DE3641208A1 - Luftfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Filter mit den Merk­ malen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei derartigen Filtern ist es bekannt, aus Metall­ draht oder aus Kunststoff hergestellte Filtergewebe zu verwenden. Bei Metalldrahtgeweben ist es nach­ teilig, daß aufgrund der Dicke und Eigensteifigkeit der Einzeldrähte die Feinheit der erzielbaren Maschenweite begrenzt ist, so daß in der Luft enthaltene feine Verunreinigungen, wie z. B. Vulkanstaub, Flugasche und dergleichen, nicht zurückgehalten werden können. Bei motorgetriebenen Arbeitsgeräten, wie z. B. Motorsägen, Trennschleifern und dergleichen, kann dies in verhältnismäßig kurzer Zeit zu erheblichen Beschädigungen des Triebwerks, der Wellenlager, der Regelmembranen usw. führen, wenn die angesaugte Verbrennungs- und/oder Kühlluft für den Motor nicht ausreichend gefiltert wird. Um feiner filtrieren zu können, hat man mehrere Lagen Stahlgewebe übereinander gelegt und zudem das Drahtgewebe durch Walzen zusammengedrückt (blankiert). Dadurch kann eine Reduzierung der Maschenweite erzielt werden, jedoch mit dem Nachteil, daß die zuvor runden Einzeldrähte nunmehr im Querschnitt viereckig sind, so daß der zurückzuhaltende Schmutz und Staub wesentlich besser am Drahtgewebe an­ haftet als bei im Querschnitt runden Einzeldrähten. Außerdem wird durch die plattgewalzten Einzeldrähte der Strömungswiderstand erheblich erhöht, so daß für einen ausreichenden Luftdurchsatz die Filterfläche selbst wesentlich vergrößert werden muß, damit ein Leistungsabfall an der Maschine verhindert wird.

Bei Drahtgewebefiltern ist es auch bekannt, das Drahtgewebe mit feinen Fasern (Baumwoll- oder Kunst­ stoffasern) zu beflocken, indem die Fasern durch elektrostatische Ladung an das mit Klebstoff ver­ sehene Drahtgewebe angetragen werden, wodurch eine etwa samtartige Filteroberfläche erzielt werden kann. Derartige beflockte Drahtgewebe sind jedoch schwierig zu reinigen und es besteht die Gefahr, daß die Beflockung beim Durchführen der Reinigungs­ arbeiten abgeschabt und/oder vom Reinigungsmittel abgelöst wird.

Darüber hinaus sind Kunststoff-Filtergewebe bekannt, die aus sehr dünnen Kunststoffäden hergestellt und bedeutend feinmaschiger ausgeführt werden können als die Drahtgewebefilter. Auch hier ist es bekannt, mehrere Kunststoffiltergewebe übereinanderzulegen, wobei jedoch der Nachteil besteht, daß das Kunst­ stoffgewebe beim Reinigungsvorgang, beispielsweise beim Abkratzen des anhaftenden Schmutzes mit einem Schraubendreher, Schaber oder dergleichen, beschädigt bzw. durchstoßen wird, so daß die Filterwirkung auf­ gehoben ist und Fetzen des zerstörten Filterge­ webes in den Vergaseransaugstutzen gelangen können. Auch kann das Kunststoffiltergewebe durch eine (vom Vergaser) zurückschlagende Stichflamme in Brand gesetzt und somit zerstört werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Filter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des An­ spruchs 1 dahingehend weiterzubilden, daß mit ein­ fachen Mitteln eine hochwirksame Feinstfiltrierung sowie große mechanische Festigkeit, leichte Reini­ gung, hohe Dauerfunktionstüchtigkeit und kosten­ günstige Herstellung erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie weitere Vorteile und wesentliche Einzelheiten der Erfindung sind den Merkmalen der Unteransprüche, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung be­ vorzugte Ausführungsformen als Beispiel zeigt. Es stellt dar

Fig. 1 einen Teil eines Arbeitsgerätes mit einem erfindungsgemäßen Filter in geschnittener Seitenansicht,

Fig. 2 einen Teil eines Arbeitsgerätes ähnlich Fig. 1 mit einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters,

Fig. 3 einen Teil eines Arbeitsgerätes ähnlich Fig. 1 mit einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters,

Fig. 4 einen Teil des erfindungsgemäßen Filters gemäß Fig. 1 bis 3 mit einem Metalldraht- Stützgewebe und einem Kunststoff-Feinfilter­ gewebe in stark vergrößerter Querschnitts­ ansicht,

Fig. 5 einen Teil eines erfindungsgemäßen Filters ähnlich Fig. 4, jedoch mit einem Metall­ draht-Stützgewebe und zwei Kunststoff-Fein­ filtergeweben,

Fig. 6 einen Teil eines erfindungsgemäßen Filters ähnlich Fig. 4 und 5, jedoch mit zwei Metalldraht-Stützgeweben und zwei Kunst­ stoff-Feinfiltergeweben und

Fig. 7 einen Teil eines erfindungsgemäßen Filters ähnlich Fig. 4 bis 6, jedoch mit einem Metalldraht-Stützgewebe und drei Kunststoff- Feinfiltergeweben.

Der in der Zeichnung dargestellte Teil eines Arbeitsgerätes kann einer tragbaren Motorsäge 1 zu­ gehörig sein, die ein Gehäuse 2 mit (hier nicht dar­ gestellten) Traggriffbügeln sowie ein Sägeschwert aufweist, an dem eine umlaufende Sägekette geführt ist, die über einen im Gehäuse 2 befindlichen Verbrennungsmotor angetrieben werden kann.

Im Gehäuse 2 ist für den Verbrennungsmotor ein Ver­ gaser 3 vorgesehen, der von einem haubenförmigen Deckel 4 abgeschirmt ist. Der Deckel 4 ist mittels eines Drehverschlusses 5 am Gehäuse 2 lösbar befestigt.

In der Auswölbung des haubenförmigen Deckels 4 be­ findet sich ein Luftfilter 6, der über den Drehver­ schluß 5 ebenfalls schnell lösbar befestigt sein kann. Der Luftfilter 6 weist einen bevorzugt aus Kunststoff hergestellten Rahmen 7 mit gitterförmig angeordneten Sprossen 8 auf, zwischen denen das eigentliche Filterelement 9 angeordnet und durch die sich kreuzenden Sprossen 8 in einzelne Flächen­ abschnitte unterteilt ist.

Den Fig. 1 bis 3 ist zu entnehmen, daß etwa im Mittenbereich des Luftfilters 6 ein hülsen­ förmiger Befestigungsteil 10 ausgebildet ist, über den der Luftfilter 6 mittels des Drehverschlusses 5 festlegbar ist. Der Rahmen 7 des Luftfilters 6 kann einen Stufenteil 11 besitzen, der an ent­ sprechenden Randteilen des Gehäuses 2 formschlüssig anliegt, so daß ein dichter Randabschluß gewähr­ leistet ist und keine ungereinigte Luft zum Vergaser 3 gelangen kann.

Die Filterelemente 9 der in den Fig. 1 bis 3 darge­ stellten Luftfilter 6 sind im wesentlichen gleich ausgeführt, jedoch unterscheiden sich die Luft­ filter 6 in ihrer Raumform. Beim Ausführungsbei­ spiel der Fig. 1 ist der Luftfilter 6 etwa hauben- oder wannenförmig ausgeführt, während beim Aus­ führungsbeispiel der Fig. 2 der Luftfilter 6 eine Gehäuseschale 12 und einen Randteil 13 aufweist, die so zusammenge­ setzt sind, daß ein etwa flachrechteckförmiges Filtergehäuse gebildet ist. Der Luftfilter 6 gemäß Fig. 3 kann als etwa kreiszylindrischer oder eckiger Filterkörper ausgeführt sein, wobei das Filter­ element 9 an den seitlichen Umfangsflächen vorge­ sehen ist.

Die vom Verbrennungsmotor der Motorsäge 1 angesaugte Umgebungsluft strömt zunächst durch die oben, seit­ lich oder unten am Deckel 4 vorgesehenen Ansaug­ öffnungen 14 in den vor dem Luftfilter 6 befind­ lichen Raum 15 des Deckels 4, wobei gemäß Fig. 2 bereits in der Ansaugöffnung 14 ein Vorfilter 16 vorgesehen sein kann, durch den die in der An­ saugluft enthaltenen groben Verunreinigungen bereits an der Außenseite des Vorfilters 16 zurück­ gehalten werden. Vom Raum 15 aus strömt die Luft in Pfeilrichtung 17 vom Lufteintritt 18 durch das Filterelement 9 hindurch und gelangt von dessen Luftaustritt 19 durch einen Saugkanal 20 zum Ver­ gaser 3.

Den Fig. 1 bis 3 und insbesondere den Fig. 4 bis 7 ist zu entnehmen, daß das Filterelement 9 des Luft­ filters 6 zwei oder mehr Filtergewebe aufweist, wobei das dem Vergaser 3 zugewandte luftaustritt­ seitige Filtergewebe ein Metalldrahtgewebe 21 ist, während das am Lufteintritt 18 vorgesehene Filter­ gewebe ein Kunststoffadengewebe 22 ist. Das Kunst­ stoffadengewebe 22 kann aus äußerst dünnen Kunststoffäden 23 hergestellt und sehr eng­ maschig ausgeführt sein. Die lichte Maschenweite des Kunststoffadengewebes 22 kann dabei etwa zwischen 2 und 150 µm betragen. In bevorzugter Ausführung kann die Maschenweite etwa 10 bis 70 µm groß sein, wobei in Gegenden, in denen sehr feine Staubpartikel (Vulkanstaub, Flugasche) in der Luft enthalten sind, die Maschenweite des Kunststoffaden­ gewebes 22 vorzugsweise etwa 8 bis 15 µm betragen sollte.

Das Metalldrahtgewebe 21 kann vorteilhaft deutlich grobmaschiger ausgeführt sein, wobei bereits der Durchmesser des Metalldrahtes 24 wesentlich größer ist als der des Kunststoffadens 23. Aufgrund der verhältnismäßig dicken Metalldrähte 24, die aus einem nichtrostenden V2A-Edelstahl (AISI 304) oder aus einem rost- und säurebeständigen V4A-Edelstahl (AISI 316) oder dergleichen bestehen können, be­ sitzt das Metalldrahtgewebe 21 eine wesentlich höhere mechanische Festigkeit als das Kunststoff­ fadengewebe 22. Die Dicke des Metalldrahtes 24 kann etwa 0,09 bis etwa 0,36 mm betragen, während der Kunststoffaden 23 des Kunststoffadengewebes 22 etwa 20 bis 50 µm dick sein kann. Das Metalldrahtgewebe 21 hat im wesentlichen eine Stützfunktion für das Kunst­ stoffadengewebe 22, so daß bei einer Reinigung des Luftfilters 6 mit einem Schraubendreher, einem Kratzer oder dergleichen eine Beschädigung des Kunststoffadengewebes 22 weitgehend verhindert ist, da aufgrund des stützenden Metalldrahtgewebes 21 der Schraubendreher nicht durch das Filterelement 9 hindurchgestoßen werden kann, so daß eine hohe Dauerfunktionstüchtigkeit mit zuverlässiger Feinfilterwirkung durch das Kunststoffadengewebe 22, an dem die ausfiltrierten Schmutzpartikel auf­ grund der schmutzabweisenden Eigenschaft der dünnen Kunststoffäden 23 kaum haften bleiben und das sich deshalb im Bedarfsfall auch ausgesprochen leicht reinigen läßt, gewährleistet ist. Durch das stützende Metalldrahtgewebe 21 ist zudem sicherge­ stellt, daß das Kunststoffadengewebe 22 z. B. auf­ grund des am Luftaustritt 19 auftretenden Unterdrucks nicht in den Vergaser 3 hineingezogen wird. Darüber hinaus wirkt das Metalldrahtgewebe 21 als Hitze­ schild für das Kunststoffgewebe 22, so daß auch bei einer aus dem Vergaser 3 eventuell zurückschlagenden Stichflamme die Hitze vom Metalldrahtgewebe 21 weitgehend aufgenommen und abgeleitet wird, so daß das Kunststoffadengewebe 22 sicher abgeschirmt ist und nicht verbrennen kann.

Um das dünne Kunststoffadengewebe 22 exakt schneiden zu können, kann es zweckmäßig sein, mehrere, z. B. hundert Lagen übereinander zu schichten, die Lagen fest zusammen zu drücken und dann mittels Sägen oder Laserstrahl zu schneiden. Damit das Filterelement 9 nicht wellig, sondern möglichst glatt und plan liegt, kann es günstig sein, das Kunststoffadengewebe 22 mit dem Metalldrahtge­ webe 21 zu verbinden. Eine derartige Verbindung kann bevorzugt als Klebe-, Löt- oder Schweißver­ bindung ausgeführt sein. Als Klebstoff kann ein Ein- oder Mehrkomponentenkleber zur Anwendung ge­ langen. Bei einer Schweißverbindung kann das Kunst­ stoffadengewebe 22 und/oder das Metalldrahtgewebe 21 so weit erhitzt werden, daß ein Teil der Kunst­ stoffäden 23 anschmilzt und sich mit den Metall­ drähten 24 verzahnend verbindet. Bevorzugt können die Verbindungsstellen im Bereich des Rahmens 7, also am Außenrand des Luftfilters 6, und/oder im Bereich der Sprossen 8 vorgesehen sein, so daß die Klebe- oder Schweißverbindungsstellen des Filter­ elements 9 durch die Rahmen- und Sprossenteile 7, 8 verdeckt sind und die eigentlich wirksame Filter­ fläche nicht beeinträchtigt bzw. reduziert wird.

Bei dem in den Fig. 4 dargestellten Luftfilter 6 weist das Filterelement 9 nur ein einziges Metall­ drahtgewebe 21 und ein einziges Kunststoffaden­ gewebe 22 auf. Das Kunststoffadengewebe 22 kann hier eine Maschenweite von etwa 10 bis etwa 70 µm haben, während die Maschenweite des das Kunststoffaden­ gewebe 22 stützenden Metalldrahtgewebes 21 etwa 120 bis etwa 1000 µm groß sein kann.

Bei dem Luftfilter 6′ des in der Fig. 5 darge­ stellten Ausführungsbeispiels kann das Metall­ drahtgewebe 21 des Filterelements 9′ genauso aus­ geführt sein wie das Metalldrahtgewebe gemäß Fig. 4. An der Lufteintrittsseite sind jedoch zwei Kunststoffadengewebe 22, 22′ vorgesehen, wobei das äußere Kunststoffadengewebe 22 mit einer Maschen­ weite von etwa 10 bis 20 µm ausgeführt sein kann. Das sich zwischen dem Metalldrahtgewebe 21 und dem äußeren Kunststoffadengewebe 22 befindliche Kunststoffadengewebe 22′ kann eine etwas größere mittelfeine Maschenweite aufweisen, die etwa 30 bis 70 µm betragen kann.

Das Filterelement 9′′ des Luftfilters 6′′ gemäß Fig. 6 weist zwei Metalldrahtgewebe 21 auf, deren Maschenweite etwa 130 bis etwa 1000 µm betragen kann und die im wesentlichen wie die zuvor beschriebenen Metall­ drahtgewebe ausgeführt sein können. Am Lufteintritt 18 ist das Kunststoffadengewebe 22 mit feiner Maschenweite von etwa 10 bis 20 µm vorgesehen. Zwischen den beiden Metalldrahtgeweben 21 kann sich das mittelfeine Kunststoffadengewebe 22′ mit einer Maschenweite von etwa 30 bis 50 µm befinden.

Das in der Fig. 7 dargestellte Filterelement 9′′′ des Luftfilters 6′′′ besitzt das Metalldrahtgewebe 21 mit einer Maschenweite von etwa 130 bis etwa 1000 µm gemäß den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen. Am Luftein­ tritt 18 sind insgesamt drei Kunststoffilter vor­ gesehen, wobei außen das feinste Kunststoffaden­ gewebe 20 mit einer Maschenweite von etwa 10 bis 20 µm angeordnet ist, während am Metalldrahtgewebe 21 ein Kunststoffadengewebe 22′′ anliegt, dessen Maschenweite etwa 80 bis 100 µm betragen kann. Zwischen diesem verhältnismäßig grobmaschigen Kunststoffadengewebe 22′′ und dem lufteintritts­ seitigen Kunststoffadengewebe 22 kann das Kunst­ stoffadengewebe 22′ mit der mittelfeinen Maschen­ weite von etwa 30 bis 70 µm angeordnet sein.

Durch die verschiedenen Filterausführungsformen können entsprechend den jeweiligen Anforderungen unterschiedliche Filtrierfunktionen erfüllt werden, so daß eine individuelle Anpassung an die ver­ schiedenen Gegebenheiten möglich und zudem eine hohe Dauerfunktionstüchtigkeit und leichte Reinigung stets gewährleistet ist. Die Kunststoffäden 23 der Kunststoffadengewebe 22, 22′, 22′′ können vorzugs­ weise aus Polyamid bzw. Nylon, Perlon oder der­ gleichen hergestellt sein. Es ist jedoch möglich, die Kunststoffadengewebe 22, 22′, 22′′ auch aus einem anderen Kunststoffmaterial, z. B. Polyurethan, herzu­ stellen. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, bei einer mehr als zweilagigen Filterelementaus­ führung die Maschenweiten der verschiedenen Filtergewebe so zu wählen, daß abwechselnd ein fein/grob/fein/grob-Filteraufbau gegeben ist, wobei ein derartiger Luftfilter vorzugsweise als nur ein­ mal zu benutzender Wegwerffilter ausgeführt werden kann, da die sich zwischen den einzelnen Filterge­ webelagen aufbauenden Verunreinigungen wohl nur schwierig beseitigen lassen. Mit dem erfindungsge­ mäßen Luftfilter 6 bis 6′′′ wird zudem der Vorteil einer wesentlichen Verlängerung der Reinigungsinter­ valle um mehr als das Vielfache erreicht, so daß insgesamt ein dauerfunktionssicherer, rationeller und kostengünstiger Betrieb gewährleistet ist.

Der beschriebene Luftfilter kann außer bei Motorsägen auch bei Trennschleifern, Rasenmähern, Heckenscheren und dgl. eingesetzt werden.

Claims (9)

1. Luftfilter (6) für einen Motor eines Arbeits­ gerätes (1), insbesondere einer Motorsäge, mit einem Lufteintritt (18) und einem Luftaustritt (19) und zwei oder mehr Filtergeweben (21, 22), dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Filtergewebe am Lufteintritt (18) ein die Schmutzpartikel der verunreinigten Luft zurückhaltendes Kunststoffadengewebe (22, 22′, 22′′) und das Filtergewebe am Luftaustritt (19) ein das Kunststoffadengewebe (22, 22′, 22′′) stützendes Metalldrahtgewebe (21) ist.

2. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die lichte Amschenweite des Kunst­ stoffadengewebes (22, 22′, 22′′) gleich oder kleiner ist als die des Metalldrahtgewebes (21).

3. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschenweite des Kunststoffadengewebes (22, 22′, 22′′) etwa 2 bis 250 µm, vorzugsweise 10 bis 70 µm beträgt, und die Maschenweite des Metalldrahtgewebes (21) etwa 70 bis etwa 1000 µm, vorzugsweise 100 bis 250 µm, groß ist.

4. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metalldraht (24) des Metalldrahtgewebes (21) im Durchmesser größer ist als der Kunststoffaden (23) des Kunststoffaden­ gewebes (22, 22′, 22′′).

5. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffaden­ gewebe (22, 22′, 22′′) und das Metalldrahtgewebe (21) am Außenrand und/oder im eigentlichen Flächenbe­ reich, vorzugsweise an Rahmen- und Sprossenteilen (7, 8), mindestens teilweise durch eine Verbindung zusammengehalten sind.

6. Luftfilter nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindung des Kunststoffadenge­ webes (22, 22′, 22′′) mit dem Metalldrahtgewebe (21) als Klebe-, Löt- oder Schweißverbindung ausgeführt ist.

7. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffadengewebe (22, 22′, 22′′) an der einen Luftansaugung (20) eines Vergasers (3) abgewandten Seite des Metalldraht­ gewebes (21) angeordnet ist.

8. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem fein­ maschigen Kunststoffadengewebe (22) und dem Metalldrahtgewebe (21) ein oder mehrere mittel- und/oder grobmaschige Kunststoffadengewebe (22′, 22′′) angeordnet sind, deren lichte Maschenweite in Luftströmungsrichtung (17) gleich oder zunehmend größer ausgeführt ist (Fig. 5 und 7).

9. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Luftströmungs­ richtung (17) hinter dem das erste Kunststoffadenge­ webe (22) stützenden Metalldrahtgewebe (21) ein oder mehrere weitere Kunststoffadengewebe (22′) mit je einem diese stützenden weiteren Metalldrahtgewebe (21) vorgesehen ist (Fig. 6).