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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtrationsvorrichtung, insbesondere zur Anordnung in einem Fahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Filterelement und ein Verfahren zum Austausch von Filterelementen in der Filtrationsvorrichtung.
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Stand der Technik
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Der Einsatz von RFID-Systemen zur Positionierung und/oder Identifikation von Filterelementen in einer Filtrationsvorrichtung eines Fahrzeugs ist derzeit auf bestimmte bauliche Voraussetzungen begrenzt. Einerseits sollte das Material des Gehäuses nicht aus Metall bestehen, um keine Abschirmeffekte zu erhalten. Andererseits können Abschirmeffekte auch durch Kunststoffgehäuse mit höheren Wandstärken, speziellen metallhaltigen Lacken oder dergleichen hervorgerufen werden.
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Zugleich werden allerdings im Fahrzeugbau auch Filtrationsvorrichtungen mit Gehäusen benötigt, welche über eine gewisse Druckstabilität verfügen.
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Zur herstellerspezifischen Codierung der Filterelemente werden daher meist mechanische Maßnahmen, z. B. Ausnehmungen und Vorsprünge, Schlitzungen und dergleichen ergriffen, um einen Formenschluss zwischen dem Gehäuse der Filtrationsvorrichtung und dem Filterelement herbeizuführen. Diese Art der Codierung lässt sich jedoch vergleichsweise einfach kopieren, so dass ein alternativer oder zusätzlicher Kopierschutz wünschenswert ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausgehend von dieser Vorbetrachtung ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bessere Positionserkennung und/oder Identifikation von Filterelementen in einer Filtrationsvorrichtung zu ermöglichen.
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Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe mit einer Filtrationsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Eine erfindungsgemäße Filtrationsvorrichtung kann vorzugsweise zur Anordnung in einem Fahrzeug geeignet sein.
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Die Filtrationsvorrichtung umfasst ein Gehäuse mit einem Gehäuseinnenraum, welches für ein darin anordenbares Filterelement zur Filtration eines zu filternden Fluids vorgesehen ist. In diesen Gehäuseinnenraum wird das zu reinigende Fluid geleitet. Typischerweise kann das Gehäuse einen Zuleitungsstutzen zur Zuleitung eines zu filternden Fluids in den Gehäuseinnenraum und einen Ableitungsstutzen zur Ableitung des gereinigten Fluids aus dem Gehäuseinnenraum aufweisen.
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Vorzugsweise umfasst das Gehäuse zumindest zwei voneinander mechanisch lösbare Gehäuseteile, meist einen Gehäusedeckel und ein Gehäuseunterteil, welches auch als Gehäusetopf bezeichnet wird.
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Die Filtrationsvorrichtung weist zudem ein Lesegerät mit einem Lesekopf zur Anregung eines Transponders des Filterelements und/oder zur Detektion eines Transpondersignals des Transponders des Filterelements auf. Der Lesekopf kann während der bestimmungsgemäßen Filtration in Kontakt mit dem zu reinigenden Fluid stehen.
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Das Gehäuse der Filtrationsvorrichtung kann in Abgrenzung zu einem Gehäuse des Lesegeräts, dem Gerätegehäuse, auch als Filtergehäuse bezeichnet werden.
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Ein Transponder ist ein Funk-Kommunikationsgerät, das eingehende Signale aufnimmt und beantwortet. Typischerweise wird dabei der Transponder durch ein vom Lesegerät abgegebenes Signal angeregt, wodurch das Aussenden eines Sendesignals initiiert wird. Dieses Sendesignal kann durch das Lesegerät decodiert werden.
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Im Fall eines RFID-Systems erfolgt die Anregung durch magnetische Wechselfelder oder durch hochfrequente Radiowellen.
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Der fluidkontaktierbare Lesekopf ist erfindungsgemäß zumindest teilweise in dem Gehäuseinnenraum der Filtrationsvorrichtung angeordnet und kontaktiert in einer Benutzungsanordnung das zu reinigende Fluid bzw. das gereinigte Fluid direkt; dies hängt davon ab, ob der Lesekopf auf der Rein- oder der Rohseite angeordnet ist.
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Typischerweise weist ein RFID-Transponder eine Transponderantenne, einen Transceiver, z. B. als analogen Schaltkreis, für das Senden und das Empfangen von Daten, einen digitalen Schaltkreis, insbesondere in der Ausgestaltung als Mikrocontroller, und einen Permanentspeicher auf.
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Auf dem Permanentspeicher können in einer Ausführungsvariante der Erfindung ein oder mehrere Datensätze abgelegt sein, welche beim Aussenden eines Sendesignals durch den Transponder an das Lesegerät als Informationen übermittelt werden. Die Datensätze können beispielsweise den Filtertyp des Filterelements, den Produktionsslot, die Fertigungsnummer oder dergleichen umfassen.
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In einer einfacheren Variante der Erfindung kann auch die Positionsbestimmung anhand der Signalstärke des Sendesignals erfolgen, ohne dass ein zusätzlicher Datentransfer erfolgt.
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Der Fachmann unterscheidet zwischen aktiven Transpondern mit eigener Energieversorgung und passiven Transpondern ohne eigene Energieversorgung. Bei letzterer Variante ist allerdings der Abstand zum Lesegerät stark begrenzt.
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Bevorzugt für die vorgenannte Anwendung in einem Filterelement ist ein passiver Transponder.
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Der Lesekopf des Lesegerätes ist in dem Gehäuseinnenraum der Filtrationsvorrichtung angeordnet. Dadurch kann das Sendesignal des Transponders unabhängig von der Art des Gehäusematerials sowie der Wandstärke des Gehäuses und, insbesondere auch im Fall der Verwendung von passiven Transpondern, ohne Batterie auf das Lesegerät übertragen werden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das Lesegerät ist bevorzugt Teil eines RFID-Systems. Typischerweise bestehen derartige Systeme aus einem Lesegerät und einem RFID-Transponder. Die erfindungsgemäße Filtrationsvorrichtung verfügt dabei über ein entsprechendes Lesegerät.
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Bevorzugt und vorteilhaft ist das Lesegerät an oder in einer Gehäusewandung des Gehäuses angeordnet, wobei der Lesekopf ausgehend von dieser Gehäusewandung in den Gehäuseinnenraum ragt.
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Während der Lesekopf vergleichsweise temperaturunempfindlich ist und daher sehr nahe an den Transponder bzw. das Filterelement herangeführt werden kann, können für die Auswerteelektronik, umfassend zumindest eine Recheneinheit und einen Datenspeicher, besondere Maßnahmen zu deren Schutz ergriffen werden.
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So ist es besonders von Vorteil, wenn das Lesegerät eine Auswerteelektronik aufweist, welche im Bereich der Gehäusewandung und/oder außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Auswerteelektronik des Lesegeräts thermisch isoliert bis zu Temperaturen von zumindest 80 °C, vorzugsweise zumindest 100 °C, in einem Gehäuseabschnitt des Lesegeräts angeordnet sein. Beispielsweise sind entsprechende wärmeisolierende und ggf. elektrostatisch ableitfähige Schaummaterialien zur Vermeidung von Temperaturspitzen auf Elektronikbauteile an sich bekannt.
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Zusätzlich können das Gehäuse und das Filterelement jeweils zumindest ein Segment oder mehrere Segmente zur mechanischen herstellerspezifischen Codierung aufweisen. Diese Segmente können vorzugsweise unter zumindest bereichsweisem Formenschluss nach einem Schlüssel-Schloss-Prinzip miteinander verbunden werden, das insbesondere in Form von korrespondierenden Vorsprüngen und/oder Aussparungen ausgebildet ist.
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Die mechanische herstellerspezifische Codierung zwischen dem Filterelement und dem Gehäuse der Filtrationsvorrichtung kann insbesondere durch den Lesekopf erfolgen, welcher in eine Filterfalte und/oder in das Filtermaterial des Filterelements hineinragt.
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Vorteilhaft kann das Gehäuse ein Metallgehäuse sein, welches dadurch besonders druckfest ausgebildet werden kann.
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Das Lesegerät kann vorteilhaft an einem Gehäusedeckel und/oder in einem Bodenbereich eines Gehäuseunterteils des Gehäuses angeordnet sein, so dass der Lesekopf relativ nahe an eine Endscheibe oder eine Dichtleiste des Filterelements heranführbar ist.
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Die Filtrationsvorrichtung kann vorteilhaft im Gehäuseinnenraum das Filterelement aufweisen, so dass in dieser Variante das Filterelement Teil der Filtrationsvorrichtung ist.
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Das Filterelement weist den Transponder auf. Dieser Transponder, insbesondere der Permanentspeicher des Transponders, kann einen Code, z. B. als Datensatz, aufweisen, welcher durch das Transpondersignal an den Lesekopf übertragbar ist. Die Begriffe „Sendesignal“ und „Transpondersignal“ werden im Rahmen der vorliegenden Anmeldung synonym verwandt.
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Der Code kann Informationen zur Identifikation des Filterelements und/oder der Art des Filterelements, insbesondere des Herstellers des Filterelements, des Typs des Filterelements und/oder der Produktionsnummer des Filterelements, aufweisen, so dass eine Identifizierung des Filterelements durch das Lesegerät der Filtrationsvorrichtung möglich ist.
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Die Filtrationsvorrichtung kann vorteilhaft eine Auswerteeinheit aufweisen. Dabei kann es sich um die vorgenannte Auswerteelektronik des Lesegerätes handeln oder um eine abgesetzte Auswerteeinheit zusätzlich zu dem Lesegerät, welche jedoch über eine Signalleitung mit dem Lesegerät verbunden ist. Die Auswerteeinheit ist vorzugsweise ausgebildet zur Positionsbestimmung des Filterelements im Gehäuse der Filtrationsvorrichtung und/oder zur Identifikation des verwendeten Filterelements oder der Art des Filterelements.
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Eine erste erfindungsgemäße Variante eines Filterelements umfasst ein Filtermedium und zwei Endscheiben, wobei das Filtermedium zwischen den Endscheiben angeordnet ist. Ein Transponder ist dabei erfindungsgemäß teilweise oder vollständig in oder an der Endscheibe angeordnet.
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In einer zweiten erfindungsgemäßen Variante eines Filterelements umfasst das Filterelement ein Filtermedium und eine am Filtermedium festgelegte Dichtleiste zur Anordnung des Filterelements zwischen zwei Gehäuseteilen einer Filtrationsvorrichtung, wobei ein Transponder teilweise oder vollständig in oder an der Dichtleiste angeordnet ist.
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Bei einer teilweisen Anordnung in oder an der Endscheibe oder der Dichtleiste kann es sich vorteilhaft um eine Transponderantenne des Transponders handeln.
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Die oftmals filigran gearbeiteten Teile des Transponders, insbesondere die Transponderantenne, werden dabei zusätzlich mechanisch durch das meist robuste und verglichen mit dem Filtermedium meist weniger biegsame Material der Dichtleiste oder der Endscheibe stabilisiert.
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Die Transponderantenne kann dabei vorteilhaft im Material der Endscheibe oder der Dichtleiste eingebettet sein.
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Weiterhin kann zur besseren Signalübertragung zwischen Lesekopf und Transponder in die Endscheibe und/oder die Dichtleiste eine Ausnehmung zur Durchführung eines Lesekopfes eines RFID-Lesegerätes angeordnet sein. Dadurch kann der Lesekopf sehr nahe an bzw. sogar durch die Dichtleiste oder die Endscheibe geführt werden. Ein Verrutschen des Lesekopfes, was zu einem Abriss des Signals führen kann, wird zudem durch diese Positionsvorgabe erschwert.
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Zudem kann die Ausnehmung auch als zusätzliche mechanische Positionier- und/oder Codierungshilfe genutzt werden.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Austausch eines Filterelements in einer erfindungsgemäßen Filtrationsvorrichtung kann gemäß den folgenden Schritten erfolgen:
- A) Freigabe des Gehäuseinnenraumes durch Öffnen des Gehäuses;
- B) Austausch eines ersten im Gehäuseinnenraum befindlichen Filterelements gegen ein zweites Filterelement mit einem Transponder,
- C) Auslesen der Transponderdaten des zweiten Filterelements durch den Lesekopf, wobei der Transponder einen Code aufweist, welcher durch das Transpondersignal an den Lesekopf übertragen wird, wobei der Code Informationen zur Identifikation des Filterelements, der Art des Filterelements, insbesondere des Herstellers des Filterelements, des Typs des Filterelements und/oder der Produktionsnummer des Filterelements, umfasst; und
- D) Auswertung der Informationen, insbesondere durch Datenabgleich mit in einer Auswerteeinheit hinterlegten Datensätzen, und Ausgabe von Informationen zur Identifikation, der Art oder des Typs des zweiten Filterelements, insbesondere in Form eines akustischen oder optischen Signals.
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Der Vergleich der ausgelesenen Informationen und der auf der Auswerteeinheit hinterlegten Datensätze kann durch einen Ist-/Sollwertabgleich erfolgen, so dass die Erkennung erfolgt, ob das Filterelement z. B. geeignet ist für die Anwendung. Ist dies nicht der Fall, so kann ein Alarmsignal ausgegeben werden oder eine Beschreibung der ausgelesenen Informationen des Filterelements erfolgen.
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Vorteilhaft kann das Auslesen einmalig unmittelbar nach dem Austausch des Filterelements erfolgen. Ein Dauerbetrieb zur Abfrage der Transponderdaten ist nicht notwendig. Unter Transponderdaten werden insbesondere auch der vorgenannte Code und die damit verbundenen Informationen verstanden.
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Figurenliste
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und unter Zuhilfenahme der beiliegenden Figuren näher erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Einzelne Merkmale der Ausführungsbeispiele können für sich genommen erfindungsgemäß sein und auch in anderen Ausführungsvarianten realisiert werden. Es zeigen:
- 1 Perspektivansicht eines Gehäuseteils einer ersten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Filtrationsvorrichtung;
- 2 Perspektivansicht der Filtrationsvorrichtung mit dem Gehäuseteil der 1;
- 3 Perspektivansicht eines Filterelements der Filtrationsvorrichtung der 1;
- 4 Detailansicht eines Bereichs des Filterelements der Filtrationsvorrichtung der 1;
- 5 Schnittansicht einer zweiten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Filtrationsvorrichtung;
- 5a schematische Ansicht eines Lesegeräts; und
- 6a-6c Varianten von Endscheiben von Filterelementen zum Einsatz in der erfindungsgemäßen Filtrationsvorrichtung der 5.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In 1 ist eine Filtrationsvorrichtung 1 dargestellt, welche als Luftfilter für eine Brennkraftmaschine verwendet werden kann. Die Filtrationsvorrichtung 1 kann ein nicht dargestelltes erstes, äußeres Filterelement, als Hauptfilterelement, und ein ebenfalls nicht dargestelltes zweites, inneres Filterelement, als Sekundärfilterelement, aufweisen. Das innere Filterelement kann innerhalb des äußeren Filterelements angeordnet sein. Die Filterelemente sind in einem Gehäuse 2 angeordnet, das zwei mechanisch verbindbare Gehäuseteile 4 und 5, hier in Form eines Gehäuseunterteils und eines Gehäusedeckels, umfasst.
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Der Gehäusedeckel weist eine Ausnehmung 14 zur Aufnahme eines Zuleitungsstutzens für das zu reinigende Fluid auf und das Gehäuseunterteil weist einen Ableitungsstutzen 7 für die Ableitung des gereinigten Fluids auf.
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Eines der beiden Gehäuseteile 4 oder 5, vorzugsweise der Gehäusedeckel, weist ein Lesegerät 6 auf und zumindest eines der beiden Filterelemente weist einen Transponder 3 auf.
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Das Lesegerät 6 und der Transponder 3 sind derart eingerichtet, dass das Lesegerät den Transponder detektiert und damit eine Codierung erfolgt.
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Die Gesamtheit von Lesegerät 6 und Transponder 3 bildet vorzugsweise ein sogenanntes RFID-System.
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Der Transponder 3 umfasst einen Code. In einer einfachen Ausführungsvariante dient das Zusammenspiel aus Transponder und Lesegerät der Erkennung, ob ein herstellerspezifisches Filterelement im Gehäuse 2 vorliegt.
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In einer erweiterten Ausführungsvariante ermöglicht die Signalstärke des durch den Transponder 3 übermittelten Signals eine verbesserte Positionierung des oder der Filterelemente im Gehäuse 2, beispielsweise bei einem Austausch des oder der Filterelemente im Rahmen von Wartungsarbeiten. Hierfür kann das Lesegerät mit einer Auswerteeinheit 60 oder einer Auswerteelektronik verbunden sein. Die Auswerteeinheit 60 weist eine Recheneinheit und eine Speichereinheit auf, wobei auf der Speichereinheit ein Datensatz mit einem Sollwert für eine minimale Signalstärke hinterlegt ist. Wird dieser Sollwert überschritten, so sind der Transponder 3 und das Lesegerät 6 derart nahe, dass von einer optimalen Position des Filterelements oder der Filterelemente im Gehäuse 2 ausgegangen werden kann.
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In einer weiter bevorzugten Ausführungsvariante kann der Code des Transponders 3, welcher als Signal an das Lesegerät 6 übermittelt wird, Informationen zur Art des Filterelements umfassen. Je nachdem, welche Filterqualität verlangt wird, kann das Lesegerät anzeigen, ob das richtige Filterelement für den konkreten Anwendungszweck vorliegt oder ob ein ungeeignetes Filterelement vorliegt.
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Derartige Informationen zur Art des Filterelements sind insbesondere der Filtertyp, der Produktionsslot und/oder die Fertigungsnummer. Sie erlauben zudem eine Aussage, ob das Filterelement ein Originalhersteller-Filterelement ist oder eine Kopie. Derartige Aussagen sind insbesondere auch aus Produktgewährleistungssicht durchaus wichtige Informationen für einen Filterhersteller, dessen Vertriebspartner und Kunden.
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Um eine bessere Signalübertragung für alle bevorzugten Ausführungsvarianten zu erreichen, weist das Lesegerät 6 einen Lesekopf 9 zur Anregung eines Transponders und/oder zur Detektion eines Transpondersignals auf, welcher in den Gehäuseinnenraum 8 des Gehäuses 2 hineinragt.
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Weiterhin kann das Lesegerät 6 eine Auswerteelektronik aufweisen, welche optional thermisch isoliert in einem Elektronik-Bauraum innerhalb des Gehäuses 2 oder alternativ außerhalb des Gehäuses 2 angeordnet ist.
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Vorzugsweise sind zumindest der Lesekopf 9 und insbesondere das gesamte Lesegerät für Einsatztemperaturen von mehr als 80 °C ausgelegt.
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Die Filterelemente sind überwiegend aus einem oder mehreren Filtermedien gefertigt. Die Filterelemente weisen zudem eine Dichtleiste 11 auf, welche vorzugsweise umlaufend an der Schnittstelle 12 zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordnet ist. Die Dichtleiste 11 kann eine Antenne 21 des Transponders 3 aufweisen, welche beispielsweise im Dichtmaterial der Dichtleiste eingearbeitet ist.
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Im konkreten Fall der 1 ist der Lesekopf 9 an einem schwertartigen Vorsprung 16 angeordnet, wobei der Lesekopf 9 in Richtung des Gehäuseunterteils aus der Verschlussebene A des Gehäusedeckels hervorsteht, so dass er in eine in der Dichtleiste 11 des Filterelements 70 vorgesehene schlitzförmige Ausnehmung 17 eintaucht.
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Ein Transponder 3, vorzugsweise jedoch zumindest die Transponderantenne 21, ist vorteilhaft im Bereich dieser Ausnehmung 17 auf der Dichtleiste vorgesehen, so dass die Transponderantenne und der Lesekopf 9 möglichst nahe aneinander gebracht werden können.
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Der Lesekopf 9 ist durch ein Signalkabel 18 mit einer vom Gehäuse 2 abgesetzten Auswerteelektronik, in diesem Fall eine Auswerteeinheit 60, verbunden.
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Schlitzförmige Ausnehmungen 17', 17" können an mehreren Stellen der Dichtleiste 11, z. B. an gegenüberliegenden Seiten der Dichtleiste 11, ausgebildet sein, um dadurch zusätzlich zur RFID-Codierung auch eine mechanische Codierung zu erreichen.
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Es kann an mehreren, vorzugsweise jeder dieser schlitzförmigen Ausnehmungen 17', 17" eine Transponderantenne 21, 21' eines Transponders 3 angeordnet sein, wie dies in 3 angedeutet ist, um eine Unabhängigkeit der Orientierung beim Einsetzen des Filterelements 70 in den Gehäuseinnenraum 8 zu erreichen. Es ist allerdings auch ausreichend, wenn, wie in 2 gezeigt, lediglich eine Ausnehmung 17 mit der Transponderantenne 21 ausgestattet ist.
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Es kann von Vorteil sein, die Ausdehnung der Transponderantenne zu begrenzen, um einen Abriss zu vermeiden. Daher können auch an jeder Ausnehmung 17', 17" sowohl eine Transponderantenne 21 als auch ein Transponder 3 angeordnet sein.
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Wie in 3 und 4 erkennbar, ist das Filtermedium 63 des Filterelements 70 durch einen äußeren Gitterkorb 62 aus starrem Material, z. B. Kunststoff, eingefasst. Dieser Gitterkorb weist im Bereich der Ausnehmung 17 der Dichtleiste 11 eine Führungskerbe 61 auf, in welche der Lesekopf 9 des Lesegeräts 6 einführbar ist. Dies ist in 4 dargestellt. Somit kann der Transponder 3, insbesondere die Transponderantenne, auch innerhalb dieser in der Dichtleiste angeordneten Führungskerbe 61, z. B. entlang der Wände dieser Führungskerbe 61, angeordnet sein.
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Die Führungskerbe 61 kann sich bis in eine Falte des Filtermediums 63 des Filterelements 70 erstrecken. Diese Falte wird je nach Ausgestaltung durch die Führungskerbe gegenüber den benachbarten Falten etwas aufgeweitet.
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Somit ist es möglich, dass durch die Einführung des schwertartigen Vorsprungs 16 in die Führungskerbe 61 der schlitzförmigen Ausnehmung 17 sowohl eine mechanische herstellerspezifische Codierung zwischen dem Filterelement 70 und dem Gehäuse 2 der Filtrationsvorrichtung 1 als auch eine Signalübertragung zwischen dem Transponder 3 und dem Lesegerät 6 in demselben Bereich erfolgt.
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Somit erfolgt die Signalübertragung des RFID-Systems im Medium, z. B. in einem heißen Luftstrom.
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Weiterhin ermöglicht das RFID-System eine Positionierung einer Naht des Filterelements oder der Filterelemente. Diese wird bei einer balgartigen Ausbildung des Filtermediums eines Filterelements auch als Balgnaht bezeichnet.
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Zusätzlich kann das Lesegerät 6 weitere Sensorelemente zur Bestimmung des Mediumzustands und/oder der Mediumzusammensetzung, insbesondere Sensoren zur Bestimmung der Temperatur und des Druckes, aufweisen. Entsprechende Sensorelemente können als MEMS-Bauteile gefertigt und eingesetzt werden und ermöglichen eine Prozessüberwachung und eine Prozesskontrolle zur Überwachung der Verblockung des Filtermediums.
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Der Lesekopf 9 kann in einer Ausnehmung des Filterelements oder in einer Filterfalte des Filterelements angeordnet sein, um die Distanz zum Filterelement möglichst zu minimieren.
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Durch die Anordnung des Lesekopfes 9 im Gehäuseinnenraum 8 der Filtrationsvorrichtung 1 können das Material und die Wandstärke des Gehäuses 2 beliebig gewählt werden. Abschirmeffekte spielen dabei keine Rolle.
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Während das Lesegerät 6 im Austauschfall im Gehäuse 2 verbleibt, wird das Filterelement mit dem Transponder 6 ausgetauscht. Das Lesegerät 6 kann daher als ein sogenanntes Lebensdauerbauteil für die Lebensdauer der Filtrationsvorrichtung 1 ausgebildet sein, während der Transponder 3 Bestandteil eines im Fahrzeugbau üblichen Austauschteils, nämlich dem Filterelement, ist.
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Zusätzlich zur RFID-Codierung weist die in 1 und 2 dargestellte Ausführungsvariante eine zusätzliche mechanische Codierung in Form eines schwertartigen Vorsprungs 16 am Gehäusedeckel und einer Ausnehmung 17 in Form eines Schlitzes in der Dichtleiste 11 des Filterelements auf, durch den der Vorsprung 16 bei der Festlegung des Gehäusedeckels durchgeführt wird.
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5 zeigt eine Filtrationsvorrichtung 20, umfassend ein Gehäuse 22, welches einen, im Fall der 5 zylindrischen, Gehäuseinnenraum 28 definiert. Im Gehäuseinnenraum 28 ist ein austauschbares Filterelement 30 angeordnet.
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Das Filterelement 30 weist ein zickzackförmig gefaltetes Filtermedium 31 auf, welches konzentrisch um die Mittelachse 12 angeordnet ist. In der Mitte des Filterelements 30 ist ein zylindrisches gitterartiges Stützrohr 32 angeordnet.
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Das Filtermedium wird an seinen Stirnseiten durch eine erste Endscheibe 33 und eine zweite Endscheibe 34 begrenzt. Die Endscheiben sorgen für einen dichten Abschluss und können mit dem Filtermedium 31 verklebt oder, bei thermoplastischen Materialien der Endscheiben und des Filtermediums, durch einen Schweißvorgang mit dem Filtermedium 31 verbunden sein.
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Die Endscheiben können jeweils einen äußeren Flansch 35 aufweisen zur konzentrischen Positionierung des Filtermediums 31.
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Das Gehäuse 22 der Filtrationsvorrichtung weist auch in diesem Fall zwei Gehäuseteile 24 und 25 auf, in Form eines Gehäusedeckels und eines Gehäuseunterteils. Das Gehäuseunterteil weist einen Aufsteckstutzen 27 für die Ableitung des gereinigten Fluids auf. Auf diesen ist das Filterelement 30 aufgesteckt. Der Aufsteckstutzen 27 kann das Stützrohr 32 einseitig axial abstützen.
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Im Gehäusedeckel ist ein Stutzen 26 zur axialen Abstützung des Stützrohres 32 auf einer zweiten Seite angeordnet. Der Stutzen 26 ist in diesem Fall als gesonderter Formkörper ausgebildet. Der Gehäusedeckel weist dabei eine Aufnahme 23 für die Festlegung, insbesondere zur kraftschlüssigen Verbindung des Gehäusedeckels mit dem Stutzen 26, auf. Das Gehäuse 22 weist zudem eine Einleitöffnung zur Einleitung des zu reinigenden Fluids auf, welche im vorliegenden Fall verdeckt ist.
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Der Gehäusedeckel und das Gehäuseunterteil 24 und 25 sind durch eine lösbare Verbindung, z. B. durch eine Schraubverbindung, miteinander verbunden. Durch Lösen der Schraubverbindung ist der Gehäuseinnenraum 28 zugänglich und das Filterelement 30 ist, insbesondere durch axiale Entnahme, austauschbar.
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Das Gehäuseunterteil weist ein Bodensegment 29 auf, aus welchem der Aufsteckstutzen 27 in den Gehäuseinnenraum 28 hervorsteht bzw. hineinragt.
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In der Gehäusewandung, insbesondere am Bodensegment des Gehäuseunterteils, ist ein Lesegerät 36 angeordnet. Analog zur vorhergehenden Ausführungsvariante ist das Lesegerät 36 vorzugsweise Bestandteil eines RFID-Systems. Das RFID-System umfasst zudem einen Transponder 43, welcher durch das RFID-System zum Aussenden eines Transpondersignals angeregt wird. Dieses Transpondersignal wird sodann durch das Lesegerät 36 empfangen.
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Ein Lesegerät 36, welches für die hierin beschriebenen Ausführungsvarianten eingesetzt werden kann, ist schematisch in 5a dargestellt. Es umfasst einen Lesekopf 37, z. B. als Radiowellensender und -empfänger. Der Lesekopf 37 umfasst einen ersten Gehäuseabschnitt 48 und ein darin angeordnetes Sende-/Empfangsmodul 49, z. B. eine analoge Schaltung.
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Zusätzlich ist eine Auswerteelektronik 45 vorgesehen, welche in einem zweiten Gehäuseabschnitt 44 des Lesegerätes angeordnet ist. Der durch den zweiten Gehäuseabschnitt 44 definierte Elektronikbauraum, in welchem die Auswerteelektronik 45 angeordnet ist, kann zur besseren thermischen Isolation räumlich vom Bauraum, welcher durch den ersten Gehäuseabschnitt 48 definiert wird, getrennt sein.
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Der zweite Gehäuseabschnitt 44 kann insbesondere außerhalb des Gehäuses der Filtrationsvorrichtung 20 angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann auch eine sogenannte abgesetzte Auswerteeinheit 46 zusätzlich zu dem Lesegerät als Teil der Filtrationsvorrichtung 20 vorgesehen sein, wie dies in 3 angedeutet ist. Diese ist beispielsweise über eine Signalleitung 50 mit dem Lesegerät verbunden. Die Auswerteeinheit 46 ist gegenüber der Position des Lesekopfes 37 im Gehäuseinnenraum 28 thermisch entkoppelt.
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Analog zu den vorgenannten Ausführungsvarianten kann der Umfang der vom Transponder übermittelten Informationen variieren, so dass lediglich ein Positionsangabe oder aber auch eine Identifikation des Filterelements 30, z. B. nach dem Hersteller und der Art des Filterelements, möglich ist.
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Analog zur vorhergehenden Ausführungsvariante weist das Lesegerät einen Lesekopf 37 zur Anregung eines Transponders und zur Detektion eines Transpondersignals auf.
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Das Lesegerät, zumindest der Lesekopf 37, ist im Gehäuseinnenraum 28 angeordnet. Dabei kann das Lesegerät teilweise an oder in der Gehäusewand des Gehäuses 22 festgelegt sein, so dass der Lesekopf von der Gehäusewand in den Gehäuseinnenraum 28 hineinragt.
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Der Transponder, zumindest jedoch eine Antenne des Transponders, ist vorzugsweise in der Endscheibe angeordnet, beispielsweise in einem Kunststoffmaterial einer der beiden Endscheiben 33, 34 eingebettet, z. B. eingegossen.
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Der Lesekopf 37 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass er in einen Zwischenraum des Filterelements 30, z. B. in eine Filterfalte, hineinragt.
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Hierfür kann die Endscheibe eine Aussparung zur Durchführung des Lesekopfes 37 durch die Endscheibe 33, 34 aufweisen. Eine Aussparung 40, 41 in der Endscheibe ist beispielsweise in 6b und 6c dargestellt. Dadurch kann der Lesekopf besonders nahe an den Transponder 43, insbesondere an die Transponderantenne, herangeführt werden, so dass eine gute Signalübertragung gewährleistet wird.
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6a-6c stellen unterschiedliche Varianten einer Endscheibe 33', 33", 33"' zur Anordnung in einem Filterelement 30 aus 5 dar.
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Während 6a eine geschlossene Endscheibe mit einer daran oder darin angeordneten Transponderantenne 47 des Transponders 43 zeigt, weist 6b eine Bohrung als Aussparung 40 auf und 6c eine ringsegmentförmige Aussparung 41.
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Somit ist es möglich, dass durch die Ausnehmungen und die Einführung des Lesekopfes sowohl eine mechanische herstellerspezifische Codierung zwischen dem Filterelement 30 und dem Gehäuse 22 der Filtrationsvorrichtung 20 als auch eine Signalübertragung zwischen dem Transponder 43 und dem Lesegerät 36 in demselben Bereich erfolgt.
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Alternativ zu der Transponderantenne 47 in der Endscheibe kann auch eine stabförmige Antenne schräg oder parallel zum Stützrohr als Transponderantenne vorgesehen sein. Diese kann in einer Falte des Filtermediums angeordnet sein und beispielsweise auf dem Filtermedium aufgebracht sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013002057 B4 [0048]
- DE 102016004315 A1 [0048]
