DE3028858A1

DE3028858A1 - MEMBRANE SWITCHING ELEMENT FOR ACTUATING A DISPLAY DEVICE

Info

Publication number: DE3028858A1
Application number: DE19803028858
Authority: DE
Inventors: Hellmuth Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Gutjahr; Ditrich Dipl.-Ing. 7123 Sachsenheim Lenzen; Berthold 7303 Neuhausen Pscheidt
Original assignee: Knecht Filterwerk GmbH
Current assignee: Knecht Filterwerk GmbH
Priority date: 1980-07-30
Filing date: 1980-07-30
Publication date: 1982-02-18
Also published as: EP0044922B1; DE3161947D1; EP0044922A1

Description

KNECHT Filterwerke GmbH, Haldenstr.48, 7000 STUTTGART 50KNECHT Filterwerke GmbH, Haldenstrasse 48, 7000 STUTTGART 50

Membran-Schaltelement zur Betätigung einer AnzeigevorrichtungMembrane switching element for actuating a display device

Die Erfindung betrifft ein Membran-Schaltelement zur Betätigung einer differenzdruckgesteuerten Anzeigevorrichtung für übermäßige Verschmutzung eines Luftansaugfilters eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a membrane switching element for actuating a differential pressure-controlled display device for excessive contamination of an air intake filter of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Derartige aus der Praxis bekannte Anzeigevorrichtungen haben den Nachteil, daß die Auslösung eines Schaltsignals nicht immer zu dem gewünschten Zeitpunkt erfolgt, der einem bestimmten Verschmutzungsgrad des Filtereinsatzes entspricht, da durch äußere Umgebungsbedingungen die Werkstoffeigenschaften der Membran und somit die jeweiligen Membrankräfte beeinflußt werden.Such display devices known from practice have the disadvantage that a switching signal is not triggered always takes place at the desired time, which corresponds to a certain degree of contamination of the filter insert, because the material properties of the membrane and thus the respective membrane forces are influenced by external environmental conditions will.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Membran-Schaltelement zu schaffen, mit dem bei einem bestimmten Differenzdruck an der Membran, der einer bestimmten Verschmutzung des Filtereinsatzes entspricht, ein Schaltsignal unabhängig von durch Umgebungsbedingungen beeinflußten Membrankräften ausgelöst wird.The object of the present invention is therefore to provide a membrane switching element to create, with the at a certain differential pressure on the membrane, that of a certain pollution of the filter insert, a switching signal is triggered regardless of membrane forces influenced by ambient conditions will.

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Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des anschließenden Anspruchs.This object is achieved by the features cited in the characterizing part of claim 1. Another embodiment of the The invention is the subject of the subsequent claim.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing.

In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows

Fig.1 eine schematische Darstellung eines an den Ansaugkanal eines Verbrennungsmotors angeschlossenen Ansaugluftfilters mit der Anordnung des erfindungsgemäßen Membran-Schaltelements1 shows a schematic representation of an on the intake duct an internal combustion engine connected intake air filter with the arrangement of the invention Membrane switching element

Fig.2 das erfindungsgemäße Membran-Schaltelement in Seitenansicht geschnitten2 shows the membrane switching element according to the invention in Side view cut

Fig.3 die erfindungsgemäße Membran in Seitenansicht im Schnitt.3 shows the membrane according to the invention in side view in Cut.

Ein Verbrennungsmotor 1 ist über einen Ansaugkanal 2, in welchen das erfindungsgemäße Membran-Schaltelement 3 hineinragt, und einen Vergaser 4 mit willkürlich betätigbarer Drosselklappe mit einem Ansaugluftfilter 5 verbunden. Der Ansaugluftfilter 5 wird durch einen Filtereinsatz 6 in einen Reinluftraum 7 und einen Rohluftraum 8 aufgeteilt.An internal combustion engine 1 is via an intake duct 2, in which the membrane switching element 3 according to the invention protrudes, and with a carburetor 4 with an arbitrarily actuatable throttle valve an intake air filter 5 is connected. The intake air filter 5 is divided by a filter insert 6 into a clean air space 7 and a raw air space 8.

Das Membran-Schaltelement 3 besteht aus einem zweiteiligen Gehäuse aus Gehäuseoberteil 9 und Gehäuseunterteil 10, die durch eine Schnappverbindung miteinander verbunden sind. In der Trennebene 11 zwischen den Gehäuseteilen 9,10 ist eine Membran 12 aus elastischem Werkstoff, z.B. Silikonkautschuk, mit ihrem äußeren, kreisringförmigen Umfangswulst 13 dichtend eingespannt und teilt das Gehäuse in zwei Kammern 14,15 auf. Die eine Kammer 14 steht mit der umgebenden Atmosphäre und die andere Kammer 15 über eine Öffnung 16 mit dem Ansaugkanal 2 in Verbindung.The membrane switching element 3 consists of a two-part housing comprising the upper housing part 9 and the lower housing part 10, which are connected to each other by a snap connection. In the parting plane 11 between the housing parts 9, 10 is a membrane 12 made of elastic material, e.g. silicone rubber, clamped in a sealing manner with its outer, circular ring-shaped circumferential bead 13 and divides the housing into two chambers 14,15. One chamber 14 is connected to the surrounding atmosphere and the other chamber 15 via an opening 16 with the intake duct 2 in connection.

Die in ihrem entspannten Zustand kegelstumpfförmige Membran 12 gemäß Fig. 3 weist außer dem äußeren umfangswulst 13 eine Mantel-The frustoconical membrane 12 in its relaxed state According to FIG. 3, in addition to the outer circumferential bead 13, a jacket

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fläche 17 auf, die den äußeren Umfangswulst 13 mit einem inneren, kreisringförmigen Umfangswulst 18 verbindet. Eine mehrfach abgesetzte, mit Schultern versehene, teilweise innen hohle Schaltstange 19 wird an ihrem unteren, mit Durchbrüchen versehenen hülsenförmigen Ende 20 im Gehäuseunterteil 10 geführt. Im Inneren dieses hülsenförmigen Teils liegt an einer Schulter 21 eine Druckfeder 22 an, die sich an ihrem anderen Ende am Gehäuseunterteil 10 abstützt.surface 17, which the outer circumferential bead 13 with an inner, circular circumferential bead 18 connects. A multi-stepped, shouldered one, partially hollow on the inside Shift rod 19 is provided with openings at its lower sleeve-shaped end 20 guided in lower housing part 10. Inside this sleeve-shaped part lies on a shoulder 21, a compression spring 22 which is supported at its other end on the lower housing part 10.

An dem gegenüberliegenden Ende 23 der Schaltstange 19 liegt auf einer weiteren Schulter 24 eine durch eine Druckfeder 25 beaufschlagte Kontaktscheibe 26 lose auf, die den Hub der Schaltstange 19 durch Anlegen an eine Schulter 27 des Gehäuseoberteils 9 begrenzt. Zwei Kontaktbügel 28, 29 sind in der Trennebene 11 zwischen Gehäuseober- und -unterteil eingespannt und weisen jeweils einen abgewinkelten Teil 30, 31 auf, mit dem die Kontaktscheibe 26 zum Auslösen eines Schaltsignals in Berührung bringbar ist. Zwischen dem oberen Ende 2 3 und dem unteren Ende 20 der Schaltstange ist die Membran 12 mit ihrem inneren, ringförmigen Umfangswulst 18 mit der Schaltstange 19 dichtend verbunden.At the opposite end 23 of the switching rod 19 is a further shoulder 24 acted upon by a compression spring 25 Contact disk 26 loosely, which limits the stroke of the switching rod 19 by placing it on a shoulder 27 of the upper housing part 9. Two contact clips 28, 29 are clamped in the parting plane 11 between the upper and lower housing part and each have one angled part 30, 31, with which the contact disk 26 can be brought into contact to trigger a switching signal. Between the upper end 23 and the lower end 20 of the shift rod is the membrane 12 with its inner, annular circumferential bead 18 connected to the shift rod 19 in a sealing manner.

Bezüglich der Funktion des Membran-Schaltelements ist vorab festzustellen, daß die Membran 12 in ihrem entspannten Zustand eine Lage gemäß Fig.3 einnimmt, in welcher der innere Umfangswulst 18 in einer Ebene parallel zu der Ebene des äußeren Umfangswulstes 13 liegt. Durch den Abstand dieser beiden Ebenen wird der Neigungswinkel der Mantelfläche 17 festgelegt. Wird nun bei einer derartigen Membran z.B. bei eingespanntem äußeren Umfangswulst 13 eine Kraft senkrecht zur Einspannebene in Richtung auf die äußere Umfangswulst 13 hin auf die innere Umfangswulst 18 aufgebracht, so bewegt sich diese axial, wobei die Mantelfläche 17 der Membran 12 eingerollt und gespannt wird. Bei dieser axialen Bewegung wird nach Zurücklegen einer bestimmten Wegstrecke eine Stellung erreicht, in der die Membran eine in axialer Richtung unabhängig von den auf sie von außen wirkenden Kräften labile Lage einnimmt.With regard to the function of the membrane switching element, it should be noted in advance that the membrane 12 is in its relaxed state assumes a position according to Figure 3, in which the inner circumferential bead 18 in a plane parallel to the plane of the outer peripheral bead 13 lies. The angle of inclination of the lateral surface 17 is determined by the distance between these two planes. Will With such a membrane, for example, when the outer circumferential bead 13 is clamped, a force perpendicular to the clamping plane in the direction Applied to the outer circumferential bead 13 on the inner circumferential bead 18, this moves axially, the The outer surface 17 of the membrane 12 is rolled up and tensioned. at this axial movement a position is reached after having covered a certain distance in which the membrane has an in axial direction assumes an unstable position regardless of the forces acting on it from the outside.

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Das Erfindungswesentliche wird anschließend an der Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 näher erläutert und ist darin zu sehen, daß genau diese labile Lage der Membran 12 mit Hilfe des vorgesehenen, federbelasteten Schaltmechanismus entsprechend einer bestimmten, geringen Druckdifferenz der beiden Kammern 14,15, die einer bestimmten Verschmutzung des Filtereinsatzes 6 entspricht, als Schaltpunkt festgelegt wird.What is essential to the invention is then the mode of operation of the embodiment according to FIG. 2 and it can be seen that precisely this unstable position of the membrane 12 with the aid of the spring-loaded switching mechanism provided corresponding to a certain, small pressure difference between the two chambers 14,15, which is a certain contamination of the filter element 6 is defined as the switching point.

Beim Zusammenbau des Membran-Schaltelements 3 wird die Membran 12 so wie in Fig.3 dargestellt eingelegt. Dabei liegt der innere Umfangswulst 18, axial gesehen, in einer Ebene unterhalb der Ebene, in der der äußere Umfangswulst 13 liegt und zeigt in Richtung der mit dem Unterdruck des Ansaugkanals 2 beaufschlagten Kammer 15.When assembling the membrane switching element 3, the membrane 12 is inserted as shown in FIG. Here lies the inner one Circumferential bead 18, seen axially, in a plane below the plane in which the outer circumferential bead 13 lies and points in the direction the chamber acted upon by the negative pressure of the intake duct 2 15th

Die Druckfeder 22 ist so ausgelegt, daß sie bei zusammengesetztem Membran-Schaltelement 3 den bei unverschmutztem Filtereinsatz max. anstehenden Unterdruck im Ansaugkanal von z.B. 35 mbar ausgleicht und der Schaltmechanismus eine Lage einnimmt, wie sie in Fig.2 dargestellt ist. Der axiale Hub der Schaltstange 19 nach oben wird dabei durch das Anlegen der Kontaktscheibe 26 an die Schulter 27 des Gehäuseoberteils 9 begrenzt. Bei diesem Verschieben der Schaltstange nach oben wird die Membran 12 aus ihrer Einbaulage gemäß Fig. 3 in eine Lage gemäß Fig.2 bewegt, wobei sie auf diesem Weg über die Stellung der labilen Lage hinaus weiterbewegt und gespannt wird.The compression spring 22 is designed in such a way that when the membrane switching element 3 is assembled, it is the one when the filter element is not contaminated compensates max. existing negative pressure in the intake duct of e.g. 35 mbar and the switching mechanism assumes a position, such as it is shown in Fig.2. The axial upward stroke of the shift rod 19 is determined by the application of the contact washer 26 limited to the shoulder 27 of the upper housing part 9. When the shift rod is moved upwards, the membrane becomes 12 from its installation position according to FIG. 3 into a position according to FIG moved, whereby it is moved further and tensioned on this way beyond the position of the unstable position.

Die Festlegung des Schaltpunkts erfolgt nach dem Zusammenbau des Membran-Schaltelements in einem Justiervorgang, bei dem an die Kammer 15 der dem Schaltpunkt entsprechende Unterdruck von z.B.50 mbar bei einer bestimmten Umgebungstemperatur angelegt wird, durch Vorspannen der Druckfeder 25.The switching point is determined after the membrane switching element has been assembled in an adjustment process in which on chamber 15 is applied with the negative pressure corresponding to the switching point, e.g. 50 mbar at a certain ambient temperature by pretensioning the compression spring 25.

Wird nun beim Betrieb des Verbrennungsmotors im Lauf der Zeit der Filtereinsatz verschmutzt und so der Luftdurchsatz verringert, so erhöht sich der an dem Membran-Schaltelement an-If the filter insert becomes soiled over time during operation of the combustion engine and the air throughput is reduced, this increases the

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—ι __ —Ι __

•tehende Unterdruck geringfügig.Dadurch wird der Schaltmechaismus nach unten bewegt und bei Erreichen des Schaltpunkts, . h. bei einem zusätzlichen Unterdruck von z.B. 15 mbar, B± dem die Membran eine in axialer Richtung unabhängig von den jf sie von außen wirkenden Kräften labile Lage einnimmt,schnappt ar Schaltmechanismus nach unten, wobei die Kontaktscheibe 26 die ontaktbügel 28, 29 miteinander verbindet und das Schaltsignal äslöst, wodurch z.B. eine optische Anzeige am Armaturenbrett as Fahrzeuges erfolgt.• The negative pressure is slightly. This moves the switching mechanism downwards and when the switching point,. H. at an additional negative pressure of e.g. 15 mbar, B ± which the membrane assumes an unstable position in the axial direction regardless of the external forces acting on it, the switching mechanism snaps down, the contact disk 26 connecting the contact brackets 28, 29 to one another and that Switching signal triggers, whereby, for example, an optical display takes place on the dashboard as the vehicle.

arch die Festlegung des Schaltpunkts in die labile Lage der einbran, in der veränderliche Umgebungsbedingungen, wie z.B. Bmperatur und Feuchtigkeit, keine in axialer Richtung unterschiedlich wirkende Stellkräfte der Membran hervorrugen, ist in von den Umgebungsbedingungen unabhähgiges, lediglich von er zu erfassende- Druckdifferenz abhängiges Auslösen des ^Haltsignals gewährleistet.arch the definition of the switching point in the unstable position of the burnt, in which changing environmental conditions, such as e.g. Temperature and humidity, none different in axial direction Acting actuating forces of the diaphragm are independent of the ambient conditions, only of it guarantees the pressure difference-dependent triggering of the stop signal to be detected.

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Claims

KNECHT Filterwerke GmbH, Haldenstr. 48, 7000 STUTTGART 50

Expectations

M .J membrane switching element for actuating a differential pressure controlled Display device for excessive contamination of an air intake filter of an internal combustion engine with a in the relaxed state frustoconical membrane made of elastic Material that is clamped with its outer circumferential bead in a housing, this different in two chambers Pressure separates and is connected in the center to a spring-loaded switching mechanism that can be actuated perpendicular to the clamping plane is, characterized in that the installation of the membrane (12) and the definition of the switching point takes place in such a way that the lateral surface (17) of the frustoconical When the filter element (6) is not contaminated, the membrane (12) is rolled up and tensioned one at the switching point in the axial direction assumes an unstable position regardless of the external forces acting on it in order to reach the preselected switching point trigger a switching signal by means of an axial displacement corresponding to the pressure difference.

EP-BE / FL
June 23, 1980
M 761

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ο ο

2. membrane switching element according to claim 1, characterized characterized in that in the unstable position of the membrane (12) the inner circumferential bead (18) and the outer circumferential bead (13) in a plane (11) lie.

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