DE3644045A1 - Vorrichtung zur ueberwachung der verschmutzung von gasfiltern, insbesondere luftfiltern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung der Verschmutzung von Gasfiltern, insbesondere Luftfiltern, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art sind die Mittel zum Feststellen des Verschmutzungsgrades des Filtermaterials von einem Druckmeßgerät gebildet, das bei der in dem bekannten Fall vorgesehenen Verwendung des Gasfilters als Luftfilter an einem Motor bzw. einer Brennkraftmaschine mit dem Saugrohr zwischen Luftfilter und Vergaser oder Zylinderkopf eines Otto- bzw. Dieselmotors verbunden ist. Dabei ist das den Unterdruck im Saugrohr messende Druckmeßgerät in einen elektrischen Signalkreis geschaltet, der einen Warnapparat, beispielsweise mit einer Kontrollampe auf dem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs, umfaßt.

Das Überwachungsprinzip der bekannten Vorrichtung beruht darauf, daß der Verschmutzungsgrad in Abhängigkeit vom Luftdurchlaß des Filtermaterials durch Vergleichen des Luftdrucks vor und hinter dem Filter ermittelt wird. Bei zunehmender Verschmutzung des Filtermaterials entsteht ein erhöhter Unterdruck im Luftstrom hinter dem Filter bzw. im Saugrohr des Motors, der bei Erreichen eines vorgegebenen Wertes dazu führt, daß mechanische Kontaktmittel des Druckmeßgerätes den elektrischen Kreis des Warnapparates schließen.

Nachteilig bei dieser bekannten Überwachungsvorrichtung ist, daß das Druckmeßgerät nur eine mittelbare Anzeige des Verschmutzungsgrades des Filtermaterials liefert. Bei Luftundichtigkeiten im System ergeben sich hierbei verfälschte Werte. Außerdem ist bei wechselndem Luftbedarf die Schaltpunkteinstellung nur bei dem maximalen Luftbedarfswert möglich. Sofern auch kleine Unterdruckwerte gemessen werden sollen, ist eine entsprechend groß bemessene Ausführung des Druckmeßgerätes erforderlich, um die mechanische Kontaktauslösung zum Schließen des elektrischen Kreises des Warnapparates herbeiführen zu können. Schließlich zeigt sich, daß bei geringen Ansaugleistungen und einem damit einhergehenden geringeren Unterdruck die Empfindlichkeit des bekannten Überwachungssystems gegenüber äußeren Einflüssen wie Temperaturschwankungen und Erschütterungen stark zunimmt, so daß Fehlschaltungen nicht auszuschließen sind. Die Einsatzfähigkeit der bekannten Überwachungsvorrichtung ist daher begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Überwachung der Verschmutzung von Gasfiltern, insbesondere Luftfiltern, der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die eine direkte, und damit von äußeren Störfaktoren im wesentlichen unbeeinflußbare Überwachung des Verschmutzungsgrades des Filtermaterials ermöglicht und einen erweiterten Anwendungsbereich in Verbindung mit Gasfiltern aller Art, wie Industriefiltern, Belüftungsfiltern, beispielsweise für die Frischluftzufuhr zum Fahrgastraum von Kraftfahrzeugen, und Motorluftfiltern, besitzt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Wesentliche weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Dadurch, daß bei der erfindungsgemäß ausgestalteten Überwachungsvorrichtung die Mittel zum Feststellen des Verschmutzungsgrades von einem Lichtstrahlensender und einem zugehörigen Detektor gebildet sind, die in fluchtender Ausrichtung beidseits des gasdruchströmten Filtermaterials für dessen unmittelbare Überwachung angeordnet sind, ist gewährleistet, daß der Verschmutzungsgrad des Filtermaterials, der sich in dessen zunehmender Einfärbung äußert, ohne Umwege festgestellt und mittels der elektronischen Schaltungsanordnung ausgewertet werden kann. Die Mittel zum Anzeigen des festgestellten Verschmutzungsgrades sind dabei in die elektronische Schaltungsanordnung einbezogen und werden bei Feststellung eines vorgegebenen Verschmutzungsgrades in Tätigkeit gesetzt.

Die erfindgungsgemäße Vorrichtung arbeitet im wesentlichen unbeeinträchtigt von äußeren Einflüssen, wie Temperatur, Raum- bzw. Umgebungsklima, Erschütterungen usw., und besitzt daher ein hohes Maß an Funktionssicherheit auch bei wechselndem Luftbedarf und nur geringem Luftdurchsatz durch das Filtermaterial dank dessen ständiger, direkter Überwachung durch den Lichtstrahlensender und den ihm zugeordneten Detektor.

Obwohl der Lichtstrahlensender von jeder beliebigen, geeigneten Lichtquelle z. B. auch im Bereich des sichtbaren Lichts unter Verwendung entsprechender Fotodetektoren als Empfänger ausgebildet sein kann, zieht die Erfindung als Lichtstrahlensender und -empfänger einen Infrarotsender und einen Infrarotdetektor vor, da mit diesen Bauteilen eine besonders hohe Funktionssicherheit der Überwachungsvorrichtung in einem weitreichenden Einsatzgebiet von Gasfiltern erreicht werden kann. Mittels der bei solchen Infrarotsendern Anwendung findenden Infrarotleuchtdioden lassen sich, insbesondere, wenn diese im Impulsbetrieb arbeiten, hohe Strahlungsintensitäten erreichen, die einen durch andere Lichtquellen bzw. Fremdlicht unbeeinträchtigten Betrieb gewährleisten. Dies schafft in vermehrtem Maße die Möglichkeit des Einsatzes der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung bei allen einer Überwachung auf Verschmutzung hin zugänglichen Arten von Gasfiltern, wie Industriefiltern in Behandlungs- und Herstellungsprozessen sowie zur Reinhaltung der Außenluft, Kraftfahrzeugfiltern, wie Motorluftfiltern oder Luftfiltern für die Frischluftzufuhr zum Fahrgastraum, Filtern von Klimaanlagen u. dgl. mehr.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung beruht darauf, daß die durch das Filtermaterial hindurchgesandten Lichtstrahlen mittels der elektronischen Schaltungsanordnung in elektrische Werte umgesetzt und ensprechend ausgewertet werden. Bei der allmählich zunehmenden Verschmutzung des Filtermaterials erfolgt eine zunehmende Absorption der vom Sender ausgehenden Lichtstrahlen im Filtermaterial, die mit einer entsprechenden Änderung der vom Empfänger abgegebenen elektrischen Werte einher geht. Ist die Verschmutzung des Filtermaterials schließlich so weit fortgeschritten, daß die Filterwirkung als nicht mehr ausreichend anzusehen ist, bewirkt der vom Empfänger abgegebene entsprechende elektrische Wert einen Schaltimpuls, der beispielsweise für eine Leuchtanzeige genutzt werden kann. Es ist jedoch auch möglich, einen Meßwertnehmer an den Signalauswertungsteil der elektronischen Schaltungsanordnung anzuschließen, der jederzeit den Verschmutzungsgrad des Filtermaterials, z. B. am Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs nach Art der Füllstandsanzeige des Kraftstofftanks, anzeigt.

Obwohl grundsätzlich eine Infrarotleuchtdiode als Infrarotsender und entsprechend ein Infrarotdetektor zur Durchführung der Überwachung des Filtermaterials ausreicht, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise vorgesehen, daß der Infrarotsender zumindest zwei Infrarotleuchtdioden und der Infrarotdetektor eine gleiche Anzahl von Fotodioden umfaßt, die koaxial zu den Leuchtdioden angerodnet sind. So können Zufallsblockierungen oder -abdunklungen einer einzelnen Senderdiode bzw. einer einzelnen Empfängerdiode bei der Anzeige des Verschmutzungsgrades des Filtermaterials ausgeschlossen werden, indem den Fotodioden des Empfängers je ein Arbeitswiderstand zugeordnet sein kann, an dem im Betrieb der Überwachungseinrichtung eine positive Spannung bei auf die Fotodioden auftreffender Strahlung abfällt, wobei die Spannungen der einzelnen Fotodioden gemittelt und auf einen Operationsverstärker gekoppelt werden können. Weiter können die durch den Operationsverstärker verstärkten Impulse einem Komparator zugeführt werden, der nur durchgesteuert wird, sofern die Amplitude des ankommenden Signals größer als eine am Eingang erzeugte Schwellenspannung ist. Sofern jedoch die Amplitude des von den Empfängerdioden ausgehenden Signals diese Schwellenspannung unterschreitet, wird ein Impuls zur Abgabe eines Warnsignals vorzugsweise an eine gut sichtbare Leuchtdiode gegeben.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung veranschaulicht sind. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Luftfilter mit zugehöriger Überwachungsvorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Luftfilter nach Fig. 1 mit einem teilweise weggebrochenen oberen Deckelbereich und in Verbindung mit einer schematischen Darstellung einer elektronischen Schaltungsanordnung der Überwachungseinrichtung,

Fig. 3 eine Darstellung eines abgewandelten Luftfilters mit Überwachungsvorrichtung in einem Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 4,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3 in Verbindung mit einer wiederum schematischen Darstellung der elektronischen Schaltung,

Fig. 5 ein Blockschaltbild der fotoelektrischen Überwachungseinrichtung,

Fig. 6 einen Schaltplan der Spannungsstabilisierungseinheit der Überwachungseinrichtung,

Fig. 7 einen Schaltplan des Impulsgenerators und des Senders der Überwachungseinrichtung und

Fig. 8 einen Schaltplan des Empfängers sowie der Signalverstärkungs- und -auswertungseinheit der Überwachungseinrichtung.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Luftfilter dargestellt, der beispielsweise als Motorluftfilter in einem Kraftfahrzeug Verwendung findet. Der Luftfilter umfaßt eine Filterhülse 1, deren Wand von Filtermaterial 2 in sternförmiger Faltung gebildet ist. Die sternförmige Faltung setzt sich aus einzelnen, zick-zack-förmig aneinandergrenzenden Faltungsteilen 3 zusammen. Die beiden Stirnseiten der Filterhülse 1 sind jeweils mit einer ringförmigen, dichten Abdeckschicht 4 bzw. 5 z. B. aus Kunstschaum versehen. Die äußere Umfangsfläche 6 ist unmittelbar zur Umgebung hin offen, während die innere Umfangsfläche 7 zu einem inneren axialen Strömungskanal 21 hin offen ist.

Die Filterhülse 1 ist in einem ringförmigen Gehäuse 8 mit einem oberen Deckel 9 abgestützt. Das Gehäuse 8 ist in der Mitte seines Bodens mit einem unteren Verbindungsstutzen 10 versehen, mit dem es an die zum Vergaser des Kraftfahrzeugs führenden Ansaugleitung (nicht dargestellt) anschließbar ist. Das Gehäuse 8 übergreift mit seinem Deckel 9 die Filterhülse 1 nach außen hin, wobei in Verein mit der Umfangswand 1 des Gehäuses 1 und der äußeren Umfangsfläche 6 der Filterhülse 1 ein Ringkanal 12 gebildet ist, in den ein Luftansaugstutzen 13 mit einem Ende einmündet, dessen anderes Ende mit der Außenluft in Verbindung steht. Mit Hilfe von Klemmschrauben 14, die an der Außenseite des Gehäusedeckels 9 zugänglich sind, ist die Filterhülse 1 im Gehäuse 8 lösbar eingespannt gehalten.

Zur Überwachung des Verschmutzungsgrades der Filterhülse 1 ist der Luftfilter mit einer fotoelektrischen Überwachungsvorrichtung mit einem Lichstrahlensender 15 und einem lichtempfindlichen Empfänger 16 beidseits der Filterhülsenwand versehen. Gemäß den dargestellten Beispielen ist als Lichtstrahlensender 15 ein Infrarotsender mit zwei oder drei Infrarotleuchtdioden 17 vorgesehen, und entsprechend ist der Empfänger 16 von einem Infrarotdetektor mit zwei oder drei Fotodioden 18 gebildet, die koaxial zu den Leuchtdioden 17 mit Abstand voneinander in parallelen Axialebenen der Filterhülse 1 angeordnet sind. Die die Dioden 17 und 18 jeweils paarweise gegenüberliegend enthaltenden Axialebenen der Filterhülse 1 werden dabei von Faltungsteilen 3 des Filtermaterials 2 geschnitten, was sich für die Strahlenübermittlung durch das Filtermaterial 2 hindurch als günstig erwiesen hat.

Zur Abstützung der Dioden 17 und 18 sind Haltekonsolen 19 und 20 einstückig mit dem Gehäuse 8 vorgesehen, das als Ganzes, ebenso wie der Deckel 9, von einem Kunststoff-Formkörper gebildet sein kann. In der äußeren Haltekonsole 19 sind die Leuchtdioden 17 außerhalb der Filterhülse 1 im Ringkanal 12 abgestützt und besitzen dabei eine der äußeren Umfangsfläche 6 der Filterhülse 1 zugewandte Ausrichtung. Mittels der inneren Haltekonsole 20 sind die Empfängerdioden 18 innerhalb des inneren axialen Strömungskanals 21 der Filterhülse 1 abgestützt und weisen dabei eine der inneren Umfangsfläche 7 der Filterhülse 1 zugewandte Ausrichtung jeweils in Gegenüberlage zu einer Leuchtdiode 17 auf.

Die Überwachungseinrichtung umfaßt ferner eine elektronische, an das Bordnetz des Fahrzeugs anschließbare Schaltungsanordnung, die in Fig. 2 schematisch bei 22 mit einem Senderteil 23, einem Signalverstärkungsteil 24, einem Auswertungsteil 25 und einem Anzeigeteil 26 zur Anzeige der Funktionsfähigkeit der Schaltungsanordnung und/oder des Verschmutzungsgrades der Filterhülse 1 dargestellt ist. Die elektronische Schaltungsanordnung 22 ist mit ihren Bauteilen an einer geeigneten Stelle des Luftfilters festgelegt oder in dessen Umgebung kraftfahrzeugseitig anbringbar, während die Anzeige vorzugsweise in das Armaturenbrett integriert ist.

Im Betrieb des Luftfilters wird Frischluft über den Luftansaugstutzen 13 in den Ringkanal 12 eingesaugt und von dort durch das Filtermaterial 2 der Filterhülsenwand 1 hindurch in den inneren axialen Strömungskanal 21 hineingesaugt, um von dort aus über den Verbindungsstutzen 10 in die Ansaugleitung des Vergasers zu strömen. Dabei erfährt die angesaugte Frischluft bei ihrem Durchgang durch das Filtermaterial 2 eine Reinigung durch Filtrierung, die mit einer entsprechenden Verschmutzung des Filtermaterials 2 einhergeht.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 ist ein Flachfilter 30 etwa mittig in einem Gehäuse 31 festgelegt. Der Flachfilter 30 ist von Filtermaterial 2 in Form einer rechteckigen Filterwand gebildet, das wiederum aus einzelnen, zick-zack-förmig aneinandergrenzenden Faltungsteilen 3 zusammengesetzt ist. Randseitig ist das Filtermaterial 2 in seiner in Fig. 4 oberen Randebene von einem Rahmen 32 aus Gummi oder gummielastischem Werkstoff eingefaßt, wobei der Rahmen 32 etwa in der mittleren Querebene des Gehäuses 31 auswechselbar festgelegt ist.

Das Gehäuse 31 besteht aus einem Gehäuseunterteil 33 und einem Gehäuseoberteil 34, die über ein Scharnier 35 schwenkbar miteinander verbunden sind. Sowohl das Gehäuseunterteil 33 als auch das Gehäuseoberteil 34 besitzen einander jeweils gegenüberliegende Randleisten 36 bzw. 37, zwischen denen der Rahmen 32 des Filtermaterials 2 klemmend eingefaßt ist. Die Klemmsicherung erfolgt mit Hilfe von Clipsen 38, die an der dem Scharnier 35 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 31 auf die Klemmleiste 37 des oberen Gehäuseteils 34 und die untere Klemmleiste 36 im Bereich außenseitiger Verdickungen 39 aufgespannt werden.

Durch die Filtermaterialwand 2 ist das Gehäuse 31 in seinem Inneren in eine Zuströmkammer 39 für das zu reinigende gasförmige Medium, insbesondere Frischluft, und eine Abströmkammer 40 für das durch die Filtermaterialwand 2 hindurchgeströmte und gereinigte Medium unterteilt. Die Zufuhr des Mediums erfolgt über einen in die Kammer 39 einmündenden Anschlußstutzen 41, während die Abfuhr des gereinigten Mediums aus der Kammer 40 über den aus dieser ausmündenden Verbindungsstutzen 42 erfolgt.

Dieser Flachfilter kann beispielsweise ebenfalls als Motorluftfilter oder aber im Prinzip auch in Klimaanlagen oder sonstigen Filtereinrichtungen Verwendung finden.

Wie im Falle des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1 und 2 ist zur Überwachung des Verschmutzungsgrades des Flachfilters 30 der Infrarotsender 15 und der Infrarotdetektor 16 in einer Anordnung und Ausgestaltung entsprechend Fig. 2 vorgesehen, wie es durch die Verwendung gleicher Bezugszeichen für die übereinstimmenden Teile kenntlich gemacht ist. Das gleiche gilt hinsichtlich der elektronischen Schaltungsanordnung mit ihrem Senderteil 23, dem Signalverstärkungsteil 24, dem Auswertungsteil 25 und dem Anzeigeteil 26.

Entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 sind auch im vorliegenden Fall die Dioden 17 und 18 in Haltekonsolen 19 und 20 abgestützt, die einstückig mit dem Gehäuseunterteil 33 bzw. dem Gehäuseoberteil 34 gebildet sind. Auch die beiden Gehäuseteile 33 und 34 des Gehäuses 31 können im übrigen wiederum von entsprechenden Kunststoff-Formkörpern gebildet sein.

Die Fig. 5 veranschaulicht ein umfassendes Blockschaltbild der Überwachungseinrichtung in Verbindung mit der Filterhülse 1 bzw. dem Flachfilter 30 und umfaßt neben dem Sender 15 und dem Empfänger 16 sowie dem Signalverstärkungsteil 24 und -auswertungsteil 25 mit zugehörigem Anzeigeteil 26 als mit dem Sender 15 zusammenwirkenden Senderteil eine Spannungsstabilisierung 27 und einen Impulsgenerator 28.

Die für die Schaltungsanordnung 22 benötigte Spannung wird durch die Spannungsstabilisierungseinheit 27 mit Hilfe eines integrierten Spannungsreglers IC 1 vom Typ TCA700Y auf 10 V stabilisiert. Dieser Spannungsregler hat eine eng tolerierte Ausgangsspannung, einen kleinen Temperaturkoeffizienten und enthält eine automatische Überstromsicherung. Die Dioden D 1 und D 2 schützen den Regler vor negativen Eingangsspannungen. Weitere Einzelheiten der Spannungsstabilisierungseinheit 27 ergeben sich aus dem Schaltplan gem. Fig. 6.

Der Impulsgenerator 28 zur Ansteuerung der Infrarotleuchtdioden des Infrarotsenders 15 wird durch einen Zeitgeber IC 2 des Typs CA 555 realisiert, der in astabiler Funktion arbeitet. Gemäß dem Schaltplan nach Fig. 7 verfügt der Infrarotsender 15 über drei Infrarotleuchtdioden, die hier mit D 3, D 4 und D 5 bezeichnet sind. Über Widerstände R _A und R _B wird ein Kondensator C _T exponentiell aufgeladen. Die Aufladezeit t₁ des Kondensators berechnet sich aus:

t₁ = 0,7 (R _A + R _B ) C

Erreicht die Spannung am Pin 6 den Wert 2/3 der Betriebsspannung, kippt ein Komparator ein internes Flip-Flop und der Kondensator C _T wird über den Widerstand R _B und einen Entladetransistor nach Masse entladen. Die Entladezeit t₂ des Kondensators errechnet sich aus:

t₂ = 0,7 · R _B · C

Unterschreitet die Kondensatorspannung den Wert 1/3 der Betriebsspannung, kippt der Komparator des Flip-Flop zurück und der Kondensator wird über die Widerstände R _A und R _B aufgeladen. Die Periodendauer errechnet sich aus:

T = t₁ + t₂
  = 0,7 (R _A + 2R _B ) C

Das Taktverhältnis kann nach der folgenden Gleichung errechnet werden:

Ein Widerstand R 1 sowie ein Kondensator C 4 sind zum Abblocken von Störimpulsen von der Betriebsspannung in die Schaltung einbezogen.

Mit R _A = 220 k und R _B = 1,2 k wird ein Taktverhältnis

realisiert. Die Periodendauer T beträgt (C _T = 270 nF) T = 41 ms.

Die gemäß dem Schaltplan nach Fig. 7 als Beispiel vorgesehenen drei Infrarotleuchtdioden D 3, D 4 und D 5 sind in Reihe geschaltet und arbeiten im Impulsbetrieb. Ein zur Leistungsverstärkung zwischengeschalteter Transistor T 1 wird durch die Impulse des Zeitgebers IC 2 durchgesteuert und bewirkt einen konstanten Durchlaßstrom für die Leuchtdioden D 3, D 4, D 5. Hierdurch ist gewährleistet, daß die Strahlungsleistung der Leuchtdioden D 3, D 4, D 5 ebenfalls als konstant angesehen werden kann. Der Wert für den pulsierenden Strom beträgt:

Entsprechend den gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 vorgesehenen drei Infrarotleuchtdioden D 3, D 4 und D 5 umfaßt der Infrarotempfänger 16 drei in Sperrichtung betriebene Fotodioden D 6, D 7, D 8, insbesondere Si-Fotodioden. Da sich eine Fotodiode bei konstanter Beleuchtungsstärke wie eine Konstantstromquelle verhält, bewirken Betriebsspannungsänderungen nur noch sehr geringe oder gar keine Ausgangsstromänderungen. Fällt eine Strahlung auf die Fotodioden, so fließt ein Strom durch den zugehörigen Arbeitswiderstand. Am Arbeitswiderstand fällt eine positive Spannung ab. Die drei entstandenen Spannungen werden durch die Schaltungsanordnung gemittelt und kapazitiv auf den nicht invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers OP 1 gekoppelt, und somit wird der Gleichspannungsanteil abgeblockt.

Der Operationsverstärker OP 1 ist als Elektrometerverstärker geschaltet. Die Spannungsverstärkung wird bestimmt durch:

Der Verstärkungsfaktor läßt sich durch einen Trimmwiderstand R 13 zwischen v _u = 101 und v _u = 207 variieren.

Wie ferner dem Schaltplan gem. Fig. 8 zu entnehmen ist, werden die durch den Operationsverstärker OP 1 verstärkten Impulse dem nicht invertierenden Eingang eines weiteren Operationsverstärkers zugeführt, der mit OP 2 bezeichnet ist. Ist die Amplitude des Signals größer als die durch einen Widerstand R 15, eine Diode D 9 und einen Kondensator C 8 erzeugte Schwellenspannung am invertierenden Eingang, so wird der als Komparator geschaltete Operationsverstärker OP 2 durchgesteuert.

Im Betrieb der Filtervorrichtung wird durch den den inneren axialen Strömungskanal 21 der Filterhülse 1 schließenden Spanndeckel 9 am äußeren Ende der Filterhülse 1 der einströmenden, mit Staub u. dgl. Schadstoffen beladenen Frischluft ein Strömungsweg von außen nach innen durch die Wandung der Filterhülse 1 hindurch und von dort in die Ansaugleitung des Vergasers hinein vom Motor aus aufgezwungen. Hiermit einher geht eine immer mehr zunehmende Verschmutzung des Filtermaterials 2 der Filterhülse 1, die schließlich infolge der entsprechend zunehmenden Strahlungsabsorption im Filtermaterial 2 dazu führt, daß die verstärkte Spannung der Fotodioden D 6, D 7, D 8 nicht mehr die Schwellenspannung erreicht, so daß der als Komparator geschaltete Operationsverstärker OP 2 nicht mehr durchgesteuert wird.

Die am Ausgang des Operationsverstärkers OP 2 anliegende pulsierende Spannung (Sättigungsspannung des Operationsverstärkers) wird zum Nachtriggern eines Monovibrators IC 5 des Typs 4089 ausgenutzt. Solange wie während der durch den Widerstand R 16 und den Kondensator C 10 bestimmten Zeitkonstante Impulse am Triggereingang (Pin 12) anliegen, wird der Monovibrator IC 5 nachgetriggert, und der Ausgang Q (Pin 9) führt L-Pegel.

Zur Anzeige der Funktionsfähigkeit der Schaltungsanordnung und des Verschmutzungsgrades der Filterhülse 1 ist gemäß dem dargestellten Beispiel die Anzeigeeinheit 26 vorgesehen, die gemäß dem Schaltplan nach Fig. 8 von einer je nach Ansteuerung rot blinkenden oder grün leuchtenden Leuchtdiode D 10 gebildet ist. Setzen die Impulse am Eingang des Monovibrators IC 5 aus, so liegt am Ausgang Q (Pin 9) H-Pegel. Hiermit wird ein Transistor T 2 angesteuert und die Leuchtdiode D 10 blinkt rot als Anzeige, daß die Filterhülse 1 auszuwechseln ist.

Beim Anlegen der Betriebsspannung gibt der Monovibrator IC 5 am Ausgang Q einen Impuls ab. Dieses Signal wird an die Basis eines Transistors T 3 geführt und veranlaßt die Leuchtdiode D 10 nach dem Einschalten der Schaltungsanordnung grün zu leuchten. Die Zeitdauer für diesen Vorgang wird durch die Zeitkonstante (R 17 · C 11) beeinflußt. Für die aufgebaute Schaltung wurde eine Zeit von etwa 8 sec realisiert. Die grün leuchtende Leuchtdiode D 10 zeigt eine funktionstüchtige Schaltungsanordnung an.

Entsprechend arbeitet die elektronische Schaltungsanordnung in Verbindung mit dem Flachfilter 30.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Überwachung der Verschmutzung von Gasfiltern, insbesondere Luftfiltern, mit Mitteln zum Feststellen und zum Anzeigen des Verschmutzungsgrades eines gasdurchströmten Filtermaterials, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Feststellen des Verschmutzungsgrades von einem Lichtstrahlen-, insbesondere Infrarotsender (15) und einem zugehörigen Detektor (16) gebildet sind, die in fluchtender Ausrichtung beidseits des gasdurchströmten Filtermaterials (2) für dessen unmittelbare Überwachung angeordnet sowie in eine elektronische Schaltungsanordnung einbezogen sind, die ferner die Mittel zum Anzeigen des festgestellten Verschmutzungsgrades umfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Infrarotsender (15) zumindest zwei Infrarotleuchtdioden (17) und der Infrarotdetektor (16) eine gleiche Anzahl von Fotodioden (18) umfaßt, die jeweils koaxial zu den Leuchtdioden (17) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden (17, 18) des Infrarotsenders (15) und des -detektors (16) mit Abstand voneinander in parallelen, das Filtermaterial (2) schneidenden Ebenen angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Dioden (17, 18) des Infrarotsenders (15) und des -detektors (16) enthaltenden Ebenen von Faltungsteilen (3) des zick-zack-förmig gefalteten Filtermaterials (2) geschnitten sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Infrarotsender (15) auf der Zuströmseite des Filtermaterials (2) und der Detektor (16) auf der Abströmseite des Filtermaterials (2) abgestützt sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Infrarotleuchtdioden (17) ein Impulsgenerator (28) für einen Impulsbetrieb der Leuchtdioden zugeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigemittel von einer Leuchtdiode (D 10) zur Anzeige der Funktionsfähigkeit der Schaltungsanordnung und/oder des Verschmutzungsgrades des Filtermaterials (2) gebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotleuchtdioden (17) des Infrarotsenders (15) in Reihe geschaltet sind und eine entsprechende Anzahl von Empfänger-Fotodioden (18) in Sperrrichtung betrieben ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß den Fotodioden des Empfängers je ein Arbeitswiderstand zugeordnet ist, an dem im Betrieb der Vorrichtung eine positive Spannung bei auf die Fotodioden auftreffender Strahlung abfällt, und daß die Spannungen der einzelnen Fotodioden gemittelt und auf einen Operationsverstärker gekoppelt werden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den Operationsverstärker verstärkten Impulse einem Komparator zugeführt werden, der nur durchsteuert, sofern die Amplitude des Signals größer als eine am Eingang erzeugte Schwellenspannung ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer die am Engang des Komparators erzeugte Schwellenspannung unterschreitenden Amplitude des von den Empfängerdioden ausgehenden Signals ein Impuls zur Abgabe eines Warnsignals an die Leuchtdiode gegeben wird.