayne E. A. Wickford Essex Johnson
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2002-04-06
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2022-04-07
Also published as: EP1283349B1; EP1283349A3; US20030029143A1; DE60202565D1; US6726742B2; EP1283349A2

Description

ERFINDUNGSGEBIET
Die Erfindung betrifft im allgemeinen das Gebiet der Luftreiniger. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Luftreinigereinlaßtür für Kraftfahrzeuge.
BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
Verbrennungsmotoren benötigen zum Funktionieren eine gleichmäßige Luftzufuhr. Ein Motor kann eine erhöhte Leistung erzeugen, solange die Luftzufuhr erhöht werden kann. Die Luft wird dem Motor über Lufteinlässe zugeführt.
Bei einem standardmäßigen Lufteinlaß wird der Filter in der Regel dafür benutzt, Detritus herauszufiltern, der in den Motor eindringen und ihn beschädigen kann. Ein Luftreiniger weist normalerweise einen Einlaß für schmutzige Luft auf, durch den Außenluft eintritt. Die Außenluft wird durch einen geschlossenen Durchgang durch einen Filter in den Motor gesaugt, wo sie im Motoransaugsystem mit Kraftstoff vermischt wird. Wird die Öffnung oder der Durchgang eines Luftreinigers blockiert, wird die Luftzufuhr zum Motor abgeschnitten oder stark reduziert, was zum Abwürgen oder einer verringerten Motorleistung führt. Blätter oder anderer Detritus vom Straßenrand verursachen häufig eine solche Blockierung. Der Lufteinlaß kann auch dadurch blockiert oder anderenfalls abgeschnitten werden, daß er in Wasser eingetaucht wird, wenn ein Auto durch tiefes stehendes Wasser fährt.
Es ist wünschenswert, den Lufteinlaß zu erhöhen, um für eine höhere Motorleistung mehr Luft bereitzustellen. Es ist ebenfalls wünschenswert, einen sekundären Lufteinlaß bereitzustellen, der in Situationen, in denen der primäre Lufteinlaß verstopft oder blockiert ist, geöffnet und geschlossen werden kann. Es wird jedoch bevorzugt, das Motorengeräusch minimal zu halten, um einen Verstoß gegen Lärmschutzvorschriften zu vermeiden. Wenn ein Lufteinlaß zur Verbesserung der Motorleistung vergrößert wird, erhöht sich auch das Motorengeräusch. Durch größere oder zahlreichere Lufteinlässe wird es schwieriger, das Motorengeräusch ohne teure Modifikationen unterhalb der Schwellenwerte zu halten.
Die US-PS 6,209,503 betrifft einen Luftreiniger mit einer sekundären Einlaßtür, die einen Nocken und eine Feder aufweist und durch Ansaugluftdruck geöffnet wird, um dem Motor bei Bedarf zusätzliche Ansaugluft zuzuführen.
Die Patentanmeldung DE 41 33 815 betrifft einen Luftreiniger mit einem sekundären Lufteinlaß, bei dem in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors der primäre oder der sekundäre Lufteinlaß geschlossen werden kann.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Erfindungsgemäß wird ein Luftreiniger mit einer sekundären Lufteinlaßtür bereitgestellt, der folgendes umfaßt: einen Luftreiniger mit mindestens einer Seitenwand, die mindestens eine Öffnung dort hindurch definiert, einen primären Lufteinlaß, eine sekundäre Lufteinlaßtür, die an die mindestens eine Seitenwand angrenzend über der Öffnung angebracht und zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position über der Öffnung drehbar beweglich ist, einen Nocken, der sich von der Tür aus erstreckt, und eine den Nocken berührende Feder für das Vorspannen der Tür in eine geschlossene Position über der Öffnung, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftreiniger weiterhin eine Solenoidbaugruppe mit einer beweglichen Welle umfaßt, wobei die Solenoidbaugruppe an der Seitenwand des Luftreinigers befestigt ist, damit sich die bewegliche Welle so bewegen kann, daß sie mit dem Nocken in Berührung kommt.
Es wird ebenso ein Verfahren für das Versorgen eines sekundären Lufteinlasses an einem Luftreiniger bereitgestellt, der folgendes umfaßt: eine Tür mit einem daran befestigten Nocken, die durch eine Achse an dem Luftreinigereinlaß angebracht ist, eine Solenoidbaugruppe mit einer beweglichen Welle und eine an der Achse befestigte Feder, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: Bewegen der beweglichen Welle, wenn die Solenoidbaugruppe aktiviert wird, so daß der Nocken die bewegliche Welle berührt und die Tür öffnet, Schließen der Tür durch Anlegen von Druck von der Feder an den Nocken, wenn die Solenoidbaugruppe nicht aktiviert ist, es sei denn, der Druck wird durch einen Unterdruck überwunden, wodurch sich die Tür öffnen kann.
KURZE BESCHREIBUNG VERSCHIEDENER ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
Es werden nun lediglich beispielhaft Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine Seitenansicht der Außenseite eines Luftreinigers ist, der die Luftreinigereinlaßtür der vorliegenden Erfindung verwendet,
2 eine Perspektivansicht der Außenseite des Luftreinigers von 1 ist,
3 eine Perspektivansicht der Außenseite des Luftreinigers von 1 ist,
4 eine Perspektivansicht des Inneren des Luftreinigers von 1 ist,
5 eine vergrößerte Ansicht des Inneren des Luftreinigers von 1 ist, die den Nocken und die solenoidbetätigte Welle zeigt,
6 eine Innenansicht des Luftreinigers von 1 ist, die die Tür in einer offenen Position zeigt, und
7 eine Nahaufnahme der Außenseite des Luftreinigers von 1 ist, die die Tür in einer offenen Position zeigt.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
In den 1–3 wird ein Luftreiniger 10 gezeigt, der die Einlaßtür der vorliegenden Erfindung verwendet. Der Luftreiniger 10 weist auf einer Seite einen primären Lufteinlaß 12 auf. Durch den primären Lufteinlaß 12 strömt Luft in den Luftreiniger 10 und weiter durch einen (nicht gezeigten) Filter auf der Oberseite 14 des Luftreinigers 10 zum Motor, wo sie sich mit Kraftstoff vermischt.
An einer Seitenwand 18 des Luftreinigers 10 wird vorzugsweise eine Tür 16 bereitgestellt, um einen sekundären Lufteinlaß bereitzustellen. Eine Öffnung in der Seitenwand 18 bildet den sekundären Lufteinlaß. In den 1–3 ist die Tür 16 von ihrer ersten Seite 20 gezeigt. Die Tür 16 ist über der Öffnung in der Seitenwand 18 positioniert. Zur Tür 16 gehört vorzugsweise eine Klappe 22, die die Seitenwand 18 des Luftreinigers 10 berührt, wenn sich die Tür 16 wie in den 1–3 gezeigt in ihrer geschlossenen Position befindet. Die Berührung zwischen der Klappe 22 und der Seitenwand 18 des Luftreinigers 10 verhindert, daß sich die Tür 16 aus dem Luftreiniger 10 heraus dreht. 7 zeigt die Tür 16 in einer offenen Position, und die Klappe 22 berührt die Seitenwand 18 des Luftreinigers 10 nicht. Ein Einlauftrichter 24 erstreckt sich von der Seitenwand 18 des Luftreinigers 10. Der Einlauftrichter 24 erhöht die Luftmenge, die in den Einlaß hineinströmen kann, und somit den Wirkungsgrad. Der Einlauftrichter 24 kann über mehrere Klemmen 26 an der Seitenwand 18 des Luftreinigers 10 befestigt sein, wodurch er bei Bedarf problemlos entfernt werden kann. Ein Gehäuse 28 ist vorzugsweise an der Seitenwand 18 des Luftreinigers 10 positioniert und enthält eine Solenoidbaugruppe 30. Die Solenoidbaugruppe 30 steht mit einer betätigten Welle 32 in Wirkverbindung, die in Reaktion auf die Aktivierung der Solenoidbaugruppe 30 beweglich ist. Die Solenoidbaugruppe 30 ist vorzugsweise über Drähte 34 mit einem Schaltkreis verbunden, die zu einem Steuersystem verlaufen, das die Solenoidbaugruppe 30 in Abhängigkeit von den Anforderungen des Motors aktivieren kann.
In 4 ist die zweite Seite 36 der Tür 16 vom Inneren des Luftreinigers 10 aus gezeigt. Der Einlauftrichter 24 könnte auf beliebige Art und Weise an dem Luftreiniger 10 befestigt sein. Ein Beispiel wäre die Bereitstellung von Klemmen 26 zum Festhalten des Einlauftrichters 24. Die Klemmen 26 ragen durch in der Seitenwand 18 des Luftreinigers 10 definierte Löcher 38 in das Innere des Luftreinigers 10 hinein. Der Einlauftrichter 24 könnte auch festgeschweißt oder mit einem Kleber befestigt werden. Das Gehäuse 28 für die Solenoidbaugruppe 30 ragt ebenso in das Innere des Luftreinigers 10 hinein. Die Spitze 40 der betätigten Welle 32 der Solenoidbaugruppe 30 wird in 4 in ihrer ersten Position gezeigt.
In den 4–6 ist die Tür 16 vorzugsweise durch eine Achse 42 mit dem Luftreiniger 10 drehverbunden. Durch die Achse 42 kann die Tür 16 aus einer offenen in eine geschlossene Position schwenken. Wie in 5 deutlicher gezeigt ist, erstreckt sich ein Nockenfortsatz 44 vorzugsweise von einer Seite der Tür 16. Der Nockenfortsatz 44 befindet sich vorzugsweise im Inneren des Luftreinigers 10 und schließt sich in den Figuren nahtlos an die Tür 16 an. Der Nockenfortsatz 44 erstreckt sich vorzugsweise parallel zur Seitenwand 18 des Luftreinigers 10. Der Nockenfortsatz 44 weist vorzugsweise einen gebogenen Abschnitt 46 auf, der einen Vorsprung 48 bildet, der im wesentlichen mit der betätigten Welle 32 der Solenoidbaugruppe 30 ausgerichtet ist. Der Nockenfortsatz 44 ist vorzugsweise nicht physisch mit der betätigten Welle 32 verbunden. Eine gewendelte Feder 50 weist vorzugsweise einen Hauptkörper auf, der um die Achse 42 gewickelt ist, und zwei Fortsätze 52, die eine entgegengesetzte Vorspannungskraft bereitstellen. Ein Fortsatz 52 berührt die Seitenwand 18 des Luftreinigers 10, und der andere Fortsatz 52 berührt den Nockenfortsatz 44. Die Fortsätze 52 stellen dem Nockenfortsatz 44 einen Drehwiderstand zur Verfügung und verhindern, daß sich die Tür 16 ohne ausreichende Kraft öffnet. Die Feder 50 dient auch dazu, die Tür 16 in eine geschlossene Position zurückzubringen. Andere Ausführungsformen der Feder 50 könnten verwendet werden, um die geeignete Vorspannungskraft bereitzustellen.
Die Tür 16 funktioniert folgendermaßen: Bei der bereitgestellten Erfindung gibt es zwei Verfahren für das Öffnen der Tür 16. Das erste Verfahren dient als Failsafe-Mechanismus, damit sich die Tür 16 öffnen kann, wenn der primäre Lufteinlaß 12 blockiert ist. Bei einer Situation, in der der primäre Lufteinlaß 12 durch Detritus oder Wasser blockiert wird, erhöht sich aufgrund des Saugens des Motoransaugrohrs der Unterdruck im Inneren des Luftreinigers 10. Die Feder 50 und die Fortsätze 52 an der Achse 42 der Tür 16 sind vorzugsweise so kalibriert, daß sie einer gewissen Zugkraft durch Unterdruck in dem Rohr widerstehen können. Ein typischer Unterdruck, der ein Öffnen der Tür 16 verursachen würde, wäre 1 kPa oder eine Öffnungskraft von 50 N. Es können natürlich andere als die angegebenen Drücke verwendet werden, ohne daß von der vorliegenden Erfindung abgewichen wird. Eine Blockierung erhöht den Unterdruck bis über den Schwellenwert des Widerstandes hinaus, und die Tür 16 wird durch den Unterdruck nach innen gezogen, wodurch Luft durch den sekundären Einlaß in den Luftreiniger 10 hineinströmen kann. Hierdurch wird ein Abwürgen des Motors verhindert und die Motorenleistung erhalten, wenn der primäre Einlaß 12 blockiert ist. Das zweite Verfahren für das Öffnen der Tür 16 benutzt die Solenoidbaugruppe 30, die betätigte Welle 32 und den Nockenfortsatz 44. Wie bereits angemerkt wird die Solenoidbaugruppe 30 durch einen Schaltkreis gesteuert, der mit einer (nicht gezeigten) Antriebssteuerung verbunden ist. Die Verbindung ist in den Figuren als ein Paar Drähte 34 gezeigt, sie kann aber auf beliebige in der Technik bekannte Art und Weise umgesetzt werden. Die betätigte Welle 32 befindet sich normalerweise in einer ersten Position wie in 5 gezeigt, wenn die Solenoidbaugruppe 30 deaktiviert ist. Bei Aktivierung der Solenoidbaugruppe 30 bewegt sich die betätigte Welle 32 in ihre zweite Position, wie in 6 gezeigt, und ragt weiter in den Luftreiniger 10 hinein. Durch diese Bewegung kommt die Spitze 40 der betätigten Welle 32 mit dem Vorsprung 48 des Nockenfortsatzes 44 in Berührung. Die Spitze 40 der betätigten Welle 32 kann aus einem Material mit geringer Reibung bestehen, damit der Verschleiß an dem Vorsprung 48 des Nockenfortsatzes 44 reduziert wird. Durch den Druck der betätigten Welle 32 gegen den Vorsprung 48 des Nockenfortsatzes 44 dreht sich die Tür 16 in den Luftreiniger 10 hinein. Wenn die Solenoidbaugruppe 30 deaktiviert ist, bringt eine (nicht gezeigte) Innenfeder die betätigte Welle 32 in ihre erste Position zurück, und der Druck der Feder 50 auf den Nockenfortsatz 44 bewegt die Tür 16 zurück in ihre geschlossene Position. 5 zeigt die betätigte Welle 32 in ihrer ersten Position und die Tür 16 in ihrer geschlossenen Position, in der sie mit der Seitenwand 18 des Luftreinigers 10 abschließt. 6 zeigt die betätigte Welle 32 in ihrer zweiten Position und die Tür 16 in einer offenen Position. 7 zeigt die Tür 16 in einer offenen Position, von der Außenseite des Luftreinigers 10 gesehen.
Die Solenoidbaugruppe 30 kann durch ein Signal aus der Antriebssteuerung aktiviert werden, wenn im Einlaß mehr Luft benötigt wird. Die Solenoidbaugruppe 30 kann beispielsweise aktiviert werden, damit sie bei einer bestimmten Motordrehzahl die Tür 16 öffnet. Dieser durch die Tür 16 bereitgestellte sekundäre Lufteinlaß läßt mehr Luft in den Motor hineinströmen, wodurch die Motorenkraft und -leistung erhöht wird. Dadurch, daß sich die Tür 16 nur bei bestimmten Motordrehzahlen öffnen kann, lassen sich Lärmschutzvorschriften für Motoren einhalten, ohne daß zusätzliche Schalldämpfungsmaßnahmen notwendig werden.
Es sei angemerkt, daß an der vorliegenden Erfindung zahlreiche Veränderungen vorgenommen werden können, ohne daß ihr Schutzbereich verlassen wird. Die Tür 16 könnte eine andere Größe und Form aufweisen, und dies gilt auch für den Nockenfortsatz 44 und den Vorsprung 48. Der Nockenfortsatz 44 und die Solenoidbaugruppe 30 könnten anders positioniert werden. Die Solenoidbaugruppe 30 könnte auch durch andere Signale aus dem Fahrzeug aktiviert werden. Der Einlauftrichter 24 kann an der Seitenwand 18 des Luftreinigers 10 dauerhaft statt abnehmbar befestigt sein. Die Tür 16 könnte auf eine andere Seite des Luftreinigers 10 verlegt werden, und an einem Luftreiniger 10 könnte mehr als eine Tür 16 verwendet werden. Die vorhergehende ausführliche Beschreibung soll daher als beispielhaft und nicht als einschränkend betrachtet werden, und es wird darauf hingewiesen, daß die nachfolgenden Ansprüche den Schutzbereich der Erfindung definieren sollen.

Claims

Luftreiniger (10) mit einer sekundären Lufteinlaßtür (16), der folgendes umfaßt: mindestens eine Seitenwand (18), die mindestens eine Öffnung dort hindurch definiert, einen primären Lufteinlaß (12), eine sekundäre Lufteinlaßtür (16), die an die mindestens eine Seitenwand (18) angrenzend über der Öffnung angebracht und zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position über der Öffnung drehbar beweglich ist, einen Nocken (44), der sich von der Tür (16) aus erstreckt, und eine den Nocken (44) berührende Feder (50) für das Vorspannen der Tür (16) in eine geschlossene Position über der Öffnung, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftreiniger (10) weiterhin eine an der Seitenwand (18) befestigte Solenoidbaugruppe (30) und eine von dem Solenoid betätigte Welle (32) umfaßt, die sich von der Solenoidbaugruppe aus erstreckt, damit sich die bewegliche Welle (32) so bewegen kann, daß sie mit dem Nocken (44) in Berührung kommt.
Luftreiniger nach Anspruch 1, der weiterhin einen an die Öffnung angrenzend außen an dem Luftreiniger an der Seitenwand (18) angebrachten Einlauftrichter (24) umfaßt.
Luftreiniger nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die Tür (16) mit der Seitenwand (18) des Luftreinigers (10) abschließt, wenn sie (16) sich in der geschlossenen Position befindet.
Luftreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem sich die Tür (16) teilweise in die Öffnung erstreckt, wenn sie (16) sich in der offenen Position befindet.
Luftreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich der Nocken (44) von der Tür (16) aus parallel zur Seitenwand (18) erstreckt.
Luftreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Feder (50) einen Hauptkörper und mindestens zwei Fortsätze (52) aufweist, von denen einer den Nocken (44) berührt und einer die Seitenwand (18) des Luftreinigers berührt und eine Vorspannungskraft ausübt.
Luftreiniger nach Anspruch 6, bei dem die von der Feder (50) bereitgestellte Vorspannungskraft durch Unterdruck überwunden werden kam, wodurch die Tür (16) durch diesen Unterdruck geöffnet werden kann.
Luftreiniger nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, bei dem die Vorspannungskraft die Tür (16) aus ihrer offenen Position in ihre geschlossene Position vorspannt.
Luftreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die bewegliche Welle (32) zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position beweglich ist.
Luftreiniger nach Anspruch 9, bei dem die bewegliche Welle (32), wenn sie (32) sich in der zweiten Position befindet, den Nocken (44) berührt, um die Tür (16) in die offene Position zu bewegen.
Luftreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem, wenn die Solenoidbaugruppe (30) deaktiviert wird, die Welle (32) in die erste Position zurückkehrt und die Feder (50) die Tür in die geschlossene Position bewegt.
Verfahren für das Versorgen eines sekundären Lufteinlasses an einem Luftreiniger, der folgendes umfaßt: eine Tür (16) mit einem daran befestigten Nocken (44), die durch eine Achse (42) an dem Luftreinigereinlaß angebracht ist, eine Solenoidbaugruppe (30) mit einer beweglichen Welle (32) und eine an der Achse (42) befestigte Feder (50), wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: Bewegen der beweglichen Welle (32), wenn die Solenoidbaugruppe (30) durch ein Signal von einer Antriebssteuerung aktiviert wird, so daß der Nocken (44) die bewegliche Welle (32) berührt und die Tür (16) öffnet, Schließen der Tür (16) durch Anlegen von Druck von der Feder (50) an den Nocken (44), wenn die Solenoidbaugruppe (30) nicht aktiviert ist, es sei denn, der Druck wird durch einen Unterdruck oder Vakuumdruck überwunden, wodurch sich die Tür (16) öffnen kann.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Signal die Solenoidbaugruppe (30) bei einer bestimmten Motordrehzahl aktiviert.