DE2921299A1

DE2921299A1 - Filterwiderstand-anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2921299A1
Application number: DE19792921299
Authority: DE
Inventors: Peter Frank Taylor
Original assignee: Engineering Components Ltd
Current assignee: Engineering Components Ltd
Priority date: 1978-05-24
Filing date: 1979-05-25
Publication date: 1979-12-13
Also published as: US4254731A; ZA792530B; GB1599686A; FR2426490A1; IT7949164A0; ES480883A1; SE7904527L; JPS5516293A; AU4740579A

Description

BESCHREIBUNG :

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige des Überschreitens einer vorgewählten Druckdifferenz. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Gasfilter-Wartungsintervallanzeiger, der dazu dient, einen übermäßigen Strömungswiderstand des Filterelements anzuzeigen, z.B. wenn dieses durch ein teilchenförmiges FiItrat material zugesetzt bzw. verstopft ist.

Derartige Wartungsintervallanzeiger werden häufig derart ausgebildet, daß ihre Warnanzeige aufrechterhalten wird, wenn sie einmal gegeben wurde, und zwar selbst dann, wenn die Gasströmung angehalten wird. Besonders bei Luftfiltern für Kraftfahrzeuge ist die Aufrechterhaltung der Warnanzeige unabhängig vom Betriebszustand der Maschine erwünscht. Der Grund hierfür besteht darin, daß ein Schaden an der Maschine verhindert werden soll.

Es sind viele Arten von Wartungsintervallanzeigern bekannt, die mit unterschiedlichem Aufwand verwirklicht sind. In der GB-PS 929 085 ist z.B. eine Anzeigevorrichtung mit Balgen, einer Spiralfeder und einer mechanischen Einrastvorrichtung beschrieben, wobei die Warnung durch ein Teil gegeben wird, das durch ein sichtbares Fenster bei Betätigung der Einrastvorrichtung sichtbar wird. Bei einer anderen Anzeigevorrichtung wird eine magnetische Einrasteinrichtung verwendet; allgemein ist festzustellen, daß die meisten bekannten Vorrichtungen relativ umfangreich bzw. kompliziert sind und sich nicht zu einer Vereinfachung eignen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anzeigevorrichtung für die Anzeige des Überschreitens einer vorgewählten Druckdifferen zu schaffen, die besonders einfach zu ver-

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wirklichen ist und doch einwandfrei und zuverlässig arbeitet.

Diese Aufgabe wird durch eine Anzeigevorrichtung der genannten Art gelöst, die gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Gehäuse vorgesehen ist, das zwei durch eine elastische Membran getrennte Öffnungen aufweist, wobei die Membran mit einer Öffnung versehen ist₇ daß ein bewegliches Element derart beaufschlagbar ist, daß es die Öffnung dicht verschließt und Lecks daran verhindert werden, daß das bewegliche Teil und die Öffnung so ausgebildet sind, daß die Anwendung einer vorgewählten Druckdifferenz zwischen den Öffnungen das Teil teilweise durch die Öffnung hindurch in eine Stellung bringt, in der es von der Membran festgehalten wird, und daß das Teil mit einer Einrichtung versehen ist, die anzeigt, daß es auf diese Weise festgehalten wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das bewegliche Teil mit einer Einrichtung versehen, die im Stande ist, mit der Membran derart zusammenzuwirken, daß bei Erreichen der Festhaltestellung diese deutlich und unzweideutig definiert ist. Das bewegliche Teil kann z.B. mit einer ringförmigen Ausnehmung versehen sein, in der der Rand der Öffnung aufgenommen wird/ wenn das Teil die Festhaltestellung erreicht. Dies ist nützlich, um die Gefahr herabzusetzen, daß dieses Teil in seine nicht festgehaltene Anfangsposition zurückrutscht, wenn die Druckdifferenz entfernt wird.

Die Einrichtung für die Anzeige, daß das Teil festgehalten wird, kann zwar irgendeine zweckmäßige Form aufweisen, z.B. elektrische Anzeigeeinrichtungen wie Signallampen und/oder akustische Vorrichtungen; gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Anzeige jedoch um eine direkte visuelle Anzeige. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse mit einem transparenten bzw. wenigstens

durchscheinenden Teil versehen, durch das hindurch die Stellung des bewegbaren Teils beobachtet werden kann. Zweckmäßigerweise besitzt dieser transparente Teil die Form einer elastischen Abschlußkappe des Gehäuses.

Wenn die elastische, transparente bzw. durchscheinende Abschlußkappe nur so steif bzw. starr ausgebildet wird, daß sie einer Deformierung unter normalen Betriebsdrücken der Anzeigevorrichtung widersteht, so kann sie auch dazu dienen, die Anzeigevorrichtung zurückzustellen, z.B. nach dem Ersetzen eines verstopften Filterelements. In diesem Falle wird die Rückstellung durch manuelle Deformierung eines Teils der Kappe erreicht, derart, daß das bewegbare Teil aus seiner festgehaltenen Stellung in die Stellung zurückgedrückt wird, in der es die Öffnung in der Membran lediglich verschließt, woraufhin der deformierte Teil der Kappe wieder in seine normale Stellung zurückfedern kann. Um eine gute Sichtbarkeit zu erreichen, weist die Kappe vorzugsweise einen kuppeiförmigen Teil auf, der bezüglich des Gehäuses konvex ist und in den wenigstens ein Teil des bewegbaren Teils vorsteht, wenn sich dieses in seiner Festhaltestellung befindet. Wenn die Geometrie des vorstehenden Teils und die konvexe Wölbung geeignet gewählt werden, so kann eine eindeutige Anzeige über praktisch 180° erreicht werden, wenn eine durchscheinende Kappe in Verbindung mit einem hell gefärbten beweglichen Teil verwendet wird.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse ferner mit Führungseinrichtungen versehen, die bewirken, daß das bewegliche Teil einem im wesentlichen konstanten Weg relativ zu der Öffnung in der Membran folgt. Dies ist wichtig, um zu gewährleisten, daß die Anzeigeeinrichtung stets bei der gewünschten Druckdifferenz anspricht.

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Da die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung nur ein bewegliches Teil aufweist, läßt sie sich einfach herstellen. Weil nur eine einfache elastische Membran benötigt wird, die mit Präzision geformt werden kann, um dem Eindringen des beweglichen Teils einen vorgewählten Widerstand entgegenzusetzen, ist es nicht erforderlich, geeichte Spiralfedern vorzusehen oder derartige Federn zu eichen, um die gewünschten Betriebsdruckdifferenzen zu erreichen. Ein bewegliches Teil und eine Reihe von Membranen reichen aus, um einen sehr breiten Bereich von Druckdifferenzen zu überdecken. Da die Membran selbst das bewegliche Teil hält, besteht kein Bedürfnis für irgendeinen getrennten Einrastmechenismus. Bereits dadurch wird die Konstruktion stark vereinfacht. Die meisten bzw. alle Bestandteile können durch relativ einfache Formvorgänge aus Plastikmaterial und/oder Elastomeren gebildet werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Querschnitts-Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung; und

Fig. 2 eine Draufsicht auf den in Fig. 1 gezeigten Fußteil der Anzeigevorrichtung.

In den beiden Figuren sind entsprechende Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Bei der gezeigten Ausfuhrungsform ist ein allgemein zylindrisches Gehäuse 3 an einem Ende durch einen einteilig damit ausgebildeten Fußteil 4 verschlossen, durch den sich drei Bohrungen hindurch erstrecken. Zwei dieser Bohrungen 5 sind bezüglich der dritten Bohrung 6 diametral angeordnet, wobei

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die dritte Bohrung 6 mit einem Innengewinde versehen ist, um mit einer pneumatischen Leitung verbunden werden zu können, wie später noch im Zusammenhang mit der Arbeitsweise der Anzeigevorrichtung weiter erläutert wird. Im Inneren des Gehäuses befindet sich ein zylindrischer Einsatz 7 mit einem Bodenteil 8, aus dem zwei rohrförmige Vorsprünge 9 vorstehen, wobei die Teile 9 mit dichtem Preßsitz in die Bohrungen 5 eingesetzt sind. Das eingesetzte Bodenteil 8 wird daran gehindert, auf dem Bodenteil 4 des Gehäuses aufzusitzen, und zwar durch axial gerichtete VorSprünge, die mit letzterem einteilig ausgebildet sind und wovon nur einer gezeigt und mit 10 bezeichnet ist. Auf diese Weise wird die Bohrung 6 durch den eingesetzten Bodenteil 8 nicht verschlossen, sondern steht in Verbindung mit einer zwischen dem eingesetzten Bodenteil und dem Gehäuse begrenzten Kammer 11 .

Das Gehäuse und der Einsatz sind aus Plastikmaterial durch Spritzguß hergestellt, so daß der Einsatz mit Preßsitz in das Gehäuse eingesetzt werden kann. Die Wandung des Einsatzes ist jedoch mit zwei kleinen, diametral gegenüberliegenden Abflachungen versehen, so daß zwei Kanäle 12 gebildet werden, die sich aus der Kammer 11 zum offenen Ende des Gehäuses hin erstrecken.

Der Einsatz 7 enthält ein bewegliches Teil 13 mit einer gewölbten Kappe 14, einem ausgenommenen Teil 15 und einem Fußteil 16. Der Fußteil bildet einen relativ lose angeordneten Kolben im Inneren des Einsatzes. Er wirkt ferner als Bewegungsbegrenzung.

Der Einsatz enthält ferner eine elastische Gummimembran 17, deren radial äußerster Rand zwischen einem Innenrand 18 und einen ringförmigen Haltering 19 eingespannt ist, wobei der Haltering mit Preßsitz in den Einsatz eingesetzt ist.

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Die Membran ist mit einer mittleren Öffnung 20 versehen, und die gewölbte Haube des bewegbaren Teils ruht auf dieser Öffnung und dichtet diese ab, und zwar unter der Wirkung eines elastischen, porösen, geschäumten Kissens 21 aus Plastikmaterial, das zwischen dem Fußteil 16 und dem Sockel des Einsatzes angeordnet ist.

Ein Führungsstift 24 ist einteilig mit dem Einsatz-Bodenteil 8 ausgebildet und steht durch das poröse Kissen 21 hindurch in eine Bohrung 25 in dem Fußteil des beweglichen Teils hinein. Der Stift ist relativ lose in die Bohrung eingesetzt und dient nur dazu, die Bewegung des beweglichen Teils senkrecht zur Membran 17 zu halten.

Auf das offene Ende des Gehäuses ist eine relativ starre, jedoch elastische Kappe 22 aus Plastikmaterial mit einer mittleren konvexen Haube 23 aufgesetzt. Die Kappe ist lichtdurchlässig und im wesentlichen luftdicht durch Schnappsitz auf dem Ende des Gehäuses befestigt. Die Kappe, die Membran und das bewegliche Teil sind jeweils aus Plastikmaterial durch Spritzguß hergestellt.

Es wird nun die Arbeitsweise der beschriebenen Anzeigevorrichtung beim Gebrauch als Gasfilter-Wartungsinterval!anzeiger beschrieben. Die Anzeigevorrichtung arbeitet ausgehend von der dargestellten Stellung, bei der es sich um die Ruhestellung bzw. zurückgesetzte Stellung handelt. Auf die Innenseite des beweglichen Teils wird über die Bohrungen 5 und das poröse Kissen 21 atmosphärischer Druck angelegt. Die Bohrung 6 ist über eine pneumatische Leitung mit einer Quelle verbunden, deren Druck geringer als der Atmosphärendruck ist und die bei der beschriebenen Ausführungsform die Motorseite eines Kraftfahrzeug-Luftfilters ist. Während der Filter durch Staub und sonstige teilchenförmigen Verunreinigungen der in den Motor einströmenden Luft verstopft

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wird, steigt der Druckabfall (die Drosselwirkung) daran an. Dieser Druckabfall wird über die Bohrung 5, die Kammer 11 und die Kanäle 12 in den Oberteil des Gehäuses weitergegeben, und zwar auf der Seite der Membran, die dem bewegbaren Teil gegenüberliegt. Da der Atmosphärendruck auf der Unterseite größer ist, entsteht eine resultierende Kraft auf das Teil, welche dieses zur Kappe 22 hin drückt. Wenn die Kraft ausreichend hoch ist (entsprechend einer starken Verstopfung des Luftfilterelements), so tritt die gewölbte Kuppe des bewegbaren Teils durch die Öffnung hindurch und wird danach durch den Rand der öffnung festgehalten, die von der Ausnehmung 15 des Teils aufgenommen wird. Dadurch wird verhindert, daß dieses Teil in die Ruhestellung zurückkehrt, selbst wenn die pneumatische Leitung von der Bohrung 6 entfernt wird oder die zugehörige Maschine angehalten wird. Die Anzeigevorrichtung kann zurückgestellt werden, indem die Kappe 23 nach unten gedrückt und deformiert wird, so daß der gewölbte Kopf des beweglichen Teils durch die öffnung in der Membran hindurch zurückgedrückt wird; dieser bleibt jedoch nur dann in der zurückgesetzten bzw. Ruhestellung, wie der Unterdruck nicht so groß ist, daß die Anzeigevorrichtung erneut anspricht. Das Filterelement muß also durch ein sauberes ersetzt werden, oder die Maschine muß stehenbleiben. Jeder Versuch, die Maschine mit einem verstopften Filter zu starten, führt ,zu einer sofortigen erneuten Betätigung der Anzeigevorrichtung.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der gewölbte Teil des bewegbaren Teils aus einem sehr hell gefärbten Material, und die Kappe ist aus durchscheinendem, praktisch transparentem Material; die Anzeige ist dadurch nicht nur deutlich, sondern auch unter allen Winkeln leicht zu erkennen. Die Kombination einer derartigen durchscheinenden Kappe mit einem hell gefärbten Teil hat die Wirkung, daß der größte Teil der Kappe die Farbe annimmt, die das dahinter liegende

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Teil besitzt. In der Ruhestellung bzw. zurückgesetzten Stellung liegt der gewölbte Teil praktisch vollständig innerhalb des Körpers des Einsatzes, wenn jedoch dieser gewölbte Teil durch die Öffnung in der Membran hindurchtritt, so liegt er direkt angrenzend an die Unterseite derkonvex geformten Kappe 23. Es tritt daher eine abrupte und zweifelsfreie Änderung des Aussehens der Kappe auf. Diese Änderung ist ferner über praktisch einen Bereich von 180° sichtbar.

Zur Vereinfachung der Werkzeugherstellung, wenn die Teile aus Kunststoffmaterial durch Spritzguß hergestellt werden sollen, sind Konstruktionsänderungen möglich. Z.B. können die Vorsprünge 10 durch eine Rille in dem Einsatz-Bodenteil, in dem Boden des Gehäuses oder in beiden ersetzt werden. Ein wichtiges Merkmal besteht darin, daß die Bohrung 6 mit dem Raum oberhalb der Membran in Verbindung stehen muß. Auch eine Bohrung 5 reicht aus, obgleich die Verwendung von zwei Bohrungen zweckmäßig ist, um die Lokalisierung zu erleichtern. Es ist nicht wesentlich, daß die Kappe 22 elastisch ist, jedoch wird dadurch die überprüfung der Anzeigevorrichtung sehr erleichtert, denn sie kann dadurch leicht zurückgestellt werden.

Die Aufgabe der Bohrungen 5 und 6 kann ferner vertauscht werden, um den Gebrauch bei Drücken zu ermöglichen, die über Atmosphärendruck liegen.

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Claims

MÜLLER-BORE BEUFEL · SCHÖN · HiJRTEL PATKNTAIfWlLTE DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE {PATENTANWALT VON 1927 - 1975) DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CHEM. Hl/HD/rO DR. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL, DIPL.-PHYS. E 1222 ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATAIRES AGREES PRES U1OFFICE EUROPEAN DES BREVETS -25. MAl 1979 ENGINEERING COMPONENTS LIMITED Slough, England Filterwiderstand-Anzeigevorrichtung PATENTANSPRÜCHE :

1. Anzeigevorrichtung zur Anzeige des Überschreitens einer vorgewählten Druckdifferenz, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (3) vorgesehen ist, das zwei durch eine
elastische Membran (17) getrennte öffnungen (5, 60 aufweist, wobei die Membran mit einer Öffnung versehen ist, daß ein bewegliches Element (13) derart beaufschlagbar ist, daß es die öffnung dicht verschließt und Lecks daran verhindert werden, daß das bewegliche Teil (13) und die Öffnung so ausgebildet sind, daß die Anwendung einer vorgewählten Druckdifferenz zwischen den Öffnungen (5, 6)
das Teil (13) teilweise durch die Öffnung hindurch in
eine Stellung bringt, in der es von der Membran (17) fest-

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β MÜNCHEN 86 · SIEBEHTSXE. 4 · POSTFACH 860720 · KABEL: StTTEBOPAT · TEL. (080) 4740 03 · TELEX 5-24285

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gehalten wird, und daß das Teil (13) mit einer Einrichtung versehen ist, die anzeigt, daß es auf diese Weise festgehalten wird.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil (13) mit einem Mittel (15) versehen ist, das mit der Membran (17) im Gebrauch so zusammenwirken kann, daß die einmal erreichte Festhaltestellung sicher und unzweideutig definiert ist.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil (13) mit einer ringförmigen Ausnehmung (15) versehen ist, in der der Rand der Öffnung aufgenommen wird, wenn das Teil die Festhaltestellung erreicht.

4. Anzeigevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) wenigstens einen durchscheinenden Teil (23) enthält, durch den hindurch die Stellung des beweglichen Teils (13) beobachtet werden kann.

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der durchscheinende Teil aus einer elastischen Kappe für das Gehäuse gebildet ist.

6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe für das Gehäuseende ausreichend starr bzw. steif ist, um sich einer Deformierung bei normalen Betriebsdrücken der Anzeigevorrichtung zu widersetzen, jedoch manuell deformierbar ist, so daß die Anzeigevorrichtung zurückgestellt werden kann, indem das bewegliche Teil (13) aus seiner Festhaltestellung in die Stellung zurückgedrückt wird, in der es lediglich die Öffnung in der Membran (17) verschließt.

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7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (22) eine Wölbung aufweist, die bezüglich des Gehäuses konvex ausgebildet ist, und daß das bewegliche Teil (13) einen Teil aufweist, der in der Festhaltestellung in den Raum vorsteht/ der durch die Kappe begrenzt ist.

8. Anzeigevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse Führungseinrichtungen aufweist, die im Gebrauch das bewegliche Teil (10) zwingen, bezüglich der Öffnung in der Membran (17) einem im wesentlichen konstanten Weg zu folgen_o

9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung durch einen Stift (10) gebildet ist, der mit einer Bohrung in dem Teil derart zusammenwirkt, daß das Teil einem Weg folgt, der im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Öffnung ist.

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