JP2005511951A - 内燃機関のための吸気フィルタ - Google Patents

Abstract

本発明は、特に自動車における内燃機関のための吸気フィルタ（１）であって、粗空気入口（４）および清浄空気出口（５）を備えたフィルタハウジング（２）と、該フィルタハウジング（２）内に配置されていて半径方向で外側から内側に貫流されるリングフィルタインサート（３）とが設けられており、該リングフィルタインサート（３）が軸方向の一端部に第１の端部ディスク（１０）を有しており、該第１の端部ディスク（１０）が少なくとも１つの開口（１２）を有しており、該開口（１２）を通して、清浄空気出口（５）がリングフィルタインサート（３）の内部（８）に連通する形式のものに関する。内燃機関の新鮮空気供給に対して二次空気吸入が及ぼす影響を減じるために、フィルタハウジング（２）は清浄側の二次空気出口（６）を有しており、その際、リングフィルタインサート（３）は、第１の端部ディスク（１０）とは反対側の軸方向の端部に、第２の端部ディスク（１１）を有しており、該第２の端部ディスク（１１）は少なくとも１つの開口（１７）を有しており、該開口（１７）を通して、二次空気出口（６）はリングフィルタインサート（３）の内部（８）に連通するようにした。

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載された特徴を備えた、特に自動車における内燃機関のための吸気フィルタに関する。

この種の吸気フィルタは例えばドイツ連邦共和国特許第３９３４４３３号明細書から公知であり、粗空気入口と清浄空気出口とを備えたフィルタハウジングを有している。このフィルタハウジング内に、吸気フィルタはリングフィルタインサートを有しており、リングフィルタインサートは運転時に半径方向で外側から内側に向かって貫流されており、軸方向の一端部に第１の端部ディスクを有している。この第１の端部ディスクは、開いた端部ディスクとして形成されており、それにより中央の開口を有していて、この開口を通して、フィルタハウジングの清浄空気出口に形成された出口管片が第１の端部ディスクを貫くので、清浄空気出口は第１の端部ディスクの開口を通してリングフィルタインサートの、清浄側の内部に連通する。リングフィルタインサートの、第１の端部ディスクとは反対側の軸方向の端部に形成された第２の端部ディスクは、閉じた端部ディスクとして形成されている。

この種の吸気フィルタは内燃機関に浄化された新鮮空気を供給するために役立ち、内燃機関の吸気管の構成部分を形成する。特定の内燃機関の場合、二次空気供給装置の助けを借りて、空気が例えば内燃機関の排出ガスマニホールドに、例えば排出ガスマニホールド内で有害物質のエミッションを減じる目的で燃焼排出ガスの後酸化を実施するために給気されることができる。このために、一般に浄化された新鮮空気が使用され、新鮮空気は吸気フィルタの下流で内燃機関の吸気管から分岐される。やはり、二次空気供給装置の助けを借りて、浄化された新鮮空気は別の目的のためにも、例えばパティキュレートフィルタの再生のために必要とされ得る。特に自動車における内燃機関の吸気管は通例、運転時に発生する音響を減衰するためにも設計されているので、付加的な、新鮮空気管に接続された分岐管路は吸気装置の、騒音に関して最適化された調整に対して悪影響を及ぼしかねない。さらに、二次空気ブロアのアクティブ化は新鮮空気管内に圧力降下を生ぜしめ、この圧力降下は内燃機関の新鮮空気供給に対して不都合に働く可能性がある。

本発明が取り組む課題は、二次空気供給装置を備えた内燃機関のために、新鮮空気装置の調整に対して二次空気分岐が及ぼす影響を低減する術を示すことである。

上記課題は独立請求項の対象により解決される。有利な構成は従属請求項の対象である。

本発明は二次空気を既にフィルタハウジングにおいて分岐するという共通の考案に依拠しており、このために、フィルタハウジングに二次空気出口が設けられており、該二次空気出口がフィルタハウジングの内部でリングフィルタインサートの、第１の端部ディスクに対向して位置する第２の端部ディスクを通してリングフィルタインサートの内部に連通するようにした。この構造形式により、二次空気は無論リングフィルタインサートの清浄側で取出されるものの、付加的な空気取出はフィルタハウジングの下流ではなく既にフィルタハウジング内で実施される。二次空気吸入装置がアクティブである際に場合によって発生する圧力降下は内燃機関の、フィルタハウジングの下流に位置する吸気管に対して全く影響を及ぼさないか、及ぼすにしてもそれ程明らかなものではない。それというのは、一つには、フィルタハウジングの粗空気入口までの流動経路が本発明による構造形式では相対的に短いからであって、もう一つには、フィルタハウジングの粗空気入口が適当な大きさに寸法設定されていることができるので、この箇所に、圧力降下を助長する絞りが生じないからである。さらに、吸気フィルタの、本発明による構造形式は、特定の応用事例にとって有利であり得る、二次空気供給装置の吸入管路のための新種の管路案内を可能にする。

有利な構成では、第２の端部ディスクに接続管片が形成されていることができ、該接続管片を通して、フィルタハウジングの二次空気出口がリングフィルタインサートの内部に連通する。この構造形式により、接続管片を装備したリングフィルタインサートの、フィルタハウジングへの取付けはかなり簡単化されることができる。同時にこのことにより、フィルタハウジングは構造上簡単に構成されることができる。

原理的に、接続管片と第２の端部ディスクとを別個の構成部分として製作することが可能であり、この場合、接続管片は第２の端部ディスク内に挿入かつ／または第２の端部ディスクに固く結合かつ／または第２の端部ディスクに溶接または接着されている。この構造形式は機能に関して最適化された材料選択を、互いに無関係に製作される構成部分のために可能にする。

択一的に、接続管片が第２の端部ディスクとは別個に製作されていることができ、この場合、接続管片は第２の端部ディスクの製作時に射出成形または発泡加工によって取り囲まれることにより、固く第２の端部ディスク内に埋め込まれている。この構造形式も、種々異なる材料選択を両構成部分のために可能にし、しかも、接続管片は第２の端部ディスクの製作時に第２の端部ディスクに統合され、これにより、分離不能なユニットを形成することができる。この製作方式では、接続管片の、端部ディスクへの組み付けが省略され、シール手段も省略されることができる。

特に有利な択一的な構成では、接続管片が第２の端部ディスクにインテグラルに一体成形されていることができる。このことは、接続管片と第２の端部ディスクとが一体的に、特に射出成形プロセスで製作されていることを意味する。この構造形式は特に安価に実現可能であり、有利には大量生産のために適している。

特別な構成では、フィルタハウジングに二次出口管片が形成されていることができ、該二次出口管片が第２の端部ディスクの接続管片に対して相補的に形成されており、二次出口管片を通して、二次空気出口がリングフィルタインサートの内部に連通する。その際、二次出口管片はフィルタハウジングの内部で二次空気出口の延長部を形成する。この種の二次出口管片の助けを借りて、二次空気出口とリングフィルタインサートの内部との間の、十分にシールされた形で連通する結合が特に簡単に実現されることができる。さらに、この種の二次出口管片を適当に配置することにより、リングフィルタインサートをフィルタハウジング内に取付けることは簡単化されることができ、このことは、リングフィルタインサートの最初の組付け時においても交換時においても有利である。

ここでも、二次出口管片をフィルタハウジングにインテグラルに成形することは有利であって、その結果、相対的に安価な一体的な製作は例えば射出成形法により可能にされる。

リングフィルタインサートの、フィルタハウジングへの取付けは、リングフィルタインサートがフィルタハウジング内に挿入される際に、フィルタハウジングの二次出口管片と第２の端部ディスクの接続管片とが差込接続の形式で協働することによっても簡単化されることができる。

本発明の別の重要な特徴および利点は、従属請求項、図面、および図面を参照しながら説明する実施例に記されている。

前述の特徴および後述することになる特徴が、その都度記載した組み合わせのみならず、異なる組み合わせまたは単独でも、本発明の枠を逸脱することなく使用可能であることは自明である。

本発明の有利な実施例は図面に示されており、以下の説明の中で詳説される。その際、同一の符号は同一または機能的に同一または類似の構成部分を示唆している。

唯一の図面である図１には、本発明による吸気フィルタの断面図が示されている。

図１に応じて、本発明による吸気フィルタ１はフィルタハウジング２と、フィルタハウジング２内に格納されたリングフィルタインサート３とを有している。その際、吸気フィルタ１は特に自動車の、図示されていない内燃機関の、その他の部分に関してやはり図示されていない新鮮空気管の構成部分を成している。フィルタハウジング２は粗（未処理）空気入口４を有しており、粗空気入口４は一般に内燃機関の周囲に連通している。さらに、フィルタハウジング２は清浄空気出口５を有しており、清浄空気出口５を通して、ろ過された新鮮空気は内燃機関の燃焼室に到達する。さらに、本発明によるフィルタハウジング２には二次空気出口６が設けられており、二次空気出口６は内燃機関の、やはり図示されていない二次空気供給装置に接続可能である。

リングフィルタインサート３はフィルタハウジング２の内部で、リングフィルタインサート３を取り囲む未処理室（ダスト室）７を清浄室（クリーン室）８から隔てており、清浄室８はリングフィルタインサート３の内部により形成されているので、以下符号８はリングフィルタインサート３の内部をも示すこととする。この構造形式では、リングフィルタインサート３の、環状のフィルタボディ９は半径方向で外側から内側に向かって貫流される。リングフィルタインサート３はその軸方向の端部にその都度１つの端部ディスク、すなわち第１の端部ディスク１０と第２の端部ディスク１１とを有している。

第１の端部ディスク１０には清浄空気出口５が対応配置されており、第１の端部ディスク１０は中央の開口１２を有しており、この開口１２を通して、清浄空気出口５はリングフィルタインサート３の内部８に連通する。ここに示した実施形態の場合、フィルタハウジング２には清浄空気出口５の領域に、主出口管片１３が形成されており、主出口管片１３にリングフィルタインサート３が第１の端部ディスク１０の開口１２でもって被せ嵌め可能である。その際、軸方向で突出したリング１４は第１の端部ディスク１０の開口１２内に進入する。リングフィルタインサート３を完全に被せ嵌めると、第１の端部ディスク１０は差込方向で、主出口管片１３に形成されていて周方向では閉鎖した形で環状に延在し半径方向では突出している鍔１５に当て付けられる。その際、ここでは詳細には示されていない適当なシール手段が清浄側（クリーンサイド）８の、未処理側（ダストサイド）７に対する十分なシールを保証する。主出口管片１３はフィルタハウジング２とは別個に製作されていることができ、符号１６においてフィルタハウジング２に、特に溶接または接着により結合されていることができる。

第１の端部ディスク１０と同様に、第２の端部ディスク１１も、開いた端部ディスクとして形成されていて、中央の開口１７を有しており、この開口１７を通して、二次空気出口６はリングフィルタインサート３の内部８に連通する。この中央の開口１７の領域において、第２の端部ディスク１１内に接続管片１８が挿入されている。例えば、この接続管片１８は第２の端部ディスク１１の製作時に適当な形式で端部ディスク材料によって射出成形もしくは発泡加工により取り囲まれるか、もしくは一体的に形成されることができ、これにより、接続管片１８は第２の端部ディスク１１の、解離不能な構成部分を形成する。ここに示した実施形態の場合、接続管片１８は屈曲もしくは湾曲されており、リングフィルタインサート３がフィルタハウジング２内に挿入されている際、二次出口管片１９に連通する形で結合されている。この二次出口管片１９はフィルタハウジング２の内部に形成されて、二次空気出口６に連通する形で結合されている。もしくは、二次出口管片１９は、接続管片１８とは反対側の端部に、二次空気出口６を形成していてもよい。有利には、二次出口管片１９はフィルタハウジング２と一体的もしくはインテグラルに、例えば射出成形法により製作されている。

ここに示した実施形態の場合、接続管片１８および二次出口管片１９は、リングフィルタインサート３がフィルタハウジング２内に挿入されていると、軸方向で互いに当て付けられ、その際、軸方向で作用するシール手段２０が、第２の端部ディスク１１の領域においても清浄室８を未処理室７に対してシールするために設けられている。

有利であるのは、接続管片１８と二次出口管片１９とが差込接続の形式で協働する実施形態であって、この場合、特に半径方向のシールが設けられていることができる。

やはり、管片１８または１９のうちのどちらか一方を円錐形に形成することも可能であって、この場合、他方の管片は相補的な収容部を有する。この構造形式も、両管片１８，１９間の密な連結の製作を簡単化する。

別の実施形態では、一方の管片、例えば二次出口管片１９にスライドスリーブが装備されていることができ、このスライドスリーブは二次出口管片１９の外被に沿って軸方向で摺動可能である。スリーブが引き戻されると、スリーブは二次空気出口６の方向に移動させられ、これにより、リングフィルタインサート３の取付けおよび取出しが簡単化される。リングフィルタインサート３が挿入されると、接続管片１８の、二次出口管片１９側の端部は軸方向で二次出口管片１９の、接続管片１８側の端部に当て付けられ、そして、スリーブは管片１８，１９の、互いに当接する軸方向の端部を覆って摺動可能であり、これにより、両管片１８，１９間の十分に密な連結が保証される。

内燃機関の運転時、粗空気入口４を介して、ろ過されていない新鮮空気がフィルタハウジング２内に流入し、そこからリングフィルタインサート３の内部８内に到達し、清浄空気出口５を通してフィルタハウジング２から再流出する。その際、この新鮮空気流動は、内燃機関により生ぜしめられて清浄空気出口５にかかる負圧により発生させられる。二次空気供給装置が非アクティブである場合、それに応じて、二次空気出口６に接続されていて図示されていない二次空気管路は遮断されている。内燃機関またはその排出ガス浄化装置が二次空気を必要とする場合、適当な、ここでは図示されていない二次空気ブロアがアクティブ化され、二次空気ブロアは二次空気出口６に適当な負圧をかけ、これにより、浄化された新鮮空気はリングフィルタインサート３の内部から吸出される。粗空気入口４までの流動経路が本発明による吸気フィルタ１の場合相対的に短いので、この付加的な所要新鮮空気のために、フィルタハウジング２から内燃機関に通じる吸気管内に圧力降下が生じることはないし、たとえ生じたとしても相対的に僅かなものであるに過ぎない。さらに、二次空気装置は、内燃機関とフィルタハウジング２との間の吸気管に設けられる消音手段に悪影響を及ぼすことはないし、たとえ及ぼしたとしても僅かなものであるに過ぎない。それに応じて、本発明による吸気フィルタ１は原理的に、本来は二次空気供給装置のために構想されたものではない吸気装置においても使用されることができる。この点で、本発明による吸気フィルタ１は吸気装置のためのモジュール構造を可能にする。

本発明による吸気フィルタの断面図である。

Claims (13)

1. 特に自動車における内燃機関のための吸気フィルタであって、粗空気入口（４）および清浄空気出口（５）を備えたフィルタハウジング（２）と、該フィルタハウジング（２）内に配置されていて半径方向で外側から内側に貫流されるリングフィルタインサート（３）とが設けられており、該リングフィルタインサート（３）が軸方向の一端部に第１の端部ディスク（１０）を有しており、該第１の端部ディスク（１０）が少なくとも１つの開口（１２）を有しており、該開口（１２）を通して、清浄空気出口（５）がリングフィルタインサート（３）の内部（８）に連通する形式のものにおいて、フィルタハウジング（２）が清浄側の二次空気出口（６）を有しており、かつリングフィルタインサート（３）が、第１の端部ディスク（１０）とは反対側の軸方向の端部に、第２の端部ディスク（１１）を有しており、該第２の端部ディスク（１１）が少なくとも１つの開口（１７）を有しており、該開口（１７）を通して、二次空気出口（６）がリングフィルタインサート（３）の内部（８）に連通することを特徴とする、内燃機関のための吸気フィルタ。
2. 第２の端部ディスク（１１）に接続管片（１８）が形成されており、該接続管片（１８）を通して、二次空気出口（６）がリングフィルタインサート（３）の内部（８）に連通する、請求項１記載の吸気フィルタ。
3. 接続管片（１８）と第２の端部ディスク（１１）とが別個の構成部分として製作されており、かつ接続管片（１８）が第２の端部ディスク（１１）内に挿入かつ／または固く第２の端部ディスク（１１）に結合かつ／または第２の端部ディスク（１１）に溶接または接着されている、請求項２記載の吸気フィルタ。
4. 接続管片（１８）が第２の端部ディスク（１１）とは別個に製作されており、かつ接続管片（１８）が、第２の端部ディスク（１１）の製作時に射出成形または発泡加工によって取り囲まれることにより、固く第２の端部ディスク（１１）内に成形中または発泡加工中に埋め込まれている、請求項２記載の吸気フィルタ。
5. 接続管片（１８）が第２の端部ディスク（１１）にインテグラルに成形されている、請求項２記載の吸気フィルタ。
6. フィルタハウジング（２）に二次出口管片（１９）が形成されており、該二次出口管片（１９）が接続管片（１８）に対して相補的に形成されており、二次出口管片（１９）を通して、二次空気出口（６）がリングフィルタインサート（３）の内部（８）に連通する、請求項２から５までのいずれか１項記載の吸気フィルタ。
7. 二次出口管片（１９）がフィルタハウジング（２）にインテグラルに成形されている、請求項６記載の吸気フィルタ。
8. リングフィルタインサート（３）がフィルタハウジング（２）内に挿入されている場合、二次出口管片（１９）と接続管片（１８）とが差込接続の形式で協働する、請求項６または７記載の吸気フィルタ。
9. フィルタハウジング（２）に主出口管片（１３）が形成されており、該主出口管片（１３）に、リングフィルタインサート（３）が第１の端部ディスク（１０）の開口（１２）でもって被せ嵌め可能であり、主出口管片（１３）を通して、清浄空気出口（５）がリングフィルタインサート（３）の内部（８）に連通する、請求項１から８までのいずれか１項記載の吸気フィルタ。
10. 請求項１から９までのいずれか１項記載の吸気フィルタ（１）のためのリングフィルタインサートであって、その軸方向の一端部には、少なくとも１つの開口（１２）を備えた第１の端部ディスク（１０）が設けられており、該第１の端部ディスク（１０）に対向して位置する軸方向の端部には、第２の端部ディスク（１１）が設けられている形式のものにおいて、第２の端部ディスク（１１）が接続管片（１８）を有しており、該接続管片（１８）が一方ではリングフィルタインサート（３）の内部（８）に連通し、他方では、吸気フィルタ（１）のフィルタハウジング（２）内にリングフィルタインサート（３）を挿入した状態で、フィルタハウジング（２）の二次空気出口（６）に連通することを特徴とする、吸気フィルタのためのリングフィルタインサート。
11. 請求項３から５までのいずれか１項に記載された特徴を備えた、請求項１０記載のリングフィルタインサート。
12. 請求項１から９までのいずれか１項記載の吸気フィルタ（１）のためのフィルタハウジングであって、粗空気入口（４）と清浄空気出口（５）とが設けられている形式のものにおいて、フィルタハウジングがその他に清浄側の二次空気出口（６）を有していることを特徴とする、吸気フィルタのためのフィルタハウジング。
13. 請求項６から９までのいずれか１項記載の特徴を備えた、請求項１２記載のフィルタハウジング。

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