DE202015001147U1

DE202015001147U1 - Filtersystem mit einer Steuereinrichtung und Steuereinrichtung zur Verarbeitung eines Zustandssignals eines Filtersystems

Info

Publication number: DE202015001147U1
Application number: DE201520001147
Authority: DE
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2014-06-02
Filing date: 2015-02-16
Publication date: 2015-03-19
Anticipated expiration: 2025-02-17

Abstract

Filtersystem (10) mit einer Steuereinrichtung (100), einem Filter (102) zur Aufnahme eines oder mehrerer Filterelemente (104, 106, 108), wobei zumindest ein Filterelement (104) dazu eingerichtet ist, ein Kennungssignal (110) auszusenden, wobei der Filter (102) einen Sensor (112) zur Erfassung eines Betriebszustands des Filters (102) aufweist, wobei der Sensor (112) dazu eingerichtet ist, ein dem Betriebszustand des Filters (102) entsprechendes Zustandssignal (114) zu erzeugen und an die Steuereinrichtung (100) zu senden, einem Empfänger (116) zum Empfangen des Kennungssignals (110) und einer Anzeigevorrichtung (118) zur Darstellung des Betriebszustands des Filters (102), wobei die Steuereinrichtung (100) dazu eingerichtet ist, das Zustandssignal (114) des Sensors (112) zu empfangen, das Kennungssignal (110) des Filterelements (104, 106) zu empfangen und Anzeigedaten (120) an die Anzeigevorrichtung (118) zu senden, wobei die Steuereinrichtung (100) ferner dazu eingerichtet ist, der Anzeigevorrichtung (118) Anzeigedaten (122) zu senden, die einen Betriebszustand „Wartung erforderlich” des Filters (102) entsprechend dem Zustandssignal (114) darstellen, unabhängig von dem Vorliegen des Kennungssignals (110) und, wenn das Kennungssignal (110) vorliegt, der Anzeigevorrichtung (118) Anzeigedaten (124) zu senden, welche die Zeitspanne berücksichtigen, nach welcher der Betriebszustand „Wartung erforderlich” des Filters (102) eintreten wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filtersystem mit einer Steuereinrichtung zur Überwachung des Betriebszustands des Filters.
Es sind Wartungsgeräte bekannt, welche die Beladung eines Filters auf mechanische oder elektronische Weise angeben. So sind beispielsweise elektronische Wartungsindikatoren bekannt, welche die Beladung eines Filterelements beispielsweise über einen im Filtergehäuse herrschenden Druck erfassen und diesen auf einer elektronischen Anzeige darstellen. Bei Erreichen einer bestimmten Beladungsschwelle, die beispielsweise auf dem Indikator farblich gekennzeichnet ist, kann der Benutzer eine Wartung des Filters vornehmen.
Filterelemente besitzen eine charakteristische Kennlinie. Eine solche Kennlinie gibt den Verlauf einer die Filterleistung des Filterelements charakterisierenden Größe wie beispielsweise der Differenzdruck bei Luftfiltern über die Betriebsdauer wieder. Diese Kennlinie variiert je nach Bauweise des Filterelements, des verwendeten Filtermediums und anderen filterelementspezifischen Größen und verläuft in der Regel nicht linear. Während beispielsweise bei einem Luftfilter bei konstanter Staubbeladung der zu filternden Luft der Druckabfall über den Filter sich zunächst nur gering mit der fortschreitenden Betriebsdauer steigert, ist diese Steigerung gegen Ende der Maximalbeladung des Filters deutlich größer. Während also der Benutzer zunächst auf dem elektronischen Wartungsindikator nur eine geringe Veränderung bemerkt, findet diese im kritischen Bereich gegen Ende der Lebensdauer sehr schnell statt. Zudem kann sich diese Veränderung der Zunahme bei verschiedenen, in dem gleichen Filter eingesetzten Filterelementen unterschiedlich gestalten. Es ist somit dem Anwender nicht möglich, den exakten Wartungszeitpunkt für das Filterelement vorauszusagen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein System anzugeben, das die genannten Nachteile vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch ein System gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße System weist eine Steuereinrichtung und einen Filter zur Aufnahme eines oder mehrerer Filterelemente auf. Zumindest ein Filterelement ist dazu eingerichtet, ein Kennungssignal auszusenden. Der Filter weist einen Sensor zur Erfassung eines Betriebszustands des Filters auf. Der Sensor ist dazu eingerichtet, ein dem Betriebszustand des Filters entsprechendes Zustandssignal zu erzeugen und an die Steuereinrichtung zu senden. Ferner weist das System einen Empfänger zum Empfangen des Kennungssignals auf. Der Empfänger kann beispielsweise in der Steuereinrichtung integriert sein. Des Weiteren weist das System eine Anzeigevorrichtung zur Darstellung des Betriebszustands des Filters auf. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, das Zustandssignal des Sensors zu empfangen, das Kennungssignal des Filterelements zu empfangen und Anzeigedaten an die Anzeigevorrichtung zu senden. Ferner ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, der Anzeigevorrichtung Anzeigedaten zu senden, die einen Betriebszustand „Wartung erforderlich” des Filters entsprechend dem Zustandssignal darstellen. Dies ist unabhängig von dem Vorliegen des Kennungssignals. Liegt dagegen das Kennungssignal vor, dann und nur dann werden der Anzeigevorrichtung Anzeigedaten gesendet, welche die Zeitspanne berücksichtigen, nach welcher der Betriebszustand „Wartung erforderlich” des Filters eintreten wird.
Aufgrund der Tatsache, dass die Steuereinrichtung ein Kennungssignal eines Filterelements empfängt, erhält es das Filterelement charakterisierende Informationen. Diese Informationen können in dem Kennungssignal selbst enthalten sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Kennungssignal eine Verknüpfung mit entsprechenden Informationen erlauben. Diese Informationen ermöglichen es der Steuereinrichtung, Anzeigedaten zu senden, welche einen Hinweis auf eine bevorstehende Wartung geben. Es ist somit für den Anwender deutlich einfacher und sicherer, sich auf das System hinsichtlich einer möglichen Wartung des Filters zu verlassen. Eine unerwartet auftretende rasche Verkürzung der verbleibenden Restbetriebsdauer des Filters tritt so wesentlich unwahrscheinlicher ein und der Anwender kann mögliche Ausfallzeiten, welche eine Wartung eines Filters mit sich zieht, wesentlich besser planen. Gleichzeitig kann die Lagerhaltung entsprechender Filterelemente genauer durchgeführt werden oder ganz darauf verzichtet werden, was wiederum Kosteneinsparungen ermöglicht.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass, wenn das Kennungssignal vorliegt, die Anzeigedaten den sich verändernden Betriebszustand im Wesentlichen kontinuierlich darstellen. Es ist somit möglich, die Restbetriebsdauer des Filters über die gesamte Lebensdauer des Filters darzustellen und so eine genaue Planung eventueller Wartungsintervalle zu ermöglichen.
Bei dem Betriebszustand des Filters kann es sich beispielsweise um den Beladungszustand und/oder die verbleibende Restkapazität des Filterelements handeln.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, den Zeitpunkt zu ermitteln, an dem der Betriebszustand „Wartung erforderlich” des Filters erreicht sein wird. Dies kann beispielsweise anhand des Verlaufs des Zustandssignals des Filters über einen Teil oder die gesamte bisherige Betriebsdauer und anhand des Kennungssignals erfolgen. Da bestimmte Filtermedien bestimmte charakteristische Beladungsmechanismen aufweisen, ist für eine genaue Vorhersage des nächsten Wartungsfalls eine Kenntnis des Filterelements von Vorteil.
Zusätzlich oder alternativ kann das Zustandssignal anhand einer Kennlinie des Filterelements Rückschlüsse auf den Zeitpunkt geben, an dem der Betriebszustand „Wartung erforderlich” des Filters erreicht sein wird.
Die Kennlinie kann als feste Wertetabelle („Lookup-Table”) oder/und als Modell für die Steuerungseinrichtung zugänglich hinterlegt sein.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, vor dem Erreichen des Zeitpunkts, an dem der Betriebszustand „Wartung erforderlich” des Filters erreicht sein wird, einen entsprechenden Hinweis auf der Anzeigevorrichtung darzustellen. So kann beispielsweise die verbleibende Restzeitdauer vor dem Eintreten des Wartungsfalls angezeigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Hinweis auf eventuell vorhandene Lagerstückzahlen oder Bestellzeiträume angezeigt werden. Zusätzlich oder alternativ kann ein entsprechendes Hinweissignal an eine entfernte Einheit gesendet werden. Bei der entfernten Einheit kann es sich beispielsweise um eine Zentrale handeln, an der die Wartung des Filters koordiniert oder/und durchgeführt wird.
Bei dem Kennungssignal kann es sich um ein RFID-Signal handeln.
Die Erfindung betrifft ferner eine Steuereinrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Verarbeitung eines Zustandssignals eines Filtersystems, welches wie oben beschrieben ausgeführt sein kann. Bei diesem Verfahren wird entweder ein Kennungssignal eines eingebauten Filterelements empfangen, welches dazu eingerichtet ist, ein Kennungssignal auszusenden, oder kein Kennungssignal empfangen, wenn kein Filterelement oder ein nicht zum Aussenden eines Kennungssignals eingerichtetes Filterelement eingebaut ist. Ebenfalls wird parallel oder in kurzem zeitlichen Abstand (höchstens einige Minuten, bevorzugt höchstens einige Sekunden, besonders bevorzugt weniger als eine Sekunde) ein Betriebszustands des Filters insbesondere mit einen Sensor erfasst und ein dem Betriebszustand des Filters entsprechendes Zustandssignal erzeugt wird. Anschließend werden, abhängig vom Vorhandensein eines Kennungssignals und
der Kennung, sofern das Kennungssignal vorhanden ist, entweder Anzeigedaten an eine Anzeigevorrichtung gesendet werden, die einen Betriebszustand „Wartung erforderlich” oder „Wartung nicht erforderlich” des Filters entsprechend dem Zustandssignal darstellen, wenn kein Kennungssignal empfangen wird,
oder wenn ein Kennungssignal empfangen wird, der Anzeigevorrichtung Anzeigedaten gesendet, welche die Zeitspanne berücksichtigen, nach welcher der Betriebszustand „Wartung erforderlich” des Filters (102) eintreten wird und/oder welche das Zustandssignal im Verhältnis zu einem dem Kennungssignal zugeordneten Zustandswert oder einem festgelegten Zustandswert (beispielsweise ein maximaler, dem Filtersystem oder einem bestimmten, über das Kennungssignal erkennbaren Filterelement zugeordneter Differenzdruck) berücksichtigen.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Figur näher erläutert. Es zeigt:
1 einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Systems.
1 zeigt ein System 10. Das System 10 umfasst eine Steuereinrichtung 100, einen Filter 102, ein RFID-Lesegerät 116 sowie eine Anzeigevorrichtung 118. Der Filter 102 umfasst in der vorliegenden Ausführungsform ein erstes Filterelement 104, ein zweites Filterelement 106 und ein drittes Filterelement 108. Dieser Aufbau ist lediglich beispielhaft. Ein erfindungsgemäßer Filter kann auch lediglich nur ein einziges Filterelement 104 oder eine größere Anzahl an Filterelementen eines Typs aufweisen. Das erste Filterelement 104 und das zweite Filterelement 106 weisen je einen RFID-Transponder 105, 107 auf. Der RFID-Transponder kann direkt in das Filterelement 104, 106 integriert sein oder nachträglich an diesem angebracht werden.
Das System 10 weist wie erwähnt ein RFID-Lesegerät 116 mit einer Antenne 117 auf. Diese Art von Empfänger ist vorliegend lediglich beispielhaft. Es können auch andere Identifikations- oder Informationsbereitstellungsvorrichtungen vorgesehen sein. Das RFID-Lesegerät 116 erzeugt ein elektromagnetisches Feld in dem Raum, in dem sich die RFID-Transponder 105, 107 befinden. Dieses Feld aktiviert die RFID-Transponder 105, 107, woraufhin die RFID-Transponder 105, 107 ihre jeweilige Information wie beispielsweise eine Kennung in das elektromagnetische Feld einmodulieren. Dies ermöglicht die Übertragung der in den RFID-Transpondern 105, 107 enthaltenen Informationen zu dem RFID-Lesegerät 116. Bei der Information kann es sich beispielsweise um eine Kennung, eine Seriennummer, eine Typbezeichnung oder andere Informationen handeln, welche dem Steuergerät 100 zugänglich gemacht werden sollen.
In der vorliegenden Ausführungsform weist der Filter 102 einen Sensor 112 auf. Bei dem Sensor 112 handelt es sich um einen Sensor, der eine die Beladung der Filterelemente 104, 106, 108 charakterisierende Größe detektieren kann. Bei einem Luftfilter kann es sich hierbei beispielsweise um den Differenzdruck des Filters handeln. Insgesamt ist der Sensor 112 somit geeignet, einen Betriebszustand des Filters 102 zu erfassen. Der Sensor 112 ist ferner dazu eingerichtet, diese entsprechende Information als Zustandssignal 114 an die Steuereinrichtung 100 zu senden.
Im Betrieb fragt die Steuereinrichtung 100 über das RFID-Lesegerät 116 Informationen über das erste Filterelement 104 und das zweite Filterelement 106 in dem Filter 102 ab und stellt anhand dieser Informationen den zu erwartenden Verlauf der Filterkennlinie der einzelnen Filterelemente fest. Des Weiteren empfängt die Steuereinrichtung 100 im Betrieb kontinuierlich oder zu festgelegten Zeitpunkten das Zustandssignal 114. In der Steuereinrichtung 100 kann ein Speicher 101 vorgesehen sein, in dem das Zustandssignal 114 zu bestimmten Zeitpunkten gespeichert werden kann. Alternativ kann auf die Speicherung auch verzichtet werden.
Die Steuereinrichtung 100 sendet während des gesamten Betriebs oder alternativ erst bei Erreichen eines bestimmten Zeitpunktes vor dem voraussichtlichen Betriebsende des Filterelements 104 Anzeigedaten 120 an die Anzeigevorrichtung 118. Die Anzeigevorrichtung 118 stellt entsprechend dem Zustandssignal 114 des Sensors 112 die Anzeigedaten 120 als Balkendiagramm 121 dar. Diese Form der Darstellung ist nur beispielhaft. Alternativ können reine Zahlenwerte, Symbole, Textausgaben oder andere graphische Darstellungen vorgesehen sein. Das Erreichen eines bestimmten Betriebspunktes vor dem Ende der voraussichtlichen Betriebsdauer kann graphisch als Schwellwert 124 dargestellt sein, der sich in einem bestimmten Abstand zum Ende 122 des Balkendiagramms 121 befindet. Dabei kann die Skalierung des Balkendiagramms 121 eine einfache Prozentdarstellung sein, bei der ein unbeladener Filter mit 0% und ein vollständig beladener Filter mit 100% dargestellt wird. Alternativ kann es sich bei der Skalierung aber auch um eine Zeitangabe handeln, welche die noch verbleibende Betriebsdauer darstellt. Erfindungsgemäß kann die Skalierung hinsichtlich der Prozentangaben linear beziehungsweise hinsichtlich der verbleibenden Betriebsdauer so exakt sein, dass eine tatsächliche Vorhersage eines notwendigen Wartungsvorgangs stattfinden kann.
Bei Erreichen der Schwelle 124 kann zusätzlich auch ein Hinweis 126 eingeblendet werden, der beispielsweise zusätzlich den vorhandenen Lagerbestand, eine mögliche Dauer eines Bestellvorgangs oder direkt eine Aktion auslöst wie eine Bestellung von Ersatzteilen oder eine Bestandsabfrage.
Neben dem genannten RFID-System können auch Alternativen wie beispielsweise NFC (Near Field Communication), Mobilfunk, Barcode oder andere Identifikationslösungen eingesetzt werden.
Neben der Anzeige von Anzeigedaten 122 auf der Anzeigevorrichtung 118 kann die Steuereinrichtung zusätzlich oder alternativ eine entfernte Einheit 130 ansteuern. Bei dieser kann es sich beispielsweise um eine Zentrale handeln, welche die Wartung des Systems 10 bzw. des Filters 102 koordiniert und/oder durchführt.
Als Filter 102 sind grundsätzlich alle Filterarten in allen bekannten Anwendungen sowie die Kombination mehrerer Filterarten möglich, beispielsweise Luft-, Öl-, Kraftstoff-, KGE-, Hydraulik- und Kabinenfilter.

Claims

Filtersystem (10) mit einer Steuereinrichtung (100), einem Filter (102) zur Aufnahme eines oder mehrerer Filterelemente (104, 106, 108), wobei zumindest ein Filterelement (104) dazu eingerichtet ist, ein Kennungssignal (110) auszusenden, wobei der Filter (102) einen Sensor (112) zur Erfassung eines Betriebszustands des Filters (102) aufweist, wobei der Sensor (112) dazu eingerichtet ist, ein dem Betriebszustand des Filters (102) entsprechendes Zustandssignal (114) zu erzeugen und an die Steuereinrichtung (100) zu senden, einem Empfänger (116) zum Empfangen des Kennungssignals (110) und einer Anzeigevorrichtung (118) zur Darstellung des Betriebszustands des Filters (102), wobei die Steuereinrichtung (100) dazu eingerichtet ist, das Zustandssignal (114) des Sensors (112) zu empfangen, das Kennungssignal (110) des Filterelements (104, 106) zu empfangen und Anzeigedaten (120) an die Anzeigevorrichtung (118) zu senden, wobei die Steuereinrichtung (100) ferner dazu eingerichtet ist, der Anzeigevorrichtung (118) Anzeigedaten (122) zu senden, die einen Betriebszustand „Wartung erforderlich” des Filters (102) entsprechend dem Zustandssignal (114) darstellen, unabhängig von dem Vorliegen des Kennungssignals (110) und, wenn das Kennungssignal (110) vorliegt, der Anzeigevorrichtung (118) Anzeigedaten (124) zu senden, welche die Zeitspanne berücksichtigen, nach welcher der Betriebszustand „Wartung erforderlich” des Filters (102) eintreten wird.
Filtersystem nach Anspruch 1, wobei, wenn das Kennungssignal (110) vorliegt, die Anzeigedaten (120) den sich verändernden Betriebszustand des Filters im Wesentlichen kontinuierlich darstellen.
Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Betriebszustand des Filters (102) der Beladungszustand und/oder die verbleibende Kapazität des Filterelements (104) ist.
Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, den Zeitpunkt zu ermitteln, an dem der Betriebszustand „Wartung erforderlich” des Filters (102) erreicht sein wird
Filtersystem nach Anspruch 4, wobei die Steuereinrichtung (100) dazu eingerichtet ist, anhand des Verlaufs des Zustandssignals (114) des Filters (102) und insbesondere zusätzlich anhand des Kennungssignals (110) den Zeitpunkt zu ermitteln, an dem der Betriebszustand „Wartung erforderlich” des Filters (102) erreicht sein wird.
Filtersystem nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Ermittlung des Zeitpunkts, an dem der Betriebszustand „Wartung erforderlich” des Filters (102) erreicht sein wird, anhand einer Kennlinie des Filterelements erfolgt.
Filtersystem nach Anspruch 6, wobei die Kennlinie als feste Wertetabelle oder/und als Modell der Steuereinrichtung zugänglich ist.
Filtersystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Steuereinrichtung (100) dazu eingerichtet ist, vor dem Erreichen des Zeitpunkts einen entsprechenden Hinweis (126) auf der Anzeigevorrichtung (118) darzustellen und/oder ein entsprechendes Hinweissignal an eine entfernte Einheit (130) zu senden.
Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kennungssignal ein RFID-Signal (110) ist.
Steuereinrichtung (100) zur Durchführung eines Verfahrens zur Verarbeitung eines Zustandssignals eines Filtersystems (10) insbesondere nach einem der Ansprüche 1–9, bei welchem erstens entweder ein Kennungssignal (110) eines eingebauten Filterelements (104) empfangen wird, welches dazu eingerichtet ist, ein Kennungssignal (110) auszusenden, oder kein Kennungssignal (110) empfangen wird, wenn kein Filterelement (104) oder ein nicht zum Aussenden eines Kennungssignals (110) eingerichtetes Filterelement (104) eingebaut ist; und zweitens ein Betriebszustands des Filters (102) insbesondere mit einen Sensor (112) erfasst und ein dem Betriebszustand des Filters (102) entsprechendes Zustandssignal (114) erzeugt wird, und drittens entweder Anzeigedaten (122) an eine Anzeigevorrichtung (118) gesendet werden, die einen Betriebszustand „Wartung erforderlich” oder „Wartung nicht erforderlich” des Filters (102) entsprechend dem Zustandssignal (114) darstellen, wenn kein Kennungssignal (110) empfangen wird, oder wenn ein Kennungssignal (110) empfangen wird, der Anzeigevorrichtung (118) Anzeigedaten (124) gesendet werden, welche die Zeitspanne berücksichtigen, nach welcher der Betriebszustand „Wartung erforderlich” des Filters (102) eintreten wird und/oder welche das Zustandssignal (114) im Verhältnis zu einem dem Kennungssignal (110) zugeordneten Zustandswert oder einem festgelegten Zustandswert berücksichtigen.