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Dokumentenidentifikation DE4216816A1 25.11.1993
Titel Luftfilter
Anmelder Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 51063 Köln, DE
Erfinder Bresgen, Horst, Dipl.-Ing., 5020 Frechen, DE
DE-Anmeldedatum 21.05.1992
DE-Aktenzeichen 4216816
Offenlegungstag 25.11.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.11.1993
IPC-Hauptklasse F02M 35/14
IPC-Nebenklasse B60K 13/02   F02M 35/12   F02M 35/16   
Zusammenfassung Die Erfindung geht aus von einem Fahrzeug zumindest mit einer Brennkraftmaschine, wobei der Brennkraftmaschine auf der Einlaßseite ein Luftfilter vorgeschaltet ist, der eine Einlaßöffnung und eine mit der Einlaßseite der Brennkraftmaschine verbundenen Auslaßöffnung aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen bezüglich des Luftfilters eines Fahrzeugs zu ergreifen, durch welche die Geräuschemissionen des Fahrzeuges deutlich verringert werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Luftfilter in einer überwiegend schalldicht geschlossenen Kapsel angeordnet ist, die eine Ansaugöffnung und eine Durchtrittsöffnung aufweist, wobei die Einlaßöffnung in der Kapsel angeordnet ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein land- oder bauwirtschaftliches Fahrzeug, zumindest mit einer Brennkraftmaschine, wobei der Brennkraftmaschine auf der Einlaßseite ein Luftfilter vorgeschaltet ist, der eine Einlaßöffnung und eine mit der Einlaßseite der Brennkraftmaschine verbundene Auslaßöffnung aufweist.

Aufgrund einer restriktiven Gesetzgebung insbesondere hinsichtlich der Geräuschemissionen eines Fahrzeuges ist ein geringes Geräuschniveau gefordert. Ein Verursacher eines hohen Geräuschniveaus ist der Luftfilter für die Ansaugluft der Brennkraftmaschine (insbesondere der Antriebsmotor) des Fahrzeuges, der zur Erhöhung des Geräuschniveaus wegen seines Ansauggeräusches beiträgt. Eine Reduzierung des Ansauggeräusches durch den Luftfilter ist bauartbedingt nur begrenzt möglich, da an der Einlaßöffnung des Luftfilters die angesaugte Luft einen hohen Geräuschpegel verursacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen bezüglich des Luftfilters eines Fahrzeuges zu ergreifen, durch welche die Geräuschemissionen des Fahrzeuges deutlich verringert werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Luftfilter in einer überwiegend schalldicht geschlossenen Kapsel angeordnet ist, die eine Ansaugöffnung und eine Durchtrittsöffnung aufweist, wobei die Einlaßöffnung des Luftfilters in der Kapsel angeordnet ist. Aufgrund dieser Anordnung und einer weiteren erfindungsgemäßen Anordnung, daß die Einlaßöffnung des Luftfilters von der Ansaugöffnung der Kapsel abgewandt ist, werden die Geräuschemissionen des Fahrzeuges, die durch Ansauggeräusche des Luftfilters hervorgerufen werden, deutlich verringert. Die Unterbringung des Luftfilters in der Kapsel hat darüber hinaus den Vorteil, daß die Kapsel eine Wärmedämmung für den Luftfilter darstellt, so daß sich die Verbrennungsluft für die Brennkraftmaschine, die insbesondere als Antriebsmotor des Fahrzeuges ausgebildet ist, nicht übermäßig durch die von der Brennkraftmaschine abgegebene Wärme erwärmt. Dadurch ist die Anordnung des Luftfilters in räumlicher Nähe zu der Brennkraftmaschine möglich. Die Durchtrittsöffnung der Kapsel ist derart ausgestaltet, daß durch sie ein Verbindungselement (z. B. Rohr) hindurchtritt, über welches die Auslaßöffnung des Luftfilters mit der Einlaßseite der Brennkraftmaschine verbunden ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Luftfilter bzw. das Gehäuse des Luftfilters einen Abstand zu den Innenflächen der schalldicht geschlossenen Kapsel auf, so daß dadurch eine weitere Schallreduzierung gegeben ist und eine Körperschallübertragung vermieden wird. Insbesondere kann der Luftfilter in der Kapsel frei schwingend oder über eine gedämpfte starre Verbindung angeordnet sein.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Kapsel zumindest teilweise an den Innenflächen, die dem Luftfilter (bzw. dem Gehäuse des Luftfilters) zugewandt sind, mit einer schalldämmenden Schicht versehen. Durch die Anbringung einer schalldämmenden Schicht, durch die für das Ansauggeräusch des Luftfilters eine schallabsorbierende Fläche gegeben ist, wird der Geräuschpegel außerhalb der Kapsel deutlich verringert, der durch das an der Einlaßöffnung entstehende Ansauggeräusch verursacht wird. Diese deutliche Verringerung ist insbesondere dann gegeben, wenn sämtliche Innenflächen der Kapsel (mit Ausnahme der Ansaug- und der Durchtrittsöffnung) mit der schalldämmenden bzw. schallabsorbierenden Schicht versehen sind. Als Material für die schalldämmende Schicht wird vorzugsweise ein Material verwendet, das einen hohen Schallabsorptionsgrad aufweist. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Innenflächen der Kapsel zumindest teilweise als Absorptionsfläche ausgebildet. Diese Reflektionsflächen stellen einen schallharten Abschluß dar, wodurch das an der Einlaßöffnung entstehende Ansauggeräusch reflektiert und durch Interferenzen ausgelöscht wird. In einer besonderen Ausgestaltung ist die der Einlaßöffnung des Luftfilters zugeordnete Innenfläche als Reflektionsfläche ausgebildet und die übrigen Innenflächen mit der schalldämmenden Schicht versehen. Darüber hinaus ist es denkbar, die schalldämmende Schicht in Form einer konstruktiven Ausgestaltung (z. B. Verrippung) zu realisieren. Ebenso ist es denkbar, die schalldicht geschlossene Kapsel doppelwandig auszubilden, wodurch die Geräuschemissionen verringerbar sind. Der Raum zwischen der doppelwandigen Ausbildung ist beispielsweise luftgefüllt oder alternativ mit einem schalldämmenden Material ausgefüllt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Kapsel einstückig ausgebildet. In dieser Ausführung weist die Kapsel ebenfalls eine Ansaugöffnung und eine Durchtrittsöffnung auf, wobei der Luftfilter in der Kapsel integriert ist und beide Komponenten eine Einheit bilden. Dadurch ist ebenfalls eine deutliche Verringerung des Ansauggeräusches sowie eine einfache Montage und ein schneller Wechsel der Einheit gegeben. Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die einstückig ausgebildete Kapsel eine verschließbare Öffnung zum Wechsel des Luftfilters aufweist. Bei der verschließbaren Öffnung handelt es sich um ein separates Verschlußteil (ebenfalls gedämmt) oder zumindest teilweise um Komponenten des Fahrzeuges (wie z. B. Motorhaube).

In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung besteht die Kapsel zumindest teilweise aus Komponenten des Fahrzeuges. So bestehen beispielsweise die Seitenteile der insbesondere annähernd quaderförmig ausgebildeten Kapsel aus Seitenverkleidungen des Fahrzeuges und das Oberteil der Kapsel aus einem Teil einer Motorhaube des Fahrzeuges. Weiterhin besteht die Kapsel aus einem zwischen der Brennkraftmaschine und dem Luftfilter angeordneten Boden sowie quer zu den Seitenverkleidungen des Fahrzeuges angeordneten Seitenteilen. Darüber hinaus ist es denkbar, daß die Motorhaube bzw. die Seitenverkleidung des Fahrzeuges doppelwandig ausgeführt ist, so daß durch diesen Hohlraum Luft für die Brennkraftmaschine angesaugt werden kann. So ist es beispielsweise denkbar, daß an einer Stirnseite der Motorhaube bzw. der Seitenverkleidung eine Öffnung vorgesehen ist und an einer beliebigen Stelle eine weitere Öffnung vorgesehen ist, die mit der Ansaugöffnung der Kapsel in Verbindung steht. Durch diese doppelwandige Ausführung wird in vorteilhafter Weise die Erwärmung der Luft vermieden sowie die Luft der Kapsel bzw. dem Luftfilter konstruktiv einfach zugeführt. Die Geräuschemissionen des Fahrzeuges, insbesondere des Ansauggeräusches des Luftfilters sowie der Brennkraftmaschine werden deutlich verringert.

Es ist weiterhin vorgesehen, daß zwischen der Auslaßöffnung des Luftfilters und der Einlaßseite der Brennkraftmaschine ein Turbolader angeordnet ist. Hier ist es denkbar, den Turbolader außerhalb der Kapsel anzuordnen oder in der Kapsel zu integrieren.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Kapsel doppelwandig ausgebildet, wobei die Einlaßöffnung in einer Außenwandung und eine weitere Öffnung in einer Innenwandung eingebracht ist. Die Zufuhr von Luft erfolgt durch den Raum zwischen den beiden Wandungen. Dabei ist die Kapsel derart gestaltet, daß die Einlaßöffnung der weiteren Öffnung abgewandt angeordnet ist. Darüber hinaus ist es vorgesehen, die Kapsel nach dem an sich bekannten Rotationssinter-Verfahren herzustellen. Bei diesem Verfahren wird ein Kunststoffpulver in eine Form gegeben, die der Form der Kapsel entspricht. Diese teilweise befüllte Form wird in Rotation versetzt und erhitzt, wodurch das Pulver schmilzt. Nach Abkühlung kann die Kapsel ohne Nachbehandlung der Form entnommen werden. Durch Verwendung eines Einsatzes in der Form ist auch die doppelwandig ausgebildete Kapsel realisierbar. Damit ist eine einfache Herstellung der erfindungsgemäßen Kapsel, insbesondere für die Serienfertigung, gegeben. Zum Schutz gegen Hitzeeinwirkung kann die Kapsel mit einem hitzebeständigen Überzug (zum Beispiel Folie) versehen werden.

Zwei Ausführungsbeispiele und damit verbundene weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Zeichnungen gezeigt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: einen Schnitt durch eine einstückig ausgebildete schalldichte Kapsel,

Fig. 2: einen Schnitt durch eine Kapsel, die zumindest teilweise aus Fahrzeugkomponenten besteht.

Fig. 1 zeigt eine schalldicht ausgebildete Kapsel, die an einem landwirtschaftlichen Fahrzeug, insbesondere an einem Ackerschlepper, verwendbar ist. In der Fig. 1 ist eine skizziert dargestellte und mit 1 bezeichnete Brennkraftmaschine gezeigt, wobei der Brennkraftmaschine 1 ein Luftfilter 2 vorgeschaltet ist. Der Luftfilter 2 weist eine Einlaßöffnung 3 und eine Auslaßöffnung 4 auf. Die Auslaßöffnung 4 des Luftfilters 2 ist in geeigneter Weise über ein Verbindungselement (z. B. durch ein Rohr) mit einer Einlaßseite 5 der Brennkraftmaschine verbunden. Zwischen der Auslaßöffnung 4 und der Einlaßseite 5 ist ein Turbolader 6 geschaltet, der nicht zwangsläufig vorhanden sein muß. Der Luftfilter 2 ist erfindungsgemäß in einer schalldicht geschlossenen Kapsel 7 angeordnet, wobei die Kapsel 7 eine Ansaugöffnung 8 und eine Durchtrittsöffnung 9 aufweist. Die Ansaugöffnung 8 ist lamellenartig und luftdurchlässig abgedeckt. Durch die Durchtrittsöffnung 9 ist das Verbindungselement geführt, das die Auslaßöffnung 4 mit der Einlaßseite 5 der Brennkraftmaschine 1 verbindet. Dieses Verbindungselement kann kraft- oder formschlüssig mit der Kapsel 7 verbunden sein. In einer alternativen Ausgestaltung ist die Kapsel 7 im Bereich der Durchtrittsöffnung 9 mit einem Flansch versehen, an dem ein weiteres Verbindungselement, das zu der Einlaßseite 5 der Brennkraftmaschine 1 führt, lösbar befestigt werden kann. Ebenso kann vorgesehen, daß im Bereich der Durchtrittsöffnung 9 im Inneren der Kapsel 7 ein Flansch angeordnet ist. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, sowohl den Luftfilter 2 als auch die Kapsel getrennt auszuwechseln. Ebenso kann das Verbindungselement durch die Durchtrittsöffnung 9 geführt und gegenüber der Kapsel 7 mit einer Dichtung abgedichtet sein. Weiterhin weist die Kapsel 7 eine schalldämmende Schicht 10 (Absorptionsfläche) auf, die das an der Einlaßöffnung 3 des Luftfilters 2 auftretende Ansauggeräusch dämmt. Die dem Luftfilter 2 zugewandten Innenflächen der Kapsel 7, insbesondere die der Einlaßöffnung 3 zugewandte Innenfläche, sind zumindest teilweise als Reflektionsflächen (in Fig. 2 mit der Bezugsziffer 11 versehen) ausgestaltet, damit das Ansauggeräusch reflektiert und durch Interferenzen ausgelöscht oder durch die Schicht 10 gedämmt wird. Mit 12 ist in Fig. 1 eine Motorhaube des landwirtschaftlichen Fahrzeuges gezeigt, unter der sowohl die schalldichte Kapsel 7, die Brennkraftmaschine 1 sowie weitere Komponenten des Fahrzeuges angeordnet sind. In erfindungsgemäßer Weise ist die Einlaßöffnung 3 des Luftfilters 2 in der schalldicht geschlossene Kapsel 7 angeordnet, wobei diese Einlaßöffnung 3 zur optimalen Geräuschreduzierung von der Ansaugöffnung 8 abgewandt ist.

Fig. 2 zeigt eine schalldichte Kapsel, die zumindest teilweise aus Fahrzeugkomponenten besteht. Neben den in Fig. 1 gezeigten und mit den gleichen Bezugsziffern versehenen Komponenten weist das landwirtschaftliche Fahrzeug neben der Motorhaube 12 zwei Seitenverkleidungen 13 auf. Oberhalb der Brennkraftmaschine 1 ist ein Boden 14 angeordnet, welcher zusammen mit der Motorhaube 12, den Seitenteilen 13 sowie quer zu den Seitenverkleidungen 13 angeordneten Seitenteilen (nicht gezeigt) beidseitig des Luftfilters 2 die erfindungsgemäße schalldicht geschlossene Kapsel bildet. Zur Wartung des Luftfilters 2 ist insbesondere eine Seitenverkleidung 13 bzw. die Motorhaube 12 abnehmbar. Bei einem quer zu den Seitenverkleidungen 13 des Fahrzeuges angeordneten Seitenteil kann es sich beispielsweise um eine Vorderwand einer Kabine des Fahrzeuges handeln, wobei die dem Luftfilter 2 zugeordnete Fläche der Vorderwand mit der schalldämmenden Schicht 10 versehen bzw. als Reflektionsfläche 11 ausgebildet ist. Darüber hinaus ist es denkbar, bei einer hitzebeständigen Auslegung der Schicht 10 bzw. der Reflektionsflächen 11 den Turbolader 6 (ggfs. unter Verwendung einer Trennwand zwischen dem Luftfilter 2 und dem Turbolader 6) in der schalldichten Kapsel 7 gemäß Fig. 1 bzw. in der schalldichten Anordnung gemäß Fig. 2 unterzubringen. Ebenfalls ist es denkbar, die Kapsel 7 zur Vermeidung der Übertragung von Körperschall schwingend aufzuhängen.


Anspruch[de]
  1. 1. Fahrzeug, insbesondere ein land- oder bauwirtschaftliches Fahrzeug, zumindest mit einer Brennkraftmaschine (1), wobei der Brennkraftmaschine (1) auf der Einlaßseite (5) ein Luftfilter (2) vorgeschaltet ist, der eine Einlaßöffnung (3) und eine mit der Einlaßseite (5) der Brennkraftmaschine (1) verbundene Auslaßöffnung (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftfilter (2) in einer überwiegend schalldicht geschlossenen Kapsel (7) angeordnet ist, die eine Ansaugöffnung (8) und eine Durchtrittsöffnung (9) aufweist, wobei die Einlaßöffnung (3) in der Kapsel (7) angeordnet ist.
  2. 2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (7) zumindest teilweise an den Innenflächen, die dem Luftfilter (2) zugewandt ist, mit einer schalldämmenden Schicht (10) versehen ist.
  3. 3. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen der Kapsel (7) zumindest teilweise als Reflektionsfläche (11) ausgebildet ist.
  4. 4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (3) des Luftfilters (2) der Ansaugöffnung (8) der Kapsel (7) abgewandt sind.
  5. 5. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (7) einstückig mit einer verschließbaren Öffnung zum Wechseln des Luftfilters (2) ausgebildet ist.
  6. 6. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seite der Kapsel (7) zumindest teilweise aus einem Teil einer Motorhaube (12) des Fahrzeugs besteht.
  7. 7. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Seiten der Kapsel (7) zumindest teilweise aus Seitenverkleidungen (13) des Fahrzeuges und/oder der Brennkraftmaschine (1) bestehen.
  8. 8. Fahrzeug nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (7) aus einem zwischen der Brennkraftmaschine (1) und dem Luftfilter (2) angeordneten Boden (14) sowie quer zu den Seitenverkleidungen (13) des Fahrzeuges angeordneten Seitenteilen besteht.
  9. 9. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Auslaßöffnung (4) des Luftfilters (2) und der Einlaßseite (5) der Brennkraftmaschine (1) ein Turbolader (6), der außerhalb der Kapsel (7) angeordnet ist, vorgesehen ist.
  10. 10. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorhaube und/oder die Seitenverkleidung (13) des Fahrzeuges doppelwandig ausgebildet ist.
  11. 11. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (7) doppelwandig ausgebildet ist, wobei die Einlaßöffnung (3) in einer Außenwandung und eine weitere Öffnung in einer Innenwandung eingebracht ist.






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