AT514934A4

AT514934A4 - Filtereinheit für ein Abgasanalysegerät

Info

Publication number: AT514934A4
Application number: ATA50056/2014A
Authority: AT
Inventors: Michael Loidl; Walter Lukesch; Anton Dipl Ing Kohl
Original assignee: Ditest Fahrzeugdiagnose Gmbh
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2015-05-15
Also published as: DE102014117598A1; AT514934B1

Abstract

Für eine Filtereinheit (1) für ein Abgasanalysegerät mit einer hohe Standzeit und damit mit einem langen Tauschintervall ist ein erstes und zweites Filtergehäuseteil (2, 3) vorgesehen, wobei im ersten Filtergehäuseteil (2) ein Innengewinde (10) vorgesehen ist, in das ein Atemschutzfilter (4) mit einem daran angeordneten standardisierten Außengewindeanschluss (20) eingeschraubt ist und der zweite Filtergehäuseteil (3) am Atemschutzfilter (4) oder am ersten Filtergehäuseteil (2) angeordnet ist.

Description

Filtereinheit für ein Abgasanalysegerät

Die gegenständliche Erfindung betrifft eine Filtereinheit für ein Abgasanalysegerät mit einemersten Filtergehäuseteil mit zumindest einem ersten Anschlussteil für eine Abgasleitung undeinem zweiten Filtergehäuseteil mit zumindest einem zweiten Anschlussteil für eine Abgas¬leitung.

In Abgasanalysegeräten wird Abgas, in der Regel einer Verbrennungskraftmaschine, hin¬sichtlich bestimmter Eigenschaften, wie z.B. Abgasbestandteile, Partikelbelastung, Partikel-größen(verteilung), etc., untersucht. Dazu wird Abgas dem Auspuff der Verbrennungskraft¬maschine entnommen und dem Abgasanalysegerät über Abgasleitungen zugeführt. Im Ab¬gasanalysegerät kann eine Säugpumpe angeordnet sein, um, gegebenenfalls zusammen mitVolumenstromregeleinrichtungen, einen bestimmten Volumenstrom von Abgas durch dasAbgasanalysegerät einzustellen. Um eine Verschmutzung der Säugpumpe zu vermeiden,muss davor eine Filtereinheit angeordnet werden, um allfällige, im Abgas enthaltene Partikel,die sich in der Säugpumpe ablagern würden, auszufiltern. Aber auch an anderen Stellen imAbgasanalysegeräte können Filtereinheiten angeordnet sein. Typische Durchflusswerte vonAbgas durch ein Abgasanalysegerät liegen weit unter 10 l/min, z.B. 4l/min. Damit liegen beiAbgasanalysegeräten die Durchmesser der Verschlauchungen und anderer Komponentenim Bereich weniger Millimeter.

Zurzeit gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Filtertypen die in Abgasanalysegeräten zumEinsatz kommen. Die am häufigsten eingesetzte Variante besteht aus einem zylindrisch ge¬formten Filtermaterial (z.B. Polyamide (PA), Polyvinylidenfluoride (PVDF), Polypropylene(PP)), das je nach Anwendung von außen nach innen oder von innen nach außen über An¬schlüsse an einem speziellen Gehäuse begast wird. Solche Filter gibt es in unterschiedlichenGrößen und Ausführungen. Im Einsatz in Abgasanalysegeräten findet man aufgrund der ge¬ringen Volumenströme zumeist Filter von 1 bis 3 cm Durchmesser und etwa 4 bis 8 cm Län¬ge. Das begrenzt aber die effektive Filterfläche und damit auch die Standzeit solcher Filter.Der Vorteil solcher Filter ist jedoch, dass sie sehr kostengünstig hergestellt werden könnenund meist auch mit einfachen Mitteln getauscht werden können. Für den Anwender, z.B. ineiner KFZ-Werkstätte, ist aber gerade das Tauschintervall von großem Interesse, da bei je¬dem Tauschvorgang Kosten entstehen. Der Filter ist aber in regelmäßigen Abständen zutauschen, da die Funktion des Abgasanalysegerätes durch verschmutzte Filter stark beein¬trächtigt wird. Für den Anwender wäre es somit vorteilhaft einen Filter mit langem Tauschin¬tervall bei gleichbleibender Filterwirkung einsetzen zu können, was durch die verfügbarenFilter für Abgasanalysegeräte nicht gewährleistet werden kann.

Am Markt findet man zwar größere Filter, die allerdings nicht für den Gebrauch in solchenAbgasanalysegeräten gedacht sind, insbesondere nicht für den Einsatz bei derart geringen.Gasvolumina. Solche Filtereinheiten mit großen Gasvolumina bzw. Filteroberflächen habendaher in der Regel viel größere Anschlussmaße (Schlauchdurchmesser), oder müssen alsteure Spezialanfertigungen erworben werden. Daher sind solche Filtereinheiten für die An¬wendung bei Abgasanalysegeräten nicht praktikabel einsetzbar.

Es ist daher eine Aufgabe der gegenständlichen Erfindung, eine Filtereinheit für ein Ab¬gasanalysegerät anzugeben, das eine hohe Standzeit und damit ein langes Tauschintervallermöglicht und die trotzdem einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in einem ersten Filtergehäuseteilein Innengewinde vorgesehen ist, in das ein Atemschutzfilter mit einem daran angeordnetenstandardisierten Außengewindeanschluss eingeschraubt ist und ein zweites Filtergehäuseteilam Atemschutzfilter oder am ersten Filtergehäuseteil angeordnet ist, wobei die Anordnungbevorzugt gasdicht ausgeführt ist. Das ermöglicht es, kostengünstig verfügbare, große Stan¬dard-Atemschutzfilter an kleinen Anschlüssen von Abgasanalysegeräten zu verwenden.Atemschutzfilter sind genormte Filter, die in hohen Stückzahlen produziert werden. Die Filter¬fläche ist im Vergleich zu den heute in Abgasanalysegeräten verwendeten Filtern enormhoch, was aufgrund der geringen Volumenströme eine sehr hohe Standzeit und sehr hoheFilterwechselintervalle ermöglicht. Atemschutzfilter verwenden standardisierte Gewindean¬schlüsse, was es ermöglicht zumindest ein Filtergehäuseteil für verschiedene Atemschutzfil¬ter zu verwenden, solange die Atemschutzfilter dieselben Gewinde aufweisen. Ein Filter¬wechsel ist darüber hinaus ebenfalls sehr einfach möglich, da der Atemschutzfilter sehr ein¬fach von den Filtergehäuseteilen getrennt bzw. damit verbunden werden kann. Für eine besonders einfache Ausgestaltung und Herstellung ist der erste Filtergehäuseteilvorzugsweise als hohler Formteil mit einem Gehäuseinnenraum ausgeführt, wobei am erstenFiltergehäuseteil ein Aufnahmeabschnitt mit einem Innengewinde zur Aufnahme des Außen¬gewindeanschlusses des Atemschutzfilters vorgesehen ist. Das gleiche gilt, wenn der zweiteFiltergehäuseteil als hohler Formteil mit einem Gehäuseinnenraum ausgeführt ist. Dabei istin einer Variante der Erfindung am ersten und/oder am zweiten Filtergehäuseteil zumindestein Verbindungselement vorgesehen, mit dem der zweite Filtergehäuseteil am Atemschutzfil¬ter oder am ersten Filtergehäuseteil befestigt ist.

Werden am ersten Filtergehäuseteil oder am zweiten Filtergehäuseteil mehrere Anschluss¬teile angeformt, die in den Gehäuseinnenraum münden, dann können an einem einzigenFiltergehäuseteil auf sehr einfache Weise Abgasleitungen unterschiedlicher Dimension an¬geschlossen werden.

Das Verbindungselement kann durch axial vorragende, am zweiten Filtergehäuseteil ange¬ordnete und über den Umfang des zweiten Filtergehäuseteils verteilte Haken ausgebildetsein, wobei die Haken in einer Öffnung, einer Ausnehmung oder einer Stufe des Gehäusesdes Atemschutzfilters hineinragen und einhaken. Damit kann der zweite Filtergehäuseteilsehr einfach am Atemschutzfilter befestigt werden. Hierbei können die konstruktiven Gege¬benheiten des Atemschutzfilters bestmöglich ausgenutzt werden.

Um eine vorteilhafte gasdichte Verbindung sicherzustellen, ist zwischen ersten und zweitenFiltergehäuseteil oder zwischen zweiten Filtergehäuseteil und dem Gehäuse des Atem¬schutzfilters zumindest ein Dichtelement angeordnet.

Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestal¬tungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt

Fig.1 eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Filtereinheit,

Fig.2 eine Ausgestaltung des ersten Filtergehäuseteils,

Fig.3 eine Ausgestaltung des zweiten Filtergehäuseteils,

Fig.4 ein Beispiel eines Standard-Atemschutzfilters und

Fig.5 eine alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Filtereinheit.

Die in Fig. 1 dargestellte beispielhafte erfindungsgemäße Filtereinheit 1 besteht aus einemersten Filtergehäuseteil 2 und einem zweiten Filtergehäuseteil 3, zwischen denen ein stan¬dardisiertes Atemschutzfilter 4, wie nachfolgend noch genauer beschrieben, angeordnet ist.Am ersten Filtergehäuseteil 2 ist ein erster Anschlussteil 5, z.B. ein Anschlussnippel, zumAnschließen einer Abgasleitung 7, z.B. ein Kunststoffschlauch angeordnet. Am zweiten Fil¬tergehäuseteil 3 ist ein zweiter Anschlussteil 6, z.B. ein Anschlussnippel, zum Anschließeneiner Abgasleitung 7 angeordnet.

Ein Atemschutzfilter 4 ist ein in vielfältigster Ausführung erhältlicher Gebrauchsteil für Atem¬schutzgeräte zum Schutz von Personen. Im Sinne der gegenständlichen Erfindung werdenunter Atemschutzfilter 4 solche Atemschutzfilter verstanden, die einen standardisierten Au¬ßengewindeanschluss 20, z.B. nach der Norm EN 148-1 (Rundgewindeanschluss), EN 148-2 (Zentralgewindeanschuss) oder EN 148-3 (Metrischer Gewindeanschluss), aufweisen. ImGehäuse 21 des Atemschutzfilters 4 ist ein Filterelement 22, für die gegenständliche Anwen¬dung ein Partikelfilterelement, angeordnet. Der Außengewindeanschluss 20 ist hohl und ander axialen Stirnfläche offen ausgeführt, um das Zuströmen von Gas in das Gehäuse 21 zuermöglichen. Am dem Außengewindeanschluss 20 gegenüberliegenden axialen Ende desAtemschutzfilters 4 ist das Gehäuse 21 durch einen Gehäusedeckel 23 verschlossen, wobei im Gehäusedeckel 23 eine Öffnung 24 vorgesehen ist, um die Zu- oder Abströmung von Gasdurch das Atemschutzfilter 4 zu ermöglichen. In der Öffnung 24 können Verstrebungen 25oderein Gitter vorgesehen sein, in der Regel um zu verhindern, dass durch Gegenständeoder durch die Handhabung des Atemschutzfilters 4 das Filterelement 22 beschädigt wird.

Das Atemvolumen eines Menschen beträgt durchschnittlich 8 l/min, wobei hier mal 2 zurechnen ist, da auch wieder ausgeatmet wird. Durch ein Atemschutzfilter 4 strömt damit einVolumenstrom von typischerweise 161/min. Durch ein Abgasanalysegerät werden typischer¬weise 41/min gefördert, also in etwa ein Viertel der Menge, die normalerweise durch einAtemschutzfilter 4 strömt. Für die Anwendung in einem Abgasanalysegerät kann damit dieStandzeit des Filters deutlich erhöht werden. Daneben ist gegenüber bisher bekannten Fil¬tern auch die verfügbare Filterfläche bei einem Atemschutzfilter 4 deutlich vergrößert. Selbstim Falle einer verschmutzungsbedingten Reduzierung der aktiven Filterfläche, kann dasAtemschutzfilter 4 immer noch eingesetzt werden, was ebenfalls hilft, die Standzeit zu erhö¬hen und das erforderliche Austauschintervall zu verlängern.

Fig.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des ersten Filtergehäuseteils 2. Das Filtergehäuseteil 2ist ein einfacher hohler Formteil, z.B. ein Spritzgussteil, an dem Anschlussteile 5, 5‘ ange¬formt sind, die in den Gehäuseinnenraum 11 münden. Die Anschlussteile 5, 5‘ sind hier aneinem ersten axialen Ende des Filtergehäuseteils 2 angeordnet. Mehrere Anschlussteile 5, 5‘bieten die Möglichkeit, Anschlüsse für verschiedene Durchmesser von Abgasleitungen 7vorzusehen. Nicht benötigte Anschlussteile 5, 5‘ können einfach verschlossen werden. Amgegenüberliegenden axialen Ende des Filtergehäuseteils 2 ist ein Aufnahmeabschnitt 12 miteinem Innengewinde 10, z.B. ein Rundgewinde RD40 oder ein metrisches Gewinde M45 x 3gemäß dem Standard für Gewinde für Atemanschlüsse, vorgesehen. In das Innengewinde10 wird der Außengewindeanschluss 20 des Atemschutzfilters 4 eingeschraubt.

In Fig.3 ist das zweite Filtergehäuseteil 3 beispielhaft dargestellt. Auch der zweite Filterge¬häuseteil 3 ist ein einfacher hohler Formteil, z.B. ein Spritzgussteil, an dem Anschlussteile 6,6‘ angeformt sind, die in den Gehäuseinnenraum 15 münden. Die Anschlussteile 6, 6‘ sindhier an einem ersten axialen Ende des Filtergehäuseteils 3 angeordnet. Mehrere Anschluss¬teile 6, 6‘ bieten wiederum die Möglichkeit Anschlüsse für verschiedene Durchmesser vonAbgasleitungen 7 vorzusehen, wobei nicht benötigte Anschlussteile 6, 6‘ einfach verschlos¬sen werden können. Am gegenüberliegenden axialen Ende des Filtergehäuseteils 3 ist einVerbindungselement 16 vorgesehen, mit dem der zweite Filtergehäuseteil 3 am Atemschutz¬filter 4 oder am ersten Filtergehäuseteil 2 befestigt werden kann.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig.3 wird das Verbindungselement 16 durch axial vorragende,über den Umfang des zweiten Filtergehäuseteils 3 verteilte Haken 17 ausgebildet, die in eine Öffnung 24 des Atemschutzfilters 4 hineinragen und an der Öffnung 24 einhaken, z.B. durchVerdrehen an Verstrebungen 25 in der Öffnung 24 einhaken, und so den zweiten Filterge¬häuseteil 3 am Atemschutzfilter 4 halten. Selbstverständlich sind hier, je nach Ausformungdes Atemschutzfilters 4, viele verschiedene Ausgestaltungen des Verbindungselements 16denkbar. Das Verbindungselement 16 könnte z.B. auch mit geeigneten Bauteilen an einerradial äußeren Stufe oder Ausnehmung am Gehäuse 21 des Atemschutzfilters 4 einhaken.

Um eine gasdichte Verbindung zwischen zweitem Filtergehäuseteil 3 und Atemschutzfilter 4sicherzustellen, ist vorzugsweise zwischen zweiten Filtergehäuseteil 3 und dem Gehäuse 21des Atem schutzfilter 4 ein Dichtelement 8 angeordnet. Dazu kann am zweiten Filtergehäuse¬teil 3 an einer dem Verbindungselement 16 zugewandten Stirnfläche 18 eine Umfangsnut 19eingeformt sein, in der ein Dichtelement 8, wie z.B. ein O-Ring oder eine Dichtung, angeord¬net werden kann. Das Dichtelement 8 wird im zusammengebauten Zustand gegen eineStirnfläche des Gehäuses 21 des Atemschutzfilters 4, z.B. dem Gehäusedeckel 23, gepresstund dichtet so gasdicht ab, wie in Fig.1 und 3 angedeutet. Alternativ kann das Dichtelement8 natürlich auch in einer Umfangsnut im ersten Filtergehäuseteil 2 angeordnet sein.

Auch ist eine Ausführung denkbar, bei der der zweite Filtergehäuseteil 3 nicht am Atem¬schutzfilter 4 befestigt wird, sondern am ersten Filtergehäuseteil 2, wie in Fig.5 angedeutet.Hier bilden der erste Filtergehäuseteil 2 und der zweite Filtergehäuseteil 3 ein abgeschlos¬senes Gehäuse, in dessen Innenraum der Atemschutzfilter 4 angeordnet ist, indem dieserwieder in das Innengewinde 10 des ersten Filtergehäuseteils 2 eingeschraubt ist. Erster Fil¬tergehäuseteil 2 und zweiter Filtergehäuseteil 3 können hierbei beliebig, aber trennbar, überein Verbindungselement 16 miteinander verbunden sein, z.B. indem das zweite Filtergehäu¬seteil 3 auf das erste Filtergehäuseteil 2 auf- oder eingeschraubt wird, indem ein geeigneterBajonettverschluss oder ein geeigneter Schnappverschluss, etc. vorgesehen wird. Für einegasdichte Verbindung kann wiederum ein Dichtelement zwischen ersten und zweiten Filter¬gehäuseteil 2, 3 vorgesehen sein.

Gasdicht bedeutet in diesem Zusammenhang, dass es zu keinem merkbaren Austritt vonAbgas an der Verbindung zwischen den beiden Filtergehäuseteilen 2, 3 oder zwischen zwei¬tem Filtergehäuseteil 3 und dem Gehäuse 21 des Atemschutzfilter 4 kommt.

Claims

Patentansprüche 1. Filtereinheit für ein Abgasanalysegerät mit einem ersten Filtergehäuseteil (2) mit zu¬mindest einem ersten Anschlussteil (5, 5‘) für eine Abgasleitung (7) und einem zweiten Fil¬tergehäuseteil (3) mit zumindest einem zweiten Anschlussteil (6, 6‘) für eine Abgasleitung (7), dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Filtergehäuseteil (2) ein Innengewinde (10)vorgesehen ist, in das ein Atemschutzfilter (4) mit einem daran angeordneten standardisier¬ten Außengewindeanschluss (20) eingeschraubt ist und der zweite Filtergehäuseteil (3) amAtemschutzfilter (4) oder am ersten Filtergehäuseteil (2) angeordnet ist.
2. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Filtergehäu¬seteil (2) als hohler Formteil mit einem Gehäuseinnenraum (11) ausgeführt ist, wobei amersten Filtergehäuseteil (2) ein Aufnahmeabschnitt (12) mit dem Innengewinde (10) zur Auf¬nahme des Außengewindeanschlusses (20) des Atemschutzfilters (4) vorgesehen ist.
3. Filtereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Fil¬tergehäuseteil (3) als hohler Formteil mit einem Gehäuseinnenraum (15) ausgeführt ist.
4. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass amersten und/oder am zweiten Filtergehäuseteil (2, 3) zumindest ein Verbindungselement (16)vorgesehen ist, mit dem der zweite Filtergehäuseteil (3) am Atem schutzfilter (4) oder amersten Filtergehäuseteil (2) befestigt ist.
5. Filtereinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsele¬ment (16) durch axial vorragende, am zweiten Filtergehäuseteil (3) angeordnete und überden Umfang des zweiten Filtergehäuseteils (3) verteilte Haken (17) ausgebildet ist, wobei dieHaken (17) in einer Öffnung (24), einer Ausnehmung oder einer Stufe des Gehäuses (21)des Atemschutzfilters (4) hineinragen und einhaken.
6. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwi¬schen ersten und zweiten Filtergehäuseteil (2, 3) oder zwischen zweiten Filtergehäuseteil (3)und dem Gehäuse (21) des Atemschutzfilters (4) zumindest ein Dichtelement (8) angeordnetist.