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Anzeigevorrichtung für den Grad der Verschmutzung eines Filters für
Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für den Grad
der Verschmutzung eines Filters für Brennkraftmaschinen mit einer in einem Gehäuse
am Außenumfang dicht eingespannten, aus elastischem Werkstoff bestehenden, mit einem
von außen sichtbaren Anzeigeglied fest verbundenen Membran, die den Reinluftraum
des Filters von der Atmosphäre trennt und bei steigender Verschmutzung in Richtung
des Reinluftraumes sukzessive gesogen wird und dabei das Anzeigeglied aus dem Sichtbereich
in eine den Austausch bzw. die Reinigung des Filtereinsatzes erforderliche Endlage
bewegt.
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In einer bekannten Anzeigevorrichtung dieser Art ist die Membran im
wesentlichen ringförmig ausgestaltet, und das Anzeigeglied besteht aus einem außen
zylindrischen Körper, der in die Mittelöffnung der Membran eingespannt ist. über
dem Anzeigeglied ist ein mit seitlichen Durchbrechungen versehenes Gehäuse angeordnet,
welches seinerseits einen Anschlag aufweist, gegen den dann, wenn das Anzeigeglied
aus dem Sichtbereich gesogen wurde, dieses Anzeigeglied zur Anlage derart kommt,
daß es nicht mehr in den Sichtbereich zurückgelangen kann, wenn es einmal vollständig
aus diesem herausgesogen worden war. Im bekannten Fall ist das Anzeigeglied kippbar,
und eine Feder belastet es derart, daß es nach einmaligem Verschwinden aus dem Sichtbereich
der Durchbrechungen im Gehäuse etwas verkippt wird und gegen den Anschlag anliegt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
bezeichneten Gattung zu schaffen, mit der man feststellen kann, ob eine Reinigung
des Filtereinsatzes oder ein Austausch desselben notwendig ist oder ob die Anzeigevorrichtung
nur infolge eines momentanen hohen Unterdruckes im Reinluftraum des Filters bzw.
in der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine die Anzeigevorrichtung in eine Stellung
bewegt worden ist, die eine Reinigung bzw. einen Austausch des Filtereinsatzes vorschreibt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der Anzeigevorrichtung
der eingangs beschriebenen Gattung und besteht darin, daß die Membran und das Anzeigeglied
einstückig ausgebildet und von der Atmosphäre her frei zugänglich sind.
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Gegenüber dem Bekannten unterscheidet sich die Erfindung demnach in
zwei wesentlichen Punkten: einmal entfällt die bei der bekannten Vorrichtung vorgesehene
Schutzkappe, um eine freie Zugänglichkeit von außen zum Anzeigeglied zu ermöglichen,
andererseits ist der bei der bekannten Vorrichtung vorhandene Anschlag in Wegfall
gekommen, und es ist im Gegensatz zum Bekannten keine eine Rückstellkraft auf das
Anzeigeglied ausübende Feder vorgesehen. Wichtig ist auch, daß das Anzeigeglied
bei der Erfindung besonders leicht ist, damit die durch die Dichtmembran aufbringbaren
Rückstellkräfte ausreichend sind, um das Anzeigeglied in allen vorkommenden Zwischenlagen
zu halten.
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Wenn bei der Anzeigevorrichtung nach der Erfindung das Anzeigeglied
aus dem Sichtbereich bewegt worden ist, kann man es einfach mit der Hand erfassen
und wieder nach außen ziehen. Wird das Anzeigeglied sofort wieder aus dem Sichtbereich
herausgezogen, dann ist eine Reinigung des Filters bzw. eine andere entsprechende
Maßnahme erforderlich; bleibt das Anzeigeglied aber, nachdem es wieder in den Sichtbereich
gezogen wurde, im Sichtbereich, dann war offensichtlich nur ein momentan hoher Unterdruck
im Reinluftraum des Filters bzw. der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine die Ursache
für das Verschwinden des Anzeigegliedes, und es ist eine Reinigung des Filters noch
nicht erforderlich.
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In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kennzeichnet sich
die Anzeigevorrichtung dadurch, daß die Membran kegelstumpfförmig ausgebildet und
achsgleich im Gehäuse gelagert ist und das
Anzeigeglied außermittig
bezüglich der Achse der Membran an der Stirnseite des kleineren Durchmessers des
Kegelstumpfes an die Membran angeformt ist.
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Durch diese Maßnahme führt das Anzeigeglied bei der Bewegung aus dem
Sichtbereich heraus eine Neigebewegung durch. Dies ist deswegen ein Vorteil, weil
eine solche Kippbewegung wesentlich stärker auffällt als eine nur -in einer geraden
verlaufende Bewegung; Bewegungen des Anzeigegliedes sind also auffälliger als im
bekannten Fall.
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Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel unter
Hinweis auf die Zeichnung erläutert. -In dieser zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht
einer Ausführung der Vorrichtung nach der Erfindung, F i g. 2 eine Draufsicht
von oben auf das Gerät nach F i g. 1,
Fig.3 einen Schnitt nach der Linie3-3
der F ig. 1,
F i - 4 und 5 im Längsschnitt das Gerät nach den
vorigen Figuren in verschiedenen Stellungen der Membran.
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Das in F i g. 1 dargestellte Anzeigegerät weist eine hochstehende
Membran 10 auf, die an einem im ganzen mit 11 bezeichneten Gehäuse
befestigt ist. Mit dem Inneren des Gehäuses steht eine Leitung 12 in Verbindung.
Die Seitenwand des Gehäuses ist mit 14 bezeichnet; im Boden 15 ist ein nach
innen vorstehender Vorsprung 16 vorgesehen, der eine mit Gewinde versehene
Öffnung 17 aufweist. Dieses Gewinde nimmt das mit Gewinde versehene Ende
18
der Verbindungsleitung 12 auf.
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Die Verbindung wird mit Hilfe eines Anschlußstückes hergestellt, auf
welchem ein fest angebrachter sechskantiger Abschnitt 19 vorgesehen ist,
um das Ein- und Herausschrauben des Anschlußstückes in die Öffnung 17 bzw.
aus dieser heraus zu erleichtern. Der untere Abschnitt des Gehäuses hat beispielsweise
in Form eines Flansches 20 solche Ausbildung, daß man damit leicht eine Rohrleitung
oder einen Schlauch verbinden kann, der seinerseits in Verbindung mit dem Ansaugraum
des Motors steht. So kann beispielsweise ein flexibler Schlauch über den Flansch
geschoben werden, und dieser Schlauch kann mit einem Raum stromabwärts des Luftfilters
verbunden sein. Man kann auch im Gehäuse des Luftfilters eine Öffnung vorsehen,
und der Flansch 20 kann in diese Öffnung eingeführt sein und beispielsweise mit
Gummidurchführungen oder anderen Dichtungen abgedichtet sein. Vorzugsweise wird
je-
doch eine Rohrleitung mit dem Anschluß verbunden, und diese Rohrleitung
ist in Verbindung mit dem Einlaßluftstrom des Motors. Auf diese Weise kann man das
Anzeigegerät beispielsweise am Armaturenbrett des Fahrzeuges oder seitlich der Motorhaube
anbringen. Am Gehäuse sind auch Einrichtungen vorgesehen, um dieses Gehäuse befestigen
zu können, beispielsweise in Form von Gewindebohrungen 22 und 23 im Boden
15 des Gehäuses, so daß man mit Hilfe von Schrauben das Instrument beispielsweise
an dem Armaturenbrett des Fahrzeuges befestigen kann. Selbstverständlich sind auch
andere Möglichkeiten zur Befestigung des Gehäuses irgendwo am Fahrzeug denkbar.
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Das Gehäuse ist, wie bei 24 angedeutet ist, oben offen, und über dieser
Öffnung ist die Membran 10
befestigt. Die im ganzen etwa kegelförmig ausgel#Idete
Membran hat unten einen Schurz 26, an welchen sich ein nach innen gerichteter
Teil oder eine Schulter 28 anschließt. Daran schließt sich eine kegelstumpfförmige
Seitenwand 30 an. Oben ist eine ebene, als Abschluß dienende Wand
32 mit dem konischen Abschnitt 30 verbunden, und seitlich versetzt
bezüglich der mit X-X bezeichneten Mittelachse der Membran isst ein Nippel oder
eine Handhabe 34 ausgebildet.
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Um das Befestigen der Membran am Gehäuse zu erleichtern, ist bei dem
gezeigten Ausführungsbeispiel an der Innenseite des Schurzes ein Ringflansch
38 von im wesentlichen konvexer Gestalt ausge--bildet.--Dieser Ringflansch
ist an solcher Stelle vorm gesehen, daß er in einer durchgehenden Nut 40 an der
Wand des Gehäuses liegt. Um den Schurz liegt im Bedarfsfall ein gespanntes Band
42, um so die Meinbran am Gehäuse festzuklammern. Bei 44 ist eine nach außen vorstehende
Schleife oder ein Bogen 44 am Band 42 angedeutet, der mit einem geeigneten Werkzeug
zusammengedrückt werden kann, um so das Band zu spannen. Die sich überlappenden
Enden des Spannbandes sind, wie bei 46 gezeigt ist, beispielsweise durch Schweißen,
Löten od. dgl. verbunden.
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Der zum Ringflansch 38 sich erstreckende Schurz 36 ist
unter Spannung über den Ringwulst 53 am oberen Ende des Gehäuses gehalten.
Wenn also der Druck im Gehäuse das erstemal kleiner wird als der Außendruck
- d. h. zum Beispiel beim Anlassen des Verbrennungsmotors -, dann ergibt
sich in dem mit A bezeichneten Bereich sofort eine Dichtung. Diese Dichtung
entsteht zwischen den ebenen waagerechten Oberflächen am oberen Ende des Gehäuses
und dem schulterförmigen Abschnitt 28. Dieser dichtende Abschnitt folgt also der
dichten Verbindung zwischen den zylindrischen Seitenoberflächen bei B. Eine dritte
Dichtung wird bei C zwischen dem Ringwulst 38 und der Unterseite des
Ringwulstes 53
erzielt. Das heißt also, daß drei ringförmige Dichtungen hintereinander
zwischen Gehäuse und Dichtung vorliegen. Daraus ist ersichtlich, daß das Spannband
auch weggelassen werden kann. Das Spannband dient hauptsächlich dem Zweck, zu verhindern,
daß Unbefugte die Membran entfernen.
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Der versetzt angeordnete Nippel 34 mit dem Ab-
schnitt
32 wird nun bei wachsendem Unterdruck im Gehäuse in der insbesondere in den
F i g. 4 und 5
dargestellten Weise nach innen in das Gehäuse gezogen,
und zwar mit einer Art übertotpunktwirkung. Wenn nun der Querschnitt der Ansaugöffnungen
am Einlaßsystem zu klein wird, dann wird dadurch eine Druckdifferenz auf den Seiten
der Membran erzeugt, durch welche die Membran mit einer Einrollbewegung ins Innere
des Gehäuses gezogen wird. Dabei wird zunächst der Abschnitt der Schulter
28 über den sich konisch nach außen erweiternden Innenrand 52 des
Gehäuses nach innen gerollt. Damit wird also die ganze Membran zunäcfi#t ein Stück
nach unten gezogen. Dann beginnt sich är konisch ausgebildete Abschnitt
30 der Membrarf A-zurollen, und an diesem Punkt beginnt eine torkeinde Bewegung
der Membran. Dies ist beispielsweise in F i g. 4 gezeigt, wobei zunächst
auf der rechten Seite die konisch ausgebildete Wand bei E sich einzurollen
beginnt, weil auf der linken Seite dieses Wandabschnittes die verstärkende Wirkung
des versetzt angeordneten Nippels 34 ein Einrollen noch verhindert.
Man
kann also sagen, daß sich die Membran zunächst nach unten etwas einsetzt und dann
beim Durchrollen des Abschnittes D mit torkelnder Bewegung in die Endstellung
(F i g. 5) geht. Der besondere Vorteil dieser torkelnden und abschnittsweisen
Bewegung ist darin zu sehen, daß der Widerstand beim Biegen der Membran progressiv
kleiner wird und so die Membran nicht im ganzen »zusammenbricht«, d.h. schlagartig
in die in Fig.5 dargestellte Stellung geht. Das Ergebnis davon ist, daß die Membran
ihre Nachinnenbewegung aus der in F i g. 3 gezeigten Stellung in die in F
i g. 5 dargestellte Stellung bei niedrigeren Druckdifferenzen durchführt.
Daraus ergibt sich wieder, daß die Anzeigevorrichtung sehr empfindlich ist. Man
kann den konischen Abschnitt 30 der Membran mit einem Bogen vergleichen,
der einen maximalen Widerstand gegen das Zusammenbrechen bietet. Dadurch, daß man
den Nippel 34 außermittig anordnet, bricht dieser Bogen auch noch in mehreren Schritten
zusammen und nicht auf einmal.
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Aus F i g. 5 ist ersichtlich, wie der obere Wandabschnitt
32 der Membran gegen den inneren Vorsprung 16 und den Filter 48 anliegt,
welcher die innerste Stellung der Membran bestimmt. Wenn also ein weiter ansteigender
Druckunterschied an das Gerät angelegt wird, dann kann wegen des Vorsprungs
16 die Membran nicht weiter verformt werden, und es ist damit unmöglich,
sie zu zerstören. Weiterhin dichtet die End- oder Stirnwand 32 den Filter
48 und damit den Einlaß 18 ab.
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Die Membran ist in beiden Zuständen stabil, d. h. in dem in
F i g. 3 und dem in F i g. 5 gezeigten Zustand. Das heißt also, daß
die Membran auch nach Aufhören der wirkenden Druckdifferenz auf die Seiten derselben
in der in F i g. 5 dargestellten Lage bleibt. Damit kann ein Fahrer oder
die Bedienungsperson des Verbrennungsmotors beobachten, wann und ob die Membran
in den unteren stabilen Zustand verbracht wurde. Wenn dies nämlich nicht der Fall
wäre und der Fahrer den Motor abstellt, dann könnte die Membran aus der in F i
g. 5 dargestellten Stellung in die in F i g. 3 dargestellte zurückschnappen,
und es wäre keine Anzeige dafür mehr vorhanden, daß beispielsweise das Papierelement
des Luftfilters zu stark verschmutzt ist. Die Bedienungsperson kann nun auch bei
in der Lage nach F i g. 5 befindlicher Membran den Nippel 34 ergreifen und
die Membran wieder nach außen ziehen.
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Falls die Membran beschädigt werden sollte, wird gegebenenfalls ins
Innere des Gehäuses gelangender Schmutz vom Filter 48 zurückgehalten. Damit ist
also die Maschine vollständig gegen das Eindringen von Schmutz geschützt. Dieses
Filter kann eine starre Scheibe z. B. aus poröser gesinterter Bronze sein oder aus
einem anderen entsprechenden Material bestehen. Die Filterscheibe kann reibungsschlüssig
in ihrem Sitz 50 oben am Vorsprung 16 gehaltert sein. Obwohl eine
leicht nach oben gehende Wölbung des Filters 48 gezeigt ist, kann dieser Filter
natürlich auch eine andere Form haben.