AT514934B1 - Filtereinheit für ein Abgasanalysegerät - Google Patents

Abstract

Für eine Filtereinheit (1) für ein Abgasanalysegerät mit einer hohe Standzeit und damit mit einem langen Tauschintervall ist ein erstes und zweites Filtergehäuseteil (2, 3) vorgesehen, wobei im ersten Filtergehäuseteil (2) ein Innengewinde (10) vorgesehen ist, in das ein Atemschutzfilter (4) mit einem daran angeordneten standardisierten Außengewindeanschluss (20) eingeschraubt ist und der zweite Filtergehäuseteil (3) am Atemschutzfilter (4) oder am ersten Filtergehäuseteil (2) angeordnet ist.

Description

Beschreibung

FILTEREINHEIT FÜR EIN ABGASANALYSEGERÄT

[0001] Die gegenständliche Erfindung betrifft eine Filtereinheit für ein Abgasanalysegerät miteinem ersten Filtergehäuseteil mit zumindest einem ersten Anschlussteil für eine Abgasleitungund einem zweiten Filtergehäuseteil mit zumindest einem zweiten Anschlussteil für eine Abgas¬leitung.

[0002] In Abgasanalysegeräten wird Abgas, in der Regel einer Verbrennungskraftmaschine,hinsichtlich bestimmter Eigenschaften, wie z.B. Abgasbestandteile, Partikelbelastung, Partikel-größen(verteilung), etc., untersucht. Dazu wird Abgas dem Auspuff der Verbrennungskraftma¬schine entnommen und dem Abgasanalysegerät über Abgasleitungen zugeführt. Im Abgasana¬lysegerät kann eine Säugpumpe angeordnet sein, um, gegebenenfalls zusammen mit Volu¬menstromregeleinrichtungen, einen bestimmten Volumenstrom von Abgas durch das Ab¬gasanalysegerät einzustellen. Um eine Verschmutzung der Säugpumpe zu vermeiden, mussdavor eine Filtereinheit angeordnet werden, um allfällige, im Abgas enthaltene Partikel, die sichin der Säugpumpe ablagern würden, auszufiltern. Aber auch an anderen Stellen im Abgasana¬lysegeräte können Filtereinheiten angeordnet sein. Typische Durchflusswerte von Abgas durchein Abgasanalysegerät liegen weit unter 10 l/min, z.B. 4l/min. Damit liegen bei Abgasanalysege¬räten die Durchmesser der Verschlauchungen und anderer Komponenten im Bereich wenigerMillimeter.

[0003] Zurzeit gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Filtertypen die in Abgasanalysegerätenzum Einsatz kommen. Die am häufigsten eingesetzte Variante besteht aus einem zylindrischgeformten Filtermaterial (z.B. Polyamide (PA), Polyvinylidenfluoride (PVDF), Polypropylene(PP)), das je nach Anwendung von außen nach innen oder von innen nach außen über An¬schlüsse an einem speziellen Gehäuse begast wird. Solche Filter gibt es in unterschiedlichenGrößen und Ausführungen. Im Einsatz in Abgasanalysegeräten findet man aufgrund der gerin¬gen Volumenströme zumeist Filter von 1 bis 3 cm Durchmesser und etwa 4 bis 8 cm Länge.Das begrenzt aber die effektive Filterfläche und damit auch die Standzeit solcher Filter. DerVorteil solcher Filter ist jedoch, dass sie sehr kostengünstig hergestellt werden können undmeist auch mit einfachen Mitteln getauscht werden können. Für den Anwender, z.B. in einerKFZ-Werkstätte, ist aber gerade das Tauschintervall von großem Interesse, da bei jedemTauschvorgang Kosten entstehen. Der Filter ist aber in regelmäßigen Abständen zu tauschen,da die Funktion des Abgasanalysegerätes durch verschmutzte Filter stark beeinträchtigt wird.Für den Anwender wäre es somit vorteilhaft einen Filter mit langem Tauschintervall bei gleich¬bleibender Filterwirkung einsetzen zu können, was durch die verfügbaren Filter für Abgasanaly¬segeräte nicht gewährleistet werden kann.

[0004] Am Markt findet man zwar größere Filter, die allerdings nicht für den Gebrauch in sol¬chen Abgasanalysegeräten gedacht sind, insbesondere nicht für den Einsatz bei derart gerin¬gen. Gasvolumina. Solche Filtereinheiten mit großen Gasvolumina bzw. Filteroberflächen habendaher in der Regel viel größere Anschlussmaße (Schlauchdurchmesser), oder müssen als teureSpezialanfertigungen erworben werden. Daher sind solche Filtereinheiten für die Anwendungbei Abgasanalysegeräten nicht praktikabel einsetzbar.

[0005] Es ist daher eine Aufgabe der gegenständlichen Erfindung, eine Filtereinheit für einAbgasanalysegerät anzugeben, das eine hohe Standzeit und damit ein langes Tauschintervallermöglicht und die trotzdem einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in einem ersten Filtergehäu¬seteil ein Innengewinde vorgesehen ist, in das ein Atemschutzfilter mit einem daran angeordne¬ten standardisierten Außengewindeanschluss eingeschraubt ist und ein zweites Filtergehäuse¬teil am Atemschutzfilter oder am ersten Filtergehäuseteil angeordnet ist, wobei die Anordnungbevorzugt gasdicht ausgeführt ist. Das ermöglicht es, kostengünstig verfügbare, große Stan¬dard-Atemschutzfilter an kleinen Anschlüssen von Abgasanalysegeräten zu verwenden. Atem¬ schutzfilter sind genormte Filter, die in hohen Stückzahlen produziert werden. Die Filterfläche istim Vergleich zu den heute in Abgasanalysegeräten verwendeten Filtern enorm hoch, was auf¬grund der geringen Volumenströme eine sehr hohe Standzeit und sehr hohe Filterwechselinter¬valle ermöglicht. Atemschutzfilter verwenden standardisierte Gewindeanschlüsse, was es er¬möglicht zumindest ein Filtergehäuseteil für verschiedene Atemschutzfilter zu verwenden, so¬lange die Atemschutzfilter dieselben Gewinde aufweisen. Ein Filterwechsel ist darüber hinausebenfalls sehr einfach möglich, da der Atemschutzfilter sehr einfach von den Filtergehäusetei¬len getrennt bzw. damit verbunden werden kann.

[0007] Für eine besonders einfache Ausgestaltung und Herstellung ist der erste Filtergehäuse¬teil vorzugsweise als hohler Formteil mit einem Gehäuseinnenraum ausgeführt, wobei am ers¬ten Filtergehäuseteil ein Aufnahmeabschnitt mit einem Innengewinde zur Aufnahme des Au¬ßengewindeanschlusses des Atemschutzfilters vorgesehen ist. Das gleiche gilt, wenn der zwei¬te Filtergehäuseteil als hohler Formteil mit einem Gehäuseinnenraum ausgeführt ist. Dabei ist ineiner Variante der Erfindung am ersten und/oder am zweiten Filtergehäuseteil zumindest einVerbindungselement vorgesehen, mit dem der zweite Filtergehäuseteil am Atemschutzfilteroder am ersten Filtergehäuseteil befestigt ist.

[0008] Werden am ersten Filtergehäuseteil oder am zweiten Filtergehäuseteil mehrere An¬schlussteile angeformt, die in den Gehäuseinnenraum münden, dann können an einem einzi¬gen Filtergehäuseteil auf sehr einfache Weise Abgasleitungen unterschiedlicher Dimensionangeschlossen werden.

[0009] Das Verbindungselement kann durch axial vorragende, am zweiten Filtergehäuseteilangeordnete und über den Umfang des zweiten Filtergehäuseteils verteilte Haken ausgebildetsein, wobei die Haken in einer Öffnung, einer Ausnehmung oder einer Stufe des Gehäuses desAtemschutzfilters hineinragen und einhaken. Damit kann der zweite Filtergehäuseteil sehreinfach am Atemschutzfilter befestigt werden. Hierbei können die konstruktiven Gegebenheitendes Atemschutzfilters bestmöglich ausgenutzt werden.

[0010] Um eine vorteilhafte gasdichte Verbindung sicherzustellen, ist zwischen ersten undzweiten Filtergehäuseteil oder zwischen zweiten Filtergehäuseteil und dem Gehäuse des Atem¬schutzfilters zumindest ein Dichtelement angeordnet.

[0011] Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1bis 5 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausge¬staltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt [0012] Fig.1 eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Filtereinheit, [0013] Fig.2 eine Ausgestaltung des ersten Filtergehäuseteils, [0014] Fig.3 eine Ausgestaltung des zweiten Filtergehäuseteils, [0015] Fig.4 ein Beispiel eines Standard-Atemschutzfilters und [0016] Fig.5 eine alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Filtereinheit.

[0017] Die in Fig.1 dargestellte beispielhafte erfindungsgemäße Filtereinheit 1 besteht auseinem ersten Filtergehäuseteil 2 und einem zweiten Filtergehäuseteil 3, zwischen denen einstandardisiertes Atemschutzfilter 4, wie nachfolgend noch genauer beschrieben, angeordnet ist.Am ersten Filtergehäuseteil 2 ist ein erster Anschlussteil 5, z.B. ein Anschlussnippel, zum An¬schließen einer Abgasleitung 7, z.B. ein Kunststoffschlauch angeordnet. Am zweiten Filterge¬häuseteil 3 ist ein zweiter Anschlussteil 6, z.B. ein Anschlussnippel, zum Anschließen einerAbgasleitung 7 angeordnet.

[0018] Ein Atemschutzfilter 4 ist ein in vielfältigster Ausführung erhältlicher Gebrauchsteil fürAtemschutzgeräte zum Schutz von Personen. Im Sinne der gegenständlichen Erfindung werdenunter Atemschutzfilter 4 solche Atemschutzfilter verstanden, die einen standardisierten Außen¬gewindeanschluss 20, z.B. nach der Norm EN 148-1 (Rundgewindeanschluss), EN 1482(Zentralgewindeanschuss) oder EN 148-3 (Metrischer Gewindeanschluss), aufweisen. Im Ge¬ häuse 21 des Atemschutzfilters 4 ist ein Filterelement 22, für die gegenständliche Anwendungein Partikelfilterelement, angeordnet. Der Außengewindeanschluss 20 ist hohl und an der axia¬len Stirnfläche offen ausgeführt, um das Zuströmen von Gas in das Gehäuse 21 zu ermögli¬chen. Am dem Außengewindeanschluss 20 gegenüberliegenden axialen Ende des Atemschutz¬filters 4 ist das Gehäuse 21 durch einen Gehäusedeckel 23 verschlossen, wobei im Gehäuse¬deckel 23 eine Öffnung 24 vorgesehen ist, um die Zu- oder Abströmung von Gas durch dasAtemschutzfilter 4 zu ermöglichen. In der Öffnung 24 können Verstrebungen 25 oder ein Gittervorgesehen sein, in der Regel um zu verhindern, dass durch Gegenstände oder durch dieHandhabung des Atemschutzfilters 4 das Filterelement 22 beschädigt wird.

[0019] Das Atemvolumen eines Menschen beträgt durchschnittlich 8 l/min, wobei hier mal 2 zurechnen ist, da auch wieder ausgeatmet wird. Durch ein Atemschutzfilter 4 strömt damit einVolumenstrom von typischenweise 161/min. Durch ein Abgasanalysegerät werden typischer¬weise 41/min gefördert, also in etwa ein Viertel der Menge, die normalenweise durch ein Atem¬schutzfilter 4 strömt. Für die Anwendung in einem Abgasanalysegerät kann damit die Standzeitdes Filters deutlich erhöht werden. Daneben ist gegenüber bisher bekannten Filtern auch dieverfügbare Filterfläche bei einem Atemschutzfilter 4 deutlich vergrößert. Selbst im Falle einerverschmutzungsbedingten Reduzierung der aktiven Filterfläche, kann das Atemschutzfilter 4immer noch eingesetzt werden, was ebenfalls hilft, die Standzeit zu erhöhen und das erforderli¬che Austauschintervall zu verlängern.

[0020] Fig.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des ersten Filtergehäuseteils 2. Das Filtergehäuse¬teil 2 ist ein einfacher hohler Formteil, z.B. ein Spritzgussteil, an dem Anschlussteile 5, 5‘ ange¬formt sind, die in den Gehäuseinnenraum 11 münden. Die Anschlussteile 5, 5‘ sind hier aneinem ersten axialen Ende des Filtergehäuseteils 2 angeordnet. Mehrere Anschlussteile 5, 5‘bieten die Möglichkeit, Anschlüsse für verschiedene Durchmesser von Abgasleitungen 7 vorzu¬sehen. Nicht benötigte Anschlussteile 5, 5‘ können einfach verschlossen werden. Am gegen¬überliegenden axialen Ende des Filtergehäuseteils 2 ist ein Aufnahmeabschnitt 12 mit einemInnengewinde 10, z.B. ein Rundgewinde RD40 oder ein metrisches Gewinde M45 x 3 gemäßdem Standard für Gewinde für Atemanschlüsse, vorgesehen. In das Innengewinde 10 wird derAußengewindeanschluss 20 des Atemschutzfilters 4 eingeschraubt.

[0021] In Fig.3 ist das zweite Filtergehäuseteil 3 beispielhaft dargestellt. Auch der zweite Filter¬gehäuseteil 3 ist ein einfacher hohler Formteil, z.B. ein Spritzgussteil, an dem Anschlussteile 6,6‘ angeformt sind, die in den Gehäuseinnenraum 15 münden. Die Anschlussteile 6, 6‘ sind hieran einem ersten axialen Ende des Filtergehäuseteils 3 angeordnet. Mehrere Anschlussteile 6,6‘ bieten wiederum die Möglichkeit Anschlüsse für verschiedene Durchmesser von Abgasleitun¬gen 7 vorzusehen, wobei nicht benötigte Anschlussteile 6, 6‘ einfach verschlossen werdenkönnen. Am gegenüberliegenden axialen Ende des Filtergehäuseteils 3 ist ein Verbindungs¬element 16 vorgesehen, mit dem der zweite Filtergehäuseteil 3 am Atemschutzfilter 4 oder amersten Filtergehäuseteil 2 befestigt werden kann.

[0022] Im Ausführungsbeispiel nach Fig.3 wird das Verbindungselement 16 durch axial vorra¬gende, über den Umfang des zweiten Filtergehäuseteils 3 verteilte Haken 17 ausgebildet, die ineine Öffnung 24 des Atemschutzfilters 4 hineinragen und an der Öffnung 24 einhaken, z.B.durch Verdrehen an Verstrebungen 25 in der Öffnung 24 einhaken, und so den zweiten Filter¬gehäuseteil 3 am Atemschutzfilter 4 halten. Selbstverständlich sind hier, je nach Ausformungdes Atemschutzfilters 4, viele verschiedene Ausgestaltungen des Verbindungselements 16denkbar. Das Verbindungselement 16 könnte z.B. auch mit geeigneten Bauteilen an einer radialäußeren Stufe oder Ausnehmung am Gehäuse 21 des Atemschutzfilters 4 einhaken.

[0023] Um eine gasdichte Verbindung zwischen zweitem Filtergehäuseteil 3 und Atemschutzfil¬ter 4 sicherzustellen, ist vorzugsweise zwischen zweiten Filtergehäuseteil 3 und dem Gehäuse21 des Atemschutzfilter 4 ein Dichtelement 8 angeordnet. Dazu kann am zweiten Filtergehäuse¬teil 3 an einer dem Verbindungselement 16 zugewandten Stirnfläche 18 eine Umfangsnut 19eingeformt sein, in der ein Dichtelement 8, wie z.B. ein O-Ring oder eine Dichtung, angeordnetwerden kann. Das Dichtelement 8 wird im zusammengebauten Zustand gegen eine Stirnfläche des Gehäuses 21 des Atemschutzfilters 4, z.B. dem Gehäusedeckel 23, gepresst und dichtet sogasdicht ab, wie in Fig.1 und 3 angedeutet. Alternativ kann das Dichtelement 8 natürlich auch ineiner Umfangsnut im ersten Filtergehäuseteil 2 angeordnet sein.

[0024] Auch ist eine Ausführung denkbar, bei der der zweite Filtergehäuseteil 3 nicht am Atem¬schutzfilter 4 befestigt wird, sondern am ersten Filtergehäuseteil 2, wie in Fig.5 angedeutet. Flierbilden der erste Filtergehäuseteil 2 und der zweite Filtergehäuseteil 3 ein abgeschlossenesGehäuse, in dessen Innenraum der Atemschutzfilter 4 angeordnet ist, indem dieser wieder indas Innengewinde 10 des ersten Filtergehäuseteils 2 eingeschraubt ist. Erster Filtergehäuseteil2 und zweiter Filtergehäuseteil 3 können hierbei beliebig, aber trennbar, über ein Verbindungs¬element 16 miteinander verbunden sein, z.B. indem das zweite Filtergehäuseteil 3 auf das ersteFiltergehäuseteil 2 auf- oder eingeschraubt wird, indem ein geeigneter Bajonettverschluss oderein geeigneter Schnappverschluss, etc. vorgesehen wird. Für eine gasdichte Verbindung kannwiederum ein Dichtelement zwischen ersten und zweiten Filtergehäuseteil 2, 3 vorgesehensein.

[0025] Gasdicht bedeutet in diesem Zusammenhang, dass es zu keinem merkbaren Austrittvon Abgas an der Verbindung zwischen den beiden Filtergehäuseteilen 2, 3 oder zwischenzweitem Filtergehäuseteil 3 und dem Gehäuse 21 des Atemschutzfilter 4 kommt.

Claims (6)

1. Patentansprüche 1. Filtereinheit für ein Abgasanalysegerät mit einem ersten Filtergehäuseteil (2) mit zumindesteinem ersten Anschlussteil (5, 5‘) für eine Abgasleitung (7) und einem zweiten Filtergehäu¬seteil (3) mit zumindest einem zweiten Anschlussteil (6, 6‘) für eine Abgasleitung (7),dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Filtergehäuseteil (2) ein Innengewinde (10) vor¬gesehen ist, in das ein Atemschutzfilter (4) mit einem daran angeordneten standardisiertenAußengewindeanschluss (20) eingeschraubt ist und der zweite Filtergehäuseteil (3) amAtemschutzfilter (4) oder am ersten Filtergehäuseteil (2) angeordnet ist.
2. 2. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Filtergehäuseteil(2) als hohler Formteil mit einem Gehäuseinnenraum (11) ausgeführt ist, wobei am erstenFiltergehäuseteil (2) ein Aufnahmeabschnitt (12) mit dem Innengewinde (10) zur Aufnahmedes Außengewindeanschlusses (20) des Atemschutzfilters (4) vorgesehen ist.
3. 3. Filtereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Filterge¬häuseteil (3) als hohler Formteil mit einem Gehäuseinnenraum (15) ausgeführt ist.
4. 4. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am erstenund/oder am zweiten Filtergehäuseteil (2, 3) zumindest ein Verbindungselement (16) vor¬gesehen ist, mit dem der zweite Filtergehäuseteil (3) am Atemschutzfilter (4) oder am ers¬ten Filtergehäuseteil (2) befestigt ist.
5. 5. Filtereinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement(16) durch axial vorragende, am zweiten Filtergehäuseteil (3) angeordnete und über denUmfang des zweiten Filtergehäuseteils (3) verteilte Haken (17) ausgebildet ist, wobei dieHaken (17) in einer Öffnung (24), einer Ausnehmung oder einer Stufe des Gehäuses (21)des Atemschutzfilters (4) hineinragen und einhaken.
6. 6. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischenersten und zweiten Filtergehäuseteil (2, 3) oder zwischen zweiten Filtergehäuseteil (3) unddem Gehäuse (21) des Atemschutzfilters (4) zumindest ein Dichtelement (8) angeordnetist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen