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Die Erfindung betrifft eine Belüftungseinrichtung mit einem
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mit Eintritts- und Austrittsöffnungen versehenen Gehäuse zum Einbau
in einen Lüftungskanal und mit einem im Gehäuse angeordneten Filter für das durchströmende
Medium.
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Belüftungseinrichtungen kommen in den verschiedensten Bereichen zur
Anwendung, beispielsweise in Gebäuden oder in Kraftfahrzeugen. Dabei können Filter
der verschiedensten Art dafür sorgen, Verunreinigungen und Schadstoffe aus dem strömenden
Medium abzuscheiden, damit wirklich saubere Luft zugeführt wird. Derartige Einrichtungen
eignen sich beispielsweise zum Filtern von industriellen Verunreinigungen oder von
Abgasen, die tagtäglich in beträchtlichen Mengen im Strassenverkehr der Städte anzutreffen
sind. Solche Einrichtungen können jedoch auch verwendet werden, wenn es etwa darum
geht, mit einem Kraftfahrzeug Gebiete zu durchfahren, die durch besondere Umstände,
wie z. B. extreme Inversionswetterlagen, Reaktorunfälle, Explosionen oder Bombenabwürfe,
verseucht oder zumindest stark gefährdet sind. Einrichtungen dieser Art können z.
B. auch in Gebäude eingebaut werden, die in der Nähe von grösseren Industrieanlagen
stehen, deren Emissionen unter ungünstigen Bedingungen zu gesundheitsgefährdenden
Schadstoffkonzentrationen führen können.
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Man kennt zwar Filter für die verschiedensten Zwecke, jedoch werden
diese üblicherweise nur an den Stellen eingebaut, wo von vornherein feststeht, dass
Verunreinigungen und Schadstoffe enthaltende Medien hindurchströmen. Auch bei Kraftfahrzeugen
ist es normalerweise so, dass zwar ein Ölfilter und ein Luftfilter für den Motor
vorgesehen wird, jedoch wird die sogenannte Frischluft in den meisten Fällen direkt
ins Innere eines Kraftfahrzeuges eingeleitet. Bei der derzeitigen Verkehrssituation
bedeutet dies in den Städten, dass man nicht unbeträchtliche Mengen an Abgasen ins
Innere von Fahrzeugen hineinleitet, insbesondere dann, wenn man die Luft mit einem
Gebläse ansaugt.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine BelüStungseinrichtung-der
eingangs genannten Art zu schaffen, die gegebenenfalls auch nachträglich in ein
Lüftungssystem eingebaut werden kann und es ermöglicht, eine Anpassung an unterschiedliche
Umweltbedingungen vorzunehmen.
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Die erfindungsgemässe Lösung besteht darin, eine derartige Belüftungseinrichtung
so auszubilden, dass das Gehäuse aus zwei lösbar miteinander verbundenen Teilen
besteht und zwei koaxial zueinander angeordnete Kanäle für das durchströmende Medium
aufweist, dass der Filter in einem der beiden Kanäle angeordnet ist und dass eine
Umschalteinrichtung im Gehäuse eingebaut ist, mit der das durchströmende Medium
wahlweise durch einen der beiden Kanäle hindurchführbar ist.
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Eine derartige Belüftungseinrichtung kann beispielsweise in Kraftfahrzeuge
eingebaut werden, wobei man durch Betätigung der Umschalteinrichtung die zugeführte
Luft etwa in der Stadt durch den Filter und ausserhalb von Ballungsgebieten, etwa
in Erholungsgebieten, die Luft ungefiltert ins Fahrzeug eintreten lassen kann. Dabei
lässt sich durch die Zusammenarbeit mit dem üblichen Ventilator des Belüftungssystems
eine Überdruckatmosphäre im Inneren des Kraftfahrzeuges aufbauen, bei der die überschüssige
Luft durch vorhandene Ritzen an Türen und Fenstern von innen nach aussen austritt
und somit eine Schutzzone im Inneren des Fahrzeuges schafft.
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Wenn das Gehäuse der erfindungsgemässen Belüftungseinrichtung ein
Oberteil oder ein Unterteil aufweist, die mit einem Spannelement lösbar verbunden
und mit Eingangs- und Ausgangsstutzen versehen sind, an welche Leitungen mit unterschiedlichen
Querschnitten anschliessbar sind, so wird damit die Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche
Gegebenheiten weiter verbessert.
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In weiterer Ausbildung der erfindungsgemässen Belüftungseinrichtung
können die Eingangs- und/oder Ausgangsstutzen des Gehäuses mit sich konisch verjüngenden,
gegebenenfalls gestuften
Ansätzen oder mit einem zylindrischen,
gegebenenfalls mit Gewinde versehenen Ring zur Befestigung der Leitungen versehen
sein. Damit lässt sich in vorteilhafter Weise erreichen, dass die Belüftungseinrichtung
an die verschiedensten Leitungen oder Lüftungskanäle angeschlossen werden kann,
wobei sich z. B. elastische Schläuche verwenden lassen, die direkt oder mit Überfallmuttern
aufgeschraubt oder aber aufgesteckt und gegebenenfalls mit Klemmschellen befestigt
werden.
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Der Filter ist dabei zweckmässigerweise auswechselbar im Inneren des
Gehäuses montiertbar und weist eingangsseitig eine Öffnung als Dichtungssitz und
ausgangsseitig ein Auslassventil auf. Damit wird die Anpassungsfähigkeit der Belüftungseinrichtung
weiter verbessert, wobei der Filter selbst angepasste Teile für die mit ihm zusammenwirkende
Umschalteinrichtung besitzt.
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Wenn in Weiterbildung der erfindungsgemässen Belüftungseinrichtung
die Umschalteinrichtung zwei im wesentlichen in axialer Richtung bewegliche Dichtungen
aufweist, die miteinander verbunden sind und mit denen wahlweise einer der beiden
Kanäle verschlossen bzw. geöffnet werden kann, so dient dies in vorteilhafter Weise
dazu, eine wirksame Umschaltung zu gewährleisten und dafür zu sorgen, dass tatsächlich
nur der gewünschte Kanal für das durchströmende Medium zur Verfügung steht.
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Bei der Belüftungseinrichtung ist die eine Dichtung zweckmässigerweise
mittig im Gehäuse angeordnet und wirkt mit der eingangsseitigen Öffnung des Filters
zusammen, während die andere Dichtung am Umfangsrand des Gehäuses befestigt und
in die Eintrittsöffnung des zwischen Filter und Gehäuse gebildeten Kanales bewegbar
ist, so stellt dies eine besonders kompakte Anordnung dar, was den nachträglichen
Einbau der Belüftungseinrichtung erleichtert und die Möglichkeit bietet, nur mit
einem Einlass und einem Auslass auszukommen.
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Die beiden Dichtungen der Umschalteinrichtung der Belüftungseinrichtung
können vorteilhafterweise über gegebenenfalls mit Federelementen verstärkte, elastische
Verbindungsstege miteinander verbunden sein, so dass man z. B. eine aus Kunststoff
bestehende, einstückige Anordnung verwenden kann, die sich zwischen den Innenwänden
des Gehäuses erstreckt, wobei in der Mitte und am Rand die beiden Dichtungen und
dazwischen Durchtrittsöffnungen ausgebildet sind.
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Die mittige Dichtung der erfindungsgemässen Belüftungseinrichtung
ist zweckmässigerweise an eine axialbewegliche Betätigungsstange angeschlossen,
die in einer Buchse verschiebbar und mit einer extern bedienbaren Betätigungseinrichtung
verbunden ist, um ein rasches Umschalten zwischen den beiden Betriebsstellungen
zu ermöglichen und für eine gute Führung mit einwandfreier Abdichtung in den beiden
Betriebsstellungen zu sorgen.
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In Weiterbildung einer derartigen Belüftungseinrichtung sind die Verbindungsstege
der beiden Dichtungen im Eingangsbereich des Gehäuses in Lagern drehbar angeordnet
und führen bei Betätigung der Umschalteinrichtung eine Kippbewegung um ihre Drehpunkte
aus. Damit kann ein kompakter und einfacher Aufbau der Belüftungseinrichtung mit
geringem Platzbedarf erreicht werden. Die in radialer Richtung aussen angeordneten
Dichtungen sind dabei am Innenrand des Gehäuses gelenkig befestigt und führen bei
der Kippbewegung der Verbindungsstege ihrerseits eine Kippbewegung um ihre Anlenkpunkte
aus.
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Damit die Belüftungseinrichtung im Betrieb auch tatsächlich in der
jeweils gewünschten Betriebsstellung bleibt, können die Buchse der Umschalteinrichtung
mit einer Kugelraste und die Betätigungsstange mit äuseren Ringnuten zur Fixierung
von zwei Umschaltstellungen versehen sein.
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Ein einstellbarer Anschlag für den Vorschub der Betätigungsstange
ermöglicht ein Nachstellen der Anordnung sowie ein
Einstellen des
Anpressdruckes der jeweiligen Dichtungen in den entsprechenden Betriebsstellungen.
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Eine einfache und wenig anfällige Ausführungsform einer Betätigungseinrichtung
für die Umschalteinrichtung kann einen angelenkten Hebelarm aufweisen, der mit einem
Bowdenzug als Betätigungsteil zwischen zwei Stellungen bewegbar ist.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen
und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung
zeigt in Fig. 1 eine schematische Darstellung, teilweise im Längsschnitt, einer
erfindungsgemässen Belüftungseinrichtung; Fig. 2 eine dem linken Teil der Fig. 1
ähnliche Darstellung der Belüftungseinrichtung mit geschlossenem Filter und der
sich ausbildenden Strömung; Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung mit
geöffnetem Filter und der sich dann ausbildenden Strömung; und in Fig. 4 einen Querschnitt
durch die Belüftungseinrichtung längs der Linie IV-IV der Fig. 1.
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Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Belüftungseinrichtung
erkennt man ein Gehäuse 40, das ein Oberteil 1 und ein Unterteil 2 aufweist. Das
Oberteil 1 und das Unterteil 2 sind unter Zwischenschaltung einer Dichtung 3 mit
einem Spannelement 4 lösbar miteinander verbunden. Bei diesem Spannelement kann
es sich, wie aus Fig. 1 ersichtlich, um eine Klammer handeln, jedoch kann stattdessen
auch eine Überwurfmutter verwendet werden, die am Flansch des einen Teils angreift
und mit einem Gewinde am anderen Teil des Gehäuses 40 in Eingriff bringbar ist.
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Im Oberteil 1 des Gehäuses 40 erkennt man eine Tragplatte 8, die am
Innenumfang des Oberteiles 1 befestigt ist und in der Nähe ihres Aussenrandes querhindurchgehende
Öffnungen 42 für das hindurchströmenae Medium sowie einen mittig angeordneten
Träger
5 aufweist. Der Träger 5 kann einstückig mit der Tragplatte ausgebildet, an diese
angeschweisst oder eingeschraubt sein. Der Träger 5 nimmt seinerseits ein Auslassventil
6 für das durch einen Filter 9 hindurchgeströmte Medium auf und trägt an seiner
Unterseite eine in eine Nut eingesetzte Dichtung 7, die im zusammengebauten Zustand
des Gehäuses 40 mit eingebautem Filter 9 gegen dessen Aussenoberfläche zur Anlage
kommt.
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Ausgangsseitig geht das Oberteil 1 in einen Ausgangsstutzen 22 über,
der sich in Austrittsrichtung konisch verjüngt und gegebenenfalls gestufte Ansätze
23 besitzt, auf die ein elastischer Schlauch aufgesteckt werden kann. Dem Innendurchmesser
der anzuschliessenden Leitung entsprechend, können ein oder mehrere Ansätze 23 abgeschnitten
werden, um einerseits eine Längenanpassung und andererseits eine Querschnittsanpassung
vorzunehmen.
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Im Unterteil 2 des Gehäuses 40 ist eine radial verlaufende Tragplatte
14 untergebracht, die ein gegen die Innenoberfläche des Unterteiles 2 anliegendes
Aufnahmeteil 13 besitzt, wobei ein Dichtring 12 zwischen dem Aufnahmeteil 13 und
dem Unterteil 2 vorgesehen ist. Um die Achse der Belüftungseinrichtung verteilt
sind Öffnungen 41 (vgl. Fig. 4) in der Tragplatte 14 ausgebildet, durch welche das
durch den Eingangsstutzen 21 eingetretene Medium hindurchströmen kann.
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Im Zentrum des Unterteiles 2 der Belüftungseinrichtung ist eine Buchse
15 montiert, die in der Tragplatte 14 befestigt und von einem Spannring 16 gehalten
ist. In der Buchse 15 ist eine Betätigungsstange 25 axial verschiebbar angeordnet
und trägt an ihrer Vorderseite einen Dichtungskegel 11, der ein Teil einer Umschalteinrichtung
50 bildet. Am Aussenumfang der Betätigungsstange 25 erkennt man Ringnuten 30 bzw.
33, die mit einer Kugelraste 31 in der Buchse 15 zusammenwirken, um die Umschalteinrichtung
50 in ihren beiden Betriebsstellungen zu arretieren.
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Die Betätigungsstange 25 weist an ihrer der Betätigungseinrichtung
60 zugewandten Seite ein Gewindestück auf, auf das eine Mutter 24 aufgeschraubt
ist und einen einstellbaren Anschlag für den Vorschub der Betätigungsstange 25 bildet.
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Am Ende der Betätigungsstange 25 ist eine Gelenkverbindung 27 mit
einem Hebelarm 26 der Betätigungseinrichtung 60 erkennbar, wobei das andere Ende
des Hebelarmes 26 mit einem Langloch 29 und einem Lager 47 drehbar gelagert ist.
Bei 28 ist eine Befestigung für ein durch einen Pfeil symbolisiertes Betätigungsteil
32 angedeutet, mit dem der Hebelarm 26 zwischen den beiden Stellungen gemäss Fig.
2 und 3 verschwenkbar ist.
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Wie aus der Zeichnung erkennbar, verjüngt sich das eingangsseitige
Ende des Unterteiles 2 zu einem Eingangsstutzen 21, der beispielsweise einen zylindrischen
Ring 20 mit eingangsseitigem Wulst oder mit einem Gewinde aufweisen kann, um eine
Leitung eines Lüftungskanales anzuschliessen.
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An den Dichtkegel 11 der Umschalteinrichtung 50 schliessen Verbindungsstege
18 an, die ihrerseits in einen Dichtungsring 17 übergehen, welcher am Aufnahmeteil
13 abdichtend befestigt ist. Die Verbindungsstege 18 sind dabei um Drehpunkte A
drehbar gelagert, die in Lagern 19 vorgesehen sind, welche ihrerseits auf der Tragplatte
14 montiert sind.
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Das der Umschalteinrichtung 50 gegenüberliegende Ende des Filters
9 weist eine mittige Öffnung 44 als Eingang für den Filter 9 auf und bildet gleichzeitig
einen Dichtungssitz für den Dichtkegel ii. Ferner erkennt man eine Ringnut 49 am
Aussenumfang des Filters 9, in die ein Wulst 39 einer Dichtung 10 eingreift, die
den Filter 9 eingangsseitig dicht umschliesst. Auf der dem Wulst 39 gegenüberliegenden
Seite der Dichtung 10 ist eine längs des Umfanges verlaufende Innenkante ausgebildet,
die einen Sitz 46 für die Dichtung 17 bildet, wenn diese ihre Betriebsstellung gemäss
Fig. 3 einnimmt.
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Diese Position ist in der Zeichnung mit dem Buchstaben B markiert.
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Man erkennt somit, dass, ausgehend vom Eingangsstutzen 2l,das eintretende
Medium zunächst durch die Öffnungen 41 hindurchtritt und dann, in Abhängigkeit von
der Position der Umschalteinrichtung 50, entweder durch die Öffnung 44 hindurch
den Kanal 48 im Filter 9 durchströmt, oder aber bei geschlossener Öffnung 44 seinen
Weg durch die Eintrittsöffnung 45 und den Kanal 43 nimmt, der zwischen der Innenoberfläche
des Gehäuses 40 und der Aussenwand des Filters 9 ausgebildet ist. Dementsprechend
tritt das jeweilige Medium entweder durch die Öffnungen 42 oder gefiltert durch
das Auslassventil 6 im Oberteil 1 des Gehäuses und seinen Ausgangsstutzen 22 aus.
Diese beiden Strömungswege sind in Fig. 2 und 3 durch Pfeile veranschaulicht.
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Die Wahl des jeweiligen Strömungskanals kann über die Umschalteinrichtung
50 mit der Betätigungseinrichtung 60 erfolgen, bei der es sich um ein Gestänge oder
aber einfach um einen Bowdenzug handeln kann, der etwa mit einem Betätigungsknopf
im inneren eines Kraftfahrzeuges betätigbar ist.
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Es ergeben sich somit die beiden Betriebsstellungen, die in Fig. 2
und 3 dargestellt sind. Bei der Betriebsstellung gemäss Fig. 2 steht die Ringnut
30 der Betätigungsstange 25 mit der Kugelraste 31 in Eingriff, und der Dichtungskegel
11 steht mit dem von der Öffnung 44 des Filters 9 gebildeten Sitz in abdichtendem
Eingriff. Die Verbindungsstege 18 sind um die Drehpunkte A in der Weise gekippt,
dass sie mit ihrem inneren Ende eine obere Stellung am Rande des Dichtungskegels
11 und mit ihrem äusseren Ende eine untere Stellung einnehmen, wobei sie am Punkt
C gegen die Tragplatte 14 zur Anlage kommen. Die zwischen dem Dichtring 12 und dem
Aufnahmeteil 13 eingeklemmte Dichtung 17 ist um den Punkt D herumgeschwenkt und
liegt dementsprechend ebenfalls mit einem Ende gegen den Punkt C der Tragplatte
14 an. Damit ist die zwischen dem Aufnahmeteil 13 und der Dichtung 10 ausgebildete
Eintrittsöffnung 45 offen, und das durch den Eingangsstutzen 21 eintretende Medium
strömt durch den Kanal 43 zwischen der Innenoberfläche
des Gehäuses
40 und der Aussenoberfläche des Filters 9.
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Bei der Position gemäss Fig. 3 nimmt die Betätigungseinrichtung 60
eine herausgezogene Stellung ein, so dass die Ringnut 33 der Betätigungsstange 25
mit der Kugel raste 31 der Buchse 15 in Eingriff steht. Damit ist der Dichtungskegel
11 von der ihm zugehordneten Öffnung 44 wegbewegt, die Verbindungsstege 18 um die
Drehpunkte A in die gegenüberliegende Stellung heraum geschwenkt, so dass die Verbindungsstege
18 an ihrer Innenseite eine untere Stellung und an ihrer Aussenseite eine obere
Stellung einnehmen und gegen den Sitz 46 in der Position B zur Anlage kommen. Damit
ist gleichzeitig die Eintrittsöffnung 45 für den äusseren Kanal 43 versperrt, und
das eintretende Medium strömt durch den Eingangsstutzen 21 und die Öffnungen 41
durch den Filter 9 hindurch, den es durch das Auslassventil 6 und den Ausgangsstutzen
22 verlässt.
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Zu Wartungszwecken oder zum Auswechseln des Filters 9 ist es lediglich
erforderlich, das Spannelement 4 zu lösen, so dass man das Oberteil 1 des Gehäuses
40 ohne weiteres abnehmen kann. Beim Abnehmen des Oberteiles 1 wird gleichzeitig
der Filter 9 aus dem Unterteil 2 des Gehäuses 40 herausgenommen, denn der Filter
9 ist mit einem Aussengewinde in ein Innengewinde des Trägers 5 eingeschraubt, der
seinerseits über seine Verbindung mit der Tragplatte 8 gegebenenfalls lösbar mit
dem Oberteil 1 des Gehäuses 40 verbunden ist. Man braucht dann lediglich den Filter
9 auf dem Träger 5 herauszuschrauben, die dann freiliegenden Dichtungen zu überprüfen
und gegebenenfalls auszutauschen, wenn ihre elastischen Eigenschaften möglicherweise
nachgelassen haben, und den Filter auszuwechseln, der wiederum in den Träger 5 unter
Zwischenschaltung einer Dichtung 7 eingeschraubt wird. Beim anschliessenden Aufsetzen
des Oberteiles 1 auf das Unterteil 2 des Gehäuses 40 ist der Filter 9 automatisch
in der Mitte zentriert, um einen Sitz für den Dichtungskegel 11 bzw. die Dichtung
17 zu bilden. Die Befestigung von Oberteil 1 und Unterteil 2 erfolgt dann durch
Aufdrücken oder Aufschrauben
des Spannelementes 4 unter Zwischenschaltung
der Dichtung 3.
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Es erscheint einsichtig, dass eine derartige Belüftungseinrichtung
ohne weiteres auch von einem Nichtfachmann und ohne Spezialwerkzeug gewartet bzw.
der Filter 9 ausgetauscht werden kann. Das gleiche gilt für die verschiedenen Dichtungen
im Inneren des Gehäuses 40. Mit einer solchen Anordnung kann durch das rasche Auswechseln
des Filters in vorteilhafter Weise den jeweiligen Gegebenheiten Rechnung getragen
werden, indem man die verschiedensten Filter einsetzt.
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Für den Fall, dass die ausgangsseitigen Enden der verschiedenen Filter
9 unterschiedliche Aussendurchmesser oder Gewinde aufweisen sollten, kann man diesem
Umstand dadurch begegnen, dass man bei sonst unverändertem Aufbau der Belüftungseinrichtung
Träger 5 mit unterschiedlichen Aufnahmegewinden in der Tragplatte 8 montiert, um
die Differenzen auszugleichen.
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Selbst wenn bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Eingangs-
und Ausgangsstutzen 21 bzw. 22 unterschiedlich dargestellt sind, können diese selbstverständlich
auch gleiche Form aufweisen, wobei den jeweiligen Gegebenheiten entsprechend eine
der beiden dargestellten Formen oder aber eine Bauform mit Aussengewinde verwendet
werden kann, um entsprechende Leitungen oder Schläuche anschliessen zu können.