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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Filterelement zum Filtern eines Fluids, ein Filtersystem mit einem Filterelement sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements.
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Stand der Technik
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DE 10 2008 009 242 A1 beschreibt ein Filterelement zum Filtern von Fluiden wie beispielsweise hydraulischen Flüssigkeiten oder Gasen, wobei das Filterelement in einem Filtergehäuse aufnehmbar ist mit einer Einlassstelle für das zu filternde Fluid und einer Auslassstelle für das filtrierte Fluid. Das Filterelement weist einen Datenspeicher auf. Mittels eines außerhalb des Filterelements angeordneten Lese- und/oder Schreibgeräts, das auch als Reader bezeichnet werden kann, sind in dem Datenspeicher gespeicherte Daten aus dem Datenspeicher elektronisch auslesbar. Eine sich außerhalb des Datenspeichers erstreckende Antenne ist für die Signalkopplung zwischen dem Datenspeicher und dem Lesegerät vorgesehen, wobei sich die Antenne abschnittsweise um eine Längsachse des Filterelements herum erstreckt und dadurch unabhängig von der Winkelstellung des Filterelements und des daran angebrachten Datenspeichers eine Signalkopplung zwischen dem Datenspeicher und dem Lese- und/oder Schreibgerät gewährleistet ist.
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Weiter beschreibt die
WO 2005/113112 A1 eine Filtervorrichtung, welche eine Filterpatrone mit Filtermedien und einem RFID-Transponder, der mit den Filtermedien verbunden ist, umfasst. Die Antennenanordnung ist an einem Filtergehäuse angeordnet. Die Antennenanordnung umfasst einen Antennenleiter, der in elektrischer Verbindung mit einem Stecker ist. Der Stecker ist zum elektrischen Verbinden der Antenne mit einem Transponder-Lesegerät vorgesehen, welches entfernt von dem Filtergehäuse angeordnet ist. An der Filtervorrichtung ist eine gehäuseseitige oder filterkopfseitige Rundantenne vorgesehen.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filterelement, insbesondere zum Filtern von Luft, zu schaffen, welches es erlaubt, auf einfache und zuverlässige Art einen Datenspeicher zu integrieren.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Filtersystem, insbesondere ein Luftfiltersystem, mit einem solchen Filterelement mit Datenspeicher zu schaffen, welches auf zuverlässige Weise eine elektronische Kommunikation mit dem Datenspeicher erlaubt.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Filterelements zu schaffen.
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Die vorgenannte Aufgabe wird gelöst mit einem Filterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere zum Filtern von Luft, umfassend einen Filterkörper, bei welchem an oder in einer Stabilisierungsvorrichtung wenigstens ein Datenspeicher angeordnet ist, welcher wenigstens teilweise und bevorzugt vollständig von einer Vergussmasse umschlossen ist.
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Eine weitere Aufgabe wird mit einem Filtersystem, insbesondere einem Luftfiltersystem, gelöst, umfassend wenigstens ein solches Filterelement in einem Filtergehäuse, wobei an dem Filtergehäuse eine Antenne zur elektronischen Kommunikation mit dem Datenspeicher angeordnet ist.
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Eine weitere Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Herstellen eines Filterelements für ein Filtersystem gelöst, welches wenigstens die Schritte umfasst
- - Fügen eines Filterkörpers mit wenigstens einer Stabilisierungsvorrichtung,
- - Anordnen des Datenspeichers an oder in der Stabilisierungsvorrichtung,
- - Bilden einer Endscheibe an wenigstens einer Stirnseite des Filterkörpers mittels wenigstens teilweisen Umgießens der Stabilisierungsvorrichtung mit einer Vergussmasse, wobei der Datenspeicher wenigstens teilweise von der Vergussmasse umschlossen wird.
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Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
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Es wird ein Filterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere zum Filtern von Luft, vorgeschlagen, mit einem Filterkörper, welcher an wenigstens einer Stirnseite mit einer Endscheibe abgeschlossen ist, wobei die Endscheibe aus einer Vergussmasse gebildet ist, und eine von der Vergussmasse wenigstens bereichsweise umschlossene Stabilisierungsvorrichtung aufweist. Dabei ist an oder in der Stabilisierungsvorrichtung wenigstens ein Datenspeicher angeordnet, welcher wenigstens teilweise von der Vergussmasse umschlossen ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Filterelement ist ein insbesondere hohlzylinderförmiger Filterkörper wenigstens an einer Stirnseite mit einer Endscheibe abgeschlossen, welche aus einer Vergussmasse gebildet ist, und beispielsweise aus geschäumtem Kunststoff wie geschäumtem Polyurethan (PUR) besteht. Zur Versteifung der Endscheibe ist eine Stabilisierungsvorrichtung aus Kunststoff, beispielsweise ein Stabilisierungsring, mit der Vergussmasse wenigstens teilweise umgossen. Zur weiteren Versteifung kann die Stabilisierungsvorrichtung ein Stützrohr aufweisen, welches den Filterkörper von innen her versteift. Auch das Stützrohr kann zumindest teilweise umgossen sein. Ein Datenspeicher, wie beispielsweise ein gebräuchlicher RFID-Transponder, welcher spezifische Daten des Filterelements umfasst, kann an der Stabilisierungsvorrichtung in verschiedenen Lagen angeordnet sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Datenspeicher in einer festen Lage an oder in der Stabilisierungsvorrichtung angeordnet ist, so dass der Datenspeicher von der Fertigung über die Montage/Demontage im Filtersystem bis zur Entsorgung an dem Filterelement verbleibt und nicht verloren geht. Dazu ist es zweckmäßig, wenn der Datenspeicher von der Vergussmasse wenigstens teilweise umschlossen ist. Damit der Datenspeicher bei dem Vergussprozess oder Aufschäumprozess der Kunststoffmasse nicht aufschwimmen kann und dann lediglich an der Oberfläche der Vergussmasse schwimmt, ist es vorteilhaft, wenn der Datenspeicher an oder in der Stabilisierungsvorrichtung fest gehalten ist. Dazu kann die Stabilisierungsvorrichtung an verschiedenen Stellen eine mögliche Aufnahme, beispielsweise eine Aussparung, für den Datenspeicher aufweisen. Damit ist der Datenspeicher während des Vergussprozesses fest gehalten und kann seine Lage nicht mehr verändern. Da der Datenspeicher von der Vergussmasse wenigstens teilweise umschlossen ist, ist er nach Aushärten der Vergussmasse fest mit dem Filterelement verbunden.
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Der Datenspeicher kann beispielsweise rund oder stabförmig ausgebildet sein. Der Datenspeicher kann auch an dem Stützrohr angeordnet sein. Die Anbringung liegt dabei zweckmäßigerweise an oder zumindest dicht unter einer Außenseite des Filterelements, da die Reichweite des Datenspeichers, der als RFID-Transponder ausgestaltet sein kann, relativ gering ist und bei wenigen Zentimetern liegt.
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Daten, die auf dem Datenspeicher gespeichert sein können, können vorteilhafterweise im Auslieferzustand des Filterelements Produktionsdaten, wie Chargennummer etc., umfassen, um das Filterelement zu identifizieren. Weiter können jedoch darauf auch Betriebsdaten, wie Laufzeit, Maschinentyp, Beladungszustand und dergleichen, gespeichert sein. Die Daten können auch von dem Filterelement ausgelesen und beispielsweise an das Motorsteuergerät eines Verbrennungsmotors geschickt werden, um die Steuerung des Motors entsprechend anzupassen. Die Leseeinheit für den Datenspeicher kann dabei vorteilhafterweise in das Motorsteuergerät integriert sein. Filterelemente mit geringerer Leistungsfähigkeit können beispielsweise identifiziert werden und die Laufzeit bis zur nächsten Wartung entsprechend angepasst werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Stabilisierungsvorrichtung ein zentrales Stützrohr aufweisen, an dessen einen Ende ein zum Stützrohr geöffneter Stabilisierungsring angeordnet ist, wobei der Stabilisierungsring eine Stirnseite und/oder eine radial außen liegende Seitenwand aufweist. Das Stützrohr kann zur zusätzlichen Versteifung des Filterkörpers im Inneren des hohlzylinderförmigen Filterkörpers angeordnet sein. Der Stabilisierungsring dient zur Versteifung der mittels der Vergussmasse hergestellten Endscheibe und stellt dabei die Verbindung zwischen der Endscheibe und dem Stützrohr dar. Der Stabilisierungsring kann dabei zweckmäßigerweise eine flache Stirnseite aufweisen, die am äußeren Rand in eine Seitenwand führt, welche die Außenseite des Filterkörpers zusätzlich abstützen und schützen kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Datenspeicher in einer Aussparung in der Stabilisierungsvorrichtung angeordnet sein. Auf diese Weise ist in der Fertigung des Filterelements eine einfache Montage des Datenspeichers möglich und die Ausrichtung des Datenspeichers ist fixiert. Auch kann der Datenspeicher während des Vergussprozesses seine Lage nicht verändern und beispielsweise an die Oberfläche der Vergussmasse schwimmen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Datenspeicher in einer Aussparung in der Stabilisierungsvorrichtung vor dem Einbringen der Vergussmasse fixiert sein. Damit der Datenspeicher bei dem Vergussprozess oder Aufschäumprozess der Kunststoffmasse nicht aufschwimmen kann und dann lediglich an der Oberfläche der Vergussmasse schwimmt, ist es vorteilhaft, wenn der Datenspeicher an oder in der Stabilisierungsvorrichtung fest gehalten ist. Dazu kann die Stabilisierungsvorrichtung an verschiedenen Stellen eine mögliche Aufnahme, beispielsweise eine Aussparung, für den Datenspeicher aufweisen. Damit ist der Datenspeicher während des Vergussprozesses fest gehalten und kann seine Lage nicht mehr verändern.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Datenspeicher formschlüssig in der Stabilisierungsvorrichtung angeordnet sein. Dadurch behält der Datenspeicher während des Vergussprozesses seine Lage an oder in der Stabilisierungsvorrichtung bei und kann nicht aufschwimmen und dabei seine Lage verändern, oder gar an die Oberfläche der Vergussmasse schwimmen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Datenspeicher an oder in der radial außen liegenden Seitenwand des Stabilisierungsrings angeordnet sein. Eine günstige Position für die Anbringung des Datenspeichers liegt in oder an der radial außen liegenden Seitenwand des Stabilisierungsrings, da der Datenspeicher so dicht unter der äußeren Oberfläche des Filterelements angeordnet ist und auch bei geringer Reichweite der elektronischen Kommunikation für eine außen in einem Filtersystem angebrachte Antenne gut erreichbar ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Datenspeicher an oder in der Stirnfläche des Stabilisierungsrings angeordnet sein. Eine alternative Anbringung des Datenspeichers kann günstigerweise auch an oder in der Stirnfläche des Stabilisierungsrings sein. Dabei liegt der Datenspeicher nach Herstellung der Endscheibe mit der Vergussmasse ebenfalls dicht unter der Oberfläche und ist auch bei geringer Reichweite der elektronischen Kommunikation gut auslesbar oder beschreibbar.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Datenspeicher an oder in einer Außenwand des Stützrohrs angeordnet sein. Ein weiterer günstiger Anbringungsort für den Datenspeicher liegt an oder in der Außenwand des Stützrohrs. Auch dabei ist der Datenspeicher in einer günstigen Position für die Einstrahlcharakteristik einer Antenne, welche beispielsweise an einer Außenseite eines Filtergehäuses angeordnet sein kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Datenspeicher einen RFID-Transponder umfassen. RFID-Transponder sind gebräuchliche, kostengünstige Datenspeicher, welche in der Logistik auf breiter Basis eingesetzt werden, keine eingebaute Energiequelle brauchen und von einem externen Lesegerät mit Energie zum Auslesen und/oder Beschreiben versorgt werden können. Dadurch weisen sie eine theoretisch unbegrenzte Lebensdauer auf und sind auf einfache Weise einzusetzen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Vergussmasse aufgeschäumter Kunststoff sein. Endscheiben von Filterelementen, insbesondere von Luftfilterelementen, sind häufig aus geschäumtem Kunststoff wie Polyurethan (PUR) gebildet. Auf diese Weise können die Dichtfunktionen der Endscheibe auch bei komplexer Formgebung günstig erreicht werden. Die Vergussmasse weist nach dem Aushärten die nötige Festigkeit und Langzeitbeständigkeit, auch bei erhöhter Temperaturbelastung in der Umgebung, auf. Herstellungsprozesse für solche Materialien sind kostengünstig darzustellen.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids, insbesondere ein Luftfiltersystem, vorgeschlagen, umfassend wenigstens ein Filterelement in einem Filtergehäuse, welches wenigstens einen Einlass und wenigstens einen Auslass für das Fluid aufweist. Das Filterelement weist einen Datenspeicher auf. Dabei ist an dem Filtergehäuse eine Antenne zur elektronischen Kommunikation mit dem Datenspeicher angeordnet.
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Das Filtersystem kann ein Filterelement mit Datenspeicher wie vorstehend beschrieben aufweisen, welches in dem Filtergehäuse auswechselbar angeordnet sein kann. An dem Filtergehäuse ist eine Antenne angeordnet, mit welcher der Datenspeicher ausgelesen und/oder beschrieben werden kann. Die Antenne steht dazu in elektrischer Verbindung mit einem geeigneten Lese-/Schreibgerät für den Datenspeicher.
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Daten, die auf dem Datenspeicher gespeichert sein können, können vorteilhafterweise im Auslieferzustand des Filterelements Produktionsdaten, wie Chargennummer etc., umfassen, um das Filterelement zu identifizieren. Weiter können jedoch darauf auch Betriebsdaten, wie Laufzeit, Maschinentyp, Beladungszustand und dergleichen, gespeichert sein. Die Daten können so von dem Filterelement ausgelesen und beispielsweise an das Motorsteuergerät eines Verbrennungsmotors geschickt werden, um die Steuerung des Motors entsprechend anzupassen. Die Lese-/Schreibeinheit für den Datenspeicher kann dabei vorteilhafterweise in das Motorsteuergerät integriert sein. Filterelemente mit geringerer Leistungsfähigkeit können beispielsweise identifiziert werden und die Laufzeit bis zur nächsten Wartung entsprechend angepasst werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Antenne ringförmig ausgebildet sein. Eine solche Rundantenne weist eine günstige Abstrahlcharakteristik auf, um mit ausreichender Feldstärke den Datenspeicher, welcher einige Zentimeter entfernt sein kann, zuverlässig auszulesen und/oder zu beschreiben. Eine solche gehäuseseitige/filterkopfseitige Rundantenne ist beispielsweise in der
WO 2005/113112 A1 beschrieben.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Antenne um eine Längsachse des Filtergehäuses angeordnet sein. Dadurch kann mit einem Datenspeicher, welcher in einer der vorstehend beschriebenen Positionen in dem Filterelement angeordnet ist, auf vorteilhafte Weise elektronisch kommuniziert werden. Dadurch lassen sich vorteilhaft ausreichende Feldstärken zum Auslesen und/oder Beschreiben des Datenspeichers erreichen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Antenne an einer Stirnseite des Filtergehäuses angeordnet sein. Insbesondere kann mit einer so angebrachten Antenne mit einem Datenspeicher günstig elektronisch kommuniziert werden, welcher an der Endscheibe des Filterelements angeordnet ist, die zu dieser Stirnseite hin weisend in dem Filtergehäuse angeordnet ist. Dadurch lassen sich vorteilhaft ausreichende Feldstärken zum Auslesen und/oder Beschreiben des Datenspeichers erreichen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Antenne den Auslass umgreifend angeordnet sein. Da der Auslass bei der Ausführung eines Filterelements mit zentral im Inneren des Filterkörpers geführtem Reinfluidstrom an einer Stirnseite des Filterelements angeordnet sein kann, kann mit einer so angebrachten Antenne mit einem Datenspeicher günstig elektronisch kommuniziert werden. Dadurch lassen sich vorteilhaft ausreichende Feldstärken zum Auslesen und/oder Beschreiben des Datenspeichers erreichen.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements für ein Filtersystem vorgeschlagen, wobei das Filterelement einen Datenspeicher aufweist. Das Verfahren umfasst dabei wenigstens die Schritte
- - Fügen eines Filterkörpers mit wenigstens einer Stabilisierungsvorrichtung,
- - Anordnen des Datenspeichers an oder in der Stabilisierungsvorrichtung,
- - Bilden einer Endscheibe an wenigstens einer Stirnseite des Filterkörpers mittels wenigstens teilweisen Umgießens der Stabilisierungsvorrichtung mit einer Vergussmasse, wobei der Datenspeicher wenigstens teilweise von der Vergussmasse umschlossen wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zweckmäßigerweise der beispielsweise hohlzylinderförmige Filterkörper auf das Stützrohr der Stabilisierungsvorrichtung aufgebracht. Dabei kann vor oder nach Aufbringen des Filterkörpers der Datenspeicher in der Stabilisierungsvorrichtung, beispielsweise in einer Aufnahme oder Aussparung der Stabilisierungsvorrichtung, angeordnet werden. Danach kann die Endscheibe durch Vergießen mit der Vergussmasse oder durch Aufschäumen eines Kunststoffs hergestellt werden. Dabei wird die Stabilisierungsvorrichtung wenigstens teilweise mit der Vergussmasse umgossen/umschäumt. Der Anbringungsort des Datenspeichers ist dabei in der Stabilisierungsvorrichtung so gewählt, dass der Datenspeicher wenigstens teilweise von der Vergussmasse umschlossen ist und so nach dem Aushärten der Vergussmasse mit dem Filterelement fest verbunden bleibt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Umgießen der Stabilisierungsvorrichtung durch Aufschäumen eines Kunststoffs ausgeführt werden. Endscheiben von Filterelementen, insbesondere von Luftfilterelementen, sind häufig aus geschäumtem Kunststoff wie Polyurethan (PUR) gebildet. Auf diese Weise können die Dichtfunktionen der Endscheibe auch bei komplexer Formgebung günstig erreicht werden. Die Vergussmasse weist nach dem Aushärten die nötige Festigkeit und Langzeitbeständigkeit, auch bei erhöhter Temperaturbelastung in der Umgebung, auf. Herstellungsprozesse für solche Materialien sind kostengünstig darzustellen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Datenspeicher formschlüssig in die Stabilisierungsvorrichtung gefügt werden. Dadurch behält der Datenspeicher während des Vergussprozesses seine Lage an oder in der Stabilisierungsvorrichtung bei und kann nicht aufschwimmen und dabei seine Lage verändern, oder gar an die Oberfläche der Vergussmasse schwimmen.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen beispielhaft:
- 1 ein Ausführungsbeispiel einer Stabilisierungsvorrichtung mit möglichen Aussparungen zur Anordnung eines Datenspeichers gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung in isometrischer Darstellung;
- 2 einen Längsschnitt durch ein Filtersystem gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung mit eingesetztem Filterelement;
- 3 eine Detailansicht der Endscheibe des Filterelements nach 2;
- 4 das Filtersystem nach 2 in isometrischer Darstellung mit teilweise aufgeschnittenem Filtergehäuse; und
- 5 eine Übersicht eines Gesamtsystems zur elektronischen Kommunikation zwischen Datenspeicher und Verbrennungsmotor gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Stabilisierungsvorrichtung 40 mit möglichen Aussparungen 32 zur Anordnung eines Datenspeichers 20 gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung in isometrischer Darstellung. Die Stabilisierungsvorrichtung 40 weist ein zentrales Stützrohr 22 auf, an dessen einen Ende ein zum Stützrohr 22 geöffneter Stabilisierungsring 30 angeordnet ist. Der Stabilisierungsring 30 weist eine Stirnfläche 26 auf, welche radial außen liegend mit einer Seitenwand 24 abgeschlossen ist. Die Stirnfläche 26 wird durch Stabilisierungsstreben 18 gebildet, welche den zentralen Bereich des Stützrohrs 22 mit der Seitenwand 24 verbinden.
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Die Stabilisierungsvorrichtung ist aus Kunststoff gebildet. In der Stirnfläche 26, in der Seitenwand 24 sowie im Bereich des Stützrohrs 22, der dem Stabilisierungsring 30 benachbart ist, sind Aussparungen 32 zur Anbringung eines Datenspeichers 20, welcher nicht eingezeichnet ist, angeordnet. Der Datenspeicher 20 kann in die entsprechende Aussparung 32 als Aufnahme des Datenspeichers 20 beispielsweise eingeklipst oder eingeklebt werden und ist auf diese Weise für den folgenden Vergussprozess sicher fixiert.
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In 2 ist ein Längsschnitt durch ein Filtersystem 100 gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung mit eingesetztem Filterelement 10 dargestellt. Das Filtersystem 100, welches als Luftfiltersystem ausgebildet ist, weist ein Filtergehäuse 110 auf, welches zwei Gehäuseteile 112, 114 umfasst, in dem das Filterelement 10 fluiddicht zwischen einer Rohseite 60 und einer Reinseite 62 angeordnet ist. Das Filtergehäuse 110 weist einen Einlass 102, der in der Darstellung verdeckt ist, und einen zentralen Auslass 104 für das Fluid auf. Das Filterelement 10 wird dabei von radial außen mit dem Rohfluid angeströmt, welches durch den Filterkörper 12 gefiltert wird und zentral im Inneren des Filterkörpers 12 als Reinfluid in den Auslass 104 abgeleitet wird.
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Das Filterelement 10 ist an einer Stirnseite 14 mit einer Endscheibe 16 abgeschlossen, welche wie die gegenüber liegende Endscheibe 17 aus einer Vergussmasse gebildet ist. Das Filterelement 10 wird in dem Filtergehäuse 110 mit beiden Endscheiben 16, 17, welche durch entsprechende Formgebung beim Vergussprozess mit Abstützelementen versehen sind, im Inneren des Filtergehäuses 110 abgestützt. Eine radial umlaufende Dichtung 50 ist zur Abdichtung zwischen Reinseite 62 und Rohseite 60 des Filtersystems 100 vorgesehen. Die Dichtung 50 ist zwischen einem Übergangsstück 52, welches die Verbindung von Mittelrohr 54 und Auslass 104 darstellt, und dem Filtergehäuse 110 angebracht. Das Mittelrohr 54 ist zentral im Inneren des Filterelements angeordnet.
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Das Filterelement 10 weist eine von der Vergussmasse wenigstens bereichsweise umschlossene Stabilisierungsvorrichtung 40 auf. An oder in der Stabilisierungsvorrichtung 40 ist wenigstens ein Datenspeicher 20, beispielsweise ein RFID-Transponder, angeordnet, welcher wenigstens teilweise von der Vergussmasse umschlossen ist. In der 2 ist eine mögliche Position eines Datenspeichers 20 in einer Aussparung 32 an der Stirnfläche 26 des Stabilisierungsrings 30 sowie an der radial außen liegenden Seitenwand 24 des Stabilisierungsrings 30. Die beiden Positionen stellen lediglich Alternativen dar. Es wird nur ein Datenspeicher 20 zur Realisierung der Funktion benötigt. Der Datenspeicher 20 wird jeweils vor Umgießen mit der Vergussmasse formschlüssig in der Aussparung 32 der Stabilisierungsvorrichtung 40 angeordnet und ist so vor dem Einbringen der Vergussmasse fixiert. Alternativ kann der Datenspeicher 20 auch an oder in einer Außenwand 28 des Stützrohrs 22 angeordnet sein.
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Die Vergussmasse kann vorteilhaft aufgeschäumten Kunststoff wie beispielsweise Polyurethan (PUR) umfassen. Die Stabilisierungsvorrichtung 40 kann so wenigstens teilweise mit der Vergussmasse umgossen oder umschäumt sein, um die Endscheibe 16 zu bilden. Da der Datenspeicher 20 in oder an der Stabilisierungsvorrichtung angeordnet ist, kann er dabei zweckmäßigerweise mit umgossen oder umschäumt werden.
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Das Verfahren zum Herstellen des Filterelements 10 umfasst deshalb wenigstens die Schritte
- - Fügen des Filterkörpers 12 mit wenigstens der Stabilisierungsvorrichtung 40,
- - Anordnen des Datenspeichers 20 an oder in der Stabilisierungsvorrichtung 40, und schließlich
- - Bilden der Endscheibe 16 an wenigstens der Stirnseite 14 des Filterkörpers 12 mittels wenigstens teilweisen Umgießens der Stabilisierungsvorrichtung 40 mit der Vergussmasse, wobei der Datenspeicher 20 wenigstens teilweise von der Vergussmasse umschlossen wird.
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Das Umgießen der Stabilisierungsvorrichtung 40 kann vorteilhaft durch Aufschäumen eines Kunststoffs ausgeführt werden. Der Datenspeicher 20 wird vor dem Umgießen formschlüssig in die Stabilisierungsvorrichtung 40 gefügt, damit er beim Umgießen mit der Vergussmasse nicht aufschwimmen kann.
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An dem Filtergehäuse 110 ist eine Antenne 120 zur elektronischen Kommunikation mit dem Datenspeicher 20 angeordnet ist. Die Antenne 120 ist ringförmig ausgebildet und an der Stirnseite 106 des Filtergehäuses 110 um die Längsachse L den Auslass 104 umgreifend angeordnet. Auf diese Weise kann günstigerweise eine ausreichende Feldstärke zur elektronischen Kommunikation mit dem Datenspeicher 20 in beiden dargestellten Einbaulagen erreicht werden.
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3 zeigt eine Detailansicht der Endscheibe 16 des Filterelements 10 nach 2. Die in diesem Ausführungsbeispiel vollständige Einbettung des Datenspeichers 20 in die vergossene Endscheibe 16 ist so deutlich zu erkennen. Die Stabilisierungsvorrichtung 40 mit Stabilisierungsring 30 aus Stabilisierungsstreben 18 und Seitenwand 24 nimmt den Datenspeicher 20 in der Aussparung 32 auf. Die Stabilisierungsvorrichtung 40 ist in dem Stützrohr 22 fortgeführt, welches aus der vergossenen Endscheibe 16 herausragt. Im Inneren des Stützrohrs 22 ist das Mittelrohr 54 zu erkennen, das in das Übergangsstück 52 mündet, welches mit der Dichtung 50 gegen das erste Gehäuseteil 112 gedichtet ist.
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In 4 ist das Filtersystem 100 nach 2 in isometrischer Darstellung mit teilweise aufgeschnittenem Filtergehäuse 110 dargestellt. Das erste Gehäuseteil 112 ist dabei zur Hälfte aufgeschnitten, so dass das im Innern angeordnete Filterelement 10 zu erkennen ist. Radial um den Auslass 104 an der Stirnseite 106 des ersten Gehäuseteils 112 ist die Rundantenne 120 außen angeordnet. Schematisch sind in 4 magnetische Feldlinien 126 eingezeichnet, um die Strahlungscharakteristik der Antenne 120 zu veranschaulichen. Fließt in der Rundantenne 120 ein Strom, so umfassen die magnetischen Feldlinien 126 die Rundantenne 120 mit der Stromrichtung im Uhrzeigersinn. So ist zu erkennen, dass der in der Seitenwand 24 des Stabilisierungsrings 30 angeordnete Datenspeicher 20 sich im Bereich der Feldlinien 126 befindet, wodurch die elektronische Kommunikation zwischen Antenne 120 und Datenspeicher 20 günstig ermöglicht wird.
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5 zeigt eine Übersicht eines Gesamtsystems zur elektronischen Kommunikation zwischen Datenspeicher 20 und Verbrennungsmotor 130 gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung. Die einzelnen Komponenten des Gesamtsystems sind rein schematisch, und nicht maßstäblich dargestellt. Das Filtersystem 100 ist in die Komponenten Filtergehäuse 110, Filterelement 10 und Datenspeicher 20 aufgetrennt. Die Antenne 120 ist dabei nicht an dem Filtergehäuse 110 direkt angeordnet, sondern als in der Nähe befindlich angedeutet, zumindest so nah, dass die Antenne 120 mit den Feldlinien 126 die elektronische Kommunikation zu dem Datenspeicher 20 aufbauen kann. Die ausgelesenen Signale des Datenspeichers 20 können dann mit der Lese-/Schreibeinheit 122 erfasst werden und an das Motorsteuergerät 124 weitergeleitet werden. Dort können die Daten weiterverarbeitet und an Sensoren und Aktoren des Verbrennungsmotors 130 weitergeleitet werden.
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Daten, die auf dem Datenspeicher 20 gespeichert sein können, können vorteilhafterweise im Auslieferzustand des Filterelements 10 Produktionsdaten, wie Chargennummer etc., umfassen, um das Filterelement 10 zu identifizieren. Weiter können jedoch darauf auch Betriebsdaten, wie Laufzeit, Maschinentyp, Beladungszustand und dergleichen, gespeichert sein. So kann die Steuerung des Motors 130 entsprechend angepasst werden. Die Lese-/Schreibeinheit 122 für den Datenspeicher 20 kann dabei vorteilhafterweise auch in das Motorsteuergerät 124 integriert sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008009242 A1 [0002]
- WO 2005/113112 A1 [0003, 0027]