CN101903078A - 过滤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种过滤装置(1)，其用于过滤液体，该液体特别地为内燃机中、特别地为汽车中的液体。所述过滤装置(1)包括过滤器外壳(2)，其用于容纳过滤元件(3)，该过滤器外壳(2)具有在未清洁侧的入口(4)，同时具有在清洁侧的出口(5)。在插入状态，过滤元件(3)将未清洁室(9)与清洁室(10)分隔开，未清洁室与入口(4)连通，清洁室与出口(5)连通。过滤元件(3)具有轴向和偏心突出的塞子(13)，其在插入状态，插入到插座(14)内，该插座在过滤器外壳(2)内形成，为了使该过滤装置(1)更安全的实施，至少提供一种传感器(15)，通过该传感器，可以识别塞子(13)是否存在于插座(14)中并且形成信号。

Description

过滤装置
技术领域
本发明涉及一种用于过滤液体的过滤装置(filter device)，该液体特别地为内燃机中、特别地为汽车中的液体，该过滤装置由权利要求1的主题特征进行限定。
背景技术
根据EP1229985 B1，已知一种过滤装置，其优选为滤油器(oil filter)，用于清洁润滑油，特别地在汽车的内燃机中使用。该已知的过滤装置包括用于容纳过滤元件的过滤器外壳(housing)，其中该过滤器外壳在未清洁侧(crude side)具有入口，同时在清洁侧具有出口。在插入装配状态，该过滤元件将未清洁室与清洁室分隔开来，其中未清洁室与入口连通，清洁室与出口连通。另外，该已知过滤装置的过滤器外壳具有排出通道(drain line)，该排出通道与未清洁室连通，并形成了插座(plug receptacle)，该插座可以容纳在过滤元件上形成的轴向和偏心突出的塞子(plug)，同时该塞子是在过滤元件的插入状态时插入的。因而，在该过滤元件已经被合适地放入到过滤器外壳内时，该塞子可以封闭该排出通道。为了能够简化塞子进入所述插座的定位和插入过程，在该已知的过滤器装置中，提供了一种螺旋上升或下降的引道(ramp)，该引道同心安置在外壳上，其中由排出通道的入口区域形成的该插座被安置在较低引道与较高引道之间。在将盖旋上(cover)的期间，过滤元件与塞子一起插入或者旋入，由于过滤元件的转动和塞子沿引道的滑动，该塞子自动找到了插座并且可以穿透其中和封闭该排出通道。在已知过滤装置的特别优选实施方式中，根据钥匙锁原理，该引道和塞子可以以下述方式相互配合，即仅一种过滤元件可以与已知过滤装置的外壳一起以下述方式使用，即当将盖旋上期间，该塞子自动找到插座并同时封闭排出通道，其中在该过滤元件上提供了一种与引道相互配合的塞子。
如果使用了不恰当的过滤元件或者当使用了与过滤器外壳并不相匹配的过滤元件时，就难以确保获得内燃机运转中使用的各种液体的足够净化。由此，就会增加内燃机损害的风险，其中，该损害由各种液体携带的污染物引起。
发明内容
本发明涉及以下问题，即对于上述类型的过滤系统，提供一种改良的实施方式，其特征在于可以以一种更加简单的方式避免过滤元件的缺失或者使用不恰当的过滤元件，该不恰当的过滤元件为与过滤器外壳不特定匹配的过滤元件。
根据本发明，该问题由独立权利要求的主题解决。优选的实施方式为从属权利要求的主题。
本发明基于以下基本构思，即给过滤元件装配一种信号发生器，其能够检测和发出塞子存在或缺失的信号，因此相应的能够得到装配上塞子的过滤元件的存在或缺失信号。该信息可以被传输到，例如，汽车的电子系统中，例如给驾驶员指示缺少过滤元件的信号。同样地，原则上汽车的电子系统能够避免在缺失过滤元件时，汽车内燃机的发动。因而，通过给出的设计，可以有效地避免由污染物引起的内燃机损害，这是由于，在缺少过滤元件时，该污染物会被传输到内燃机内。
该信号发生器利用电力工作，也就是，在其启动后，其发送相应的电信号至相应的控制系统，该信号与塞子的存在或缺失有关。该信号发生器可以包括，例如，簧片触点(reed contact)或者RFID应答阅读器(RFID＝Radio Frequency Identification)(射频识别)。同样地，该信号发生器可以由霍尔传感器(Hall sensor)或者开关(switch)形成。
该插座原理上可以以盲孔或者卡孔(pocket hole)形式形成，因而其除了容纳塞子之外没有其它功能。在另一种实施方式中，该插座可以由返回通道(return line)或者排出通道的入口区域形成，该排出通道与未清洁室连通。因此，在与由返回通道或排出通道形成的插座相连的情况下，该塞子被赋予了另一种功能，即在插入到插座中时，阻塞该返回通道或排出通道。当缺失该塞子缺失时或者缺失过滤元件时，通过入口传输到过滤器外壳内的液体的大部分会再次通过返回通道或排出通道排出，例如排出到储液池中，从该储液池中，一种合适的传输装置将该液体传输到入口。以这种方式，难以在出口形成所需的压力。该信号发生器可以由压力传感器形成，其被安置在返回通道或排出通道中，并且在塞子或者过滤元件缺失时基于预定的压力增加发出信号。如果在返回通道或者排出通道中没有发生压力增加，一种合适的控制逻辑就会假设返回通道或者排出通道被封闭了，也就是通过塞子封闭了。也就意味着，当没有发生压力增加时，就会发出塞子或者过滤元件存在的信号。可替换地，该信号发生器可以包括安置在返回通道内的压力传感器，或者可能安置在返回通道内的压力传感器可以作为信号发生器。通过该压力传感器，合适的控制逻辑可以通过在出口中没有建立预定的压力时，认出塞子以及过滤元件处于缺失状态。同样地，在没有足够的压力增加时，也会发出过滤元件缺失的信号。
根据权利要求书、附图、附图说明、以及具体实施方式本发明的其它重要特征和优点是显而易见的。
应该理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，上述特征和下文即将描述的特征不仅仅可以以各自提到的组合方式使用，而且可以在其它组合中或者单独使用。
本发明的优选示例性实施方式如附图中所示，并在具体实施方式中详细描述，其中相同的附图标记代表相同的、或相似的、或功能相似的构件。
附图说明
图1示意性地表示了通过过滤元件的在塞子区域中的截面图；
图2示意性地表示了另一种实施方式的如图1的视图；
图3-5示意性地表示了另一种实施方式的，在塞子区域中的放大详细图；
图6示意性地表示了引道的极大简化顶视图；
图7和8示意性地表示了不同实施方式引道区域中塞子的极大简化图。
具体实施方式
根据图1和2，一种过滤装置1包括过滤器外壳2，其配置用于容纳过滤元件3。该过滤器外壳2在未清洁侧上具有入口4同时在清洁侧上具有出口5。该过滤装置1用于过滤内燃机中的液体，该内燃机优选地安置在汽车中。特别地，该过滤装置1用于过滤内燃机的润滑油。同样地，原理上，可以想到一种实施方式，其中该过滤装置1用于过滤燃油或者内燃机的任何其它液体。
该过滤元件3优选地设计为环形过滤元件，并且由此具有环形或者柱形过滤体6。该过滤体6包括常用过滤材料，如，过滤纸或者过滤毛(filter fleece)。在轴向端，如图1和2中所示，该过滤元件3包括端盘7，其与过滤体6以不透液(liquid-tight)方式相连。该端盘7可以通过焊接或者粘合的方式与过滤体6相连，或者以其它任何合适的方式相连。例如，过滤体6的过滤材料可以塑化到端盘7内。所示端盘7具有中心开口8，从而这里其成为了开口端盘7。在其另外的轴向端，过滤元件3可以包括另一个端盘，其可以为封闭的或者打开的。在过滤元件2内，该过滤元件3将未清洁室9与清洁室10分隔开。该未清洁室9与入口4连通，同时清洁室10与出口5连通。在该实施例中，清洁室10在过滤元件3的内部中形成，该内部由过滤体6封闭。在该实施例中，液流因而可以径向从外向内通过过滤元件3。该过滤器外壳2具有端口11，从而带有开口8的开口端盘7可以配合到其上。该开口5通过端口11与过滤元件3的内部连通，因而，与清洁室10连通。在开口端盘7上，整体形成了径向密封件36，该密封件与端口11相互匹配。
该过滤元件3具有塞子13，其相对于过滤元件3的纵向中心轴12轴向和偏心突出。所述塞子13优选地在端盘7上形成，例如，该塞子13整体形成在端盘7上，同样地，塞子13可以完全或者部分的安装在端盘7上。
该外壳2具有插座14，其朝向清洁室9是开口的。该过滤器外壳2和过滤元件3以下述方式相互匹配，即塞子13轴向突入到插座14内，或者当过滤元件3恰当地插入到过滤器外壳2内时，其插入到插座14内。
另外，过滤装置1包括至少一个信号发生器15，其以下述方式配置和/或安置，即如果需要的话，其可以认出塞子13是否在插座14中并且发出电信号。该各自的信号发生器15，例如，可以通过各自的信号线路16与控制器相连，图中未示出该控制器。
在图1所示的实施方式中，插座14作为盲孔形成。特别地，除了能够容纳塞子13，该盲孔或者插座14并没有其它功能。相反地，图2图示了一种实施方式，其中，插座14由与未清洁室9连通的返回通道或者排出通道17的入口区域形成。这里，当塞子13插入到返回通道或者排出通道17的入口区域中时，其完成了其附加的功能，即封闭了返回通道或者排出通道17。为此，塞子13可以被装配上径向密封件31，其例如为O形环。
此后，图示了多个不同的，用于信号发生器15的纯示例性选择的实施方式，其在图1所示的实施方式中，带有以盲孔形式形成的插座14，其在图2所示的实施方式中，带有由返回通道或者排出通道17的入口区域形成的插座14，该用于信号发生器15的纯示例性选择的实施方式可以以累积结合或可替换结合或者以任意结合的方式实施。
根据图1，该信号发生器15可以包括霍尔传感器18。在塞子13上，可以添加接触元件19，通过霍尔传感器18可以检测到该接触元件的接近。该接触元件19可以包括，例如，磁体或者金属体。
根据图2，信号发生器15可以还或者可替换地包括压力传感器20，其安置到返回通道或者排出通道17中，并且通过其，可以决定在排出通道17或者返回通道17中的液体的压力。如果该压力达到了预定值，控制逻辑就会认为塞子13是缺失的或者整个过滤元件13是缺失的。如果在排出通道17或者返回通道17中的压力增加并没有发生，该控制电路就会认为塞子13正确地封闭了排出通道17或者返回通道17的入口区域14。由此，过滤元件3肯定存在。
在图3所示的不同方式中，信号发生器15可以包括开关21，其可以通过按钮22基于塞子13的直接接触致动。该按钮22具有致动器23，其以轴向可调节的方式安装，并且例如，通过弹簧24预拉伸，其突入到插座14内。例如，当塞子13缺失时，该开关21是关闭的，因此，会发出塞子13以及过滤元件3的缺失信号。当塞子13插入到插座14中时，开关21打开并且发出过滤元件3存在的信号。应该理解的是，在不同实施方式中，该开关21仅在塞子13插入到插座14中时关闭，并当塞子13缺失时打开。
在图4所示的实施方式中，信号发生器可以包括簧片触点25，其可以通过磁力致动。为此，该塞子可以装配上永磁体26。
根据图5，提供给信号发生器15一种RFID应答阅读器28，其可以与RFID应答器27相互配合用于无线数据交换。为此，所述RFID应答器27安置在塞子13内。该应答阅读器28安置在过滤器外壳27内的合适位置。通过RFID应答器27，该阅读器28可以至少读取到以下信息，即存在特定的过滤元件3。另外，可以任选的提供，通过RFID应答器27，额外的数据和信息可以被传输，例如，过滤元件3的生产日期和生产地点以及过滤元件的精确型号标识。
根据图1和2，信号发生器15还可以包括压力传感器29，其安置在出口5中，通过该压力传感器，可以确定在出口5内的液体压力。如果在出口5内的压力达到预定值，一种控制逻辑会认为排出通道17或者返回通道17被封闭了，从而必然存在带有塞子13的匹配过滤元件3。如果在出口5中没有发生预定的压力增加，该控制逻辑必定认为返回通道17或者排出通道17是打开的，从而或者过滤元件3是缺失的或者过滤元件3没有被正确地插入，或者插入了错误的过滤元件3。
根据一种特别优选的实施方式，该返回通道17或者排出通道17可以以下述方式节流，即通过入口4传输各自液体的传输装置，甚至在缺失过滤元件3时，能够传输大量的液体通过出口5，该液体对于内燃机的应急供应(emergency supply)是足够的。例如，甚至当缺失过滤元件3时，以这种方式，可以传输应急量的液流，从而确保内燃机暂时性的应急供应。对于该应急操作，合适的控制器可以限定内燃机特别降低的性能数据，从而装配上述装置的汽车可以，例如，不以全部性能，而是仅以极大降低的性能，至少移动至修理车间。
在图1和2所示的实施方式中，该过滤元件3以悬挂的形式安置在过滤器外壳2内。显而易见的是，在过滤器外壳2内的过滤元件3的立式安置也是能够想到的。另外，在过滤器外壳2内的过滤元件3的卧室安置也是能够实施的。
根据图1和2，外壳2可以包括引道30，其可以为环形并且导向插座14。这里，引道30朝向插座14螺旋下降。同时，当旋上过滤元件3时，塞子13可以沿着引道30滑行。通过该引道30，可以显著地简化塞子13向插座14中的插入过程。
可以提供，过滤器外壳2装配上所述引道30，特别可行的是实施一种特殊的实施方式，根据图6-8详细描述该实施方式。在这些特殊的实施方式中，形成了以下述方式相互配合的引道30和塞子13，即根据钥匙锁原理相互作用。所述钥匙锁原理具有下述效果，即仅所述的过滤元件3可以合适地与过滤装置1共同使用，为此，塞子13可以特定地与引道30相匹配(adapt)。这里，相关和恰当的使用方法包括，当添加或旋上塞子13时，该塞子13会自动找到插座14并穿进去。如果当过滤元件3没有特定地与过滤装置1匹配时，在旋入过滤元件3过程中，该钥匙锁原理会阻止塞子13自动找到插座14。因此本文打算达到以下效果，即仅使得过滤元件3精确的匹配于过滤装置1，例如，从而能够确保合适的过滤功能。
为了实施该钥匙锁原理，根据图6-8，提供了带有导向体32的插入弧线(insertion contour)，该插入弧线可以安置在引道30的一侧或两侧，同时其轴向突出超过引道30。仅当该塞子13具有突出物33时，沿着引道30向下滑动的塞子13才可以到达相关的插座14，该突出物33与导向体34相匹配并且从各自的塞子13上轴向突出。该突出物33例如为，锥形或销形或肋形突耳(lug)，其在塞子13和引道30之间建立了接触。该突出物33以下述方式轴向确定尺寸，即其可以提升塞子13通过导向元件32。这就意味着，通过在引道30上突出物33滑动的该塞子13，在与导向体32保持足够远的距离放置，从而起可以定向沿着导向体32滑动与插座14调准。根据图6-8，该突出物33可以接触引道30同时保持在导向体32之间通过，因此得到了塞子13的滑动。
根据图6，该导向体32安置在较低的引道端34的区域内。该塞子14在较低引道端34和较高引道端35之间以环形方向安置，其沿着引道30以螺旋方式沿着圆形路径朝向较低的引道端34下降。
除此之外，涉及钥匙锁原理和其实施，可以参考上述的专利文献EP 1 229 985 B1，其在此通过对本发明内容解释的作用引入作为参考。

Claims (12)

1.一种过滤装置，其用于过滤液体，该液体特别地为内燃机中、特别地为汽车中的液体，
-包括过滤器外壳(2)，其用于容纳过滤元件(3)；
-其中过滤器外壳(2)具有在未清洁侧的入口(4)，同时具有在清洁侧的出口(5)；
-其中在插入状态，过滤元件(3)将未清洁室(9)与清洁室(10)分隔开，未清洁室与入口(4)连通，清洁室与出口(5)连通；
-其中，过滤元件(3)具有轴向和偏心突出的塞子(13)，其在插入状态，插入到插座(14)内，该插座在过滤器外壳(2)内形成，
其特征在于，至少提供一种信号发生器(15)，通过该信号发生器，在插座(14)中的塞子(13)的存在和/或缺失都可以被识别到并且形成信号。
2.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于：
插入到插座(14)内的塞子(13)与所述信号发生器(15)相互作用，用于产生电信号，其将塞子(13)的存在和/或缺失信号化。
3.如权利要求1或2所述的过滤装置，其特征在于：
该信号发生器(15)具有簧片触点(25)或者RFID应答阅读器(28)或霍尔传感器(18)或开关(21)。
4.如权利要求1-3任一项所述的过滤装置，其特征在于：
该插座(14)以盲孔的形式形成。
5.如权利要求1-3任一项所述的过滤装置，其特征在于：
该插座(14)由返回通道(17)或者排出通道(17)的入口区域形成，该返回通道或者排出通道与未清洁室(9)连通。
6.如权利要求5所述的过滤装置，其特征在于：
该信号发生器(15)具有压力传感器(20)，其安置在返回通道(17)或排出通道(17)中。
7.如权利要求5所述的过滤装置，其特征在于：
-该信号发生器(15)具有压力传感器(29)，其安置在出口(5)中，或者
-安置在出口(5)中的压力传感器(29)作为信号发生器(15)使用。
8.如权利要求5-7任一项所述的过滤装置，其特征在于：
该返回通道(17)或者排出通道(17)以下述方式节流，即当过滤元件(3)缺失时，可以通过出口(5)传输紧急量的液流。
9.如权利要求1-8任一项所述的过滤装置，其特征在于：
该外壳(2)包括环形引道(30)，其导向插座(14)，沿着该引道，在旋上过滤元件(3)时，塞子(13)滑行。
10.如权利要求1-9任一项所述的过滤装置，其特征在于：
该过滤元件(3)在过滤其外壳(2)中以立式或悬挂方式或者卧式安置。
11.如权利要求1-10任一项所述的过滤装置，其特征在于：
该过滤装置(1)配置用于过滤润滑油或者过滤燃油。
12.一种带有轴向和偏心突出塞子(13)过滤元件，该过滤元件特别关于其尺寸具有以下配置，即其可以在权利要求1-11任一项所述的过滤装置(1)中使用，从而其塞子(13)穿入到插座(14)内，该插座在过滤装置(1)的外壳(2)中形成。
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