CN111714938A - 过滤器盖、过滤装置、过滤系统以及计算剩余寿命的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于液压过滤器和/或液压罐的过滤器盖，包括可以连接到过滤器壳体的盖壳体，和至少两个控制装置，其中第一控制装置配置为从至少一个数据存储器中读取并处理数据，其中第二控制装置配置为从至少一个传感器中接收传感器信号，将所接收的传感器信号处理成测量值，并随后将测量值发送给第一控制装置以做进一步处理，其中第一控制装置进一步配置为：基于测量值及从数据存储器中读取的数据计算过滤元件的剩余使用寿命；基于过滤元件的剩余使用寿命创建过滤元件的维护预测和/或建议操作，以及将用于输出的维护预测和/或建议操作发送至第二控制装置和/或至少一个外部控制器，尤其是机器控制器。
Description
技术领域
本发明涉及用于液压过滤器和/或用于液压罐的过滤器盖、过滤装置、过滤系统以及计算过滤元件剩余使用寿命的方法。
背景技术
通常，带有过滤元件的过滤装置用作液体或者气体介质的过滤。此类过滤装置可用于吸滤器、回流过滤器或者回吸过滤器，其主要用在结合液压罐的移动液压装置。为了检测运行期间过滤元件的情况，所述过滤装置通常具有用于测量压力或温度的传感器。
由例如DE102004054172A1已知一种过滤装置，其中测量了入口点与出口点之间的压差。所述过滤装置具有带数据存储器的过滤元件。基于所述压差以及从数据存储器上读取的数据，在过滤器头处的局部控制装置计算并通过显示装置显示污染程度和/或过滤元件的剩余使用寿命。所述过滤装置另外还包括更高级的控制装置，其通过读取数据来检查过滤元件是否适合应用。更高级的控制装置与过滤器头分离布置。这具有的缺点是，过滤装置具有增大的组件数。另外，系统复杂性和制造成本增加，这进而导致总成本的增加。
另外，从DE202015004147U1中已知一种过滤系统，其包括具有传感器和过滤元件的过滤器。此外，为了测定过滤器外部所需的持久性，设置处理传感器的传感器数据和过滤元件的识别信号的控制装置。此处的缺点是，处理传感器的传感器数据和过滤元件的识别信号的过程发生在过滤器外部，即与过滤器分离。外部控制装置和过滤器对于确定持久性是一定必需的。因此，根据DE202015004147U1的过滤系统具有增加的系统复杂性，从而增加了总成本。
例如，DE102013004112A1描述了具有带着RFID标签的过滤元件的过滤器，检测器可以从所述RFID标签读取信息，以识别过滤元件。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于液压过滤器或液压罐的过滤器盖，通过所述过滤器盖，操作可靠性提高并且运行成本或总成本降低。本发明的另一个目的是提供一种过滤装置、过滤系统以及计算过滤元件剩余使用寿命的方法。
具体地，所述目的通过用于液压过滤器和/或液压罐的过滤器盖实现，其包括可以通过至少两个控制装置而连接到过滤器壳体的盖壳体。第一控制装置配置为从至少一个存储器中读取及处理数据。第二控制装置配置为从至少一个传感器中接收传感器信号，以将所接收的传感器信号处理为测量值，并且稍后将该测量值发送到第一控制装置以作进一步处理。所述第一控制装置进一步配置为：
-基于测量值和从数据存储器上读取的数据来计算过滤元件的剩余使用寿命；
-基于过滤元件的剩余使用寿命来为过滤元件建立维护预测和/或建议操作；以及
-发送维护预测和/或建议操作，以输出至第二控制装置和/或至少一个外部控制器，尤其是机器控制器。
本发明具有多个优点。通过在两个控制装置之间分布任务，相较于单一控制装置，复杂性有利地减少。有利的是，两个控制装置使得可以改善过滤器盖内的安装空间的利用。所述控制装置优选地安装在过滤器盖壳体内。换句话说，所述控制装置可以安装在所述过滤器盖壳体的安装空间内。所述控制装置可以完全安装在安装空间内。
第二控制器用于接收来自传感器的传感器信号，将收到的信号处理成测量值，并将其发送至第一控制装置。换句话说，第二控制装置形成了传感器与第一控制装置之间的接口。第二控制装置将来自于传感器的传感器信号处理成高质量的或有意义的测量值或传感器数据，使得对过滤元件的剩余使用寿命的计算更准确。第一控制装置可以对待处理的数据或测量值进行优先级排序，从而提高控制装置的处理速度并且降低对错误的敏感度。精准的计算有利地延长了过滤元件的使用寿命，从而所述过滤元件可以用到其使用寿命的实际结束。换句话说，过滤元件得到了更好的利用。使用寿命的精准计算还具有另外的优点：过滤元件的即将发生的变化可以在早期得知，并且从而可以防止供应瓶颈。这有利地实现了优化的储存计划。另外，这使得操作成本降低。
由于过滤元件的剩余使用寿命的准确计算，在偏离过滤元件的通常维护间隔的情况下，可以有利地得出结论：待过滤的液体具有增加的污垢含量，这意味着过滤元件异常快速地被堵塞或弄脏。这反过来能够反映即将来临的零件损坏，比如在液压系统中的变速箱损坏，因此这可以在更早的阶段有利地检测到。这增加了过滤装置以及液压系统的操作可靠性。
第一控制装置负责读取数据存储器中的数据，并且计算过滤元件的剩余使用寿命。为了计算过滤元件的剩余使用寿命，一种相应的算法可以存储在第一控制装置中。另外，第一控制装置有发送用于输出的维护预测和/或建议操作的任务。任务的明确分布减少了系统及控制的复杂性，从而简化了过滤器盖的设计。
本发明具有另外的优点，过滤元件的运行状况通过控制装置监测或者检测。换句话说，测量值的估算使得可以得出关于过滤元件的状况(尤其是阻塞率)的结论。另外，剩余使用寿命以及因此维护时间的准确确定增加了液压过滤器或液压系统的操作可靠性，因为防止了由于过滤元件有缺陷或过载而导致的不允许的过滤操作。这防止了运行过程中液压过滤器及置于下游的组件的损坏。
在一个特别优选的实施例中，设置至少一个计时器，其给各个测量值和/或至少一个传感器的各个传感器信号指定测量时间，以创建时间依赖的测量值序列。换句话说，所述计时器为每个测量值和/或传感器的每个传感器信号设置时间戳，因此创建了测量值的时间序列。这具有的优点是，测量值的变化可以在测量阶段确定。有利地，这使得可以以提高的精准度确定过滤元件的剩余使用寿命。因此，增加了操作可靠性而且减少了运行成本。
计时器可以作为独立的部件布置在过滤器盖内。计时器可以以信号传输方式连接到第一控制装置和/或第二控制装置。计时器也可以集成到第一控制装置和/或第二控制装置中。
在另外的特别优选的实施例中，第一控制装置和/或第二控制装置配置成产生时间依赖的测量值的序列，以用于基于测量值或至少一个传感器的传感器信号来计算过滤元件的剩余使用寿命。通过处理至少一个传感器的传感器信号产生的测量值能够暂时存储在数据存储器。为此目的，传感器信号被第二控制装置优选地处理成测量值，该测量值可以在中间存储前进行进一步处理。第一控制装置和/或第二控制装置可以从数据存储器读取暂时存储的测量值，以创建时间依赖的测量值序列。通过算法，基于从数据存储器中读取的数据及测量值的时间序列而计算过滤元件的剩余使用寿命。此处具有的优点是，过滤元件的剩余使用寿命的确定具有非常高的准确度。因此，操作可靠性增加并且节约了运行成本。
在优选的实施例中，用于发送维护预测和/或建议操作的第一控制装置以信号传输方式连接或可以连接到外部控制器。换句话说，第一控制装置以无线和/或有线形式信号连接到外部控制器。这具有的优点是，关于信号传输或数据传输，可以增加变型的数量。特别地，无线连接类型使得可以降低系统的复杂性以及减少组件的数量。
外部控制器可以连接到脱离于过滤器盖的显示装置，特别是外部显示装置，以输出维护预测和/或建议操作或将其向用户展示以供参考。第一控制装置因此形成到外部控制器或机器控制器系统的接口，以传输数据。
盖壳体优选地具有至少一个显示装置，特别是LED显示装置，用于显示维护预测和/或建议操作。优选视觉展示维护预测或建议操作。所述视觉展示可以通过LED的规律闪烁执行。可以通过重复的，特别是规律的或不规律的，闪光进行维护预测和/或建议操作。可选地或另外地，视觉显示可以通过定义的颜色梯度提供，所述颜色梯度显示了维护预测和/或建议操作。此处，有利的是，关于过滤元件的所需维护或操作显示在过滤器盖或安装有过滤器盖的过滤装置的安装位置。另外一个优点是，由于直接显示，不需求额外的读取器或者诊断装置去读取或者查询过滤元件的状态。因此减少了维护工作及成本。
显示装置可以在盖壳体上通过至少一个LED环布置。所述显示器也可以通过至少一个LED条形成。显示单元可以嵌入盖壳体，使其从外部可见。显示单元可以以图案的方式布置在盖壳体。可以想到的是，设置至少两组LED图案，每一组显示不同的维护预测或建议操作。
在另外的优选实施例中，第二控制装置配置为接收维护预测和/或建议操作，并且将其发送至显示装置以进行显示。维护预测和/或建议操作通过第一控制装置创建并且发送至第二控制装置。第二控制装置接收维护预测及建议操作并且将其发送至显示装置。第二控制装置形成至内部显示器的接口。优点是控制装置间的功能分布降低了控制复杂性，并且因此体现了简化的结构。
在优选的实施例中，两个控制装置相互连接以用于双向信号传输。换句话说，控制装置可以彼此双向通信。第二控制装置因此可以将测量值传输给第一控制装置以进一步处理。另外，第一控制装置可以将维护预测传输给第二控制装置，以将其发送给显示装置。
优选地，为此目的，第二控制装置以信号传输方式连接到显示装置。第二控制装置也可以以无线和/或有线形式连接到显示装置，以发送维护预测或建议操作。
两个控制装置可以布置在盖壳体内和/或盖壳体上。换句话说，控制装置优选地整合入盖壳体。为此目的，控制装置布置在盖壳体的安装空间内。这具有的优点是过滤器盖具有紧凑设计，这节约了安装空间。另外，控制装置从而得到保护而不受外界影响。这有利地增加了操作可靠性和故障安全性。
可以想到的是，数据存储器布置在盖壳体内和/或盖壳体上。数据存储器可以作为独立部件布置在盖壳体内和/或盖壳体上。也可以想到的是，数据存储器位于盖壳体的外部。数据存储器也可以成为第一控制装置或第二控制装置的一部分。数据存储器优选布置在盖壳体内。过滤器盖因此有利地具有紧凑设计。另外，以这种形式，数据存储器得到保护免受外部影响。
在优选实施例中，数据存储器是外部元件的一部分，外部元件与过滤器盖结构上相分离。优选地，数据只可以从数据存储器中读取一次。换句话说，外部元件的数据存储器可以适用为使得数据只能读取一次。这可以通过在使用软件方法读取数据后自动删除来实现。也可以想到的是，在已经读取数据存储器后，可以通过硬件方法，例如熔化接触点或连接线，而对其进行不可逆地损坏。数据因而只可以通过第一控制装置经由例如至少一个接收单元而从数据存储器中读取一次。这保证了数据只能从一个过滤器盖中读取。这具有的特别的优点是，过滤元件的特定数据只能用一次，以在过滤元件的维护或更换期间识别过滤元件。因此，可以防止过滤元件的不合适或不正确的使用。
外部元件的数据存储器和第一控制装置间的数据传输可以光学地和/或无线电地和/或磁性地进行。
在另外的优选实施例中，数据存储器是过滤元件的一部分，因此可以将数据，尤其是运行数据，写入数据存储器和/或可以从数据存储器中读取数据。例如，通过处理至少一个传感器的传感器信号而产生的测量值暂时储存在数据存储器内。为此目的，传感器信号优选地由第二控制装置处理为测量值，所述测量值可以在暂时存储前进行进一步处理。第一控制装置和/或第二控制装置可以从数据存储器中读取暂时存储的测量值，以创建时间依赖的测量值序列。特别优选地，运行数据可以以加密形式储存在数据存储器中，以防止运行数据的后续操作。有利的是，在过滤元件故障的情况下可以提出保修申请。这可以可靠地检查过滤元件已经操作过的流体的状态。
存储于数据存储器中的数据可以包括识别数据和/或测量值的至少一个时间序列，尤其是过滤元件特定数据，和/或用于识别和/或用于计算过滤元件的剩余使用寿命的运行数据。过滤元件特定数据可以至少是制造商规格、类型名称、序列号、过滤元件的初始含污量和/或过滤元件的状况信息。所述过滤元件特定数据用来检查是否正在使用新过滤元件或者检查新过滤元件是否适用于特别的用途。还可以检查所用的过滤元件是否是原始制造商的过滤元件。
过滤元件的运行数据可以是最初操作的日期、使用的类型和持续时间，待过滤的流体等。另外，运行数据可以包括基于至少一个关于压力的传感器的传感器信号确定的测量值，尤其是动态压力和/或压差、和/或过滤元件处的流体温度。
优选地，数据存储器通过RFID标签形成。RFID标签由电磁信号激发，所述电磁信号从例如第一控制装置的至少一个接收单元发出。数据存储器改变电磁信号的振幅和/或频率和/或相位。这种变化通过第一控制装置检测，并且相应地进行估算。在数据存储器中的至少一个回路还可以通过第一控制装置的电磁信号激活。结果是，可以读取数据存储器的定义的内存扇区以查询特定的数据。通过将数据存储器配置为RFID标签，可以节省能量、安装空间、成本。另外，由于RFID标签的高故障安全性，增加了操作可靠性。
在特别优选的实施例中，设置至少一个传输单元，尤其是无线电模块，第一控制装置和外部控制器通过该传输单元进行无线通信。这具有的优点是，消除了固定连接或电缆连接，因此节约了成本。传输单元也可以配置为连接到外部无线网络，从而以基于网络的方式显示信息。
传输单元特别优选地配置为连接于至少一个外部传感器，尤其是无线电传感器，从而将传感器信号从外部传感器发送至第一控制装置以进一步处理和/或发送至外部控制器以进一步处理。这具有的优点是，传输单元用作外部传感器的中央网关。外部传感器可以迅速且容易地连接到传输单元以将数据或者传感器信号发送到第一控制装置和/或外部控制器。
在优选的实施例中，至少一个传感器位于盖壳体内。优选地，多个，特别是至少两个，传感器布置在盖壳体内。此处的优点是，因为过滤器盖的组件整合设计，过滤器盖具有紧凑设计。
至少一个传感器信号连接于第二控制装置，用于传输传感器数据。传感器可以无线或有线形式连接到第二控制装置。至少一个传感器优选配置为探测过滤元件处流体的至少一个测量变量，尤其是温度和/或压力，并且将其发送至第二控制装置以进一步处理。所述至少一个传感器可以由温度传感器或压力传感器形成，尤其是动态压力传感器或压差传感器。因此，通过传感器检测过滤元件上的至少一个环境参数，并发送给第二控制装置。
本发明的第二方面涉及包括根据本发明的过滤器盖、至少一个过滤元件和过滤器壳体的过滤装置。所述过滤器壳体具有用于流体的至少一个入口与至少一个出口。过滤器盖可拆卸地连接到过滤器壳体，过滤元件可更换地布置在过滤器壳体。由于所述过滤器盖可拆卸地连接到过滤器壳体，过滤器盖可以采用有利地快速且容易的方式更换。为了移除过滤元件，例如在维护过程中，必须移除过滤器盖。过滤元件可以具有温度指示器，以指示操作温度。
在过滤装置的优选实施例中，过滤元件具有至少一个数据存储器，所述数据存储器无线地信号连接到过滤器盖的第一控制装置，以写入数据和/或读取数据。数据存储器可以如上配置。另外，数据存储器可以包含上述数据。
在过滤装置的另一优选实施例中，过滤器盖的至少一个传感器连接到流体腔，使得传感器检测流体的状态，尤其是温度和/或压力。
关于过滤装置的优点，参考针对过滤器盖所解释的优点。而且，替代地或另外地，过滤装置可以具有先前提过的与过滤器盖有关的多个特征的单个或组合。
本发明的另外一个第二方面涉及过滤系统，其包括过滤器盖和/或上述类型的过滤装置、外部控制器以及至少一个外部传感器。为了数据传输，过滤器盖以信号传输的形式连接或可以连接到外部控制器。
在过滤系统的优选实施例中，外部控制器以信号传输的方式连接到外部显示装置，以显示过滤元件的维护预测和/或建议操作。也可以想到的是，用户可以通过外部控制对第一控制装置和/或第二控制装置进行设置或调整。例如，用户可以采用用户定义的形式调整整合在过滤器盖中的显示器。另外，用户可以从数据存储器中获得不同的信息，比如剩余使用寿命、温度和/或压力以及过滤元件特定数据。为此目的，用户只允许阅读，以防止任何操作。
在过滤系统的另外一个优选实施例中，设置了外部数据存储器，过滤元件的特定数据可以通过过滤器盖而从外部数据存储器中读取。为了传感器信号的传输，所述过滤系统的外部传感器可以无线地信号连接到过滤器盖。
关于过滤系统的优点，参考针对过滤器盖解释的优点。而且，替代地或另外地，过滤系统可以具有上文针对过滤器盖提到的多个优点的一个或组合。
在根据本发明的用于计算过滤元件的剩余使用寿命的方法中，过滤装置包括过滤器盖、至少一个过滤元件和过滤器壳体。过滤器壳体具有用于流体的至少一个入口和至少一个出口。过滤器盖包括至少两个控制装置，其中第一控制装置读取和处理来自至少一个数据存储器中的数据。第二控制装置接收来自至少一个传感器的传感器信号，将收到的传感器信号处理成测量值，并且稍后将测量值发送给第一控制装置以进一步处理。第一控制装置基于测量值和从数据存储器中读取的数据计算过滤元件的剩余使用寿命。另外，基于过滤元件的剩余使用寿命，第一控制装置创建过滤元件的维护预测和/或建议操作，并将待输出的用于过滤元件的维护预测和/或建议操作发送给第二控制装置和/或至少一个外部控制器，尤其是机器控制器。
在根据本发明的方法的优选实施例中，设置至少一个计时器，通过所述计时器将测量时间指定给各个测量值和/或至少一个传感器的各个传感器信号，以创建时间依赖的测量值序列。
在另外的实施例中，第一控制装置和/或第二控制装置基于测量值或至少一个传感器的传感器信号创建时间依赖的测量值序列，以计算过滤元件的剩余使用寿命。
优选地，第二控制装置和/或外部控制器在每种情况下连接到至少一个显示装置，以显示维护预测和/或建议操作。
关于计算过滤元件的剩余使用寿命的优点，参考上文针对过滤器盖、过滤装置及过滤系统所解释的优点。而且，替代地或另外地，所述方法可以具有上文针对过滤器盖、过滤装置及过滤系统提到的多个优点的单个或组合。
附图说明
在下文中参照附图详细解释本发明。所示的实施例是根据本发明的过滤器盖、过滤装置以及过滤系统如何构造的示例。
在图中：
图1示出了根据本发明的优选示例性实施例的具有过滤器盖的过滤装置的纵向视图；
图2示出了根据图1的具有过滤器盖的过滤装置的详细截面图；
图3示出了根据本发明的优选示例性实施例的具有过滤装置的过滤系统的示意图。
10 过滤器盖
11 盖壳体
12 过滤器壳体
13 过滤元件
14 显示单元
15 外部元件
16 入口
16' 流入侧
17 出口
17' 流出侧
18 流体腔
19 LED
20 过滤装置
21 第一密封元件
22 第一壳体部分
23 第二壳体部分
24 第二密封元件
25 过滤层
26 第一端板
27 第一轴向端
28 第二端板
29 第二轴向端
31 第三密封元件
32 延伸部
33 吸入阀
34 横向腹板
35 垂直腹板
36 第一壳体部分
37 第二壳体部分
38 卡扣式鼻部
39 安装空间
41 槽底
42 中心安装区域
43 横向安装区域
44 通路
45 传感器通道
46 透明部分
ST1 第一控制装置
ST2 第二控制装置
EST1 外部控制器
DS1 外部元件的数据存储器
DS2 过滤元件的数据存储器
S1 传感器
SEE1 传输单元
ES1 外部传感器
EPF1 第一接收单元
EPF2 第二接收单元。
具体实施方式
图1显示了过滤装置20的纵向视图。过滤装置20形成回吸过滤器，其主要用于结合了液压罐的移动液压装置。过滤单元20优选地用于结合有液压传动的封闭的液压回路和/或传统作业液压装置中的开放液压回路。此类回吸过滤器通常用于移动装置或车辆的液压罐中。
根据图1的过滤装置20具有过滤器盖10、过滤器壳体12及过滤元件13。过滤器壳体12包括用于流体的入口16和出口17(未示出)。过滤器壳体12也可以具有一个以上的入口16和一个以上的出口17。流体可以是液压油。在以下描述中，流体一般视为液压油。
过滤器盖10可拆卸地连接到过滤器壳体12。过滤器盖10通过螺纹拧入过滤器壳体12中。具体地，过滤器盖10具有外螺纹，其拧入过滤器壳体12的内螺纹中。第一密封元件21另外安装在过滤器盖10及过滤器壳体12之间。因此，过滤器盖10以流体密封方式连接到过滤器壳体12。
根据图1的过滤器壳体12基本上由两部分组成。过滤器壳体12具有第一壳体部分，特别是上壳体部分22，和第二壳体部分，特别是下壳体部分23。过滤器盖10以流体密封方式连接到第一壳体部分22。另外，第二壳体部分23布置为插入第一壳体部分22。第二密封元件24布置在第一壳体部分22和第二壳体部分23之间。第二密封元件24在壳体部分22，23之间建立流体密封连接。第一壳体部分22具有基本空心的圆柱形。第二壳体部分23为钟形。
过滤器壳体12形成流体腔18，过滤元件13在流体腔18中插入过滤器壳体12。过滤元件13可更换地布置在过滤器壳体12内。过滤元件13示意性地示出于图1。过滤元件13包括至少一个过滤层25，其具有至少一种过滤材料，液压油在运行期间流过所述过滤材料。过滤层25或过滤材料可以由织物构成。过滤元件13为空心圆柱形。运行期间，液压油由内至外流过过滤元件13。液压油在第一轴向端27沿纵向方向进入过滤元件13，径向向外流过过滤元件13，然后在过滤元件13和过滤器壳体12之间朝向出口17流动。
根据图1，带有至少一个保护性粗滤器(strainer)34的吸入阀33布置在过滤器壳体12上。如果必要的话，在短暂缺油的情况下，特别是在液压系统排气或冷启动的情况下，吸入阀33可用于从液压箱通过过滤装置20抽取液压油。这有利地补偿了短期缺油。
过滤元件13具有第一端板26，其布置在过滤元件13的第一轴向端27。该第一轴向端27面对过滤器盖10。另外，过滤元件13具有第二端板28，其布置在过滤元件13的第二轴向端29。过滤元件13的第二轴向端29对应于过滤元件13的背离过滤器盖10的端部。
过滤元件13通过布置在过滤元件13和过滤器壳体12之间的第三密封元件31密封过滤器壳体12。具体地，第三密封元件31布置在第一端板26与过滤器壳体12的第一壳体部分22的内壁之间。第一端板包括延伸部32，延伸部32朝向过滤器盖10纵向延伸。延伸部32为U形。换句话说，延伸部32具有手柄的形状。延伸部32也可以有不同的几何形状。
延伸部32具有连接两个垂直腹板35的横向腹板34。横向腹板34包括数据存储器DS2，其未在此处显示但是将在稍后作详细讨论。
根据图2，显示了根据图1的过滤装置20的纵向截面图的详细截面图。具体地，图2显示了根据本发明的过滤器盖10的结构，其可拆卸地连接在回吸过滤器的过滤器壳体12上。根据本发明的过滤器盖10构造为也可以结合回流过滤器和/或吸滤器使用。可以想到的是，过滤器盖10也可以结合另外的此处没有提到的过滤装置使用。
根据图1和图2的过滤装置20的过滤器盖10具有盖壳体11、两个控制装置ST1和ST2、显示装置14及传感器S1。过滤装置20作为过滤系统的一部分在图3显示。图3显示了根据本发明的示例性实施例的过滤系统的示意图。图3显示了多个传感器S1和多个外部传感器ES1。图3仅是示意图，并示出了多个传感器S1，ES1的可能性。根据图3的过滤器盖10也可以只包括一个传感器S1。这同样可以应用于外部传感器ES1的所示数量。过滤器盖10及过滤装置20通过图1到图3将在下文作进一步描述。
两个控制装置ST1中的第一个配置为从两个数据存储器DS1、DS2读取并处理数据。如图3所示，第一数据存储器DS1是外部元件15的一部分，所述外部元件15结构上分离于过滤装置20，并且因此分离于过滤器盖10。为了从外部元件15的第一数据存储器DS1读取数据，第一控制装置ST1以信号传输形式连接到第一接收单元EPF1。为了读取数据，第一接收单元EPF1可以以非接触的方式连接到外部元件15的第一数据存储器DS1。换句话说，第一控制装置ST1可以通过第一接收单元EPF1从外部元件15的第一数据存储器DS1中读取数据。
第二数据存储器DS2是过滤元件13的一部分。通过第一控制装置ST1可以从第二数据存储器DS2中读取数据。另外，第二数据存储器DS2可以写入数据，尤其是运行数据。具体地，第一控制装置ST1配置为将数据，尤其是运行数据，存储在第二数据存储器DS2中。为此目的，第一控制装置ST1以信号传输方式连接在第二接收单元EPF2上。为了写入和/或读取数据，第二接收器单元EPF2可以以非接触方式连接到过滤元件13的第二数据存储器DS2上。换句话说，使用第二接收单元EPF2，第一控制装置ST1可以将数据存储在过滤元件13的第二数据存储器DS2上和/或从第二存储器DS2读取数据。
也可以想到的是，根据图1到图3的过滤器盖10只有一个接收单元，第一控制装置ST1通过所述接收单元从外部元件15的第一数据存储器DS1读取数据，并且第一控制装置ST1通过所述接收单元将数据存储在过滤元件13的第二数据存储器DS2内和/或从第二数据存储器DS2内读取数据。
数据存储器DS1、DS2均由RFID标签构成。为了从第一数据存储器DS1或RFID标签读取数据，第一接收单元EPF1在RFID标签附近产生电磁场。所述电磁场激活RFID标签，使得可以从其读取数据。为了向第二存储器DS2写入数据和/或从第二存储器DS2或RFID标签读取数据，第二接收单元EPF2在RFID标签周围产生电磁场。所述电磁场激活RFID标签，使得可以向其传输数据或者从中读取数据。接收单元EPF1和EPF2由第一控制装置ST1控制。
外部元件15的第一数据存储器DS1包括用于识别过滤装置20的过滤元件13的识别数据，尤其是过滤元件的特定数据，其仅可以从第一数据存储器DS1中读取一次。过滤元件的特定数据可以是至少制造商规格、类型名称、序列号、过滤元件13的初始含污量和/或过滤元件13的状况信息。
数据从第一数据存储器DS1中读取，例如当过滤元件13第一次插入过滤器壳体12时，从而识别过滤元件13，和/或基于读取的数据和传感器S1的测量值时间序列计算过滤元件13的剩余使用寿命。过滤元件的特定数据可以用来检查例如更换后使用的过滤元件13是否适合于相应的应用。另外，可以检查所用的过滤元件13是否为原始制造商的过滤元件。
储存在过滤元件13的第二数据存储器DS2内的运行数据可以是最初操作的日期、使用类型和持续时间、待过滤的流体等。另外，运行数据可以是基于传感器S1的传感器信号确定的测量值，尤其是动态压力值和/或压差值，和/或过滤元件13处的流体温度。
在可选的变型中，可以想到的是只设置第二数据存储器DS2作为唯一的数据存储器。在这种情况下，上述两个数据存储器DS1、DS2的所有数据可以储存在单一的数据存储器DS2中，并且可以通过第一控制装置ST1读取。
另外，根据图3，两个控制装置ST2中的第二个也配置为接收传感器S1的传感器信号，以将接收到的传感器信号处理成测量值，然后将测量值传输到第一ST1控制装置以进一步处理。传感器S1以信号传输方式连接到传感器信号的第二控制装置ST2。
第一控制装置ST1进一步配置为基于通过第二控制装置ST2测量的测量值及从外部元件15的第一数据存储器DS1中读取的数据和/或从过滤元件13的第二数据存储器DS2中读取的数据来计算过滤元件13的剩余使用寿命。过滤元件13的剩余使用寿命的计算可以连续进行，尤其是定期进行。
另外，第一控制装置ST1配置为基于过滤元件13的剩余使用寿命来创建用于过滤元件13的维护预测和/或建议操作。第一控制装置ST1也配置为发送用于输出的维护预测和/或建议操作至第二控制装置ST2和/或未示出的外部控制器EST1，尤其是机器控制器。
第二控制装置ST2进一步配置为从第一控制装置ST1接收维护预测和/或建议操作，并且将其发送至显示装置14用于显示。为此目的，第二控制装置ST2以信号传输方式连接到显示单元14，如图3所示。
由图3可见，控制装置ST1、ST2以信号传输方式彼此双向连接。因此，运行期间，第二控制装置ST2可以将测量值传输至第一控制装置ST1。另外，运行期间，第一控制装置ST1可以将维护预测和/或建议操作传输至第二控制装置ST2用于输出。
根据图3，第一控制装置ST1以信号传输方式连接或可以连接到外部控制器EST1，以发送维护预测和/或建议操作。换句话说，第一控制装置ST1以无线和/或有线的形式连接到外部控制器EST1，用于信号传输。外部控制器EST1将在稍后讨论。
此外，过滤器盖10包括计数器(未示出)，其将测量时间指定给各个测量值和/或传感器S1的各个传感器信号，以产生时间依赖的测量值序列。换句话说，计时器为每个测量值和/或每个传感器S1的传感器信号设置时间戳，因此可以创建测量值的时间序列。计时器可以作为分离组件布置在过滤器盖10中。计时器可以以信号传输方式连接到第一控制装置ST1和/或第二控制装置ST2上。计时器也可以整合进第一控制装置ST1和/或第二控制装置ST2。
第一控制装置ST1也配置为，基于测量值及测量值的各自的时间戳产生时间依赖的测量值序列，从而计算过滤元件13的剩余使用寿命。为此目的，通过处理至少一个传感器S1的传感器信号产生的测量值可以暂时储存在第二数据存储器DS2中。在暂时储存前，通过第二控制装置ST2将传感器信号处理成可以进一步处理的测量值。第一控制装置ST1从第二数据存储器DS2中读取暂时储存的测量值，从而创建时间依赖的测量值序列。基于从第一数据存储器DS1中读取的数据，尤其是过滤元件的特定数据，和/或基于从第二数据存储器DS2读取的数据和测量值的时间序列，通过算法计算过滤元件13的剩余使用寿命。
根据图3，过滤器盖10具有传输单元SEE1。传输单元SEE1由无线电模块形成。传输单元SEE1布置在过滤器盖10内。传输单元SEE1以信号传输方式连接到第一控制装置ST1以用于数据传输。第一控制装置ST1可以通过传输单元SEE1无线连接到外部控制器EST1。换句话说，为了数据传输，第一控制装置ST1可以通过传输单元SEE1和外部控制器EST1无线通信。
传输单元SEE1配置为连接到一个或多个外部传感器ES1，尤其是无线电传感器，以将各个外部传感器ES1的传感器信号传输给第一控制装置ST1用于进一步处理，和/或将其传输至外部控制器EST1用于进一步处理。传输单元可以用作外部传感器ES1的中央网关。其他的传感器ES1可以无线地连接到传输单元SEE1，例如通过无线电，并且从液压系统提供另外的传感器信号。这些额外的传感器信号可以包括罐液位、体积流量、过滤装置外部的温度和/或泄漏。第一控制装置ST1可以配置为将外部传感器ES的另外的传感器信号处理成另外的测量值以及例如将其用于输出发送至外部控制器EST1和/或第二控制装置ST2。
另外，过滤器盖10具有至少一个电连接(未示出)，其设置为提供电源。另外，通过电连接，第一控制装置ST1以信号传输方式连接到外部传感器ES1，尤其是外部的机器控制器，以用于双向数据传输。也可以想到的是，在第一控制装置ST1和外部控制器ES1之间的双向数据传输仅通过传输单元SEE1实现。或者，可以想到的是，在第一控制装置ST1和外部传感器ES1之间的双向数据传输仅通过有线的电连接实现。
由图2明显可见，盖壳体11基本上具有两个壳体部分36、37。第一壳体部分36形成了基体，并且第二壳体部分37形成了锁定元件。第一壳体部分36以形状锁合的方式连接到第二壳体部分37。具体地，第一壳体部分36通过卡扣式连接而连接到第二壳体部分37。第一壳体部分36以及第二壳体部分37也可以以力锁合和形状锁合的方式彼此连接。
第一壳体部分36为伞形。第一壳体部分36在外边缘处具有卡扣式鼻部38，第一壳体部分36通过此卡扣式鼻部38连接到第二壳体部分37。所述卡扣式鼻部可以完全周向地或部分地在第一壳体部分36的边缘处形成。第二壳体部分37基本上是槽形。第二壳体部分37具有外边缘，第一壳体部分36的卡扣式鼻部接合所述外边缘以形成形状锁合连接。第二壳体部分37具有上述外螺纹38，过滤器盖10通过该外螺纹38拧入过滤器壳体12中。
壳体部分36、37限制了安装空间39。第二壳体部分37具有槽底41，其形成了中心安装区域42。接收单元EPF1、EPF2布置在所述中心安装区域42内。另外，第二壳体部分37具有两个横向布置的安装区域43，在每个安装区域43内布置有两个控制装置ST1、ST2中的一个。
另外，两个通路44在槽底41中形成。通路44各自连接到传感器通道45，液压油通过该传感器通道45而供应给传感器S1。第一通路44将传感器S1与过滤元件13的流入侧16'连接并且将第二通路44与过滤元件13的流出侧17'连接。第二通路44在根据图1和图2的截面图中不可见。
根据图1和图2的传感器S1为压力传感器，尤其是压差传感器。传感器S1布置在盖壳体11的中心安装区域42内。也可以想到的是，传感器S1偏心地或在横向区域中布置在过滤器盖10的安装空间39内。传感器S1可以配置为测量过滤元件13处的动态压力。另外，过滤器盖10可以具有测量流体温度的温度传感器。像压力传感器一样，温度传感器可以布置在盖壳体11的安装区域42内。
通过通路44，流入侧的液压油(尤其是未过滤的)在其流过过滤元件13之前供给传感器S1，并且流出侧的液压油(尤其是经过滤的)在其流过过滤元件13后供给传感器S1。因此，传感器S1测量各自的流体压力并且检测产生的压差。传感器S1从而测量过滤元件13的流入侧16’和流出侧17’间的压差。
由图2清晰可见，过滤器盖10具有显示装置14。显示装置14包括多个LED19。所述LED19环状布置。所述LED19布置在过滤器盖10的安装空间39内。盖壳体11第一壳体部分36具有透明部分46，显示装置14或LED19可以通过所述透明部分46视觉识别。LED19可以通过透明部分46向外部显示维护预测和/或建议操作。具体地，显示装置14可以显示过滤元件13的现状，尤其是剩余使用寿命或是剩余寿命。
使用图3，计算过滤元件13的剩余使用寿命的方法描述如下。未过滤的流体，尤其是液压油，流过过滤装置20的入口16以通过过滤元件13过滤。然后，过滤后的流体通过过滤装置20的出口17流出。这是过滤单元20的运行的普遍模式。
传感器S1测量过滤元件13的流入侧16’和流出侧17’的压差。可以设置至少一个额外传感器测量流体温度。传感器S1的传感器信号传输至第二控制装置ST2以进行处理。第二控制装置ST2接收传感器S1的传输传感器信号，并将其处理成有意义的测量值。第二控制装置ST2接着将处理后的测量值输出至第一控制装置ST1。第一控制装置ST1进一步处理传输的测量值。
然后，第一控制单元ST1计算过滤元件13的剩余使用寿命或剩余寿命。为此目的，第一控制单元ST1从数据存储器DS1、DS2中的一个或者数据存储器DS1、DS2两者中读取数据。所读取的数据可以是前述的运行数据和/或识别数据。基于测量值，第一控制装置ST1创建了时间依赖的测量值序列，这使得可以得出过滤元件13的堵塞率的结论。
基于测量值和测量值的时间序列，第一控制装置ST1通过算法计算过滤元件13的剩余使用寿命。另外，基于所计算的过滤元件13的剩余使用寿命，第一控制装置ST1创建过滤元件13的维护预测和/或建议操作。例如，维护预测或建议操作指示何时以及是否过滤元件13待更换。这有利地使得可以基于需求维护过滤元件13，并且同时使得可以优化存储计划。
将维护预测和/或建议操作随后发送给第二控制装置ST2。第二控制装置ST2控制显示装置14，以显示维护预测和/或建议操作。除此之外，第一控制装置ST1将维护预测和/或建议操作以无线和/或有线的形式传输给外部控制器EST1。外部控制器EST1可以将维护预测和/或建议操作发送给另外的外部显示装置以对其进行显示。也可以想到的是，外部控制器EST1使用维护预测和/或建议操作以进行进一步的计算或预测。
Claims (41)
1.一种过滤器盖(10)，其用于液压过滤器和/或液压罐，该过滤器盖包括能够连接到过滤器壳体(12)的盖壳体(11)和至少两个控制装置(ST1，ST2)，其特征在于，第一控制装置(ST1)配置为从至少一个数据存储器(DS1，DS2)中读取并处理数据，其中第二控制装置(ST2)配置为从至少一个传感器(S1)中接收传感器信号以将所接收的传感器信号处理成测量值，并且稍后将所述测量值发送给第一控制装置(ST1)以进一步处理，其中第一控制装置(ST1)进一步配置为：
-基于测量值和从数据存储器(DS1，DS2)中读取的数据计算过滤元件(13)的剩余使用寿命；
-基于过滤元件(13)的剩余使用寿命创建过滤元件(13)的维护预测和/或建议操作，以及
-将用于输出的维护预测和/或建议操作发送至第二控制装置(ST2)和/或至少一个外部控制器(EST1)。
2.根据权利要求1所述的过滤器盖，其特征在于，外部控制器(EST1)是机器控制器。
3.根据权利要求1所述的过滤器盖，其特征在于，设置至少一个计时器，其将测量时间指定给各个测量值和/或至少一个传感器的各个传感器信号，以创建时间依赖的测量值序列。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器盖，其特征在于，第一控制装置(ST1)和/或第二控制装置(ST2)配置为基于测量值或至少一个传感器(S1)的传感器信号来创建用于计算过滤元件(13)的剩余使用寿命的时间依赖的测量值序列。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器盖，其特征在于，为了发送维护预测和/或建议操作，第一控制装置(ST1)以信号传输方式连接或能够连接到外部传感器(EST1)。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器盖，其特征在于，盖壳体(11)具有至少一个显示装置(14)，以显示维护预测和/或建议操作。
7.根据权利要求6所述的过滤器盖，其特征在于，显示装置(14)是LED显示装置(19)。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器盖，其特征在于，第二控制装置(ST2)配置为接收维护预测和/或建议操作，并将维护预测和/或建议操作传输给显示装置(14)用于显示。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器盖，其特征在于，两个控制装置(ST1，ST2)以信号传输方式彼此双向连接。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器盖，其特征在于，第二控制装置(ST2)以信号传输方式连接到显示装置(14)。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器盖，其特征在于，两个控制装置(ST1，ST2)布置在盖壳体(11)内和/或盖壳体(11)上。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器盖，其特征在于，数据存储器(DS2)布置在盖壳体(11)内和/或盖壳体(11)上。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器盖，其特征在于，数据存储器(DS1)是外部元件的一部分，所述外部元件结构上与过滤器盖(10)分离，其中数据只能够从数据存储器(DS1)中读取一次。
14.根据权利要求1或3中任一项所述的过滤器盖，其特征在于，数据存储器(DS2)是过滤元件(13)的一部分，其中数据能够写入数据存储器(DS2)和/或能够从数据存储器(DS2)中读取数据。
15.根据权利要求14所述的过滤器盖，其特征在于，所述数据是运行数据。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器盖，其特征在于，储存在数据存储器(DS1，DS2)中的数据包括至少一个测量值时间序列、和/或识别数据、和/或运行数据，用于识别和/或计算过滤元件(13)的剩余使用寿命。
17.根据权利要求16所述的过滤器盖，其特征在于，所述识别数据是过滤器元件的特定数据。
18.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器盖，其特征在于，数据存储器(DS1，DS2)由RFID标签形成。
19.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器盖，其特征在于，设置至少一个传输单元(SEE1)，第一控制装置(ST1)通过所述传输单元(SEE1)和外部控制器(EST1)进行无线通信。
20.根据权利要求19所述的过滤器盖，其特征在于，传输单元(SEE1)是无线电模块。
21.根据权利要求19所述的过滤器盖，其特征在于，传输单元(SEE1)配置为连接到至少一个外部传感器(ES1)上，从而将外部传感器(ES1)的传感器信号传输至第一控制装置(ST1)以进一步处理和/或将外部传感器(ES1)的传感器信号传输至外部控制器(EST1)以进一步处理。
22.根据权利要求21所述的过滤器盖，其特征在于，外部传感器(ES1)是无线电传感器。
23.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器盖，其特征在于，至少一个传感器(S1)布置在盖壳体(11)内。
24.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器盖，其特征在于，至少一个传感器(S1)以信号传输方式连接到第二控制装置(ST2)以传输传感器数据。
25.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器盖，其特征在于，至少一个传感器(S1)配置为检测过滤元件(13)处的流体的至少一个测量变量，并且将所述流体的至少一个测量变量传输至第二控制装置(ST2)以进行进一步处理。
26.根据权利要求25所述的过滤器盖，其特征在于，所述测量变量为温度和/或压力。
27.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器盖，其特征在于，至少一个传感器(S1)由温度传感器或压力传感器构成。
28.根据权利要求27所述的过滤器盖，其特征在于，所述压力传感器是动态压力传感器或压差传感器。
29.一种过滤装置(20)，其包括根据权利要求1所述的过滤器盖(10)、至少一个过滤元件(13)和过滤器壳体(12)，所述过滤器壳体(12)具有用于流体的至少一个入口(16)和至少一个出口(17)，其特征在于，过滤器盖(10)能够拆卸地连接到过滤器壳体(12)，过滤元件(13)能够更换地布置在过滤器壳体(12)。
30.根据权利要求29所述的过滤装置，其特征在于，过滤元件(13)具有至少一个数据存储器(DS2)，所述数据存储器(DS2)以信号传输方式无线地连接到过滤器盖(10)的第一控制装置(ST1)，以写入数据和/或读取数据。
31.根据权利要求29或30所述的过滤装置，其特征在于，过滤器盖(10)的至少一个传感器(S1)连接到流体腔(18)，使得传感器(S1)检测流体的状况。
32.根据权利要求31所述的过滤装置，其特征在于，所述状况是温度和/或压力。
33.一种过滤系统，其包括根据权利要求1所述的过滤器盖(10)和/或根据权利要求29所述的过滤装置(20)、外部控制器(EST1)和至少一个外部传感器(ES1)，其特征在于，过滤器盖(10)以信号传输方式连接或能够连接到外部控制器(EST1)用于数据传输。
34.根据权利要求33所述的过滤系统，其特征在于，外部控制器(EST1)以信号传输方式连接到外部显示装置，以显示过滤元件(13)的维护预测和/或建议操作。
35.根据权利要求33或34所述的过滤系统，其特征在于，设置外部数据存储器(DS1)，过滤元件的特定数据能够通过过滤器盖(10)从外部数据存储器(DS1)中读取。
36.根据权利要求33或34所述的过滤系统，其特征在于，外部传感器(ES1)以信号传输方式无线地连接到过滤器盖(10)，以传输传感器信号。
37.一种计算过滤元件(13)的剩余使用寿命的方法，其中过滤装置(20)包括过滤器盖(10)、至少一个过滤元件(13)和过滤器壳体(12)，所述过滤器壳体(12)具有用于流体的至少一个入口(16)和至少一个出口(17)，其特征在于，过滤器盖(10)包括至少两个控制装置(ST1，ST2)，其中第一控制装置(ST1)从至少一个数据存储器中读取并处理数据，其中第二控制装置(ST2)从至少一个传感器(S1)中接收传感器信号，将所接收的传感器信号处理成测量值，然后将测量值传输至第一控制装置(ST1)以进一步处理，其中第一控制装置(ST1)：
-基于测量值和从数据存储器(DS1，DS2)中读取的数据计算过滤元件(13)的剩余使用寿命；
-基于过滤元件(13)的剩余使用寿命创建过滤元件(13)的维护预测和/或建议操作；以及
-发送用于输出的维护预测和/或建议操作至第二控制装置(ST2)和/或至少一个外部控制器(EST1)。
38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，所述外部控制器(EST1)是机器控制器。
39.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，设置至少一个计时器，通过该计时器将测量时间指定给各个测量值和/或至少一个传感器的各个传感器信号，以创建时间依赖的测量值序列。
40.根据权利要求37-39中任一项所述的方法，其特征在于，第一控制装置(ST1)和/或第二控制装置(ST2)创建时间依赖的测量值序列，用于基于测量值或至少一个传感器(S1)的传感器信号来计算过滤元件(13)的剩余使用寿命。
41.根据权利要求37到39中任一项所述的方法，其特征在于，第二控制装置(ST2)和/或外部控制器(EST1)各自连接到至少一个显示装置，以显示维护预测和/或建议操作。
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