Die Erfindung betrifft eine Luftfiltervorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Filtergehäuse, das einen Lufteinlass- und einen Luftauslass aufweist, sowie einem Filtereinsatz, der im Filtergehäuse aufgenommen ist und das Innere des Filtergehäuses in einen Rohluftabschnitt und einen Reinluftabschnitt unterteilt.

Derartige Luftfiltervorrichtungen sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt und werden beispielsweise bei Kraftfahrzeugen eingesetzt, um von einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs angesaugte Luft zu reinigen und einen einwandfreien Verbrennungsprozess zu gewährleisten. Eine kontinuierliche Luftzufuhr ist dabei für die Funktion des Verbrennungsmotors unerlässlich.

Mit sinkender Temperatur der dem Verbrennungsmotor zugeführten Luft steigt die Luftmasse in einem vorgegebenen Luftvolumen an, was zu einer höheren Leistung des Verbrennungsmotors führt. Ein Lufteinlass der Luftf ilter- Vorrichtung ist daher im Motorraum mit Bezug auf die Fahrtluft üblicherweise stromaufwärts von Kühlvorrichtungen wie einem Motorkühler, einem Ladeluftkühler oder eines Klimaanlagenkondensators angeordnet, um möglichst kalte Luft anzusaugen.

Bei starkem Schneefall oder Schneeverwehungen kann es aufgrund der front- seitig exponierten Lage des Lufteinlasses vorkommen, dass Eis und/oder Schnee in den Rohluftabschnitt des Filtergehäuses gelangt und dort den Filtereinsatz zusetzt oder vereist, sodass der Verbrennungsmotor über die Luftfiltervorrichtung nur noch wenig oder gar keine Luft mehr ansaugen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Luftfiltervorrichtung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die auch bei einem durch Schnee oder Eis zugesetzten Filtereinsatz ein Ansaugen von Luft durch den Verbrennungsmotor ermöglicht und damit zumindest einen Notlauf des Verbrennungsmotors gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Luftfiltervorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Filtergehäuse, das einen Lufteinlass und einen Luftauslass aufweist, einem Filtereinsatz, der im Filtergehäuse aufgenommen ist und das Innere des Filtergehäuses in einen Rohluftabschnitt und einen Reinluftabschnitt unterteilt, sowie einer Bypass-Leitung zur Luftzufuhr in den Rohluftabschnitt, wobei sich die Bypass-Leitung von einer Anschlussöffnung im Filtergehäuse bis zu einem Kühler, insbesondere einem Ladeluftkühler des Kraft- fahrzeugs erstreckt. Auf diese Weise kann der Verbrennungsmotor über die Bypass-Leitung durch den (Ladeluft-)Kühler erwärmte Luft ansaugen. Diese erwärmte Luft ist im Wesentlichen schnee- und eisfrei, sodass der Filtereinsatz weder zugesetzt wird noch vereist. Über die Bypass-Leitung sind somit eine Grundversorgung des Verbrennungsmotors mit Luft und dementsprechend zumindest ein Notlauf des Motors gewährleistet.

In einer Ausführungsform der Luftfiltervorrichtung weist das Filtergehäuse zwischen der Anschlussöffnung und dem Filtereinsatz einen Gehäusekanal auf. Durch diesen Gehäusekanal wird die über die Bypass-Leitung angesaugte Luft nicht mit derjenigen Luft vermischt, die über einen stromaufwärts der Kühlvor- richtungen angeordneten Lufteinlass der Luftfiltervorrichtung angesaugt wird und unter Umständen mit Schnee und/oder Eis beladen ist.

Bevorzugt weist der Filtereinsatz einen Bypass-Abschnitt auf, der unmittelbar an den Gehäusekanal angrenzt. Dieser Bypass-Abschnitt ist insbesondere ausschließlich der Bypass-Leitung zugeordnet und somit für weitgehend schneefreie, warme Ansaugluft„reserviert". Eine Kanalwand des Gehäusekanals kann dabei direkt am Filtereinsatz anliegen, um den Bypass-Abschnitt von der übrigen Ansaugluft abzugrenzen und ein Zusetzen oder Vereisen des Bypass-Abschnitts durch diese übrige Ansaugluft zu verhindern.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Luftfiltervorrichtung weist der Gehäusekanal eine Klappe auf, die eine Luftströmung im Gehäusekanal freigeben oder sperren kann. Die Klappe ist dabei insbesondere in ihre Sperrstellung federbeaufschlagt und bewegt sich ab einem vorbestimmbaren Unterdruck im Rohluftabschnitt in Richtung zu ihrer Freigabestellung. Mit einer solchen Klappe wird sichergestellt, dass dem Verbrennungsmotor im Falle eines nicht-zuge- setzten, eisfreien Filtereinsatzes über den stromaufwärts der Kühlvorrichtungen angeordneten Lufteinlass der Luftfiltervorrichtung möglichst kühle Umgebungsluft zugeführt wird. Eine die Motorleistung beeinträchtigende Luftansaugung über die Bypass-Leitung wird erst dann freigegeben, wenn sich im Rohluftabschnitt ein vorbestimmbarer Unterdruck einstellt, der auf ein Zusetzen oder Vereisen des Filtereinsatzes schließen lässt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Luftfiltervorrichtung als Ansauggeräuschdämpfer ausgebildet, wobei unterschiedliche konstruktive Maß- nahmen zur Reduktion des Ansauggeräuschs denkbar sind. Beispielsweise ist das Filtergehäuse als Reflexionsschalldämpfer ausgebildet, wobei der Filtereinsatz zusätzlich eine leichte Absorptionswirkung entfaltet. Eine weitere, üblicherweise weitaus stärkere Absorption des Ansauggeräuschs lässt sich durch einen sogenannten Ansaugschnorchel realisieren, wie er bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Die Erfindung umfasst im Übrigen auch eine Luftversorgungsbaugruppe für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, mit einer oben beschriebenen Luftfiltervorrichtung und einem luftgekühlten Ladeluftkühler zur Kühlung einer dem Verbrennungsmotor zuzuführenden Verbrennungsluft, der eine Lufteinlassseite sowie eine Luftauslassseite für Kühlluft aufweist und in einer Luftströmungsrichtung von Kühlluft durchströmbar ist, wobei ein dem Ladeluftkühler zugeordnetes Ende der Bypass-Leitung an die Luftauslassseite des Ladeluftkühlers angrenzt.

Gemäß einer Ausführungsform der Luftversorgungsbaugruppe weist der Ladeluftkühler einen Verbrennungslufteinlass auf, der über kühlluftumströmte Kühlrippen mit einem Verbrennungsluftauslass Strömungsverbindung steht, wobei das dem Ladeluftkühler zugeordnete Ende der Bypass-Leitung näher am Verbrennungslufteinlass als am Verbrennungsluftauslass angeordnet ist. Aufgrund des vorgelagerten Verdichters ist die Temperatur der Verbrennungsluft am Verbrennungslufteinlass des Ladeluftkühlers am größten. Daher nimmt die als Kühlluft verwendete Umgebungsluft in diesem Bereich am meisten Wärmeenergie auf, sodass gegebenenfalls in der Kühlluft mitgeführte Schnee- oder Eispartikel geschmolzen werden. Diese leicht erwärmte, insbesondere schnee- und eisfreie Kühlluft ist besonders geeignet, um bei zugesetztem oder vereistem Filtereinsatz der Luftfiltervorrichtung über die Bypass-Leitung angesaugt und dem Verbrennungsmotor zugeführt zu werden.

Besonders bevorzugt ist das dem Ladeluftkühler zugeordnete Ende der Bypass-Leitung an einem zum Verbrennungslufteinlass benachbarten Rand der Luftauslassseite angeordnet. Durch diese randseitige Anordnung wird sichergestellt, dass die wärmste und damit auch am ehesten schnee- und eisfreie Kühlluft über die Bypass-Leitung vom Verbrennungsmotor angesaugt wird. Ein Zusetzten oder Vereisen des Filtereinsatzes aufgrund der über die Bypass- Leitung angesaugten Kühlluft ist somit weitgehend ausgeschlossen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Luftversorgungsbaugruppe ist angrenzend an die Luftauslassseite des Ladeluftkühlers ein Lüfter vorgesehen, der die Kühlluft in Luftströmungsrichtung beaufschlagt und ein Lüfterrad sowie einen Lüfterrahmen aufweist, wobei das dem Ladeluftkühler zugeordnete Ende des Bypass-Leitung am Lüfterrahmen befestigt ist und über eine Öffnung im Lüfterrahmen mit der Luftauslassseite des Ladeluftkühlers in Strömungsverbindung steht. Auf diese Weise ist eine einfache und zuverlässige Montage der Bypass-Leitung an einem dem Ladeluftkühler zugeordneten Ende gewährleistet.

In dieser Ausführungsform kann der Lüfterrahmen eine Klappe aufweisen, welche die Öffnung im Lüfterrahmen freigeben oder sperren kann. Die Klappe ist dabei insbesondere in ihre Sperrstellung federbeaufschlagt und bewegt sich ab einem vorbestimmbaren Unterdruck im Rohluftabschnitt in Richtung zu ihrer Freigabestellung. Mit einer solchen Klappe wird sichergestellt, dass dem Verbrennungsmotor im Falle eines nicht-zugesetzten, eisfreien Filtereinsatzes über den stromaufwärts der Kühlvorrichtungen angeordneten Lufteinlass der Luftfiltervorrichtung möglichst kühle Umgebungsluft zugeführt wird. Eine die Motorleistung beeinträchtigende Luftansaugung über die Bypass-Leitung wird erst dann freigegeben, wenn sich im Rohluftabschnitt ein vorbestimmter Unterdruck einstellt, der auf ein Zusetzen oder Vereisen des Filtereinsatzes schließen lässt. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:

- Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Luftversorgungsbaugruppe mit einer erfindungsgemäßen Luftfiltervorrichtung; - Figur 2 ein Detail der Luftversorgungsbaugruppe gemäß Figur 1 im Anschlussbereich einer Bypass-Leitung an einen Lüfter; - Figur 3 einen Detailschnitt durch die Luftversorgungsbaugruppe gemäß Figur 1 im Anschlussbereich einer Bypass-Leitung an einen Lüfter;

- Figur 4 eine Draufsicht auf ein offenes Filtergehäuse der erfindungsgemäßen Luftfiltervorrichtung; - Figur 5 eine Draufsicht auf einen Filtereinsatz der erfindungsgemäßen Luftfiltervorrichtung;

- Figur 6 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Luftfiltervorrichtung im zusammengesetzten Zustand; und

- Figur 7 einen Schnitt Vl-Vl durch die Luftfiltervorrichtung gemäß Figur 6. Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine Luftversorgungsbaugruppe 10 für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, mit einer Luftfiltervorrichtung 12, die in den Figuren 4 bis 7 näher dargestellt ist, sowie einem luftgekühlten Ladeluftkühler 14 zur Kühlung einer dem Verbrennungsmotor zuzuführenden Verbrennungsluft 16, der eine Lufteinlassseite 18 sowie eine entgegengesetzte Luftauslassseite 20 für Kühlluft 22 aufweist und gemäß Figur 3 in einer Luftströmungsrichtung 24 von Kühlluft 22 durchströmbar ist.

Die Luftfiltervorrichtung 12 umfasst ein Filtergehäuse 26, das einen Luft- einlass 28 und einen Luftauslass 30 aufweist, einen Filtereinsatz 32, der im Filtergehäuse 26 aufgenommen ist und das Innere des Filtergehäuses 26 in einen Rohluftabschnitt 34 und einen Reinluftabschnitt 36 unterteilt, sowie eine Bypass-Leitung 38 zur Luftzufuhr in den Rohluftabschnitt 34.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Filtergehäuse 26 zweiteilig ausgeführt und weist einen schalenförmigen Gehäuseboden 25 sowie einen Gehäusedeckel 27 auf, wobei im Gehäuseboden 25 der Lufteinlass 28 und im Gehäusedeckel 27 der Luftauslass 30 ausgebildet ist.

Die die Bypass-Leitung 38 erstreckt sich gemäß Figur 1 von einer Anschlussöffnung 40 im Filtergehäuse 26, konkret im Gehäuseboden 25, bis zu einem Kühler des Kraftfahrzeugs.

Der Kühler ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Ladeluftkühler 14 des Kraftfahrzeugs, da dieser besonders rasch durchströmt wird von warmer Ver- brennungsluft 16, die durch als Kühlluft 22 verwendete Umgebungsluft gekühlt werden muss. Somit ist an der Luftauslassseite 20 des Ladeluftkühlers 14 bereits kurz nach Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs erwärmte Kühlluft 22 vorhanden. Prinzipiell wäre jedoch auch denkbar, dass es sich bei dem Kühler um einen Motorkühler oder einen Klimaanlagenkondensator handelt.

Zur Aufnahme von im Ladeluftkühler 14 erwärmter Kühlluft 22 grenzt ein dem Ladeluftkühler 14 zugeordnetes Ende 42 der Bypass-Leitung 38 an die Luftauslassseite des Ladeluftkühlers 14 an. Ein entgegengesetztes, dem Filtergehäuse 26 zugeordnetes Ende 44 der Bypass-Leitung 38 ist hingegen über die Anschlussöffnung 40 des Filtergehäuses 26 mit dem Rohluftabschnitt 34 verbunden, um diesem die erwärmte Kühlluft 22 von der Luftauslassseite 20 des Ladeluftkühlers 14 zuzuführen.

Wie in Figur 4 angedeutet, weist der Gehäuseboden 25 des Filtergehäuses 26 zwischen der Anschlussöffnung 40 und dem Filtereinsatz 32 einen Gehäuse- kanal 46 auf, um die erwärmte Kühlluft 22 aus der Bypass-Leitung 38 durch den Rohluftabschnitt 34 bis unmittelbar zum Filtereinsatz 32 zu leiten.

Die Figur 5 zeigt eine Draufsicht des Filtereinsatzes 32 mit einem gestrichelt hervorgehobenen Bypass-Abschnitt 48, der unmittelbar an den Gehäusekanal 46 des Filtergehäuses 26 angrenzt. Dieser Bypass-Abschnitt 48 ist (ausschließlich) der Bypass-Leitung 38 zugeordnet und damit im Wesentlichen für schneefreie, warme Kühlluft 22 aus der Bypass-Leitung 38„reserviert". Um eine Vermischung mit der unter Umständen mit Schnee- oder Eispartikeln beladenen Ansaugluft im Rohluftabschnitt 34 zu verhindern, kann eine Kanalwand 50 des Gehäusekanals 46 direkt am Filtereinsatz 32 anliegen, um den Bypass-Abschnitt 48 vom übrigen Filtereinsatz 32 abzugrenzen. Auf diese Weise ist über die Bypass-Leitung 38, den Gehäusekanal 46 und den Bypass-Abschnitt 48 zumindest eine Notversorgung des Verbrennungsmotors mit Kühlluft 22 sichergestellt, wobei diese Kühlluft 22 dann als Ansaug- bzw. Verbrennungsluft 16 verwendet wird.

Anhand der Figur 1 wird deutlich, dass der Ladeluftkühler 14 einen Ver- brennungslufteinlass 52 aufweist, der über kühlluftumströmte Kühlrippen 54 mit einem Verbrennungsluftauslass 56 in Strömungsverbindung steht, wobei das dem Ladeluftkühler 14 zugeordnete Ende 42 der Bypass-Leitung 38 näher am Verbrennungslufteinlass 52 als am Verbrennungsluftauslass 56 angeordnet ist. Konkret ist das dem Ladeluftkühler 14 zugeordnete Ende 42 der Bypass-Leitung 38 sogar unmittelbar an einem zum Verbrennungslufteinlass 52 benachbarten Rand der Luftauslassseite 20 des Ladeluftkühlers 14 angeordnet (siehe Figur 2).

Die den Ladeluftkühler 14 in Luftströmungsrichtung 24 durchströmende Kühl- luft 22 kann nahe des Verbrennungslufteinlasses 52 am meisten Wärmeenergie von der einströmenden, warmen Verbrennungsluft 16 aufnehmen und dadurch gegebenenfalls mitgeführte Schnee- oder Eispartikel abschmelzen. Folglich wird durch die nah am Verbrennungslufteinlass 52 angeordnete Bypass-Leitung 38 sichergestellt, dass die über die Bypass-Leitung 38 in das Filtergehäuse 26 strömende Ansaugluft im Wesentlichen schnee- und eisfrei ist.

Wie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt, ist angrenzend an die Luftauslassseite 18 des Ladeluftkühlers 14 ein Lüfter 58 vorgesehen, der die Kühlluft 22 in Luftströmungsrichtung 24 beaufschlagt und ein Lüfterrad 60 sowie einen Lüfterrahmen 62 aufweist. Das dem Ladeluftkühler 14 zugeordnete Ende 42 der Bypass-Leitung 38 ist am Lüfterrahmen 62 befestigt und steht über eine Öffnung 64 im Lüfterrahmen 62 mit der Luftauslassseite 20 des Lageluftkühlers 14 in Strömungsverbindung.

Der Lüfterrahmen 62 weist gemäß Figur 3 eine Klappe 66 auf, welche die Öffnung 64 im Lüfterrahmen 62 freigeben oder sperren kann. Vorzugsweise ist die Klappe 66 in ihre Sperrstellung gemäß Figur 3 federbeaufschlagt und bewegt sich ab einem vorbestimmbaren Unterdruck im Rohluftabschnitt 34 der Luftfiltervorrichtung 12 in Richtung zu ihrer Freigabesteilung. Dadurch ist auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass im schnee- und eisfreien Normalbetrieb der Luftversorgungsbaugruppe 10 ein Ansaugen von erwärmter Kühlluft 22 über die Bypass-Leitung 38 durch die Klappe 66 gesperrt ist. Die Luftzufuhr für den Verbrennungsmotor erfolgt über den Lufteinlass 28 der Luftfiltervorrichtung 12, wobei über diesen Lufteinlass 28 möglichst kühle Umgebungsluft von stromaufwärts der vorgesehenen Kühler angesaugt wird, um eine besonders hohe Motorleistung zu erzielen. Erst wenn der Unterdruck im Rohluftabschnitt 34 der Luftfiltervorrichtung 12 einen vorgegebenen Wert unterschreitet, wird von einem Zusetzen oder Vereisen des Filtereinsatzes 32 ausgegangen und die Bypass- Leitung 38 über die Klappe 66 freigegeben, damit eine zuverlässige Luftversorgung des Verbrennungsmotors sichergestellt ist. Alternativ kann auch im Gehäusekanal 46 des Filtergehäuses 26 eine Klappe 68 vorgesehen sein, die eine Luftströmung im Gehäusekanal 46 freigeben oder sperren kann. Die in Figur 3 dargestellte Klappe 66 am Lüfterrahmen 62 wäre in diesem Fall dann entweder dauerhaft geöffnet oder könnte entfallen. Gegenüber der am Lüfterrahmen 62 ausgebildeten Klappe 66 bringt die im Filtergehäuse 26 ausgebildete Klappe 68 mit Blick auf eine Minimierung der Ansauggeräusche insbesondere akustische Vorteile mit sich.

Darüber hinaus können weitere, aus dem Stand der Technik allgemein bekannte konstruktive Geräuschdämpfungsmaßnahmen ergriffen werden, um unerwünschte Ansauggeräusche in der Luftfiltervorrichtung 12 zu verringern. Die Luftfiltervorrichtung 12 ist dann in diesem Fall als Ansauggeräuschdämpfer ausgebildet.