DE102014014029A1

DE102014014029A1 - Filtergehäuse mit Austragsstutzen im Hauptfilterbereich

Info

Publication number: DE102014014029A1
Application number: DE102014014029.6A
Authority: DE
Inventors: Dominic König
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2015-08-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filtergehäuse für einen Filter zur Filterung eines Fluids, insbesondere von Luft, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit einer Zuströmöffnung, einem Rohbereich mit einem Vorabscheidebereich und einem Hauptfilterbereich sowie einem Reinbereich mit einer Abströmöffnung, wobei eine Hauptströmungsrichtung für das zu filternde Fluid von der Zuströmöffnung, dem Vorabscheidebereich und dem Hauptfilterbereich zu der Abströmöffnung vorgesehen ist, wobei sich in dem Vorabscheidebereich eine erste Austragsöffnung für vorabgeschiedenes Material befindet und sich in dem Hauptfilterbereich eine zweite Austragsöffnung befindet.

Description

Stand der Technik
Die Wartung von Ansaugluftfiltern für Brennkraftmaschinen ist bei hoher Staubbeladung arbeitsintensiv. Zwar weisen derartige Ansaugluftfilter heutzutage neben der Hauptfiltereinheit Vorabscheideeinheiten auf, die bereits grobkörnigere Staubfraktionen aus der zu filternden Ansaugluft entfernen können. Dies verlängert die Standzeiten der Ansaugluftfilter erheblich. Allerdings lagert sich trotz der Vorabscheidung im Filtergehäuse im Bereich der Hauptfiltereinheit Staub ab. Dies geschieht zum einen bei Wartungsarbeiten, bei denen Filtereinsätze aus der Hauptfiltereinheit gewechselt werden. Dabei muss der so abgelagerte Staub entfernt werden und kostet somit Arbeitszeit. Zum anderen lagert sich der Staub im Bereich der Hauptfiltereinheit aufgrund von Vibrationen an, die bereits in den Filtereinsatz befindliche Staubpartikel herauslösen. Diese Staubpartikel können evtl. zur Verspannung des Filtereinsatzes vorhandene mechanische Systeme nachteilig beeinflussen.
Neben den Staubpartikeln kann sich auch Flüssigkeit wie etwa Wasser, das aus der Ansaugluft herausgefiltert wurde, im Bereich der Hauptfiltereinheit ansammeln und die Stabilität des Filtereinsatzes gefährden. In ungünstigen Fällen verbindet sich das Wasser mit abgelagerten Staubpartikeln zu einer harten Masse, die dann im Rahmen von Wartungsarbeiten mühsam entfernt werden muss.
Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, ein Filtergehäuse und einen Filter anzugeben, welche die genannten Probleme lindern und insbesondere den bei einer Wartung anfallenden Arbeitseinsatz verringern.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch ein Filtergehäuse für einen Filter zur Filterung eines Fluids, insbesondere von Luft, insbesondere für Brennkraftmaschinen gelöst. Das erfindungsgemäße Filtergehäuse weist eine Zuströmöffnung, einen Rohbereich mit einem Vorabscheidebereich und einem Hauptfilterbereich sowie einen Reinbereich mit einer Abströmöffnung auf. Es ist eine Hauptströmungsrichtung für das zu filternde Fluid von der Zuströmöffnung über den Vorabscheidebereich und dem Hauptfilterbereich zu der Abströmöffnung vorgesehen.
In dem Vorabscheidebereich befindet sich eine erste Austragsöffnung zur Entfernung vorabgeschiedenen Materials aus dem Filtergehäuse. Erfindungsgemäß befindet sich in dem Haupffilterbereich eine zweite Austragsöffnung zur Entfernung von Filtrat aus dem Filtergehäuse. Eine solche zweite Austragsöffnung erlaubt zum einen die Entfernung von Staubpartikeln aus dem Haupffilterbereich, ohne das Filtergehäuse öffnen und ggf. einen Filtereinsatz herausnehmen zu müssen. Dies kann sogar ohne Eingriffe von außen automatisch im laufenden Betrieb stattfinden und so entscheidend zur Verlängerung der Wartungsintervalle beitragen. Zum anderen wird bei einer Wartung die Entfernung der Staubpartikel deutlich erleichtert. Der Vorteil liegt unter anderem darin, dass im Haupffilterbereich angesammelte Partikel nicht durch Verwirbelung innerhalb des Haupffilterbereichs in die das Filterelement bzw. den Filtereinsatz anströmende Luft aufgenommen werden.
Bei einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Vorabscheider gemäß einem filtermediumfreien Filterprinzip wie beispielsweise der Fliehkraftabscheidung arbeitet. Derartige Zyklonvorabscheider arbeiten weitgehend wartungsfrei und effektiv. Beispielsweise wird ein Zyklonblock aus einer Vielzahl von sog. Axial- oder Inline-Zyklonen mit einem Eintrittsleitwerk am Eintrittsende und einer Staubaustragsöffnung und einem Tauchrohr ab gegenüberliegendem Austrittsende verwendet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Haupffilterbereich dazu ausgelegt ist, einen austauschbaren Filtereinsatz mit einem Filtermedium aufzunehmen. Eine im Hauptfilterbereich bzw. im Bereich des austauschbaren Filtereinsatzes angeordnete Auftragsöffnung kann entscheidend zur Verlängerung der Wartungsintervalle eines derartigen Filtereinsatzes beitragen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Filtereinsatz im Wesentlichen quaderförmig ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Hauptfilterbereich eine der zweiten Austragsöffnung direkt oder diagonal gegenüberliegende Filtereinsatzöffnung aufweist. Durch die Filtereinsatzöffnung kann ein in dem Hauptfilterbereich anzuordnender Filtereinsatz in das Filtergehäuse eingebracht oder ausgetauscht werden. Je nach Einbaulage des Filtergehäuses kann es vorteilhaft sein, die Austragsöffnung direkt gegenüberliegend der Filtereinsatzöffnung oder diagonal gegenüberliegend anzuordnen. In jedem Fall ist es von Vorteil, wenn die Austragsöffnung ein durch die Schwerkraft unterstütztes Entfernen von Staubpartikeln oder Wasser aus dem Filtergehäuse ermöglicht. Auch ist die Verwendung eines zickzackförmig gefalteten, beispielsweise ringförmig geschlossenen Filterkörpers denkbar, auch in einer Doppelbalgkonfiguration, in welcher zwei ineinander konzentrisch angeordnete Filterbälge parallel durchströmt werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die der Filtereinsatzöffnung direkt oder diagonal gegenüberliegende innere Oberfläche des den Filtereinsatz aufnehmenden Hauptfilterbereichs der Schwerkraft folgend geneigt ist. Dies bedeutet, dass die innere Oberfläche so gestaltet ist, dass darauf zu liegen kommende Staubpartikel oder Wassertropfen aufgrund der Neigung der Oberfläche der Austragsöffnung zugeleitet werden.
Es ist generell möglich, an der ersten Austragsöffnung und/oder der zweiten Austragsöffnung eine Unterdruckquelle wie ein Ejektor oder eine Pumpe anzuschließen.
Eine ebenfalls vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zweite Austragsöffnung für eine Absaugung ausgelegt ist. Es ist somit möglich, aktiv von außen einen Unterdruck an den Hauptfilterbereich anzulegen und so in diesem Bereich angesammelte Staubpartikel oder Flüssigkeit zu entfernen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Filters,
2 einen Aufriss einer Ausführungsform eines Filtergehäuses des Filters der 1 und
3 einen Aufriss von der anderen Seite des Filtergehäuses des Filters der 1.
Ausführungsformen) der Erfindung
Die 1 bis 3 zeigen eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Luftfilters 10. Während 1 eine Außenansicht des Luftfilters 10 zeigt, zeigen die 2 und 3 Aufrisse. In 2 ist das in 1 gezeigte äußere Gehäuse weggelassen und der Luftfilter 10 teilweise angeschnitten. 3 zeigt die Rückseite der 1, wobei ebenfalls das äußere Gehäuse weggelassen und ein Teil des Luftfilters 10 angeschnitten ist.
Der Luftfilter der 1 weist ein Filtergehäuse 12 mit einer Zuströmöffnung 14 auf. Über die Zuströmöffnung 14 gelangt das zu filternde Fluid, hier Luft, entlang einer Hauptströmungsrichtung X in das Innere des Filtergehäuses 12 und trifft hier zunächst auf den Vorabscheider 16. Der Vorabscheider 16 ist hier vorliegend als Zyklonblock ausgeführt. Ein solcher Zyklonblock weist eine Vielzahl parallel angeordneter Zyklonelemente auf, die das eintretende Fluid mittels Fliehkraft von darin enthaltenen Staubpartikeln oder Wassertröpfchen befreien. Für das sich im Vorabscheider 16 ansammelnde Filtrat ist eine erste Austragsöffnung 18 vorgesehen, über welche das sich aufgrund der Schwerkraft unten anlagernde Filtrat aus dem Filtergehäuse 12 entfernt werden kann. Die erste Austrittsöffnung 18 ist mit einer sich nach unten verjüngenden Tülle 20, auch als Schnabelventil bezeichnet, verschlossen. Unter Vibrationen oder bei Anlegen eines Differenzdrucks öffnet sich die Tülle 20 und das Filtrat kann das Filtergehäuse 12 verlassen.
Nach dem Vorabscheider 16 schließt sich in Hauptströmungsrichtung X ein Hauptfilterbereich 22 an. Die Grundform des Hauptfilterbereichs 22 entspricht im Wesentlichen einem Quader oder einem Oval. Der Hauptfilterbereich 22 weist an seiner Oberseite eine Filtereinsatzöffnung 23 auf, die mit einem Deckel 24 verschließbar ist. Bei geöffnetem Deckel 24 kann entlang einer Einführrichtung Y ein den Innenraum des Hauptfilterbereichs 22 im Wesentlichen ausfüllender Filtereinsatz eingeführt oder entnommen werden und der Filter 10 so gewartet werden. In Einführrichtung Y dem Deckel 24 gegenüberliegend befindet sich eine zweite Austragsöffnung 26, die ebenfalls mit einer Tülle 28 verschlossen ist. Die Position der zweiten Austrittsöffnung 26 ist so gewählt, dass im Einbauzustand des Filters 10 im Innenraum des Hauptfilterbereichs 2 und 20 anfallende Staubpartikel oder Flüssigkeiten unter Einfluss der Schwerkraft sich auf die zweite Austrittsöffnung 26 zubewegen. Entsprechend kann die zweite Austrittsöffnung 26 auch um 90° versetzt beispielsweise senkrecht zur Zeichenebene der 1 angeordnet sein. Gleiches gilt für die erste Austrittsöffnung 18 des Vorabscheiders 16. Die zweite Austrittsöffnung 26 kann für ein selbsttätiges Entladen ausgelegt sein. Alternativ kann auch eine Entladung durch Anlegen eines Saugdrucks erfolgen.
Der Innenraum des Hauptfilterbereichs 22 kann so gestaltet sein, dass ein Ansammeln von Staubpartikeln im Randbereich des Filtergehäuses erschwert ist. Eine solche Gehäuse-Staubabführung kann die Wartung wesentlich erleichtern, da sich bei der Wartung weniger Partikel im Hauptfilterbereich 22 befinden, die beim Filterwechsel auf die Reinseite gelangen können.
Vorabscheider 16 und Hauptfilterbereich 22 bilden den Rohbereich 30 des Filters 10. An diesen schließt sich der Reinbereich 32 an, in dem eine Abströmöffnung 34 vorgesehen ist.

Claims

Filtergehäuse (12) für einen Filter (10) zur Filterung eines Fluids, insbesondere von Luft, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit einer Zuströmöffnung (14), einem Rohbereich (30) mit einem Vorabscheidebereich (16) und einem Hauptfilterbereich (22) sowie einem Reinbereich (32) mit einer Abströmöffnung (34), wobei eine Hauptströmungsrichtung (X) für das zu filternde Fluid von der Zuströmöffnung (14), dem Vorabscheidebereich (16) und dem Hauptfilterbereich (22) zu der Abströmöffnung (34) vorgesehen ist, wobei sich in dem Vorabscheidebereich (16) eine erste Austragsöffnung (18) für vorabgeschiedenes Material befindet und sich in dem Hauptfilterbereich (22) eine zweite Austragsöffnung (26) befindet.
Filtergehäuse nach Anspruch 1, wobei der Vorabscheidebereich (16) gemäß einem filtermediumfreien Filterprinzip wie insbesondere der Fliehkraftabscheidung arbeitet.
Filtergehäuse nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Hauptfilterbereich (22) dazu ausgelegt ist, einen austauschbaren Filtereinsatz mit einem Filtermedium aufzunehmen.
Filtergehäuse nach Anspruch 3, wobei der Hauptfilterbereich (22) im Wesentlichen quaderförmig ist.
Filtergehäuse nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Hauptfilterbereich (22) eine der zweiten Austragsöffnung (26) direkt oder diagonal gegenüberliegende Filtereinsatzöffnung (23) aufweist.
Filtergehäuse nach Anspruch 5, wobei die der Filtereinsatzöffnung (23) gegenüberliegende innere Oberfläche des den Filtereinsatz aufnehmenden Hauptfilterbereichs (22) der Schwerkraft folgend zugeneigt ist.
Filtergehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder zweite Austragsöffnung (26) für eine Absaugung ausgelegt ist.
Filtergehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder zweite Austragsöffnung (18, 26) ein Schnabelventil aufweisen, welches das Ansaugen von Nebenluft von außen verhindert und bei Verformung durch Vibration oder Handbetätigung einen Staubaustrag erlaubt.
Filter (10) zur Filterung eines Fluids, insbesondere von Luft, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit einem Filtergehäuse (12) nach einem der Ansprüche 1–7 und einem Filtereinsatz zum Einsetzen in den Hauptfilterbereich.
Ansaugsystem mit einem Filter nach Anspruch 9, wobei an der ersten Austragsöffnung (18) und/oder der zweiten Austragsöffnung (26) eine Unterdruckquelle wie ein Ejektor oder eine Pumpe angeschlossen ist.