DE4413148A1

DE4413148A1 - Filterbelastungsanzeige

Info

Publication number: DE4413148A1
Application number: DE19944413148
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl Ing Jeckel
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1994-04-15
Filing date: 1994-04-15
Publication date: 1995-04-20

Description

Die Erfindung betrifft einen Filtereinsatz für eine Luftfilter einrichtung, insbesondere für den Fahrgastraum von Kraftfahrzeu gen, gemäß dem Oberbegriff des 1. Patentanspruches, wie sie z. B. gattungsbildend aus der DE-PS 36 31 258 hervorgeht.

Die heutigen Kraftfahrzeuge sind zu einem großen Teil mit einer Luftfiltereinrichtung ausgestattet, die die der Fahrgastzelle zugeführten Außenluft von Schmutz- und Staubpartikel reinigt. Der Verschmutzungsgrund der in der Luftfiltereinrichtung einge bauten, auswechselbaren Partikelfilter ist dabei in einem großen Maße von der Umgebung abhängig, in dem das Kraftfahrzeug betrie ben wird. Dies bedeutet, daß das Partikelfilter in der Luftfil tereinrichtung länger funktionsfähig bleibt bei Betrieb des Kraftfahrzeuges in Gebieten mit einer geringen Luftverschmutzung als bei einer überwiegenden Benutzung des Kraftfahrzeuges im großstädtischen Verkehr. Derzeit sind im allgemeinen Wechselin tervalle des Partikelfilters vorgesehen von einem Jahr nach des sen Einbau in die Filtereinrichtung oder nach einer zurückgeleg ten Fahrstrecke mit dem Kraftfahrzeug von 30 000 km. Dies kann jedoch bedeuten, daß das Partikelfilter, bezogen auf den inzwischen eingetretenen Verschmutzungsgrad, zu frühzeitig oder auch zeitlich zu spät ausgewechselt wird. Bei einem bereits sehr großen Verschmutzungsgrad des Partikelfilters kann dann u. U. eine Geruchsbelästigung für die Insassen des Kraftfahrzeuges auftreten. Bei einem zu frühzeitigen Auswechseln des Partikelfilters in der Filtereinrichtung mußte der Fahrzeug halter bisher eine nicht notwendige Kostenbelastung hinnehmen.

Aus dem Stande der Technik sind bereits entsprechende Filtervor richtungen für die Frischluftzufuhr in den Fahrgastraum von Kraftfahrzeugen bekannt, so z. B. aus der DE-PS 36 31 258 und der DE-OS 40 37 685. Bei diesen Filtervorrichtungen wird der Ver schmutzungsgegenstand des Filters in einer technisch sehr auf wendigen Weise mit fotoelektronischen Überwachungseinrichtungen bestimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filtereinsatz für eine Luftfiltereinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zu schaffen, mit dem in einfacher Weise durch eine visuelle Er fassung der Verschmutzungsgrad des Filters festgestellt werden kann. Auch sollte der Filtereinsatz technisch einfach herstell bar sein.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnen den Merkmalen nach dem 1. Patentanspruch gelöst.

In den Unteransprüchen 2 bis 9 werden bevorzugte Ausführungsfor men des Gegenstandes angegeben.

Das Material, aus dem die Partikelfilterlage des Filtereinsatzes besteht, besitzt im Neuzustand einen bestimmten Durchflußwider stand für die angesaugte, das Partikelfilter durchströmende Luft. Ein - auf die Gesamtfläche des Partikelfilters bezogen - kleiner Filterbereich (Überwachungsfilterbereich) weist einen höheren Durchflußwiderstand für die durchströmende Luft auf als die übrige, diesen Überwachungsfilterbereich umgehende Partikel filterlage. Der Überwachungsfilterbereich wird im Neuzustand des Filtereinsatzes deshalb nur wenig durchströmt und verschmutzt damit zeitlich gesehen langsamer als die übrige Partikelfilter lage. Sobald sich bei der übrigen Partikelfilterlage infolge der zunehmenden Verschmutzung der Durchflußwiderstand für die Luft erhöht und damit dem Durchflußwiderstand des Überwachungsfilter bereiches annähert, wird auch dieser Bereich immer mehr belastet und nähert sich in seinem Verschmutzungsgrad dem der übrigen Partikelfilterlage. Der Verschmutzungsgrad des Überwachungsfil terbereiches wird visuell, z. B. anhand von entsprechenden Grau ton-Vergleichstafeln, bestimmt und auf die Funktionsfähigkeit der Partikelfilterlage geschlossen. Dies kann im Rahmen eines Kundendienstes für das Kraftfahrzeug geschehen und dabei dann entschieden werden, ob der Filtereinsatz ausgewechselt werden muß oder ob damit bis zum nächsten Kundendienst noch gewartet werden kann.

Vorzugsweise liegt im Neuzustand des Filtereinsatzes der Durch flußwiderstand im Überwachungsfilterbereich mindestens um den Faktor gegenüber dem Durchflußwiderstand in der übrigen Parti kellage höher, als deren Durchflußwiderstand im Laufe der zuläs sigen Gebrauchsdauer aufgrund der eintretenden Filterbelastung überhaupt ansteigen darf.

Bevorzugt wird bei der Luftfiltereinrichtung ein Filtereinsatz aus Gewebefasern eingesetzt, bei dem die Partikelfilterlage des Überwachungsfilterbereiches feinporiger gewebt ist als die übri ge umgebende Partikelfilterlage. Bei dem Filtereinsatz kann bei der Partikelfilterlage der Überwachungsfilterbereich auch aus einer feinporigen Papierfilterlage bestehen, die auf das Gewebe durch Aufkleben, Aufnähen oder Aufnadeln an ihrem Umfang fest haftend aufgebracht ist.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung des Filtereinsatz es be steht darin, daß die Weite der Filterporen im Überwachungsbe reich und/oder in einem Referenzbereich gegenüber der Porenweite in der übrigen Partikelfilterlage durch ein bereichsweise wenig stens einmaliges Tränken mit einer aushärtbaren Flüssigkeit, z. B. mit einem dünnflüssigen Lack oder Wachs, reduziert ist.

In vorteilhafter Weise kann der Filtereinsatz so ausgebildet sein, daß im Überwachungsfilterbereich mehrere, im Durchflußwiderstand bis zur völligen Luftundurchlässigkeit abgestaffelte Referenzbereiche vorhanden sind. Zweckmäßigerweise kann auch in unmittelbarer Nachbarschaft zu dem Überwachungsfilterbereich eine luftundurchlässige Grautonskala auf der Partikelfilterlage angebracht sein.

Zweckmäßig ist (sind) der Überwachungsfilterbereich und ggf. der (die) Referenzbereich(e) an einer wandungsnah am umgebenden Filtergehäuse liegenden Stelle der Partikelfilterlage ange bracht, wobei das Filtergehäuse zumindest an dieser Stelle durchsichtig ausgebildet ist und damit die entsprechenden Berei che gut einzusehen sind.

Eine besondere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes be steht darin, daß auf den Überwachungsfilterbereich eine Grauton- Meßeinrichtung ausgerichtet ist. Diese erfaßt in regelmäßigen zeitlichen oder von der Fahrleistung des Kraftfahrzeuges abhän gigen Abständen den ausgebildeten Grauton des Überwachungsfil terbereiches und gibt bei Überschreitung eines vorab eingestell ten Grenzwertes nach außen ein Signal ab, um den Wechsel der nicht mehr funktionsfähigen Partikelfilterbereiches anzuzeigen.

Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 im Schnitt eine Seitenansicht der Luftfiltereinrichtung mit den darin angeordneten, aus einer Partikelfilterlage bestehenden Filterhülsen und

Fig. 2 einen Schnitt II-II durch die Partikelfilterlage mit dem darin angeordneten Überwachungsfilterbereich nach Fig. 1.

In der Fig. 1 ist mit 1 das in der Luftfiltereinrichtung angeordnete zylinderförmige Filtergehäuse bezeichnet, das oberseitig mit einem abnehmbaren Deckel 2 zum Einsetzen und Entfernen der aus einer plissierten Partikelfilterlage 3 bestehenden Filterhülse 4 versehen ist, die über Dichtungselemente 5 an dem Deckel 2 und am Gehäuseboden abgedichtet ist. Das Filtergehäuse 1 besitzt an seiner Seitenfläche Öffnungen 6 zum Eintritt der zu filternden Luft, deren Zuströmrichtung mit 7 angegeben ist. Unterseitig besitzt das Filtergehäuse 1 eine Öffnung 8 zum Austritt der gefilterten Luft, deren Strömungsrichtung mit 9 angegeben ist. An einer Stelle der Partikelfilterlage 3 der Filterhülse 4 ist ein Überwachungsfilterbereich 10 angebracht. Mit 11 ist eine auf den Partikelfilterbereich angebrachte Grautonskala bezeichnet.

In der Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den Überwachungs filterbereich 11 der Partikelfilterlage 3 vergrößert gezeichnet, der einen höheren Filterwiderstand aufweist als die sonstige Partikelfilterlage.

Die mit dem Erfindungsgegenstand erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei dem Filtereinsatz für eine Luftfiltereinrichtung in einfacher Weise über eine visuelle Erfassung eines Grautones auf den Verschmutzungsgrad der Partikelfilterlage in dem Filtereinsatz geschlossen werden kann. Damit ist gewährleistet, daß die Partikelfilterlage rechtzeitig ausgewechselt wird, bevor sie ihre Funktionsfähigkeit gänzlich verloren hat. Andererseits ist auch ein zu frühzeitiges, unnötiges Auswechseln der Partikelfilterlage vermeidbar.

Claims

1. Filtereinsatz für eine Luftfiltereinrichtung, insbesondere für die Reinigung der einer Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeuges zugeführten Außenluft, bestehend aus einer Partikelfilterlage, insbesondere aus Gewebefasern, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem hellen Farbton gehaltene Partikelfilterlage (3) einen im Verhältnis zu der Gesamtfläche der Filterlage kleinen Überwachungsfilterbereich (10) enthält, der für die angesaugte Luft zwar auch durchlässig ist, jedoch einen größeren Durchflußwiderstand besitzt als die übrige, diesen Überwachungsfilterbereich (10) umgebende Partikelfilterlage (3).

2. Filtereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußwiderstand im Überwachungsfilterbereich (10) mindestens um den Faktor gegenüber dem Durchflußwiderstand in der übrigen Partikelfilterlage (3) im Neuzustand höher liegt als deren Durchflußwiderstand im Laufe der zulässigen Gebrauchsdauer aufgrund der Filterbelastung ansteigt.

3. Filtereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Partikelfilterlage (3) der Überwachungsfilterbereich (10) feinporiger gewebt ist als die übrige umgebende Partikelfilterlage (3).

4. Filtereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Partikelfilterlage (3) der Überwachungsfilterbereich (10) aus einer feinporigen Papierfilterlage besteht, die auf das Gewebe an ihrem Umfang festhaftend aufgebracht, z. B. aufgeklebt, aufgenäht oder aufgenadelt ist.

5. Filtereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Überwachungsfilterbereich (10) und/oder in einem Referenzbereich die Weite der Filterporen gegenüber der Porenweite in der übrigen Partikelfilterlage (3) durch bereichsweises wenigstens einmaliges Tränken mit einer aushärtbaren Flüssigkeit, z. B. mit einem dünnflüssigen Lack, Wachs oder dergleichen, reduziert ist.

6. Filtereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Überwachungsfilterbereich (10) mehrere, im Durchflußwiderstand bis zur völligen Luftundurchlässigkeit abgestaffelte Referenzbereiche vorgesehen sind.

7. Filtereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nachbarschaft zu dem Überwachungsfilterbereich (10) eine luftundurchlässige Grautonskala (11) auf der Partikelfilterlage (3) angebracht ist.

8. Filtereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überwachungsfilterbereich (10) und ggf. der/die Referenzbereich(e) an einer wandungsnah am umgebenden Filtergehäuse (1) liegenden Stelle der Partikelfilterlage (3) angebracht ist/sind und daß das Filtergehäuse (1) zumindest an dieser Stelle durchsichtig ausgebildet ist.

9. Filtereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Überwachungsfilterbereich (10) eine Grauton- Meßeinrichtung ausgerichtet ist, die in regelmäßigen zeitlichen oder fahrleistungsabhängigen Abständen den Grauton des Überwachungsfilterbereiches (10) erfaßt und bei Überschreitung eines voreinstellbaren Grenzwertes nach außen ein Signal zum Wechseln der Partikelfilterlage (3) abgibt.