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Einrichtung zur Überwachung des Verschmutzungsgrades von Luftfiltern
für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur überwachung
des Verschmutzungsgrades von Luftfiltern für Brennkraftinaschinen mit einer auf
den Unterdruck im Ansaugrohr ansprechenden, in ein zylindrisches Gehäuse eingebauten,
dieses in zwei Kammern unterteilenden, nachgiebigen Membran, die einerseits über
eine öffnung mit der Atmosphäre und andererseits mit dem Raum, in dem der die Einrichtung
steuernde Druck wirkt, in Verbindung steht, wobei auf die dem letzteren Raum zugekehrte
Seite der Membran eine Feder einwirkt und mit der Meinbran eine durch eine Bodenplatte
hindurchgeführte Stange verbunden ist.
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Bekanntlich werden Brennkraftmaschinen mit Luftfiltern ausgestattet,
die Fremdteilchen aus der den Motorzylindern zuzuführenden Luft entfernen sollen.
Bisher bestanden derartige Filter meist aus einer Masse von ölimprägnierten Metallfasem
und wurden durch eine periodische Wartung saubergehalten, die bei einem Straßenfahrzeug
gewöhnlich nach jeweils mehreren tausend Kilometern Fahrt durchgeführt wurde. Zur
Zeit werden in immer stärkerem Maße die bisherigen öl-Metall-Filter durch sogenannte
Papiertrockenfilter, die wesentlich wirksamer sind und deshalb auch eher verstopfen,
ersetzt. Diese Trockenfilter müssen untersucht und beobachtet werden, um ihre Wirksamkeit
und die Notwendigkeit des Reinigens oder Ersetzens festzustellen.
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Da je nach Verschmutzungsgrad sich der Unterdruck im Ansaugrohr
ändert, können auf den Unterdruck ansprechende Einrichtungen zur Überwachung des
Verschmutzungsgrades verwendet werden. Die zu diesem Zweck bekannten überwachungseinrichtungen
können in zwei Hauptgruppen unterteilt werden. Bei den Geräten der einen Gruppe
löst das Drucküberwachungsorgan bei Unterschreiten eines bestimmten Ansaugdruckwertes
einen Schaltvorgang aus; beispielsweise verursacht es die vollständige Absperrung
der Luftzufuhr zum Verbrennungsmotor, wodurch ein Betrieb der Maschine mit zu geringer
Luftzahl vermieden wird. Allerdings kann diese Abschaltung zu höchst ungelegenen
Zeiten erfolgen, weshalb im allgemeinen die zweite Ausführungsart bevorzugt wird,
bei der das druckempfindliche Organ lediglich den Unterdruck und damit indirekt
den Verschmutzungsgrad anzeigt. Unter den anzeigenden überwachungseinrichtungen
gibt es solche, die lediglich nach Überschreiten des noch zulässigen Verschmutzungsgrades
des Filters eine Anzeige liefern, was aber insofern von Nachteil ist, als beispielsweise
vor Beginn einer Fahrt oder eines Arbeitstages nicht überprüft werden kann, ob in
nächster Zeit mit Erreichen einer nicht mehr zulässigen Verschmutzung gerechnet
werden muß. Andere bekannte überwachungseinrichtungen vermögen nur bei laufendem
Motor eine Anzeige für den Verschmutzungsgrad des Filters zu liefern, weshalb bei
diesen auch noch dann, wenn der zulässige Verschmutzungsgrad des Filters bereits
überschritten ist, die Verbrennungsmaschine noch in Betrieb gesetzt werden muß,
um die Filterverhältnisse zu prüfen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine anzeigende überwachungseinrichtung
für den Verschmutzungsgrad von Luftfiltern für Brennkraftmaschinen zu schaffen,
bei der die Nachteile der bekannten überwachungseinrichtungen vermieden sind und
die sowohl laufend Zwischenwerte über den Verschmutzungsgrad als auch bleibend,
d. h. unabhängig davon, ob die Brennkraftmaschine arbeitet oder nicht, einen
unzulässigen Verschmutzungsgrad anzeigt.
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Ausgehend von einer überwachungseinrichtung mit einem konstruktiven
Aufbau der eingangs geschilderten Art, erreicht die Erfindung dies dadurch, daß
die mit der Membran verbundene Stange bei Erreichung eines Unterdruckes, der den
Wechsel der Filterpatrone nötig macht, an einem Gehäusevorsprung einrastet und daß
ein von der Membran mitgeführtes Teil auf seinem Verstellweg von außen sichtbar
angeordnet ist, welches fortlaufend und
nLe'.i Einrasten der Stange
bleibend den Verschmutzungsgrad des Filters anzeigt.
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Mit einer derartigen überwachungseinrichtung ist es möglich, den relativen
Verstopfungsgrad eines Luftfilters in Abhängigkeit vom Ansaugdruck, d. h.
bei arbeitender Brennkraftmaschine, abzulesen, und darüber hinaus gibt die Einrichtung
zwangläufig einen Hinweis und eine Warnung, wenn das Luftfilter so weit durch Schmutz
verstopft ist, daß eine ernsthafte Beeinträchtigung der Motorleistung erfolgt. Durch
die vorgesehene Einrastung ist diese Anzeige auch dann ablesbar, wenn die Brennkraftmaschine
abgestellt ist. Von besonderem Vorteil erweist es sich beim Erfindungsgegenstand
noch, daß je nach Wahl der Federkonstante der die Membran belastenden Feder
der Grenzwert in einfacher Weise festgelegt werden kann, so daß die erfindungsgemäße
Einrichtung in einfacher Weise den verschiedenartigsten Brennkraftmaschinen angepaßt
werden kann.
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In Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden, daß das von
der Membran mitgeführte Teil als eine mit der Unterdruckseite der Membran verbundene
hutfönnige Kappe ausgebildet ist, deren Stellung durch ein Fenster im Gehäuse beobachtet
werden kann. Um die Stange aus ihrer eingerasteten Stellung wieder lösen zu können,
ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mit dieser Stange ein aus dem Gehäuse
herausragender Rückstellknopf verbunden, aus dessen Stellung ebenfalls der Verschmutzungsgrad
zu ersehen ist, da dieser Rückstellknopf von der Stange entsprechend den Bewegungen
der Membran mitgeführt wird.
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Weitere Merkmale derErfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigt F i g. 1 eine Vorderansicht der
überwachungseinrichtung, die das Signal »Filterwechsel« zeigt, Fig.2 eine Seitenansicht
der überwachungseinrichtung, Fig.3 eine Möglichkeit zur Anbringung der Überwachungseinrichtung
an einem Dieselmotor, F i g. 4 einen Schnitt durch die überwachungseinrichtung
gemäß den Linien IV-IV der F i g. 1 >
Stellung »Filterwechsel«, F i
g. 5 einen Schnitt durch die überwachungseinrichtung gemäß den LinienIV-IV,
wobei aber die überwachungseinrichtung nach der Wartung oder dem Ersatz des Filters
wieder zurückgestellt worden ist, und F i g. 6 einen Schnitt gemäß Linie
VI-VI in F i g. 4. Die in den Fig. 1 bis 6 dargestellte erfindungsgemäße
Überwachungseinrichtung besteht aus einem einteiligen Gehäuse 1 mit einem
Kopfstück 4, an das sich ein einen kreiszylindrischen Hohlraum einschließender Mantel
5 anschließt. In dem Kopfstück 4 sind Kanäle 10 und 12 vorgesehen,
die an der Austrittsstelle aus dem Gehäuse Gewinde aufweisen, welche zum Anschluß
einer Leitung T zur Verbindung der überwachungseinrichtung mit der Saugleitung einer
Brennkraftmaschine dienen. Bei den F i g. 4 und 5 ist die Bohrung
10 mit einem Gewindestopfen 11 verschlossen. Die Bohrung
10 ist als Sackbohrung ausgebildet, auf deren Grund ein Filterelement
9 b angeordnet ist, durch welches verhindert wird, daß bei Beschädigung der
überwachungseinrichtung Verunreinigungen in die Ansaugleitung der Brennkraftmaschine
gelangen. Vom Grund der Sackbohrung 10 aus führt eine Düsenbohrung
9 zu dem vom Unterdruck beaufschlagten Raum im Anzeigegerät. Letzterer Raum
ist dadurch gebildet, daß einerseits in den vom Mantel 5 umschlossenen Hohlraum
ein aus durchsichtigem Material hergestellter Hohlzylinder 3 eingepreßt ist,
der mit seinem einen dem oberen Ende des Hohlraumes zugewandten Ende gegen eine
Dichtung 13, die am Kopfstück 4 anliegt, gepreßt ist, und daß andererseits
eine Membran 16 vorgesehen ist, die den vom Unterdruck beaufschlagten Raum
gegenüber der Atmosphäre abdichtet. Ein Ringflansch der Meinbran 16 ist über
eine Abschlußplatte 29, in der Öff-
nungen 34 vorgesehen sind, gegen
das Gehäuse 1
und den Hohlzylinder 3 dicht angepreßt. Auf der Unterdruckseite
der Membran 16 ist eine dem Unterdruck entgegenwirkende Feder 38 angeordnet,
die in einem Rohrstück 8, das in einer Ansenkung 7
im Gehäuse
1 gehalten ist, geführt ist. Mit der ge-
falteten Membran
16 ist auf der Unterdruckseite ein kappenförmiges Teil 20 verbunden, das
die Aufschrift »Filterwechsel« trägt, welche in dem im Gehäuse 5 vorgesehenen
Fenster2 erscheint, sobald der Luftfiltereinsatz einen Verschmutzungsgrad erreicht
hat, der einen Filterwechsel notwendig macht. Auf der Seite der Membran
16, auf der die Atmosphäre wirkt, ist eine Führungsstange. 22 vorgesehen,
die bei einwandfreiem Zustand des Luftfilters durch die Öffnung 30 aus der
Bodenplatte 29 hervorsteht und bei Erreichen des den Wechsel bzw. die Reinigung
des Filtereinsatzes bedingenden Zustandes so weit in das Anzeigegehäuse eintaucht,
daß sie mit der stimseitigen Anphasung an einem an der Abschlußplatte
29 vorgesehenen Vorsprung 33 einrastet.
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Nachdem das Filter gereinigt oder ersetzt worden ist, kann die überwachungseinrichtung
zurückgestellt werden. Dies geschieht dadurch, daß zunächst auf den Rückstellknopf
27 gedrückt wird, wodurch eine Feder 32 zusammengepreßt wird, bis
die abgeschrägte Kante 36 des Rückstellknopfes 27 mit der Anphasung
am unteren Ende der Führungstange 22 in Eingriff kommt. Daraufhin werden Rückstellknopf
27 und Führungsstange 22 so weit gemeinsam angehoben, bis die Kante
36 des Rückstellknopfes 27 in die Mittelöffnung30 eintaucht. Hierdurch
wird der Rückstellknopf 27 in der öffnung 30 und außerdem die Führungsstange
22 zur Achse dieser öffnung 30 zentriert. Nachdem die Ausrichtung von Führungsstange
und Rückstellknopf derart durchgeführt worden ist, drückt die Feder 38 das
kappenförmige Teil 20 und damit auch die Membran 16
in die Ausgangslage. Die
Aufschrift »Filterwechsel« verschwindet dann wieder aus dem Bereich des Sichtfensters
2.
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Zur Versteifung der Membran 16, insbesondere in ihrem Mittelteil,
ist als Gegenstück zu der unterdruckseitig mit der Membran 16 verbundenen Kappe
20 auf der Atmosphärenseite eine Versteifungsplatte 18 vorgesehen. Die Kappe
20 und die Versteifungsplatte 18 sind über die Führungsstange 22 und einen
Sicherungsring 25 mit der Membran 16 verbunden. Zur Zentrierung der Feder
18 gegenüber der Meinbran ist am Boden der Kappe 20 eine kreisringförmige
Erhebung 21 vorgesehen.