专利名称：进气装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种进气装置，其用于一种携带式机具的、特别是配有空气滤清器和离心分离器的切割机的内燃机的燃烧用空气，在此空气滤清器有一个污染物收集室和一个利用一滤清介质而与该污染物收集室分开的净化室，该净化室与内燃机的化油器流体连通，在此离心分离器将空气流分成为一个具有小的颗粒物密度的中心气流和一个具有大的颗粒物密度的外围气流，将一个分流送往空气滤清器的污染物收集室并将一个分流输走。
背景技术：
DE 25 50 165 C3中公开了一种用于气垫式割草机的内燃机的进气系统，该内燃机包含一个离心分离器。从离心分离器的中心气流中将预先净化过的空气输送给设置在离心分离器下游的空气滤清器。
发明内容
本发明的任务是提供所述类型的进气装置，它可良好地保证吸除污染物，并可很好地装配在一种可携带的机具上。
上述任务是通过一种具有权利要求1所述特征的进气装置加以解决的。
做了这种设定所排出的空气流都汇入到一条共同的排气软管中。这样，对置于一条独立的排气软管，可为每一个旋流滤清器节省出装配空间。与此同时需要的结构部件也较少。不过，共同的排气软管要求的条件是从各个旋流滤清器出发要有不同长度的抽吸路程。在共同引导各空气流的情况下，会产生强的压力差，这些压力差可能大大降低抽吸效率，从而大大降低分离效率。为了确保实现良好的污染物吸除，特规定从各旋流滤清器出来的各空气流分别被成对地共同导引。成对地一起导引空气流可减小所产生的压力差。这样，在每一个旋流滤清器上都可达到相同的负压和气流量。
进气装置最好有一个污染物收集器，其中设计一个污染物收集室，各分流汇入该收集室中。特别在污染物收集室中设计了一些通道，各分流在这些通道中被一起导引。当一个分流通过一个螺旋排出器从旋流滤清器被排出时，便可实现良好的污染物吸除。如果旋流滤清器的螺旋排出器都是同污染物收集器设计成一体式的，则从制造上讲是有利的。为了在所有的旋流滤清器中保证良好的污染物吸除效果，特设定，通道的横断面和长度都是如此确定的，使得在所有旋流滤清器的螺旋排出器中都大致存在相同的负压。从而可保证在每个通道中输送相同的气流量。在此，每个通道的横断面的确定对其长度具有决定性的意义。经过通道的横断面可控制对各通道的压力分配。如果在污染物收集室中在两个通道之间设置至少一个分隔壁，则可实现通道的一种简单设计结构。分隔壁可以同污染物收集器合成一整体地制造。
污染物收集室最好同具有高颗粒物密度的从旋流滤清器中出来的外围气流流体连通。最好是至少一个旋流滤清器具有一条潜管，该潜管设计在基体的背离进气元件的端部上，中心气流通过该潜管从旋流滤清器出来。特别是所有旋流滤清器所用的潜管都是同污染物收集器设计成一体式的。因此就免去了其它独立的部件。借助潜管同污染物收集器的一体式设计，便可实现紧凑的结构。在污染物收集器中所形成的污染物收集室最好基本上横交于旋流滤清器的纵轴线延伸。
每个旋流滤清器最好都具有一个基体，在其上设置一个进气元件。该进气元件是特别作为单独的部件设计的。因此，进气元件是可以单独制造的。这样，被制造的部件几何构形可加以简化。尤其在用塑料制成的离心分离器上，因此可以以注塑法中的一种简单制造工艺实现。当然将进气元件同基体设计成一体式的也是有利的。为了能将离心分离器很好地配装到现成的外壳中，规定离心分离器包含至少两个特别是至少三个旋流滤清器。这样就能获得足够的燃烧用空气流量，而不需要一个大的相关结构体积。为了实现良好的进气，规定进气元件具有一个进气轧管。
将进气元件套装在基体上是有利的。这样可简化安装。特别在进气元件和基体之间设计出一种卡合连接。进气元件也可通过辅助措施例如通过焊接而固定在基体上。如果进气元件是为所有旋流滤清器设计成相同的，则可减小部件的繁杂性。从而也可减少制造和保管方面的费用。将进气元件同旋流滤清器的基体设计成一体式也是很可取的。另一个减小部件复杂性的办法是，将空气滤清器设置在一个空气滤清器外壳中，使旋流滤清器的基体同空气滤清器外壳的一个第一外壳部分一起形成一个共同的结构部件。因此，旋流滤清器可以在一道工序中同空气滤清器外壳一起进行制造。这一点由于各进气元件是单独成形的，所以特别在采用注塑法制造时也是可行的，不会有什么困难。尤其如果空气滤清器外壳的第一外壳部分包含空气滤清器的污染物收集空，则可获得一种有利的布置。
为了清理污染物收集室，规定进气装置包括一个风扇叶轮和一条排气软管，依此，排气软管将污染物收集室同风扇叶轮的装有叶片的朝向内燃机的背面流体连通。于此，将排气软管特别设置在风扇叶轮的一个进气侧，从而将收集在污染物收集室中的脏污物连同空气流一起从污染物收集室中排出。排气软管的横断面有目的地朝向风扇叶轮扩大。这样就可获得有利的流动特性，并实现良好的排出。排气软管特别在风扇叶轮的旋转轴范围内接入。
为了避免污染物集聚在排气软管中，设定排气软管在携带式机具的正常工作位置上略微沿重力作用方向下垂。有利的布置是污染物收集室在携带式机具的正常工作位置上时针对重力作用方向而被设置在空气滤清器的上方。污染物收集器特别固定在空气滤清器外壳的一个外壳部分上，尤其是固定在其第一外壳部分上。特别的是，空气滤清器的污染物收集室是利用一个空气滤清器盖对周围环境加以封闭的。于此，空气滤清器盖有目的地啮合到一个设计成形在空气滤清器外壳的第一外壳部分上的密封槽中。该密封槽是设计成环行的和平坦的，所以能实现良好的密封。还设定空气滤清器盖至少部分地搭接着旋流滤清器，并且至少部分地特别是完全地搭接着污染物收集器。沿旋流滤清器的纵轴线方向看，污染物收集器特地布置在空气滤清器盖和旋流滤清器之间。
旋流滤清器的基体设计得略呈圆筒形，特别是稍呈锥形，这是有利的。按稍呈锥形的设计，在采用注塑法制造时可保证该基体的良好可脱模性。如果各旋流滤清器的纵轴线彼此平行伸展，并形成一个平面，则可实现有利的布置。进气元件针对重力的作用方向特别是从化油器的上方吸进燃烧用空气。在这一区域中，空气载有很小部分的颗粒物，因此从旋流滤清器中出来的中心气流所含颗粒物很少，从而可确保空气滤清器有很高的耐用度。本发明提出的一种进气系统的设计安装在切割机上是特别有利的。
其它特征见说明书和附图，附图中绘出了本发明的一个实施例。附图表示图1示意地表示一种切割机的局部断面，图2沿图1中II-II线的一个断面示意图，图3进气装置的分解图，图4图3中所示进气装置的断面图，图5一污染物收集器的透视图，图6一个进气元件的透视图，图7另一进气元件的透视图，图8图7中所示进气元件的另一种透视图。
具体实施例方式
图1局部以纵断面表示了一种可携带的手工操作的机具，即一种切割机1。切割机1具有一个内燃机8，该内燃机驱动着在图2中以断面图表示的切割圆盘43。经过化油器7向内燃机8供给燃料/空气混合物。燃料/空气混合物是在活塞45的上死点范围内通过一个通入曲轴箱46的入口44而输送给内燃机8的。在燃烧后，废气离开燃烧室47，通过出口48排出，该出口通入到废气消声器26中。在化油器7的上游，在流动路径上设置了一个空气滤清器3。在空气滤清器3的下游所形成的净化室6是与汽化室7连通的。在空气滤清器3的上游所形成的污染物收集室5与一离心分离器4流体相连。污染物收集室5通过一设置在空气滤清器外壳15中的滤清介质27而同净化室6相分开(图4)。
离心分离器4包含至少两个特别是至少三个旋流滤清器11，其中一个旋流滤清器在图1中以断面图示出。旋流滤清器都是作为切向旋流滤清器设计的，就是说进入旋流滤清器的入口是对旋流滤清器的圆周略沿切线方向进行的。采用轴向旋流滤清器也可能是有利的。进入旋流滤清器11的入口设计在一个进气元件13中。进气元件13从介于空气滤清器3和内燃机8之间的区域中吸入燃烧用空气，该内燃机针对重力的作用方向25而言位于化油器7的上方。
如图2中的断面图所示，在内燃机8的曲轴57的端部上设置了一个风扇叶轮22。风扇叶轮22不仅在背向内燃机8的前侧23上而且在朝向内燃机8的后侧24上都装有叶片。风扇叶轮22用来产生用于冷却内燃机8的冷却空气流。在风扇叶轮22的后侧24上接有一条排气软管21，该排气软管与离心分离器4相连。排气软管21接入到风扇叶轮22的后侧24上的一个进气范围中。排气软管21的接入点最好布置在风扇叶轮22的旋转轴线33的范围同。排气软管21的一种略呈点状的接入口是有利的。该接入口可以具有一个孔板，借以朝风扇叶轮22扩大点状出口处的小的横断面。这样就可使点状流动均匀地分布在风扇叶轮的旋转轴线的范围内的圆周上。
为了操作切割机1，配置了一个在图1和2中部分地示出的操纵管32，该操纵管在所示的切割机1的正常工作位置上使其超载。
图3表示进气装置2的分解图，该进气装置包括空气滤清器3和离心分离器4。离心分离器4包括四个旋流滤清器11，这些旋流滤清器分别由一个基体12、一个进气元件13及一个潜管14和一个螺旋排出器42组成。这四个旋流滤清器11在空气流中是彼此平行地布置的，并形成一个旋流滤清器组。进气元件13是分别按一体式设计成形的。为每上旋流滤清器11配置了一个单独的进气元件13。进气元件13各自具有一个旋流滤清器进气口49，燃烧用空气通过该进气口而被吸入到旋流滤清器11中。旋流滤清器进气口49略沿切向地朝旋流滤清器11的基体12的圆周延伸。进气元件13在其朝向基体12的端部上都各自有一个凸缘37，该凸缘所具有的圆周大于基体12。进气元件13用该凸缘37搭接着旋流滤清器11的基体12的朝向进气元件的端部28。凸缘37有一个切口39，在基体12上配置了一个与该切口相应的凸起38。在基体12的端部28上配备了一个环行的隆起部50，该隆起部与进气元件13的内圆周上所布置的一个环行的槽51相啮合。在啮合后的位置上，凸起38配合在切口39中。进气元件13当然也可以用别的方法固定在基体12上，例如通过焊接、粘接或者螺纹连接。进气元件13也可以同基体12设计成单件式的。
旋流滤清器11的基体12是设计得略呈圆筒状的，特别是略呈锥形，锥体最好朝进气元件13逐渐缩小。旋流滤清器11的纵轴线20彼此平行地延伸，特别是处在一个共同的平面中。在背向进气元件13的端部29，基体12被固定在空气滤清器外壳19的第一外壳部分18上。基体12同空气滤清器外壳19形成一个共同的结构部件。特别是它们同空气滤清器外壳19的第一外壳部分18设计成单件式的。在旋流滤清器11的基体12的范围内，排气软管21的端部40固定在一个排出区段41上。排出区段41被设计在空气滤清器外壳19的第一外壳部分18中。排出区段41最好大致与旋流滤清器基体12相平行地延伸。流动方向则是与旋流滤清器11中的流动方向相反地走向的。排气软管21的横断面从端部40直至朝向风扇叶轮22的端部67逐渐增大。如图4中所示，排气软管21在机具的正常工作位置上沿重力的作用方向25在它的端部40、67之间的范围内下垂。
在空气滤清器外壳19的第一外壳部分18上，在背向旋流滤清器11的基体12的一侧设计了一个环行的密封槽34。在密封槽34内设计了一个用于污染物收集器16的容纳部35。污染物收集器16用固定螺钉36固定在空气滤清器外壳19的第一外壳部分18上。污染物收集器16当然也可以经过别的连接方法固定在第一外壳部分18上，例如采用粘接或焊接。污染物收集器16还可通过插塞连接方式与第一外壳部分18相连。如图4中的断面图所示，污染物收集器16整体安装在容纳部35中。布置在污染物收集器16上的潜管14分别伸入到一个旋流滤清器11的基体12中。设计在每个潜管14的外圆周上的螺旋排出器42密封地与相关的旋流滤清器11的基体12相接合。如图3所示，螺旋排出器42都汇入到一个设计在污染物收集器16中的污染物收集室17内。污染物收集室17基本上横交于旋流滤清器的纵轴线20延伸。特别是污染物收集室17大致地平行于由旋流滤清器11的纵轴线20所形成的平面延伸。空气滤清器盖15利用翼形螺钉31可松卸地拧紧在螺钉凹穴53中，该螺钉凹穴成形在空气滤清器外壳19的第一外壳部分18上。
如图4中所示，在用螺钉固定的空气滤清器盖15上，有一个同空气滤清器盖15一体式成形的边缘54，它伸入到成形在空气滤清器外壳19的第一外壳部分18上的密封槽34中。这样，成形在空气滤清器3上游的污染物收集室5便对周围环境实现了密封。在密封槽34中可以设置一个或多个有弹性的密封元件，借以改进密封作用。安排在空气滤清器3中的滤清介质27是相对于空气滤清器外壳19加以密封的，所以在净化室6和污染物收集室5之间只能通过滤清介质27来存在一种流体连通。在空气滤清器外壳19的第一外壳部分18上布置了一些孔55，通过这些孔形成了一种流体连通，即从滤清介质27到空气滤清器盖15的内室56、从而到汇入内室56中的离心分离器4的流体连通。
污染物收集器16被设置在容纳部35中并在此被空气滤清器外壳19的第一外壳部分18的一个边缘30所搭接。边缘30是同旋流滤清器基体12和第一外壳部分18一体式地设计的。从旋流滤清器11的纵轴线20的方向看，污染物收集器16布置在旋流滤清器11的基体12和空气滤清器盖15之间。空气滤清器盖15在由密封槽34封闭的内室56以外的区域内沿旋流滤清器纵轴线20的方向完全搭接着污染物收集器16。旋流滤清器11在它们纵向延伸的一个区域内也都部分地被空气滤清器盖15所搭接。
燃烧用空气通过旋流滤清器进气口49进入到一个进气元件13。通过径向的进气口便沿旋流滤清器基体12的切向方向产生一空气流。由于离心力，该空气流中所含的颗粒物便聚集在靠外的外围气流10中。因此，外围气流10中所含的颗粒物密度大于在纵轴线20范围里面所形成的中心气流9所含的颗粒物密度。中心气流9通过潜管14流出而进入内室56，而外围气流10则经过螺旋排出器42而被送往污染物收集器17。当然，将一个具有确定颗粒物密度的空气流从外围气流送往空气滤清器的做法，也可能是合适的。从污染物收集室17出来的空气流同污染物一起通过排气软管21而被后面装有叶片的风扇叶轮22吸去。
图5中绘出污染物收集器16的透视图。四个旋流滤清器11的螺旋排出器42以及旋流滤清器11的潜管14都是同污染物收集器16设计成一体式的。在污染物收集器16上安排了两个固定孔68，图3中所示的螺钉36穿过该固定孔而将污染物收集器16固定在空气滤清器的外壳19上。含有大的颗粒物密度的如图4中所示的外围气流10流入到旋流滤清器11的螺旋排出器42。流入污染物收集器16中的分流都汇入到污染物收集室17中。在此，每个分流汇入到一个设计在污染物收集室17中的通道59、60、61、62中。
这些各在通道中被导引的分流在污染物收集室17中是分别成对地一起加以导引的。为此，还设置了相应构成的分隔壁65、66。分隔壁65设置在通道59和60之间，大致延伸到污染物收集室17的中心处。因此，在通道59和60中被导引的来自两个相邻设置的旋流滤清器11的分流，大致在污染物收集室17的中心部位被一起导引。通道59和60在此汇入一个通道63中。来自另外两个相邻的旋流滤清器11的分流在污染物收集室17中是在通道61和62中被导引的，这两个通道汇成一个通道64，然后上述分流在该通道中被一起导引。通道61和62是由分隔壁66分开的，该分隔壁还将通道60和通道61分开。分别导引来自两个旋流滤清器的分流的通道63和64是在舌形部71的范围内被一起引导的，该舌形部大致地在排出横断面69的范围内布置在分隔壁66上。空气流从排出横断面69流入到排气软管21中，该排气软管的开始用以70标出的圆表示。舌形部71是如此设计的，使得在通道64中的横断面小于在通道63中的横断面。通道61或通道64是通过分隔壁66而与通道63分开的。通道59至64中的横断面是这样按通道各自的长度加以确定的，使得在每个螺旋排出器42上能调定出大致相等的负压和流量。从而可保证很好地从所有旋流滤清器中排出污染物。
在图6至8中绘出了关于进气元件13的实施例。图6中所示的进气元件13在流入口49的范围内有一个进气轧管58，空气流通过此轧管被吸入。在进气接套75汇入基体73的范围内设置了一个分隔壁72，该分隔壁形成了进气接套75的朝向旋流滤清器基体12的侧壁74的延长部。分隔壁72能防止空气流从进气接套75直接流入一个设置在旋流滤清器11的对置端上的潜管14中。与此同时还能强制实现被吸入空气的一种旋转运动。
图7和8中示出一个进气元件13的前视图和后视图，该进气元件也有一个进气轧管58。进气口的几何构形可以设计成沿切向具有平的底和/或如图6中所示具有轴向坡度，也就是作为螺旋状加以设计。此外，附加的或者替代的具有径向螺旋即径向收缩的设计也可能是有利的(图7和8)。通过这些结构形式便可强制实现空气流的旋转运动。下述做法可能是有利的进气接套75中的横断面减小到大致的一个范围76。通过该横断面的减小，便可加速空气流动。
为了能在小的流动阻力条件下实现良好的分离，进气接套75的长度为大约10mm是有利的。在此情况下测量进气接套的长度l，直到基体73的范围中，也就是大致直到旋流滤清器的基体12的圆周，如图8中所示。旋流滤清器吸入口49的长度最好是旋流滤清器吸入口的宽度的两倍。这样，空气流动便获得充足的冲量以实现良好的分离。
潜管14特别对所有旋流滤清器11来说都是同污染物收集器16设计成一体式的。当然下述做法也是合适的代替上述设计，配置包括潜管和/或螺旋排出器的单个构成的盖。进气元件13最好是套装在旋流滤清器11的基体12上。特别是所有进气元件13都设计成是相同的。如图4中所示，污染物收集室17针对重力的作用方向25大致设置在空气滤清器3的上方。特别是污染物收集器16则完全设置在空气滤清器3的上方。旋流滤清器11也处在空气滤清器3的上方，如图4中所示。
权利要求
1.进气装置，其用于一种携带式机具的、特别是配有空气滤清器(3)和离心分离器(4)的切割机的内燃机的燃烧用空气，在此空气滤清器(3)有一个污染物收集室(5)和一个利用一滤清介质(27)而与该污染物收集室分开的净化室(6)，该净化室(6)与内燃机(8)的化油器(7)流体连通，在此离心分离器(4)将空气流分成为一个具有小的颗粒物密度的中心气流(9)和一个具有大的颗粒物密度的外围气流(10)，将一个分流送往空气滤清器(3)的污染物收集室(5)并将一个分流输走，其特征在于离心分离器(4)包括至少两个旋流滤清器(11)，从旋流滤清器(11)中排出的空气流分别成对地被一起导引，并汇入到一个共同的排气软管(21)中。
2.按权利要求1所述的进气装置，其特征在于进气装置(2)具有一个污染物收集器(16)，其中设计有一个污染物收集室(17)，分流汇入到该污染物收集室中，在此，最好在污染物收集室(17)中设计一些通道(59至64)，各分流在这些通道中被一起导引，特别是在两个通道之间设置至少一个分隔壁(65，66)。
3.按权利要求1或2所述的进气装置，其特征在于一个分流通过螺旋排出器(42)从一旋流滤清器(11)被排出，在此，旋流滤清器(11)的螺旋排出器(42)最好同污染物收集器(16)设计成一体式的，通道(59到64)的横断面和长度是如此设定的，使得在所有旋流滤清器(11)的螺旋排出器(42)中存在着大致相等的负压。
4.按权利要求2或3所述的进气装置，其特征在于，污染物收集室(17)同从旋流滤清器(11)中出来的外围气流(10)流体相连。
5.按权利要求1至4中的任一项所述的进气装置，其特征在于至少一个旋流滤清器(11)具有一潜管(14)，该潜管布置在基体(12)的背离进气元件(13)的端部(28)上，中心气流(9)通过该潜管从旋流滤清器(11)出来，在此，用于所有旋流滤清器(11)的潜管(14)都最好与污染物收集器(16)设计成一体式的。
6.按权利要求2至5中的任一项所述的进气装置，其特征在于污染物收集室(17)基本上横交于旋流滤清器(11)的纵轴线(20)延伸。
7.按权利要求1至6中的任一项所述的进气装置，其特征在于每个旋流滤清器(11)都有一个基体(12)，在该基体上设置一个进气元件(13)，在此，进气元件(13)可作为分开的部件加以设计，进气元件(13)最好有一个进气轧管(58)。
8.按权利要求7所述的进气装置，其特征在于用于所有旋流滤清器(11)的进气元件(13)都是相同设计的。
9.按权利要求7或8所述的进气装置，其特征在于空气滤清器(3)设置在一个空气滤清器外壳(19)中，旋流滤清器(11)的基体(12)与空气滤清器外壳(19)的第一外壳部分(18)形成一个共同的构件，于此，空气滤清器外壳(19)的第一外壳部分(18)包括空气滤清器(3)的污染物收集室(5)。
10.按权利要求2至9中的任一项所述的进气装置，其特征在于进气装置(2)包含一个风扇叶轮(22)和一个排气软管(21)，于此，排气软管(21)将污染物收集室(17)同风扇叶轮(22)的装有叶片的朝向内燃机(8)的背面(24)流体连通，而排气软管(21)的横断面最好朝风扇叶轮(22)扩大，于此，排气软管(21)在风扇叶轮(22)上大致在旋转轴线(33)的范围内如此汇入，使得特别是排气软管(21)在便携式机具的正常工作位置上大致沿重力作用方向(25)下垂。
11.按权利要求2至10中的任一项所述的进气装置，其特征在于在便携式机具的正常工作位置上，污染物收集室(17)针对重力作用方向(25)设置在空气滤清器(3)的上方。
12.按权利要求2至11中的任一项所述的进气装置，其特征在于污染物收集室(16)被固定在空气滤清器外壳(19)的一个外壳部分上特别是在第一外壳部分(18)上。
13.按权利要求1至12中的任一项所述的进气装置，其特征在于空气滤清器(3)的污染物收集室(5)以空气滤清器盖(15)对周围环境加以封闭，该盖至少部分地搭接着旋流滤清器(11)。
14.按权利要求1至13中的任一项所述的进气装置，其特征在于旋流滤清器(11)是切向旋流滤清器。
15.按权利要求1至14中的任一项所述的进气装置，其特征在于旋流滤清器(11)的基体(12)略呈圆筒状，特别是稍带锥形，旋流滤清器(11)的纵轴线(20)最好是彼此平行地延伸，并形成一个共同的平面。
16.按权利要求1至15中的任一项所述的进气装置，其特征在于进气元件(13)针对重力作用方向(25)从化油器(7)的上方吸入燃烧用空气。
全文摘要
一种进气装置，其用于便携式机具特别是切割机(1)的内燃机(8)的燃烧用空气，包括空气滤清器(3)和离心分离器(4)。空气滤清器(3)具有污染物收集室(5)和通过滤清介质(27)而与该污染物收集室分开的净化室(6)。净化室(6)与内燃机(8)的化油器(7)流体相连，借以向内燃机(8)输送燃烧用空气。离心分离器(4)将空气流分为具有小的颗粒物密度的中心气流(9)和具有大的颗粒物密度的外围气流(10)。可由此实现进气装置良好的颗粒物吸除离心分离器(4)包含至少两个旋流滤清器(11)；从旋流滤清器(11)中排出的空气流分别成对地一起被导引，并汇入到一个共同的排气软管(21)中。
文档编号F02M35/022GK1480638SQ0312750
公开日2004年3月10日 申请日期2003年8月5日 优先权日2002年8月5日
发明者J·里曼, J 里曼, M·里伯, 芈, H·赫特曼, 箍财, H·罗斯坎普 申请人:安德烈亚斯·斯蒂尔两合公司, 安德烈亚斯 斯蒂尔两合公司