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RATEKTANWÄLTE PROF. DR. H. GÖLLER · DR.-LNTG. W. HÖGER · STUTTGART 24*10.1949 - 4

R e 1 ο h 1 e_t Ulm aod» Donau E.öaig~W line ImBt r * 15

Filter insbesondere für die Ansaugluft

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Die Erfindung befasst sieh mit Luftfiltern, mit denen die Ansaugluft von Brenn&raftmotci'jzi von Staub und anderen Verunreinigungen befreit wird, indem sie durch Filterstoff® hindurchgeleitet wird, an denen die Verunreinigungen hängen bleiben. Diese Verunreinigungen 3©tz@n aioh dabei an dem Filterstoff in ©in©r immer dicker werdenden Schicht ab, sodaß sie schließlich das Filter verstopfen und den Luftdurohgang ganis abdrosseln. Deohalb müssen "Ii >» Filter von Zeit zu Zeit ausgebaut und gereinigt oder ersetzt wurden«

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Luftfilter der fraglichen Art ganz wesentlich verbessert und ohne nennenswerte Wartung benutzt werden können, wenn das regeimässige Ers3et2©n der Luftfilter ganz vermieden and die Eeinigung innerhalb des Luftfilters vollautomatisch vorgenommen wird. Um dies

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Ziel mit besonders einfachen Mitteln zu erreichen, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß äer faltbar© Filterstoff durch bewegliche Organe straff gehalten wird und durch selbsttätige, periodische Bewegungen von einer beliebigen Antriebswelle aaa entetrafft und wieder gestrafft wird.

Bei diesem Entstraffen und Straffen des faltbaren Filtertuchea fallen die daran härgenden Staubteilchen ab. Der Filterstoff ist dann bei genügender Häufigkeit der voll-selbsttätigen HeinigungBbewegungen stets sauber und durchlässig.

Die Antriebsquellen für diese Beinigungsb®wegungen der Halteorgane des Filtertuches sind bei einem Brennfcraftmotor in großer Zahl vorhanden. So kommt z.B. die Ableitung des Antriebs von Änderungen des Betri©bszustands im Brennkraftmotor selbst (Schwankungen eines Unter- oder Überdrucks) ebenso gut in Frage wie die Ableitung von irgend welchen umlaufenden Teilen des Motors oder der von ihm getriebenen Maschinen bzw. Fahrzeuge. Auch die Ableitung von periodisch zu betätigenden Bedienungshebeln am Motor oder an den Fahrzeugen oder von einem auf dem Fahrzeug mitgeführten Druckmittel, z.B. für die Bremsanlage, ist denkbar. Ferner können beliebige Kombinationen solcher Antriebsteilen zusammengestellt werden*

Zur Erhöhung der Reinigungöwirkung durch vollselbsttätiges periodisches Entstraffen und Wiederstraffen des Filterstoffs wird gemäß der Erfindung noch weiterhin vorgeschlagen, daß die beweglichen Organe und das daran befestigte faltbare Filtertuch so gestaltet und miteinander verbunden sind, daß bei den periodischen Rei-

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nigungebewegungen ein© der normalen Strömungsrichtung der Luft durch de» Filterstoff entgegengesetzte Luftströmung duroa diesen Stoff erzeugt wird. Am einfachsten lässt siüh dies dann erreichen, wenn die aar Straffung und Entstraffung des Filterstoffs zu bewegenden Organe zusammen mit dem Filterstoff einen geschlossenen Baum bilden, der bei der Entstraffungsbewegung verkleinert wird.

Weitere erfinderisch® Merkmal© des Gegenstands der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung au entnehmen. In dieser Zeichnung veranschaulichen:

Fig. 1 und 2: ein am Einlaßende des Ansaugrohrs aufgesetztes Filter, dessen bewegtes Organ vom Unterdruck: im Ansaugrohr beaufschlagt wird. Fig« 2 aeigt dabei die Stellung ohn® Vorhandensein von Unterdrück und Fig, X die Stellung bei höchstem Unterdrücke

Fig. 3 und 4: eine andere Ausführungsform des. Luftfilters bei gleicher Anbringungs- und Betätlgungsart wie in Fig_a 1 und 2.

Fig« 5 und 6: eine dritte Ausführungsform, wiederum bei den beiden Bestellungen der beweglichen Organ®, wobei in Fig. 6 eine zusätzliche Hilfseinrichtung dargestellt ist ο

In allen Figuren der Zeichnung ist ,Jeweils das Ansaugrohr mit 1 bezeichnet und die Strömungsrichtung der Luft durch dieaes Ansaugrohr mit einem Pfeil angedeutet. Der Vergaser des Breaa-

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kraftmotors ist ganz sohematisoh jeweils bei 2 dargestellt. Die zugehörige Drosselklappe 3 im Ansagrohr wird über ein Gestänge 4 betätigt, zu äem nur in Fig. 2 das augahörige Gaspedal 5 gezeichnet ist.

In äem Ausfüiirangeb®ispi®l naoh Pig. 1 and 2 ist da© nach oben gerichtete Einlaßend© des Ansaugrohrs 1 abgedeckt durch ein© Platte 6. Par den Luftsmtritt sium Ansaugrohr sind deshalb besondere seitliche Einlaßschlitsse 7 vorgesehen.

Die Platte 6 ist als Kolben in ©in©m augehörigen Zylinder 8 ausgebildet, der seinerseits am Boden einer nach unten offenen, becherartigen Umhüllung 9 des Luft filtere befestigt ist und mit dem anderen Ende bei 10 auf dem Ansaugrohr 1 geführt ist* Der Zylinder θ ist also mitßamt dem B&obergehäuse 9 auf«- und ab beweglich,, während der Kugehorige, im Zylinder 8 dioht geführte Kolben β unbeweglich am Ansaugrohr 1 befestigt ist. Sine einerseits gegen den Boden des Beohergehäcuses 9 abg&ßtütät® Druckfeder 11 liegt mit ihrem anderen Ende an einer mit dem Ansaugrohr 1 fest verbundenen Scheibe 12 an und ist tmgeben von ein©m Mantel 13 aus faltbarem Filterstoff. Die Enden dieses geschlossenen Mantels sind

einerseits am Boden des Bechers 9 und andererseits an der Scheibe 12 dicht angeschlossen. Die Feder 11 drückt beim Fehlen irgend welcher äußerer Kraft© den Boden d©B Bechers 9 mitsamt dem Zylinder 8 ao weit naoh oben, bis der Filtermantel13 vollständig gestrafft ist (Fig* 2).

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Hinter dor Drosselklappe 3 ist an das Ansaugrohr 1 ei» dünneres Bohr 14 angeschlossen, das unter Zwischenschaltung eines biegsamen Schlauchstacts 15 zum Boden des Bechers 9 führt, der an dieser Stell© durchbrochen ist.

Der Weg der vom Ansaugrohr angesaugten iAift ist in S¹Ig. 2 durch einen gestrichelten Pfeil dargestellt. Hieraus ist zu erkennen, daß die Ansaugluft das Filtertuch 13 von außen nach innen durchlaufen maß, wobei sie gereinigt wird* Sie gelangt schließlich durch Öffnungen 17 der Zylinderführung Io zu den Einlaßschlitzen 7 dee Ansaugrohrs 1.

Solange die Z< asselklappe S die in Pig. 2 gezeichnete, gansf offene Stellung einnimmt, ist das Filtertuch 13 vollständig gestrafft. Sobald aber di© Drosselklappe 3 geschlossen und in die aus Fig. 1 erkennbare Stellung gebr&oht wird, bewirkt der hinter dieses Klapp® entstehende unterdrück, der über di© Lu itung Μ, 16 von Beoherboden her in den Innenraom des Zylinders 8 gelangt, sin sofortiges Absinken des Bechers 9 mitsamt lern Zylinder 8 i/nter Überwindung der G-egenwirkung der Feder 11, Hierbei wird einerseits der 3?ilt «mantel 13 entspannt und gefaltet» Andererseits wird aber der durch den Filtermantel 13 und die Scheibe Xl, sowie durch die Außenfläche des Zylinders 8 und durch den Becjerboden gebildet© Saum innerhalb des Filters schlagartig ferkle\aert, wodurch hier ein Überdruck entsteht und ein Luftdurchgar^ durch das Filter 13 entgegen der Richtung dee Pfeils bewirkt wi.*d. Der mit dem erwähnten Raum des Filter® in

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Verbindung stehende Teil des Ansaugrohrs ι bis zur geschlossenen Drosselklappe ist als schädlicher Haum hinzuzurechnen.

Lr Fälle, in denen dieser schädliche Baum ausgeschaltet werden soll, ist die abgewandelte Ausführung des Luftfilters nach Pig, 3 und 4 vorgesehen. Auöh hier ist dae Ansaugrohr mit 1 bezeichnete auf dessen offenem Einlaßende di® hohle Kolbenstange 18 auf- und ab beweglich geführt ist«, Sie trägt an ihrem ein@n Ende den Kolben 19 und an ihrem anderen Steuerungaechlitze 20. Der Kolben 19 ist in diesem EaIl unmittelbar in dem becherartigen Gehäuse 9 geführt, das seinerseits mit Hilfe der Scheibe

21 feet am Ansaugrohr 1 angebracht ist«. Der Beoherboden ist wie in Fige 1 und 2 an daß Unterdruck führende Bohr 14 angeschlossen* Im vorliegenden Fall eind insgesamt swei Filtertuchmäntel 22 und 23 vorgesehen, di© mit ihrem einen Ende an einem auf der Kolbenunterßeite befestigten und mit Durohlaßlöehern 24 versehenen Eragen 26 befestigt sind« Die anderen Enden der Filtermäntel sind einmal am Becher 9 im Bereich der Scheibe 21 und «tea ander® Mal anmittelbar am Anfö&ugrohr 1 befestigte Zwischen beiden S¹Iltermänteln ist ein© Zugfeder S6 untergebracht,, welch® in der aus Pig. 4 ersieht liehen Weise beim fehlen von unterdrück: itt d©r Leitung 14 den Kolben 19 in seine unterste Stellung ziehte bei der er auf dem End© des Buhrs 1 aufliegt. In dieser Stellung steht das Innere des Ansaugrohrs 1 über einen HilfsschlitK 27 and die Steuerungseohlitz® 20 der hohlen Kolbenstange 18 mit d©r Außenluft in Verbindung. Das Filtertuch der Filtermäutel

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14 Unterdruck auf den Kolben 10 wirkt, wird dieser in die in Hg_e 5 dargestellte Stellung gezogen, and zwar entgegen der Wirkang der Feder 26, und wird dort für die Dauer dea Unter&racks gehalten. Dabei werden die beiden EllteimKnt·! 22 and 23 gestrafft. Die angesaugte Luft gelangt dabei durch die Durchbrechungen der Scheibe 21 in den Baum zwischen den beiden PiItermäntein 22 und 23 and durchdringt dies®, wobei sie vom Filt©rmant®l 23 aas duröh die Schlitze 20 der hohlen Kolbenstang® 18 direkt ins offene Ende des Ansaugrohrs 1 eintritt, während di© duroh das Filter 22 goeaugte Luft zunächst duroh die Öffnungen 24 des Kragens 26 geht, ehe sie ebenfalls m den Einlaßechlitsen 20 gelangt «.

In diesem Beispiel werden di© Filtermäntel im Augenblick des Auftretens von Unterdruck gestrafft, wobei der von den beiden Filt©rmänt©ln einerseits und dem Kolben 19 andererseits m&- ®ohlosB©ne Baum sich vergrößert, beim Entatraffen (Pig. 4) dagegen verkleinert. In diesem Kill iat aber der Inhalt des Ansaugrohrs bia ear Spßselfclappe nicht mehr als schädlicher Raum hinzuzurechnen j weil gleich naoh Beginn der Sntstraffungsbewegüng di© Steuerschlitz;® 20 über das Eotir 1 gelangen, das dann keine Verbindung de® ©rwähntsn Filterrauma mit dem AueXaßrohr mehr zulässt, Der bei dieser Entatraffangebewegung entgegen der Ansausrichtung durch die Filtertücher 22 und 23 hindurchgedrückte Luftstoß ist deshalb urneo

Bei dem Ausfiihrungsbeispiel nach Fig« 6 und 6 ist wiederum das Ansaugrohr 1 bu erkenntet unä das über di®

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Ealtescheibe 21 am Ansaugrohr 1 befestigte becherartige Gehäuse 9. Auoh in diesem Pail ist genau entsprechend den Fig. 3 und 4 eine hohle Kolbenstange 18 mit Steuerschlitz 20 und ©in Hilfsschlttz 27 im Ansaugrohr 1 vorhanden. Es besteht jedoch keine Verbindung zwischen den Filtermänteln und dem durch Unterdrück bewegten Kolben 28, der unter der Wirkung einer ©igenen Druckfeder 29 steht« Di© Filtermäntel 30 und 31 aind mit ihren unteren Enden etwa an den gleichen Stellen befestigt wie in den Fig. 3 und 4. Ihr® oberen, gegebenenfalls miteinander verbundenen Enden werden von einer besonderen Druckfeder 52, die sich auf der gelochten Baltescheibe 21 abstützt, nach oben gedruckt und gestrafft* Dies ißt jedoch jeweils nur dann der Fall, wenn der unterdruck in der Leitung 14 entgegen der Wirkung der Feder 29 den Kolben in di© obere Lag® (Fig. S; gesogen hat. Sobald der Unterdruck nachlässt;, drückt die Feder 29 den Kolben 28 nach abwärts, wubei si?» aacBa noch die schwächere Feder 32 überwindet und aasammendräckt. Dabei werden die Filtermäntel 30 und 31 entstrafft und von anhaftenden Verunreinigungen befreit. Auch hier wird durch die gewählt© Steuerschlitzanordnung <ä©r zwischen der Unterseite des Kolbens 28 und dent Filtermantel 31 gebildet® Haum sofort nach Beginn der Entstraffungsbewegung vom Raum des Ansaugrohrs getrennt, sodaß auch hier die Kompression der in umgekehrter Richtung durch die Filt@rtücher hindurch zudrückend en Luft besonders stark ist«,

In Fig» S ist außerdem noch ©in© Hilfseinrichtung z\x e-r~ fesnnen, wobei das dort gezeichnete Stück des Ansaugrohrs 1 mit der Drosselklappe 3 and dem Vergaser 2 eigentlich unterhalb des Luftfilters zxx denken and mit dem dort herausragenden Stück Ansaugrohrs 1 verbunden anzunehmen ißt. Hier ist z\x erkennen

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daß in der Leitung; 14 ein Rückschlagventil 34 und ein Dreiweghann 35 eingeschaltet ist, der mit dem Stutzen 36 in die freie Atmosphäre führt. Der Hahn 35 ist dabei über ein Gestänge 37 mit einem Fußpedal, z.B. mit dem Bremspedal 38, verbunden. Während ohne diesen Dreiweghahn der Kolben 28 nur jeweils dann auf die gestrafften Filtertücher 3o and Zl aufschlägt, wenn der Unterdruck durch Verstellung der Drosselklappe 3 ganz verschwindet, ist durch di© gelegentliche Bedienung des Hahns 36 die Möglichkeit gegeben, zwischen diesen oft recht langen Abständen der automatischen Betätigung durch Verbindung des Bohre 14 mit d@r Außenluft dl® Unterdruck« wirkung auf den Kolben 28 aufzuheben und dadurch ©in© Bei»igungß~ bewegung auszulösen. Durch die vorgesehene Kupplung des Hahns 36 über ©in G-estäng© 37 mit dem Bremspedal 38 werden solche swischenseitlichen Beinigungsbewegungen bei federn Durchtreten d@r Bremse, al©o in der Regel in aiemlich kurzen Zeitabständen, erzielt.

Das inPig, 6 gezeichnete Zusataorgan kann mit Vorteil auch an allen anderen AusfCihrungsbeispielen sur Erhöhung der Zahl der automatischen Beinigungsbewegungen vorgesehen werden.

Das Prinzip der gaselehneten Filter läßt sich natürlich auch für die Heinigung von öl and dergleichen anwenden.

1) Filter, insbesondere für die Ansaugluft von Brenakraftailorsa dadurch gekenn&elohnet, daß sein faltbarer Filterstoff

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beweglich© organe straff gehalten and selbsttätig daroh periodische Bewegungen dieser Organ© entatrafft und wieder gestrafft wird (Reinigungsbewegung).

2)Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß di© Reinigungsbewegungen von einer beliebigen, mit dera lauf des Brennkraftmotora zusammenhängenden Antriebswelle abgeleitet werden, insbesondere von Änderungen dee Betriebsjsuetandes des Brennkraftmotors und/oder der von ihm angetriebenen Masohinen oder Fahrzeuge und/oder der zu seiner Bedienung oder der Bedienung der angetriebenen Maschine*oder Fahrzeuge zu bewegenden Teil©.

3)Filter nach Anspruch 1 und S, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung d«r Anordnung der beweglichen Organe und dee faltbaren Filters, daß bei den periodischen Bewegungen dieser beweglichen Organe ein© der normalen Strömangsriohtung durch das Filter entgegongeaetäte Luftströmung durch daß Filtertuch hindurch erzeugt wird«

4)Filter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche organ zusammen mit den Filterstoffen einen geschlossenen Raum bildet, der bei der Entstraffungs-Bewegung verkleinert wird.

S)Filter rach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es einen in einem zugehörigen Zylinder beweglichen Kolben aufweist _; von welchen beiden Teilen der ein© das bewegte Straffung®- organ ist und sich unter der Einwirkung von Druokänderungen

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und einer entgegen wirkenden Speioherkraft bewegt, wobei der sum mindesten zu einem geschlossenen Mantel geformte Filterstoff mit dem einen Mantelende am beweglichen organ und mit dem anderen am feststehenden Träger so befestigt ist, daß er mit den genannten Teilen einen durch die Bewegungen des Straffungsorgans sich in seiner Größe verändernden Haum umachließt,

6} Filter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ale bewegende Kraft die lndei*ungen des Unterdrücke im Ansaugrohr auf das bewegt© Straffangsorgan wirken»

'?) Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegte Straffungsorgan auf dem ©inlaßseitigen Ende des Ansaugrohre geführt ist.

8) Pi.lter naoh Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet,daß die Führ mag des bei Unterdruck das Filtertuch straffenden Organ® auf dem Ansaugrohr so ausgebildet ist, daß sie letzteres unmittelbar nach &<άϊά Beginn der Ent et raff längsbewegung gegenüber dem vom Filterstoff wmsohlosaenen Baum verschließt»

9) 5'ilter nach Anspruch" 6 für Bresmteaf'tmotoren tob ,g-ekennaeiohnet durch einen von der Verstellung eine© Be&ienungstöbele dieses Fahra®ügs beeinflussten Hahn in d®r 7erbindungsldtung Bwißchen Ansaugrohr and Eubraum d@s bewegten Pilterorsam, welcher Haha bsi vorbestimmten Stellorgan des EDsbelsjden H'\:/.-aum des Straffungsorgans mit der treten- Atmosphäre verbin

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ΙΟ) Filter uaaa Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennssölohnet, daß die Filteretof ftaäntel ausschließlich am festen Träger einer Straffongsfeder befestigt sind, und daß das von ihn«» unabhängige bewegte Organ jeweils bei ©einer Bewegung entgegen der Straffungsrichtung, zweckmäßig schlagartig, auf sie auftrifft*