DE4413148A1 - Filter loading indicator - Google Patents

Filter loading indicator

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DE4413148A1
DE4413148A1 DE19944413148 DE4413148A DE4413148A1 DE 4413148 A1 DE4413148 A1 DE 4413148A1 DE 19944413148 DE19944413148 DE 19944413148 DE 4413148 A DE4413148 A DE 4413148A DE 4413148 A1 DE4413148 A1 DE 4413148A1
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Alfred Dipl Ing Jeckel
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Daimler Benz AG
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Daimler Benz AG
Mercedes Benz AG
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Abstract

The invention specifies a filter insert for an air filter device, in particular for cleaning the outside air fed to a passenger cell of a motor vehicle. The filter insert is composed of a particle filter layer, in particular of fabric fibres. The particle filter layer contains a monitoring filter region which, in relation to the entire area of the filter layer, is small and which, although air-permeable, has a greater flow resistance than the rest of the filter layer which surrounds the monitoring filter region. Only when the rest of the filter layer is heavily loaded by means of the drawn-in and passing- through air which contains dust or dirt particles and hence there is no longer a large difference in the flow resistances, is the monitoring filter region likewise more and more heavily loaded. In this region there likewise forms a grey shade which increases in intensity, can be visually detected and which can be used to draw conclusions as to the degree of soiling of the rest of the filter layer.

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.The invention relates to a filter insert for an air filter device, in particular for the passenger compartment of motor vehicles gene, according to the preamble of claim 1, as z. B. Generic emerges from DE-PS 36 31 258.

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. Today's motor vehicles are largely with one Air filter device fitted to that of the passenger compartment supplied outside air cleans from dirt and dust particles. The cause of pollution in the air filter device built, replaceable particulate filter is in a big one Dimensions depend on the environment in which the motor vehicle was operating will. This means that the particle filter in the air fil tereinrichtung remains functional for longer when the Motor vehicle in areas with low air pollution than with a predominant use of the motor vehicle in metropolitan traffic. Currently there are generally changes tervalle of the particle filter provided one year after the Installation in the filter device or after a replacement th distance by car of 30,000 km. This can however mean that the particle filter, based on the the degree of pollution that has occurred in the meantime, too early or is also exchanged too late. Already a very one large degree of contamination of the particle filter can then u. U. an unpleasant smell for the occupants of the motor vehicle occur. If the replacement is too early The vehicle had to have a particle filter in the filter device hitherto accept an unnecessary cost burden.  

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.Appropriate filters are already available from the prior art directions for the fresh air supply in the passenger compartment of Motor vehicles known, for. B. from DE-PS 36 31 258 and DE-OS 40 37 685. In these filter devices, the Ver subject of dirt of the filter in a technically very agile with photoelectronic monitoring devices certainly.

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.The invention has for its object a filter insert for an air filter device, in particular for motor vehicles, to create with that in a simple way through a visual Er the degree of contamination of the filter can. The filter insert should also be technically simple to manufacture be cash.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnen­ den Merkmalen nach dem 1. Patentanspruch gelöst.According to the invention, the task set is marked with solved the features according to the first claim.

In den Unteransprüchen 2 bis 9 werden bevorzugte Ausführungsfor­ men des Gegenstandes angegeben.In the subclaims 2 to 9 preferred embodiments men of the subject specified.

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.The material that makes up the particulate filter layer of the filter cartridge exists, has a certain flow resistance when new stood for the aspirated, flowing through the particle filter Air. On - based on the total area of the particle filter - small filter area (monitoring filter area) has one higher flow resistance for the air flowing through than the remaining particles that bypass this monitoring filter area filter layer. The monitoring filter area is in the new condition of the Filter insert is therefore only slightly flowed through and contaminated This means that it is slower in time than the rest of the particle filter location. As soon as in the remaining particle filter layer due to the increasing pollution the flow resistance for the air increased and thus the flow resistance of the monitoring filter approaching the area, this area is also increasingly burdened and approaches the level of pollution of the rest Particle filter layer. The degree of contamination of the surveillance fil  terbereiches is visual, e.g. B. based on appropriate gray clay comparison tables, determined and on the functionality the particle filter layer closed. This can be done as part of a Customer service for the motor vehicle happen and then it can be decided whether the filter insert should be replaced must or whether it waits until the next customer service can be.

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.The through is preferably in the new state of the filter insert flow resistance in the monitoring filter area at least by Factor against the flow resistance in the other parts kellage higher than their flow resistance in the course of the adm due to the filter load may rise at all.

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.A filter insert is preferred for the air filter device made of fabric fibers, in which the particle filter layer of Monitoring filter area is woven fine-pored than the rest surrounding particle filter layer. When using the filter, the monitoring filter area also from the particle filter position a fine-pored paper filter layer exist on the fabric by sticking, sewing or needling on its circumference is adhered.

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.Another useful embodiment of the filter insert it be is that the width of the filter pores in the monitoring area rich and / or in a reference range compared to the pore size in the remaining particle filter layer by a little in some areas soak once with a curable liquid, e.g. B. is reduced with a low-viscosity paint or wax.

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.The filter insert can advantageously be designed in this way be that in the surveillance filter area several, in Flow resistance up to complete air impermeability graduated reference ranges are available. Conveniently can also be in the immediate vicinity of the  Monitoring filter area an airtight gray scale be attached to the particle filter layer.

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.The monitoring filter area and (if applicable) the reference area (s) on a wall near the surrounding one Position of the filter housing lying on the particle filter layer brings, the filter housing at least at this point is transparent and thus the corresponding area are easy to see.

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.A special embodiment of the subject of the invention be means that a gray tone Measuring device is aligned. This is recorded at regular intervals depend on the time or the mileage of the motor vehicle intervals the trained gray tone of the surveillance fil area and returns if a preset value is exceeded a limit signal to signal the change of the particle filter area that is no longer functional.

Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Dabei zeigt:The subject of the invention is illustrated below with the aid of drawings explained in more detail. It shows:

Fig. 1 im Schnitt eine Seitenansicht der Luftfiltereinrichtung mit den darin angeordneten, aus einer Partikelfilterlage bestehenden Filterhülsen und Fig. 1 in section a side view of the air filter device with the filter sleeves and therein arranged, consisting of a particle filter layer

Fig. 2 einen Schnitt II-II durch die Partikelfilterlage mit dem darin angeordneten Überwachungsfilterbereich nach Fig. 1. Fig. 2 shows a section II-II through the particulate layer with the filter disposed therein monitoring range in 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 Fig. 1, 1 denotes the cylindrical filter housing arranged in the air filter device, which is provided on the top side with a removable cover 2 for inserting and removing the filter sleeve 4 consisting of a pleated particle filter layer 3 , which is attached to the cover 2 and sealing elements 5 Case bottom is sealed. The filter housing 1 has openings 6 on its side surface for the entry of the air to be filtered, the inflow direction of which is indicated by 7 . On the underside, the filter housing 1 has an opening 8 for the exit of the filtered air, the flow direction of which is indicated by 9 . A monitoring filter area 10 is attached at one point of the particle filter layer 3 of the filter sleeve 4 . With 11 is a gray tone scale attached to the particle filter area.

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.In FIG. 2 a cross section is drawn through the filter monitoring area 11 enlarges the particle filter layer 3, which has a higher resistance than the filter other particulate layer.

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.The advantages achieved with the subject of the invention exist in particular that in the filter insert for a Air filter device in a simple way via a visual Detection of a gray tone based on the degree of pollution Particle filter layer in the filter insert can be closed. This ensures that the particle filter layer in time is replaced before it is fully functional has lost. On the other hand, too early, unnecessary replacement of the particle filter layer can be avoided.

Claims (9)

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).1. Filter insert for an air filter device, in particular for cleaning the outside air supplied to a passenger compartment of a motor vehicle, consisting of a particle filter layer, in particular of fabric fibers, characterized in that the particle filter layer ( 3 ) , which is kept in a light color, has a ratio to the total area of the filter layer contains small monitoring filter area ( 10 ), which is also permeable to the intake air, but has a greater flow resistance than the other particle filter layer ( 3 ) surrounding this monitoring filter area ( 10 ). 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.2. Filter insert according to claim 1, characterized in that the flow resistance in the monitoring filter area ( 10 ) is at least higher by a factor than the flow resistance in the other particle filter layer ( 3 ) when the flow resistance increases in the course of the permissible service life due to the filter load. 3. Filtereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Partikelfilterlage (3) der Überwachungsfilterbereich (10) feinporiger gewebt ist als die übrige umgebende Partikelfilterlage (3).3. Filter insert according to claim 1, characterized in that in the particle filter layer ( 3 ), the monitoring filter area ( 10 ) is woven more finely pored than the rest of the surrounding particle filter layer ( 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.4. Filter insert according to claim 1, characterized in that in the particle filter layer ( 3 ), the monitoring filter area ( 10 ) consists of a fine-pored paper filter layer, which is adhered to the circumference of the tissue, z. B. is glued, sewn or needled. 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.5. Filter insert according to claim 1, characterized in that in the monitoring filter area ( 10 ) and / or in a reference area, the width of the filter pores compared to the pore size in the remaining particle filter layer ( 3 ) by area-wise at least one-time soaking with a curable liquid, for. B. with a low-viscosity paint, wax or the like is reduced. 6. Filtereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Überwachungsfilterbereich (10) mehrere, im Durchflußwiderstand bis zur völligen Luftundurchlässigkeit abgestaffelte Referenzbereiche vorgesehen sind.6. Filter insert according to claim 1, characterized in that in the monitoring filter area ( 10 ) a plurality of graduated in the flow resistance to complete air impermeability reference areas are provided. 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.7. Filter insert according to claim 1, characterized in that in the immediate vicinity of the monitoring filter area ( 10 ) an airtight gray scale ( 11 ) is attached to the particle filter layer ( 3 ). 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.8. Filter insert according to claim 1, characterized in that the monitoring filter area ( 10 ) and possibly the / the reference area (s) on a near the wall on the surrounding filter housing ( 1 ) lying point of the particle filter layer ( 3 ) is / are and that the filter housing ( 1 ) is transparent at least at this point. 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.9. A filter cartridge according to claim 1, characterized in that a grayscale measuring device is aligned with the monitoring filter region (10) which detects at regular time or distance-based intervals to the shade of gray of the monitoring filter region (10) and on exceeding a preset limit value to the outside a signal for Changing the particle filter layer ( 3 ) gives.
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