DE102012007308B4 - separating - Google Patents

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Abstract

Abscheidevorrichtung (3) zur Abscheidung von Partikeln aus einer Ansaugluft (2) einer Brennkraftmaschine, mit zwei Zyklonzellen (5, 6), welche dazu eingerichtet sind, zwei die Ansaugluft (2) enthaltende Rohluftströme (7, 8) gegensinnig in Rotation zu versetzen, und einer Austragseinrichtung (49), welche dazu eingerichtet ist, einen die Partikel aufweisenden Abluftstrom (35, 36) tangential aus einer jeweiligen Zyklonzelle (5, 6) herauszuführen und die Abluftströme (35, 36) in einem gemeinsamen Abluftstrom (53) zu vereinigen, dadurch gekennzeichnet, dass die Austragseinrichtung (49) je eine Austragsöffnung (41, 42) in einer Außenwand (13, 14) einer jeweiligen Zyklonzelle (5, 6) umfasst, durch welche ein jeweiliger Abluftstrom (35, 36) herausführbar ist, wobei die Austragseinrichtung (49) ein Austragsrohr (48) umfasst, welches mit den Austragsöffnungen (41, 42) derart in gasleitender Verbindung steht, dass die Abluftströme (35, 36) jeweils tangential aus den Austragsöffnungen heraus in das Austragsrohr (48) hineingeführt werden.Separating device (3) for separating particles from an intake air (2) of an internal combustion engine, with two cyclone cells (5, 6), which are adapted to set two of the intake air (2) containing raw air streams (7, 8) in opposite directions in rotation, and a discharge device (49), which is adapted to lead out tangentially an exhaust air stream (35, 36) comprising the particles from a respective cyclone cell (5, 6) and to combine the exhaust air streams (35, 36) in a common exhaust air stream (53) , characterized in that the discharge device (49) each comprise a discharge opening (41, 42) in an outer wall (13, 14) of a respective cyclone cell (5, 6) through which a respective exhaust air stream (35, 36) can be brought out, the discharge device (49) comprises a discharge pipe (48) which is in gas-conducting connection with the discharge openings (41, 42) such that the exhaust air streams (35, 36) are each tangential from the discharge openings out into the discharge pipe (48) are guided.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abscheidevorrichtung zur Abscheidung von Partikel aus einer Ansaugluft einer Brennkraftmaschine. Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Anordnung zur Reinigung einer Ansaugluft einer Brennkraftmaschine.The present invention relates to a separation device for separating particles from an intake air of an internal combustion engine. Furthermore, the present invention relates to an arrangement for cleaning an intake air of an internal combustion engine.

Stand der TechnikState of the art

Zyklonzellen, welche auch Zyklon, Zyklonfilter, Zyklonabscheider oder Fliehkraftabscheider genannt werden, dienen der Abscheidung von in Fluiden enthaltenen festen oder flüssigen Partikeln. Ein in eine Zyklonzelle einströmendes Fluid wird derart geleitet, dass Zentrifugalkräfte die vom Fluid abzuscheidenden Partikel nach außen beschleunigen und einer Austragseinrichtung zuführen. Zum Erzeugen der Zentrifugalkräfte werden meist Leitapparate eingesetzt, welche Leitschaufeln aufweisen, die einen Wirbelstrom innerhalb eines Gehäuses der Zyklonzelle erzeugen. Beispielsweise ist ein Mehrfahrzyklon aus der DE 103 17 694 B4 bekannt, der eine Kette von gegenläufig rotierenden Zyklonzellen aufweist, die am Ende der Kette einen Staubaustrag aufweisen.Cyclone cells, which are also called cyclone, cyclone filters, cyclone separators or centrifugal separators, serve for the separation of solid or liquid particles contained in fluids. A fluid flowing into a cyclone cell is directed such that centrifugal forces accelerate the particles to be separated from the fluid to the outside and deliver them to a discharge device. For generating the centrifugal forces usually nozzles are used, which have vanes, which generate an eddy current within a housing of the cyclone cell. For example, a Mehrfahrzyklon from the DE 103 17 694 B4 known, which has a chain of counter-rotating cyclone cells having a dust discharge at the end of the chain.

In der Luftfiltration für Ansaugluft von Brennkraftmaschinen für Straßenfahrzeuge, Baumaschinen oder landwirtschaftliche Fahrzeuge werden solche Zyklonzellen insbesondere als Vorabscheider verwendet.In the air filtration for intake air of internal combustion engines for road vehicles, construction machinery or agricultural vehicles such cyclone cells are used in particular as a pre-separator.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Abscheidevorrichtung bereitzustellen, welche klein baut und einen hohen Abscheidegrad aufweist.An object of the present invention is to provide a separation device which is small in construction and has a high separation efficiency.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Abscheidevorrichtung zur Abscheidung von Partikeln aus einer Ansaugluft einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen. Die Abscheidevorrichtung umfasst zwei Zyklonzellen sowie eine Austragseinrichtung. Die Zyklonzellen sind dazu eingerichtet, zwei die Ansaugluft enthaltende Rohluftströme gegensinnig in Rotation zu versetzen. Die Austragseinrichtung ist dazu eingerichtet, einen die Partikel aufweisenden Abluftstrom tangential aus einer jeweiligen Zyklonzelle herauszuführen und die Abluftströme in einem gemeinsamen Abluftstrom zu vereinigen.To solve this problem, a separation device for separating particles from an intake air of an internal combustion engine is proposed. The separation device comprises two cyclone cells and a discharge device. The cyclone cells are adapted to cause two raw air streams containing the intake air in opposite directions in rotation. The discharge device is set up to lead out tangentially an exhaust air stream having the particles from a respective cyclone cell and to combine the exhaust air streams in a common exhaust air flow.

Dabei umfasst die Austragseinrichtung jeweils eine Austragsöffnung in einer Außenwand einer jeweiligen Zyklonzelle, durch welche ein jeweiliger Luftstrom herausführbar ist. Die Außenwand kann von einem die beiden Zyklonzellen beinhaltenden Gehäuse der Abscheidevorrichtung gebildet sein. Ferner umfasst die Austragseinrichtung ein Austragsrohr, welches mit den Austragsöffnungen in gasleitender Verbindung steht, derart, dass die Abluftströme jeweils tangential heraus- und in das Austragsrohr hineingeführt werden. Das Austragsrohr kann in Form eines Austragsstutzens ausgebildet sein. Das Austragsrohr kann mit einer unterstützenden Absaugung wie einem Gebläse, einer Pumpe oder einem Ejektor verbunden sein, wie vorstehend beschrieben.In this case, the discharge device in each case comprises a discharge opening in an outer wall of a respective cyclone cell, through which a respective air flow can be brought out. The outer wall can be formed by a housing containing the two cyclone cells of the deposition device. Furthermore, the discharge device comprises a discharge tube, which is in gas-conducting connection with the discharge openings, such that the exhaust air streams are each guided out tangentially and into the discharge tube. The discharge pipe can be designed in the form of a discharge nozzle. The discharge tube may be connected to a supporting suction such as a blower, a pump or an ejector, as described above.

Dadurch, dass die Austragseinrichtung beide Abluftströme zu einem gemeinsamen Abluftstrom vereinigt, können die beiden Zyklonzellen sehr nah aneinander angeordnet werden. Entsprechend baut die Abscheidevorrichtung klein. Weiterhin ergibt sich eine konstruktionstechnische Vereinfachung dahingehend, dass der gemeinsame Abluftstrom von einer einzigen Absaugeinrichtung abgesaugt werden kann. Außerdem vergleichmäßigt der gemeinsame Abluftstrom die Durchströmung einer jeweiligen Zyklonzelle. Dies verbessert den Abscheidegrad.The fact that the discharge unit combines both exhaust air streams to a common exhaust air stream, the two cyclone cells can be arranged very close to each other. Accordingly, the separation device builds small. Furthermore, there is a constructional simplification to the effect that the common exhaust air flow can be sucked by a single suction device. In addition, the common exhaust air stream evened out the flow through a respective cyclone cell. This improves the degree of separation.

Weitere Vorteile können sich dadurch ergeben, dass ein separater Staubsammelraum nicht mehr erforderlich ist, der üblicherweise um eine Mehrzahl von Zyklonzellen herum angeordnet ist. Ein Gehäuse der Abscheidevorrichtung kann dadurch als ein einziges Teil, beispielsweise aus Kunststoff, hergestellt werden, wodurch zusätzliche Verbindungselemente und Abdichtungsmaßnahmen entfallen. Außerdem kann sich so eine kompaktere Bauform ergeben.Further advantages may result from the fact that a separate dust collecting space, which is usually arranged around a plurality of cyclone cells, is no longer required. A housing of the deposition device can thereby be manufactured as a single part, for example made of plastic, whereby additional connecting elements and sealing measures omitted. In addition, this may result in a more compact design.

Grundsätzlich können mittels der Abscheidevorrichtung jedwede Partikel, also feste und flüssige Partikel, aus einem beliebigen Fluid abgeschieden werden. Anstelle der zwei Rohluftströme werden in diesem Fall zwei erste, in die zwei Zyklonzellen eintretende Fluidströme gegensinnig in Rotation versetzt. Entsprechend treten zwei zweite, die Partikel aufweisende Fluidströme tangential aus einer jeweiligen Zyklonzelle aus.In principle, any particles, ie solid and liquid particles, can be separated from any fluid by means of the separation device. Instead of the two raw air flows, in this case two first fluid streams entering the two cyclone cells are rotated in opposite directions. Accordingly, two second fluid streams comprising the particles exit tangentially from a respective cyclone cell.

Es können auch mehr als zwei Zyklonzellen vorgesehen sein.It can also be provided more than two cyclone cells.

Die Zyklonzellen können beispielsweise jeweils in Inline-Zyklon-Bauweise ausgeführt sein, bei welcher der zu reinigende Rohluftstrom axial durch ein zylindrisches Hauptrohr geführt wird. Beim Eintritt des Rohluftstroms in das Hauptrohr wird dieser mittels eines eintrittsseitigen Leitapparats in Rotation versetzt. Hierdurch wird dem Rohluftstrom ein schraubenförmiger Verlauf aufgezwungen. Die in dem Rohluftstrom enthaltenen Partikel werden durch die Fliehkraft nach radial außen in Richtung der Wand des Hauptrohrs transportiert und reichern sich dort an. Eine Trennung der stärker mit Partikel beladenen Strömung von der weniger mit Partikel beladenen Strömung – mit anderen Worten die Aufspaltung des Rohluftstroms in einen Reinluftstrom und einen Abluftstrom – kann zum Beispiel mittels eines Tauchrohrs erfolgen, welches einen kleineren Durchmesser als das Hauptrohr aufweist und in dieses auf der Austrittsseite axial konzentrisch hineinragt. Der Reinluftstrom, also die weniger mit Partikeln beladene Luft, tritt innen durch das Tauchrohr hindurch und aus einer Austrittsöffnung der Abscheidevorrichtung aus. Der Abluftstrom, also die stärker mit Partikeln beladene Luft, wird durch eine in der Wand des Hauptrohrs angeordnete Austragsöffnung aus einer jeweiligen Zyklonzelle ausgetragen.The cyclone cells may for example be designed in each case in an inline cyclone design, in which the raw air stream to be cleaned is guided axially through a cylindrical main pipe. When the raw air flow enters the main pipe, it is set in rotation by means of an inlet-side distributor. As a result, the Rohluftstrom a helical course is imposed. The particles contained in the raw air flow are transported by the centrifugal force radially outward in the direction of the wall of the main pipe and accumulate there. A separation of the stronger with particles laden flow of the less particle-laden flow - in other words, the splitting of the raw air flow into a clean air flow and an exhaust air flow - can be done for example by means of a dip tube having a smaller diameter than the main tube and projects into this axially concentric on the exit side. The clean air flow, that is, the less charged with particles air, enters inside through the dip tube and out of an outlet opening of the separator. The exhaust air stream, that is, the air more heavily laden with particles, is discharged from a respective cyclone cell through a discharge opening arranged in the wall of the main pipe.

Anstelle der erwähnten Inline-Zyklon-Bauweise können die Zyklonzellen auch jeweils als Spiral-Zyklonzellen ausgeführt sein. Bei solchen Spiral-Zyklonzellen wird die Strömung durch einen Kanal mit einem spiralförmigen Verlauf geführt, wobei die Kanalwandung den Leitapparat bildet.Instead of the aforementioned inline cyclone design, the cyclone cells can also be designed in each case as spiral cyclone cells. In such spiral cyclone cells, the flow is passed through a channel having a spiral shape, wherein the channel wall forms the nozzle.

Zur Unterstützung kann der gemeinsame Ablaufstrom mit Unterdruck mittels einer Absaugeinrichtung abgesaugt werden. Hierzu kann ein Gebläse, eine Pumpe oder ein Ejektor vorgesehen sein. Dadurch wird der Abscheidegrad noch weiter verbessert.To assist the common outflow with vacuum can be sucked by means of a suction device. For this purpose, a blower, a pump or an ejector can be provided. As a result, the degree of separation is further improved.

Die jeweiligen tangentialen Abluftströme können horizontal, vertikal nach unten oder vertikal nach oben aus einer jeweiligen Zyklonzelle herausgeführt werden. Dadurch kann die Einbaulage der Abscheidevorrichtung flexibel gestaltet werden.The respective tangential exhaust air streams can be led out horizontally, vertically downwards or vertically upwards from a respective cyclone cell. As a result, the installation position of the separation device can be made flexible.

Einer jeweiligen Zyklonzelle kann ein Leitapparat zur Drallrückgewinnung nachgeschaltet sein. Mittels der Drallrückgewinnung lassen sich Strömungsverluste abbauen. Der nachgeschaltete Leitapparat zur Drallrückgewinnung kann eine Leitschaufelanordnung umfassen und in ein Gehäuse der Abscheidevorrichtung integriert sein. Vorzugsweise sind die nachgeschalteten, das heißt austrittsseitigen Leitapparate teilweise innerhalb von Tauchrohren der Zyklonzellen angeordnet, wodurch sich eine kompakte Bauform ergibt.A respective cyclone cell may be followed by a distributor for swirl recovery. By means of the twist recovery, flow losses can be reduced. The downstream distributor for swirl recovery may comprise a vane assembly and be integrated into a housing of the separator. Preferably, the downstream, that is, exit-side nozzles are partially disposed within the dip tubes of the cyclone cells, resulting in a compact design.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen den Austragsöffnungen ein Steg angeordnet, welcher dafür sorgt, dass die Abluftströme zunächst strömungstechnisch voneinander ungestört tangential aus den jeweiligen Zyklonzellen herausströmen können und anschließend in dem gemeinsamen Austragsrohr zusammenströmen. Der Steg kann auch als Zwischenwand bezeichnet werden.According to a further embodiment, a web is arranged between the discharge openings, which ensures that the exhaust air streams can flow out of the respective cyclone cells initially undisturbed from one another in terms of flow technology and then flow together in the common discharge pipe. The bridge can also be called an intermediate wall.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist an einen eine jeweilige Austragsöffnung begrenzenden Rand ein Steg angesetzt, welcher sich in Richtung des Austragsrohrs erstreckt. Von ”in Richtung des Austragsrohrs erstreckt” ist vorliegend auch der Fall umfasst, dass sich der Steg in das Austragsrohr hineinerstreckt. Dadurch wird vermieden, dass sich die beiden Abluftströme negativ beeinflussen.According to a further embodiment, a web is attached to an edge delimiting a respective discharge opening, which web extends in the direction of the discharge pipe. From "extending in the direction of the discharge pipe", the present case also includes the case that the web extends into the discharge pipe. This avoids that the two exhaust air flows adversely affect.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstrecken sich die Stege zueinander hin. Das heißt, die Orientierung der Stege weicht geringfügig von der Tangentialen derart ab, dass die Stege aufeinander zulaufen. Dadurch können die jeweiligen Abluftströme strömungstechnisch günstig zu dem gemeinsamen Ablaufstrom vereinigt werden.According to a further embodiment, the webs extend towards each other. That is, the orientation of the webs deviates slightly from the tangents so that the webs converge. As a result, the respective exhaust air streams can be fluidly combined to form the common outflow stream.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Stege an ihren in Richtung des Austragsrohrs weisenden Enden miteinander verbunden. Dadurch ergibt sich ein einfacher, stabiler Aufbau.According to a further embodiment, the webs are connected to each other at their ends pointing in the direction of the dispensing tube. This results in a simple, stable structure.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Enden der Stege in einem Verbindungsbereich miteinander verbunden, welcher spitz in Richtung des Austragsrohrs zuläuft. Dadurch können die jeweiligen Abluftströme sanft zu dem gemeinsamen Abluftstrom vereinigt werden.According to a further embodiment, the ends of the webs are connected to each other in a connecting region, which tapers in the direction of the discharge pipe. As a result, the respective exhaust air streams can be combined gently to the common exhaust air flow.

Die Austragsöffnungen weisen bevorzugt zueinander hin und/oder sind benachbart zueinander angeordnet. Mit ”benachbart” ist beispielsweise ein Abstand von wenigen Zentimetern, beispielsweise 5–25 cm, gemeint.The discharge openings preferably point towards one another and / or are arranged adjacent to one another. By "adjacent" is meant, for example, a distance of a few centimeters, for example 5-25 cm.

Ein jeweiliger Steg kann mit dem diesem zugeordneten Rand einstückig gebildet sein. Unter ”einstückig” ist vorliegend zu verstehen, dass die jeweiligen Elemente aus ein und demselben Materialstück bestehen. Ein jeweiliger Steg kann mit dem diesem zugeordneten Rand so beispielsweise im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Auch die Stege können einstückig miteinander gebildet sein. Weiterhin können die Stege einstückig mit dem Austragsrohr gebildet sein.A respective web can be integrally formed with the associated edge. By "one piece" is meant herein that the respective elements consist of one and the same piece of material. A respective web can be produced with the edge associated therewith, for example by injection molding. The webs may be integrally formed with each other. Furthermore, the webs may be formed integrally with the discharge tube.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Außenwände der beiden Zyklonzellen einstückig gebildet. Die Außenwände sind bevorzugt jeweils Teil eines Gehäuses der Abscheidevorrichtung. Beispielsweise können die Außenwände jeweils Teil eines Rohrs sein, wobei die beiden Rohre insbesondere miteinander einstückig gebildet sind.According to a further embodiment, the outer walls of the two cyclone cells are integrally formed. The outer walls are preferably each part of a housing of the separator. For example, the outer walls may each be part of a tube, wherein the two tubes are in particular formed integrally with each other.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist eine jeweilige Zyklonzelle einen Leitapparat auf, welcher dazu eingerichtet ist, die Ansaugluft schrauben- oder spiralförmig in Rotation zu versetzen. Wie bereits einleitend erwähnt, können die Zyklonzellen in Inline-Zyklonzellen-Bauweise oder in Spiral-Zyklonzellen-Bauweise ausgeführt sein.According to another embodiment, a respective cyclone cell has a nozzle which is adapted to rotate the intake air helically or spirally. As already mentioned in the introduction, the cyclone cells can be designed in inline cyclone cell construction or in spiral cyclone cell construction.

Weiterhin wird eine Anordnung zur Reinigung einer Ansaugluft einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen. Die Anordnung weist einen als die erfindungsgemäße Abscheidevorrichtung ausgebildeten Vorabscheider und einen ein Filterelement aufweisenden Hauptfilter auf. Unter einem ”Filterelement” ist vorliegend ein Siebfilter zu verstehen. Das Filterelement kann austauschbar in dem Hauptfilter vorgesehen sein.Furthermore, an arrangement for cleaning an intake air of an internal combustion engine is proposed. The arrangement has one as the Inventive separator according to the invention formed on pre-separator and a filter element having a main filter. A "filter element" is to be understood here as a sieve filter. The filter element may be replaceably provided in the main filter.

Das Filterelement kann beispielsweise in Form eines Balgs ausgebildet sein, welcher von außen nach innen, oder umgekehrt, von der aus der Abscheidevorrichtung austretenden Reinluft durchströmt ist. Weiterhin kann das Filterelement auch als Doppelbalg mit zwei ringförmig geschlossenen, sternförmig gefalteten Filterbälgen ausgeführt sein. Das Filterelement kann allerdings auch eine andere Bauart insbesondere in Form eines Wickelelements aufweisen. Das Wickelelement kann aus übereinanderliegenden Well- und Flachlagen eines Filtermediums, welche wechselseitig verschlossene Kanäle bilden, gebildet sein.The filter element may be formed, for example, in the form of a bellows, which flows through from the outside of the separator exiting clean air from outside to inside, or vice versa. Furthermore, the filter element can also be designed as a double bellows with two annularly closed, star-shaped folded filter bellows. However, the filter element may also have a different type, in particular in the form of a winding element. The winding element can be formed from superposed corrugated and flat layers of a filter medium which form mutually closed channels.

Die Anordnung kann beispielsweise einen Aufbau aufweisen, welcher dem in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2008 062 955 offenbarten Luftfilter mit dem Unterschied entspricht, dass der dort beschriebene Vorabscheider durch die erfindungsgemäße Abscheidevorrichtung ersetzt ist. Der Inhalt der vorgenannten deutschen Patentanmeldung ist in den Inhalt der vorliegenden Anmeldung ausdrücklich miteinbezogen.The arrangement may for example have a structure which in the German patent application DE 10 2008 062 955 disclosed air filter with the difference corresponds that the pre-separator described therein is replaced by the inventive separation device. The content of the aforementioned German patent application is expressly included in the content of the present application.

Die Weiterleitung der Reinluft von dem Vorabscheider zum Hauptfilter kann beispielsweise mittels eines Luftführungsteils erfolgen. Alternativ kann der Vorabscheider auch direkt an dem Hauptfilter angebracht sein. Insbesondere können der Vorabscheider und der Hauptfilter ein einstückiges Gehäuse aufweisen. Das Luftführungsteil und ein Gehäuse des Vorabscheiders oder des Hauptfilters können mittels einer Schweißverbindung verbunden sein. Insbesondere kann hier eine Infrarot- oder Vibrationsschweißverbindung zum Einsatz kommen. Jedoch sind auch andere Verbindungsarten wie Verkleben, Verschrauben, Verschnappen oder Verklemmen denkbar.The forwarding of the clean air from the pre-separator to the main filter can be done for example by means of an air guide part. Alternatively, the pre-separator may also be attached directly to the main filter. In particular, the pre-separator and the main filter may have a one-piece housing. The air guide part and a housing of the pre-separator or the main filter may be connected by means of a welded joint. In particular, an infrared or vibration welding connection can be used here. However, other types of connection such as gluing, screwing, snapping or jamming are conceivable.

Der Staubsammelraum kann bei verschiedenen aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen nicht optimal entleert werden, weshalb die Gefahr einer Verstopfung besteht. Außerdem ist bei der Verwendung eines Staubsammelraums die Unterstützung durch die Schwerkraft vielfach erforderlich, um einen ausreichenden Staubaustrag zu gewährleisten. Deshalb ist ein horizontaler Staubaustrag bei Lösungen mit Staubsammelraum vielfach nicht möglich. Gerade aber ein solcher horizontaler Staubaustrag kann mittels der erfindungsgemäßen Abscheidevorrichtung erzielt werden.The dust collection chamber can not be optimally emptied in various known from the prior art solutions, which is why there is a risk of constipation. In addition, when using a dust collecting the support by gravity is often required to ensure adequate dust discharge. Therefore, a horizontal dust discharge in solutions with dust collection is often not possible. But just such a horizontal dust discharge can be achieved by means of the deposition device according to the invention.

Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen der Abscheidevorrichtung oder der Anordnung. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen oder abändern.Further possible implementations of the invention also include not explicitly mentioned combinations of features or embodiments of the separation device or arrangement described above or below with regard to the exemplary embodiments. The skilled person will also add or modify individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims and the embodiments of the invention described below. Furthermore, the invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the accompanying figures.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigt:It shows:

1: in einer perspektivischen Ansicht eine Anordnung mit einer Abscheidevorrichtung gemäß einer Ausführungsform; 1 in a perspective view of an arrangement with a separation device according to an embodiment;

2: in einer Explosionsansicht perspektivisch die Abscheidevorrichtung aus 1; 2 : In an exploded view in perspective the separating device 1 ;

3: einen Schnitt III-III aus 1; 3 : a section III-III off 1 ;

4: einen Schnitt IV-IV aus 1; 4 : a section IV-IV off 1 ;

5A–5D: die Abscheidevorrichtung aus 1 in verschiedenen Orientierungen; 5A - 5D : the separator device off 1 in different orientations;

6: einen Schnitt durch eine Anordnung mit einer Abscheidevorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform; und 6 a section through an arrangement with a separation device according to another embodiment; and

7: einen Schnitt durch eine Anordnung mit einer Abscheidevorrichtung gemäß noch weiteren Ausführungsform. 7 FIG. 4: a section through an arrangement with a separation device according to yet another embodiment. FIG.

In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the figures, the same reference numerals designate the same or functionally identical elements, unless indicated otherwise.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Anordnung 1 zur Reinigung einer Ansaugluft 2 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine. 1 shows in a perspective view an arrangement 1 for cleaning an intake air 2 an internal combustion engine, not shown.

Die Anordnung 1 umfasst einen Vorabscheider in Form einer Abscheidevorrichtung 3 und einen Hauptfilter 4. Die Abscheidevorrichtung 3 wird nachfolgend weiterhin anhand der 2–4 näher erläutert, wobei 2 eine Explosionsansicht der Abscheidevorrichtung 3 aus 1, 3 einen Schnitt III-III aus 1 und 4 einen Schnitt IV-IV aus 1 zeigt.The order 1 comprises a pre-separator in the form of a separator 3 and a main filter 4 , The separation device 3 will continue below on the basis of 2 - 4 explained in more detail, wherein 2 an exploded view of the separator 3 out 1 . 3 a section III-III off 1 and 4 a section IV-IV off 1 shows.

Die Abscheidevorrichtung 3 weist zwei Zyklonzellen 5, 6 auf. Die Ansaugluft 2 umfasst zwei Rohluftströme 7, 8, wobei der Rohluftstrom 7 der Zyklonzelle 5 und der Rohluftstrom 8 der Zyklonzelle 6 zugeführt wird. Die Zyklonzellen 5, 6 sind gemäß dem Ausführungsbeispiel in Inline-Zyklonzellen-Bauweise ausgeführt. Eine jeweilige Zyklonzelle 5, 6 umfasst einen Leitapparat 11, 12 und ein Hauptrohr 13, 14. The separation device 3 has two cyclone cells 5 . 6 on. The intake air 2 includes two raw air streams 7 . 8th , wherein the raw air stream 7 the cyclone cell 5 and the raw air stream 8th the cyclone cell 6 is supplied. The cyclone cells 5 . 6 are executed according to the embodiment in inline cyclone cell design. A respective cyclone cell 5 . 6 includes a nozzle 11 . 12 and a main pipe 13 . 14 ,

Die Hauptrohre 13, 14 sind zu einem einstückigen Gehäuse 15 miteinander verbunden, wie in den 2 und 3 zu erkennen. Die Leitapparate 11, 12 sind jeweils in eintrittsseitige Enden 16, 17 der Hauptrohre 13, 14 eingesetzt.The main pipes 13 . 14 are to a one-piece housing 15 interconnected, as in the 2 and 3 to recognize. The diffusers 11 . 12 are each in the entry-side ends 16 . 17 the main pipes 13 . 14 used.

Die Leitapparate 11, 12 weisen jeweils radiale Schaufeln 21, 22 auf. Der Leitapparat 11 ist beispielsweise dazu eingerichtet, den Rohluftstrom 7 in Strömungsrichtung gesehen links herumzuverwirbeln (siehe 3). Der Leitapparat 12 ist dagegen dazu eingerichtet, den Rohluftstrom 8 in Strömungsrichtung gesehen rechts herumzuverwirbeln. Im Bereich austrittsseitiger Enden 23, 24 der Hauptrohre 13, 14 erstrecken sich Tauchrohre 25, 26 in diese hinein. In einem jeweiligen Tauchrohr 25, 26 ist ein Leitapparat 27, 28 zur Drallrückgewinnung angeordnet. Die Leitapparate 27, 28 können hierzu entsprechende Schaufeln 31, 32 aufweisen.The diffusers 11 . 12 each have radial blades 21 . 22 on. The diffuser 11 For example, it is set up for the raw air flow 7 in the flow direction, to the left (see 3 ). The diffuser 12 On the other hand, it is set up for the raw air flow 8th seen in the flow direction right vorververwirbeln. In the area of the outlet ends 23 . 24 the main pipes 13 . 14 dip tubes extend 25 . 26 into this. In a respective dip tube 25 . 26 is a nozzle 27 . 28 arranged for swirl recovery. The diffusers 27 . 28 can do this appropriate blades 31 . 32 exhibit.

Im Bereich der Tauchrohre 25, 26 teilt sich der Rohluftstrom 7, 8 in einen Reinluftstrom 33, 34, welcher aus dem entsprechenden Tauchrohr 25, 26 mittig austritt, sowie einen Abluftstrom 35, 36 (siehe 4). Ein jeweiliger Abluftstrom 35, 36 wird aus einem jeweiligen Ringraum 37, 38 (siehe 3), welcher zwischen dem Tauchrohr 25, 26 und dem Hauptrohr 13, 14 gebildet ist, durch eine Austragsöffnung 41, 42, siehe 4, aus einer jeweiligen Zyklonzelle 5, 6 ausgetragen. Die Austragsöffnungen 41, 42 sind jeweils radial in einem jeweiligen Hauptrohr 13, 14 ausgebildet. Die Austragsöffnungen 41, 42 weisen zueinander hin und sind unmittelbar benachbart, beispielsweise im Abstand von 2–10 cm zueinander angeordnet. An Ränder 43, 44 der Austragsöffnungen 41, 42 ist jeweils ein Steg 45, 46 angesetzt, wobei die Stege 45, 46 zu einer Symmetrielinie 47 hin und in einen Austragsstutzen 48 hinein verlaufen. Die Zyklonzellen 5, 6 sind bezüglich der Symmetrielinie 47 im Wesentlichen spiegelsymmetrisch. Die Austragsöffnungen 41, 42 bilden zusammen mit den Stegen 45, 46 und dem Austragsstutzen 48 eine Austragseinrichtung 49. Die Stege 45, 46 sind jeweils einstückig mit den Rändern 43, 44 sowie einstückig miteinander gebildet. In einem Verbindungsbereich 51 sind die Stege 45, 46 miteinander verbunden und bilden eine Spitze 52 aus. Weiterhin ist mit den Rändern 43, 44 der Austragsstutzen 48 einstückig gebildet, welcher sich koaxial mit der Symmetrielinie 47 erstreckt. Damit ergibt sich eine Rundumabdichtung der Austragsöffnungen 41, 42, so dass die Abluftströme 35, 36 jeweils tangential aus ihren jeweiligen Ringräumen 37, 38 heraus- und in den Austragsstutzen 48 hineingeführt werden. Hinter der Spitze 52 bilden die Abluftströme 35, 36 einen gemeinsamen Abluftstrom 53. Der Austragsstutzen 48 kann in nicht dargestellter Weise mit einer Absaugeinrichtung, beispielsweise in Form einer Pumpe, verbunden sein, welche den gemeinsamen Abluftstrom 53 absaugt. Ein großer Teil der in den Rohluftströmen 7, 8 enthaltenen Partikel kann so mittels der Abluftströme 35, 36 abgeschieden werden.In the area of the dip tubes 25 . 26 shares the raw air flow 7 . 8th in a clean air stream 33 . 34 , which from the corresponding dip tube 25 . 26 center exit, as well as an exhaust air flow 35 . 36 (please refer 4 ). A respective exhaust air flow 35 . 36 gets out of a respective annulus 37 . 38 (please refer 3 ), which between the dip tube 25 . 26 and the main pipe 13 . 14 is formed, through a discharge opening 41 . 42 , please refer 4 , from a respective cyclone cell 5 . 6 discharged. The discharge openings 41 . 42 are each radially in a respective main pipe 13 . 14 educated. The discharge openings 41 . 42 point towards each other and are immediately adjacent, for example, arranged at a distance of 2-10 cm from each other. On edges 43 . 44 the discharge openings 41 . 42 is each a jetty 45 . 46 set, the webs 45 . 46 to a symmetry line 47 towards and into a discharge nozzle 48 into it. The cyclone cells 5 . 6 are with respect to the line of symmetry 47 essentially mirror-symmetrical. The discharge openings 41 . 42 form together with the jetties 45 . 46 and the discharge nozzle 48 a discharge device 49 , The bridges 45 . 46 are each integral with the edges 43 . 44 and integrally formed with each other. In a connection area 51 are the bars 45 . 46 linked together and form a top 52 out. Continue with the edges 43 . 44 the discharge nozzle 48 formed integrally, which is coaxial with the line of symmetry 47 extends. This results in an all-round sealing of the discharge openings 41 . 42 so that the exhaust air streams 35 . 36 each tangent from their respective annuli 37 . 38 out and into the discharge nozzle 48 be brought into it. Behind the top 52 form the exhaust air streams 35 . 36 a common exhaust air flow 53 , The discharge nozzle 48 can be connected in a manner not shown with a suction device, for example in the form of a pump, which the common exhaust air flow 53 sucks. A large part of the raw air streams 7 . 8th contained particles can so by means of the exhaust air streams 35 . 36 be deposited.

Nun zurückkehrend zu 3 ist dort gezeigt, dass an das Gehäuse 15 im Bereich der austrittsseitigen Enden 23, 24 eine Luftführung 54 angesetzt ist. Die Luftführung 54 kann sich in Strömungsrichtung verjüngen und die Reinluftströme 33, 34 (Luftströme mit einem geringeren Partikelanteil) zu einem gemeinsamen Reinluftstrom 55 zusammenführen. Die Luftführung 54 und das Gehäuse 15 können miteinander verschweißt sein. Hier kommt beispielsweise das Infrarot- oder Vibrationsschweißen zum Einsatz. Auch andere Verbindungsarten wie Verkleben, Verschrauben, Verschnappen oder Verklemmen sind denkbar.Now returning to 3 is shown there to the case 15 in the area of the outlet ends 23 . 24 an air duct 54 is scheduled. The air duct 54 can rejuvenate in the flow direction and the clean air flows 33 . 34 (Air streams with a lower particle content) to a common clean air flow 55 to merge. The air duct 54 and the case 15 can be welded together. Here, for example, the infrared or vibration welding is used. Other types of connection such as gluing, screwing, snapping or jamming are conceivable.

Wie in 1 weiter gezeigt, wird der gemeinsame Reinluftstrom 55 dem Hauptfilter 4 zugeführt. Der Hauptfilter 4 weist ein insbesondere auswechselbares Filterelement 56 auf. Das Filterelement 56 kann beispielsweise in Form eines ringförmig geschlossenen, sternförmigen Filterbalgs ausgebildet sein. Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird der Filterbalg 56 von außen 57 nach innen 58 durchströmt, wobei der Reinluftstrom 55 weiter gereinigt wird. Insbesondere kleinere, noch in dem Reinluftstrom 55 verbliebene Partikel werden dabei herausgefiltert. Anschließend wird die noch weiter gefilterte Reinluft 61 der nicht dargestellten Brennkraftmaschine zugeführt.As in 1 further shown, the common clean air flow 55 the main filter 4 fed. The main filter 4 has a particular interchangeable filter element 56 on. The filter element 56 may be formed, for example, in the form of an annularly closed, star-shaped filter bellows. According to the embodiment, the filter bellows 56 from the outside 57 inside 58 flows through, with the clean air flow 55 is further cleaned. Especially smaller, still in the clean air flow 55 remaining particles are filtered out. Subsequently, the still filtered clean air 61 fed to the internal combustion engine, not shown.

In den 5A–5D sind verschiedene, mögliche Einbaulagen der Abscheidevorrichtung 3 gezeigt. Dabei weist der Austragsstutzen 48 in 5A nach unten, so dass ein Austrag hier mit Unterstützung der Schwerkraft erfolgen kann. In den 5B und 5D weist der Austragsstutzen 48 jeweils in horizontale Richtung. In 5C weist der Austragsstutzen 48 vertikal nach oben. Allerdings sind auch schräge Orientierungen des Austragsstutzens 48 denkbar.In the 5A - 5D are different, possible installation positions of the separator 3 shown. In this case, the discharge nozzle 48 in 5A down, so that a discharge can be done here with the support of gravity. In the 5B and 5D has the discharge nozzle 48 each in horizontal direction. In 5C has the discharge nozzle 48 vertically upwards. However, there are also oblique orientations of the discharge nozzle 48 conceivable.

6 zeigt in einer Schnittansicht eine Anordnung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 6 shows in a sectional view an arrangement 1 according to a further embodiment.

Die Anordnung 1 umfasst ebenfalls eine Abscheidevorrichtung 3 und einen Hauptfilter 4. Im Unterschied zu der Ausführungsform nach 1 ist ein einziges Gehäuse 62 vorgesehen, welches gleichzeitig das Gehäuse 15 der Abscheidevorrichtung 3 und weiterhin ein Gehäuse 63 des Hauptfilters 4 ausbildet. Die Abscheidevorrichtung 3 und der Hauptfilter 4 sind somit in unmittelbarer Nachbarschaft angeordnet. Auf eine Luftführung 54, wie bei der Ausführungsform gemäß 1, kann verzichtet werden.The order 1 also includes a separator 3 and a main filter 4 , Unlike the embodiment according to 1 is a single case 62 provided, which at the same time the housing 15 the separator 3 and still a housing 63 of the main filter 4 formed. The separation device 3 and the main filter 4 are thus arranged in the immediate vicinity. On an air duct 54 as in the embodiment according to 1 , can be dispensed with.

Weiter unterscheidet sich die Ausführungsform nach 6 von der gemäß 1 dadurch, dass mehrere Filterelemente 56 in dem Hauptfilter 4 vorgesehen sind. Die Filterelemente 56 sind quer zur Strömungsrichtung nebeneinander angeordnet, so dass die Reinluftströme 33, 34 auch in einen Zwischenraum 64 zwischen den Filterelementen 56 einströmen kann. Von dort aus durchströmen die Reinluftströme 33, 34 die Filterelemente 56 von außen 57 nach innen 58, wie bereits im Zusammenhang mit 1 erläutert.Further, the embodiment differs according to 6 from the according to 1 in that several filter elements 56 in the main filter 4 are provided. The filter elements 56 are arranged transversely to the flow direction next to each other, so that the clean air flows 33 . 34 also in a gap 64 between the filter elements 56 can flow in. From there, the clean air flows through 33 . 34 the filter elements 56 from the outside 57 inside 58 as already related to 1 explained.

7 zeigt in einer Schnittansicht eine Anordnung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Diese stellt eine Variante gegenüber der Ausführungsform nach 6 dar. 7 shows in a sectional view an arrangement 1 according to a further embodiment. This is a variant of the embodiment according to 6 represents.

Im Unterschied zu der Ausführungsform nach 6 ist bei der Ausführungsform nach 7 ein Filterelement 56 vorgesehen, welches einen äußeren, ringförmigen Filterbalg 65 und einen inneren, ringförmigen Filterbalg 66 umfasst. Die Filterbalge 65, 66 bilden einen zur Rohseite hin offenen Spalt 67 miteinander. Der Spalt 67 kann jeweils den Tauchrohren 25, 26 bzw. deren Mittelachsen 71, 72 direkt gegenüberliegen. Weiterhin können Dichtelemente 73, 74 vorgesehen sein, welche für eine Abdichtung zwischen Roh- und Reinseite des Filterelements 56 sorgen. Der Aufbau des Filterelements 56 entspricht im Wesentlichen dem aus der DE 10 2008 062 955 A1 bekannten Aufbau. Das Filterelement 56 könnte auch andersartig ausgebildet bzw. eingerichtet sein, wie in den weiteren Ausführungsbeispielen der DE 10 2008 062 955 A1 beschrieben. Obwohl die Erfindung vorliegend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf keineswegs beschränkt, so vielfältig modifizierbar.Unlike the embodiment according to 6 is in the embodiment according to 7 a filter element 56 provided, which an outer, annular filter bellows 65 and an inner annular filter bellows 66 includes. The filter bellows 65 . 66 form a gap open towards the raw side 67 together. The gap 67 can each be the dip tubes 25 . 26 or their central axes 71 . 72 directly opposite. Furthermore, sealing elements 73 . 74 be provided, which for sealing between raw and clean side of the filter element 56 to care. The structure of the filter element 56 corresponds essentially to that from the DE 10 2008 062 955 A1 known structure. The filter element 56 could also be designed differently or configured, as in the other embodiments of the DE 10 2008 062 955 A1 described. Although the invention has been described herein with reference to preferred embodiments, it is by no means limited thereto, so varied modifiable.

Weiterhin könnte das Filterelement 56 eine Bauweise aufweisen, welche noch von keinem der vorstehenden Ausführungsbeispiele beschrieben wurde. Beispielsweise könnte ein Filterelement in Form eines Wickelelements vorgesehen sein, welches übereinander liegende Well- und Flachlagen eines Filtermediums aufweist, die wechselseitig verschlossene Kanäle bilden.Furthermore, the filter element could 56 have a construction which has not yet been described by any of the preceding embodiments. For example, a filter element in the form of a winding element could be provided which has superimposed corrugated and flat layers of a filter medium which form mutually closed channels.

Claims (8)

Abscheidevorrichtung (3) zur Abscheidung von Partikeln aus einer Ansaugluft (2) einer Brennkraftmaschine, mit zwei Zyklonzellen (5, 6), welche dazu eingerichtet sind, zwei die Ansaugluft (2) enthaltende Rohluftströme (7, 8) gegensinnig in Rotation zu versetzen, und einer Austragseinrichtung (49), welche dazu eingerichtet ist, einen die Partikel aufweisenden Abluftstrom (35, 36) tangential aus einer jeweiligen Zyklonzelle (5, 6) herauszuführen und die Abluftströme (35, 36) in einem gemeinsamen Abluftstrom (53) zu vereinigen, dadurch gekennzeichnet, dass die Austragseinrichtung (49) je eine Austragsöffnung (41, 42) in einer Außenwand (13, 14) einer jeweiligen Zyklonzelle (5, 6) umfasst, durch welche ein jeweiliger Abluftstrom (35, 36) herausführbar ist, wobei die Austragseinrichtung (49) ein Austragsrohr (48) umfasst, welches mit den Austragsöffnungen (41, 42) derart in gasleitender Verbindung steht, dass die Abluftströme (35, 36) jeweils tangential aus den Austragsöffnungen heraus in das Austragsrohr (48) hineingeführt werden.Separating device ( 3 ) for separating particles from an intake air ( 2 ) of an internal combustion engine, with two cyclone cells ( 5 . 6 ), which are set up, two the intake air ( 2 ) containing crude air streams ( 7 . 8th ) in opposite directions in rotation, and a discharge device ( 49 ), which is adapted to a exhaust air stream having the particles ( 35 . 36 ) tangentially from a respective cyclone cell ( 5 . 6 ) and remove the exhaust air streams ( 35 . 36 ) in a common exhaust air stream ( 53 ), characterized in that the discharge device ( 49 ) one discharge opening each ( 41 . 42 ) in an outer wall ( 13 . 14 ) of a respective cyclone cell ( 5 . 6 ), through which a respective exhaust air flow ( 35 . 36 ) is removable, wherein the discharge device ( 49 ) a discharge pipe ( 48 ), which with the discharge openings ( 41 . 42 ) is in gas-conducting connection in such a way that the exhaust air streams ( 35 . 36 ) in each case tangentially out of the discharge openings into the discharge pipe ( 48 ) are introduced. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einen eine jeweilige Austragsöffnung (41, 42) begrenzenden Rand (43, 44) ein Steg (45, 46) angesetzt ist, welcher sich in Richtung des Austragsrohrs (48) erstreckt.Separating device according to claim 1, characterized in that a respective discharge opening ( 41 . 42 ) bounding edge ( 43 . 44 ) a footbridge ( 45 . 46 ) is attached, which in the direction of the discharge pipe ( 48 ). Abscheidevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (45, 46) sich zueinander hinerstrecken.Separating device according to claim 2, characterized in that the webs ( 45 . 46 ) extend to each other. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (45, 46) an ihren in Richtung des Austragsrohrs (48) weisenden Enden miteinander verbunden sind und/oder eine Spitze (52) ausbilden.Separating device according to claim 3, characterized in that the webs ( 45 . 46 ) at their in the direction of the discharge pipe ( 48 ) pointing ends are connected to each other and / or a tip ( 52 ) train. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Austragsöffnungen (41, 42) zueinander hin weisen und/oder benachbart zueinander angeordnet sind.Separating device according to one of claims 1-4, characterized in that the discharge openings ( 41 . 42 ) facing each other and / or are arranged adjacent to each other. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwände (13, 14) der beiden Zyklonzellen (5, 6) miteinander einstückig gebildet sind.Separating device according to one of claims 1-5, characterized in that the outer walls ( 13 . 14 ) of the two cyclone cells ( 5 . 6 ) are formed integrally with each other. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1–6, dass eine jeweilige Zyklonzelle (5, 6) einen Leitapparat (11, 12) aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, die Rohluftströme (7, 8) schrauben- oder spiralförmig in Rotation zu versetzen.Separating device according to one of claims 1-6, that a respective cyclone cell ( 5 . 6 ) a distributor ( 11 . 12 ), which is adapted to the raw air streams ( 7 . 8th screw or spiral in rotation. Anordnung (1) zur Reinigung einer Ansaugluft (2) einer Brennkraftmaschine mit einem als Abscheidevorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1–7 ausgebildeten Vorabscheider und einem ein Filterelement (56) aufweisenden Hauptfilter (4).Arrangement ( 1 ) for cleaning an intake air ( 2 ) an internal combustion engine with a separator ( 3 ) according to one of claims 1-7 trained pre-separator and a filter element ( 56 ) having main filter ( 4 ).
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