EP4330535B1 - Luftfilteranordnung zur reinigung eines luftstroms für ein nutzfahrzeug - Google Patents
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- EP4330535B1 EP4330535B1 EP22724685.7A EP22724685A EP4330535B1 EP 4330535 B1 EP4330535 B1 EP 4330535B1 EP 22724685 A EP22724685 A EP 22724685A EP 4330535 B1 EP4330535 B1 EP 4330535B1
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Definitions
- the invention relates to an air filter assembly for cleaning an air flow for a commercial vehicle, in particular for an agricultural tractor, comprising a pre-filter communicating with an air inlet and a first fine filter arranged downstream of the pre-filter in the direction of the air flow. Following the first fine filter in the direction of the air flow is a redundant second fine filter, which is assigned to an air filter section extending horizontally in a predetermined installation position of the air filter assembly.
- Such an arrangement arises, for example, from the GB 2 055 719 A
- This comprises an air intake stack mounted on a tilting driver's cab of a truck. It has guide vanes arranged in the area of an air inlet, which can be used to create swirling motions in an air stream drawn in through the air inlet, so that coarse particles entrained in the air stream are thrown toward adjacent rubber discharge flaps and thus removed.
- the air stream passes through a conical filter element and a safety filter element arranged downstream of a rubber bellows, from which it then exits laterally toward an engine intake tract.
- Such multi-stage air filter arrangements are typically used in areas where the ambient air is significantly polluted with dust. This is especially true for commercial vehicles in the forestry and agricultural sectors. This is also the case in the construction industry.
- the ambient air to be cleaned is typically fed into the intake tract of a diesel-powered combustion engine.
- the individual filters are housed as cartridges that can be individually removed for maintenance or cleaning purposes in a common filter housing, which is installed horizontally in the commercial vehicle. This prevents dust particles that have penetrated the filter housing from entering the downstream intake tract of the combustion engine unhindered when the cartridges are removed. This risk would be particularly significant if the filter housing were mounted upright.
- the air filter arrangement for cleaning an air flow for a commercial vehicle, in particular for an agricultural tractor comprises a pre-filter communicating with an air inlet and a first fine filter arranged downstream of the pre-filter in the direction of the air flow, which first fine filter, together with the pre-filter, is assigned to an air filter section which runs vertically in a predetermined installation position, wherein the first fine filter is followed in the direction of the air flow by a redundant second fine filter which is assigned to an air filter section which runs horizontally in the predetermined installation position, wherein the horizontally running air filter section is part of a siphon-like line region which rises in an arc from the redundant second fine filter in the direction of an air outlet.
- the actual filtration of the air flow is achieved by means of the pre-filter and the first fine filter; these are therefore arranged together in direct succession in the vertically running air filter section.
- the pre-filter and the first fine filter form the main filter of the air filter arrangement.
- the redundant second fine filter present for reasons of operational safety, merely represents an additional filter and can therefore be located at a distance from the main filter in the subsequent horizontally running air filter section.
- Such a design takes into account the structural conditions prevailing in common commercial vehicles from the agricultural, forestry, or construction machinery sectors.
- an intake snorkel allows the distance between the air inlet and the ground to be increased, thus allowing the intake of ambient air with correspondingly lower dust pollution.
- the air filter arrangement according to the invention makes it possible to make better use of the installation space typically available in a commercial vehicle.
- the installation position of the two air filter sections can be specified based on an imaginary vehicle plane, which is spanned by a first axis oriented essentially in the longitudinal direction of the commercial vehicle and a second axis oriented essentially in the transverse direction of the commercial vehicle. Relative to this vehicle plane, the vertically extending air filter section is arranged upright on the commercial vehicle, and the horizontally extending air filter section is arranged horizontally.
- the pre-filter is designed as a centrifugal separator for separating coarse particles contained in the air stream being drawn in.
- the centrifugal separator comprises a plurality of air inlets, each of which is connected to an individual separator, which imparts a swirling motion to the passing air stream such that the coarse particles contained therein are thrown into a collection area surrounding the individual separators due to the centrifugal forces that occur.
- the collection area within the centrifugal separator can be connected to a vacuum line for continuous extraction of the separated coarse particles.
- the vacuum line can either open into the low-pressure intake area of an axial fan assembly included in an engine cooling system or be connected to a separate vacuum generator.
- the vertical air filter section is connected to the horizontal air filter section via a flexible bellows.
- the flexible bellows allows for the compensation of operational movements or vibrations between the two sections.
- the use of a flexible bellows also allows the vertical air filter section to be attached to a driver's cab that is suspended from a supporting vehicle chassis.
- At least one fastening element for mounting on a support structure of the driver's cab of the commercial vehicle can be provided on the vertically extending air filter section.
- the fastening element is, for example, a bracket that is integrally formed on a plastic housing encompassed by the air filter assembly.
- the first fine filter comprises a pleated filter fleece as the active filter element.
- the first fine filter can therefore be designed as a replaceable disposable filter cartridge.
- the disposable filter cartridge can also be equipped with a sensor-detectable individual identification feature, on the basis of which further use of the disposable filter cartridge after a specified period of use is excluded.
- the identification feature For example, it is an RFID tag that can be read using an on-board RFID receiver. The read identification feature is transmitted to a control unit, which determines whether the specified service life has been exceeded based on an operating hour counter started for the respective disposable filter cartridge. If this is the case, the control unit prevents the commercial vehicle from being put into operation again and simultaneously issues a corresponding driver notification.
- the curved, rising line section can be designed as an elastic air hose. This is made of a heat-resistant rubber compound, such as Viton. This largely eliminates the possibility of transmission of operational movements from a connected vehicle component to the components of the vertically running air filter section.
- a connector is provided at the air outlet for connecting to the intake tract of a vehicle unit configured as an internal combustion engine.
- the connector can be formed directly on the elastic air hose as part of the curved, rising line section.
- the connector is mounted hermetically, for example, using a hose clamp, to a connecting flange of the internal combustion engine that communicates with the intake tract.
- the use of the air filter assembly according to the invention need not be limited to the cleaning of an air flow supplied to an internal combustion engine. Rather, other applications are also possible, where reliable filtration of the ambient air is required, for example in the case of air conditioning of a hermetically sealed driver's cab to protect against pesticides being applied.
- Fig. 1 shows an embodiment of the air filter arrangement 10 according to the invention, the structure and functioning of which are described below with reference to the Fig. 2 shown installed state on a commercial vehicle designed as an agricultural tractor 12.
- the multi-stage air filter arrangement 10 comprises a pre-filter 16 communicating with an air inlet 14 and a first fine filter 20 arranged downstream of the pre-filter 16 in the direction of an air flow 18 to be cleaned.
- the first fine filter 20, together with the pre-filter 16, is assigned to an air filter section 24 extending vertically in a predetermined installation position 22.
- the first fine filter 20 is followed by a redundant second fine filter 26 in the direction of the air flow 18 to be cleaned.
- the redundant second fine filter 26 is assigned to an air filter section 28 that runs horizontally in the specified installation position 22.
- the horizontally running air filter section 28 is part of a siphon-like duct area 30 that rises in an arc from the redundant second fine filter 26 toward an air outlet 32 from which the cleaned air flow 18 exits.
- an imaginary vehicle plane 34 is used, which is spanned by a first axis 36 oriented substantially in the longitudinal direction of the agricultural tractor 12 and a second axis 38 oriented substantially in the transverse direction of the agricultural tractor 12. Relative to this vehicle plane 34, the vertically extending air filter section 24 is arranged upright and the horizontally extending air filter section 28 is arranged horizontally on the agricultural tractor 12.
- the actual filtration of the air flow 18 is achieved by means of the pre-filter 16 and the first fine filter 20; these are therefore housed together in direct succession in the vertically extending air filter section 24.
- the pre-filter 16 and the first fine filter 20 form the main filter 40 of the air filter assembly 10.
- the vertically extending air filter section 24 is designed, for example, in the form of an intake snorkel 44 located outside an engine compartment 42 of the agricultural tractor 12, whereas the horizontally extending air filter section 28 enters the engine compartment 42 laterally in an area 46 below a vehicle unit designed as an internal combustion engine 48.
- the use of an intake snorkel 44 allows the distance between the air inlet 14 and the ground 50 to be increased and thus the intake of ambient air with a correspondingly lower dust load.
- the vertically extending air filter section 24, enclosed by the intake snorkel 44, is connected to the horizontally extending air filter section 28 via a flexible bellows 52.
- the flexible bellows 52 enables compensation of operational movements or vibrations between the two sections 24, 28, particularly in the case where the vertically extending air filter section 24 is attached, as here, to a driver's cab 56 that is suspended relative to a supporting vehicle chassis 54.
- At least one fastening element 58 for mounting on a support structure 60 of the driver's cab 56 of the agricultural tractor 12 is provided on the vertically extending air filter section 24.
- the fastening element 58 is a holder 62, which is formed integrally on a plastic housing 64 encompassed by the air filter assembly 10 in the region of the intake snorkel 44.
- the curved, rising line section 30 is designed as an elastic air hose 66. This consists of a heat-resistant rubber compound, for example, Viton.
- a connecting piece 68 is provided at the air outlet 32 for connection to an intake tract 70 of the internal combustion engine 48.
- the connecting piece 68 is formed directly on the elastic air hose 66 as a component of the curved, rising line section 30 and is mounted in an airtight manner by means of a hose clamp 72 to a connecting flange 74 of the internal combustion engine 48 that communicates with the intake tract 70.
- the pre-filter 16 is inserted into the plastic housing 64 in the form of a cassette-like insert 76 in an end region 78 of the intake snorkel 44, accessible from the outside.
- the cassette-like insert 76 is constructed in several parts and can be removed by hand for disassembly and cleaning.
- the pre-filter 16 is designed as a centrifugal separator 80 for separating coarse particles contained in the intake air stream 18.
- the centrifugal separator 80 comprises a plurality of air inlet openings 82, each of which is connected to an individual separator 84, which imparts a swirling motion to the passing air stream 18 such that the coarse particles contained therein are thrown into a collection area 86 surrounding the individual separators 84 due to the centrifugal forces that occur.
- the collection area 86 provided within the centrifugal separator 80 communicates with a vacuum line 88 for the continuous extraction of the separated coarse particles.
- Vacuum line 88 opens into a low-pressure intake area 90 of an axial fan arrangement (not shown) included in an engine cooling system.
- the pre-cleaned air stream 18 exiting the centrifugal separator 80 is then fed to the first fine filter 20.
- the first fine filter 20 comprises a pleated filter fleece (not shown) as an active filter element. During operation, dust particles become trapped therein and cannot be removed even by cleaning, for example, by blowing them out with compressed air.
- the first fine filter 20 is therefore designed as a replaceable disposable filter cartridge 92.
- the disposable filter cartridge 92 is located in a receiving area within the plastic housing 64 that can be hermetically sealed by a cover 94.
- the second fine filter 26 arranged in the vertically extending line section 24 simultaneously forms a plastic transition piece 96, to which the flexible bellows 52 is attached at one end and the elastic air hose 66 at the other.
- the transition piece 96 can be removed if necessary for the purpose of cleaning or replacing the second fine filter 26 or a filter-active element arranged therein.
- the elastic air hose 66 which rises towards the air outlet 32, largely prevents any dust particles released in the process, which may have accumulated in this area, from passing towards the intake tract 70 due to gravity.
- the second fine filter 26 is preferably located at the lowest point of the siphon-like line section 30.
- the identification feature 98 is an RFID tag 100 that can be read by a vehicle-mounted RFID receiver 102.
- the read identification feature 98 is transmitted to a control unit 104, which determines, based on an operating hour counter started for the respective disposable filter cartridge 92, whether the specified service life has been exceeded. If this is the case, the control unit 104 prevents the agricultural tractor 12 from being restarted and simultaneously outputs corresponding driver information. The latter is done via a user interface 106 connected to the control unit 104, which is located in the driver's cab 56 of the agricultural tractor 12.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Luftfilteranordnung zur Reinigung eines Luftstroms für ein Nutzfahrzeug, insbesondere für einen landwirtschaftlichen Traktor, umfassend einen mit einem Lufteinlass kommunizierenden Vorfilter und einen dem Vorfilter in Richtung des Luftstroms nachgeschalteten ersten Feinfilter. Auf den ersten Feinfilter folgt in Richtung des Luftstroms ein redundanter zweiter Feinfilter, der einem in einer vorgegebenen Einbaulage der Luftfilteranordnung horizontal verlaufenden Luftfilterabschnitt zugeordnet ist.
- Eine solche Anordnung geht beispielsweise aus der
hervor. Diese umfasst einen an einem kippbaren Fahrerhaus eines Lastkraftwagens angebrachten Luftansaugkamin, der im Bereich eines Lufteinlasses angeordnete Leitschaufeln aufweist, mittels derer sich ein über den Lufteinlass angesaugter Luftstrom in Wirbelbewegungen versetzen lässt, sodass in dem Luftstrom mitgeführte Grobpartikel in Richtung angrenzender Gummiauswurfklappen geschleudert und auf diese Weise entfernt werden. Der Luftstrom durchläuft ein konisches Filterelement sowie ein einem Gummibalg nachgeordnetes Sicherheitsfilterelement, an dem dieser anschließend seitlich in Richtung eines Motoransaugtrakts austritt.GB 2 055 719 A - Derartige mehrstufige Luftfilteranordnungen finden üblicherweise in Bereichen Verwendung, in denen die Umgebungsluft erheblich durch Staub belastet ist. Dies ist vor allem bei Nutzfahrzeugen aus dem forst- und landwirtschaftlichen Bereich, aber auch dem Baubereich der Fall. Die zu reinigende Umgebungsluft wird hier typischerweise einem Ansaugtrakt eines dieselbetriebenen Verbrennungsmotors zugeführt. Die einzelnen Filter sind als zu Wartungs- bzw. Reinigungszwecken einzeln entnehmbare Kartuschen in einem gemeinsamen Filtergehäuse untergebracht, das liegend im Nutzfahrzeug eingebaut ist. Hierdurch wird für den Fall der Entnahme der Kartuschen vermieden, dass in das Filtergehäuse eingedrungene Staubpartikel ungehindert in den nachfolgenden Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors gelangen können. Dieses Risiko würde vor allem bei einer aufrechten Montage des Filtergehäuses bestehen.
- Sowohl die Notwendigkeit des liegenden Einbaus wie auch die Unterbringung der einzelnen Filter in einem gemeinsamen und damit vergleichsweise sperrigen Filtergehäuse stehen einer optimalen Nutzung des fahrzeugseitig zur Verfügung stehenden Bauraums entgegen.
- Angesichts dessen ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bezüglich der Nutzung des in einem Nutzfahrzeug typischerweise zur Verfügung stehenden Bauraums verbesserte Luftfilteranordnung der eingangs genannten Art anzugeben.
- Diese Aufgabe wird durch eine Luftfilteranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
- Die Luftfilteranordnung zur Reinigung eines Luftstroms für ein Nutzfahrzeug, insbesondere für einen landwirtschaftlichen Traktor, umfasst einen mit einem Lufteinlass kommunizierenden Vorfilter und einen dem Vorfilter in Richtung des Luftstroms nachgeschalteten ersten Feinfilter, der gemeinsam mit dem Vorfilter einem in einer vorgegebenen Einbaulage vertikal verlaufenden Luftfilterabschnitt zugeordnet ist, wobei auf den ersten Feinfilter in Richtung des Luftstroms ein redundanter zweiter Feinfilter folgt, der einem in der vorgegebenen Einbaulage horizontal verlaufenden Luftfilterabschnitt zugeordnet ist, wobei der horizontal verlaufende Luftfilterabschnitt Bestandteil eines syphonartigen Leitungsbereichs ist, der ausgehend von dem redundanten zweiten Feinfilter in Richtung eines Luftauslasses bogenförmig ansteigt.
- Auf diese Weise ist eine baulich aufgeteilte Anordnung von Vorfilter und erstem Feinfilter einerseits sowie redundantem zweiten Feinfilter andererseits möglich, wobei der syphonartig ansteigende Leitungsbereich verhindert, dass Staubpartikel bei ausgebautem redundanten zweiten Filter ungehindert in den dahinter liegenden Bereich in Richtung des Luftauslasses gelangen können.
- Die eigentliche Filterung des Luftstroms erfolgt mittels des Vorfilters sowie des ersten Feinfilters, diese sind daher gemeinsam in dem vertikal verlaufenden Luftfilterabschnitt unmittelbar aufeinanderfolgend angeordnet. Vorfilter und erster Feinfilter bilden den Hauptfilter der Luftfilteranordnung. Der aus Gründen der Betriebssicherheit vorhandene redundante zweite Feinfilter stellt lediglich einen Zusatzfilter dar und kann sich daher beabstandet zum Hauptfilter in dem nachfolgenden horizontal verlaufenden Luftfilteranschnitt befinden. Ein derartiger Aufbau trägt den bei gängigen Nutzfahrzeugen aus dem Land-, Forst- bzw. Baumaschinenbereich herrschenden baulichen Verhältnissen Rechnung, denn hier ist es unter anderem vorstellbar, den vertikal verlaufenden Luftfilterabschnitt in Gestalt eines außerhalb eines Motorraums liegenden Ansaugschnorchels auszubilden, wohingegen der horizontal verlaufende Luftfilterabschnitt in einem Bereich unterhalb eines Verbrennungsmotors seitlich in den Motorraum eintreten kann. Die Verwendung eines Ansaugschnorchels erlaubt hierbei eine Vergrößerung des Abstands zwischen Lufteinlass und Erdboden und damit eine Ansaugung von Umgebungsluft mit entsprechend geringerer Staubbelastung. Im Ergebnis ermöglich es die erfindungsgemäße Luftfilteranordnung daher, den insoweit in einem Nutzfahrzeug typischerweise zur Verfügung stehenden Bauraum besser nutzen zu können.
- Die Vorgabe der Einbaulage der beiden Luftfilterabschnitte kann unter Zugrundelegung einer gedachten Fahrzeugebene erfolgen, die durch eine im Wesentlichen in Längsrichtung des Nutzfahrzeugs orientierte erste Achse und eine im Wesentlichen in Querrichtung des Nutzfahrzeugs orientierte zweite Achse aufgespannt wird. Bezogen auf diese Fahrzeugebene ist der vertikal verlaufende Luftfilterabschnitt aufrecht und der horizontal verlaufende Luftfilterabschnitt liegend am Nutzfahrzeug angeordnet.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Luftfilteranordnung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
- Vorzugsweise ist der Vorfilter als Zentrifugalabscheider zur Absonderung von im angesaugten Luftstrom enthaltenen Grobpartikeln ausgebildet. Der Zentrifugalabscheider umfasst eine Vielzahl von Lufteinlässen, an die sich ein jeweiliger Einzelabscheider anschließt, die den hindurchtretenden Luftstrom derart in eine Wirbelbewegung versetzt, dass die darin enthaltenen Grobpartikel aufgrund der auftretenden Zentrifugalkräfte in einen die Einzelabscheider umgebenden Sammelbereich geschleudert werden.
- Um eine gleichbleibende Filterleistung sicherzustellen, besteht die Möglichkeit, dass der innerhalb des Zentrifugalabscheiders vorgesehene Sammelbereich mit einer Unterdruckleitung zur kontinuierlichen Absaugung der abgesonderten Grobpartikel kommuniziert. Die Unterdruckleitung kann hierbei in einen niederdruckseitigen Ansaugbereich einer von einem Motorkühlsystem umfassten Axiallüfteranordnung münden oder aber an einem separaten Unterdruckerzeuger angeschlossen sein.
- Des Weiteren ist es vorstellbar, dass der vertikal verlaufende Luftfilterabschnitt mit dem horizontal verlaufenden Luftfilterabschnitt über einen flexiblen Balg verbunden ist. Der flexible Balg ermöglicht einen Ausgleich betriebsbedingter Bewegungen bzw. Vibrationen zwischen den beiden Abschnitten. Die Verwendung eines flexiblen Balgs erlaubt es zudem, den vertikal verlaufenden Luftfilterabschnitt an einer gegenüber einem tragenden Fahrzeugchassis gefedert aufgehängten Fahrerkabine anzubringen.
- Zu diesem Zweck kann an dem vertikal verlaufenden Luftfilterabschnitt wenigstens ein Befestigungselement zur Montage an einer Tragestruktur der Fahrerkabine des Nutzfahrzeugs vorgesehen sein. Bei dem Befestigungselement handelt es sich beispielweise um einen Halter, der einstückig an einem von der Luftfilteranordnung umfassten Kunststoffgehäuse ausgeformt ist.
- Typischerweise umfasst der erste Feinfilter als filteraktives Element ein gefaltetes Filtervlies. Während des Betriebs setzen sich darin Staubpartikel fest, die sich selbst im Wege einer Reinigung, beispielsweise durch Ausblasen mit Druckluft, nicht mehr entfernen lassen. Um einer Degradation der Filterleistung vorzubeugen, kann der erste Feinfilter daher als austauschbare Einweg-Filterpatrone ausgebildet sein.
- Insbesondere kann die Einweg-Filterpatrone auch mit einem sensorisch erfassbaren individuellen Identifikationsmerkmal ausgestattet sein, auf dessen Grundlage eine Weiterverwendung der Einweg-Filterpatrone nach Ablauf einer spezifizierten Gebrauchsdauer ausgeschlossen wird. Bei dem Identifikationsmerkmal handelt es sich zum Beispiel um einen RFID-Tag, der mittels eines fahrzeugseitigen RFID-Empfängers auslesbar ist. Das ausgelesene Identifikationsmerkmal wird an eine Kontrolleinheit übermittelt, die auf Grundlage eines für die betreffende Einweg-Filterpatrone gestarteten Betriebsstundenzählers ermittelt, ob die spezifizierte Gebrauchsdauer überschritten ist. Ist dies der Fall, so unterbindet die Kontrolleinheit eine erneute Inbetriebnahme des Nutzfahrzeugs unter gleichzeitiger Ausgabe einer entsprechenden Fahrerinformation.
- Der bogenförmig ansteigende Leitungsbereich kann als elastischer Luftschlauch ausgebildet sein. Dieser besteht aus einer hitzebeständigen Gummimischung, beispielsweise aus Viton. Eine mögliche Übertragung betriebsbedingter Bewegungen eines daran angeschlossenen Fahrzeugaggregats auf die Komponenten des vertikal verlaufenden Luftfilterabschnitts kann so weitgehend ausgeschlossen werden.
- Typischerweise ist an dem Luftauslass ein Anschlussstück zur Verbindung mit einem Ansaugtrakt eines als Verbrennungsmotor ausgebildeten Fahrzeugaggregats vorgesehen. Das Anschlussstück kann unmittelbar an dem elastischen Luftschlauch als Bestandteil des bogenförmig ansteigenden Leitungsbereich ausgeformt sein. Das Anschlussstück wird beispielsweise mittels einer Schlauchschelle an einem mit dem Ansaugtrakt kommunizierenden Anschlussflansch des Verbrennungsmotors luftdicht montiert.
- Abschließend sei angemerkt, dass eine Verwendung der erfindungsgemäßen Luftfilteranordnung nicht auf die Reinigung eines einem Verbrennungsmotor zuzuführenden Luftstroms beschränkt sein muss. Vielmehr kommen auch andere Anwendungen in Frage, bei denen eine sichere Filterung der Umgebungsluft erforderlich ist, so zum Beispiel im Falle der Klimatisierung einer zum Schutz vor auszubringenden Pflanzenschutzmitteln hermetisch abgeschlossenen Fahrerkabine.
- Die erfindungsgemäße Luftfilteranordnung zur Reinigung eines Luftstroms für ein Nutzfahrzeug wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Hierbei beziehen sich identische Bezugszeichen auf übereinstimmende oder bezüglich ihrer Funktion vergleichbare Komponenten. Es zeigen:
- Fig. 1
- ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Luftfilteranordnung zur Reinigung eines Luftstroms für ein Nutzfahrzeug, und
- Fig. 2
- ein als landwirtschaftlicher Traktor ausgebildetes Nutzfahrzeug, umfassend die in
Fig. 1 dargestellte Luftfilteranordnung. -
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Luftfilteranordnung 10, deren Aufbau bzw. Funktionsweise nachfolgend unter Bezugnahme auf den inFig. 2 dargestellten eingebauten Zustand an einem als landwirtschaftlicher Traktor 12 ausgebildeten Nutzfahrzeug erläutert werden soll. - Die mehrstufig aufgebaute Luftfilteranordnung 10 umfasst einen mit einem Lufteinlass 14 kommunizierenden Vorfilter 16 und einen dem Vorfilter 16 in Richtung eines zu reinigenden Luftstroms 18 nachgeschalteten ersten Feinfilter 20. Der erste Feinfilter 20 ist gemeinsam mit dem Vorfilter 16 einem in einer vorgegebenen Einbaulage 22 vertikal verlaufenden Luftfilterabschnitt 24 zugeordnet.
- Auf den ersten Feinfilter 20 folgt in Richtung des zu reinigenden Luftstroms 18 ein redundanter zweiter Feinfilter 26. Der redundante zweite Feinfilter 26 ist einem in der vorgegebenen Einbaulage 22 horizontal verlaufenden Luftfilterabschnitt 28 zugeordnet. Der horizontal verlaufende Luftfilterabschnitt 28 ist Bestandteil eines syphonartigen Leitungsbereichs 30, der ausgehend von dem redundanten zweiten Feinfilter 26 in Richtung eines Luftauslasses 32, aus dem der gereinigte Luftstrom 18 austritt, bogenförmig ansteigt.
- Gemäß
Fig. 2 wird zur Vorgabe der Einbaulage 22 der beiden Luftfilterabschnitte 24, 28 eine gedachte Fahrzeugebene 34 zugrunde gelegt, die durch eine im Wesentlichen in Längsrichtung des landwirtschaftlichen Traktors 12 orientierte erste Achse 36 und eine im Wesentlichen in Querrichtung des landwirtschaftlichen Traktors 12 orientierte zweite Achse 38 aufgespannt wird. Bezogen auf diese Fahrzeugebene 34 ist der vertikal verlaufende Luftfilterabschnitt 24 aufrecht und der horizontal verlaufende Luftfilterabschnitt 28 liegend am landwirtschaftlichen Traktor 12 angeordnet. - Die eigentliche Filterung des Luftstroms 18 erfolgt mittels des Vorfilters 16 sowie des ersten Feinfilters 20, diese sind daher gemeinsam in dem vertikal verlaufenden Luftfilterabschnitt 24 unmittelbar aufeinanderfolgend untergebracht. Vorfilter 16 und erster Feinfilter 20 bilden den Hauptfilter 40 der Luftfilteranordnung 10. Der aus Gründen der Betriebssicherheit vorhandene redundante zweite Feinfilter 26 stellt lediglich einen Zusatzfilter dar und befindet sich beabstandet zum Hauptfilter 40 in dem nachfolgenden horizontal verlaufenden Luftfilteranschnitt 28.
- Wie am besten in
Fig. 2 zu erkennen ist, ist der vertikal verlaufende Luftfilterabschnitt 24 beispielsgemäß in Gestalt eines außerhalb eines Motorraums 42 des landwirtschaftlichen Traktors 12 liegenden Ansaugschnorchels 44 ausgebildet, wohingegen der horizontal verlaufende Luftfilterabschnitt 28 in einem Bereich 46 unterhalb eines als Verbrennungsmotor 48 ausgebildeten Fahrzeugaggregats seitlich in den Motorraum 42 eintritt. Die Verwendung eines Ansaugschnorchels 44 erlaubt hierbei eine Vergrößerung des Abstands zwischen Lufteinlass 14 und Erdboden 50 und damit eine Ansaugung von Umgebungsluft mit entsprechend geringerer Staubbelastung. - Der von dem Ansaugschnorchel 44 umfasste vertikal verlaufende Luftfilterabschnitt 24 ist mit dem horizontal verlaufenden Luftfilterabschnitt 28 über einen flexiblen Balg 52 verbunden. Der flexible Balg 52 ermöglicht einen Ausgleich betriebsbedingter Bewegungen bzw. Vibrationen zwischen den beiden Abschnitten 24, 28, insbesondere für den Fall, dass der vertikal verlaufende Luftfilterabschnitt 24 wie hier an einer gegenüber einem tragenden Fahrzeugchassis 54 gefedert aufgehängten Fahrerkabine 56 angebracht ist.
- Zu diesem Zweck ist an dem vertikal verlaufenden Luftfilterabschnitt 24 wenigstens ein Befestigungselement 58 zur Montage an einer Tragestruktur 60 der Fahrerkabine 56 des landwirtschaftlichen Traktors 12 vorgesehen. Bei dem Befestigungselement 58 handelt es sich um einen Halter 62, der einstückig an einem von der Luftfilteranordnung 10 umfassten Kunststoffgehäuse 64 im Bereich des Ansaugschnorchels 44 ausgebildet ist.
- Der bogenförmig ansteigende Leitungsbereich 30 ist als elastischer Luftschlauch 66 ausgebildet. Dieser besteht aus einer hitzebeständigen Gummimischung, beispielsweise aus Viton. An dem Luftauslass 32 ist ein Anschlussstück 68 zur Verbindung mit einem Ansaugtrakt 70 des Verbrennungsmotors 48 vorgesehen. Das Anschlussstück 68 ist unmittelbar an dem elastischen Luftschlauch 66 als Bestandteil des bogenförmig ansteigenden Leitungsbereich 30 ausgeformt und wird mittels einer Schlauchschelle 72 an einem mit dem Ansaugtrakt 70 kommunizierenden Anschlussflansch 74 des Verbrennungsmotors 48 luftdicht montiert.
- Der Vorfilter 16 ist in Gestalt eines kassettenartigen Einschubs 76 in einem Endbereich 78 des Ansaugschnorchels 44 von außen zugänglich in das Kunststoffgehäuse 64 eingesetzt. Der kassettenartige Einschub 76 ist mehrteilig aufgebaut und lässt sich zum Zwecke seiner Zerlegung und Reinigung von Hand entnehmen.
- Vorliegend ist der Vorfilter 16 als Zentrifugalabscheider 80 zur Absonderung von im angesaugten Luftstrom 18 enthaltenen Grobpartikeln ausgebildet. Der Zentrifugalabscheider 80 umfasst eine Vielzahl von Lufteinlassöffnungen 82, an die sich ein jeweiliger Einzelabscheider 84 anschließt, die den hindurchtretenden Luftstrom 18 derart in eine Wirbelbewegung versetzt, dass die darin enthaltenen Grobpartikel aufgrund der auftretenden Zentrifugalkräfte in einen die Einzelabscheider 84 umgebenden Sammelbereich 86 geschleudert werden.
- Um eine gleichbleibende Filterleistung sicherzustellen, kommuniziert der innerhalb des Zentrifugalabscheiders 80 vorgesehene Sammelbereich 86 mit einer Unterdruckleitung 88 zur kontinuierlichen Absaugung der abgesonderten Grobpartikel. Die Unterdruckleitung 88 mündet hierbei in einen niederdruckseitigen Ansaugbereich 90 einer von einem Motorkühlsystem umfassten Axiallüfteranordnung (nicht gezeigt).
- Der aus dem Zentrifugalabscheider 80 austretende vorgereinigte Luftstrom 18 wird anschließend dem ersten Feinfilter 20 zugeführt. Zur Beseitigung darin verbliebener Staubpartikel umfasst der erste Feinfilter 20 als filteraktives Element ein gefaltetes Filtervlies (nicht gezeigt). Während des Betriebs setzen sich darin Staubpartikel fest, die sich selbst im Wege einer Reinigung, beispielsweise durch Ausblasen mit Druckluft, nicht mehr entfernen lassen. Um einer Degradation der Filterleistung vorzubeugen, ist der erste Feinfilter 20 daher als austauschbare Einweg-Filterpatrone 92 ausgebildet. Die Einwegfilter-Patrone 92 befindet sich in einem mittels eines Deckels 94 luftdicht verschließbaren Aufnahmebereich innerhalb des Kunststoffgehäuses 64.
- Der in dem vertikal verlaufenden Leitungsabschnitt 24 angeordnete zweite Feinfilter 26 bildet zugleich ein aus Kunststoff bestehendes Übergangsstück 96, an dem einenends der flexible Balg 52 und andernends der elastische Luftschlauch 66 angebracht ist. Das Übergangsstück 96 lässt sich bei Bedarf zum Zwecke der Reinigung bzw. des Austauschs des zweiten Feinfilters 26 bzw. eines darin angeordneten filteraktiven Elements ausbauen, wobei der in Richtung des Luftauslasses 32 ansteigende elastische Luftschlauch 66 schwerkraftbedingt einen Übertritt dabei freigesetzter Staubpartikel, die sich möglicherweise in diesem Bereich angesammelt haben, in Richtung des Ansaugtrakts 70 weitgehend ausschließt. Der zweite Feinfilter 26 befindet sich hierzu bevorzugt an der am tiefsten gelegenen Stelle des syphonartigen Leitungsbereichs 30.
- Eine optionale Weiterbildung der Luftfilteranordnung 10 sieht vor, dass die von dem ersten Feinfilter 20 umfasste Einweg-Filterpatrone 92 mit einem sensorisch erfassbaren individuellen Identifikationsmerkmal 98 ausgestattet ist, auf dessen Grundlage eine Weiterverwendung der Einweg-Filterpatrone 92 nach Ablauf einer spezifizierten Gebrauchsdauer ausgeschlossen wird. Bei dem Identifikationsmerkmal 98 handelt es sich um einen RFID-Tag 100, der mittels eines fahrzeugseitigen RFID-Empfängers 102 auslesbar ist. Das ausgelesene Identifikationsmerkmal 98 wird an eine Kontrolleinheit 104 übermittelt, die auf Grundlage eines für die betreffende Einweg-Filterpatrone 92 gestarteten Betriebsstundenzählers ermittelt, ob die spezifizierte Gebrauchsdauer überschritten ist. Ist dies der Fall, so unterbindet die Kontrolleinheit 104 eine erneute Inbetriebnahme des landwirtschaftlichen Traktors 12 unter gleichzeitiger Ausgabe einer entsprechenden Fahrerinformation. Letzteres erfolgt über eine mit der Kontrolleinheit 104 in Verbindung stehende Nutzerschnittstelle 106, die sich in der Fahrerkabine 56 des landwirtschaftlichen Traktors 12 befindet.
Claims (10)
- Luftfilteranordnung zur Reinigung eines Luftstroms für ein Nutzfahrzeug, insbesondere für einen landwirtschaftlichen Traktor, umfassend einen mit einem Lufteinlass (14) kommunizierenden Vorfilter (16) und einen dem Vorfilter (16) in Richtung des Luftstroms (18) nachgeschalteten ersten Feinfilter (20), der gemeinsam mit dem Vorfilter (16) einem in einer vorgegebenen Einbaulage (22) vertikal verlaufenden Luftfilterabschnitt (24) zugeordnet ist, wobei auf den ersten Feinfilter (20) in Richtung des Luftstroms (18) ein redundanter zweiter Feinfilter (26) folgt, der einem in der vorgegebenen Einbaulage (22) horizontal verlaufenden Luftfilterabschnitt (28) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der horizontal verlaufende Luftfilterabschnitt (28) Bestandteil eines syphonartigen Leitungsbereichs (20) ist, der ausgehend von dem redundanten zweiten Feinfilter (26) in Richtung eines Luftauslasses (32) bogenförmig ansteigt.
- Luftfilteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorfilter (16) als Zentrifugalabscheider (80) zur Absonderung von im Luftstrom (18) enthaltenen Grobpartikeln ausgebildet ist.
- Luftfilteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein innerhalb des Zentrifugalabscheiders (80) vorgesehener Sammelbereich (86) mit einer Unterdruckleitung (88) zur kontinuierlichen Absaugung der abgesonderten Grobpartikel kommuniziert.
- Luftfilteranordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vertikal verlaufende Luftfilterabschnitt (24) mit dem horizontal verlaufenden Luftfilterabschnitt (28) über einen flexiblen Balg (52) verbunden ist.
- Luftfilteranordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem vertikal verlaufenden Luftfilterabschnitt (24) wenigstens ein Befestigungselement (58) zur Montage an einer Tragestruktur (60) einer Fahrerkabine (56) des Nutzfahrzeugs (12) vorgesehen ist.
- Luftfilteranordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Feinfilter (20) als filteraktives Element ein gefaltetes Filtervlies umfasst.
- Luftfilteranordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Feinfilter (20) als austauschbare Einweg-Filterpatrone (92) ausgebildet ist.
- Luftfilteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einweg-Filterpatrone (92) mit einem sensorisch erfassbaren individuellen Identifikationsmerkmal (98) ausgestattet ist.
- Luftfilteranordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der bogenförmig ansteigende Leitungsbereich (30) als elastischer Luftschlauch (66) ausgebildet ist.
- Luftfilteranordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Luftauslass (32) ein Anschlussstück (68) zur Verbindung mit einem Ansaugtrakt (70) eines als Verbrennungsmotor (48) ausgebildeten Fahrzeugaggregats vorgesehen ist.
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