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Dokumentenidentifikation DE3429633C2 29.08.1991
Titel Luftansaugfilter für eine Brennkraftmaschine
Anmelder Ing. Walter Hengst GmbH & Co KG, 4400 Münster, DE
Erfinder Baumann, Dieter, Dipl.-Ing., 4402 Greven, DE
Vertreter Schulze Horn, S., Dipl.-Ing. M.Sc., Pat.-Anw., 4400 Münster
DE-Anmeldedatum 11.08.1984
DE-Aktenzeichen 3429633
Offenlegungstag 20.02.1986
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 29.08.1991
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.08.1991
IPC-Hauptklasse F02M 35/14
IPC-Nebenklasse B01D 46/52   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Luftansaugfilter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus dem DE-GM 82 35 201 ist ein Luftansaugfilter der genannten Art bekannt. Die die Räume des Filtergehäuses unterteilenden Wände stoßen hier etwa senkrecht auf die Oberfläche des Filtereinsatzes bzw. -körpers, wobei dieser Stoßbereich luftdicht sein soll. Dies führt dazu, daß in den Filter nur spezielle, angepaßte Filtereinsätze bzw. -körper verwendbar sind, die aufwendig und teuer in der Herstellung sind. Die Wände sind fest, z. B. durch Punktverschweißung, mit den zugehörigen Teilen des Gehäuses verbunden, so daß Änderungen der Geometrie des Filters zur Anpassung an unterschiedliche Brennkraftmaschinen einen hohen Aufwand erfordern. Weiter ist bei dem bekannten Filter vorgesehen, daß der Luftstrom in zwei Teilströme den Filter durchströmt, wobei jeder Teilstrom nur einmal durch eine der beiden vorhandenen Schalldämmeinrichtungen läuft. Dies ergibt eine für das Bauvolumen des Luftansaugfilters relativ geringe Schallwirkung.

Die DE-OS 14 76 255 zeigt einen als Resonanz-Schalldämpfer ausgebildeten Luftfilter mit zwei Resonanzräumen, die im Inneren des Filtergehäuses über je eine Öffnung im Ansaugrohr mit diesem in Verbindung stehen. Die Luftströmung verläuft dabei lediglich durch das zentrale Ansaugrohr; die Resonanzräume, dienen hier also nur der Schalldämpfung, d. h. sie stehen für die Führung der Ansaugluft nicht zur Verfügung, was ein relativ großes Bauvolumen zur Folge hat. Weiterhin wird durch das Vorhandensein von maximal zwei Resonanzräumen nur ein relativ kleiner Schallfrequenzbereich wirkungsvoll gedämpft, so daß die Gesamtdämpfung eher gering ist. Außerdem ist bei einem solchen Luftfilter eine Anpassung an unterschiedliche Brennkraftmaschinen aufwendig, da größere bauliche Veränderungen, die insbesondere die Größe und Form der Resonanzräume sowie die Lage und Form der Verbindungsöffnungen zum Luftansaugrohr betreffen, erforderlich sind.

Die DE-OS 15 76 510 zeigt einen Luftfilter, bei dem einlaß- und auslaßseitig jeweils eine Scheibe mit über die Scheibenfläche verteilten Luftdüsen als Geräuschschleuse angeordnet ist. Bei diesem Luftfilter stellen die Scheiben einen erheblichen Strömungswiderstand für die Ansaugluft dar, so daß der Filter zur Erzielung eines ausreichenden Luftdurchsatzes sehr große Scheiben benötigt, die den Filter voluminös machen. Zudem ist die Schalldämpfungswirkung des Filters rein prinzipbedingt eher gering.

Es stellt sich daher die Aufgabe, einen Luftansaugfilter der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher eine hohe Schalldämpfung in einem weiten Schallfrequenzbereich bei geringem Strömungswiderstand erzielt, der einfach an unterschiedliche Erfordernisse anpaßbar ist und der eine geringe Baugröße aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch einen Luftansaugfilter der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Aufgrund der besonderen Gestaltung insbesondere des Vorraumes mit dem Ansaugrohr sowie der Wände im Filter wird eine kompakte Bauweise bei einfacher Herstellbarkeit und Anpassungsfähigkeit ermöglicht. Außerdem wird eine hohe Schalldämpfung erreicht, wobei der Frequenzbereich der Dämpfung sehr weit ist, weil eine Anzahl von wenigstens vier als Resonatoren wirkenden Räumen nacheinander vom gesamten Ansaugvolumen durchströmt wird. Eine Schallausbreitung innerhalb des Filters wird zudem durch die stetige Verengung bzw. Erweiterung der durchströmten Räume behindert.

In den Unteransprüchen 2 und 3 sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Luftansaugfilter;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Filter gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Schnitt entsprechend der Schnittebene III . . . III in Fig. 1.

Der Luftansaugfilter weist im wesentlichen ein zweiteiliges Filtergehäuse 38 mit einem Oberteil 32 und einem Unterteil 33 auf. Diese werden im Bereich ihrer Stoßfuge 40 durch eine umlaufende Profildichtung 31 in gegenseitiger Lage gehalten und sind durch übliche (nicht gezeigte) Verbindungsmittel zusammengehalten. Die Profildichtung 34 dient gleichzeitig zur Aufnahme und Abdichtung des Filterkörpers 37 und hält diesen im Gehäuse 38 in Position. Weiter weist die Profildichtung 34 eine umlaufende Innennut 35 auf, in welche der Kragen 31 des Schalldämpfereinsatzes 13 eingelegt ist. Dieser Einsatz 13 ist demnach ohne jegliche Montagearbeit einlegbar bzw. auswechselbar gehalten, d. h. eine Lieferung von Gehäuse 38 und Schalldämpfereinsatz 13 kann auch getrennt voneinander erfolgen und Gehäuse 38 sind durch späteren Einbau des Einsatzes 13 nachrüstbar. Zugleich erfolgt zufolge der Einbettung des Einsatzes 13 in die elastische Gummi-Profildichtung 34 eine Körperschallisolierung gegenüber dem Gehäuse 38. Das Oberteil 32 umfaßt einen im wesentlichen der Luftverteilung auf den Filterkörper 37 dienenden Vorraum 1 mit einem daran angeordneten Ansaugrohrstück 5. Dieses ragt wenigstens zum Teil in den Vorraum 1 hinein und setzt sich darin als Wand 8 fort. Der dadurch unmittelbar mit dem Ansaugrohrstück 5 in Verbindung stehende Raumteil 3 ist auf diese Weise als Resonator 7 ausgebildet. Gleichzeitig unterteilt die Wand 8 den Vorraum 1 in zwei als Resonatoren wirkende Raumabschnitte 3 und 4. Diese sind in Durchströmungsrichtung 22 hintereinander angeordnet und jeweils im Querschnitt verjüngt. Die Wirkung solcher als Helmholtz-Resonatoren bezeichneter Schwingungs- und Dämpfungsräume wird als dem Fachmanne bekannt vorausgesetzt. Die Wand 8 weist Luftdurchtrittsöffnungen 12 auf. Die durch diese zusätzliche Ausbildung erzielte Verwirbelung und Interferenz-Wirkung trägt wesentlich zur Schalldämpfung der in den Vorraum 1 eintretenden Luft bei.

Die Schalldämpfungswirkung wird dadurch weiter verstärkt, daß der Austrittsraum 2 zur Aufnahme eines Schalldämpfer-Einsatzes 13 ausgebildet und mit dem Schalldämpfer-Einsatz 13 versehen ist. Dieser besteht aus zwei zum Filterkörper 37 und gegenseitig im Abstand angeordneten Wänden 23, 24 und weist zwei mit diesen einen Resonanzraum 10 einschließende Seitenwände 25, 26 auf, wobei die Wände gegeneinander längsversetzt an einem Ende 29 einen Lufteintritt 27 und am anderen Ende 30 einen Luftaustritt 28 freigeben. Die den Filterkörper 37 passierende Luft gelangt demnach auf mäanderförmigen Wegen durch die als Resonatoren wirkenden Räume 9, 10 und 11 und den Austrittsraum 2 und das Austrittsrohrstück 41 in den Motor, wobei die hochfrequenten Wellenanteile geglättet bzw. ausgefiltert und die Störgeräusche gedämpft werden.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann der Austrittsraum 2 an seinen Innenwänden 17, 18, 19 mit Schall absorbierendem Material 20, 21 wenigstens teilweise verkleidet sein. Aus den Fig. 1 bis 3 ist ersichtlich, daß das Gehäuse 38 im wesentlichen allseitig rechteckige Querschnitte und infolgedessen flache Wände 14 bis 19 aufweist.

Fig. 3 zeigt in Draufsicht auf die Schnittebene III . . . III in Fig. 1 die Ausbildung des Schalldämpfer- Einsatzes 13. Die Wand 23 ist als Formziehteil mit einem umlaufenden flachen Kragen 31 ausgebildet und mit der Wand 24 verbunden oder einstückig. Die Wand 24 ist gegenüber der Wand 23 mit leichter Schräglage angeordnet, wodurch erreicht wird, daß die in Strömungsrichtung 22&min; hintereinanderliegenden Resonanzräume 9, 10, 11 mit unterschiedlichen Strömungsquerschnitten verlaufende Strömungskanäle darstellen, die als Helmholtz-Resonatoren wirken.

Vorzugsweise ist das Filtergehäuse 38 aus einem Kunststoff hergestellt, der schalldämpfende Eigenschaften besitzt.


Anspruch[de]
  1. 1. Luftansaugfilter für eine Brennkraftmaschine mit Schalldämpfung vor und hinter dem Filter und einem geteilten Filtergehäuse, das einen vorderen Luftverteilungsraum und einen hinteren Luftsammelraum aufweist, wobei der vordere Raum und der hintere Raum durch mindestens eine Wand als Kammerschalldämpfer ausgebildet ist und wobei sich die Querschnittsflächen des vorderen Raumes verkleinern und des hinteren Raumes vergrößern, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugohr (5) wenigstens zum Teil in den Vorraum (1) hineinragt und sich als Wand (8) fortsetzt, daß die Wand bzw. die Wände (8; 23, 24) im Vorraum (1) und/oder im Austrittsraum (2) jeweils als in das Gehäuse (38) einsetzbarer Schalldämpfer-Einsatz (13) ausgebildet sind und daß die Räume (3, 4, 9, 10, 11) strömungsmäßig hintereinandergeschaltet vom gesamten Ansaugluftvolumen durchströmt werden, wobei sich die Räume (3, 4) stetig verengen, während sich die Räume (9, 10) stetig erweitern.
  2. 2. Luftansaugfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Vorraum (1) angeordnete Wand (8) Luftdurchtrittsöffnungen (12) aufweist.
  3. 3. Luftansaugfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Wand (23) des Einsatzes (13) ein Formziehteil mit einem umlaufenden flachen Kragen (31) ist und mit der anderen Wand (24) verbunden oder einstückig ist.






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