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Anzeigevorrichtung für den Ver-
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schmutzungsgrad von Ansaugluftfiltern Die Erfindung bezieht sich
auf eine Anzeigevorrichtung für den Verschmutzungsgrad von Ansaugluftflltern mit
einem topfförmigen, an der offenen Stirnseite durch einen ein Sichtfenster aufweisenden
Deckel verschlossenen Gehäuse, mit einem durch eine Membran gegenüber der Gehäusewand
abge dichteten Kolben innerhalb des Gehäuses, der das Gehäuse in eine dem Gehäuseboden
benachbarte, eine Anschlußöffnung zur Verbindung mit dem Reinluftraum eines Ansaugluftfilters
aufweisende Unterdruckkammer und eine Anzeigekammer unterteilt und durch die Druckdifferenz
vor und hinter dem Filter gegen die Kraft einer am Gehäuseboden abgestützten Druckfeder
aus einer Ruhestellung in eine Anzeigestellung bewegbar ist, sowie mit einer in
der Anzeigekammer angeordneten Hebelverbindung zur Ubertragung der Membranbewegung
auf ein an dem Sichtfenster vorbei bewegbares Anzeigeglied.
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Anzeigevorrichtungen dieser Art eignen sich gut für den Einbau
in
das Armaturenbrett von Kraftfahrzeugen. Die Anzeige des Verschmutzungsgrades wird
damit für den Kraftfahrer besonders einfach sichtbar.
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Bei einer bekannten Anzeigevorrichtung (DT-AS 23 16 297) erstreckt
sich vom Kolben ein mit ihm fest verbundenes Kurbelglied schräg nach außen, das
über Kurbelzapfen und Zapfenbohrung in Gelenkverbindung mit einem schwenkbaren Anzeigeglied
steht.
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Der nicht geführte Kolben der bekannten Vorrichtung kann unkontrollierte
Bewegungen quer zu seiner Achse ausführen, die sich unmittelbar auf das Anzeigeglied
auswirken und ungenaue Anzeigewerte verursachen. Diese nachteiligen Kippbewegungen
des Kolbens werden noch dadurch unterstützt, daß die Gelenkverbindung des Kurbelgliedes
mit dem Anzeigeglied außerhalb der Kolbenachse angeordnet ist. Außerdem erfordert
die bekannte Anzeigevorrichtung einen verhältnismäßig großen Weg des Anzeigegliedes
von der Ruhestellung in die Anzeigestellung, um eine ausreichend eindeutige Signalwirkung
zu erzielen. Hierzu wird entsprechend großer Bauraum benötigt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die bekannte Anzeib gevolrichtung
mit einfachen Mitteln bei kompakter Ausgestaltung in der Funktion zu verbessern.
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Die Erfindung sieht als Lösung der gestellten Aufgabe vor, daß in
der Anzeigekammer ein Winkelhebel mit außerhalb der Kolbenachse und quer zu ihr
angeordneter Schwenkachse gelagert ist, dessen erster Hebelarm auf das Anzeigeglied#
einwirkt und dessen zweiter Hebelarm durch eine Vorholfeder in jeder Betriebsstellung
zur Anlage an einem mittig an der Kolbenstirnseite vorgesehenen Drucklager gebracht
ist.
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Durch die Kraftübertragung im Bereich der Kolbenachse sind die unerwünschten
Kippbeve-gungen des Kolbens weitgehend vermieden. Seitliche Bewegungen des Kolbens
wirken sich nur noch unmaßgeblich auf die Stellung des Anzeigegliedes aus, wodurch
genauere Anzeigewerte mit kleinerem Streubereich erzielt sind.
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Die spielfreie Kraftübertragung vom Kolben auf den Winkelhee bel ermöglicht
es, insbesondere den zweiten Hebelarm verhältnismäßig kurz auszuführen, wodurch
sich eine kompakte Bauform ergibt.
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Um eine weitere Verbesserung der Anzeigegenauigkeit zu erzie len,
wird in Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß der Kolben mit einer gleichachsig
angeordneten Kolbenstange versehen ist, die mit einem Gewindeteil die Gewindebohrung
eines die Druckfeder abstfitzenden Federbe 11er durchsetzt und verdrehbar mit einem
Ende in ein Sackloch des Kolbens eingreift und mit dem anderen, zum Ansetzen eines
Drehwerkzeuges ausgestalteten Ende in einen die Anschlu.3Mefnung aufnehmenden Anschlußstutzen
gleitbar hineinragt.
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Auf diese Weise ist der Kolben zusätzlich seitlich geführt.
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Außerdem besteht die Möglichkeit, durch mehr oder weniger Span nen
der Druckfeder das Gerät zu justieren.
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Vorteilhaft ist zwischen der Innenwandung des Anschlußstutzens und
dem benachbarten Ende der Kolbenstange ein kalibrierter Drosselquerschnitt gebildet,
der eine Dämpfung der Kolbenbewegung bei plötzlich auftretenden Druckschwankungen
ermöglicht. Die im Betrieb hin und her bewegte Kolbenstange sorgt dafür, daß der
Drosselquerschnitt nicht durch Schmutz verstopft.
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Ein ungewolltes Verdrehen der Kolbenstange gegenüber dem Kolben ist
dadurch verhindert, daß stirnseitige Erhöhungen und Vertiefungen von Kolben und
Kolbenstange lösbar ineinander greifen.
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Ein weiterer Vorschlag zielt darauf ab#, optimale Bedingungen für
eine möglichst große Anzeigegenauigkeit zu schaffen. Er kennzeichnet sich dadurch,
daß der Kolben einen zentralen, das Drucklager aufnehmenden Vorsprung aufweist und
daß die Schwenkachse des Winkelhebels neben dem Vorsprung im Hubbereich des Drucklagers
zwischen der Ruhestellung und der Anzeigestellung angeordnet ist.
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Eine gute optische Signalwirkung bei verhältnismäßig kleinem Weg des
Anzeigegliedes und somit einer besonders gedrängten Bauform ergibt sich dadurch,
daß das Sichtfenster aus mehreren parallel zueinander angeordneten Schlitzen besteht
und das Anzeigeglied als Schieber ausgebildet ist, der den Schlitzen hinsichtlich
Anzahl, Lage und Form angepaßte, in Anzeigestellung von außen sichtbare Signalstreifen
aufweist.
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Vorzugsweise liegt der erste Hebelarm gegen einen Absatz des Anzeigegliedes
an, das von der als Zugfeder ausgebildeten Vorholfeder in Anzeigestellung und von
der Druckfeder entgegen der Kraft der Vorholfeder in Ruhestellung bewegbar ist.
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Vorteilhaft wird die bei der Bewegung des Schiebers auftretende Reibung
dadurch verringert, daß das Anzeigeglied gegen den ersten Hebelarm und in Abstand
dazu gegen eine parallel zur Schwenkachse des Winkelhebels in der Anzeigekammer
drehbar gelagerte Rolle anliegt und die Anlagekraft durch die zwischen dem ersten
Hebelarm und der Rolle schräg an dem Schieber angreifende Vorholfeder erzeugt ist.
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Um eine gute Montierbarkeit der Teile zu erreichen, sind der Winkelhebel,
die Rolle und die Vorholfeder in einer in dem Gehäuse befestigten EinsatzhUlse gelagert,
die einen verdickten Außenrand der Membran mit einer Schulter abdichtend gegen einen
Absatz des Gehäuses andrückt.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden sich aus der nachfolgen den
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und den Ansprüchen ergeben. In der Zeichnung
zeigt Fig. 1 eine Anzeigevorrichtung mit den beweglichen Teilen in Ruhestellung
im Längsschnitt, Fig. 2 die Anzeigevorrichtung nach Fig. 1 in Vorderansicht, Fig.
3 eine Einzelheit der Fig. l in vergrößerter Darstellung, Fig. 4 einen Schnitt nach
der Linie 4 - 4 der Fig. 1, Fig. 5 die Anzeigevorrichtung der Fig. 1 mit den beweglichen
Teilen in Anzeigestellung, teilweise im Schnitt, teilweise in Ansicht.
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Die Anzeigevorrichtung l für den Verschmutzungsgrad von Ansaugluftfiltern
hat ein topfförmiges Gehäuse 2 aus undurchsichtigem Kunststoff. Aus dem Gehäuseboden
3 erstreckt sich ein Anschlußstutzen 4 nach außen, der die Anschlußöffnung 5 zur
Verbindung mit dem Reinluftraum eines nicht dargestellten Ansaugluftfilters aufweist.
An der offenen Stirnseite 6 ist das Gehäuse 2 durch einen Deckel 7 aus undurchsichtigem
Kunststoff verschlossen, der ein Sichtfenster 8 hat. Über den Deckel greift eine
Haube 9 aus durchsichtigem Kunststoff. Deckel 7 und.-Haube 9 sind über Rastverschlüsse
10 und il am Gehäuse 2 festgelegt.
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Von der Gehäusewand 12 erstrecken sich zwei federnde Zungen 13 auf
einen Gummiring 15 zu. Die Zungen 13 und der Gummiring 15 stützen sich an Wandungsteilen
beispielsweise vom Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs ab und legen so die Anzeigevorrichtung
im Fahrzeug fest.
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Innerhalb des Gehäuses 2 ist ein axial bewegbarer Kolben 20 durch
eine Membran 34 aus Weichgummi gegenüber der Gehäusewand 12 abgedichtet. Hierzu
hat ein zentraler, als hutförmiger Kolbenteil ausgebildeter Vorsprung 21 einen Kragen
22, gegen den ein verdickter Innenrand 33 der Membran 34 anliegt. Der Außenrand
35 der Membran. . 34 ist gleichfalls verdickt und von einer Schulter 36 einer über
einen Rastverschluß 37 an der Gehäuse wand 12 festgelegten Einsatzhülse 38 gegen
einen Absatz 14 des Gehäuses 2 angedrückt.
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Der Kolben 20 unterteilt das Gehäuse 2 in eine dem Gehäuseboden 3
benachbarte Unterdruckkammer 40 und eine Anzeigekammer 41.
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In der Unterdruckkammer 40 ist der Kolben 20 mit einer gleichachsig
angeordneten Kolbenstange 23 versehen, die mit einem Gewindeteil 24 die Gewindebohrung
42 eines Federtellers 43 durchsetzt. Mit dem Ende 25 greift die Kolbenstange 23
in ein Sackloch 26 des Kolbens 20 ein. An diesem Ende hat die Kolbenstange eine
als Nut ausgebildete stirnseitige Vertiefung 27, in die eine stirnseitige Erhöhung
28 des Kolbens hineinragt. Vertiefung 27 und Erhöhung 28 sind gegenseitig so angepaßt,
daß sich die Kolbenstange 23 zwar mit einem Werkzeug verdrehen läßt, ein ungewolltes
Verdrehen, beispielsweise bei Erschütterungen im praktischen Betrieb, aber sicher
vermieden ist.
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Das andere Ende 29 der Kolbenstange 23 ist mit einer Nut 30 zum Ansetzen
eines Schraubenziehers versehen und bei 31 verdickt. Es bildet dort mit der Innenwandung
4 a des Anschlußstutzens 4 einen
kalibrierten Drosselquerschnitt
5 a. Eine Druckfeder 45 stützt sich einerseits am Gehäuseboden 3 und andererseits
an dem Federteller 43 ab.
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In der Anzeigekammer 41 ist ein Winkelhebel 50 um einen in der Einsatzhülse
38 festgelegten Schwenkzapfen 46 drehbar gelagert. Die Schwenkachse 51 befindet
sich außerhalb der Kolbenachse 20 a und ist quer zu ihr angeordnet. Der Winkelhebel
50 hat einen ersten Hebelarm 52 und einen zweiten Hebelarm 53. Die beiden Hebelarme
sind durch eine Rippe 54 gegeneinander abgestützt. Der erste Hebelarm 52 wirkt auf
ein Anzeigeglied 60 ein, das in noch näher zu beschreibender Weise aus einer Ruhestellung
(Fig. 1) in eine Anzeigestellung (Fig. 5) bewegbar ist.
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Wie aus der Fig. 4 ersichtlich, liegt der erste Hebelarm 52 mit zwei
seitlichen Zapfen 55 gegen Absätze 61 des Anzeigegliedes 60 an. Die seitliche Führung
erfolg über Zahnscheiben 80 5 die an den Zapfen 55 befestigt sind.
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Eine als Zugfeder ausgebildete Vorholfeder 70 greift mit einem Ende
an dem einstückig mit dem Anzeigeglied 60 verbundenen Winkel 62, mit dem anderen
Ende an einem Zapfen 71 der Einsatzhülse 38 an.
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Der zweite Hebelarm 53 ist mit einem Vorsprung 59 versehen der in
jeder Betriebsstellung an einem mittig an der Kolben stirnseite 20 b angeordneten
beispielsweise als leichte Vertiefung ausgebildeten Drucklager 20 c anliegt. Die
Vorholf eder 70 ist bestrebt, das Anzeigeglied 60 entgegen der Kraft der Druckfeder
45 in die in Fig. 5 dargestellte Anzeigestellung zu ziehen. Dabei übt sie über die
an den Zapfen 55 des ersten
Hebelarms 52 anliegenden Anschläge
61 ein Drehmoment auf den Winkelhebel 50 aus, 30 daß der Vorsprung 59 ständig an
dem Drucklager 20 c anliegt. Natürlich sind Druckfeder 45 und Vorholfeder 70 so
aufeinander abgestimmt, daß sich die bewegten Teile ohne Anlegen eines Unterdrucks
an der Anschlußöffnung 5 in der in Fig. 1 dargestellten Ruhestellung befinden.
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In Abstand æu den Anschlägen 61 des Anzeigeglieds 60 ist parallel
zur Schwenkachse 51 des Winkelhebels 50 eine Rolle 72 drehbar in der Anzeigekammer
41 gelagert. Von der Rolle 72 erstrecken sich zwei seitliche Drehzapfen 73 in Lagerschlitze
74 eines mit der Einsatzhülse 38 einstückig verbundenen Lagerbockes 75.
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Die Vorholfeder 70 greift zwischen dem ersten Hebelarm 52 und der
Rolle 72 in der Weise schräg an dem Anzeigeglied 60 an, daß das Anzeigeglied stets
mit den Anschlägen 61 gegen die Zapfen 55 des ersten Hebelarms 52 und andererseits
gegen die Rolle 72 anliegt.
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In der in Fig. 1 dargestellten Ruhestellung stützt sich der erste
Hebelarm 52 an einem einstückig mit der Einsatzhülse 38 verbundenen Anschlag 39
ab.
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Die Anzeigekammer 41 ist über nicht dargestellte Öffnungen mit der
Atmosphärenluft verbunden, wobei ein Stück Filz oder dergleichen das Eindringen
von Staub verhindern kann.
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Im Betrieb ist die Anzeigevorrichtung mit ihrer Anschlußöffnung 5
an die Reinluftseite eines Ansaugluftfilters angeschlossen. Steigt der Unterdruck
infolge zunehmender Verschmutzung des Filtereinsatzes an, so wird der Kolben 20
von
dem Druck der umgebenden Luft gegen die Kraft der Druckfeder
42 auf den Gehäuseboden 3 zu bewegt. Das bei 31 verdickte Ende 29 der Kolbenstange
23 taucht dabei tiefer in den Hohlraum des Anschlußstutzens 4 ein. Der zwischen
der Innenwandung 4 a des Anschlußstutzens 4 und dem Ende 29 der Kolbenstange 20
gebildete kalibrierte Drosselquerschnitt 5 a erzeugt eine Dämpfung der Kolbenbewegung
bei plötzlicher Änderung des Druckes im Bereich der Anschlußöffnung 5. Gleichzeitig
wird das Eindringen von Schmutzteilchen in die Unterdruckkammer 40 erschwert.
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Durch das ständige Hin- und Hergleiten der Kolbenstange 23 in dem
Anschlußstutzen 4 ist außerdem das Ansetzen von Verunreinigungen sicher verhindert.
Ferner sind unerwünschte Nickbewegungen des Kolbens 20 durch die in dieser Weise
geführte Kolbenstange 23 unterbunden.
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Mit der Bewegung des Kolbens 20 auf den Gehäuseboden 3 zu gibt das
sich in gleicher Richtung bewegende Drucklager 20 c den Weg für eine Schrenkbewegung
des Winkelhebels 50 frei, auf den, wie oben schon beschrieben, von der Vorholfeder
70 über das Anzeigeglied 60 ständig ein Drehmoment ausgeübt wird. Mit zunehmendem
Unterdruck wird das Anzeigeglied zunehmend auf die in Fig. 5 dargestellte Anzeigestellung
zu bewegt, in der die den Schlitzen 64 hinsichtlich Anzahl, Lage und Form angepaßten,
beispielsweise rot eingefärbten Signalstreifen 90 voll sichtbar sind.
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Bei nachlassendem Unterdruck kehren die beweglichen Teile wieder in
die in Fig. l dargestellte Ruhestellung zurück.
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L e e r s e i t e