DE68903306T2

DE68903306T2 - Aufstellung eines lufteinlassschirms fuer eine maschine.

Info

Publication number: DE68903306T2
Application number: DE8989113887T
Authority: DE
Inventors: Mark S Bader; Robert L Miller
Original assignee: Kohler Co
Current assignee: Kohler Co
Priority date: 1988-07-27
Filing date: 1989-07-27
Publication date: 1993-04-29
Anticipated expiration: 2009-07-28
Also published as: ATE81889T1; EP0352794A3; US4838908A; EP0352794B1; DE68903306D1; CA1324771C; EP0352794A2

Description

Die Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren. Insbesondere betrifft sie für Motoren bestimmte Lufteinlaßsiebanordnungen, mit denen derartige Motoren in Umgebungen verwendet werden können, in denen zahlreiche aus Gras, Stroh, Samen und anderen Fremdkörpern bestehende Teilchen vorhanden sind.
Verbrennungsmotoren, die in landwirtschaftlichen Geräten, wie Mähmaschinen, verwendet werden, sind häufig einer Luft ausgesetzt, die Fremdkörper in großen Mengen enthält. Im normalen Betrieb saugen derartige Motoren Verbrennungs- und Kühlluft an. Gewöhnlich sind über der Lufteinlaßöffnung Maschensiebe angeordnet, die die Fremdstoffmenge vermindern sollen, die ins Innere des Motors gelangt. Die Siebe können so ausgebildet sein, daß sie mit dem Kühlventilator des Motors rotieren und dadurch Fremdstoffe von dem Sieb wegschleudern, wenn sie sich dem Lufteinlaß nähern.
Selbst bei Verwendung rotierender Siebe kann ein Eintritt von Fremdstoffen zwischen dem Umfangsrand des Siebes und dem Rand der Einlaßöffnung zu Problemen führen, weil der Motor verlegt wird und vorzeitig verschleißt. Man hat versucht, zur Lösung dieses Problems mit dem Ventilatorgehäusedruck im Bereich der Fuge einen Gegendruck zu erzeugen (siehe z. B. US-PS 3 183 899). Diese Maßnahme bedingt jedoch einen Verlust an wertvoller Kühlluft für den Motor (so daß der Wirkungsgrad der Kühlung vermindert wird).
Ein weiterer Versuch zur Lösung dieses Problems ist in der US-PS 4 589 379 beschrieben. Dabei wird oben auf dem Ventilatorgehäuse ein aufwärtsgerichteter Ringflansch vorgesehen und erstreckt sich der Umfang des Siebes über den Flansch und ist das Sieb dort mit Schaufeln versehen, die außerhalb des Flansches heruntergebogen sind. Durch diese Anordnung wird eintretendes Gras zerschnitten. Durch dieses System werden zwar die durch einen Eintritt von langen Grasstücken bedingten Probleme vermindert, doch können immer noch abgeschnittene Stücke in unerwünschter Menge vom Ventilator des Motors angesaugt werden.
Es versteht sich daher, daß eine verbesserte Einlaßsiebanordnung für Motoren erwünscht ist.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, für einen Motor eine Lufteinlaßsiebanordnung zu schaffen, die einen Eintritt von Fremdkörpern wirksamer verhindert.
Die Erfindung schafft für einen Motor eine Lufteinlaßsiebanordnung mit einer Welle, die bei laufendem Motor rotiert, einem Sieb und einem Ventilator, die beide mit der Welle wirkungsverbindbar und von ihr drehbar sind, einem den Ventilator umgebenden Ventilatorgehäuse, das eine Gehäusewand besitzt, die mit einer Lufteinlaßöffnung ausgebildet und auf ihrer stromaufwärtigen Seite mit einem stromaufwärtsgerichteten, im wesentlichen ununterbrochenen Ringflansch ausgebildet ist, der die Einlaßöffnung umgibt, wobei das Sieb stromauf der Einlaßöffnung und des Flansches angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb an seinem Umfang einen stromabwärtsgerichteten, im wesentlichen ununterbrochenen Mantel besitzt, der radial auswärts von dem Ringflansch derart angeordnet ist, daß Fremdkörper, die trachten, außerhalb des Mantels des Siebes in die Lufteintrittsöffnung zu gelangen, sich dazu längs eines serpentinenförmigen Eintrittsweges bewegen müssen.
Infolge dieser Ausbildung müssen Fremdstoffe, die trachten, außerhalb des Umfangsrandes des Siebes in die Lufteinlaßöffnung zu gelangen, längs eines serpentinenförmigen Eintrittsweges wandern, ehe sie ins Innere des Ventilatorgehäuses gelangen können.
Vorzugsweise ist an der Gehäusewand um den Einlaß herum ein Schutzring angebracht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besitzt der Siebmantel eine ununterbrochene, radial auswärtsgerichtete, horizontale Lippe und besitzt der Schutzring einen im wesentlichen ununterbrochenen einwärtsgerichteten Teil, der die Lippe übergreift und dadurch einen noch stärker serpentinenförmigen Weg vorgibt. In dieser Anordnung ist ferner zwischen dem Schutzring, dem Sieb und der stromaufwärtigen Seite der Wand ein Abfangraum vorhanden, der sich vorzugsweise radial auswärts erweitert.
Man erkennt, daß der Ringflansch und der am Umfang des Siebes vorgesehene Mantel, die einander teleskopartig übergreifen, einen serpentinenförmigen Weg begrenzen, den die Fremdkörper durchwandern müssen, ehe sie in die Lufteinlaßöffnung gesaugt werden können. Infolge der Drehung des Siebes und vorzugsweise der Neigung der oberen Fläche des Siebes können ferner im normalen Betrieb Fremdkörper nur in einer sehr kleinen Menge auch nur bis zum Anfangspunkt dieses Weges gelangen (wenn sie nicht schon durch die Rotation des Siebes weggeschleudert worden sind). Ferner ist es in der bevorzugten Ausführungsform wahrscheinlich, daß jene Fremdkörper, die in den genannten Weg gelangen, in dem Abfangraum abgefangen werden. Mit der Menge des abgefangenen Materials wird die Dichtwirkung des genannten Weges fortschreitend verbessert.
Somit schafft die Erfindung für einen Motor eine Lufteinlaßsiebanordnung, die (a) gut bei Mähmaschinen und anderen landwirtschaftlichen Geräten verwendet werden kann, (b) mit relativ geringem Aufwand herstellbar und leicht zusammensetzbar ist, (c) einen serpentinenförmigen Weg besitzt, der Fremdkörper zurückhält und dadurch die Menge der eintretenden Fremdstoffe beträchtlich herabsetzt und (d) jene Fremdstoffe, die eintreten, zur Bildung einer Dichtung veranlaßt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen hervor. In diesen zeigt
Figur 1 schaubildlich einen gemäß der Erfindung mit dem Erfindungsgegenstand versehenen Motor,
Figur 2 in größerem Maßstab eine der Figur 1 entsprechende Darstellung, aber teilweise aufgebrochen,
Figur 3 nur den oberen Teil des Motors in einem Schnitt nach der Linie 3-3 in Figur 1 in der Richtung der Pfeile gesehen,
Figur 4 in größerem Maßstab im Schnitt den den Abfangraum bildenden Teil des Erfindungsgegenstandes und
Figur 5 in einer der Figur 4 ähnlichen Darstellung eine zweite Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß den Zeichnungen ist der bevorzugte Motor ein Motor 6 mit vertikaler Welle. Er besitzt ein Ventilatorgehäuse 7 mit einer oberen Gehäusewand 8. Gemäß der Figur 2 hat die Wand 8 eine Einlaßöffnung 9, die sich von der stromaufwärtigen Seite 10 zu der stromabwärtigen Seite 11 der Wand erstreckt. Die Einlaßöffnung 9 ist von einem ununterbrochenen Ringflansch 12 umgeben. Der Flansch 12 kann mit dem Gehäuse 7 einstückig sein oder getrennt hergestellt werden und an die Wand 8 angeschweißt werden, wie es bei 13 gezeigt ist.
Gemäß der Figur 3 besitzt der Motor 6 die übliche Motorwelle 15, die mit dem Schwungrad 16 verbunden ist, das seinerseits mit einem Ventilator 17 verbunden ist. Mit Hilfe einer Unterlegscheibe 18, einer Mutter 19 und einer Schraube 20 ist ein Siebbecher 21 drehfest mit der Welle 15 verbunden.
Das Sieb 22 ist mit dem Siebbecher 21 entweder einstückig ausgebildet oder an dem Rand 23 an ihn angeschweißt oder angenietet. Das Sieb ist in seinem Oberteil 25 mit einer Anordnung von Löchern 24 (siehe Figur 2) ausgebildet, und der Oberteil 25 ist von der Mitte zum Umfang vorzugsweise abwärtsgeneigt. Die Ränder der Sieblöcher sind vorzugsweise gegen die Ebene des Siebes geneigt, um darauffallendem Gras eine stärkere Bewegung zu erteilen.
Gemäß der Figur 4 erstreckt sich von dem Siebrand 27 ein ununterbrochener Siebmantel 26 abwärts, der einen radial auswärtsgerichteten, horizontalen lippenartigen Fortsatz 28 besitzt. Die Siebteile 26 und 28 sind beide ununterbrochen und haben keine Sieblöcher.
Der Schutzring 29 hat eine zentrale Öffnung 30, die mit der Einlaßöffnung 9 fluchtet. Ferner ist der Schutzring in dem Ringflansch 32 (siehe Figur 2) von einem sich in der Umfangsrichtung erstreckenden Kranz von Löchern 31 durchsetzt. Die Teile 33 bis 35 des Schutzringes sind im Querschnitt S-förmig. Der Schutzring 29 ist mit der Wand 8 durch nicht gezeigte Schrauben verbunden, die entsprechende fluchtende Löcher durchsetzen.
Die verschiedenen Teile sind relativ nahe beieinander angeordnet und begrenzen einen gewundenen, serpentinenförmigen Weg, der von Fremdkörpern durchwandert werden muß, ehe sie ins Innere des Motors gelangen können. Gemäß den Figuren 4 und 5 müssen derartige Fremdkörper zunächst einen Wegeintrittsteil 37 abwärts durchwandern, der von dem Zwischenraum zwischen dem Schutzringteil 35 und dem Mantel 26 gebildet wird, und müssen sich dann nach links wenden und den Raum 38 zwischen dem Schutzringteil 35 und der Lippe 28 durchwandern, dann zwischen dem Außenrand 42 der Lippe 28 und dem Schutzteil 34 eine Kehre beschreiben und danach sich rechts aufwärts durch die Zwischenräume 40, 41 zwischen dem Mantel und der Lippe und dem Einlaßflansch bewegen.
In der besonders bevorzugten Ausführungsform (siehe Figur 4) ist das Gehäuse 7 abwärtsgeneigt, so daß ein erweiterter Bereich 39 vorhanden ist, der in der nachstehend beschriebenen Weise als Abfangraum dient.
Im Betrieb rotiert die Motorwelle 15 um ihre eigene Achse und nimmt dabei das Schwungrad 16 und den Ventilator 17 mit. Infolge der Neigung der Ventilatorflügel wird durch die Einlaßöffnung 9 Luft angesaugt, die zum größten Teil durch die Sieblöcher 24 tritt. Etwas Luft wird aber auch auf dem Weg zwischen dem Schutzring, dem Mantel und der Lippe angesaugt. Auf das Sieb fallende Grasstücke (oder andere Fremdkörper) werden zum größten Teil infolge der Rotation des Siebes weggeschleudert. Wie am besten in der Figur 3 erkennbar ist, hat das Sieb oberhalb des Eintrittsteils 37 eine solche Neigung, daß beim Wegschleudern von Gras von dem Sieb der Schutzring den größten Teil des Grases am Erreichen des Eintrittsteils 37 hindert.
Wenn gelagentlich ein Grashalm oder dergl. den Eintrittsteil 37 erreicht, haben die von dem Siebmantel fortgesetzt auf das Gras ausgeübte Drehkraft und die Enge der Öffnung 37 die Wirkung, daß das Gras auch noch bei seinem Eintritt in die Bahn den Weg 37 bis 41 weggeschleudert wird. Da alle den Weg begrenzenden Teile im wesentlichen ununterbrochen sind, müssen die Fremdstoffe den serpentinenförmigen Weg in seiner ganzen Länge durchwandern, ehe sie ins Innere des Motors gelagen können.
In der bevorzugten Ausführungsform muß das Gras auch durch den Abfangraum 39 treten. Einige der ersten Grasstücke, die bis zu dieser Stelle gelagen, fallen (unter der Wirkung der Schwerkraft und dem Einfluß des Randes 42) in den Abfangraum 39. Das sich im Abfangraum sammelnde Gras bildet selbst eine Dichtung 44, die die Menge des Grases, das hindurchtreten kann, weiter vermindert.
Diese selbstdichtende Wirkung wird auch in der Ausführungsform nach Figur 5 erzielt, doch bildet sich in der Ausführungsform nach der Figur 4 die Dichtung anscheinend schneller, weil der Abfangraum radial auswärts erweitert ist.
Man erkennt, daß in der bevorzugten Ausführungsform die eintretende Grasmenge vermindert wird, weil ein serpentinenförmiger Weg, ein selbstdichtender Abfangraum und ein Sieb vorhanden sind, das so ausgebildet ist, daß Gras vom Eintrittsteil des serpentinenförmigen Weges weggeschleudert wird. Durch diese Kombination werden durch ein Verlegen und Überhitzen bedingte Probleme vermindert. In einem Test trat in einem Motor selbst dann keine Verlegung auf, wenn ein Grasbüschel nach dem anderen absichtlich auf das rotierende Sieb geworfen wurde.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen dargestellt, doch versteht es sich, daß im Rahmen der Erfindung weitere Ausführungsformen möglich sind. Beispielsweise ist die Verwendung der horizontalen Lippe 28 zwar sehr erwünscht, aber nicht immer erforderlich. Auch die Ausbildung des geschnittenen Teils und die genaue Ausbildung der Verbindung des Bechers und des Siebes mit der Welle sind nicht kritisch. Ferner kann die Erfindung auch auf Motoren mit horizontaler Welle angewendet werden.

Claims

1. Lufteinlaßsiebanordnung für einen Motor mit einer Welle, die bei laufendem Motor rotiert, einem Sieb und einem Ventilator, die beide mit der Welle wirkungsverbindbar und von ihr drehbar sind, einem den Ventilator umgebenden Ventilatorgehäuse, das eine Gehäusewand besitzt, die mit einer Lufteinlaßöffnung ausgebildet und auf ihrer stromaufwärtigen Seite mit einem stromaufwärtsgerichteten, im wesentlichen ununterbrochenen Ringflansch ausgebildet ist, der die Einlaßöffnung umgibt, wobei das Sieb stromauf der Einlaßöffnung und des Flansches angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb an seinem Umfang einen stromabwärtsgerichteten, im wesentlichen ununterbrochenen Mantel besitzt, der radial auswärts von dem Ringflansch derart angeordnet ist, daß Fremdkörper, die trachten, außerhalb des Mantels des Siebes in die Lufteintrittsöffnung zu gelangen, sich dazu längs eines serpentinenförmigen Eintrittsweges bewegen müssen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Wand (8) ein Schutzring (29) angebracht ist, der einen im wesentlichen ununterbrochenen, ringförmigen Teil (34, 35) hat, der sich stromauf der Ventilatorgehäusewand (8) erstreckt, die derart radial auswärts von dem Mantel (26) des Siebes angeordnet ist, daß zwischen dem Schutzring (29), dem Sieb (22) und der stromaufwärtigen Seite der Wand (8) ein Abfangraum (39) vorhanden ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzring (20) an der Gehäusewand (8) mit einem stromauf des Siebumfanges angeordneten Teil (35) und einem radial auswärts von dem Siebumfang angeordneten Teil (34) angebracht ist.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Abfangraum (39) radial auswärts erweitert.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (22) einen radial auswärtsgerichteten, lippenartigen Fortsatz (28) besitzt, der sich vom Umfangsrand des Siebes zwischen dem Schutzring (20) und der Ventilatorgehäusewand (8) erstreckt.