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Die Erfindung betrifft ein Filtergerät zum Filtern von Druckluft, mit einem einen Einlass aufweisenden Primärkanal, einem einen Auslass aufweisenden Sekundärkanal und einer zwischen dem Primärkanal und dem Sekundärkanal angeordneten Filtereinrichtung, und ferner mit einer Indikatoreinrichtung für den Verschmutzungsgrad der Filtereinrichtung, die ein in Abhängigkeit von der zwischen dem Primärkanal und dem Sekundärkanal herrschenden Druckdifferenz zwischen einer Grundstellung bei unverschmutzter Filtereinrichtung und mindestens einer diesbezüglich ausgelenkten Arbeitsstellung bei verschmutzter Filtereinrichtung bewegliches Indikatorelement aufweist.
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Filtergeräte dieser Art werden vorwiegend als sogenannte Wartungsgeräte zur Aufbereitung von in Druckluftnetzen strömender Druckluft eingesetzt. Meist ist das Filtergerät dabei mit weiteren Wartungsgeräten wie Druckregelgeräten oder Ventilgeräten zu einer modularen Wartungseinheit zusammengesetzt. Das Filtergerät hat den Zweck, in der hindurchströmenden Druckluft enthaltene Verunreinigungen herauszufiltern und von den sich anschließenden, mit Druckluft zu betätigenden Aggregaten fernzuhalten.
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Ein aus der
DE 20 2004 017 891 U1 bekanntes Filtergerät der eingangs genannten Art ist mit einer Indikatoreinrichtung ausgestattet, die eine Detektion des Verschmutzungsgrades der Filtereinrichtung ermöglicht. Die Indikatoreinrichtung arbeitet auf der Grundlage der Erfassung der Druckdifferenz zwischen dem vor der Filtereinrichtung angeordneten Primärkanal und dem nach der Filtereinrichtung angeordneten Sekundärkanal. Die Druckdifferenz ist umso größer, je größer der Verschmutzungsgrad der Filtereinrichtung ist. Ein bewegliches Indikatorelement nimmt bei unverschmutzter Filtereinrichtung eine Grundstellung ein und wird bei zunehmendem Verschmutzungsgrad und dementsprechend zunehmender Druckdifferenz mehr und mehr in unterschiedliche Arbeitsstellungen ausgelenkt, die Rückschlüsse auf die Filterverschmutzung und die Notwendigkeit eines Austausches oder einer Reinigung der Filtereinrichtung zulassen.
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Ein Nachteil bei der auf der Erfassung der Druckdifferenz zwischen Primärkanal und Sekundärkanal basierenden Indikatorfunktion besteht darin, dass die Indikation stark durchflussabhängig ist. Die Indikatoreinrichtung ist normalerweise für einen bestimmten Arbeitsbereich ausgelegt, der einer gewissen Strömungsrate entspricht, und arbeitet in diesem Arbeitsbereich sehr zuverlässig. Wenn jedoch vom Betreiber einer pneumatischen Anlage aufgrund eines erhöhten Druckluftbedarfes die Strömungsrate der in den Primärkanal eingespeisten Druckluft erhöht wird, führt dies trotz unverschmutzter Filtereinrichtung zu einem gewissen Strömungsstau im Primärkanal, so dass die Druckdifferenz zum Sekundärkanal ansteigt und durch die Indikatoreinrichtung eine Verschmutzung der Filtereinrichtung angezeigt wird, obwohl dies nicht zutrifft.
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Um dieser Unzulänglichkeit entgegenzutreten, wurde in der
EP 1 229 989 B1 bereits vorgeschlagen, außer der Druckdifferenz auch die Durchflussrate zu erfassen und die Durchflussrate bei der Erzeugung eines Verschmutzungssignals mittels einer elektronischen Steuereinrichtung zu berücksichtigen Diese sehr exakt arbeitende Methode erfordert allerdings einen relativ großen Aufwand in konstruktiver und finanzieller Hinsicht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, kostengünstige Maßnahmen vorzuschlagen, die in einem Filtergerät auch bei wechselnden Durchflussraten eine zuverlässige Verschmutzungsindikation ermöglichen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, dass die Indikatoreinrichtung ein in dem Primärkanal angeordnetes und der dort strömenden Druckluft einen Strömungswiderstand entgegensetzendes Strömungswiderstandsmittel aufweist, das in und entgegen der Strömungsrichtung der Druckluft beweglich und derart mit dem Indikatorelement bewegungsgekoppelt ist, dass das Indikatorelement durch die auf das Strömungswiderstandsmittel einwirkende Kraft der strömenden Druckluft in Richtung der Grundstellung beaufschlagt ist.
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Wenn bei diesem Filtergerät aufgrund einer sich eingangsseitig vergrößernden Durchflussrate die Druckdifferenz zwischen dem Primärkanal und dem Sekundärkanal ansteigt, erfolgt durch das Strömungswiderstandsmittel eine gleichzeitige Kompensierung der dadurch auf das Indikatorelement einwirkenden Differenzdruckkraft. Das Strömungswiderstandsmittel befindet sich im Strömungsweg der durch den Primärkanal hindurchströmenden Druckluft und setzt dieser Druckluft einen Strömungswiderstand entgegen, so dass die Druckluft eine in deren Strömungsrichtung orientierte Stellkraft auf das Strömungswiderstandsmittel ausübt, die aufgrund der Bewegungskopplung eine das Indikatorelement in Richtung der Grundstellung beaufschlagende Stellkraft bewirkt. Diese Stellkraft ist der an dem Indikatorelement anliegenden Differenzdruckkraft entgegengesetzt und stellt mithin ein Regulativ dar, das eine nicht vom Verschmutzungsgrad der Filtereinrichtung hervorgerufene Auslenkung des Indikatorelementes in eine Arbeitsstellung verhindert oder zumindest stark einschränkt. Die Verschmutzungsindikation aufgrund eines verschmutzungsbedingten Ansteigens der Druckdifferenz wird durch die Indikatoreinrichtung nicht beeinträchtigt, weil das Strömungswiderstandsmittel aufgrund seiner Beweglichkeit die grundsätzliche Beweglichkeit des Indikatorelementes nicht einschränkt und von dem Indikatorelement bei dessen Auslenkung quasi mitgeschleppt werden kann. Da für das Arbeitsprinzip der Indikatoreinrichtung keine elektronischen Mittel notwendig sind, ergibt sich ein sehr kostengünstiger Aufbau mit zuverlässiger Funktionsweise.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Das Strömungswiderstandsmittel kann prinzipiell in beliebiger Weise beweglich im Strömungsweg der durch den Primärkanal hindurchströmenden Druckluft angeordnet sein, wobei es beispielsweise schwenkbeweglich sein kann. Als besonders vorteilhaft wird allerdings eine lineare Beweglichkeit angesehen, was insbesondere dann zweckmäßig ist, wenn auch das Indikatorelement eine entsprechende lineare Beweglichkeit aufweist. Insbesondere empfiehlt sich eine Anordnung, bei der das Indikatorelement und das Strömungswiderstandsmittel mit gleich orientierten Achsrichtungen linear bewegbar sind, wobei es zweckmäßig ist, wenn zwischen dem Indikatorelement und dem Strömungswiderstandsmittel eine zueinander koaxiale Anordnung vorliegt und die Längsachse dieser koaxialen Anordnung mit der Bewegungsrichtung zusammenfällt.
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Vorzugsweise ist das Strömungswiderstandsmittel derart mit dem Indikatorelement bewegungsgekoppelt, dass diese beiden Bestandteile der Indikatoreinrichtung stets nur gleichzeitig und gleichsinnig bewegbar sind. Insbesondere in diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn das Indikatorelement und das Strömungswiderstandsmittel in einer stets nur einheitlich bewegbaren Indikatoreinheit zusammengefasst sind. Eine andere Ausführungsform der Indikatoreinrichtung sieht vor, dass das Strömungswiderstandsmittel mit dem Indikatorelement über eine Hebelmechanik oder ein Getriebe gekoppelt ist.
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Für das Strömungswiderstandsmittel empfiehlt sich insbesondere eine platten- oder scheibenförmige Ausgestaltung mit insbesondere quer und bevorzugt rechtwinkelig zur Strömungsrichtung der Druckluft verlaufender Hauptausdehnungsebene. Andere mögliche Gestaltungsformen des Strömungswiderstandsmittels sind beispielsweise kugelförmig oder diskusförmig.
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Die Filtereinrichtung ist zweckmäßigerweise mit einer eine Längsachse aufweisenden Filterpatrone ausgestattet, die von der zu filternden Druckluft durchströmt wird, insbesondere von radial innen nach radial außen. Das Strömungswiderstandsmittel ist hierbei zweckmäßigerweise in der Achsrichtung der Längsachse der Filterpatrone bewegbar angeordnet. Vorzugsweise befindet sich das Strömungswiderstandsmittel in einem zu der Filterpatrone koaxialen und in einen Innenraum der Filterpatrone einmündenden inneren Endabschnitt des Primärkanals und mithin bevorzugt unmittelbar im Eintrittsbereich der Filterpatrone.
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Die Filterpatrone ist bevorzugt auswechselbar in einem Gehäuse des Filtergerätes angeordnet. Wenn die Indikatoreinrichtung eine zu starke Verschmutzung der Filterpatrone anzeigt, kann die Filterpatrone mithin mit geringem Zeitaufwand durch eine neue, saubere Filterpatrone ersetzt werden.
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Zweckmäßigerweise enthält die Indikatoreinrichtung ein in den Primärkanal hineinragendes Trägerelement, das das Strömungswiderstandsmittel trägt. Das Strömungswiderstandsmittel ist über dieses Trägerelement mit dem Indikatorelement bewegungsgekoppelt. Vorzugsweise sind Indikatorelement, Trägerelement und Strömungswiderstandsmittel zu einer stets nur einheitlich bewegbaren Indikatoreinheit zusammengefasst.
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Das Trägerelement ist vorzugsweise als Trägerstab ausgebildet, wobei es zweckmäßigerweise einenends mit dem Indikatorelement kooperiert und andernends das Strömungswiderstandsmittel trägt. Zur Kooperation mit dem Indikatorelement ist das Trägerelement zweckmäßigerweise an dem Indikatorelement befestigt.
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Das Indikatorelement verfügt zweckmäßigerweise über einen in einer Betätigungskammer beweglich angeordneten Betätigungsabschnitt, der die Betätigungskammer in zwei Antriebskammern fluiddicht voneinander abtrennt, von denen die eine mit dem Primärkanal und die andere mit dem Sekundärkanal fluidisch verbunden ist. Auf diese Weise steht an dem Betätigungsabschnitt eine aus der Druckdifferenz der Druckluft resultierende Antriebskraft an, die das Indikatorelement im Sinne einer Auslenkung aus der Grundstellung beaufschlagt. Um eine klar definierte Grundstellung zu erhalten, ist es vorteilhaft, wenn zusätzlich eine Rückstellfedereinrichtung vorhanden ist, die das Indikatorelement ständig mit einer gewissen Basiskraft in seine Grundstellung drückt. Der Betätigungsabschnitt ist bevorzugt nach Art eines Kolbens ausgebildet, kann aber beispielsweise auch einen membranartigen Aufbau haben.
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Bevorzugt ist das Strömungswiderstandsmittel über ein stabförmiges Trägerelement an den Betätigungsabschnitt angekoppelt, indem es eine den Primärkanal von der Betätigungskammer abtrennende Zwischenwand in diesbezüglich beweglicher Weise durchsetzt. Wenn sich an die Zwischenwand unmittelbar die mit dem Primärkanal kommunizierende Antriebskammer anschließt, kann normalerweise auf eine Abdichtung zwischen dem Trägerelement und der Zwischenwand verzichtet werden. Es besteht insbesondere auch die Möglichkeit, die vom Trägerelement durchsetzte Wanddurchbrechung der Zwischenwand mit einem ausreichend großen Querschnitt zu versehen, um die fluidische Kommunikation mit dem Primärkanal unabhängig von der momentanen Stellung des Trägerelementes zu gewährleisten.
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Das Indikatorelement ist in einer besonders einfachen Ausgestaltung zum Hervorrufen eines optischen Verschmutzungssignals ausgebildet. Beispielsweise wird in Abhängigkeit von der Stellung des Indikatorelementes eine unterschiedliche Rot/Grün-Anzeige veranlasst, die ein Betrachter visuell wahrnehmen kann. Alternativ oder zusätzlich ist aber auch eine Ausgestaltung zum Hervorrufen eines elektrischen Verschmutzungssignals möglich, was in vorteilhafter Weise eine Fernüberwachung gestattet. Beispielsweise kann das bewegliche Indikatorelement mit einer Positionserfassungseinrichtung zusammenarbeiten, die in Abhängigkeit von der Position des Indikatorelementes eine elektrische Signalabgabe hervorruft, die beispielsweise zur Erzeugung eines Lichtsignals oder auch eines akustischen Warnsignals herangezogen werden kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Filtergerätes in einem Längsschnitt bei in der Grundstellung befindlichem Indikatorelement, und
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2 den oberen Bereich des in 1 illustrierten Filtergerätes in einer maximal ausgelenkten Arbeitsstellung des Indikatorelementes, wobei gestrichelt auch noch eine Positionserfassungseinrichtung illustriert ist, die zusätzlich oder alternativ vorhanden sein kann.
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Das in seiner Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Filtergerät verfügt über ein Gerätegehäuse 2, an dem, von außen her zugänglich, ein Einlass 3 und ein Auslass 4 für Druckluft ausgebildet sind. Zu filternde Druckluft tritt gemäß Pfeil 5 durch den Einlass 3 hindurch in das Filtergerät ein und tritt gemäß Pfeil 6 in gefiltertem Zustand durch den Auslass 4 hindurch wieder aus dem Gerätegehäuse 2 aus. An dem Einlass 3 und dem Auslass 4 kann das Gerätegehäuse 2 mit je einer Druckluftleitung verbunden werden. Hierzu ist an dem Gerätegehäuse 2 zweckmäßigerweise jeweils eine geeignete Schnittstelleneinrichtung 7 ausgebildet, beispielsweise ein Innengewinde.
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Bevorzugt kann das Gerätegehäuse 2 allerdings auch mit weiteren Geräten zu einer modular aufgebauten Geräteeinheit zusammengesetzt werden. Exemplarisch verfügt das Gerätegehäuse 2 im Bereich des Einlasses 3 und des Auslasses 4 über jeweils eine Montagefläche 8, an der ein weiteres, wie das Filtergerät 1 zur Aufbereitung von Druckluft verwendbares Gerät anbaubar ist. Einlass 3 und Auslass 4 befinden sich zweckmäßigerweise an einander entgegengesetzt orientierten Außenseiten des Gerätegehäuses 2.
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Der Einlass 3 ist Bestandteil eines Primärkanals 12 und der Auslass 4 ist Bestandteil eines Sekundärkanals 13. Beide Kanäle 12, 13 münden in einen als Filterraum 14 bezeichneten Innenraum des Gerätegehäuses 2, in dem eine Filtereinrichtung 15 so angeordnet ist, dass sie in einer Reihenschaltung zwischen den Primärkanal 12 und den Sekundärkanal 13 eingeschaltet ist.
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Die Filtereinrichtung 15 enthält bevorzugt eine in dem Filterraum 14 angeordnete, lösbar am Gerätegehäuse 2 fixierte Filterpatrone 16 mit einer Längsachse 17. Die Filterpatrone 16 hat zentral einen zu der Längsachse 17 bevorzugt koaxialen Innenraum 18, der von einer ein- oder mehrlagigen, luftdurchlässigen Filterwand 22 zumindest peripher umschlossen ist. Die Filterwand 22 ist vorzugsweise hülsenförmig oder hohlzylindrisch ausgebildet.
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Der Filterraum 14 ist an einer Oberseite von einer Begrenzungswand 23 des Gerätegehäuses 2 begrenzt, an der sich zweckmäßigerweise eine Befestigungseinrichtung 24 befindet, mit deren Hilfe sich die Filterpatrone 16 lösbar gehäusefest fixieren lässt.
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Der Primärkanal 12 hat einen inneren Endabschnitt 25, der beispielsweise die Befestigungseinrichtung 24 durchsetzt und der so in den Filterraum 14 einmündet, dass er mit dem Innenraum 18 der montierten Filterpatrone 16 fluchtet.
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Der innere Endabschnitt 25 des Primärkanals 12 ist bevorzugt koaxial zu der Filterpatrone angeordnet. Gemäß Pfeil 5 in den Primärkanal 12 von außen her eingespeiste Druckluft tritt gemäß Pfeil 5a durch den inneren Endabschnitt 25 hindurch in den Innenraum 18 der Filterpatrone 16 ein.
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Ausgehend von dem Innenraum 18 tritt die Druckluft gemäß Pfeilen 26 von radial innen nach radial außen durch die Filterwand 22 hindurch, wobei in der Filterwand 22 in der Druckluft enthaltene Verunreinigungen zurückgehalten werden, so dass nur gefilterte Druckluft in den Filterraum 14 außerhalb der Filterpatrone 16 gelangt. Von dort aus strömt die gefilterte Druckluft gemäß Pfeil 6a in den außerhalb der Filterpatrone 16 in den Filterraum 14 einmündenden Sekundärkanal 13 und von dort aus gemäß Pfeil 6 durch den Auslass 4 hindurch zu den daran angeschlossenen Komponenten.
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Das Gerätegehäuse 2 ist zweckmäßigerweise mehrteilig aufgebaut und verfügt über einen Kopfabschnitt 27 und einen lösbar an die Unterseite des Kopfabschnittes 27 angesetzten, bevorzugt becherförmigen Hüllabschnitt 28. Der Hüllabschnitt 28 begrenzt gemeinsam mit dem Kopfabschnitt 27 den Filterraum 14, in dem die Filtereinrichtung 15 angeordnet ist. Die oben erwähnte Begrenzungswand 23 ist ein Bestandteil des Kopfabschnittes 27. Mittels einer an der Unterseite des Kopfabschnittes 27 angeordneten Befestigungseinrichtung 32 ist der zum Kopfabschnitt 27 hin offene Hüllabschnitt 28 lösbar am Kopfabschnitt 27 fixiert.
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Wenn der Hüllabschnitt 28 vom Kopfabschnitt 27 abgenommen ist, ist die Filterpatrone 16 zugänglich und kann bei Bedarf leicht ausgewechselt werden.
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Im Betrieb des Filtergerätes 1 bleibt nicht aus, dass sich Kondensat von der strömenden Druckluft abscheidet. Dieses Kondensat sammelt sich im Bodenbereich des Filterraumes 14 an, wo der Hüllabschnitt 28 zweckmäßigerweise mit einer Ablasseinrichtung 33 versehen ist, die je nach Ausgestaltung ein manuelles oder automatisches Ablassen des sich ansammelnden Kondensates aus dem Filterraum 14 ermöglicht.
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Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform des Filtergerätes 1 ist die Filtereinrichtung 15 mit einer Kondensatabscheideeinrichtung kombiniert, die den Vorgang des Abscheidens von in der strömenden Druckluft enthaltenen flüssigen Bestandteilen unterstützt.
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Der Einlass 3, der Auslass 4, der Primärkanal 12 und der Sekundärkanal 13 sind beim Ausführungsbeispiel Bestandteile des Kopfabschnittes 27.
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Naturgemäß verschmutzt die Filtereinrichtung 15 beim Betrieb des Filtergerätes 1 zusehends durch die herausgefilterten Schmutzpartikel. Dadurch wird der Durchsatz an Druckluft beeinträchtigt, was sich negativ auf die angestrebte Verwendung der gefilterten Druckluft auswirkt. Die Filtereinrichtung 15, beim Ausführungsbeispiel die Filterpatrone 16, muss daher von Zeit zu Zeit, wenn ein gewisser Verschmutzungsgrad erreicht ist, gewechselt oder gereinigt werden. Um hier den richtigen Wartungszeitpunkt überwachen zu können, ist das Filtergerät 1 mit einer Indikatoreinrichtung 34 zur Detektion und Anzeige des Verschmutzungsgrades der Filtereinrichtung 15 ausgestattet. Diese Indikatoreinrichtung 34 arbeitet grundsätzlich auf der Grundlage der zwischen dem Primärkanal 12 und dem Sekundärkanal 13 herrschenden Druckdifferenz. Eine zusätzliche Maßnahme in Gestalt eines im Folgenden noch zu erläuternden Strömungswiderstandsmittels 35 sorgt dabei für eine Aufhebung oder zumindest Reduzierung der auf die momentane Durchflussrate der Druckluft zurückzuführenden Differenzdruckänderungen, so dass eine fehlerhafte Indikation mit einfachen Maßnahmen vermieden wird.
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Die Indikatoreinrichtung 34 enthält ein unter Ausführung einer durch einen Doppelpfeil illustrierten Indikationsbewegung 36 relativ zum Gerätegehäuse 2 bewegbares Indikatorelement 37. Das Indikatorelement 37 ist insbesondere linear verschiebbar, so dass die Indikationsbewegung 36 eine Linearbewegung ist. Exemplarisch ist das Indikatorelement 37 in einem Aufnahmeraum 38 untergebracht, der gemeinsam von dem Kopfabschnitt 27 und einer an dem Kopfabschnitt 27 montierten, zumindest partiell durchsichtigen Abdeckkappe 42 begrenzt ist. Die Abdeckkappe 42 ist zweckmäßigerweise mit der offenen Seite voraus an der dem Hüllabschnitt 28 entgegengesetzten Oberseite des Kopfabschnittes 27 montiert.
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Das Indikatorelement 37 ist durch eine in dem Aufnahmeraum 38 angeordnete, sich zwischen ihm und der Abdeckkappe 42 abstützende Rückstellfedereinrichtung 43 ständig in Richtung einer aus 1 ersichtlichen Grundstellung vorgespannt. Durch Überwindung der Federkraft kann das Indikatorelement 37 aus der Grundstellung in eine oder mehrere als Arbeitsstellungen bezeichnete Stellungen ausgelenkt werden.
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Exemplarisch ist die Grundstellung eine untere Endstellung und das Indikatorelement 37 kann in diesbezüglich weiter angehobene Arbeitsstellungen verschoben werden.
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Die Abdeckkappe 42 hat einen Sichtbereich 44, in dessen Bereich bei in Grundstellung befindlichem Indikatorelement 37 ein erster Indikatorabschnitt 45 zu liegen kommt, der beispielsweise eine grüne Farbe aufweist. An diesen ersten Indikatorabschnitt 45 schließt sich axial nach unten hin ein zweiter Indikatorabschnitt 46 an, der sich in Aussehen und/oder Struktur vom ersten Indikatorabschnitt unterscheidet und der beim Ausführungsbeispiel in roter Farbe ausgebildet ist. Wenn das Indikatorelement 37 ausgehend von der Grundstellung die Indikationsbewegung 36 ausführt, gelangt der zweite Indikatorabschnitt 46 mehr und mehr in den Sichtbereich 44, so dass der von außen her visuell erfassbare grüne optische Eindruck mehr und mehr von einem roten optischen Eindruck ersetzt wird. Auf diese Weise ist von außen her visuell zu erkennen, ob sich das Indikatorelement 37, in Verbindung mit einer unverschmutzten Filtereinrichtung, in der Grundstellung befindet oder ob es in eine eine Verschmutzung der Filtereinrichtung anzeigende Arbeitsstellung verschoben worden ist.
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Wie schon angedeutet, resultiert die jeweilige Position des Indikatorelementes 37 aus der Druckdifferenz des Druckes der einerseits im Primärkanal 12 und andererseits im Sekundärkanal 13 befindlichen Druckluft. Um die differenzdruckabhängige Indikationsbewegung 36 zu gewährleisten, weist das Indikatorelement 37 einen in dem Aufnahmeraum 38 angeordneten Betätigungsabschnitt 47 auf, der bevorzugt nach Art eines Kolbens ausgebildet ist und der durch dichtes Zusammenwirken mit der Begrenzungswand des Aufnahmeraumes 38 diesen Aufnahmeraum 38 in eine erste Antriebskammer 48a und eine zweite Antriebskammer 48b fluiddicht axial unterteilt. Über einen ersten Abgriffskanal 52a steht die erste Antriebskammer 48a in ständiger Fluidverbindung mit dem Primärkanal 12. Gleichzeitig steht die zweite Antriebskammer 48b über den zweiten Abgriffskanal 52b in ständiger Fluidverbindung mit dem Sekundärkanal 13.
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Die beiden Abgriffskanäle 52a, 52b sind zweckmäßigerweise in der Wandung des Gerätegehäuses 2 und exemplarisch in dem Kopfabschnitt 27 ausgebildet.
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Der Aufnahmeraum 38 ist durch eine zweckmäßigerweise vom Kopfabschnitt 27 gebildete Zwischenwand 53 vom Primärkanal 12 abgetrennt. Der Aufnahmeraum 38 ist zweckmäßigerweise koaxial zu der Längsachse 17 ausgerichtet und erstreckt sich vorzugsweise auch koaxial zu dem inneren Endabschnitt 25 des Primärkanals 12, dessen Längsachse bei 54 angedeutet ist.
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Ein besonders günstiger Verlauf für den ersten Abgriffskanal 52a ergibt sich, wenn dieser erste Abgriffskanal 52a die Zwischenwand 53 durchsetzt. Er kann auf diese Weise sehr kurz ausfallen.
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Der im Primärkanal 12 herrschende Fluiddruck sei als Primärdruck bezeichnet, der im Sekundärkanal 13 herrschende Fluiddruck als Sekundärdruck. Aufgrund ihrer Verbindung mit dem Primärkanal 12 herrscht in der ersten Antriebskammer 48a der Primärdruck, der das Indikatorelement 37 mit einer der Federkraft der Rückstellfedereinrichtung 43 entgegengesetzten ersten Druckkraft beaufschlagt. Mit entgegengesetzter Wirkrichtung und mithin mit gleicher Wirkrichtung wie die Rückstellfedereinrichtung 43 wird das Indikatorelement 37 ständig durch den in der zweiten Antriebskammer 48b herrschenden Sekundärdruck mit einer zweiten Druckkraft in Richtung der Grundstellung vorgespannt.
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Das System ist so ausgelegt, dass das Indikatorelement 37 so lange in der Grundstellung verbleibt, wie die an dem Betätigungsabschnitt 47 anstehende Druckdifferenz einen vordefinierten Wert, der auch durch die Federkraft der Rückstellfedereinrichtung 43 bestimmt wird, nicht überschreitet. Wird die Druckdifferenz aufgrund einer Verschmutzung der Filtereinrichtung 15 größer, verlagert sich das Indikatorelement 37 unter Ausführung der Indikationsbewegung 36 aus der Grundstellung in eine diesbezüglich mehr oder weniger beabstandete Arbeitsstellung.
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Die 2 illustriert eine maximale Arbeitsstellung des Indikatorelementes 37, in der es um die maximal mögliche Wegstrecke aus der Grundstellung herausbewegt worden ist. Damit ist angezeigt, dass die Filtereinrichtung 15 einen sehr hohen Verschmutzungsgrad erreicht hat und dringend ein Austausch oder eine Reinigung erforderlich ist.
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Das schon erwähnte Strömungswiderstandsmittel 35 ist ein weiterer Bestandteil der Indikatoreinrichtung 34 und ist derart im Verlauf des Primärkanals 12 platziert, dass es der dort in Richtung zur Filtereinrichtung 15 strömenden Druckluft einen Strömungswiderstand entgegensetzt. Das Strömungswiderstandsmittel 35 ist darüber hinaus derart ausgebildet und angeordnet, dass es unter Ausführung einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Stellbewegung 55 in und entgegen der Strömungsrichtung der in seinem Bereich vorbeiströmenden Druckluft beweglich ist. Darüber hinaus ist das Strömungswiderstandsmittel 35 derart mit dem Indikatorelement 37 bewegungsgekoppelt, dass die auf das Strömungswiderstandsmittel 35 einwirkende, durch Pfeile Fs illustrierte Stellkraft der strömenden Druckluft stets in Richtung seiner Grundstellung beaufschlagt ist. Unter der Stellkraft Fs ist die an dem Strömungswiderstandsmittel angreifende resultierende Kraft der Druckluft zu verstehen. Die Höhe der Stellkraft Fs ist abhängig von der Durchflussrate der Luftströmung im Primärkanal 12 und steigt mit zunehmender Strömungsrate an.
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Die aus der Druckluftströmung resultierende Stellkraft Fs an dem Strömungswiderstandsmittel 35 überlagert die am Indikatorelement 37 angreifenden Kräfte und ruft einen mehr oder weniger starken Ausgleich zu einer an dem Indikatorelement 37 anstehenden Differenzdruckkraft hervor, die bei Erhöhung der Strömungsrate der zuströmenden Druckluft selbst bei unverschmutzter Filtereinrichtung 15 aufgrund der ansteigenden Druckdifferenz zwischen Primärkanal 12 und Sekundärkanal 13 eine Erhöhung erfährt.
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Auf diese Weise bewirkt das Strömungswiderstandsmittel 35 eine mehr oder weniger starke Kompensation von Schwankungen in der Strömungsrate der Druckluft, die außerhalb des Durchfluss-Arbeitsbereiches liegen, für den die Indikatoreinrichtung 34 unabhängig von dem Strömungswiderstandsmittel 35 ausgelegt ist.
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Beim Ausführungsbeispiel sitzt das Strömungswiderstandsmittel 35 am freien Endbereich eines bevorzugt stabförmigen Trägerelementes 56, das an seinem anderen Endbereich an dem Indikatorelement 37 befestigt ist. Die Befestigung kann beispielsweise durch eine Schraubverbindung oder auch durch eine einstückige Verbindung realisiert sein. Das Trägerelement 56 bewirkt eine direkte Bewegungskopplung zwischen dem Indikatorelement 37 und dem Strömungswiderstandsmittel 35, mit der Folge, dass diese Komponenten stets nur einheitlich bewegbar sind. Die Indikationsbewegung 36 und die Stellbewegung 55 treten somit stets nur gleichzeitig und gleichsinnig auf. Beide Bewegungen 36, 55 sind zweckmäßigerweise Linearbewegungen. Die Bewegungsrichtung fällt zweckmäßigerweise mit der Achsrichtung der Längsachse 54 des inneren Endabschnittes 25 des Primärkanals 12 zusammen.
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Beim Ausführungsbeispiel bilden das Indikatorelement 37, das Trägerelement 56 und das Strömungswiderstandsmittel 35 gemeinsam eine Baueinheit, die nur einheitlich bewegbar ist und die als Indikatoreinheit 57 bezeichnet sei. Wenn das Indikatorelement 37 aus der Grundstellung ausgelenkt wird, wird das Strömungswiderstandsmittel 35 mitgeschleppt.
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Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass das Indikatorelement 37 und das Strömungswiderstandsmittel 35 bevorzugt koaxial zueinander angeordnet sind.
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Der Querschnitt quer zur Strömungsrichtung der Druckluft des Strömungswiderstandsmittels 35 ist größer als derjenige des Trägerelementes 56. Mithin ragt das Strömungswiderstandsmittel 35 seitlich, bevorzugt ringsum, über das Trägerelement 56 hinaus und liegt dadurch direkt derart in der Luftströmung, dass die in Richtung der Filtereinrichtung 15 durch den Primärkanal 12 hindurchströmende Druckluft auf das Strömungswiderstandsmittel 35 auftrifft und dadurch die schon erwähnte Stellkraft Fs generiert.
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Als besonders vorteilhaft hat sich eine platten- oder scheibenförmige Gestaltung des Strömungswiderstandsmittels 35 herausgestellt. Prinzipiell ist aber auch jede andere der ankommenden Druckluftströmung einen ausreichenden Strömungswiderstand entgegensetzende Gestaltung möglich, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
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Durch die beim Ausführungsbeispiel realisierte besondere Anordnung ergibt sich, dass die Stellbewegung 55 mit der Achsrichtung der Längsachse 17 der Filterpatrone 16 zusammenfällt.
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Zur Verbindung mit dem Indikatorelement 37 greift das Trägerelement 56 durch eine die Zwischenwand 53 durchsetzende Wanddurchbrechung 58 hindurch, die einen ausreichend großen Querschnitt hat, um die Beweglichkeit der Indikationseinheit 57 zwecks Ausführung der Stellbewegung 55 nicht zu beeinträchtigen. Der Querschnitt der Wanddurchbrechung 58 ist zweckmäßigerweise größer als derjenige des Trägerelementes 56 in dem die Wanddurchbrechung 58 durchsetzenden Längenabschnitt. Eine Abdichtung ist nicht zwingend erforderlich, weil der Primärkanal 12 zur Fluidbeaufschlagung des Indikatorelementes 37 sowieso eine Fluidverbindung zu der sich an die Zwischenwand 53 anschließenden ersten Antriebskammer 48a hin erfordert.
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Wenn die Wanddurchbrechung 58 ausreichend groß bemessen ist, kann auf einen separaten ersten Abgriffskanal 52a verzichtet werden und die Wanddurchbrechung 58 selbst bildet diesen ersten Abgriffskanal 52a.
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Der Primärkanal 12 hat zweckmäßigerweise einen abgewinkelten Verlauf mit einem sich an den Einlass 3 anschließenden äußeren Endabschnitt 62 und dem sich daran anschließenden inneren Endabschnitt 25. Die beiden Endabschnitte 62, 25 verlaufen bevorzugt rechtwinkelig zueinander, wobei sich der äußere Endabschnitt 62 insbesondere rechtwinkelig zu der Längsachse 54 erstreckt. Im Anschluss an die Zwischenwand 53 befindet sich eine sacklochartige Erweiterung 63 des Primärkanals 12, die dem inneren Endabschnitt 25 in Achsrichtung der Längsachse 54 gegenüberliegt. Das Trägerelement 56 durchsetzt zunächst die Zwischenwand 53 und anschließend die sacklochartige Erweiterung 63 sowie den Übergangsbereich zwischen dem äußeren Endabschnitt 62 und dem inneren Endabschnitt 25, um schließlich mit dem das Strömungswiderstandsmittel 35 tragenden freien Endabschnitt in den inneren Endabschnitt 25 des Primärkanals 12 hineinzuragen.
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Dadurch, dass das Strömungswiderstandsmittel in und entgegen der Strömungsrichtung der im Primärkanal 12 strömenden Druckluft relativ zu dem Gerätegehäuse 2 beweglich ist, kann es die Indikationsbewegung 36 des Indikatorelementes 37 problemlos mitmachen. Wenn also das Indikatorelement 37 aufgrund zunehmender Verschmutzung der Filtereinrichtung 15 seine Stellung verändert, kann das Strömungswiderstandsmittel 35 diese Bewegung ohne weiteres mitmachen. Man erkennt anhand eines Vergleiches der 1 und 2, dass das Strömungswiderstandsmittel 35 in der Grundstellung der Indikatoreinrichtung 34 weiter in den inneren Endabschnitt 25 des Primärkanals 12 hineinragt als in einer diesbezüglich ausgelenkten Arbeitsstellung.
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Die Indikatoreinrichtung 34 ist beim Ausführungsbeispiel zum Hervorrufen eines optischen Verschmutzungssignals ausgebildet. Ein sich in der näheren Umgebung des Filtergerätes 1 aufhaltender Betrachter kann durch Beobachten des Sichtbereiches 44 direkt visuell feststellen, welcher Verschmutzungsgrad momentan angezeigt wird.
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Das Filtergerät 1 kann alternativ oder zusätzlich zum Hervorrufen eines elektrischen Verschmutzungssignals ausgebildet sein. Ein mögliches Ausführungsbeispiel hierzu ist in 2 schematisch illustriert, in der eine gestrichelt angedeutete Positionserfassungseinrichtung 64 erkennbar ist, die durch das Indikatorelement 37 positionsabhängig berührungslos aktivierbar ist. Die Positionserfassungseinrichtung 64 kann beispielsweise eine Wegmesseinrichtung oder eine Positionssensoreinrichtung sein. Sie kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass sie auf der Grundlage magnetischer Erregung ein elektrisches Verschmutzungssignal ausgibt, wobei die magnetische Erregung durch einen Permanentmagnet hervorgerufen wird, der an dem Indikatorelement 37 angeordnet ist. Mittels von der Positionserfassungseinrichtung 64 wegführender elektrischer Leiter oder auch drahtlos kann das generierte Verschmutzungssignal an eine nicht weiter abgebildete elektronische Steuereinrichtung übermittelt werden, die basierend auf dem empfangenen Signal eine Aktion auslöst, beispielsweise ein optisches oder akustisches Warnsignal.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202004017891 U1 [0003]
- EP 1229989 B1 [0005]
