DE4216816A1 - Luftfilter - Google Patents

Description

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

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

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

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Luftfilter in einer überwie­ gend schalldicht geschlossenen Kapsel angeordnet ist, die eine Ansaug­ öffnung und eine Durchtrittsöffnung aufweist, wobei die Einlaßöffnung des Luftfilters in der Kapsel angeordnet ist. Aufgrund dieser Anordnung und einer weiteren erfindungsgemäßen Anordnung, daß die Einlaßöff­ nung des Luftfilters von der Ansaugöffnung der Kapsel abgewandt ist, werden die Geräuschemissionen des Fahrzeuges, die durch Ansaugge­ räusche des Luftfilters hervorgerufen werden, deutlich verringert. Die Unterbringung des Luftfilters in der Kapsel hat darüber hinaus den Vor­ teil, daß die Kapsel eine Wärmedämmung für den Luftfilter darstellt, so daß sich die Verbrennungsluft für die Brennkraftmaschine, die insbeson­ dere als Antriebsmotor des Fahrzeuges ausgebildet ist, nicht übermäßig durch die von der Brennkraftmaschine abgegebene Wärme erwärmt. Da­ durch ist die Anordnung des Luftfilters in räumlicher Nähe zu der Brennkraftmaschine möglich. Die Durchtrittsöffnung der Kapsel ist derart ausgestaltet, daß durch sie ein Verbindungselement (z. B. Rohr) hin­ durchtritt, über welches die Auslaßöffnung des Luftfilters mit der Ein­ laßseite der Brennkraftmaschine verbunden ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Luftfilter bzw. das Gehäuse des Luftfilters einen Abstand zu den Innenflächen der schalldicht geschlos­ senen Kapsel auf, so daß dadurch eine weitere Schallreduzierung gege­ ben ist und eine Körperschallübertragung vermieden wird. Insbesondere kann der Luftfilter in der Kapsel frei schwingend oder über eine ge­ dämpfte starre Verbindung angeordnet sein.

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

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

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

Es ist weiterhin vorgesehen, daß zwischen der Auslaßöffnung des Luftfil­ ters und der Einlaßseite der Brennkraftmaschine ein Turbolader ange­ ordnet ist. Hier ist es denkbar, den Turbolader außerhalb der Kapsel an­ zuordnen oder in der Kapsel zu integrieren.

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

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

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

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

Fig. 1 zeigt eine schalldicht ausgebildete Kapsel, die an einem landwirt­ schaftlichen Fahrzeug, insbesondere an einem Ackerschlepper, ver­ wendbar ist. In der Fig. 1 ist eine skizziert dargestellte und mit 1 be­ zeichnete Brennkraftmaschine gezeigt, wobei der Brennkraftmaschine 1 ein Luftfilter 2 vorgeschaltet ist. Der Luftfilter 2 weist eine Einlaßöffnung 3 und eine Auslaßöffnung 4 auf. Die Auslaßöffnung 4 des Luftfilters 2 ist in geeigneter Weise über ein Verbindungselement (z. B. durch ein Rohr) mit einer Einlaßseite 5 der Brennkraftmaschine verbunden. Zwischen der Auslaßöffnung 4 und der Einlaßseite 5 ist ein Turbolader 6 geschal­ tet, der nicht zwangsläufig vorhanden sein muß. Der Luftfilter 2 ist er­ findungsgemäß in einer schalldicht geschlossenen Kapsel 7 angeordnet, wobei die Kapsel 7 eine Ansaugöffnung 8 und eine Durchtrittsöffnung 9 aufweist. Die Ansaugöffnung 8 ist lamellenartig und luftdurchlässig ab­ gedeckt. Durch die Durchtrittsöffnung 9 ist das Verbindungselement ge­ führt, das die Auslaßöffnung 4 mit der Einlaßseite 5 der Brennkraftma­ schine 1 verbindet. Dieses Verbindungselement kann kraft- oder form­ schlüssig mit der Kapsel 7 verbunden sein. In einer alternativen Ausge­ staltung ist die Kapsel 7 im Bereich der Durchtrittsöffnung 9 mit einem Flansch versehen, an dem ein weiteres Verbindungselement, das zu der Einlaßseite 5 der Brennkraftmaschine 1 führt, lösbar befestigt werden kann. Ebenso kann vorgesehen, daß im Bereich der Durchtrittsöffnung 9 im Inneren der Kapsel 7 ein Flansch angeordnet ist. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, sowohl den Luftfilter 2 als auch die Kapsel getrennt auszuwechseln. Ebenso kann das Verbindungselement durch die Durch­ trittsöffnung 9 geführt und gegenüber der Kapsel 7 mit einer Dichtung abgedichtet sein. Weiterhin weist die Kapsel 7 eine schalldämmende Schicht 10 (Absorptionsfläche) auf, die das an der Einlaßöffnung 3 des Luftfilters 2 auftretende Ansauggeräusch dämmt. Die dem Luftfilter 2 zugewandten Innenflächen der Kapsel 7, insbesondere die der Einlaßöff­ nung 3 zugewandte Innenfläche, sind zumindest teilweise als Reflek­ tionsflächen (in Fig. 2 mit der Bezugsziffer 11 versehen) ausgestaltet, damit das Ansauggeräusch reflektiert und durch Interferenzen ausge­ löscht oder durch die Schicht 10 gedämmt wird. Mit 12 ist in Fig. 1 eine Motorhaube des landwirtschaftlichen Fahrzeuges gezeigt, unter der sowohl die schalldichte Kapsel 7, die Brennkraftmaschine 1 sowie wei­ tere Komponenten des Fahrzeuges angeordnet sind. In erfindungsgemä­ ßer Weise ist die Einlaßöffnung 3 des Luftfilters 2 in der schalldicht ge­ schlossene Kapsel 7 angeordnet, wobei diese Einlaßöffnung 3 zur opti­ malen Geräuschreduzierung von der Ansaugöffnung 8 abgewandt ist.

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

Claims (11)

1. Fahrzeug, insbesondere ein land- oder bauwirtschaftliches Fahr­ zeug, zumindest mit einer Brennkraftmaschine (1), wobei der Brenn­ kraftmaschine (1) auf der Einlaßseite (5) ein Luftfilter (2) vorgeschaltet ist, der eine Einlaßöffnung (3) und eine mit der Einlaßseite (5) der Brennkraftmaschine (1) verbundene Auslaßöffnung (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftfilter (2) in einer überwiegend schalldicht geschlossenen Kapsel (7) angeordnet ist, die eine Ansaugöff­ nung (8) und eine Durchtrittsöffnung (9) aufweist, wobei die Einlaßöff­ nung (3) in der Kapsel (7) angeordnet ist.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (7) zumindest teilweise an den Innenflächen, die dem Luftfilter (2) zugewandt ist, mit einer schalldäm­ menden Schicht (10) versehen ist.

3. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen der Kapsel (7) zumindest teilweise als Reflektionsfläche (11) ausgebildet ist.

4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (3) des Luftfilters (2) der Ansaugöffnung (8) der Kapsel (7) abgewandt sind.

5. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (7) einstückig mit einer verschließbaren Öffnung zum Wechseln des Luftfilters (2) ausgebildet ist.

6. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seite der Kapsel (7) zumindest teil­ weise aus einem Teil einer Motorhaube (12) des Fahrzeugs besteht.

7. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Seiten der Kapsel (7) zumindest teilweise aus Seitenverkleidungen (13) des Fahrzeuges und/oder der Brennkraftmaschine (1) bestehen.

8. Fahrzeug nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (7) aus einem zwischen der Brennkraftmaschine (1) und dem Luftfilter (2) angeordneten Boden (14) sowie quer zu den Seitenverkleidungen (13) des Fahrzeuges angeordne­ ten Seitenteilen besteht.

9. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Auslaßöffnung (4) des Luft­ filters (2) und der Einlaßseite (5) der Brennkraftmaschine (1) ein Turbo­ lader (6), der außerhalb der Kapsel (7) angeordnet ist, vorgesehen ist.

10. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorhaube und/oder die Seitenverkleidung (13) des Fahrzeuges doppelwandig ausgebildet ist.

11. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (7) doppelwandig ausgebildet ist, wobei die Einlaßöffnung (3) in einer Außenwandung und eine weitere Öffnung in einer Innenwandung eingebracht ist.