DE4305484C2 - Hubkolbenmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hubkolbenmotor, insbesondere einen Einzylinder-Dieselmotor mit einem Luftfilter in der Ansaugleitung, zu des­ sen Wartung ein dem Filtereinsatz in Strö­ mungsrichtung nachgeschaltetes Druckmeßgerät vorgesehen ist.

Herkömmlich im Handel erhältliche Druckmeß­ geräte, die als Wartungsanzeiger bei Trocken­ luftfiltern eingesetzt werden, reagieren auf den Durchflußwiderstand des Trockenfilters, indem sie den mittleren Unterdruck anzeigen, der im Inneren des Filters in Folge seiner Verschmutzung allmählich ansteigt.

Insbesondere beim Einsatz derartiger Druckmeß­ geräte an Luftfiltern von Einzylinder-Diesel­ motoren zeigt sich, daß mit einer zuverläs­ sigen Unterdruckanzeige nicht gerechnet werden kann. Bei mechanischen Wartungsanzeigern beob­ achtet man ein den Zuluftpulsationen im Fil­ tergehäuse folgendes unruhiges Signal, welches nicht mehr eindeutig ablesbar ist; auch bei elektrischen Wartungsschaltern ergibt sich ein unbrauchbares Signal. Erst nach Erreichen eines Verschmutzungsgrads, der eindeutig über dem maximal zulässigen Wert liegt, ergeben die handelsüblichen Wartungsanzeiger einen eindeu­ tigen Ausschlag, indem sie das Auswechseln des Filtereinsatzes anzeigen. Dieser eindeutige Ausschlag bedeutet, daß der mittlere Unter­ druck bereits entsprechend weit abgesunken ist. In diesem Zustand ist die zutreffender­ weise an den Unterdruckspitzen der entspre­ chenden Druckschwingung zu messende Filterver­ schmutzung somit bereits über das zulässige Maß hinaus angewachsen, d. h. für die Praxis, daß der Filtereinsatz zu spät ausgewechselt wird.

Bei einem bekannten Luftfilter für Brennkraft­ maschinen (DE-GM 72 35 481) ist eine Meßboh­ rung, die zu einem Unterdruckanzeiger führt, im Strömungsschatten einer Zunge angeordnet, die vom Boden des Filtergehäuses ausgeht. Diese Zunge schirmt die Einmündung der Meßboh­ rung ab mit dem Ziel, daß die in der Meßboh­ rung auftretenden Unterdruckwerte dem tatsäch­ lichen Verstopfungsgrad des Filtereinsatzes entsprechen. Gegenüber den beim Einzylinder- Dieselmotor auftretenden starken Zuluftpulsa­ tionen ist die Wirkung der Zunge unzureichend.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Hubkolbenmotor der eingangs genannten Art eine Wartungsanzeige für Luftfilter vorzusehen, die, selbst unter dem Einfluß starker Druckpulsationen, gezielt auf Unterdruckspitzen reagiert, so daß das rechtzeitige Auswechseln des Filtereinsatzes gewährleistet ist. Dabei sollen handelsübliche Druckmeßanzeigegeräte bzw. Wartungsanzeiger weiterhin einsetzbar sein.

Die Lösung gemäß dem Erfindungsvorschlag besteht darin, daß an der Meßstelle oder in der Meßleitung zwischen Meßstelle und Meßgerät ein Rückschlagventil vorgesehen ist, welches in Abstimmung mit der Empfindlichkeit des Meß­ geräts ausgebildet, vorzugsweise vorgespannt ist; das Rückschlagventil kann dabei von unterschiedlicher Bauweise sein, z. B. in Form eines bevorzugt elastischen Blättchens oder einer federbeaufschlagten Kugel als Ventilkörper.

Durch ein derartiges abgestimmtes Rückschlag­ ventil ergibt sich eine hinreichend genaue Druckanzeige in Form eines geglätteten Verlaufs der Unterdruckspitzen, wobei handels­ übliche Wartungsanzeiger verwendet werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform mit vorgespanntem Rückschlagventil müssen die registrierten Unterdruckwerte erst die gewählte Vorspannung des Rückschlagventils überwinden, bevor sie angezeigt werden können. Dabei ergeben sich stets deutliche Signal­ werte, auf welche entsprechende Druckmeßgeräte mit einer eindeutigen Anzeige reagieren und zwar auch dann, wenn der Luftstrom, wie beim Einzylinder-Dieselmotor, starken Pulsationen unterworfen ist. Das Rückschlagventil läßt gewissermaßen nur die Unterdruckspitzen durch, so daß eine eindeutige Wartungsanzeige und damit ein verbrauchsgerechter Austausch des Filtereinsatzes möglich ist.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß die Meßstelle durch die Mündung der Meßleitung im Filtergehäuse gebil­ det ist, und daß im Inneren des Filtergehäuses ein die Mündungsöffnung abdeckendes Meßblätt­ chen angeordnet ist, welches abhängig vom Unterdruck im Filtergehäuse die Mündungs­ öffnung entweder verschließt oder freigibt. Zweckmäßigerweise ist das Meßblättchen gering­ fügig elastisch gegen die Mündungsöffnung vor­ gespannt, wobei bereits eine leichte Durch­ wölbung des Blättchens, welche herstellungs­ bedingt vorhanden ist, ausgenutzt werden kann. Bevorzugt besteht das Meßblättchen aus gummi­ artigem Werkstoff. Ein derartiges Meßblättchen hat den Vorteil, daß es eine selbsttätige Belüftung der Meßleitung bewirkt, so daß die Rückstellung des Meßgeräts durch Betätigung eines üblicherweise vorhandenen Rück­ stellknopfes nach einem Filteraustausch gewährleistet ist.

Diese Belüftung kann auch noch auf andere Weise sichergestellt werden; nach einem weite­ ren Erfindungsvorschlag vorzugsweise dadurch, daß zusätzlich eine Bypassleitung vorgesehen ist, welche das Filtergehäuse mit der Meßlei­ tung verbindet und welche im Betrieb durch den Filtereinsatz, vorzugsweise durch seine Dicht­ lippe, verschlossen ist. Wird der Filterein­ satz gewechselt, so ergibt sich damit automa­ tisch eine Belüftung der Meßleitung. Selbst­ verständlich befindet sich dabei die Verbin­ dungsstelle der Bypassleitung mit der Meßlei­ tung zwischen dem Rückschlagventil und dem Druckmeßgerät.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,

Fig. 1 einen Wartungsanzeiger mit einem blättchenförmigen Rückschlagventil im Filtergehäuse,

Fig. 1a eine Ansicht des Meßblättchens gemäß Fig. 1 und

Fig. 2 einen Wartungsanzeiger mit einem Rück­ schlagventil in der Meßleitung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils einen Luft­ filter 1 an einem Einzylinder-Dieselmotor 2, welche über eine Ansaugleitung 3 miteinander verbunden sind. Der Luftfilter 1 besteht aus einem Filtergehäuse 4 mit einer Zuluftleitung 5 und einem abnehmbaren Deckel 6 für den Aus­ tausch des verschmutzten Filtereinsatzes 7, dargestellt in Form eines ringförmigen Trockenluftfiltereinsatzes. Die Pfeile geben die Strömungsrichtungen in den einzelnen Leitungen an, wobei auch noch die Abgasleitung 8 vom Zylinder 9 des Motors 2 gezeichnet ist. Auch das Einlaßventil 10 und das Auslaßventil 11 sind schematisch dargestellt. Mit dem Filtergehäuse 4 ist eine Meßleitung 12 verbun­ den, die zu einem Druckmeßgerät 13 führt. Eine Bypassleitung 14 gewährleistet bei einem Aus­ tausch des Filtereinsatzes 7 das Belüften der Meßleitung 12. Während des Motorbetriebs bzw. solange sich der Filtereinsatz an seinem Platz im Filtergehäuse befindet, ist die Bypasslei­ tung 14 durch den Filtereinsatz selbst ver­ schlossen, z. B. indem der Filtereinsatz 7 in Höhe der Anschlußstelle der Bypassleitung 14 eine Dichtringfläche 15 aufweist.

Gemäß Fig. 1 dient als Rückschlagventil ein Silikonblättchen 16, welches im Inneren des Filtergehäuses 4 vor der Mündung der Meß­ leitung 12 mittels Schrauben 17 beweglich befestigt ist (vgl. Fig. 1a). Infolge der Luftpulsationen im Inneren des Filtergehäuses, welche sich bei einem Einzylinder-Dieselmotor besonders deutlich auswirken, wird das Blätt­ chen 16 im Betrieb durch die auftretenden Unterdruckspitzen von der Mündung der Meß­ leitung 12 geringfügig abgehoben, so daß erst der hierfür verantwortliche Wert des Unter­ drucks im Druckmeßgerät 13 angezeigt wird. Das Blättchen 16 bewirkt, daß die Unterdruck­ spitzen in einen geglätteten Signalwert umge­ wandelt werden, welcher eindeutig durch das Druckmeßgerät 13 angezeigt werden kann. Das Druckmeßgerät kann dabei in einem praktischen Beispielsfall so eingestellt sein, daß dessen Anzeiger ab -200 mm Wassersäule (WS) ein rotes Feld für das Auswechseln des Filtereinsatzes freizugeben beginnt, welches sich bis zu -350 mm WS erstreckt. Bei dem letztgenannten Wert erfolgt üblicherweise ein mechanisches Ein­ rasten der Wartungsanzeige, welches beim Fil­ terwechsel die Betätigung eines Rück­ stellknopfes erforderlich macht. Dem Belüften der Meßleitung 12 dient eine Bypassleitung 14, womit sichergestellt ist, daß der in der Meß­ leitung und im Druckmeßgerät vorhandene Unter­ druck beim Filterwechsel abgebaut wird und die Wartungsanzeige (rotes Feld) nach Betätigen des Rückstellknopfes zurückgestellt wird.

Gemäß Fig. 2 ist ein übliches Rückschlagventil 18 mit einem federnd vorgespannten kugel­ förmigen Ventilkörper vorgesehen, welcher erst bei Erreichen eines bestimmten Unterdrucks von seinem Sitz abgehoben wird und eine Anzeige im Druckmeßgerät 13 ermöglicht. Bei dieser Aus­ führungsform ist es notwendig, das zwischen dem Rückschlagventil 18 und dem Anzeigegerät 13 verbleibende Stück der Meßleitung 12 mittels der Bypassleitung 14 zu belüften, um bei einem Wechsel des Filtereinsatzes ein Rückstellen der Druckmeßanzeige zu ermögli­ chen. Das Rückschlagventil ist bevorzugt so einzustellen, daß eine Anzeige der Unterdruck­ spitze etwa bei -200 mm WS beginnt; dies entspricht einem mittleren Druck im Luftfilter von ca. -100 mm WS, wobei bei einem neuen Filtereinsatz der mittlere Druck etwa bei -50 mm WS liegt.

Claims (7)

1. Hubkolbenmotor, insbesondere Einzylinder- Dieselmotor (2), mit einem Luftfilter (1) in der Ansaugleitung (3), zu dessen Wartung ein dem Filtereinsatz (7) in Strömungsrichtung nachgeschaltetes Druckmeßgerät (13) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Meßstelle oder in der Meßleitung (12) zwischen Meßstelle und Meßgerät (13) ein Rückschlagventil (16; 18) vorgesehen ist, welches in Abstimmung mit der Empfindlichkeit des Meßgeräts (13) ausgebildet ist.

2. Hubkolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (16; 18) vorgespannt ist.

3. Hubkolbenmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (16; 18) einen Ventilkörper in Form eines Blättchens oder einer Kugel aufweist.

4. Hubkolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstelle durch die Mündung der Meßleitung (12) im Filtergehäuse (4) gebildet ist und daß im Inneren des Filtergehäuses (4) ein die Mündungsöffnung abdeckendes Meßblättchen (16) angeordnet ist, welches abhängig vom Unterdruck im Filtergehäuse (4) die Mündungsöffnung entweder verschließt oder freigibt.

5. Hubkolbenmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßblättchen (16) geringfügig elastisch gegen die Mündungsöffnung vorgespannt ist.

6. Hubkolbenmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßblättchen aus gummiartigem Werkstoff besteht.

7. Hubkolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Bypassleitung (14) vorgesehen ist, welche das Filtergehäuse (4) mit der Meßleitung (12) verbindet und welche im Betrieb durch den Filtereinsatz (7) verschlossen ist.