DE1946657B2

DE1946657B2 - Ansaugluftfilter für eine Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1946657B2
Application number: DE1946657A
Authority: DE
Inventors: Gunnar W. Ypsilanti Mich. Hansen
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1968-10-22
Filing date: 1969-09-15
Publication date: 1981-06-11
Also published as: US3572013A; FR2021246A1; GB1230063A; DE1946657A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Ansaugluftfilter für eine Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen, mit zwei konzentrisch zum Filterauslaß angeordneten Filterelementen, von denen das innere ein Aktivkohlebett zur Adsorption der aus der Schwimmerkammer des Vergasers beim Stillstand der Maschine austretenden Brennstoffdämpfe aufweist.

Bei den aus der US-PS 33 68 326 bekannten so Ansaugluftfiltern der vorgenannten Art haben die beiden Filterelemente eine gleiche axiale Höhe, so daß ihre Oberkanten in einer gleichen, zum Ansaugluftstrom parallelen Ebene liegen. Wenn es beim Stillstand der Maschine zu einem Ausströmen der Brennstoffdämpfe aus der Schwimmerkammer des Vergasers kommt, dann wird dabei das Aktivkohlebett des inneren Filterelements zunehmend von unten nach oben gesättigt, wobei seine tiefer liegenden Teilbereiche eine vergleichsweise schnellere Sättigung als die weiter höher gelegenen Teilbereiche erreichen. Durch solche mithin vorzeitig gesättigten Teilbereiche des Aktivkohlebettes des inneren Filterelements werden dann die weiterhin aus der Schwimmerkammer nachströmenden Brennstoffdampfteilchen hindurchtreten und gelangen somit über das nicht zur ihrer Adsorption fähige äußere Filterelement in den Filtereinlaß, von wo sie in die Umgebungsluft ausströmen können. Wenn diese vorzeitige Sätti gung einzelner Teilbereiche des Aktivkohlebettes des inneren Filterelements zu weit vorangeschritten ist, kann dabei auch dessen Adsorptionsfähigkeit im Verhältnis zu den übrigen Teilbereichen wesentlich schneller völlig verbraucht werden, womit dann im Extremfall das innere Filterelement vollständig für diese Adsorption der Brennstoffdämpfe ausfällt

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Ansaugluftfilter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß dieses hinsichtlich der Verunreinigung der Umgebungsluft unerwünschte vorzeitige Durchdrücken der aus der Schwimmerkammer des Vergasers beim Stillstand der Maschine austretenden Brennstoffdämpfe durch das innere Filterelement hindurch verhindert und vielmehr erreicht wird, daß das Aktivkohlebett eine gleichmäßigere und vollständigere Sättigung erfährt so daß es dann allenfalls erst nach Erreichen eines optimalen Sättigungsgrades des Aktivkohlsbettes zu einem solchen dann nicht mehr ohne sonstige Hilfsmaßnahmen zu verhindernden Durchbrechen der aus der Schwimmerkammer nachströmenden Brennstoffdämpfe kommen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Ansaugluftfilter der eingangs genannten Art zum Verhindern eines Austritts der Brennstoffdämpfe in die Umgebungsluft vor der zumindest im wesentlichen vollständigen Sättigung des Aktivkohlebettes das Innere Filterelement durch eine im Ansaugweg der Luft stromaufwärts angeordnete und mindestens bis zur Oberkante des inneren Filterelements reichende Abschirmung gegen den Filtereinlaß abgeschirmt ist. Die Abschirmung ist dabei zweckmäßig durch eine höher als die Oberkante des inneren Filterelements reichende Gehäusewand gebildet. Ferner ist zweckmäßig, daß zur Ausbildung eines zu dem inneren Filterelement im Ansaugluftstrom parallelen Überströmkanals das innere Filterelement bezüglich des umgebenden Filtergehäuses eine kleinere axiale Höhe hat als das äußere Filterelement.

Aus der US-PS 28 96 742 ist noch ein Ansaugluftfilter für eine Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen bekannt, bei dem das Filtermaterial in einer ölwanne angeordnet ist, die dem Ansaugluftstrom eine Prallwand darbietet und so verhindert, daß im Betrieb der Maschine bestimmte Teilbereiche des Filtermaterials von der zuströmenden Frischluft vorzeitig verschmutzt werden. Die ölwanne ist dabei gleichzeitig so gestaltet und angeordnet, daß das in ihr enthaltene Reinigungsöl durch die Ansaugluft in die für eine solche Verschmutzung besonders anfälligen Teilbereiche des Filtermaterials transportiert und somit auch deren vorzeitige Verschmutzung verhindert wird.

Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme läßt sich demgegenüber eine im wesentlichen gleichmäßige und vollständige Sättigung des Aktivkohlebettes des inneren Filterelements mit den aus der Schwimmerkammer des Vergasers beim Stillstand der Maschine austretenden Brennstoffdämpfen erreichen, womit eine größere Sicherheit gegen deren ungewolltes Ausströmen in die Umgebungsluft gegeben ist. Sofern mit einer entsprechenden Anordnung und Ausbildung der Abschirmung entweder zwischen den beiden Filterelementen oder im Ansaugweg stromaufwärts von dem äußeren Filterelement bzw. auch stromabwärts von dem inneren Filterelement, dann aber in Verbindung mit einer weiteren, gegen den Filterauslaß wirksamen Abschirmung, der zum Ansaugluftstrom parallele Überströmkanal geschaffen ist, dann ist damit auch eine in der Weise

optimale Maßnahme getroffen, daß im Betrieb der Maschine durch die Ansaugluft alle durch das Aktivkohlebett des inneren Filterelemente adsorbierten Brennstoffdämpfe am wirksamsten in das gemischbildende Ansaugrohr des Vergasers mitgerissen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigen

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Hälfte eines Ansaugluftfilters gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung und

F i g. 2 bis 5 Querschnitte des Ansaugluftfilters gemäß abgeänderter Ausführungsformen.

Das Gehäuse 10 des Ansaugluftfilters besteht aus einem trogförmigen Filterboden 12, der über eine an seinem Rand angeordnete Ringdichtung 20 durch einen Filterdeckel 18 verschlossen ist An den Filterboden 12 ist der Filtereinlaß 14 angeschlossen, an welchem der übliche Ansaugschnorchel (nicht gezeigt) befestigt wird Der Ansaugluftfilter wird an einem Filterauslaß 16 an das Ansaugrohr 17 eines Vergasers der Maschine aufgesteckt

Innerhalb des Gehäuses 10 sind zwei Filterelemente 24 und 26 konzentrisch zu dem Filterauslaß 16 angeordnet Das äußere Filterelement 24 besteht aus gefälteltem und in Zylinderform zusammengerolltem Papier, das zwischen zwei Siebwänden 28 gehalten wird, die mit ihren Endkanten in zwei Ringkörper 30 und 32 aus Kunststoff eingesteckt sind. Dieses äußere F.lterelement 24 dient der Reinigung der Ansaugluft, die über den Filtereinlaß 14 angesaugt wird. Das innere Filterelement 26 weist andererseits ein Aktivkohiebett zur Adsorption der aus der Schwimmerkammer des Vergasers beim Stillstand der Maschine austretenden Brennstoffdämpfe auf, das ebenfalls zwischen zwei Siebwänden 36 angeordnet ist, die an ihren Endkanten in zwei Ringkörper 38 und 40, ebenfalls aus Kunststoff, eingesteckt sind. Der eine, am Filterboden 12 anliegende Ringkörper 40 ist bodenseitig mit einer rinnenförmigen Aussparung 44 "ersehen, in welcher ein Auslaßrohr 48 der Schwimmerkammer des Vergasers mündet, so daß über diese Aussparung 44 und Durchtrittsöffnungen 46 die im Stillstand der Maschine aus der Schwimmerkammer austretenden Brennstoffdämpfe in das Aktivkohlebett des inneren Filterelements 26 zur Adsorption ausströmen können. Das innere Filterelement 26 weist eine kleinere axiale Höhe auf als das äußere Filterelement 24, so daß an seiner Oberkante bzw. an der Oberkante des Ringkörpers 38 ein Überströmkanal SO ausgebildet ist, der parallel im Ansaugluftstrom liegt. Dieser Überströmkanal 50 wird außer durch den Filterdeckel 18 noch durch eine Abschirmung 52 begrenzt, die ebenfalls höher als die Oberkante des inneren Filterelements 26 reicht und zu diesem im Ansaugweg der Luft stromaufwärts angeordnet ist. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 ist die Abschirmung 52 durch eine zur Achse des inneren Filterelements 26 geneigt angeordnete Wand gebildet, die mit ihrer unteren Kante in den Ringkörper 40 gesteckt ist

Wenn im Betrieb der Maschine für die Gemischbildung im Ansaugrohr 17 des Vergasers ein Unterdruck herrscht, dann wird dadurch die Ansaugluft über den Filtereinlaß 14 angesaugt und wird zunächst durch das äußere Filterelement 24 gereinigt. Die Ansaugluft gelangt dann über den Überströmkanal 50 in das Innere des Filtergehäuses 10, wobei aus dem inneren Filterelement 26 die Brennstoffdämpfe mitgerissen werden, die beim Stillstand der Maschine aus der Schwimmerkammer des Vergasers über das Auslaßrohr 48 ausgetreten und durch das Aktivkohlebett des inneren Filterelements adsorbiert sind. Diese Adsorption der Brennstoffdämpfe beim Stillstand der Maschine findet wegen deren gegenüber Luft größeren Wichte zunehmend von unten nach oben statt wobei die Abschirmung 52 verhindert, daß vorzeitig Brennstoffdampf zum Filtereinlaß 14 vordringt Die Abschirmung 52 begünstigt vielmehr eine gleichmäßige und im wesentlichen vollständige Sättigung des Aktivkohlebettes bis hin zu seiner Oberkante, indem sie alle bei einer vorzeitigen Sättigung des unteren Teilbereichs des Aktivkohlebettes hindurchgedrückten Brennstoffdämpfe zurück in den oberen Teilbereich umlenkt, bis auch dieser seinen Sättigungsgrad erreicht hat Weil die Abschirmung 52 höher als die Oberkante des inneren Filterelements 26 reicht, wird auch dann noch nicht das ungewollte Ausströmen der Brennstoffdämpfe über den Filtereinlaß 14 unmittelbar erhalten, weil erst noch der lichte Raum des Überströmkanals 50 für eine Auffüllung mit den Brennsotffdämpfen und deren Umlenkung hin zu dem Ansaugrohr 17 des Vergasers genutzt wird.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.2 ist die Abschirmung 52' als eine mit dem Filterboden 12' einstückig verbundene Gehäusewand ausgebildet In weiterer Unterscheidung ist das zwischen entsprechenden Siebwänden 58 angeordnete Aktivkohlebett des inneren Filterelements 26' mit einer Blechumhüllung 60 abgedeckt, wobei für das innere Filterelement 26' eine Anordnung im Ansaugweg der Luft stromaufwärts von dem Auslaßrohr 48' für die Brennstoffdämpfe der Schwimmerkammer gewählt ist Sofern der Boden der Blechumhüllung 60 wie die Siebwände 58 gelocht ist kann auch bei dieser Ausführungsform selbstverständlich eine Anordnung des inneren Filterelemente 26' direkt über dem Auslaßrohr 48' vorgesehen werden.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.3 ist die Abschirmung 52" durch eine Abwinklung eines Blechteils 62 gebildet, das am Filterboden 12" befestigt ist. Das innere Filterelement 26" ist hierbei auf einer Ausformung des Filterbodens 12" angeordnet so daß in diesem Fall der Überströmkanal 50" nicht am Filterdeckel, sondern vielmehr am Filterboden vorgesehen ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.4 ist die Abschirmung 52'" im Ansaugweg der Luft stromaufwärts von dem äußeren Filterelement 24'" in einer Ausbildung am Filtereinlaß 14'" angeordnet Damit wird auch noch das äußere Filterelement 24'" sowie der Raum zwischen diesem und der Abschirmung 52"' als Stauraum für die Brennstoffdämpfe genutzt die bei einer im wesentlichen vollständigen Sättigung des Aktivkohlebettes des inneren Filterelements 26'" nicht mehr adsorbiert werden können, so daß auf diese Weise noch wirkungsvoller das unerwünschte Ausströmen dieser Brennstoffdämpfe in die Umgebungsluft über den Filtereinlaß 14'" verhindert wird.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 ist schließlich eine weitere Abschirmung 70 im Ansaiigweg der Luft stromabwärts von dem inneren Filterelement 26"" in einer einstückigen Ausbildung mit dem Filterboden 12"" angeordnet, die bei einer entsprechenden Vergrößerung des Stauraumes für die Brennstoffdämpfe deren Einströmen in das Ansaugrohr 17"" des Vergasers verhindert, so daß damit auch evtl. Startschwierigkeiten vermieden werden, wenn die Menge der angesammelten Brennstoffdämpfe zu groß sein sollte.

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Claims

Patentansprüche:

1. Ansaugluftfilter für eine Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen, mit zwei konzentrisch zum Filterauslaß angeordneten Filterelementen, von denen das innere ein Aktivkohlebett zur Adsorption der aus der Schwimmerkammer des Vergasers beim Stillstand der Maschine austretenden Brennstoffdämpfe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verhindern eines Austritts der Brennstoffdämpfe in die Umgebungsluft vor der zumindest im wesentlichen vollständigen Sättigung des Aktivkohlebettes das innere Filterelement (26) durch eine im Ansaugweg der Luft stromaufwärts angeordnete und mindestens bis zur Oberkante des inneren is Filterelements reichende Abschirmung (52) gegen den Filtereinlaß (14) abgeschirmt ist

2. Ansaugluftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (52) durch eine höher als die Oberkante des inneren Filterelements (26) reichende Gehäusewand gebildet ist.

3. Ansaugluftfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung eines zu dem inneren Filterelement (26) im Ansaugluftstrom parallelen Überströmkanals (50) das innere Filterelement (26) bezüglich des umgebenden Filtergehäuses (10) eine kleinere Höhe hat als das äußere Filterelement (24).

4. Ansaugluftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (52) zwischen den beiden Filterelementen (24, 26) oder im Ansaugweg stromaufwärts von dem äußeren Filterelement (24) angeordnet ist.

5. Ansaugluftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß im Ansaugweg der Luft stromabwärts von dem inneren Filterelement (26) eine weitere, gegen den Filterauslaß (16) wirksame Abschirmung (70) angeordnet ist.