SE535509C2 - Anordning och metod för att detektera bristning av oljefiltermedium - Google Patents

Description

20 25 30 535 509 ett hjälpfilter gjort av metallnät. Hjälpfiltret fungerar som tillfälligt filter vid haveri hos huvudfiltret. I botten av det hölje som omger filterpappret är ventiler anordnade och varningssystemet ger signal när oljan förs ut genom ventilen vid skada på filterpappret.

Det finns sensorer för att känna av för höga tryck och temperaturer i oljefilter som beskrivs i t ex CN 101526020. Dessa sensorer känner inte av oljefilterhaverier.

Det är även känt med system som känner av om oljefiltermediet är igentäppt och då släpper ut oljan via en by-passventil. Det finns också system som vamar om oljan går genom by-passventilen eftersom det indikerar att filtret är överbelastat.

Uppfinningen avser att lösa problem med att detektera oljefilterhaverier.

SAMMANFATTNING AV UPPFlNNlNGEN Föreliggande uppfinning avser ett oljefilterelement, varvid det innefattar ett filtermedium med åtminstone en sensor i form av en elektrisk ledare, varvid bristning av nämnda filtermedium är avsedd att avkännas medelst avkänningsmedel.

Uppfinningen avser också en oljefilterenhet innefattande ett oljefilterelement och ett filterhus som omsluter oljefilterelementet.

Dessutom avser uppfinningen ett fordon som innefattar åtminstone ett oljefilterelement eller en oljefilterenhet.

Föreliggande uppfinning avser också ett förfarande för att detektera filterrnediumhaveri hos ett oljefilterelement enligt ovan, innefattande stegen att mäta resistansen hos ledaren med ett avkänningsmedel, 10 15 20 25 30 535 509 utvärdera om resistansen överstiger ett förbestämt värde Ro, indikera när resistansen överstiger det förbestämda värdet Ro så att en indikation erhålles att ett filtermediumhaveri har inträffat.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas med hänvisning till figurer enligt nedan.

FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar ett oljefilterelementi perspektiwy enligt uppfinningen.

Figur 2 visar ett tvärsnitt av en del av ett oljefilterelement enligt uppfinningen.

Figur 3 visar ett ark av filtermediummaterial innan det formas till ett oljefilterelement.

Figur 4 visar ett fordon innefattande ett oljefilterelement.

Figur 5 visar ett blockschema för ett förfarande enligt uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING Uppfinningen avser ett oljefilterelement innefattande ett filterrnedium med åtminstone en sensor i form av en elektrisk ledare för att känna av om Oljefilterelementet brister. Ett oljefilterelement 1 kan ses i Figur 1.

Oljefilterelementet 1 innefattar ett filterrnedium 2 med åtminstone en sensor i fonn av åtminstone en elektrisk ledare 4, varvid bristning av nämnda filtermedium 2 är avsedd att avkännas medelst avkänningsmedel 5.

Avkänningsmedlet 5 ger dä signal och föraren av fordonet kan se till att filtret blir bytt.

Oljefilterelementet 1 är försett med nämnda ledare 4 så att ledaren brister om filtennediet 2 brister. Avkänningsmedlet 5 känner då av att nämnda ledare 4 brister. 10 15 20 25 30 535 509 4 Nämnda ledare 4 är kopplad via kända kontaktanordningar (ej visade) och signalkablar 7 till avkänningsmedlet 5. När fordonet körs, olja pumpas runt i motorn eller då mätning önskas kommer en ström att ledas genom den elektriska ledaren 4 för att kunna mäta resistansen genom nämnda ledare 4 med lämplig teknik och apparatur. Det går även att lägga en spänning över ledaren för att kunna mäta resistansen. l figur 1 visas ett lock 12 som kan vara anordnat i toppen av oljefilterelementet 1.

Ledaren 4 har kontakter i sina ändar och dessa kontakter är kopplade till signalkablar 7 som gär till avkänningsmedlet 5. Avkänningsmedlet 5 kan vara kopplat till ett signalsystem där en indikator 11 i fomw av t ex en lampa tänds brustit.

Avkänningsmedlet 5 kan vara i form av ett styrsystem. Avkänningsmedlet 5 när avkänningsmedlet 5 indikerar att filtermediet 2 har är anordnat för avkänning av resistans hos nämnda ledare 4. Om oljefilterelementet 1 går sönder och nämnda ledare 4 brister kommer att detekteras med avkänningsmedlet 5. Med uttrycket att resistansen blir oändlig menas att resistansen att bli oändlig vilket kommer resistansen ökar, eftersom resistansen ökar från ett tidigare värde då ledaren leder ström. Avkänningsmedlet 5 kommunicerar sedan ut resultatet för att vama föraren.

Filtermediet 2 kan innefatta cellulosafibrer och/eller syntetiska fibrer.

Cellulosafibrer kan ha sitt ursprung ur trä, bomull eller andra växter.

Filtermediet kan innefatta syntetiska fibrer, eller en blandning av cellulosafibrer och syntetiska fibrer. De syntetiska fibrema kan t ex vara polymerfibrer, glasfibrer eller kolfibrer. Vanligen är fibrerna sammanbundna med en fenolharts. Cellulosafibrer är känsliga för höga temperaturer och aggressiv olja. Oljor som används i motorer kan ta upp förbränningsrester, t ex svavelsyra, som kan göra oljan sur och korrosiv. För att förhindra att oljan blir sur innehåller den olika additiv som fungerar som buffert. Med tiden förbrukas additiven och den buffrande effekten minskar då, vilket resulterar i att oljan blir sur och korrosiv. Fibrerna kan bli spröda och därmed blir 10 15 20 25 30 535 509 filterrnediet sprött om det utsätts för hög temperatur eller aggressiv olja under en tid. Om filtermediet blir sprött finns det risk för att filterrnediet brister.

Filterhaveri kan också uppstå om filterrnediet täpps igen och det blir för högt tryck på filterrnediet.

Ledaren 4 kan vara anordnad i filtermediet 2 eller på filterrnediet 2. När ledaren är anordnad i filtennediet anordnas ledaren i filtermediet vid framställning av filterrnediet. Vid anordnande av ledaren på filtermediet kan ledaren t ex limmas på filtermediet.

Oljefilterelementet 1 kan ha en cylindrisk konfiguration, vilket visas i Figur 1.

En pil Z visar cylindems axiella riktning Z och en pil Y visar en riktning vinkelrät mot cylindems axiella riktning Z, samt en pil X visar en riktning vinkelrät mot cylindems axiella riktning.

Filterrnediet 2 kan brista på flera olika sätt och i olika riktningar och därför bör ledaren vara anordnad så att den brister då filterrnediet 2 brister oavsett i vilken riktning filtermediet brister. Ledaren 4 kan då anordnas på flera olika sätt.

Ledaren 24 är anordnad i eller på filtermediet 22 och har företrädesvis kontakt med det material som utgör filtennediet 22 som har en cylindrisk form. Figur 2 visar ett snitt av en del av ett oljefilterelement. Ledaren eller ledarna är anordnade i eller på filterrnediet 22 och sträcker sig i en helixfonn eller som en del av en helixform i det cylinderformiga oljefilterelementet.

Filtermediet 22 kan vara försett med åtminstone en ledare 24 orienterad i en riktning med vinkeln u i förhållande till cylindems axiella riktning Z. Vinkeln or kan vara mellan 0 och 90°. Om det är flera ledare kan de vara separat kopplade till kopplingselement som kan kopplas till avkänningsmedel för att känna av om ledaren 24 eller Iedama brister. Ledama kan också vara sammankopplade och utgöra en del av en och samma krets och vara 10 15 20 25 30 535 509 kopplingsbara via elektriska kontakter och sedan via signalkablar till ett avkänningsmedel.

Vidare kan filterrnediet 22 vara försett med ytterligare en ledare 29 orienterad i en riktning ß i förhållande till cylindems axiella riktning Z. Vinkeln ß kan vara mellan 0 och 90°. Ledaren 29 kan utbreda sig i en hellxform eller del av en helixform i eller på filterrnediet 22 på liknande sätt som ledaren 24 utbreder sig.

Sensorerna kommer att kunna känna bristningar i olika riktningar av filtermediet om vinklarna a och ß inte är lika. Det bör skilja minst ca 20 till 30° mellan vinklarna a och ß för att de ska känna av bristningar i olika riktningar. l en utföringsform kan t ex vinkeln a vara 0° och vinkeln ß vara 90°.

Filtermediet 22 kan vara försett med flera väsentligen parallella ledare 24 orienterade med vinkeln a i cylindems axiella riktning Z och flera väsentligen parallella ledare 29 orienterade i en riktning ß i förhållande till cylindems axiella riktning Z. Ledama ska utbreda sig i närheten eller angränsa varandra för att känna av om filtermediet 22 brister. Därmed utesluts att filtret brister utan att ledarna brister vilket resulterar i att en signal om filterhaveri uteblir.

Oljefilterelement 1 enligt uppfinningen kan innefatta ett veckat filtermedium där veck 8 är anordnade i cylinderns axiella riktning Z. I Figur 1 ses yttre veck 8 som går parallellt med cylinderns axelriktning Z. Inre veck 9 är synliga genom en övre öppning 10 i oljefilterelementet 1. Detta är en vanlig utformning hos oljefilterelement då ytan som kan filtrera oljan blir stor.

Om oljefilterelementet innefattar ett veckat filtermedium där vecken 8, 9 är anordnade i cylindems axiella riktning Z kan åtminstone en ledare vara anordnad med orientering i cylindems axiella riktning i ett veck. Dvs ledaren eller ledama är anordnade i en vinkel a som är O°. För att känna av filtermediumhaverier behövs ledare i ungefär vartannat veck. Det kan också 10 15 20 25 30 535 509 tänkas att ledare anordnas med en ledare förlagd i varje veck, men en awägning kan göras när det gäller kostnaden för framställning av oljefilterelementet. Ledare kan även anordnas mer sällan i vecken än vartannat veck. Dessutom kan filtermediet ha åtminstone en ledare anordnad i en vinkel ß iförhållande till cylinderns axiella riktning Z.

Ledarna kan anordnas i de inre vecken eller de yttre vecken eller både och.

Ledaren kan också vara orienterad i cylindems axiella riktning Z i filtermediet mellan två veck.

Oljefilterelementet 1 innefattar ett filtermedium 2, 22 som kan bestå av ett rektangulärt “filtermediumark 30, se Figur 3, innan det har formats till en cylindrisk konfiguration. De tvà kortsidoma 31, 32 sammanfogas sedan för att forma den cylindriska konfigurationen hos oljefiltermediet 2, 22. Ledaren anordnas i eller på detta filtermediumark 30. Ledaren kan integreras i filtermediet dä det framställs. Den kan också anordnas på filtret och t ex limmas pà oljefilterelementet. Det går att anordna ledaren eller ledarna på oljefilterelementet innan det sammanfogas till den cylindriska konfigurationen. Kortsidans riktning kommer att vara parallell med cylindems axiella riktning Z.

Filtermediet kan vara försett med åtminstone en ledare orienterad i sicksackmönster. För att illustrera hur ledaren kan vara anordnad visas i Figur 3 ett filterrnediumark 30 med en ledare 34 anordnad i sicksackform där ledaren sträcker sig från den ena kortsidan till den andra kortsidan. Ledaren 34 sträcker sig fram och tillbaka mellan de långa sidoma av det rektangelformiga filtermediumarket 30. Sicksackformen kan sträcka sig i vilken riktning som helst av arket och det cylinderforrnade oljefilterelementet.

Ledare kan också vara anordnad i sicksackmönster där ledama går från den ena långsidan till den andra långsidan. Dessa ledare kan var för sig vara kopplade till avkänningsmedel via elektriska kontakter, eller ledarna kan vara sammankopplade och utgöra en del av en och samma krets och vara 10 15 20 25 30 535 509 kopplingsbara via elektriska kontakter till ett avkänningsmedel. Kopplingama kan gå till redan befintliga elektriska system som verkar som avkänningsmedel. När ledaren är anordnad sicksack kommer bristningar i flera olika riktningar av filtermediet att kunna kännas av.

Som nämnts ovan kan filtennediet vara försett med åtminstone en ledare orienterad i en riktning med vinkeln a i förhållande till cylindems axiella riktning Z. Dessutom kan filterrnediet vara försett med en ledare i sicksackmönster. De två ledama kan vara kopplade till varandra så att de utgör samma krets. Vidare kan flera ledare med vinkeln a vara sammankopplade med flera ledare i sicksackmönster. Varannan ledare kan vara en ledare med vinkeln a och varannan ledare kan vara en ledare med sicksackmönster. Dessutom kan oljefilterelementet vara försett med en ledare med vinkeln ß i förhållande till cylindems axiella riktning Z.

Ledaren kan t ex vara i formen av en tråd eller ledaren kan vara i formen av ett valsat material likt en tunn folie. Den tunna och långsträckta folien förläggs likt en tråd i eller på filterrnediet.

Ledarmaterialet ska kunna leda ström och kan väljas bland metaller, ledande polymerer och ledande lim. Metallen kan vara aluminium, silver, jäm, guld, koppar eller legeringar därav. Dessutom kan ett valsat metallmaterial användas, t ex valsat material av aluminium, silver, järn, guld, koppar eller legeringar därav. Bland ledande polymerer kan polyanilin, eller PEDOT-PPS, dvs poly(3,4-etylendioxitiofen) poly(styrensulfonat), ledannaterialet. Ledande lim kan också användas. Ledande lim innehåller ofta fyllmedel som är ledande, t ex silver (Ag), guld (Au), koppar (Cu), Palladium/Silver (Pd/Ag), kol eller grafit. Ett exempel på ledande lim kan t ex vara epoxilim innehållande silver. användas i 10 15 20 25 30 535 509 Ledarmaterialet är så förskaffat att det brister då oljefilterelementet brister.

Det hart ex en sprödhet, seghet och dimension som är anpassad så att det går av då oljefilterelementet brister.

Materialet som används bör vara ganska beständigt mot aggressiv olja så att tråden inte påverkas i för stor utsträckning av oljan.

Om ledaren är en tråd kan den ha en diameter av omkring 0,1 mm.

Diametern kan ligga i ett intervall av 0,02 och 2,0 mm. Tjockleken hos ledaren påverkar ledarens förmåga att gå av, vilken förmåga också påverkas av vilket material ledaren är tillverkad av. Om ledaren inte är en tråd och man inte kan mäta en diameter kan tvärsnittsarean vara ungefär 0,008 mm2.

Tvärsnittsarean kan ligga i ett intervall av 0,0003 och 4,0 mm2. Längden på ledaren kan variera stort. Det kan t ex bero på om man använder flera ledare eller en ledare genom hela filtermediet.

Oljefilterelementet 1 kan vara av typen insatsfilterelement. Oljefilterelementet 1 placeras då i ett fllterhus 6. När oljefilterelementet 1 har gátt sönder byts det ut och man sätter in ett nytt oljefilterelement 1 i filterhuset 6. Ett insatsfilter är alltså ett oljefilterelement där oljefilterelementet sätts in som en insats i ett fllterhus.

Uppfinningen avser också en oljefilterenhet 13, varvid den innefattar ett oljefilterelement 1 enligt uppfinningen och ett fllterhus 6 som omsluter då att byta ut vid oljefilterelementhaveri, vilket är en fördel vid användning av denna typ av oljefilter. Oljefilterenheten 13 går att monteras av vid byte och därefter oljefilterelementet. Hela oljefilterenheten går monteras en ny oljefilterenhet på plats. Oljefilterelementet 1 som innefattas i oljefilterenheten 13 är utformade enligt uppfinningen.

Ledaren 4 är kopplad via elektriska kontakter och signalkablar 7 till ett avkånningsmedel 5. Kontakt måste åstadkommas mellan oljefilterelementets 10 15 20 25 30 535 509 10 ledare 4 och kontakteringsanordning som sedan i sin tur är kopplat till elektriska signalkablar 7 avkänningsmedlet 5.

Kontakteringsanordningen kan bestå av fjäderbelastade kontaktbleck som som kopplas till mekaniskt pressas mot oljefilterelementet. Ledaren i oljefilterelementet är anslutet till kontaktbleck, eller ledaren förläggs i större mängd där kontakteringen ska ske. En del av filterhuset 6 visas i figur 1 med streckad linje. Filterhuset 6 kommer att omsluta hela oljefilterelementet 1. Om oljefilterelementet 1 är av typen pàskruvbart oljefilter med integrerat filterhus 6 är ledaren 4 anordnad så att det är kontakt även till filterhuset 6 som sedan kopplas till avkänningsmedlen 5 vid montering av oljefilter i fordonet. Om oljefilterelementet 1 är av typen insatsfilter måste ledaren 4 eller ledama kopplas till filterhuset 6 vid montering av oljefilterelementet. Dessa kopplingar anordnas på konventionellt sätt och sätt som beskrivs ovan.

Filterhuset 6 har både in- och utlopp för oljan, men dessa är inte visade i figuren.

Föreliggande uppfinning avser också ett fordon 40 som innefattar åtminstone ett oljefilterelement 41 enligt uppfinningen eller en oljefilterenhet enligt uppfinningen. Ett fordon 40 visas i Figur 4. Oljefilterelementet 41 kan vara anordnat på eller i närheten av förbränningsmotom eller på annan lämplig plats i fordonet 40.

Vidare avser uppfinningen ett förfarande, som visas i Figur 5, för att detektera filtermediumhaveri hos ett oljefilterelement som beskrivits ovan, innefattande stegen att mäta resistansen hos ledaren med ett avkänningsmedel s110, samt utvärdera om resistansen överstiger ett förbestämt värde Ro s120, indikera när resistansen överstiger det förbestämda värdet RO så att en indikation erhålles att ett filtermediumhaveri har inträffat s130. Såsom nämnts ovan kan resistansen t ex mätas genom att en spänning läggs på ledaren och strömmen mäts eller genom att en ström leds genom ledaren. Resistansen mäts med lämplig teknik och apparatur. 10 535 509 11 l Figur 5 visas ett blockschema för förfarandet enligt uppfinningen.

Förfarandet innefattar stegen att mäta resistansen hos ledaren med ett avkänningsmedel i steg s110, mäta om resistansen är högre än ett förbestämt värde Ro i steg s120.

När resistansen är högre än ett förbestämt värde Ro, indikeras ett filtennediumhaveri s130. Om ledaren går av kommer resistansen att bli oändlig och alltså vara över RO. Om resistansen däremot inte är högre än ett förbestämt värde Ro, fortsätter systemet att mäta resistansen enligt steg s110. Värdet Ro kommer att bero på vilket material som används i ledaren, tjocklek hos ledaren och andra egenskaper hos ledaren som avgör vilket värde som behövs vid indikation om filtermediumhaveri.

Claims (12)

10 15 20 25 30 535 509 12

1. PATENTKRAV

2. . Oljefilterelement (1), kännetecknat av att det innefattar ett filterrnedium (2) med åtminstone en sensor i form av åtminstone en elektrisk ledare (4), varvid bristning av nämnda filtermedium (2) medför bristning av ledaren (4), vilken bristning är avsedd att avkännas medelst avkänningsmedel (5).

3. .Oljefilterelement (1) enligt krav 1, kännetecknat av att avkänningsmedlen (5) är anordnade för avkänning av resistans hos nämnda ledare (4).

4. . Oljefilterelement (1) enligt något av föregående krav, kännetecknat av att oljefilterelementet (1) har en cylindrisk konfiguration.

5. . Oljefilterelement (1) enligt krav 3, kännetecknat av att filtermediet (22) är försett med åtminstone en ledare (24) orienterad i en riktning med vinkeln a i förhållande till cylindems axiella riktning (Z).

6. . Oljefilterelement (1) enligt krav 4, kännetecknat av att filtermediet (22) är försett med ytterligare åtminstone en ledare (29) orienterad i en riktning ß iförhàllande till cylinderns axiella riktning (Z). _ Oljefilterelement (1) enligt något av föregående krav, kännetecknat av att filtermediet (3) är försett med åtminstone en ledare (34) orienterad i sicksackmönster.

7. . Oljefilterelement (1) enligt något av föregående krav, kännetecknat av att nämnda ledare innefattar ett material som väljs bland metaller, ledande polymerer och ledande lim. 10 15 20 25 535 509 13

8. Oljefilterelement (1) enligt nàgot av föregående krav, kännetecknat av att filtermediet (2, 22) innefattar cellulosafibrer och/eller syntetiska fibrer.

9. Oljefilterelement (1) enligt något av föregående krav, kännetecknat av att oljefilterelementet (1 ) är av typen insatsfilterelement.

10.0ljefilterenhet (13), kännetecknat av att den innefattar ett oljefilterelement (1) enligt något av krav 1 till 8 och ett filterhus (6) som omsluter oljefilterelementet (1 ).

11.Fordon (40) kännetecknat av att det innefattar åtminstone ett oljefilterelement (41) enligt något av kraven 1-9 eller en oljefilterenhet enligt krav 10.

12. Förfarande för att detektera bristning av ett filtermedium hos ett oljefilterelement (1) enligt något av kraven 1-9, innefattande stegen att mäta resistansen hos ledaren med ett avkänningsmedel (s110), utvärdera om resistansen överstiger ett förbestämt värde Ro (s120), indikera när resistansen överstiger det förbestämda värdet Ro så att en indikation erhålles att ett filtermediumhaveri har inträffat (s130).