EP0624726B1 - Luftfilter für Brennkraftmaschinen - Google Patents
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- EP0624726B1 EP0624726B1 EP94106084A EP94106084A EP0624726B1 EP 0624726 B1 EP0624726 B1 EP 0624726B1 EP 94106084 A EP94106084 A EP 94106084A EP 94106084 A EP94106084 A EP 94106084A EP 0624726 B1 EP0624726 B1 EP 0624726B1
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- air
- air filter
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M35/02—Air cleaners
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- F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M35/02—Air cleaners
- F02M35/08—Air cleaners with means for removing dust, particles or liquids from cleaners; with means for indicating clogging; with by-pass means; Regeneration of cleaners
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S55/00—Gas separation
- Y10S55/28—Carburetor attached
Definitions
- the invention relates to an air filter for internal combustion engines according to the preamble of the main claim.
- an air filter is provided with an unfiltered air inlet and a further unfiltered air inlet which opens as a function of the negative pressure prevailing in the filter housing.
- the further raw air inlet serves as an additional bypass to the raw air inlet in order to ensure a sufficient amount of air bypassing the filter insert even at full load.
- unfiltered untreated air is supplied to the engine. This would inevitably lead to the motor being destroyed by the dirt particles.
- a coordination with regard to the acoustic conditions is required. This takes place with a corresponding resonance volume, which is arranged in the area of the air filter. Opening an additional air inlet bypassing the air filter would result in the acoustic conditions deteriorating considerably and the engine producing an unusually high noise level.
- the raw air side inlet In internal combustion engines for vehicles, the raw air side inlet is usually arranged in an area into which cold air can flow in unhindered.
- the air inlet is therefore normally behind the radiator grille of the vehicle or in the area of a fender. It has been shown that snow is sucked in with the untreated air in particularly snowy countries during journeys which are impaired by heavy snowfall or snow swirls, and this snow accumulates on the filter insert and may clog the filter insert. This leads to a standstill of the engine.
- the invention is therefore based on the object To create a device that is suitable to effectively prevent clogging of the air filter element with snow. This object is achieved on the basis of the preamble of the main claim by its characterizing features.
- An essential advantage of the invention is the combination of a strainer basket with an additional raw air inlet, which opens when the strainer basket is clogged with snow and a certain negative pressure is established in the air filter housing.
- the additional raw air inlet is arranged so that it sucks in snow-free air.
- This snow-free air is normally in the area of the exhaust manifold of the engine or behind the radiator housing or at an appropriate location. If preheated intake air is supplied through this additional raw air inlet, then there is the possibility that the snow that is held back by the screen basket will defrost and the first raw air inlet will thus regain its function.
- the spring when using a spring-loaded flap, is a spring coil which has legs at its ends, while one of the legs lies against the fixed housing, the other leg exerts a centrally acting force on the flap via a web out.
- a spring has the advantage that assembly is very simple. This spring is simply snapped into its holder. Hooking in or additional fastening is not necessary.
- the flap can be attached in a simple manner.
- the flap has a shaft which is inserted into a so-called offset bearing on one side and engages in an open bearing on the opposite side. No further fastening elements are required here either.
- the entire flap system can be integrated into a raw air inlet or part of one Be raw air inlets.
- no additional assembly aids are required with suitable latching devices or snap connections.
- the screen basket is provided with a plastic ring and is also latched in the raw air inlet.
- the flap which closes the further raw air inlet can be both spring-loaded and weight-loaded. It is essential to match the weight or the spring to a maximum negative pressure in the air filter housing which must not be undercut.
- an air filter insert 11 is arranged inside an air filter housing 10, which consists, for example, of a filter paper folded in a zigzag shape, which is provided with a circumferential seal 12 and is arranged with this in a receptacle of the filter housing 10.
- the filter insert 11 separates a clean air space 13 from an unfiltered air space 14.
- the clean air space 13 is provided with a connecting piece 15.
- the cleaned air flows via this connecting piece 15 to an internal combustion engine, not shown here.
- the intake pipe 16 is provided with a strainer basket 17 at its open end facing the unfiltered air space.
- This sieve basket 17 has a sieve with a mesh size of 0.2 mm - 0.3 mm and serves to effectively intercept snow or ice crystals. If this screen basket is loaded with a large amount of snow, it will inevitably become clogged. A suction of air is therefore no longer possible via this suction pipe 16.
- a further intake pipe 18 is therefore provided.
- the inlet of this intake pipe is located at a location within the engine compartment of a vehicle that is free of snow. This can be, for example, in the area of the exhaust manifold or immediately behind the radiator housing or at another snow-free location, with the arrangement behind the radiator housing to ensure that the inlet surface is at right angles to the radiator surface.
- This other intake pipe is on its inner opening facing the unfiltered air space is closed with a flap 19.
- the flap 19 can be both spring-loaded and weight-loaded or via appropriate electronics. In the illustration shown here, this flap is provided with a weight 20 and rotatably mounted on the hinge 21. In the case of a spring-loaded flap, the spring is located in the hinge 21.
- the suction effect of the internal combustion engine creates a negative pressure in the intake pipe on the clean air side, which continues on the unfiltered air side or the unfiltered air space 14.
- This low pressure causes the flap 19 to open, so that combustion air can now flow in via the further intake pipe 18. If this combustion air is warmed, this heating causes the snow accumulated in the sieve basket to be defrosted and thus the suction pipe 16 to become free, so that fresh air can then be sucked in again via the suction pipe 16.
- the vacuum in the unfiltered air space thus drops and the flap 19 closes again.
- the weight 20 or the spring force in a spring-loaded flap is chosen so that the negative pressure required to open the flap does not rise above a certain permissible value.
- FIG. 2 shows a variant of an intake system.
- an air filter housing 10 is shown in a top view.
- the air filter housing is provided with a connecting piece 15 for the clean air and with a connecting pipe 22 for the raw air.
- the raw air inlet 22 branches and leads to an air inlet 16 which is provided with a screen basket 17.
- An air inlet 18 is also provided. This is arranged immediately behind a vehicle radiator 23. The air inlet 18 is closed with a spring-loaded flap 24 in the normal case. If snow or ice crystals clog the sieve basket 17, it then opens in the filter housing resulting vacuum, the flap 24, so that warm air is sucked in through the dirty air inlet 18.
- FIG. 3 shows a flap 24 which closes an intake pipe (not shown here).
- the flap 24 is attached to a housing via a shaft 25.
- the shaft 25 is inserted into a so-called offset bearing 26 on the left-hand side and snapped into an open bearing 27 from the top on the right-hand side.
- the offset bearing 26, the lower half-shell of which is formed on the right-hand side and the upper half-shell on the left-hand side, has the advantage that the shaft can be inserted outside the axial alignment.
- the flap 24 consists of a plastic injection molded part and has a rib 35 which is arranged in the center.
- the leg 29 of the spring 28 abuts the rib 35 and exerts a closing force.
- the further leg of the spring 28 is supported on a holding part 30 fixed to the housing.
- the spring is inserted between the two bearing legs during assembly and is held in its installed position by the lugs 31 and 32.
- the entire flap 33 can be assembled as a complete system and can be adapted to a raw air inlet, not shown here.
- the spring is arranged in the vicinity of the offset bearing 26. A larger lifting arm to the bearing 27 is thus achieved, so that small transverse forces are exerted on the bearing 27 due to the spring action.
- the location for the spring within the shaft 25 is designed in the form of an open U. This can be stiffened with ribs or, as shown in FIG. 4, closed with a pocket bottom 34. This ensures the stability of the shaft 25 and defines the installation space of the spring.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Luftfilter für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
- Aus der US 18 53 496 ist ein Luftfilter mit einem Rohlufteinlaß und einem weiteren in Abhängigkeit von dem im Filtergehäuse herrschenden Unterdruck öffnenden Rohlufteinlaß vorgesehen. Der weitere Rohlufteinlaß dient als zum Rohlufteinlaß zusätzlichen Bypass um unter Umgehung des Filtereinsatzes auch bei Vollast eine genügende Luftmenge zu gewährleisten. Bei den heute verwendeten Motoren, die mit einem Filtersystem ausgerüstet sind, muß auf jeden Fall vermieden werden, daß ungefilterte Rohluft dem Motor zugeführt wird. Diese würde unweigerlich dazu führen, daß der Motor durch die Schmutzpartikel zerstört wird. Außerdem ist gerade beim Ansaugsystem für Brennkraftmaschinen eine Abstimmung hinsichtlich der akustischen Gegebenheiten erforderlich. Dies erfolgt mit einem entsprechenden Resonanzvolumen, das im Bereich des Luftfilters angeordnet ist. Die Öffnung eines zusätzlichen Lufteinlasses unter Umgehung des Luftfilters würde dazu führen, daß sich die akustischen Verhältnisse erheblich verschlechtern und der Motor einen ungewöhnlich hohen Geräuschpegel erzeugt.
- Bei Brennkraftmaschinen für Fahrzeuge ist der rohluftseitige Einlaß meistens in einem Bereich angeordnet, in den Kaltluft ungehindert anströmen kann. Der Lufteinlaß befindet sich daher im Normalfall hinter dem Kühlergrill des Fahrzeuges oder im Bereich eines Kotflügels. Es hat sich gezeigt, daß in besonders schneereichen Ländern bei Fahrten, die durch starken Schneefall bzw. Schneeverwirbelungen beeinträchtigt sind, mit der Rohluft Schnee angesaugt wird und dieser Schnee sich am Filtereinsatz anlagert und unter Umständen den Filtereinsatz verstopft. Dies führt zu einem Stillstand des Motors.
- Es ist weiterhin von Nachteil, daß bei einem Abstellen des Motors der an dem Luftfiltereinsatz befindliche Schnee antaut und eine Eisschicht bildet, die die Luftzufuhr zum Motor unterbricht und damit ein Starten des Motors verhindert.
- Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die geeignet ist, ein Zusetzen des Luftfiltereinsatzes mit Schnee wirksam zu unterbinden. Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Oberbegriff des Hauptanspruchs durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst.
- Wesentlicher Vorteil der Erfindung ist die Kombination eines Siebkorbes mit einem zusätzlichen Rohlufteinlaß, der sich öffnet, wenn der Siebkorb mit Schnee zugesetzt ist und sich ein bestimmter Unterdruck im Luftfiltergehäuse einstellt. Der zusätzliche Rohlufteinlaß ist dabei so angeordnet, daß er schneefreie Luft ansaugt. Diese schneefreie Luft befindet sich im Normalfall im Bereich des Auslaßkrümmers des Motors bzw. hinter dem Kühlergehäuse oder an entsprechender Stelle. Wird durch diesen zusätzlichen Rohlufteinlaß vorgewärmte Ansaugluft zugeführt, dann besteht die Möglichkeit, daß der Schnee der von dem Siebkorb zurückgehalten wird, abtaut und damit der erste Rohlufteinlaß seine Funktion wieder erlangt.
- Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist bei Verwendung einer federbelasteten Klappe die Feder eine Federwendel, welche an ihren Enden Schenkel aufweist, während sich eine der Schenkel an dem feststehenden Gehäuse anlegt, übt der andere Schenkel über einen Steg eine mittig wirkende Kraft auf die Klappe aus. Eine solche Feder hat den Vorteil, daß die Montage sehr einfach ist. Diese Feder wird lediglich in ihrer Halterung eingeschnappt. Ein Einhängen oder zusätzliches Befestigen ist nicht erforderlich.
- Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das Befestigen der Klappe in einfacher Weise durchführbar. Die Klappe weist eine Welle auf, die an einer Seite in ein sogenanntes Versetztes Lager eingeschoben wird und auf der gegenüberliegenden Seite in ein offenes Lager einrastet. Auch hier sind keine weiteren Befestigungselemente erforderlich. Das gesamte Klappensystem kann in einen Rohlufteinlaß integriert werden oder Teil eines Rohlufteinlasses sein. Auch hier sind bei geeigneten Rastvorrichtungen oder Schnappverbindungen keine zusätzlichen Montagehilfsmittel erforderlich.
- Der Siebkorb wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mit einem Kunststoffring versehen und ebenfalls in der Rohlufteinlaß rastend befestigt.
- Die Klappe welche den weiteren Rohlufteinlaß verschließt, kann sowohl federbelastet als auch gewichtsbelastet sein. Wesentlich ist die Abstimmung des Gewichts bzw. der Feder auf einen Maximalunterdruck im Luftfiltergehäuse der nicht unterschritten werden darf.
- Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Siebkorb mit einem Sieb auszurüsten, das eine Maschenweite von etwa 0,2 mm aufweist. Diese Maschenweite ist geeignet, selbst feinste Schneepartikel bzw. Schneekristalle wirksam zurückzuhalten.
- Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
- Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
- Figur 1
- ein Luftfilter mit einem zweifachen Ansaugsystem,
- Figur 2
- eine Variante des Ansaugsystems,
- Figur 3
- eine federbelastete Klappe in einer Detaildarstellung,
- Figur 4
- die federbelastete Klappe gemäß Figur 3 in einer Seitenansicht.
- Gemäß Figur 1 ist innerhalb eines Luftfiltergehäuses 10 ein Luftfiltereinsatz 11 angeordnet, welcher beispielsweise aus einem zick-zack-förmig gefalteten Filterpapier besteht, das mit einer umlaufenden Dichtung 12 versehen und mit dieser in einer Aufnahme des Filtergehäuses 10 angeordnet ist.
- Der Filtereinsatz 11 trennt einen Reinluftraum 13 von einem Rohluftraum 14. Der Reinluftraum 13 ist mit einem Anschlußstutzen 15 versehen. über diesen Anschlußstutzen 15 strömt die gereinigte Luft zu einem hier nicht dargestellten Verbrennungsmotor. Innerhalb des Rohluftraums 14 befindet sich ein erstes Ansaugrohr 16, durch welches die Verbrennungsluft (Kaltluft) der Filtereinrichtung zugeführt wird.
- Das Ansaugrohr 16 ist an seinem, dem Rohluftraum zugewandten offenen Ende mit einem Siebkorb 17 versehen. Diese Siebkorb 17 weist ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,2 mm - 0,3 mm auf und dient dazu, Schnee bzw. Eiskristalle wirksam abzufangen. Wird dieser Siebkorb mit einer großen Menge Schnee beaufschlagt, so setzt sich dieser unweigerlich zu. Ein Ansaugen von Luft ist daher über dieses Ansaugrohr 16 nicht mehr möglich.
- Es ist deshalb ein weiteres Ansaugrohr 18 vorgesehen. Der Einlaß dieses Ansaugrohrs ist an einer Stelle innerhalb des Motorraum eines Fahrzeugs angeordnet, die schneefrei ist. Dies kann beispielsweise im Bereich des Auslaßkrümmers sein oder auch unmittelbar hinter dem Kühlergehäuse oder an einer anderen schneefreien Stelle, wobei bei der Anordnung hinter dem Kühlergehäuse zu beachten ist, daß die Einlaßfläche rechtwinklig zu der Kühlerfläche verläuft. Dieses weitere Ansaugrohr ist an seiner inneren, dem Rohluftraum zugewandten öffnung mit einer Klappe 19 verschlossen. Die Klappe 19 kann sowohl federbelastet als auch gewichtsbelastet oder über eine entsprechende Elektronik sein. In der hier gezeigten Darstellung ist diese Klappe mit einem Gewicht 20 versehen und über das Scharnier 21 drehbar gelagert. Bei einer federbelasteten Klappe befindet sich die Feder in dem Scharnier 21. Sobald der Siebkorb 17 durch Schnee oder Schneekristalle verstopft ist, entsteht durch die Ansaugwirkung des Verbrennungsmotors ein Unterdruck im reinluftseitigen Ansaugrohr, der sich auf die Rohluftseite bzw. den Rohluftraum 14 fortsetzt. Dieser Unterdurck bewirkt ein Öffnen der Klappe 19, so daß nunmehr über das weitere Ansaugrohr 18 Verbrennungsluft einströmen kann. Sofern diese Verbrennungsluft angewärmt ist, bewirkt diese Anwärmung ein Abtauen des im Siebkorbs angesammelten Schnees und damit ein Freiwerden des Ansaugrohrs 16, so daß anschließend wieder Frischluft über das Ansaugrohr 16 angesaugt werden kann. Damit fällt der Unterdruck im Rohluftraum ab und die Klappe 19 schließt sich wieder. Das Gewicht 20 bzw. die Federkraft bei einer federbelasteten Klappe ist dabei so gewählt, daß der Unterdruck, der zum öffnen der Klappe erforderlich ist, nicht über einen bestimmten zulässigen Wert hinaus ansteigt.
- Eine Variante eines Ansaugsystems zeigt Figur 2. Dort ist ein Luftfiltergehäuse 10 in einer Draufsichtdarstellung gezeigt. Das Luftfiltergehäuse ist mit einem Anschlußstutzen 15 für die Reinluft und mit einem Anschlußrohr 22 für die Rohluft versehen. Der Rohlufteinlaß 22 verzweigt sich und führt zu einem Lufteinlaß 16, welcher mit einem Siebkorb 17 versehen ist.
- Es ist weiterhin ein Lufteinlaß 18 vorgesehen. Dieser ist unmittelbar hinter einem Fahrzeugkühler 23 angeordnet. Der Lufteinlaß 18 ist mit einer federbelasteten Klappe 24 im Normalfall verschlossen. Sofern Schnee- oder Eiskristalle den Siebkorb 17 zusetzen, öffnet aufgrund des dann im Filtergehäuse entstehenden Unterdruckes die Klappe 24, so daß warme Luft über dem Rohlufteinlaß 18 angesaugt wird.
- Die Detailansicht gemäß Figur 3 zeigt eine Klappe 24 welche ein hier nicht gezeigtes Ansaugrohr schließt. Die Klappe 24 ist über eine Welle 25 an ein Gehäuse befestigt. Die Welle 25 ist auf der linken Seite in ein sogenanntes versetztes Lager 26 eingesteckt und rechsseitig in ein offenes Lager 27 von ober her eingeschnappt. Das versetzte Lager 26, dessen untere Halbschale rechtsseitig und die obere Halbschale linksseitig ausgebildet ist hat den Vorteil, daß ein Einstecken der Welle außerhalb der Axialflucht möglich ist. Die Klappe 24 besteht aus einem Kunststoffspritzgießteil und weist eine Rippe 35 auf, die mittig angeordnet ist.
- Wie in Figur 4 gezeigt, liegt der Schenkel 29 der Feder 28 an der Rippe 35 an und übt eine Schließkraft aus. Der weitere Schenkel der Feder 28 stützt sich an einem gehäusefesten Halteteil 30 ab. Die Feder wird bei der Montage zwischen den beiden Lagerschenkeln eingeführt und wird durch die Nasen 31 und 32 in ihrer Einbaulage gehalten. Die gesamte Klappe 33 kann als ein Komplettsystem montiert werden und ist an ein hier nicht dargestellten Rohlufteinlaß adaptierbar. Die Feder ist wie in Figur 3 gezeigt in der Nähe des versetzten Lagers 26 angeordnet. Damit wird ein größerer Hebearm zu dem Lager 27 erreicht, so daß aufgrund der Federwirkung geringe Querkräfte auf das Lager 27 ausgeübt werden. Die Aufnahmestelle für die Feder innerhalb der Welle 25 ist in Form eines offenen U gestaltet. Dieses kann mit Rippen versteift sein bzw. ist wie in Figur 4 gezeigt, mit einem Taschenboden 34 verschlossen. Damit wird die Stabilität der Welle 25 gewährleistet und der Einbauraum der Feder definiert.
Claims (12)
- Luftfilter für eine Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse angeordneten Filtereinsatz (11), einem Reinluftauslaß (15) und wenigstens einem Rohlufteinlaß (16), dadurch gekennzeichnet, daß der Rohlufteinlaß (16) mit einem Sieb (17) versehen ist und daß ein weiterer alternativer Rohlufteinlaß (18) vorgesehen ist, welcher eine Klappe (19) aufweist, die den weiteren Rohlufteinlaß (18) verschließt wobei sich diese Klappe (19) im Falle des Zusetzens durch Eis oder Schnee des ersten Rohlufteinlasses in Abhängigkeit von dem im Filtergehäuse (10) herrschenden Unterdruck öffnet.
- Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (19) eine gewichtsbelastete Klappe ist.
- Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (19) federbelastet ist.
- Luftfilter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Siebkorb (17) eine Maschenweite zwischen 0,2 und 0,5 mm aufweist.
- Luftfilter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Rohlufteinlaß (18) im Bereich des Auspuffkrümmers des Motors endet.
- Luftfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (28) wenigstens eine Windung aufweist und an beiden Enden tangential gerichtete Schenkel besitzt wobei die Schenkel zwischen einem gehäusefesten Wiederlager (30) und einem mittig auf die Klappe wirkenden Steg (35) anliegen.
- Luftfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Klappenlager ein offenes Lager (27) ist, in welches die Klappenwelle (25) tangential oder radial eingeführt ist.
- Luftfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Klappenlager ein versetztes Lager (26) ist, welches ein in Achsrichtung geneigtes Einführen der Klappenwelle (25) ermöglicht.
- Luftfilter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Feder ausgeübte Kraft über eine mittig auf der Klappe (24) angeordneten Versteifungsrippe auf die Klappe einwirkt.
- Luftfilter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (24) einschließlich der Lagerung und der Einrichtung zur Zwangsschließung der Klappe eine kompakte Baueinheit ist, welche an den Luftansaugbereich angekoppelt oder in diesem Bereich integriert ist.
- Luftfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebkorb (17) in den Rohlufteinlaß (16) eingerastet ist.
- Luftfilter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebkorb (17) mit einem Kunststoffring versehen ist, welcher in Verbindung mit dem Rohlufteinlaß (16) Rastelemente aufweist.
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