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DE29512983U1 - Ansaugluftfilter für einen Verbrennungsmotor mit Membranvergaser - Google Patents

Ansaugluftfilter für einen Verbrennungsmotor mit Membranvergaser

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DE29512983U1
DE29512983U1 DE29512983U DE29512983U DE29512983U1 DE 29512983 U1 DE29512983 U1 DE 29512983U1 DE 29512983 U DE29512983 U DE 29512983U DE 29512983 U DE29512983 U DE 29512983U DE 29512983 U1 DE29512983 U1 DE 29512983U1
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Description

Patentanwalt
Dipl.-Ing. W. Jackisch & Partnei1
Menzeistr.40 · 70192 Stuttgart
Firma A 40 386/mxüu
Andreas Stihl &igr; |
Badstr. 115
71336 Waiblingen
Ansaugluftfilter für einen Verbrennungsmotor mit Membranvergaser
Die Erfindung betrifft einen Ansaugluftfilter für einen Verbrennungsmotor mit Membranvergaser nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein derartiger Luftfilter ist aus der DE 44 19 084 Al bekannt. Durch den Luftfilter wird Umgebungsluft in den Ansaugkanal eines Verbrennungsmotors gesaugt, die mit zugeführtem Kraftstoff zu einem brennfähigen Gemisch aufbereitet wird. Der Kraftstoff wird aus dem Kraftstoffraum einem Membranvergaser zugeführt, wobei der Kraftstoffzufluß in den Kraftstoffraum von einem Regelventil gesteuert ist, welches von einer Membran in Abhängigkeit des Differenzdruckes zwischen Kraftstoffraum und Trockenseite der Membran betätigt ist. Die dem Kraftstoffraum abgewandte Trockenseite der Regelmembran ist vom Druck der Reinluftseite des Luftfilters beaufschlagt, so daß ein auf der Reinluftseite entstehender Unterdruck auch auf die Regelmembran wirkt.
Der Luftfilter ist als Ringfilter konzipiert und wird radial von außen nach innen von der zu reinigenden Luft durchströmt, üblicherweise ist der Filterkörper derartiger Ringfilter als Faltenfilter ausgelegt, der sich im Laufe
der Betriebszeit mit Schmutz zusetzt. Mit zunehmender Verschmutzung wächst der Unterdruck auf der Reinluftseite, wobei dieser Unterdruck auch an der Regelmembran ansteht, um eine den Druckverhältnissen kompensierte Kraftstoffzufuhr zu bewirken; auch bei vermindertem Luftdurchsatz ist so ein etwa gleichmäßiges Gemisch erzielt. Eine Leistungseinbuße infolge Anfettung des Kraftstoff/Luftgemisches wird von dem Benutzer erst bemerkt, wenn der Filterkörper vollständig mit Schmutz zugesetzt ist und die reduzierte Luftzufuhr nicht mehr kompensierbar ist.
Es ist bekannt, als Filterkörper luftdurchlässigen Schaumstoff zu verwenden. Derartige Filterkörper haben je nach Material und Aufbau eine bestimmte Kapazität zur Aufnahme von Schmutzteilchen. Ist der Schaumstoff mit Schmutz zugesetzt, werden bei erhöhtem Saugunterdruck Schmutzteilchen den Filterkörper passieren und gelangen in den Ansaugkanal und den Verbrennungsmotor. Der Einsatz von Schaumstoffiltern bei druckkompensierten Membranvergasern ist nicht betriebssicher, da für den Benutzer aufgrund der Druckkompensation nicht sicher feststellbar ist, ob der Schaumstoffilter mit Schmutz zugesetzt ist. Der Benutzer muß daher den Filter regelmäßig warten, damit sicher verhindert ist, daß Schmutz in den Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors eintritt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfachen Ansaugluftfilter für einen druckkompensierten Membranvergaser anzugeben, der bei geringem Material- und Herstellungsaufwand eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die Herstellung eines Schaumstoffblockes mit einer in Strömungsrichtung folgenden Sperrschicht ist einfach und daher kostengünstig. Auch bei Erreichen der Kapazitätsgrenze des Schaumstoffs kann kein Schmutz in den Ansaugtrakt gelangen, da den Schaumstoffblock passierende Schmutzteilchen an der Sperrschicht zurückgehalten werden.
Die Schmutzpartikel setzen die Fläche der Sperrschicht zu, wodurch der Luftdurchsatz so stark reduziert ist, daß der auf der Reinluftseite der Sperrschicht auftretende Saugunterdruck so stark ansteigt, daß eine Druckkompensation nicht mehr möglich ist. Der Benutzer stellt eine erhebliche Leistungsminderung fest, was als Signal zum Wechseln des Luftfilters genutzt wird. Ein geringer Druckabfall auf der Reinluftseite des Luftfilters wird hingegen durch die Druckkompensation ausgeglichen.
Zweckmäßig ist die Sperrschicht als ebene, senkrecht zur Strömungsrichtung der Verbrennungsluft angeordnete Sperrfilterlage ausgebildet, die vorteilhaft aus Papier besteht. Eine derartige Papierlage kann leicht vor Ort mitgeführt und ausgetauscht werden.
Der Schaumstoffblock und die Sperrschicht sind als getrennte Bauteile ausgeführt, wobei der Schaumstoffblock auf der Sperrschicht aufliegen kann und sich an dieser abstützt. Der Ansaugkanal ist während des Wechsels des Schaumstoffblockes durch die Sperrschicht abgedeckt.
Weitere Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen sind den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.
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Der im Schnitt gezeigte Ansaugluftfilter 1 ist für die Reinigung der Verbrennungsluft für einen nicht dargestellten Verbrennungsmotor vorgesehen, welcher beispielsweise der Zweitaktmotor in einem handgeführten Arbeitsgerät, z.B. einer Motorkettensäge sein kann. Der Verbrennungsmotor weist einen schematisch dargestellten Membranvergaser 2 mit einer Regelmembran 3 auf, die das Regelventil zur Steuerung des Kraftstoffeintritts in einen Kraftstoffraum 7 betätigt. Der Kraftstoffraum 7 ist über eine Haupt- und eine Leerlaufdüse mit dem Venturi-Abschnitt des Ansaugkanals 4 verbunden, in dem der Kraftstoff mit der über den Luftfilter 1 zugeführten Verbrennungsluft zu einem zündfähigen Kraftstoff/Luftgemisch aufbereitet wird. Das Kraftstoff/Luftgemisch ist in Strömungsrichtung 12 über den Ansaugkanal 4 dem Verbrennungsmotor zugeführt.
Der Ansaugluftfilter 1 besteht aus einem Gehäuse 6, in das ein Schaumstoffblock 10 im Strömungsweg der zu reinigenden Verbrennungsluft angeordnet ist. Die Verbrennungsluft wird durch Lufteinlaßstutzen 22 in Richtung der Pfeile 9 aus der Umgebung angesaugt, wobei die Einströmrichtung, das heißt die Einlaßseite der Lufteinlaßstutzen 22, entgegen der Strömungsrichtung 12 im Schaumstoffblock 10 bzw. im Ansaugkanal 4 gerichtet ist. Die angesaugte Luft wird durch eine entsprechende Luftführung im Gehäuse 6 in Strömungsrichtung 12 umgeleitet.
Der Schaumstoffblock 10, der aus einem luftdurchlässigen, porösen Schaumstoff wie beispielsweise Polyurethan besteht, ist in eine Kammer 14 im Luftfilter eingesetzt, die zwischen einem Boden 15 und einem abnehmbaren Deckel 16 ausgebildet ist. Auf der Schmutzseite 23 stützt sich der Schaumstoff block 10 an Stützrippen 24 ab, die einteilig mit dem Deckel 16 des Gehäuses 6 ausgebildet sind und etwa gleich-
mäßig über die Schmutzseite 23 des Schaumstoffblockes 10 verteilt sind. Die zuströmende Verbrennungsluft wird zwischen den Stützrippen 24 durch den Schaumstoffblock geleitet.
Auf der Reinluftseite 5 ist eine Sperrschicht 11 angeordnet, die verhindert, daß Schmutzteilchen, die nach überschreiten des maximalen Schmutzfassungsvermögens des Schaumstoffblockes durch den Schaumstoffkörper hindurch gelangen, in den Ansaugkanal 4 und weiter in den Verbrennungsmotor mitgerissen werden. Die Sperrschicht 11 weist eine feinporige Struktur auf, die Schmutzteilchen zurückhält. Die Sperrschicht 11 ist insbesondere als näherungsweise zweidimensionale Sperrfilterlage ausgebildet, die eine ebene, senkrecht zur Strömungsrichtung 12 ausgerichtete Sperrfläche bildet. Bevorzugt besteht die Sperrfilterlage aus Papier, insbesondere aus Spezialpapier.
Der Schaumstoffblock 10 und die Sperrschicht 11 sind zweckmäßig in der gleichen Kammer 14 zwischen Boden 15 und Deckel 16 des Gehäuses angeordnet, wobei die auf der Reinluftseite 5 liegende Sperrschicht ein getrenntes Bauteil bildet, das unabhängig vom Schaumstoffblock in den Luftfilter eingesetzt wird. Die Sperrschicht 11 liegt zweckmäßig direkt am Schaumstoffblock 10 an, so daß der Schaumstoffblock auf der Reinluftseite durch die Sperrschicht eine Abstützung erfährt und ein'Einziehen des Schaumstoffblockes in den Ansaugkanal 4 infolge eines erhöhten Unterdruckes auf der Reinluftseite sicher verhindert ist.
Die Sperrschicht 11 ist nach Art einer Membran im Gehäuse festklemmbar, indem die Ränder 13 der Sperrschicht zwischen dem Boden 15 und dem Deckel 16 des Gehäuses eingespannt werden. Der Boden 15 weist hierfür eine umlaufende Nut 25
40386B . HA
auf, in die ein entsprechend geformter Kragen 26 des Deckels 16 eingreift. Die aus Papier bestehende Sperrschicht 11 ragt im Bereich ihres Umfanges axial in die Nut 25 ein und ist zwischen einer Nutwand 27 der Nut 25 und dem Kragen 26 radial umlaufend strömungsdicht eingespannt, so daß Fehlluftströme zwischen der Umgebung und der unter Unterdruck stehenden Reinluftseite 5 verhindert sind.
Die Sperrschicht 11 kann auch fest mit dem Schaumstoffblock 10 verbunden sein und mit diesem ein gemeinsames Bauteil bilden, so daß bei einem Wechsel des Schaumstoffblockes gleichzeitig die Sperrschicht ausgetauscht wird. Die Sperrschicht kann mit dem Schaumstoffblock verklebt sein oder auf sonstige Weise form-, kraft- oder stoffschlüssig verbunden sein.
Auf der Reinluftseite ist die Sperrschicht 11 von gleichmäßig verteilten Erhebungen 19 gestützt, die zweckmäßig einteilig mit dem Boden 15 des Luftfiltergehäuses 6 ausgebildet sind. Die axiale Erstreckung der Kammer 14 - gemessen in Strömungsrichtung 12 - zwischen den Erhebungen 19 und den Stützrippen 24 am Deckel 16 ist geringer bemessen als die Dicke des Schaumstoffblockes 10 im unbelasteten Zustand einschließlich der Sperrschicht 11. Dadurch ist sichergestellt, daß Schaumstoffblock 10 und Sperrschicht 11 auch in axialer Richtung in der Kammer 14 festgeklemmt sind.
In einer nicht gezeigten Ausführung kann die Sperrschicht 11 auch am Boden 15 eingespannt werden, indem ein umlaufender Dichtrand des Schaumstoffblockes 10 in eine komplementär geformte Dichtnut 28 im Boden 15 eingreift, wobei die Sperrschicht zwischen Dichtnut und Dichtrand festgeklemmt ist.
40386B.NA
In den Boden 15 des Luftfiltergehäuses ist eine Abströmöffnung 17 eingebracht, die etwa koaxial zum Ansaugkanal 4 ausgerichtet ist und durch die die gereinigte Luft von der Reinluftseite 5 der Sperrschicht 11 in den Ansaugkanal 4 in Strömungsrichtung 12 abströmt. Weiterhin ist ein Pralltopf
18 vorgesehen, der der Abströmöffnung 17 gegenüberliegt. Dessen dem Ansaugkanal 4 zugewandte Seite dient dem Sammeln von zurückpulsierenden Kraftstoffteilchen. Der Pralltopf ist mit Streben 29 am Boden 15 gehalten; an ihm liegt unmittelbar die Reinluftseite der Sperrschicht 11 an und stützt diese in Strömungsrichtung axial ab. Die Erhebungen
19 und der Pralltopf 18 liegen dabei etwa in einer Stützebene, die mit axialem Abstand zum Boden 15 liegt.
Auf der der Kammer 14 abgewandten Seite des Bodens 15 ist einteilig mit dem Boden ein Stutzen 21 ausgebildet, der über einen Kompensationsschlauch 20 mit der Trockenseite 8 der Regelmembran 3 verbunden ist. Der Kompensationsschlauch
20 überträgt den Druck auf der Reinluftseite auf die Trockenseite der Regelmembran, wodurch bei einem geringfügigen Druckabfall auf der Reinluftseite und dadurch bedingter verminderter Luftzufuhr ein stöchiometrisches Kraftstoff/Luft-Verhältnis aufrechterhalten werden kann. Eine Leistungseinbuße tritt erst auf, wenn die Sperrschicht 11 auf der dem Schaumstoffblock 10 zugewandten Seite mit Schmutzpartikeln zugesetzt ist, so daß der Luftdurchlaß deutlich reduziert ist. Dem Benutzer wird damit ein notwendiger Filterwechsel angezeigt.
Anstelle eines Schaumstoffblockes kann auch ein anderes poröses Material wie beispielsweise Moosgummi oder Vlies als Luftfilter eingesetzt werden.

Claims (12)

Patentanwalt Dip!.-Ing. W, Jackisch & Partner Menzelstr.40 · 70192 Stuttgart Firma A 40 386/mxüu Andreas Stihl . . Badstr. 115 11. Aug. 1995 71336 Waiblingen Ansprüche
1. Ansaugluftfilter für einen Verbrennungsmotor mit Membranvergaser, insbesondere für einen Zweitaktmotor in einem handgeführten Arbeitsgerät wie Motorkettensäge oder dgl., mit einem Ansaugkanal {4), der Verbrennungsluft von der Reinluftseite (5) des Luftfilters (1) und Kraftstoff aus einem Kraftstoffraum (7) ansaugt, wobei eine Regelmembran (3) des Membranvergasers (2) den Eintritt des Kraftstoffs in den Kraftstoffraum steuert und die Trockenseite (8) der Regelmembran (3) mit dem Druck der Reinluftseite (5) des Luftfilters (1) beaufschlagt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Luftfilter (1) ein Schaumstoffblock (10) ist und auf der Reinluftseite (5) des Schaumstoffblocks (10) eine Sperrschicht (11) vorgesehen ist.
2. Luftfilter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht (11) eine ebene, senkrecht zur Strömungsrichtung (12) der Verbrennungsluft angeordnete Sperrfilterlage ist.
3. Luftfilter nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrfilterlage aus Papier besteht.
4. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumstoffblock (10) und die Sperrschicht (11) getrennt ausgeführte Bauteile sind.
5. Luftfilter nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumstoffblock (10) auf der Sperrschicht (11) aufliegt.
6. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht (11) im Gehäuse (6) des Luftfilters (1) nach Art einer Membran festklemmbar ist.
7. Luftfilter nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht (11) auf allen Umfangsseiten (13) strömungsdicht im Luftfiltergehäuse (6) eingespannt ist.
8. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumstoffblock (10) und die Sperrschicht (11) in einer gemeinsamen Kammer (14) des Luftfiltergehäuses (6) angeordnet sind, die vorzugsweise von einem Boden (15) und einem abnehmbaren Deckel (16) des Gehäuses (6) begrenzt ist.
9. Luftfilter nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (15) eine zum Ansaugkanal (4) weisende Abströmöffnung (17) aufweist.
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10. Luftfilter nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß an dem Boden (15) ein Pralltopf (18) abgestützt ist, der an der Sperrschicht (11) anliegt und etwa in einer Flucht mit der Abströmöffnung (17) liegt.
11. Luftfilter nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht (11) auf der dem Schaumstoffblock (10) abgewandten Seite an mehreren vorzugsweise gleichmäßig verteilten Erhebungen (19) im Luftfiltergehäuse (6) abgestützt ist, wobei die Erhebungen (19) insbesondere einteilig mit dem Boden (15) des Luftfiltergehäuses (6) ausgebildet sind.
12. Luftfilter nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kompensationskanal (20) zwischen der Reinluftseite (5) des Luftfilters (1) und der Trockenseite (8) der Regelmembran (3) vorgesehen ist, der auf einen Stutzen (21) im Boden (15) des Luftfiltergehäuses (6) aufgesetzt ist.
40386ÄN.NA
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