Beschreibung

Filteranordnung Technisches Gebiet [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filteranordnung, insbesondere zum

Filtern von Ansaugluft für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs oder

zum Filtern von Luft für den Fahrzeuginnenraum.

[0002] Aufgrund der zunehmenden Luftverschmutzung ist es im Kraftfahrzeugbe¬

reich notwendig, die zur Verbrennung von Kraftstoffen benötigte Luft vor

der Zuführung in die Brennkraftmaschine zu reinigen. Dies erfolgt in der

Regel durch Luftfilter, welche in dem jeweiligen Verbrennungsluftansaug¬

rohr verbaut sind.

Stand der Technik

[0003] Aus der WO 2005/095783 ist ein entsprechendes Ansaugfilter bekannt,

das auf der Unterseite der Motorhaube eines Fahrzeugs angeordnet ist.

Dabei ist ein Filtermedium aus einem schlauchförmigen Körper in einer mit

der Motorhaube verbundenen luftdichten Abdeckung vorgesehen. Die zu

verbrennende Rohluft wird dabei in den unter der Motorhaube vorliegen¬

den Hohlraum eingeführt und als Reinluft aus dem Inneren des Filterele¬

ments über einen Verbindungsschlauch dem Verbrennungsmotor zuge¬

führt.

[0004] Nachteilig sind dabei eine Erhöhung des Gewichts der Motorhaube sowie

das benötigte Volumen zwischen Motorhaube und dem Motorraum des

Fahrzeugs. Durch die zusätzlichen Elemente, welche in die Motorhaube

integriert sind, kann sich dies auch negativ auf einen Fußgängerschutz

auswirken, da eine Verformung beim Auftreffen von Gegenständen auf die

Motorhaube erschwert wird.

[0005] Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte

Filteranordnung zu schaffen.

Offenbarung der Erfindung

[0006] Diese Aufgabe wird durch eine Filteranordnung mit den Merkmalen des

Patentanspruchs 1 gelöst.

[0007] Demgemäß weist eine Filteranordnung ein schlauchförmiges flexibles Fil¬

terelement und eine das Filterelement umschließende Aufnahmeeinrich¬

tung auf. Beides ist im Motorraum des Kraftfahrzeugs vorgesehen, wobei

das Filterelement mindestens eine einen Kreisbogenabschnitt entspre¬

chende Kurve beschreibt.

[0008] Durch den Einbau der Filteranordnung im Motorraum des Kraftfahrzeugs

kann der Platz für die Luftfilterung der Verbrennungsluft sehr Platz spa¬

rend ausgeführt werden. Ferner wird dadurch, dass das Filterelement eine

Kurve beschreibt, beispielsweise eine oder mehrere 90 Grad Kurven, eine

Oberfläche des Filtermaterials des Filterelementes besonders groß, und

es ist in die Aufnahmevorrichtung beziehungsweise einem entsprechen¬

den Filtergehäuse leicht einzusetzen.

[0009] Es können auch mehrere Kreisbogenabschnitte oder Kurven durch das

Filterelement innerhalb der Aufnahmeeinrichtung vorgesehen werden, bei-

spielsweise kann das Filterelement spiralförmig um sich selbst gewickelt werden und dabei schraubenförmig oder in einer Ebene angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass das Filterelement und die Aufnahmeeinrichtung oder das Filtergehäuse konzentrisch zueinander vorgesehen sind und sowohl die Aufnahmeeinrichtung als auch das Filterelement mehrere Kurven beschreiben. Dadurch kann der begrenzte Raum im Motorbereich eines Fahrzeugs günstig zur Luftfilterung verwendet werden. Es ist zum Beispiel möglich, dass die Aufnahmeeinrichtung als Teil eines Luftansaugschlauches für den Verbrennungsmotor ausgeführt ist. Ein entsprechender Schlauch kann zum Beispiel um Bauteile, welche bereits im Motorraum vorliegen in der Art einer Wicklung geführt sein. Selbstverständlich sind auch mehrere schlauchförmige Filterelemente in der Aufnahmeeinrichtung denkbar.

[0010] In einer Ausführungsform der Filteranordnung trennt das Filterelement einen Reinluftbereich von einem Rohluftbereich der Aufnahmeeinrichtung, und der Rohluftbereich schließt an einen Innenraum des Filterelementes an. Dabei strömt zu filternde Rohluft in das Filterelement ein und kann als Reinluft aus dem Außenraum des Filterelementes zwischen dem Filterelement und einer Gehäuse- oder Aufnahmewandung abgegriffen werden. Das Filterelement weist zum Beispiel die Form eines Strumpfes auf.

[0011] Alternativ ist ein Rohluftbereich der Aufnahmeeinrichtung zwischen einer Wandung der Aufnahmeeinrichtung und dem Filterelement gebildet, und

Reinluft ist aus einem einen Reinluftbereich bildenden Innenraum des Filterelementes abgreifbar.

[0012] Das Filterelement ist zum Beispiel derart in der Aufnahmeeinrichtung angeordnet, dass zu filternde Luft das Filterelement im Wesentlichen radial durchströmt.

[0013] In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Aufnahmeeinrichtung aus einem flexiblen, auf einen Druck von außen derart nachgiebigem Material ausgeführt, dass bei einem Eindrücken einer den Motorraum abdeckenden Haube die Filteranordnung das von ihr eingenommene Volumen um ein vorgegebenes Maß freigibt. In der Regel sind um einen Fußgängerschutz zu erfüllen standardisierte Eindringtiefen, beispielsweise bei einem Aufprall eines Körpers auf die Motorhaube des Fahrzeuges angegeben. Vorteilhaft gibt somit die Aufnahmeeinrichtung und das flexible und daher auch verformbare Filtermaterial in einem Unglücksfall Volumen frei, wodurch ein angefahrener Fußgänger möglichst sanft von der Motorhaube und dem darunter liegenden nachgiebigem Material gebremst wird.

[0014] In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Filterelement einen schlauchförmigen Hohlraum mit einer Längsausdehnung und einer Querausdehnung aus einem luftdurchlässigen Filtermaterial auf. Dabei ist das Filterelement durch mehrfache Querfaltungen des Filtermaterials in zumindest der Längsausdehnung reversibel stauch- und/oder streckbar. Die Querfaltungen sind dabei in einem nicht verschwindenden Winkel zu der

Längsausdehnungsrichtung ausgebildet. Durch geeignete Faltungsgeometrien lassen sich aus bogenförmigen Filtermaterialien, wie beispielsweise einem Filtervlies, verschiedene schlauch- oder balgenförmige Hohlräume darstellen.

[0015] Vorzugsweise sind ferner Fixiermittel, wie zum Beispiel im Innenraum des Filterelementes verlaufende Drahtverstrebungen oder gerüstartige Anordnungen, zum Stabilisieren der Form und/oder der Falten des Filterelementes vorgesehen. Es ist auch denkbar, dass das flexible schlauchförmige Filterelement von beispielsweise Leimfäden umwickelt ist, um Falten oder Formen zu fixieren.

[0016] Alternativ kann die Filteranordnung auch zur Filtration von Luft für den Fahrzeuginnenraum angewendet werden. Dazu wird Rohluft aus der Umgebung des Fahrzeuges durch das Filterelement gereinigt und die Reinluft in den Fahrzeuginnenraum geleitet. Innenraumluftfilter können im Motorraum oder außerhalb oder im Fahrgastinnenraum angeordnet sein. Es ist möglich, die Filteranordnung für die Innenluft als Bestandteil der Lüftungsoder Klimaanlage auszuführen.

[0017] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0018] Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispie¬

le unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert. Dabei

zeigt:

[0019] Fig. 1 : eine Draufsicht eines Motorraums mit einer darin angeordne¬

ten Filteranordnung;

[0020] Fig. 2: eine perspektivische Darstellung eines Filterelementes;

[0021] Fig. 3: eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer

Filteranordnung;

[0022] Fig. 4: eine weitere Ausführungsform einer Filteranordnung;

[0023] Fig. 5: noch eine weitere Ausführungsform einer Filteranordnung;

[0024] Fig. 6: eine Draufsicht eines Motorraums mit einer bevorzugten Aus¬

führungsform einer Filteranordnung; und

[0025] Fig. 7: noch eine perspektivische Darstellung einer Filteranordnung.

[0026] In den Figuren sind gleiche beziehungsweise funktionsgleiche Elemente

mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern hier nichts ande¬

res angegeben ist.

Ausführungsform(en) der Erfindung

[0027] In der Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Filteranordnung in einem

Motorraum in der Draufsicht dargestellt. In dem Motorraum 2 ist beispiel¬

haft ein Verbrennungsmotor 5 dargestellt. In der Figur 1 entspricht die un¬

tere Seite des Motorraums 5 der Vorderseite des Fahrzeugs. Der Pfeil F

deutet die normale Vorwärtsfahrtrichtung an. Im Frontbereich ist daher beispielhaft ein Kühler 6 dargestellt.

[0028] Die Filteranordnung 1 ist in der Form eines Verbrennungsansaugluft- schlauches ausgeführt. Dabei wird durch eine Eintrittsöffnung 9 Rohluft RO in den Innenraum eines konzentrisch im Gehäuse 3 der Filteranordnung 1 vorgesehenen Filterelementes 4 eingebracht. Das Filterelement 4 ist schlauchförmig beispielsweise über geeignete Faltungen oder bereits mit einem derart flexiblen Material ausgeführt, dass es flexibel, insbesondere kurvig, einsetzbar ist. Das in der Figur 1 dargestellte Filterelement 4 ist beispielsweise strumpfförmig ausgeführt.

[0029] Eine Austrittsöffnung 8 des Gehäuses 3 beziehungsweise der Aufnahmeeinrichtung für das Filterelement 4 ist an den entsprechenden Luftansaugstutzen des Verbrennungsmotors 5 gekoppelt. Dort tritt dann gefilterte Rohluft als Reinluft RE aus. Die zu filternde Luft tritt in den Innenraum 11 des Filterelementes 4 ein, der somit einen Rohluftbereich bildet. Im Zwischenraum zwischen der äußeren Oberfläche des Filterelementes 4 und der inneren Gehäusewandung 3 liegt somit der Reinluftbereich 12 der Filteranordnung 1 vor. Durch die Anordnung der Filteranordnung 1 im Motorraum 2 ist der dazu benötigte Platz sehr flexibel zu gestalten. Sofern bei der Konstruktion eines Fahrzeugs konstruktionsbedingt Freiräume vorliegen, können diese wegen der schlauchförmigen Gestaltung der Filteranordnung 1 flexibel verbaut werden.

[0030] In der Ausführungsform der Figur 1 tritt Rohluft RO in der Nähe des Kühlers 6 frontal durch die Eintrittsöffnung 9 der Filteranordnung 1 entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung F des Fahrzeugs ein. Das Filterelement 4 sowie die konzentrisch dazu angeordnete Aufnahmeeinrichtung 3 vollzieht eine im Wesentlichen 90 Grad Kurve und führt horizontal, senkrecht zur Vorwärtsfahrtrichtung F hinter dem Kühler 6 in der Anordnung der Figur 1 nach rechts. Am Ende dieser zum Beispiel 70 cm langen geraden Strecke ist eine weitere Kurve der Filteranordnung 1 vorgesehen, um in Richtung zum Verbrennungsmotor 5 einen Anschluss an dessen hier nicht näher bezeichneten Luftansaugstutzen zu schaffen. Das Filterelement weist somit mehrere Kurven oder Windungen auf.

[0031] In der Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel für ein gefaltetes Filterelement 10 zum Einsatz in zum Beispiel einer bezüglich der Figur 1 beschriebenen Filteranordnung perspektivisch dargestellt. Das Filterelement weist eine Reihe von Querfaltungen 13 und Diagonalfaltungen 14 auf, wodurch aus einem Filtermaterialbogen ein flexibler Schlauch entsteht. Der Schlauch ist an dem aufgrund der Perspektive sichtbaren Ende 7 verschlossen. Rohluft RO tritt somit am distalen Ende gegenüber dem verschlossenen Ende 7 in den Innenraum des Filterelementes 10 ein und fließt im Wesentlichen radial zu dessen Längsachse, welche mit S bezeichnet ist aus dem Filterelement 10 heraus. Durch die Faltungsgeometrie ist es möglich, das FiI-

terelement beispielsweise entlang der Pfeile B zu biegen und daher flexibel in eine schlauchförmige Gehäuseform einzuführen.

[0032] In der Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Filterelementes perspektivisch dargestellt. Dabei sind rohrförmige Gehäuseteile 3A, 3C vorgesehen, die in einen kastenförmigen Gehäuseteil 3B münden. Innerhalb der aus den rohrförmigen Gehäuseteilen 3A, 3C und dem Kasten 3B gebildeten Aufnahmeeinrichtung wird ein schlauchförmiges Filterelement, beispielsweise wie es in der Figur 2 dargestellt ist, eingeführt. Dies kann den geschwungenen Kurven der röhren- oder schlauchförmigen Teile 3A und 3C wegen seiner Flexibilität folgen. In dem kastenförmigen Abschnitt 3B des Gehäuses ist beispielsweise eine zickzackförmige oder gewickelte Anordnung des Schlauches aus Filtermaterial möglich. Dadurch wird die Oberfläche des gesamten Filterelementes und damit die Effizienz der Filteranordnung 1 weiter verbessert. Das Filterelement selbst ist in der Figur 3 nicht sichtbar. Ein möglicher Verlauf dessen Längsachse ist jedoch durch die strichpunktierte Linie angedeutet.

[0033] Eine andere Ausführungsform bildet eine zweiflutige Zuführung und Filterung der Rohluft durch die Gehäuseabschnitte 3C und 3A in den kastenförmigen Abschnitt 3B mit der Zuführung der Reinluft zum Motor mit einer zusätzlichen Luftleitung (in Fig. 3 nicht dargestellt).

[0034] Eine weitere Ausführungsform einer Filteranordnung 1 ist in der Figur 4A, 4B perspektivisch dargestellt. In der Figur 4A ist eine der Figur 3 ähnelnde

Gehäuseform aus schlauchförmigen Abschnitten 3A, 3C und einem kastenförmigen Abschnitt 3B dargestellt. Durch die Flexibilität des innen liegenden Filterelementes und die entlang der gesamten Länge des schlauchförmigen Gehäuses sich ergebenden Filterwirkung ist die erfindungsgemäße Filteranordnung besonders platzgünstig im Motorraum verbaubar. Auch ist es vorstellbar, einen Abschnitt der Aufnahmeeinrichtung 3B für Maßnahmen zur Wasser- oder Schneeabscheidung oder zur Verbesserung der Akustik zu nutzen. In diesem Fall würde das Gehäuseteil 3A hauptsächlich zur Filtration genutzt.

[0035] In der Figur 4B ist beispielsweise perspektivisch dargestellt, wie sich das in der Figur 4A isoliert dargestellte Filtergehäuse 3 im Motorraum einsetzen lässt. Dabei ist zum Beispiel der schlauchförmige Abschnitt 3A zumindest teilweise um ein Bauteil 15 im Motorraum 2 geführt. Die Filteranordnung ist somit um Elemente 15, 16, 17 im Motorraum 2 herum und durch Zwischenräume geführt. Konventionell ungenutzter Platz im Motorraum 2 wird damit zum Filtern von Ansaugluft durch die Filteranordnung verwendet.

[0036] Die Figur 5 zeigt noch ein Ausführungsbeispiel einer Filteranordnung im Querschnitt. Dabei ist das Filtergehäuse beziehungsweise die Aufnahmeeinrichtung 3 rohrförmig ausgestaltet und in einem Abschnitt 3B, beispielsweise entlang eines Ausschnittes eines Kreisbogens C gebogen. An den gebogenen Abschnitt 3B schließen sich zwei im Wesentlichen gerade

rohrförmige Abschnitte 3A, 3C an. Im Inneren ist im Wesentlichen konzentrisch ein schlauch- oder rohrförmiges Filterelement 4 vorgesehen.

[0037] Durch eine Eintrittsöffnung 9 tritt Rohluft RO in den Zwischenraum 11 zwischen Filterelement 4 und innerer Gehäusewandung 3 ein. Dieser Rohluftbereich 11 umschließt im Wesentlichen das Filterelement 4. Luft tritt somit radial, beispielsweise entlang der Pfeile L in den Innenraum 12 des Filterelementes 4 ein, welcher den Reinluftbereich 12 der Filteranordnung 1 bildet. An einem offenen Ende 8 des schlauchförmigen Filterelementes 4 lässt sich die Reinluft RE abgreifen.

[0038] Im Inneren des Filterelementes 4 ist zum Beispiel zur Stabilisierung dessen Form oder gegebenenfalls von Faltungen ein drahtförmiges Stabilisierungsmittel vorgesehen, das schraubenförmig die Wandungen oder die Oberflächen des Filterelementes 4 stützt.

[0039] In der Figur 6 ist noch eine Ausführungsform einer Filteranordnung in einem Motorraum in der Draufsicht dargestellt. Der Motorraum 2 umfasst dabei insbesondere den Motorblock 5. Die Aufnahmeeinrichtung 3 beziehungsweise das Gehäuse 3 der Filteranordnung kann zum Beispiel auf dem Motorblock 5 vorgesehen sein. Dabei weist das Gehäuse 3 eine öffnung 9 auf, an die im Innenraum des Filtergehäuses 3 das schlauchförmige Filterelement 4 anschließt. Von einer Eintrittsöffnung, beispielsweise der Karosserie oder dem Kühlergrill, des Fahrzeugs zur Eintrittsöffnung 9

des Gehäuses 3 beziehungsweise Filteranordnung 1 ist ein Luftzuführschlauch 19 vorgesehen.

[0040] Im Inneren des Gehäuses ist das Filterelement 4 schneckenartig umeinander gewunden und kann daher besonders flach in dem Gehäuse 3 untergebracht werden. Das Gehäuse 3 weist ferner eine Reinluftaustrittsöff- nung 8 auf, die beispielsweise mit einem Luftansaugstutzen des Motors 5 verbunden ist. Die Ausführungsform, welche in der Figur 6 dargestellt ist, hat den Innenraum 11 des Filterelementes 4 als Rohluftbereich 11 , während der Zwischenraum zwischen dem Filterelement 4 und dem Gehäuse 3 als Reinluftbereich 12 verwendet ist.

[0041] Die in der Figur 6 dargestellte Ausführungsform bietet den Vorteil, dass bei einer geeignet weichen oder nachgiebigen Ausführung des Gehäuses 3 ein Fußgängerschutz erfüllt werden kann, da bei einem Aufprall beziehungsweise einem Eindrücken der über dem Motorraum 2 vorhandenen Motorhaube die Filteranordnung 1 sanft nachgibt und Stöße dämpft.

[0042] Schließlich ist in der Figur 7 eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform einer Filteranordnung 1 in einem Motorraum 2 dargestellt. Dabei ist ein im Motorraum 2 vorgesehenes Element 15, beispielsweise ein Teil des Motorblockes oder der Antriebseinheiten, von einem schlauchförmigen Filtergehäuse 3 umwickelt, welches im Inneren ein wie in den vorhergehenden Beispielen dargestelltes Filterelement aufweist. Ferner ist eine öffnung 9 des Filterelementes 3 vorgesehen, durch

die Rohluft RO in den entsprechenden Rohluftbereich der Filteranordnung eintritt. Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher beschrieben wurde ist sie nicht darauf beschränkt, sondern vielfältig modifizierbar. Die dargestellten Geometrien von gekurvten Filterelementen und Gehäuseformen ist beispielhaft zu verstehen. Abweichend wie beispielsweise eckige und lang gestreckte Kurven im Inneren des Motorraumes sind durch eine erfindungsgemäße Filteranordnung möglich. Ferner sind die angedeuteten Materialien wie beispielsweise Kunststoff, Metall oder Verbundwerkstoffe zum Aufbau insbesondere des Gehäuses möglich. Um das Gehäuse und damit die gesamte Filteranordnung besonders flexibel zu gestalten, kann ferner Gummi oder elastisches Material zur Ausführung des Gehäuses verwendet werden. Neben den spiralförmigen, im Inneren eines Filterelementes untergebrachten Stützungsmittel, können auch im äußeren aus Kunststoff oder anderen geeigneten Materialien gefertigte Fixiermittel zum Stützen der Form oder der Faltungen des Filterelementes vorgesehen werden.