DE2146065A1 - Method and device for quality control of the air required for an internal combustion engine - Google Patents

Description

John Arthur Notaras und Angelo Lambrinos Notaras 15-21 Reynolds Street, Balmain, New South Wales, Australien Verfahren und Vorrichtung zur Qualitätssteuerung der für eine Verbrennungsmaschine erforderlichen Luft. John Arthur Notaras and Angelo Lambrinos Notaras 15-21 Reynolds Street, Balmain, New South Wales, Australia Method and device for quality control the air required for an internal combustion engine.

Für diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechenden australischen Anmeldung Nr. PA 2517/70 vom 14.9.1970 in Anspruch genommen.For this filing, the priority will be the corresponding Australian Registration no. PA 2517/70 dated September 14, 1970 used.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, wobei die für eine Kraftmaschine zur Verbrennung erforderliche Luft dieser im gereinigten Zustand zugeführt wird. Die Reinigung der Luft ist etwa mittels herkömmlicher Luftreinigungsfilter möglich, wo -bei sich die Häufigkeit der Reinigung des Filtermaterials erfindungsgemäß außerordentlich reduzieren läßt. Die Wirkung der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der hierfür erforderlichen Vorrichtung wird nachfolgend unter beispielsweiser Bezugnahme auf die Vorrichtung von für einen Verbrennungsvorgang erforderlicher Luft beschrieben. Während das allgemeine Anwendungsgebiet der Erfindung sich auf Kraftmaschinen mit innerer Verbrennung bezieht, ist ein besonderes Anwendungsgebiet auf Bedingungen gerichtet, bei denen die für den Betätigungsablauf der Maschine erforderliche Luft erheblich mit Fremdkörpern beaufschlagt ist, wie das beispielsweise für Industrieabgase, Holzstaub, bei der Grasmat und dergleichen der Fall ist. Es ist beispielsweise möglich, die Erfindung in Verbindung mit Kettensägen zur Anwendung zu bringen, durch die in verhältnismäßig kurzer Zeit größere Mengen von Sägemehl anfallen. Derartiger Sägestaub, zusammen mit anderem Schmutz, wie kleineren Steinchen, Baumrinde und dergleichen, verursachen einen Materialverschleiß, welcher eine fortwährende Gefahr für die Betriebssicherheit und Lebensdauer insbesondere kleiner Kraftmaschinen darstellt, die zur Erzeugung einer ausreichenden Kraft mit hohen Drehzahlen arbeiten. Eine unzulässige bzw. nicht ausreichende Reinigung und damit Verschmutzung, wie auch die Unterbrechung oder die nicht ausreichende Luftreinigung, kann die Lebensdauer der Maschinen auf nur wenige Stunden herabsetzen. Es sind bereits eine Mehrzahl von Verfahren geprüft worden, mittels derer eine wirksame Luftreinigung erzielt werden sollte, wobei jedoch die bekannten Lösungen ausschließlich auf eine fortwährende Reinigung und die damit verbundene erforderliche Sorgfalt durch die die Maschinen betätigende Person zurckgehen. Unachtsamkeiten der Betätigungsperson können jedoch in den meisten Fällen nicht ausgeschlossen werden. Eine Gefahrenquelle bzw. Unterbrechung des Reinigungsvorganges ist beispielsweise dann gegeben, wenn die Luftfilter und die zugehörige Abdeckung von der Vorrichtung abgenommen und entfernt worden sind.The invention relates to a method and an apparatus, The air required for combustion in an engine is cleaned State is supplied. The air is cleaned using conventional air-purifying filters possible, with the frequency of cleaning the filter material according to the invention can be reduced extraordinarily. The effect of using the invention The method and the device required for this are described below under for example reference to the device of FIG required air. While the general field of application of the invention relates to internal combustion engines is a particular area of application aimed at conditions in which the operating sequence of the machine required air is significantly exposed to foreign bodies, such as that for example for industrial exhaust gases, wood dust, which is the case with Grasmat and the like. It For example, it is possible to use the invention in conjunction with chain saws to bring through the larger amounts of sawdust in a relatively short time attack. Such sawdust, together with other dirt, such as small stones, Tree bark and the like cause material wear, which is continuous Risk to the operational safety and service life, especially of small power machines represents that work to generate a sufficient force at high speeds. Inadmissible or insufficient cleaning and thus contamination, such as The interruption or insufficient air purification can also reduce the service life of the machines to just a few hours. There are already a majority has been checked by procedures, by means of effective air purification should be achieved, but the known solutions exclusively on one Continuous cleaning and the associated necessary care by the the person operating the machine go back. Carelessness of the operator however, cannot be ruled out in most cases. A source of danger or interruption of the cleaning process is given, for example, when the air filter and associated cover removed from the device and removed have been.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es ermöglichen, die Häufigkeit der erforderlichen Reinigung herabzusetzen und die Reinigung des Filters durch leichte Zugänglichkeit zu verbessern.The invention is therefore based on the object of a method and to create a device of the type mentioned, which make it possible to Reduce the frequency of cleaning required and the cleaning of the filter to be improved through easy accessibility.

Die Lösung dieser Aufgabe wird zum Einen durch ein Verfahren zur Vorreinigung der für eine Verbrennungsmaschine erforderlichen Luft erreicht, das sich dadurch kennzeichnet, daß ein Filtermedium mit einer Prorosität Anwendung findet, die in geeigneter Beziehung zu der Größe der Fremdkörper in der zu reinigenden Luft die in der Umgebung des Motors vorhanden ist, steht wobei ein Luftstrom hergestellt wird, der über den Einlaßbereich des Filtermediums gegeben wird. Die Porosität braucht beispielsweise bei dem Schneiden von Kiefern- oder Fichtenholz nicht so fein zu sein, wie für das Zersägen von Hartholz, da das bei Weichholz anfallende Sägemehl eine größere Teilchengröße besitzt als es bei Hartholz der Fall ist.This problem is solved on the one hand by a process for pre-cleaning the air required for an internal combustion engine, which is thereby indicates that a filter medium is used with a porosity that is specified in appropriate relationship to the size of the foreign bodies in the air to be purified the is present in the vicinity of the engine, there is a flow of air manufactured which is given via the inlet area of the filter medium. The porosity needs For example, when cutting pine or spruce wood, it is not too fine as for sawing hardwood, since the sawdust that occurs with softwood has a larger particle size than is the case with hardwood.

Die Lösung der genannten Aufgabe besteht aber auch in der Schaffung einer Vorrichtung mit einem Luftfilter, wobei dessen Einlaß durch ein Filtermedium überdeckt ist, dessen Porosität in entsprechender Beziehung zu der Größe der abzufiltrierenden Fremdkörper in der umgebenden Luft steht, wobei die Vorrichtung einen Luftstrom erzeugt und Mittel enthält, über die eine Ausrichtung des Luftstromes möglich wird, so daß sie über den Einlaßbereich des Luftfilters gegeben werden kann.The solution to the problem mentioned is also the creation a device with an air filter, the inlet of which is through a filter medium is covered, its porosity in a corresponding relationship to the size of the filter Foreign matter stands in the surrounding air, whereby the device creates an air stream generated and contains means by means of which an alignment of the air flow is possible, so that it can be given over the inlet area of the air filter.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Verbindung mit einer Kettensäge anwendbar, wobei der für die Kettensäge erforderliche Kraftantrieb mit einer entfernbaren Abdeckung versehen ist, welche eine Startereinheit trägt, die nach Art eines Schwungscheiben- bzw.A preferred embodiment of the invention is in conjunction applicable with a chainsaw, whereby the power drive required for the chainsaw is provided with a removable cover which carries a starter unit, which is like a flywheel or

Rückstoßanlassers für die Maschine ausgebildet ist und wobei rippenartige Hilfsmittel das Ansaugen der Luft unter die Abdeckung mittels eines Ventilators ermöglichen, der am Ende der Kurbewelle des Motors angebracht ist.Recoil starter is designed for the machine and being rib-like Aids the suction of air under the cover by means of a fan enable, which is attached to the end of the crank shaft of the engine.

Die angesaugte Luft ist nachfolgend zufolge der entsprechenden Konturengebung der Unterfläche der Abdeckung in Form eines Luftstromes auf oder quer zu der Einlaßfläche eines Filtermediums gerichtet, welches an der Abdeckung befestigt ist. Die Abdeckung besitzt Durchlaßöffnungen, die mit der Austrittsfläche des Filtermediums in Verbindung stehen und zu dem Einlaß eines Vergasers bzw. einer entsprechenden Düse der Kraftmaschine führen.The sucked in air is below according to the corresponding contouring the lower surface of the cover in the form of a stream of air on or across the inlet surface directed to a filter medium attached to the cover. The cover has passage openings that communicate with the outlet surface of the filter medium stand and to the inlet of a carburetor or a corresponding nozzle of the engine to lead.

Die beiliegende Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit einer Kettensäge und es bedeutet: Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Kettensäge- Maschineneinheit, Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 mit von der säge entfernter Abdeckung, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Kettensäge nach Fig. 2 mit dem das Luftfilter aufnehmenden Gehäuse, getrennt von der Säge angeordnet, Fig.4 eine perspektivische Teildarstellung eines Teiles der Abdeckung mit der Luftreinigungskammer, die Abdeckung hierfür und das die Luft reinigende Medium.The accompanying drawing shows an exemplary embodiment of the invention in connection with a chainsaw and it means: Fig. 1 is a side view the chainsaw machine unit according to the invention, FIG. 2 shows a representation accordingly Fig. 1 with the cover removed from the saw, Fig. 3 is a plan view of the chainsaw according to Fig. 2 with the housing accommodating the air filter, arranged separately from the saw, 4 shows a perspective partial representation of a part the cover with the air purification chamber, the cover for it and the air purifying chamber Medium.

Wie aus den Darstellungen ersichtlich, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung im Ausführungsbeispiel für eine Kettensäge ausgelegt. Innerhalb des Rahmens 1 ist eine innere Verbrennungsmaschine 2 angeordnet. Der Rahmen der Säge weist eine Abdeckung 3 auf, die an diesem entfernbar befestigt ist. Die Abdeckung 3 hält eine Startereinheit 4, die nach Art eines Schwungscheibenstarters ausgelegt ist, und dem Anwerfen der Maschine dient. Die Haltung der Startereinheit 4 erfolgt über Rippen 5, welche das Einsaugen von Luft unter die Abdeckung 3 unter Zuhilfenahme eines Ventilators ermöglichen, wobei der Ventilator 6 am Ende der Kurbelwelle 7 der Maschine angeordnet ist.As can be seen from the illustrations, the device according to the invention In the exemplary embodiment designed for a chainsaw. Inside the frame 1 is an internal combustion engine 2 is arranged. The frame of the saw has a cover 3, which is removably attached to this. The cover 3 holds a starter unit 4, which is designed like a flywheel starter, and the starting of the Machine serves. The starter unit 4 is held by ribs 5, which the Allow air to be sucked in under the cover 3 with the aid of a fan, the fan 6 being arranged at the end of the crankshaft 7 of the engine.

Die inneren Wandungen der Abdeckung 3 sind in ihrer Formgebung derart vorgegeben, daß ein geeigneter Luftstrom, von dem Ventilator 6 ausgehend, möglich ist. Die Luft strömt entlang der inneren Fläche der Abdeckung 3 und überströmt den oberen Abschnitt eines Filtermediums 8, welches über einer Öffnung 9 in der Abdeckung 3 mittels eines Gehäuses 10 angebracht bzw. angeklammert ist. Das Gehäuse 10 ist, um einen Zutritt zu dem Filtermedium zu schaffen, entfernbar angebracht und stellt den unmittelbaren Luftdurchlaß durch das Filtermedium zu einem Staubkasen (dust) 11 an dem Gehäuse 3 sicher. Der Staubkasten 11 führt in den Einlaßschlitz 12 des Vergasers bzw. einer entsprechenden Düse der Maschine, wie bei dem Bezugszeichen 13 angedeutet.The inner walls of the cover 3 are shaped in this way predetermined that a suitable air flow, starting from the fan 6, possible is. The air flows along the inner surface of the cover 3 and overflows the upper portion of a filter medium 8, which over an opening 9 in the cover 3 is attached or clipped by means of a housing 10. The housing 10 is to gain access to the filter medium create, removably attached and provides the direct passage of air through the filter medium to a dust box (Dust) 11 on the housing 3 safe. The dust box 11 leads into the inlet slot 12 of the carburetor or a corresponding nozzle of the machine, as with the reference number 13 indicated.

Die über das Filtermedium gegebene Luft wird mittels einer Wandung 14 der Abdeckung 3 abgelenkt, um als Kühlstrom über den gerippten Zylinder 15 des Motors zu streichen.The air passed through the filter medium is by means of a wall 14 of the cover 3 deflected to act as a cooling flow over the ribbed cylinder 15 of the Motor to cancel.

In einem abgewandelten Ausführungsbeispiel kann die von dem Ventilator kommende Luft derart aufgespalten oder getrennt werden, daß ein bestimmter Prozentsatz des Luftstromes über das Filtermedium gegeben wird, während die restliche Luft als Kühlung für den Motor verwendet werden kann.In a modified embodiment of the fan incoming air can be split or separated in such a way that a certain percentage of the air flow is given over the filter medium, while the remaining air as Cooling for the engine can be used.

Das Filtermedium ist derart gestaltet, daß es Teilchen oberhalb einer Größe von annähernd 5 Micron ausfiltriert, wobei diese Größenangabe jedoch keinerlei Beschränkung des zu verwendenden Filtermediums und seiner Eigenschaften darstellt. Damit werden größere Verunreinigungs oder Fremdteilchen, die im Luftstrom vorhanden sind, nicht hinter das Filter getragen, sondern vielmehr an oder in diesem angesammelt. Die angesammelten Partikel werden von der Oberfläche des Filtermediums mittels des Luftstromes geblasen und/oder durch den Aufschlag der im Luftstrom nachfolgenden Fremdteilchen beseitigt. Auf diese Weise wird ein wesentlicher Teil der Vorreinigung derjenigen Luft, die dem Verbrennungsmotor zugeführt wird, wirkungsvoll durch den unmittelbaren Entzug der Fremdteilchen unter Zwischenschaltung des Filters sichergestellt, wobei der Luftstrom hinter dem Filtermedium in ausreichender Weise gereinigt ist. Optimale Ergebnisse werden dann erreicht, wenn der Luftstrom quer über das Filtermedium gegeben wird, was wesentlich vorteilhafter ist als ein direkt auf bzw. in das Filtermedium gerichteter Luftstrom.The filter medium is designed so that there are particles above a Size of approximately 5 microns filtered out, but this size specification does not give any Limitation of the filter medium to be used and its properties. This removes larger contaminants or foreign particles that are present in the air stream are not carried behind the filter, but rather accumulated on or in it. The accumulated particles are removed from the surface of the filter medium blown by means of the air flow and / or by the impact of the following in the air flow Foreign particles removed. This way it becomes an essential part of the pre-cleaning that air that is supplied to the internal combustion engine, effectively through the immediate removal of foreign particles ensured with the interposition of the filter, wherein the air flow behind the filter medium is sufficiently cleaned. Optimal results are achieved when the air flow across the filter medium is given, which is much more advantageous than a direct on or in the filter medium directed airflow.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht das Filtermedium aus einem maschigen Material, dessen Öffnungen diejenigen Fremdkörper festhalten, die in ihren Abmessungen größer als vorgegeben sind. Es soll hervorgehoben werden, daß ein s.g. "hard non absorbant non-stick" Filtermedium wünschenswert ist, um einen günstigen Reinigungseffekt zu erzielen. Filzfilter der bekannten Ausführungsform halten Teilchen, die etwas größer als die von auszusondernder Abmessung sind, zurück, dadurch das Filtermedium verstopft wird.In a preferred embodiment, the filter medium is made made of a meshed material, the openings of which hold the foreign bodies, which are larger than specified in their dimensions. It should be emphasized that a so-called "hard non absorbant non-stick" filter medium is desirable to have a to achieve a favorable cleaning effect. Felt filter of the known embodiment hold back particles that are slightly larger than the size to be discarded, this clogs the filter medium.

Es ist gefunden worden, daß Buftturbulenzen im Bereich über dem Filtermedium, und zwar an dessen Eintrittsoberfläche, die Reinigung der Einlaßfläche des Filters steigert, Derartige Turbulenzen können beispielsweise hervorgerufen werden, indem der Luftstrom bei Uberstreichen der Abdeckwsndung 14, wie oben beschrieben, abgelenkt wird. Die Geschwindigkeit des Luftstromes kann gleichfalls entsprechend vorgewählt werden, wobei sie von verschiedenen Faktoren abhängig,ist, so beispielsweise vom Ventilatorformat, dessen Abmessungen sowie der Motorgeschwindigkeit wie auch von der Struktur des Staubes im Luftstrom selbst.It has been found that air turbulence in the area above the filter medium, namely on its inlet surface, the cleaning of the inlet surface of the filter increases, Such turbulence can be caused, for example, by the air flow is deflected when sweeping over the cover wall 14, as described above will. The speed of the air flow can also be preselected accordingly depending on various factors, such as the Fan format, its dimensions and the motor speed as well as from the structure of the dust in the air stream itself.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS %)1) Vorrichtung zur Reinigung der einer Kraftmaschine mit innerer Verbrennung zugeführten Luft, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Vorrichtung einen an der Maschine befestigbaren, ein Filtermedium (8) aufnehmenden Luftfilter aufweist, wobei die Oberfläche des Filtermediums (8), und zwar die Luftauslaßfläche desselben auf der Einlaßseite der die Verbrennungsluft für die Kraftmaschine zuführenden Mittel angeordnet ists daß ein Durchlaß oder dergleichen an der Vorrichtung befestigt ist, deren Einlaß Luft mittels eines Ventilators aufnimmt, der seinerseits an der Maschine befestigt, von dieser betätigbar ist, wobei die Auslaßöffnung desselben die Ventilator-Luft eines über weitere Flächen des Filtermediums leitet.%) 1) Device for cleaning an engine with internal Combustion-supplied air, denoting that the Device a fixable to the machine, a filter medium (8) receiving Having an air filter, the surface of the filter medium (8), namely the air outlet surface same on the inlet side of the supplying the combustion air for the engine Means is arranged that a passage or the like is attached to the device is, the inlet of which takes in air by means of a fan which, in turn, is attached to the Machine attached, can be actuated by this, the outlet opening of the same the fan air directs one over other surfaces of the filter medium. 2) Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung für einen Teil der Kraftiaschine vorgesehen ist, bzw. einen Teil derselben bildet und einen Teil der LufteinfUhrung bzw. des Durchlasses und des Gehäuses fUr das Filtermedium darstellt.2) Device according to claim 1, characterized in that the cover is provided for part of the power machine, or forms part of the same and part of the air inlet or the passage and the housing for the Represents filter medium. 3) Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermedium - eine Öffnung in der Abdeckung übergreifend - mittels eines entfernbaren Gehäuses an der Abdeckung gesichert ist, wobei die das Filtermedium verlassende gereinigte Luft dem Einlaß einer Düse bzw. einem Vergaser der Verbrennungsmaschine zugeführt wird.3) Device according to claim 2, characterized in that the filter medium - Crossing an opening in the cover - by means of a removable housing is secured to the cover, which cleaned the filter medium leaving Air supplied to the inlet of a nozzle or a carburetor of the internal combustion engine will. 4) Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung einen Wandungsteil des Luftweges biltet, wobei die Luft durch den Durchlaß fließend eine Richtungsänderung erfährt und Turbulenzen über der Einlaßoberfläche des Filtermediums erzeugt werden.4) Device according to claims 2 and 3, characterized in that that the cover biltet a wall part of the airway, the air through the passage undergoes a fluid change of direction and turbulence over the inlet surface of the filter medium. 5) Vorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß Ablenkmittel vorgesehen sind, so daß nur ein Teil des Luftstromes über die untere Fläche der Abdeckung fließend über das Filtermedium geführt wird, während der restliche Teil der Luft als Kühl strom über die Kraftmaschine geleitet ist.5) Device according to claim 4, characterized in that deflection means are provided so that only part of the air flow over the lower surface of the Cover is passed over the filter medium, while the remaining part the air is passed as a cooling stream over the engine. 6) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermedium ein maschiges Material ist.6) Device according to claims 1 to 5, characterized in that that the filter medium is a mesh material. 7) Maschine mit innerer Verbrennung, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen über die Kurbelwelle angetriebenen Ventilator für die Kühlluft der Maschine und eine Reinigungseinrichtung für die Verbrennungsluft aufweist, wobei ein ein Abdeckglied formender Durchlaß oder dergleichen mit einem perforierten Abschnitt vorgesehen ist, der den Ventilator überdeckt und den Luftzutritt zu und von der Unterfläche des Abdeckgliedes zufolge der Ventilatorbetätigung erlaubt, und daß eine Öffnung durch das Abdeckglied im Luftweg des Ventilators liegt und ein Filtermedium vorhanden ist, welches über der Öffnung mittels eines entfernbaren außerhalb der Abdeckung sich befindenden Gehäuses angebracht ist, wobei das Gehäuse die Auslaßoberfläche des Filtermediums mit einem Durchlaß verbindet, der an der Abdeckung fluchtend zum Einlaß des Vergasers bzw. der Düse der Maschine liegt.7) internal combustion engine, characterized in that it a fan driven by the crankshaft for the cooling air of the machine and a cleaning device for the combustion air, wherein a Cover member forming passage or the like having a perforated portion is provided, which covers the fan and the air access to and from the Allowed lower surface of the cover member according to the fan actuation, and that an opening through the cover member is in the airway of the fan and a filter medium is present, which is above the opening by means of a removable outside of the Cover located housing is attached, the housing being the outlet surface of the filter medium connects to a passage that is flush with the cover Inlet of the carburetor or the nozzle of the machine. 8) Kraftmaschine nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitfläche (baffle) an der Unterfläche der Abdeckung an die Öffnung in der Abdeckung für die Richtungsänderung des Luftstromes über die Unterfläche der Abdeckung angrenzt, wobei Turbulenzen über der Einlaßfläche des Filtermediums erzeugt werden.8) engine according to claim 7, characterized in that a Guide surface (baffle) on the lower surface of the cover to the opening in the cover for changing the direction of the air flow over the lower surface of the cover, creating turbulence across the inlet surface of the filter media. 9) Maschine nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß Ablenkungsmittel vorgesehen sind, so daß die Luft nur teilweise über die Unterfläche der Abdeckung und damit über das Filtermedium gegeben wird, während die restliche Luft als Kühlstrahl über die Maschine fließt. 9) Machine according to claim 7, characterized in that deflection means are provided so that the air only partially over the lower surface of the cover and is thus passed through the filter medium, while the remaining air is used as a cooling jet flows over the machine. 10) Verfahren zur Reinigung von Verbrennungsluft für Motoren, mit Innenverbrennung dadurch gekennzeichnet, daß ein Filtermedium vorgesehen ist, dessen Porosität in Übereinstimmung mit der Größe der abzufiltrierdenden Fremdteilchen in der im Anwendungsbereich des Motors befindlichen Luft steht, wobei ein Luftstrom erzeugt wird, der über die Fläche des Filtermediums gegeben wird.10) Process for cleaning combustion air for engines, with Internal combustion, characterized in that a filter medium is provided, its Porosity in accordance with the size of the foreign particles to be filtered off stands in the air in the area of application of the engine, with an air flow is generated, which is given over the surface of the filter medium.