DE29604886U1 - Anzeigevorrichtung für einen Filter - Google Patents

Description

APAG Elektronik AG Ringstrasse 14 CH-8600 Dübendorf 1 Schweiz

Vertreter:

Patentanwälte

Kohler Schmid + Partner

Ruppmannstraße 27 D-70565 Stuttgart Deutschland

Anzeigevorrichtung für einen Filter

Die Erfindung betrifft eine Anzeicfevorrichtung für den Verschmutzungsgrad eines von einem Fluid, insbesondere von Luft, durchströmten Filters.

Die Luftzirkulation in Geräten, insbesondere in Haushaltsgeräten wie Staubsaugern, wird durch sogenannte Micro-Filter geführt, um den Luftstrom von Restverunreinigungen zu befreien. Spezielle Geräte setzen diese Filter in technisch ausgereifter Form in der Art eines Schiebers in den Luftstrom ein. Der Vorteil dieses Schiebereinsatzes ist die vom Benutzer sehr leichte Handhabung beim Filterwechsel. Trotz dieser leichten Handhabung wird der Filterwechsel vergessen oder zu einem falschen Zeitpunkt, d.h. zu früh oder zu spät, ausgeführt. Dies führt zu einem unnötigen Verbrauch von Filtern oder von Energie und im schlimmsten Fall zu einem Versagen des Motors durch Überhitzung aufgrund eines verstopften Filters.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Verschmutzungsgrad eines Filters, insbesondere eines Micro-Filters in einem Staubsauger, und den rechten Zeitpunkt für einen erforderlichen Filterwechsel dem Benutzer anzuzeigen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in einem ersten Aspekt durch eine Anzeigevorrichtung für den Verschmutzungsgrad eines von einem Fluid, insbesondere von Luft durchströmten Filters gelöst, wobei in Durchströmrichtung hinter dem Filter eine verschwenkbare Wippe angeordnet ist, deren einer Arm in den Strömungsquerschnitt eingreift und über deren anderen Arm die VerSchwenkposition der Wippe feststellbar ist.

Das durch den Filter durchgetretene Fluid greift an dem in den Strömungsquerschnitt eingreifenden einen Arm der leicht beweglichen Wippe an und lenkt diese aus. Diese Auslenkung ist um so größer, je größer das an dem Arm angreifende Dreh-

moment ist, dessen Größe wiederum vom Druck der den Filter durchströmten Luft abhängt. Der Luftdruck hinter dem Filter wird durch den Verschmutzungsgrad des Filters bestimmt. Um so verschmutzter und damit undurchlässiger der Filter ist, desto geringer ist der Druck des hindurchgetretenden Fluids und desto geringer ist die Auslenkung der Wippe.

Der Verschmutzungsgrad des Filters ist somit direkt mit der Auslenkung der Wippe korreliert und läßt sich über den anderen Arm der Wippe feststellen. Der Arm kann entweder von einem Benutzer direkt von außen sichtbar sein oder seine Verschwenkposition ermittelt und über entsprechende akustische oder optische Hilfsmittel einem Benutzer angezeigt werden.

In einer ersten besonders bevorzugten Ausführungsform verläuft die Schwenkachse der Wippe in der Filterebene, so daß die Wippe aus der Filterebene herausschwenkt. Dabei wirkt das gesamte Drehmoment, das an dem in den Strömungsquerschnitt eingreifenden Arm angreift, in der Verschwenkrichtung, so daß die Wippe maximal ausgelenkt wird.

Eine zweite bevorzugte Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, daß die Schwenkachse der Wippe parallel zur Durchströmrichtung durch den Filter verläuft daß der in der Strömungsquerschnitt eingreifende Arm der Wippe eine schräg zur Durchströmrichtung verlaufende Angriffsfläche aufweist. Da das an dem Arm angreifende Drehmoment aufgrund der schrägen Angriffsfläche auch eine Komponente in der Filterebene aufweist, verschwenkt die Wippe um die zur Durchströmrichtung parallele Verschwenkachse in einer zur Filterebene parallelen Ebene. Dadurch läßt sich die der Anzeigevorrichtung in Strömungsrichtung des Fluids besonders schmal ausbilden. Die schräge Angriffsfläche kann beispielsweise rotorartig

ausgebildet sein.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform ist die Wippe entgegen der Auslenkung durch das Fluid vorgespannt. Erst ab einem bestimmten, von der Vorspannung der Wippe abhängigen Mindestdruck des Fluids hinter dem Filter wird die Wippe entgegen ihrer Vorspannung ausgele;nkt. Wird dieser Mindestdruck aufgrund eines zu verschmutzten Filters hinter diesem nicht erreicht, verschwenkt die Wippe nicht, was einen erforderlichen Filterwechsel bedeutet.

Besonders einfach läßt sich die Wippe vorspannen, wenn sie in einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform einen blattfederartigen Abschnitt aufweist, der sich an einer Gehäusewand abstützt. Für die Vorspannung sind dann keine weiteren Teile erforderlich.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der andere Arm der Wippe von außen zumindest in einer einen verschmutzten Filter anzeigenden Position einsehbar. Einem Benutzer kann so der Filterwechsel zu einem richtigen Zeitpunkt angezeigt werden.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der andere Arm der Wippe an einem durchsichtigen Fenster in einer Gehäuseaußenwand vorbeischwenkt, beispielsweise an einem Klarsichtfenster in der Außenwand eines Staubsaugergehäuses.

Die obengenannte erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch eine Anzeigevorrichtung für den Verschmutzungsgrad eines von einem Fluid, insbesondere Luft, durchströmten Filters gelöst, wobei in den Strömungsquerschnitt vor dem Filter ein in Strömungsrichtung offenes Rohrstück eingreift, das einen

Teil des Fluids am Filter vorbeileitet und einen im Betriebszustand der Anzeigevorrichtung senkrechten Abschnitt aufweist, in welchem sich Schmutzpartikel aus dem nicht-gefilterten Fluid ablagern.

Der Austritt des Teilstroms aus dem Rohrstück ist dabei so gewählt, daß sich die Schmutzpartikel aufgrund der Schwerkraft in dem Rohrstück ablagern. Diese Schmutzanhäufung in dem senkrechten Rohrabschnitt ist bei geschickter Auslegung des Rohrstücks mit dem Verschmutzungsgrad des Filters korreliert. Wenn der Rohrabschnitt mit den Schmutzpartikeln bis zu einer bestimmten Höhe gefüllt ist, kann auf einen verschmutzten und daher auszuwechselnden Filter zurückgeschlossen werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Anzeigevorrichtung weist das Rohrstück in Durchströmrichtung vor dem senkrechten Abschnitt einen höher liegenden, waagerechten Abschnitt auf, so daß die einmal in den senkrechten Abschnitt gelangten Schmutzpartikel aus diesem nicht bzw. nur schwer wieder zurück in Richtung auf den Filter entweichen können.

In einer ganz besonders bevorzugtein Ausführungsform ist der Sammelabschnitt von außen einsehbar. Ein Benutzer erkennt dann leicht von außen, ob ein bestimmter Befüllungsgrad im Sammelabschnitt erreicht ist und damit ein Filterwechsel angebracht ist.

Dies ist besonders einfach zu erreichen, wenn der Sammelabschnitt hinter einem durchsichtigein Fenster in einer Gehäuseaußenwand angeordnet ist. Über eiine entsprechende Füllhöhenmarkierung am Sammelabschnitt kann der Befüllungsgrad, bei dem ein Filterwechsel zu erfolgen hat, vorgegeben wer-

Zur Erfindung gehört auch ein Filtereinsatz mit einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung, wobei die Anzeigevorrichtung und der Filter in dem Filtereinsatz angeordnet sind. Der Filtereinsatz läßt sich dann an entsprechender Stelle besonders leicht z.B. in ein Staubsaugergehäuse einschieben.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Filtereinsatzes ist der Filter in dem Filtereinsatz auswechselbar. Wenn ein Filterwechsel erforderlich ist, wird der Filtereinsatz aus einem Gehäuse entnommen, der Filter bequem gewechselt und der Filtereinsatz erneut eingesetzt.

In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform sind der Filtereinsatz, der Filter und die Anzeigevorrichtung als Einheit auswechselbar. Ein direkter Kontakt mit dem verschmutzten Filter wird so vermieden. Insbesondere wenn der Filter mit giftigen oder gesundheitsschädlichen Stoffen kontaminiert ist, sind zwangsläufig auch andere Teile des Filtereinsatzes kontaminiert, so daß eine Entsorgung des gesamten Filterseinsatzes als Einheit besonders vorteilhaft ist. Weiterhin kann der Filtereinsatz von seiner nicht kontaminierten Außenseite her einfach und schnell einem Gehäuse entnommen und sofort in entsprechenden Behältnissen entsorgt werden, wodurch sich die Zeit, in der ein Benutzer mit dem Filtereinsatz bzw. dem Filter hantiert, minimiert.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filtereinsatzes kennzeichnet sich dadurch, daß eine elektrische Stromversorgung und ein elektrischer Steuerkreis, vorzugsweise mit einer elektrischen Anzeige, in dem Filtereinsatz vorgesehen sind. Wenn der Befüllungsgrad des

Filters nicht von einem Benutzer direkt wahrgenommen wird, sondern ihm über elektronisch verarbeitete, optische oder akustische Signale angezeigt wird, ist eine Stromversorgung und eine geeignete Elektronik erforderlich. Wenn diese im Filtereinsatz selbst angeordnet sind, bildet der Filtereinsatz eine vollständig unabhängige, in sich funktionstüchtige Einheit. Dies erleichtert insbesondere das schnelle Auswechseln des kompletten Filtereinsatzes.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausfuhrungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.

Die Erfindung ist in drei Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei sind die Figuren stark schematisiert und nicht notwendigerweise maßstäblich zu verstehen. Es zeigt:

Fig. la eine Vorderansicht einer ersten Ausfuhrungsform eines erfindungsgemäßen Filtereinsatzes mit einer Wippe, deren Schwenkachse in der Filterebene verläuft ;

Fig. Ib einen Längsschnitt durch den Filtereinsatz entlang der Schnittlinie Ib-Ib in Fig. la, wobei sich die Wippe in einer ersten Schwenkposition befindet;

Fig. lc in einer der Fig. Ib entsprechenden Ansicht den Filtereinsatz mit der Wippe in einer zweiten Schwenkposition;

Fig. 2a eine Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filtereinsatzes mit einer Wippe, deren Schwenkachse rechtwinklig zur Filterebene verläuft und die sich in einer ersten Schwenkposition befindet;

Fig. 2b in einer der Fig. 2a entsprechende Vorderansicht den Filtereinsatz mit Wippe in einer zweiten Schwenkposition;

Fig. 3a eine Vorderansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filtereinsatzes mit einem Rohrstück; und

Fig. 3b einen Längsschnitt durch den Filtereinsatz entlang der Schnittlinie IHb-IIIb in Fig. 3a .

In Fig. la ist mit der Bezugsziffer 1 ein Filtereinsatz bezeichnet, der in eine entsprechende Öffnung in ein Staubsaugergehäuse (nicht gezeigt) eingeschoben werden kann. Der Filtereinsatz 1 besteht aus einem an die Außenkontur des Staubsaugergehäuses angepaßten Außenteil 2 und einem sich anschließenden Trägergehäuse 3. Das Außenteil 2 dient dabei auch als Griff, über den der Filtereinsatz 1 in die Öffnung des Staubsaugergehäuses eingeführt bzw. aus dieser entnommen werden kann.

In das Trägergehäuse 3 ist ein sog. Micro-Filter 4 einsetz-

bar, der einen bereits vorgereinigten Luftstrom im Staubsauger von Restverunreinigungen befreit. Der eingesetzte Filter 4 wird rechtwinklig zu seiner Filterebene in Richtung des Pfeils 5 (Fig. Ib) durchströmt. In Durchströmrichtung 5 nach dem Filter 4 ist eine schwenkbare Wippe 10 angeordnet. Die Schwenkachse der Wippe 10 wird durch zwei Schwenkzapfen 11a, 11b der Wippe 10 definiert und verläuft in einer zur Filterebene parallelen Ebene.

In den durchströmten Strömungsquerschnitt des Filters 4 greift ein erster Arm 12 der Wippe 10 ein, während ein zweiter Arm (Anzeigearm) 13 der Wippe 10 mit einem verbreiterten Anzeigeaufsatz 13a bis an die Außenwand 2a des Außenteils 2 herangeführt ist. An dem Anzeigearm 13 ist eine Blattfeder 14 angeordnet, die an einer Wand 3a des Trägergehäuses 3 anliegt, wodurch die Wippe 10 gegen ein Verschwenken im Uhrzeigersinn (Fig. Ib) vorgespannt ist.

Wenn der Filter 4 von Luft durchströmt wird, wird die Wippe 10 aufgrund ihres in den Strömungsquerschnitt eingreifenden Arms 12 entgegen dem Uhrzeigersinn ausgelenkt (Fig. Ic). Diese Auslenkung ist um so größer, je größer das an dem Arm 12 angreifende Drehmoment ist, dessen Größe wiederum vom Druck der den Filter 4 durchströmten Luft abhängt. Dieser Luftdruck hinter dem Filter 4 wird durch den Verschmutzungsgrad des Filters 4 bestimmt. Um so verschmutzter und damit undurchlässiger der Filter 4 ist, desto geringer ist der Druck des hindurchgetretenden Fluids und desto geringer ist die Auslenkung der Wippe 10 .

Aufgrund der durch die Blattfeder 14 vorgespannten Wippe 10 verschwenkt diese erst dann, wenn der Druck der durch den Filter 4 hindurchgetretenen Luft ausreicht, um die Wippe 10

entgegen ihrer Vorspannung zu verschwenken. Verschwenkt die Wippe 10 im Betrieb des Staubsaugers nicht, d.h., bleibt sie in ihrer in Fig. Ic gezeigten Ruhestellung, bedeutet dies einen nicht mehr zu tolerierenden Verschmutzungsgrad des Filters.

Diese Ruhestellung der Wippe 10 ist durch einen durchsichtigen Abschnitt 2b in der Außenwand 2 von einem Benutzer erkennbar. Sobald der Anzeigearm 13 hinter diesem durchsichtigen Abschnitt 15 im Betrieb des Staubsaugers sichtbar bleibt, sollte ein Wechsel des Filters 4 erfolgen.

Die Ausführungsform des Filtereinsatzes 101 der Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform der Fig. la dadurch, daß die Schwenkachse 111 der Wippe 110 rechtwinklig zur Filterebene, d.h. zur Durchströmrichtung 5 des Filters 4 verläuft. Um ein die Wippe 110 verschwenkendes Drehmoment zu erzeugen, ist der in den von der Luft durchströmten Stromungsguerschnxtt ragende Arm 112 der Wippe 110 bezüglich der Durchströmrichtung 5 wie ein Rotorblatt schräg ausgebildet. Durch eine Blattfeder 114, die sich an einer Wand 103a des Trägergehäuses 103 abstützt, ist die Wippe 110 entgegen der Auslenkung durch die durch den Filter 4 durchtretende Luft 5 vorgespannt.

Im unverschmutzten Zustand des Filters 4 reicht der Druck der den Filter 4 durchströmten Luft aus, um die Wippe 110 entgegen der Federkraft 114 im Uhrzeigersinn zu verschwenken. Im Falle eines verschmutzten Filters ist der hinter dem Filter 4 auftretende Druck der Luft zu gering, um die Wippe 110 entgegen der Feder 114 im Uhrzeigersinn auszulenken. Über den Anzeigearm 113 der Wippe 110 wird diese nicht-verschwenkte Position über einen durchsichtigen Abschnitt 102b

im Außenteil 102 des Filtereinsatzes 101 für einen Benutzer von außen sichtbar. Sobald der Anzeigearm 113 in dieser sichtbaren Position auch während des Betriebs des Staubsaugers verbleibt, ist der Filter 4 verschmutzt und ein Wechsel des Filters 4 angebracht.

Fig. 3a zeigt eine weitere Ausführungsform eines Filtereinsatzes 201, bei dem vor dem Filter 4 ein Rohrstück 215 mit einem in Durchströmrichtung 5 offenen Querschnitt 215a in den Strömungsquerschnitt eingreift. Ein Teil der nicht-gefilterten Luft wird über das Rohrstück 215 am Filter 4 vorbeigeleitet und tritt auf nicht näher dargestellte Weise aus dem Rohrstück 215 wieder aus. In einem senkrechten Endabschnitt 216 des Rohrstücks 215 sammelt sich durch die Luftströmung eine Schmutzanhäufung an, die in einem Sichtfenster 202b im Außengehäuse 202 des Filtereinsatzes 201 zur Anzeige gelangt. Das Rohrstück 215 weist in Durchströmrichtung 5 vor dem senkrechten Endabschnitt 216 einen höher liegenden, waagerechten Abschnitt 217 auf, so daß die einmal in den senkrechten Endabschnitt 216 gelangten Schmutzpartikel aus diesem nicht bzw. nur schwer wieder zurück in Richtung auf den Filter 4 entweichen können. Bei geschickter Auslegung des Rohrstückes 215 kann diese Anzeige mit dem erforderlichen Filterwechsel optisch "korreliert" werden. Insbesondere da bei dieser Ausführungsform keine beweglichen Teile erforderlich sind, stellt diese Ausführungsform wirtschaftlich ein Optimum dar.

Die Luft sollte nach außen (Umwelt) austreten, also das Gerät "verlassen". Sinnvollerweise sollte das Rohrstück durch geschickte Auslegung den austretenden Luftstrom so beeinflussen, daß Staubpartikel sich darin verfangen und damit eine "Verfärbung" des Rohrstückes ergeben.

Claims (15)

Schutzansprüche

1. Anzeigevorrichtung für den Verschmutzungsgrad eines von einem Fluid, insbesondere von Luft, durchströmten Filters (4) , wobei in Durchströinarichtung (5) hinter dem Filter {4) eine verschwenkbare Wippe (10; 110) angeordnet ist, deren einer Arm (12; 112) in den Strömungsquerschnitt eingreift und über deren anderen Arm {13; 113) die Verschwenkposition der Wippe {10; 110) feststellbar ist.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (11) der Wippe (10) in der Filterebene (4) verläuft.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (111) der Wippe (110) parallel zur Durchströmrichtung (5) durch den Filter

(4) verläuft und daß der in den Strömungsquerschnitt eingreifende Arm (112)der Wippe (110) eine schräg zur Durchströmrichtung (5) verlaufende Angriffsfläche aufweist

4. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe {10; 110) entgegen der Auslenkung durch das Fluid vorgespannt ist.

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe (10; 110) einen blattfederartigen Abschnitt {14; 114) aufweist, der sich an einer Gehäusewand (3a; 103a) abstützt.

6. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Arm

(13; 113) der Wippe (10; 110) von außen zumindest in einer einen verschmutzten Filter (4) anzeigenden Position einsehbar ist.

7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Arm {13; 113) der Wippe (10; 110) an einem durchsichtigen Fenster (2b; 102b) in einer Gehäuseaußenwand (2; 102) vorbeischwenkt.

8. Anzeigevorrichtung für den Verschmutzungsgrad eines von einem Fluid, insbesondere von Luft, durchströmten Filters (4) , wobei in den Strömungsquerschnitt vor dem Filter (4) ein in Durchströmrichtung (5) des Fluids offenes Rohrstück (215) eingreift, das einen Teil des Fluids am Filter (4) vorbeileitet und einen im Betriebszustand der Anzeigevorrichtung senkrechten Sammelabschnitt (216) aufweist, in welchem sich Schmutzpartikel aus dem nicht-gefilterten Fluid ablagern.

9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (215) in Durchströmrichtung (5) vor dem senkrechten Abschnitt (216) einen höherer liegenden, waagerechten Abschnitt (217) aufweist.

10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelabschnitt (217) von außen einsehbar ist.

11. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelabschnitt (217) hinter einem durchsichtigen Fenster (202b) in einer Gehäuseaußenwand (2 02) vorbeigeführt ist.

12. Filtereinsatz mit einer Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Anzeigevorrichtung und der Filter (4) in dem Filtereinsatz (1; 101; 201) eingeordnet sind.

13. Filtereinsatz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (4) in dem Filtereinsatz (1; 101; 201) auswechselbar ist.

14. Filtereinsatz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtereinsatz (1; 101; 201), der Filter (4) und die Anzeigevorrichtung als Einheit auswechselbar sind.

15. Filtereinsatz nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Stromversorgung und ein elektischer Steuerkreis, vorzugsweise mit einer elektrischen Anzeige, in dem Filtereinsatz (1; 101; 2 01) vorgesehen sind.