DE112018004801T5

DE112018004801T5 - Sperrvorrichtung zur erkennung von originalfiltern

Info

Publication number: DE112018004801T5
Application number: DE112018004801.2T
Authority: DE
Inventors: Sonal Laxman Chirme; Erica C. Clark-Heinrich; Matthew Louison; Ken Tofsland; Mark V. Holzmann; Terry W. Shults; Scott W. Schwartz
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2018-08-28
Publication date: 2020-06-18
Also published as: CN111050875A; CN115193141B; US20220080344A1; CN115193141A; US11633684B2; US11192055B2; US20210023492A1; WO2019046274A1; CN111050875B

Abstract

Verschiedene beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Filtrationssystem und auf Verfahren zum Einbau und zur Verwendung eines solchen Systems. Gemäß einem Satz von Ausführungsformen umfasst das Filtrationssystem ein Gehäuse, das darin eine zentrale Kammer definiert. Das Filtrationssystem umfasst ferner eine Filterkartusche, die innerhalb der zentralen Kammer des Gehäuses angeordnet ist. Die Filterkartusche umfasst ein Filtermedium und ein Identifikationselement. Das Filtrationssystem umfasst ferner einen Sensor. Der Sensor ist zum Erfassen des Identifikationselements der Filterkartusche aufgebaut. Das Filtrationssystem umfasst ferner einen Filterblockiermechanismus, der kommunikativ mit dem Sensor gekoppelt ist. Der Filterblockiermechanismus ist aufgebaut, um einen Einbau der Filterkartusche in das Gehäuse zu verhindern, es sei denn, die Filterkartuscheninformationen des Identifikationselements, die durch den Sensor erfasst werden, werden als einer zugelassenen Filterkartusche entsprechend identifiziert.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE PATENTANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Prioritätsvorteil der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/552,242 , eingereicht am 30. August 2017, sowie deren Inhalt, der durch Bezugnahme hierin in seiner Gesamtheit aufgenommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf Filtrationssysteme.
HINTERGRUND
Verbrennungsmotoren verbrennen im Allgemeinen eine Mischung aus Kraftstoff (z. B. Benzin, Diesel, Erdgas usw.) und Luft. Vor dem Eintritt in den Motor werden Fluide, wie Kraftstoff, Öl und Luft, üblicherweise durch Filterkartuschen geleitet, um Verunreinigungen (z. B. Feinstaub, Staub, Wasser usw.) aus den Fluiden zu entfernen, bevor diese zum Motor geleitet werden. Die Filterkartuschen (z. B. Filterelemente) müssen regelmäßig gewechselt werden, da das Filtermedium der Filterkartuschen die Verunreinigungen aus den durch das Filtermedium fließenden Fluiden auffängt und entfernt. In einigen Fällen können bei Wartungsarbeiten nicht zugelassene oder Nicht-Original-Ersatzfilterkartuschen in die Filtrationssysteme eingebaut werden. Die nicht zugelassenen und Nicht-Original-Ersatzfilterkartuschen können im Vergleich zu den zugelassenen Original-Filterkartuschen von minderwertiger Qualität sein. Somit kann die Verwendung von nicht zugelassenen oder Nicht-Original-Ersatzfilterkartuschen eine Beschädigung des Motors verursachen, indem Verunreinigungen an der Filterkartusche vorbeigeführt werden.
Filterkartuschen schließen häufig ein Dichtelement ein, das gegen eine Komponente des Filtrationssystemgehäuses oder einen anderen Abschnitt des Filtrationssystems zusammengepresst wird. Das Dichtelement bildet eine Abdichtung zwischen dem Filtrationssystemgehäuse und der Filterkartusche aus, wodurch verhindert wird, dass Fluid die Filterkartuschen umgeht (z. B. Luft ein Luftfilterelement umgeht, Flüssigkeit ein Flüssigkeitsfilterelement umgeht). Wenn eine falsche Filterkartusche (d. h. eine nicht zugelassene oder Nicht-Original-Filterkartusche) in ein Filtrationssystem eingebaut wird, oder wenn die richtige Filterkartusche nicht korrekt eingebaut wird, kann das Dichtelement der Filterkartusche möglicherweise keine richtige Abdichtung herstellen und das Fluid kann die Filterkartusche umgehen und dabei nachgelagerte Komponenten beschädigen. Dementsprechend kann der Einbau einer falschen Filterkartusche kritische Komponenten im Filtrationssystem beschädigen, eine unsachgemäße Abdichtung verursachen, die Mechanismen zur Einhaltung der Emissionsgrenzwerte verringern, eine unzureichende Leistung verursachen und ähnliches.
KURZDARSTELLUNG
Verschiedene beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Filtrationssystem und auf Verfahren zum Einbau und zur Verwendung eines solchen Systems. Gemäß einem Satz von Ausführungsformen umfasst ein Filtrationssystem ein Gehäuse, das darin eine zentrale Kammer definiert. Das Filtrationssystem umfasst ferner eine Filterkartusche, die innerhalb der zentralen Kammer des Gehäuses angeordnet ist. Die Filterkartusche umfasst ein Filtermedium und ein Identifikationselement. Das Filtrationssystem umfasst ferner einen Sensor. Der Sensor ist zum Erfassen des Identifikationselements der Filterkartusche aufgebaut. Das Filtrationssystem umfasst ferner einen Filterblockiermechanismus, der kommunikativ mit dem Sensor gekoppelt ist. Der Filterblockiermechanismus ist aufgebaut, um einen Einbau der Filterkartusche in das Gehäuse zu verhindern, es sei denn, die Filterkartuscheninformationen des Identifikationselements, die durch den Sensor erfasst werden, werden als einer zugelassenen Filterkartusche entsprechend identifiziert.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsformen bezieht sich auf ein Gehäuse, das darin eine zentrale Kammer definiert. Die zentrale Kammer ist zum Aufnehmen eines Filterelements konfiguriert, das ein Identifikationselement einschließt. Das Gehäuse umfasst ferner einen Sensor. Der Sensor ist zum Erfassen des Identifikationselements der Filterkartusche aufgebaut. Das Gehäuse umfasst ferner einen Filterblockiermechanismus, der kommunikativ mit dem Sensor gekoppelt ist. Der Filterblockiermechanismus ist aufgebaut, um einen Einbau des Filterelements in das Gehäuse verhindern, es sei denn, die Filterelementinformationen des Identifikationselements, die durch den Sensor erfasst werden, werden als einem zugelassenen Filterelement entsprechend identifiziert.
Diese und andere Merkmale sowie die Organisation und Art ihrer Betätigung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen deutlich, wobei gleiche Elemente in den verschiedenen, nachstehend beschriebenen Zeichnungen durchgehend gleiche Bezugszeichen haben.
Figurenliste

1A zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines Filtrationssystems in einer ersten Position gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
1B zeigt eine seitliche Querschnittsansicht des Filtrationssystems von 1A in einer zweiten Position.
1C zeigt eine seitliche Querschnittsansicht des Filtrationssystems von 1A in einer dritten Position.
2 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines Filtrationssystems gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform.
3 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines Filtrationssystems gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform.
4A zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines Filtrationssystems in einer ersten Position gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform.
4B zeigt eine seitliche Querschnittsansicht des Filtrationssystems von 3A in einer zweiten Position.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Keilblockmerkmals eines Filtrationssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
6 zeigt zwei perspektivische Ansichten eines Cinch-Mechanismus eines Filtrationssystems gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform.
7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Verriegelungsdichtung für ein Filtrationssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
8 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Einbauen einer Filterkartusche in ein Gehäuse gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Allgemein bezugnehmend auf die Figuren werden Filtrationssysteme und Verfahren beschrieben. Im Allgemeinen überwacht das Filtrationssystem, ob eine Original-Filterkartusche (d. h. zugelassene, vom Originalgerätehersteller („OEM“) genehmigte usw. Filterkartusche) oder nicht zugelassene Filterkartusche im Begriff ist, in ein gegebenes Filtrationssystem eingebaut zu werden. Das Filtrationssystem blockiert den Einbau von nicht zugelassenen Filterkartuschen über einen Filterblockiermechanismus (z. B. Sperrvorrichtung). Überwachte Filtrationssysteme und Fluide können beliebige von Kraftstoff-Wasser-Abscheider-Filtrationssystemen, Kraftstofffiltrationssystemen, Schmiermittelfiltrationssystemen, Hydraulikfluidfiltrationssystemen, Luftfiltrationssystemen, Kurbelgehäuseentlüftungssystemen, Motoröl, Kühlfluid, Hydraulikfluid, Luft und beliebige andere Filtrationssysteme oder Fluide im Zusammenhang mit dem Betrieb des Verbrennungsmotors oder des Fahrzeugs einschließen. Das Filtrationssystem kann in einen vorhandenen Verbrennungsmotor nachgerüstet oder in ein Filtrationssystem eingebaut werden, das nicht bereits über ein Erkennungssystem für Original-Filterkartuschen verfügt.
In einigen Ausführungsformen ist das Filtrationssystem mit einem Filtrationsüberwachungssystem integriert, das die Gesundheit und den Status des vorhandenen Filtrationssystems (bzw. der vorhandenen Filtrationssysteme) überwacht. Das Filtrationsüberwachungssystem kann beispielsweise Filterbeladungsmuster verfolgen, die verbleibende Lebensdauer des Filters vorhersagen und intelligente Algorithmen basierend auf Sensorrückmeldung (z. B. Drucksensorrückmeldung, Fluidqualitäts-Sensorrückmeldung usw.) verwenden, um andere Filterinformationen und Bewertungen bereitzustellen.
In einigen Ausführungsformen stellt das Filtrationssystem Rückmeldungen bereit, ob eine Original- oder nicht zugelassene Filterkartusche im Begriff ist, in ein gegebenes Filtrationssystem eingebaut zu werden, mithilfe eines elektronischen Identifikationssystems, das funktionsfähig mit einem mechanischen Filterblockiermerkmal verbunden ist, das an einem Gehäuse montiert ist. Die Bestimmung, dass es sich um eine zugelassene Filterkartusche handelt, kann auf einer Hochfrequenzidentifikations-Technologie („RFID“-Technologie) basieren. Zum Beispiel kann jede zugelassene Filterkartusche mit einem RFID-Tag zusammengebaut sein, der mit einem eindeutigen Code programmiert ist. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck „zugelassene Filterkartusche“ auf eine Filterkartusche, die für die Verwendung in dem zugehörigen Filtrationssystem als akzeptabel erachtet wurde.
Gründe für das Erachten einer Filterkartusche als eine „zugelassene Filterkartusche“ können beispielsweise einschließen: dass die Filterkartusche mit dem zugehörigen Filtrationssystem kompatibel ist, dass die Filterkartusche Konstruktions- und Qualitätsspezifikationen aufweist, die den Anforderungen des Herstellers des Filtrationssystems und/oder eines Fahrzeugs, in dem sich das Filtrationssystem befindet, entsprechen, dass die Filterkartusche von einem Hersteller hergestellt wurde, der vom Hersteller des Filtrationssystems und/oder eines Fahrzeugs, in dem sich das Filtrationssystem befindet, genehmigt oder zertifiziert wurde, dass die vorliegende Filterkartusche bestimmte Normen oder Richtlinien erfüllt, die von einer Regierungsorganisation oder einem normsetzenden Industriegremium festgelegt wurden, dass die Filterkartusche nicht als gestohlen oder unterschlagen identifiziert wird, dass die Filterkartusche nicht zuvor in ein anderes Fahrzeug oder System eingebaut wurde, dass die Filterkartusche für die Verwendung an dem geografischen Ort, an dem sich das Filtrationssystem befindet, als akzeptabel oder zulässig erachtet wird und/oder andere Gründe.
Das elektronische Identifikationssystem kann ein RFID-Lesegerät mit einer Antenne einschließen, die zum Erfassen und Lesen von RFID-Tag-Informationen aufgebaut ist. In einigen Ausführungsformen ist das RFID-Lesegerät zum Erfassen eines RFID-Tags und zum Bestimmen eines „Niveaus“ (z. B. Art, Lebensdauer, Größe usw.) der zugehörigen Filterkartusche aufgebaut. Das Filtrationssystem analysiert die erfassten Informationen (oder deren Abwesenheit), um zu bestimmen, ob eine Original - Filterkartusche (d. h. zugelassene, vom OEM genehmigte usw. Filterkartusche) eingebaut wird, und um, falls es sich um eine Original-Filterkartusche handelt, das Filterblockiermerkmal zu lösen, um einen vollständigen Einbau zu ermöglichen.
Unter Bezugnahme auf 1A wird eine seitliche Querschnittsansicht eines Filtrationssystems 100 in einer ersten Position gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Das Filtrationssystem 100 schließt eine Filterkartusche 102, ein Gehäuse 104, einen Filterblockiermechanismus 106 und einen elektronischen Identifikationssensor 108 ein. Wie in 1A dargestellt, ist die Filterkartusche 102 im Begriff, in das Gehäuse 104 eingebaut zu werden. Das Filtrationssystem 100 befindet sich in einer ersten Position, die den Filterblockiermechanismus 106 im Ruhezustand einschließt. Wie zu erkennen ist, befindet sich der Filterblockiermechanismus 106 in der ersten Position in einer blockierenden Position (z. B. ausgefahren, starr positioniert usw.) und verhindert den Einbau aller Filterkartuschen 102. Der Filterblockiermechanismus 106 wird nur dann eingefahren (oder transponierbar), wenn der elektronische Identifikationssensor 108 eine Original- oder zugelassene Filterkartusche 102 identifiziert.
Die Filterkartusche 102 schließt ein Identifikationselement ein, beispielsweise in Form eines RFID-Tags 110, und Filtermedien 122. Das RFID-Tag 110 ist erkennbar durch den elektronischen Identifikationssensor 108, wenn die Filterkartusche 102 eine Original-Filterkartusche und für die Montage in das Gehäuse 104 zugelassen ist. Das RFID-Tag 110 kann ein passives (z. B. benötigt keine interne Energiequelle) oder ein aktives (z. B. benötigt eine interne Energiequelle) RFID-Tag 110 sein. In einigen Anordnungen ist das RFID-Tag 110 ringförmig und umgibt oder umfasst im Wesentlichen ein Ende der Filterkartusche 102. In anderen Ausführungsformen ist das RFID-Tag 110 innerhalb der Filterkartusche 102 und innerhalb eines RFID-Bereichs (z. B. Entfernung, die durch ein RFID-Lesegerät erfassbar ist) angeordnet. In einer Ausführungsform ist der passive RFID-Transponder in die Filterkartusche 102 eingebettet oder als ein Teil der Filterkartusche 102 ausgebildet. Wie erkannt werden wird, kann das RFID-Tag 110 an einer beliebigen Stelle auf der Filterkartusche 102 angeordnet sein, die sich innerhalb des RFID-Bereichs des elektronischen Identifikationssensors 108 befindet. Das RFID-Tag 110 kann andere Identifikationsmechanismen einschließen, wie einen Quick Response-Code („QR“-Code), einen Barcode, eine Seriennummer, eine Modellnummer, eine Flottennummer oder ein anderes Merkmal, das die Filterkartusche 102 als Original-Filterkartusche oder für die Montage in das Gehäuse 104 zugelassen identifiziert.
Obwohl das Filtermedium 122 als ein zylindrischer Filterblock mit einer runden Querschnittsform gezeigt wird, kann das Filtermedium 122 in anderen Formen (z. B. in Rennbahn-, elliptischen, ovalen oder anderen nicht-zylindrischen Formen) angeordnet sein. Das Filtermedium 122 kann beispielsweise plissierte Filtermedien 122, die in einem Paneel- oder Faltblock angeordnet sind, gewellte Filtermedien (oft als plissierte Filtermedien 122 bezeichnet), die in einem oder mehreren Paneelen, einem Block, einem Zylinder oder dergleichen angeordnet sind, und andere Anordnungen umfassen.
In einem Satz von Ausführungsformen wird das Filtermedium 122 im Allgemeinen aus einer glatten Lage von Filtermedien 122 und einer geformten Lage von Filtermedien 122 ausgebildet. Die geformte Lage schließt eine Vielzahl von Kämmen ein, die durch eine Kurven und/oder Falte in der Lage ausgebildet werden. Die Vielzahl von Kämmen bildet Tetraeder-Kanäle zwischen der geformten Lage und der flachen Lage aus. An den durch die Kurven und/oder Falten gebildeten Kämmen sind Prägungen, wie beispielsweise Vertiefungen, vorgesehen. Die Prägungen helfen, den Abstand zwischen benachbarten Schichten des Filtermediums (d. h. zwischen der geformten Lage und der flachen Lage) zu erhalten, wodurch die Staubhaltekapazität erhöht und der Druckabfall gegenüber ähnlich aufgebauten Filtermedien ohne die Prägungen gesenkt wird. In einigen Anordnungen ist das Filtermedium 122 entlang einer Vielzahl von Biegelinien plissiert. Die Biegelinien erstrecken sich axial entlang einer axialen Richtung und schließen eine erste Gruppe von Biegelinien, die sich vom vorgelagerten Einlass axial in Richtung des nachgelagerten Auslasses erstrecken, und eine zweite Gruppe von Biegelinien, die sich vom nachgelagerten Auslass axial in Richtung des vorgelagerten Einlasses erstrecken, ein.
In einigen Anordnungen schließt das Filtermedium 122 eine Vielzahl von Tetraeder-Einlass-Strömungskanälen und eine Vielzahl von Tetraeder-Auslass-Strömungskanälen ein. Die Einlass-Tetraeder werden in einem zentralen Abschnitt des Filtermaterials zusammengeführt, wodurch axiale Querluftströmung zwischen den Einlass-Tetraeder-Kanälen ermöglicht wird, bevor die Luft durch die Filtermedien strömt. Solch eine Anordnung stellt zusätzliche Staubbeladung auf der vorgelagerten Seite des Mediums bereit, was die Filterkapazität erhöht. Spezifische Anordnungen solcher tetraedrischen Filtermedien sind ferner in US-Patent Nr. 8,397,920 beschrieben. In einer alternativen Anordnung umfassen die Kanäle Rillen, die an den vorgelagerten und nachgelagerten Enden abwechselnd versiegelt sind. Das Gehäuse 104 schließt eine zentrale Kammer und den Filterblockiermechanismus 106 ein. Die zentrale Kammer ist zum Aufnehmen der Filterkartusche 102 aufgebaut. Obwohl das Gehäuse 104 als ein zylindrisches Gehäuse mit einer runden Querschnittsform gezeigt wird, kann das Gehäuse 104 in anderen Formen angeordnet sein, um die Filterkartusche 102 aufzunehmen. Der Filterblockiermechanismus 106 ist zum Blockieren des Einbaus einer Filterkartusche in die zentrale Kammer des Gehäuses 104 aufgebaut, bis eine Original-Filterkartusche 102 erfasst wird. In einigen Ausführungsformen ist der Filterblockiermechanismus 106 in das Gehäuse 104 eingebettet oder als ein Teil des Gehäuses 104 ausgebildet. In anderen Ausführungsformen ist der Filterblockiermechanismus 106 abnehmbar mit dem Gehäuse 104 gekoppelt. In beiden Ausführungsformen weist der Filterblockiermechanismus 106 einen Vorsprung auf, der den Einbau von nicht zugelassenen, Nicht-Original-Filterkartuschen verhindert.
Der Filterblockiermechanismus 106 umfasst einen mechanischen Verriegelungsmechanismus, der funktionsfähig mit dem elektronischen Identifikationssensor 108 verbunden ist. Der Filterblockiermechanismus 106 schließt einen Tauchanker 112, ein Vorspannelement (z. B. Schraubenfeder) 114 und eine Magnetspule 116 ein. Die Magnetspule 116 schließt ein elektromechanisch betriebenes Ventil ein, das durch einen elektrischen Strom aktiviert wird, der durch die Magnetspule 116 fließt. Das Vorspannelement 114 kann in der Form einer Schraubenfeder oder einer anderen Art von Feder vorliegen. In der ersten Position (z. B. im Ruhezustand) spannt das Vorspannelement 114 den Tauchanker 112 in eine verriegelte Position vor und die Magnetspule 116 hat keinen Strom. In der ersten Position wird der Filterblockiermechanismus 106 ausgefahren und verriegelt (z. B. in einer blockierenden Position), indem das Vorspannelement 114 den Tauchanker 112 so vorspannt, dass er in die zentrale Kammer des Gehäuses 104 ausfährt. Wie in 1A dargestellt, ist der Tauchanker 112 in eine Richtung ausgefahren, die im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse des zentralen Hohlraums des Gehäuses 104 verläuft. Wie zu erkennen ist, wenn sich die Magnetspule 116 im Ruhezustand befindet und keinen Strom hat, verhindert das Vorspannelement 114, dass der Tauchanker 112 einfährt, wodurch der Einbau aller Filterkartuschen 102 verhindert wird.
Der elektronische Identifikationssensor 108 ist funktionsfähig mit dem Filterblockiermechanismus 106 verbunden. Der elektronische Identifikationssensor 108 schließt ein RFID-Lesegerät 118 ein, das kommunikativ mit einer RFID-Antenne 120 gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen ist der elektronische Identifikationssensor 108 in das Gehäuse 104 eingebettet oder als ein Teil des Gehäuses 104 ausgebildet. In anderen Ausführungsformen ist der elektronische Identifikationssensor 108 abnehmbar mit dem Gehäuse 104 gekoppelt. In einigen Ausführungsformen ist der elektronische Identifikationssensor 108 an einem Ende des Gehäuses 104 angeordnet, das benachbart zu dem Ort des RFID-Tags 110 einer richtig eingebauten Original-Filterkartusche 102 ist. In anderen Ausführungsformen befindet sich der elektronische Identifikationssensor 108 innerhalb des Filtrationssystems 100, ist jedoch nicht an dem Gehäuse 104 oder der Filterkartusche 102 angebracht. Wie zu erkennen ist, befindet sich der elektronische Identifikationssensor 108 allgemein an einer Stelle auf dem Gehäuse 104, die innerhalb des Bereichs zum Erfassen eines RFID-Tags 110 einer Original-Filterkartusche 102 liegt, die in die zentrale Kammer des Gehäuses 104 eingebaut wird.
Das RFID-Lesegerät 118 umfasst einen RFID-Empfänger oder Sender-Empfänger, der zum Lesen von Identifikationsdaten aufgebaut ist, die auf dem RFID-Tag 110 der Filterkartusche enthalten sind. Die Identifikationsdaten können mindestens eine Seriennummer oder einen eindeutigen Code einschließen, die bzw. der der Filterkartusche 102 zugeordnet ist, die eingebaut werden soll. Die Seriennummer oder der eindeutige Code gibt an, ob es sich bei der Filterkartusche 102 um eine Original-Filterkartusche oder eine zugelassene Filterkartusche handelt. Das RFID-Lesegerät 118 schließt eine RFID-Antenne 120 ein, die mit dem RFID-Tag 110 durch Senden und Empfangen von Signalen kommuniziert. Die RFID-Antenne 120 ist zum Kommunizieren innerhalb eines RFID-Bereichs zum Erfassen eines RFID-Tags 110 auf einer Original-Filterkartusche 102 aufgebaut, wenn versucht wird, die Filterkartusche 102 einzubauen. In einigen Ausführungsformen reicht der RFID-Bereich aus, um dem RFID-Lesegerät 118 das Erfassen des RFID-Tags 110 zu ermöglichen - wodurch der Filterblockiermechanismus 106 einfährt oder beweglich wird - bevor die Original-Filterkartusche 102 mit dem Tauchanker 112 in Kontakt kommt. In einigen Anordnungen schließt das RFID-Lesegerät 118 einen Prozessor ein, der kommunikativ mit dem RFID-Lesegerät 118 und der RFID-Antenne 120 gekoppelt ist. Der Prozessor ist zum Abfragen der RFID-Tags aufgebaut, die in Filterkartuschen eingebettet sind, die in einem überwachten Filtrationssystem eingebaut sind, um zu bestimmen, ob es sich bei der eingebauten Filterkartusche um eine Original-Filterkartusche handelt.
Wie in 1A dargestellt, ist die Original-Filterkartusche 102 im Begriff, in das Gehäuse 104 eingebaut zu werden. Das RFID-Lesegerät 118 überträgt eine Abfrage über die RFID-Antenne 120 innerhalb des RFID-Bereichs. Das RFID-Tag 110 befindet sich innerhalb des RFID-Bereichs und empfängt die Abfrage und sendet als Antwort Identifikationsdaten an das RFID-Lesegerät 118 zurück. Das RFID-Lesegerät 118 bestimmt, ob das RFID-Tag 110 einer Original- oder zugelassenen Filterkartusche 102 zugeordnet ist. Als Antwort auf das Bestimmen durch das RFID-Lesegerät 118, dass das RFID-Tag 110 einer Original- oder zugelassenen Filterkartusche 102 zugeordnet ist, veranlasst der elektronische Identifikationssensor 108, dass die Magnetspule 116 des Filterblockiermechanismus 106 erregt wird. Wenn die Magnetspule 116 erregt wird, spannt das Vorspannelement 114 den Tauchanker 112 nicht mehr vor und der Tauchanker 112 wird eingefahren - wie in 1B dargestellt - wodurch der Einbau der Filterkartusche 102 ermöglicht wird, da sie vollständig in der mittleren Kammer des Gehäuses 104 angeordnet wird. In einer Ausführungsform umfasst der Tauchanker 112 einen sich bewegenden Eisenkern (z. B. einen Kolben), der innerhalb einer Drahtspule angeordnet ist. Im Ruhezustand wird der Kolben außerhalb der Drahtspule durch das Vorspannelement 114 (z. B. eine Feder) gehalten. Wenn eine Spannung an die Drahtspule angelegt wird und Strom fließt, erzeugt die Drahtspule ein Magnetfeld, das den Kolben anzieht und den Kolben in die Mitte der Drahtspule zieht. In einigen Ausführungsformen ist der Tauchanker 112 so aufgebaut, dass bei Erregen der Magnetspule 116 die Montagekraft einer Original-Filterkartusche 102 ausreicht, um ein Einfahren des Tauchankers 112 zu veranlassen und einen korrekten Einbau zu ermöglichen. Ein Verfahren 800 zum Einbau wird unten in 8 ausführlicher beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 1B wird eine seitliche Querschnittsansicht des Filtrationssystems 100 von 1A in einer zweiten, zusammengebauten Position gezeigt. Wenn sich das Filtrationssystem 100 in dem zusammengebauten Zustand befindet, ist die Filterkartusche 102 innerhalb einer zentralen Kammer des Gehäuses 104 positioniert. Sobald die Filterkartusche 102 erfolgreich in das Gehäuse 104 eingebaut ist, wird die Magnetspule 116 nicht mehr erregt. Aufgrund des Vorhandenseins der Filterkartusche 102 kann sich der Tauchanker 112 nicht in eine Richtung bewegen, die im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse der zentralen Kammer verläuft. Im Allgemeinen filtert das Filtrationssystem 100, wenn das Filtrationssystem 100 zusammengebaut ist, ein Fluid und stellt das gefilterte Fluid einer Vorrichtung bereit, wie einem Verbrennungsmotor. Das Filtrationssystem 100 nimmt Fluide auf, die durch ein Einlassrohr und in das Gehäuse 104 gefiltert werden sollen. Der Filterblockiermechanismus 106 ist so aufgebaut, dass sichergestellt ist, dass das in das Gehäuse eintretende Fluid nicht durch den Filterblockiermechanismus 106 austritt. Das Fluid fließt durch das Filtermedium 122 der Filterkartusche 102. Da der Filterblockiermechanismus 106 eingefahren wird, wird die Filterkartusche 102 in dem Gehäuse 104 richtig abgedichtet. Während das Fluid durch das Filtermedium 122 fließt, entfernt das Filtermedium 122 Verunreinigungen (z. B. Schmutz, Staub, Feuchtigkeit usw.), die in dem Fluid enthalten sind.
Unter Bezugnahme auf 1C wird eine seitliche Querschnittsansicht des Filtrationssystems 100 von 1A in einer dritten, zusammengebauten, aberregten Position gezeigt. Wie in 1C dargestellt, wird die Magnetspule 116 nicht mehr erregt und die Filterkartusche 102 wird erfolgreich in das Gehäuse 104 eingebaut. Aufgrund des Vorhandenseins der Filterkartusche 102 kann sich der Tauchanker 112 nicht in eine Richtung bewegen, die im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse der zentralen Kammer verläuft. Obwohl die 1A bis 1C den Filterblockiermechanismus 106 einschließlich eines Vorspannelements 114 zeigen, schließt der Filterblockiermechanismus 106 in einigen Ausführungsformen kein Vorspannelement 114 ein. In solchen Ausführungsformen, wird die Bewegung des Tauchankers 112 durch die Stromaufnahmerichtung der Magnetspule 116 verursacht. Die Magnetspule 116 ist mit einer Stromaufnahme in einer ersten Richtung konfiguriert, die den Tauchanker 112 veranlasst, auszufahren und mit einer Stromaufnahme in einer zweiten, entgegengesetzten Richtung, die den Tauchanker 112 veranlasst, einzufahren. Es gibt keine Stromaufnahme, wenn sich die Magnetspule 116 in dem eingefahrenen oder ausgefahrenen Zustand befindet.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Filterblockiermechanismus 106 des Filtrationssystems 100 einen Tauchanker mit Selbsthaltung. Im Gegensatz zu einem Vorspannelement-Magnet, der eine konstante Erregung erfordert, um in einem gegebenen Zustand zu verbleiben, verbleibt ein Tauchanker mit Selbsthaltung in seiner letzten Position, wenn er sich in einem Ruhezustand/in Aberregung befindet. Der Tauchanker mit Selbsthaltung ist so aufgebaut, dass er einen Tauchanker 112 durch Umkehren der Richtung des Stroms in einer Magnetspule 116 ausfährt oder einfährt. In einer Ausführungsform wird der Tauchanker mit Selbsthaltung bei einem periodischen, zeitabhängigen Ereignis erregt. Beispielsweise kann der elektronische Identifikationssensor 108 alle zehn Sekunden nach einem RFID-Tag 110 scannen. Wenn ein Original-RFID-Tag 110 lokalisiert wird, fließt ein Gleichstrom (DC-Strom) durch die Magnetspule 116, wodurch der Tauchanker eingefahren wird (ungeachtet des Zustands des Tauchankers mit Selbsthaltung vor der Erregung). Wenn kein Original-RFID-Tag 110 vorhanden ist, fließt ein Gleichstrom durch die Magnetspule 116, wodurch der Tauchanker ausgefahren wird, ungeachtet des Zustands des Tauchankers mit Selbsthaltung vor der Erregung. In einigen Ausführungsformen kann eine Logiksteuerung in dem Filtrationssystem 100 implementiert sein. In diesen Ausführungsformen kann die Logiksteuerung den aktuellen Zustand (z. B. eingefahren oder ausgefahren) des Tauchankers mit Selbsthaltung bestimmen.
Unter Bezugnahme auf 2 wird eine seitliche Querschnittsansicht eines Filtrationssystems 200 gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Das Filtrationssystem 200 ist dem Filtrationssystem 100 ähnlich. Ein Unterschied zwischen dem Filtrationssystem 200 und dem Filtrationssystem 100 ist die Abdichtung der Filterkartusche 102 und die Anordnung und Zusammensetzung des Filterblockiermechanismus 206 des Filtrationssystems 200. Dementsprechend wird eine gleiche Nummerierung verwendet, um gleiche Komponenten zwischen dem Filtrationssystem 200 und dem Filtrationssystem 100 zu benennen. Das Filtrationssystem 200 schließt eine Filterkartusche 102, ein Gehäuse 104, einen vertikalen Filterblockiermechanismus 206 und einen elektronischen Identifikationssensor 108 ein. Wie in 2 dargestellt, ist die Filterkartusche 102 im Begriff, in das Gehäuse 104 eingebaut zu werden. Die Anordnung des Filterblockiermechanismus 206 an dem Ende des Gehäuses 104 - statt an der Seite des Gehäuses 104 des Filtrationssystems 100 - ermöglicht es dem Filtrationssystem 200, Höhenschwankungen aufgrund der Variabilität der Medienschlitzbreite und anderer Abmessungen der Filterkartusche 102 aufzunehmen. Wie zu erkennen ist, veranlasst der Filterblockiermechanismus 206 nach Erfassung des Einbaus einer Original-Filterkartusche 102 einen Tauchanker 112 dazu, so auszufahren, dass er mit der Filterkartusche 102 in Kontakt kommt, wodurch die Filterkartusche 102 in die vertikale Richtung gedrückt und eine ausreichende Last für die richtige Abdichtung des Filtrationssystems 200 sichergestellt wird.
Die Filterkartusche 102 schließt das RFID-Tag 110 und das Filtermedium 122 ein. Das RFID-Tag 110 ist erkennbar durch den elektronischen Identifikationssensor 108, wenn die Filterkartusche 102 eine Original-Filterkartusche und für die Montage in das Gehäuse 104 zugelassen ist. Wie zu erkennen ist, kann das RFID-Tag 110 an oder in einer beliebigen Stelle auf der Filterkartusche 102 angeordnet sein, die sich innerhalb des RFID-Bereichs des elektronischen Identifikationssensors 108 befindet. Das RFID-Tag 110 kann andere Identifikationsmechanismen einschließen, wie einen QR-Code, einen Barcode, eine Seriennummer, eine Modellnummer, eine Flottennummer oder ein anderes Merkmal, das die Filterkartusche 102 als Original-Filterkartusche oder für den Einbau in das Gehäuse 104 zugelassen identifiziert.
Das Gehäuse 104 schließt eine zentrale Kammer und den Filterblockiermechanismus 206 ein. Die zentrale Kammer ist zum Aufnehmen der Filterkartusche 102 aufgebaut. Obwohl das Gehäuse 104 als ein zylindrisches Gehäuse mit einer runden Querschnittsform gezeigt wird, kann das Gehäuse 104 in anderen Formen angeordnet sein, um die Filterkartusche 102 aufzunehmen. In einigen Ausführungsformen schließt das Gehäuse 104 ein Dichtelement 222 ein, das zum Ausbilden einer inneren Abdichtung mit der Filterkartusche 102 aufgebaut ist. In anderen Ausführungsformen ist das Dichtelement 222 auf der Filterkartusche 102 angeordnet und zum Ausbilden einer inneren Abdichtung mit dem Gehäuse 104 aufgebaut. In einigen Ausführungsformen ist der Filterblockiermechanismus 206 in das Gehäuse 104 eingebettet oder als ein Teil des Gehäuses 104 ausgebildet. In anderen Ausführungsformen ist der Filterblockiermechanismus 206 abnehmbar mit dem Gehäuse 104 gekoppelt.
Der Filterblockiermechanismus 206 umfasst einen mechanischen Verriegelungsmechanismus, der funktionsfähig mit dem elektronischen Identifikationssensor 108 verbunden ist. Der Filterblockiermechanismus 206 ist ähnlich dem Filterblockiermechanismus 106. Unterschiede zwischen dem Filterblockiermechanismus 206 und dem Filterblockiermechanismus 106 bestehen darin, dass der Filterblockiermechanismus 206 kein Vorspannelement 114 einschließt, in einer Ruheposition eingefahren ist und der Tauchanker 112 in eine Richtung ausfährt, die im Wesentlichen parallel zur Mittelachse des zentralen Hohlraums des Gehäuses 104 verläuft. Wie in 2 dargestellt, schließt der Filterblockiermechanismus 206 einen Tauchanker 112, eine Magnetspule 116 und ein Aussparungsmerkmal 224 ein. Die Magnetspule 116 umfasst ein elektromechanisch betriebenes Ventil, das durch einen elektrischen Strom aktiviert wird, der durch die Magnetspule 116 fließt. Das Aussparungsmerkmal 224 ist in einem ersten Ende des Gehäuses 104 angeordnet und ist so bemessen, dass es den Abmessungen des Tauchankers 112 und der Mikronbewertung (z. B. die Bewertung, die verwendet wird, um die Fähigkeit eines Filters zum Entfernen von Verunreinigungen nach Größe der Partikel anzugeben) der Original-Filterkartuschen 102 entspricht. Der Tauchanker 112 fährt in eine Richtung aus, die im Wesentlichen parallel zu der Mittelachse des zentralen Hohlraums des Gehäuses 104 und entlang des Aussparungsmerkmals 224 verläuft. Wie in 2 dargestellt, befindet sich der Filterblockiermechanismus 206 in der ersten Position (z. B. im Ruhezustand). In der ersten Position ist der Tauchanker 112 in dem Aussparungsmerkmal 224 angeordnet, und die Magnetspule 116 hat keinen Strom. Der Filterblockiermechanismus 206 wird nur dann ausgefahren, wenn der elektronische Identifikationssensor 108 eine Original- oder zugelassene Filterkartusche 102 identifiziert.
Der elektronische Identifikationssensor 108 ist funktionsfähig mit dem Filterblockiermechanismus 206 verbunden. Der elektronische Identifikationssensor 108 schließt ein RFID-Lesegerät 118 ein, das kommunikativ mit einer RFID-Antenne 120 gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen ist der elektronische Identifikationssensor 108 in das Gehäuse 104 eingebettet oder als ein Teil des Gehäuses 104 ausgebildet. In anderen Ausführungsformen ist der elektronische Identifikationssensor 108 abnehmbar mit dem Gehäuse 104 gekoppelt. In einigen Ausführungsformen ist der elektronische Identifikationssensor 108 an einem Ende des Gehäuses 104 angeordnet, das benachbart zu dem Ort des RFID-Tags 110 einer richtig eingebauten Original-Filterkartusche 102 ist. In anderen Ausführungsformen befindet sich der elektronische Identifikationssensor 108 innerhalb des Filtrationssystems 200, ist jedoch nicht an dem Gehäuse 104 oder der Filterkartusche 102 angebracht. Wie zu erkennen ist, befindet sich der elektronische Identifikationssensor 108 allgemein an einer Stelle auf dem Gehäuse 104, die innerhalb des Bereichs zum Erfassen eines RFID-Tags 110 einer Original-Filterkartusche 102 liegt, die in die zentrale Kammer des Gehäuses 104 eingebaut wird.
Das RFID-Lesegerät 118 umfasst einen RFID-Empfänger oder Sender-Empfänger, der zum Lesen von Identifikationsdaten aufgebaut ist, die auf dem RFID-Tag 110 der Filterkartusche enthalten sind. Die Identifikationsdaten schließen mindestens eine Seriennummer oder einen eindeutigen Code ein, die bzw. der der Filterkartusche 102 zugeordnet ist, die eingebaut werden soll. Die Seriennummer oder der eindeutige Code gibt an, ob es sich bei der Filterkartusche 102 um eine Original-Filterkartusche oder eine zugelassene Filterkartusche handelt. Das RFID-Lesegerät 118 schließt eine RFID-Antenne 120 ein, die mit dem RFID-Tag 110 durch Senden und Empfangen von Signalen kommuniziert. Die RFID-Antenne 120 ist zum Kommunizieren innerhalb eines RFID-Bereichs zum Erfassen eines RFID-Tags 110 auf einer Original-Filterkartusche 102 aufgebaut, wenn versucht wird, die Filterkartusche 102 einzubauen. In einigen Ausführungsformen reicht der RFID-Bereich aus, um dem RFID-Lesegerät 118 zu ermöglichen, das RFID-Tag 110 nach Einbau der Filterkartusche 102 in das Gehäuse 104 zu erfassen, wodurch der Filterblockiermechanismus 206 ausfährt und die Filterkartusche 102 und das Gehäuse 104 abgedichtet werden. In einigen Anordnungen schließt das RFID-Lesegerät 118 einen Prozessor ein, der kommunikativ mit dem RFID-Lesegerät 118 und der RFID-Antenne 120 gekoppelt ist. Der Prozessor ist zum Abfragen der RFID-Tags aufgebaut, die in Filterkartuschen eingebettet sind, die in einem überwachten Filtrationssystem eingebaut sind, um zu bestimmen, ob es sich bei der eingebauten Filterkartusche um eine Original-Filterkartusche handelt.
Wie in 2 dargestellt, ist die Original-Filterkartusche 102 in der zentralen Kammer angeordnet und in dem Gehäuse 104 angeordnet. In diesem Zustand hat das RFID-Lesegerät 118 das RFID-Tag 110 auf der Filterkartusche 102 nicht abgefragt, so dass der Filterblockiermechanismus 206 nicht aktiviert ist und sich in der ersten Position befindet. In der ersten Position ist die Magnetspule 116 nicht aktiviert und der Tauchanker 112 ist nicht ausgefahren. Während die Filterkartusche 102 in dem Gehäuse 104 angeordnet werden kann, wird keine richtige innere Abdichtung zwischen der Filterkartusche 102 und dem Dichtelement 222 ausgebildet, und daher ist der Einbau nicht abgeschlossen (z. B. würde der Betrieb des Filtrationssystems 200 Undichtigkeiten, unsachgemäße Filtration usw. verursachen).
Wie zu erkennen ist, fragt das RFID-Lesegerät 118 - nachdem die Filterkartusche 102 in dem Gehäuse 104 angeordnet wurde - das RFID-Tag 110 ab, um zu bestimmen, ob das RFID-Tag 110 einer Original- oder zugelassenen Filterkartusche 102 zugeordnet ist. In einigen Ausführungsformen ist die Spitze des Tauchankers 112 am Rand des Aussparungsmerkmals 224 angeordnet und das RFID-Lesegerät 118 fragt das RFID-Tag 110 ab, wenn die Spitze des Tauchankers 112 mit der Filterkartusche 102 in Kontakt kommt. Nach einer Bestimmung, dass die Filterkartusche 102 zugelassen ist, veranlasst der elektronische Identifikationssensor 108, dass die Magnetspule 116 des Filterblockiermechanismus 206 erregt wird. Die erregte Magnetspule 116 veranlasst, dass sich der Tauchanker 112 durch das Aussparungsmerkmal 224 in Richtung der Filterkartusche 102 in eine Richtung bewegt, die im Wesentlichen parallel zu der Mittelachse des zentralen Hohlraums des Gehäuses 104 verläuft. Der ausfahrende Tauchanker 112 drückt auf ein Ende der Filterkartusche 102 und bewirkt, dass die Filterkartusche 102 gegen das Dichtelement 222 drückt. Der Tauchanker 112 ist so aufgebaut, dass er ausfährt und für eine Last sorgt, die ausreichend ist, um eine innere Abdichtung zwischen dem Dichtelement 222 und der Filterkartusche 102 auszubilden. In einigen Ausführungsformen ist der Filterblockiermechanismus 206 so aufgebaut, dass eine längere Lebensdauer der Dichtung durch Kompensieren des Druckverformungsrestes über die Lebensdauer der Filterkartusche 102 erreicht wird.
Unter Bezugnahme auf 3 wird eine seitliche Querschnittsansicht eines Filtrationssystems 300 gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Das Filtrationssystem 300 ist dem Filtrationssystem 100 ähnlich. Ein Unterschied zwischen dem Filtrationssystem 300 und dem Filtrationssystem 100 ist die Verwendung eines Fluidventils auf der Druckseite als Filterblockiermechanismus 306 des Filtrationssystems 300. Dementsprechend wird eine gleiche Nummerierung verwendet, um gleiche Komponenten zwischen dem Filtrationssystem 300 und dem Filtrationssystem 100 zu benennen. Das Filtrationssystem 300 schließt eine Filterkartusche 102, ein Gehäuse 104, einen Filterblockiermechanismus 306 und einen elektronischen Identifikationssensor 108 ein. Wie in 3 dargestellt, ist die Filterkartusche 102 in das Gehäuse 104 eingebaut. Das Filtrationssystem 300 befindet sich in einer ersten Position, die den Filterblockiermechanismus 306 im Ruhezustand einschließt. Wie zu erkennen ist, ist in der ersten Position ein Fluidventil 314 des Filterblockiermechanismus 306 geschlossen und verhindert, dass Fluid in die Filterkartusche 102 fließt. Das Fluidventil 314 des Filterblockiermechanismus 306 öffnet sich nur, wenn ein Fließdruck erfasst wird und der elektronische Identifikationssensor 108 eine Original- oder zugelassene Filterkartusche 102 identifiziert.
Die Filterkartusche 102 des Filtrationssystems 300 schließt das RFID-Tag 110 und Filtermedien 122 ein. Das RFID-Tag 110 ist erkennbar durch den elektronischen Identifikationssensor 108, wenn die Filterkartusche 102 eine Original-Filterkartusche und für die Montage in das Gehäuse 104 zugelassen ist. Wie zu erkennen ist, kann das RFID-Tag 110 an oder in einer beliebigen Stelle auf der Filterkartusche 102 angeordnet sein, die sich innerhalb des RFID-Bereichs des elektronischen Identifikationssensors 108 befindet. Das RFID-Tag 110 kann andere Identifikationsmechanismen einschließen, wie einen QR-Code, einen Barcode, eine Seriennummer, eine Modellnummer, eine Flottennummer oder ein anderes Merkmal, das die Filterkartusche 102 als Original-Filterkartusche oder für den Einbau in das Gehäuse 104 zugelassen identifiziert.
Das Gehäuse 104 des Filtrationssystems 300 schließt eine zentrale Kammer, einen Drucksensor 320 und den Filterblockiermechanismus 306 ein. Die zentrale Kammer ist zum Aufnehmen der Filterkartusche 102 aufgebaut. Obwohl das Gehäuse 104 als ein zylindrisches Gehäuse mit einer runden Querschnittsform gezeigt wird, kann das Gehäuse 104 in anderen Formen angeordnet sein, um die Filterkartusche 102 aufzunehmen. Der Drucksensor 320 ist kommunikativ mit dem elektronischen Identifikationssensor 108 oder, in einigen Ausführungsformen, einem Motorsteuermodul („ECM“) gekoppelt, um zu kommunizieren, dass ein Fluid in das Gehäuse 104 fließt. In einigen Ausführungsformen sind die Drucksensoren 320 integrierte Druckdifferenzsensoren („dP“-Sensoren). Während der Drucksensor 320 an der Oberseite des Gehäuses 104 gezeigt ist, kann sich der Drucksensor 320 an einer breiten Vielfalt von Orten entlang des Filtrationssystems 300 befinden, um zu kommunizieren, dass ein Fluid in das Gehäuse 104 fließt. In einigen Ausführungsformen ist der Filterblockiermechanismus 306 in das Gehäuse 104 eingebettet oder als ein Teil des Gehäuses 104 ausgebildet. In anderen Ausführungsformen ist der Filterblockiermechanismus 306 abnehmbar mit dem Gehäuse 104 gekoppelt.
Der Filterblockiermechanismus 306 umfasst einen mechanischen Verriegelungsmechanismus, der funktionsfähig mit dem elektronischen Identifikationssensor 108 verbunden ist. Der Filterblockiermechanismus 306 ist ähnlich dem Filterblockiermechanismus 106. Unterschiede zwischen dem Filterblockiermechanismus 206 und dem Filterblockiermechanismus 106 schließen den Punkt ein, dass der Filterblockiermechanismus 306 kein Vorspannelement oder keinen Tauchanker einschließt und stattdessen ein Fluidventil 314 verwendet, das an einer ersten Position geschlossen ist und an einer zweiten Position offen ist. Der Filterblockiermechanismus 306 ist so aufgebaut, dass er nach dem Erfassen eines Fluidstroms durch den Drucksensor 320 und einer Original-Filterkartusche 102 aktiviert (z. B. geöffnet) wird. Wenn keine Original-Filterkartusche 102 erfasst wird, verbleibt der Filterblockiermechanismus 306 in einer ersten Position (z. B. eine Ruheposition), und das Fluidventil 314 bleibt geschlossen.
Wie in 3 dargestellt, schließt der Filterblockiermechanismus 306 eine Magnetspule 116 und ein Fluidventil 314 ein. Die Magnetspule 116 umfasst ein elektromechanisch betriebenes Ventil, das durch einen elektrischen Strom aktiviert wird, der durch die Magnetspule 116 fließt. Das Fluidventil 314 ist auf der Druckseite des Filtrationssystems 300 in der Nähe des Einlasses der Filterkartusche 102 angeordnet. In der ersten Position (z. B. im Ruhezustand) ist das Fluidventil 314 geschlossen und die Magnetspule 116 hat keinen Strom. Der Filterblockiermechanismus 306 wird aktiviert und das Fluidventil 314 öffnet sich nur, wenn der elektronische Identifikationssensor 108 einen Durchflussidentifikator von dem Drucksensor 320 empfängt und anschließend eine Original- oder zugelassene Filterkartusche 102 identifiziert.
Der elektronische Identifikationssensor 108 ist funktionsfähig mit dem Filterblockiermechanismus 306 verbunden. Der elektronische Identifikationssensor 108 schließt ein RFID-Lesegerät 118 ein, das kommunikativ mit einer RFID-Antenne 120 gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen ist der elektronische Identifikationssensor 108 in das Gehäuse 104 eingebettet oder als ein Teil des Gehäuses 104 ausgebildet. In anderen Ausführungsformen ist der elektronische Identifikationssensor 108 abnehmbar mit dem Gehäuse 104 gekoppelt. In einigen Ausführungsformen ist der elektronische Identifikationssensor 108 an einem Ende des Gehäuses 104 angeordnet, das benachbart zu dem Ort des RFID-Tags 110 einer richtig eingebauten Original-Filterkartusche 102 ist. In anderen Ausführungsformen befindet sich der elektronische Identifikationssensor 108 innerhalb des Filtrationssystems 300, ist jedoch nicht an dem Gehäuse 104 oder der Filterkartusche 102 angebracht. Wie zu erkennen ist, befindet sich der elektronische Identifikationssensor 108 allgemein an einer Stelle auf dem Gehäuse 104, die innerhalb des Bereichs zum Erfassen eines RFID-Tags 110 einer Original-Filterkartusche 102 liegt, die in die zentrale Kammer des Gehäuses 104 eingebaut wird.
Das RFID-Lesegerät 118 umfasst einen RFID-Empfänger oder Sender-Empfänger, der zum Lesen von Identifikationsdaten aufgebaut ist, die auf dem RFID-Tag 110 der Filterkartusche enthalten sind. Die Identifikationsdaten schließen mindestens eine Seriennummer oder einen eindeutigen Code ein, die bzw. der der Filterkartusche 102 zugeordnet ist, die eingebaut werden soll. Die Seriennummer oder der eindeutige Code gibt an, ob es sich bei der Filterkartusche 102 um eine Original-Filterkartusche oder eine zugelassene Filterkartusche handelt. Das RFID-Lesegerät 118 schließt eine RFID-Antenne 120 ein, die mit dem RFID-Tag 110 durch Senden und Empfangen von Signalen kommuniziert. Die RFID-Antenne 120 ist zum Kommunizieren innerhalb eines RFID-Bereichs zum Erfassen eines RFID-Tags 110 auf einer Original-Filterkartusche 102 aufgebaut, wenn versucht wird, die Filterkartusche 102 einzubauen. In einigen Ausführungsformen reicht der RFID-Bereich aus, um dem RFID-Lesegerät 118 das Erfassen des RFID-Tags 110 nach Empfangen eines Durchflussidentifikators von dem Drucksensor 320 zu ermöglichen. In einigen Anordnungen schließt das RFID-Lesegerät 118 einen Prozessor ein, der kommunikativ mit dem RFID-Lesegerät 118 und der RFID-Antenne 120 gekoppelt ist. Der Prozessor ist zum Empfangen eines Durchflussidentifikators von dem Drucksensor 320 aufgebaut, der eine Abfrage der RFID-Tags auslöst, die in Filterkartuschen eingebettet sind, die in einem überwachten Filtrationssystem eingebaut sind, um zu bestimmen, ob es sich bei der eingebauten Filterkartusche um eine Original-Filterkartusche handelt.
Wie in 3 dargestellt, ist die Original-Filterkartusche 102 in der zentralen Kammer angeordnet und in das Gehäuse 104 eingebaut. Die Magnetspule 116 wird nicht aktiviert und daher wird das Fluidventil 314 geschlossen und verhindert, dass Fluidstrom aus dem Gehäuse 104 in den Einlass der Filterkartusche 102 eintritt. Sobald ein Fluidstrom durch das Gehäuse 104 fließt, wird der Drucksensor 320 ausgelöst und der Durchflussidentifikator wird an den elektronischen Identifikationssensor 108 übertragen. Der elektronische Identifikationssensor 108 bestimmt durch das RFID-Lesegerät 118, ob das RFID-Tag 110 einer Original- oder zugelassenen Filterkartusche 102 zugeordnet ist. Sobald bestimmt wurde, dass es sich bei der Filterkartusche um eine Original- und zugelassene Filterkartusche handelt, veranlasst der elektronische Identifikationssensor 108, dass die Magnetspule 116 des Filterblockiermechanismus 306 erregt wird, wodurch sich das Fluidventil 314 öffnet. Das offene Fluidventil 314 ermöglicht es dem Fluid, von dem Gehäuse 104 in die Filterkartusche 102 zu fließen. In einigen Ausführungsformen ist die Magnetspule 116 nicht erforderlich, um das Fluidventil 314 zu aktivieren.
Unter Bezugnahme auf 4A wird eine seitliche Querschnittsansicht eines Filtrationssystems 400 in einer ersten Position gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Das Filtrationssystem 400 ist dem Filtrationssystem 100 ähnlich. Ein Unterschied zwischen dem Filtrationssystem 400 und dem Filtrationssystem 100 ist der Filterblockiermechanismus 406 des Filtrationssystems 400. Dementsprechend wird eine gleiche Nummerierung verwendet, um gleiche Komponenten zwischen dem Filtrationssystem 400 und dem Filtrationssystem 100 zu benennen. Das Filtrationssystem 400 schließt eine Filterkartusche 102, ein Gehäuse 104, einen Filterblockiermechanismus 406 und einen elektronischen Identifikationssensor 108 ein. Wie in 4A dargestellt, ist die Filterkartusche 102 im Begriff, in das Gehäuse 104 eingebaut zu werden. Das Filtrationssystem 400 befindet sich in einer ersten Position, die den Filterblockiermechanismus 406 im Ruhezustand einschließt. Wie zu erkennen ist, ist der Filterblockiermechanismus 406 in der ersten Position ausgefahren und verhindert den Einbau aller Filterkartuschen 102. Der Filterblockiermechanismus 406 wird nur dann eingefahren, wenn der elektronische Identifikationssensor 108 eine Original- oder zugelassene Filterkartusche 102 identifiziert.
Die Filterkartusche 102 schließt ein RFID-Tag 110 und Filtermedien 122 ein. Das RFID-Tag 110 ist erkennbar durch den elektronischen Identifikationssensor 108, wenn die Filterkartusche 102 eine Original-Filterkartusche und für die Montage in das Gehäuse 104 zugelassen ist. Das RFID-Tag 110 kann ein passives (z. B. benötigt keine interne Energiequelle) oder ein aktives (z. B. benötigt eine interne Energiequelle) RFID-Tag 110 sein. In einigen Anordnungen ist das RFID-Tag 110 ringförmig und umgibt oder umfasst im Wesentlichen ein Ende der Filterkartusche 102. In anderen Ausführungsformen ist das RFID-Tag 110 innerhalb der Filterkartusche 102 und innerhalb eines RFID-Bereichs angeordnet. In einer Ausführungsform ist der passive RFID-Transponder in die Filterkartusche 102 eingebettet oder als ein Teil der Filterkartusche 102 ausgebildet. Wie erkannt werden wird, kann das RFID-Tag 110 an einer beliebigen Stelle auf der Filterkartusche 102 angeordnet sein, die sich innerhalb des RFID-Bereichs des elektronischen Identifikationssensors 108 befindet. Das RFID-Tag 110 kann andere Identifikationsmechanismen einschließen, wie einen QR-Code, einen Barcode, eine Seriennummer, eine Modellnummer, eine Flottennummer oder ein anderes Merkmal, das die Filterkartusche 102 als Original-Filterkartusche oder für den Einbau in das Gehäuse 104 zugelassen identifiziert.
Das Gehäuse 104 schließt eine zentrale Kammer und den Filterblockiermechanismus 306 ein. Die zentrale Kammer ist zum Aufnehmen der Filterkartusche 102 aufgebaut. Obwohl das Gehäuse 104 als ein zylindrisches Gehäuse mit einer runden Querschnittsform gezeigt wird, kann das Gehäuse 104 in anderen Formen angeordnet sein, um die Filterkartusche 102 aufzunehmen.
Der Filterblockiermechanismus 406 umfasst einen mechanischen Verriegelungsmechanismus, der funktionsfähig mit dem elektronischen Identifikationssensor 108 und einem Steuerknopf 414 verbunden ist. Der Filterblockiermechanismus 406 schließt eine Magnetspule 116 und eine Vielzahl von Schubstangen 412 ein. Die Magnetspule 116 umfasst ein elektromechanisch betriebenes Ventil, das durch einen elektrischen Strom aktiviert wird, der durch die Magnetspule 116 fließt. Die Vielzahl von Schubstangen 412 werden durch die Magnetspule 116 bewegt (z. B. eingefahren und ausgefahren). In einigen Ausführungsformen kann Vielzahl von Schubstangen 412 eine einzige Schubstange 412 sein. Der Filterblockiermechanismus 406 ist zum Blockieren des Einbaus einer Filterkartusche in die zentrale Kammer des Gehäuses 104 aufgebaut, bis eine Original-Filterkartusche 102 von dem elektronischen Identifikationssensor 108 erfasst wird. Wenn die zentrale Kammer des Gehäuses 104 leer ist oder wenn kein Original-RFID-Tag 110 durch den elektronischen Identifikationssensor 108 erfasst wird, dann fährt der Filterblockiermechanismus 406 die Vielzahl von Schubstangen 412 in eine blockierende Position aus und verhindert so den Einbau. Es versteht sich, dass bei Identifizieren eines Original-RFID-Tags 110 der Filterblockiermechanismus 406 die Vielzahl der Schubstangen 412 einfährt, um den Einbau zu ermöglichen.
In einigen Ausführungsformen ist der Filterblockiermechanismus 406 in das Gehäuse 104 eingebettet oder als ein Teil des Gehäuses 104 ausgebildet. In anderen Ausführungsformen ist der Filterblockiermechanismus 406 abnehmbar mit dem Gehäuse 104 gekoppelt. In einigen Ausführungsformen schließt der Filterblockiermechanismus 406 ferner eine Verriegelungsdichtung ein, die Löcher aufweist, die mit der Vielzahl von Schubstangen 412 ausgerichtet sind und verriegelt werden, wenn die Vielzahl von Schubstangen 412 richtig ausgerichtet ist. Die Verriegelungsdichtung kann beispielsweise ähnlich der Verriegelungsdichtung 710 sein, die nachstehend in 7 ausführlicher beschrieben wird. Wie in 4A dargestellt, wenn sich die Magnetspule 116 im Ruhezustand befindet und nicht mit Spannung versorgt wird, fährt die Vielzahl von Schubstangen 412 in eine Richtung aus, die im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse des zentralen Hohlraums des Gehäuses 104 verläuft. Die Vielzahl von Schubstangen 412 ist in der ersten Position nicht beweglich, wodurch der Einbau aller Filterkartuschen 102 verhindert wird.
Der elektronische Identifikationssensor 108 ist funktionsfähig mit dem Filterblockiermechanismus 106 verbunden. Der elektronische Identifikationssensor 108 schließt ein RFID-Lesegerät 118 ein, das kommunikativ mit einer RFID-Antenne 120 gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen ist der elektronische Identifikationssensor 108 in das Gehäuse 104 eingebettet oder als ein Teil des Gehäuses 104 ausgebildet. In anderen Ausführungsformen ist der elektronische Identifikationssensor 108 abnehmbar mit dem Gehäuse 104 gekoppelt. In einigen Ausführungsformen ist der elektronische Identifikationssensor 108 an einem Ende des Gehäuses 104 angeordnet, das benachbart zu dem Ort des RFID-Tags 110 einer richtig eingebauten Original-Filterkartusche 102 ist. In anderen Ausführungsformen befindet sich der elektronische Identifikationssensor 108 in dem Filtrationssystem 400, ist jedoch nicht an dem Gehäuse 104 oder der Filterkartusche 102 angebracht. Wie zu erkennen ist, befindet sich der elektronische Identifikationssensor 108 allgemein an einer Stelle auf dem Gehäuse 104, die innerhalb des Bereichs zum Erfassen eines RFID-Tags 110 einer Original-Filterkartusche 102 liegt, die in die zentrale Kammer des Gehäuses 104 eingebaut wird.
Das RFID-Lesegerät 118 umfasst einen RFID-Empfänger oder Sender-Empfänger, der zum Lesen von Identifikationsdaten aufgebaut ist, die auf dem RFID-Tag 110 der Filterkartusche enthalten sind. Die Identifikationsdaten schließen mindestens eine Seriennummer oder einen eindeutigen Code ein, die bzw. der der Filterkartusche 102 zugeordnet ist, die eingebaut werden soll. Die Seriennummer oder der eindeutige Code gibt an, ob es sich bei der Filterkartusche 102 um eine Original-Filterkartusche oder eine zugelassene Filterkartusche handelt. Das RFID-Lesegerät 118 schließt eine RFID-Antenne 120 ein, die mit dem RFID-Tag 110 durch Senden und Empfangen von Signalen kommuniziert. Die RFID-Antenne 120 ist zum Kommunizieren innerhalb eines RFID-Bereichs zum Erfassen eines RFID-Tags 110 auf einer Original-Filterkartusche 102 aufgebaut, wenn versucht wird, die Filterkartusche 102 einzubauen. In einigen Ausführungsformen reicht der RFID-Bereich aus, um dem RFID-Lesegerät 118 das Erfassen des RFID-Tags 110 zu ermöglichen - wodurch der Filterblockiermechanismus 406 einfährt - bevor die Original-Filterkartusche 102 mit der Vielzahl von Schubstangen 412 in Kontakt kommt. In einigen Anordnungen schließt das RFID-Lesegerät 118 einen Prozessor ein, der kommunikativ mit dem RFID-Lesegerät 118 und der RFID-Antenne 120 gekoppelt ist. Der Prozessor ist zum Abfragen der RFID-Tags aufgebaut, die in Filterkartuschen eingebettet sind, die in einem überwachten Filtrationssystem eingebaut sind, um zu bestimmen, ob es sich bei der eingebauten Filterkartusche um eine Original-Filterkartusche handelt.
Wie in 4A dargestellt, ist die Original-Filterkartusche 102 im Begriff, in das Gehäuse 104 eingebaut zu werden. Das RFID-Lesegerät 118 überträgt eine Abfrage über die RFID-Antenne 120 innerhalb des RFID-Bereichs. Das RFID-Tag 110 befindet sich innerhalb des RFID-Bereichs und empfängt die Abfrage und sendet als Antwort Identifikationsdaten an das RFID-Lesegerät 118 zurück. Das RFID-Lesegerät 118 bestimmt, ob das RFID-Tag 110 einer Original- oder zugelassenen Filterkartusche 102 zugeordnet ist. Der elektronische Identifikationssensor 108 veranlasst, dass die Magnetspule 116 des Filterblockiermechanismus 406 erregt wird. Wenn die Magnetspule 116 erregt wird, kann die Vielzahl von Schubstangen 412 bewegt werden und wird eingefahren, wodurch ermöglicht wird, dass der Einbau der Filterkartusche 102 nicht verhindert wird, da sie vollständig in der mittleren Kammer des Gehäuses 104 angeordnet wird, wie in 4B dargestellt. In einigen Ausführungsformen ist die Vielzahl von Schubstangen 412 so aufgebaut, dass bei Erregen der Magnetspule 116 die Einbaukraft einer Original-Filterkartusche 102 ausreicht, ein Einfahren der Schubstangen 412 zu veranlassen und einen korrekten Einbau zu ermöglichen.
Unter Bezugnahme auf 4B wird eine seitliche Querschnittsansicht des Filtrationssystems 400 von 4A in einer zweiten, zusammengebauten Position gezeigt. Wenn sich das Filtrationssystem 400 in dem zusammengebauten Zustand befindet, ist die Filterkartusche 102 innerhalb einer zentralen Kammer des Gehäuses 104 positioniert. Wenn die Filterkartusche 102 erfolgreich in das Gehäuse 104 eingebaut ist, wird die Magnetspule 116 nicht mehr erregt und die Vielzahl von Schubstangen 412 bleibt in der eingefahrenen Position. Wie zu erkennen ist, bewegt sich die Vielzahl von Schubstangen 412 nur (z. B. ausfahren oder einfahren), wenn die Magnetspule 116 auf sie einwirkt. Ein Unterschied zwischen dem Filtrationssystem 400 und dem Filtrationssystem 100 besteht darin, dass das Filtrationssystem 400 einen Steuerknopf 414 oder einen anderen Aktuator einschließt, der das Entfernen der Filterkartusche 102 unterstützt. Der Steuerknopf 414 ermöglicht das Entfernen der Filterkartusche 102, indem er einem Benutzer einräumt, zu veranlassen, dass die Vielzahl von Schubstangen 412 ausfährt. Wie zu erkennen ist, wird, wenn ein Benutzer (z. B. OEM, Mechaniker usw.) den Steuerknopf 414 drückt, die Magnetspule 116 aktiviert und die Vielzahl von Schubstangen 412 fährt aus, um die Filterkartusche 102 aus dem Gehäuse 104 herauszudrücken. Nach Freigabe des Steuerknopfes 414 befindet sich das RFID-Tag 110 noch immer im Bereich des elektronischen Identifikationssensors 108, wodurch die Vielzahl von Schubstangen 412 einfährt. Wenn die Original-Filterkartusche 102 entfernt wird, befindet sich das RFID-Tag 110 außerhalb des Bereichs des elektronischen Identifikationssensors 108, wodurch die Vielzahl von Schubstangen 412 ausfährt und den Einbau verhindert. Anschließend veranlasst die Erfassung durch den elektronischen Identifikationssensor 108 einer Original- oder zugelassenen Filterkartusche 102, dass die Magnetspule 116 erregt wird und die Vielzahl von Schubstangen 412 einfährt, um die Montage der Filterkartusche zu ermöglichen.
Unter Bezugnahme auf 5 wird eine perspektivische Ansicht eines Keilblockmerkmals 510 eines Filtrationssystems 500 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Wie hierin verwendet, schließt der Ausdruck „Keilblock“ eine geneigte Ebene mit der erforderlichen Bewegungsdistanz und ausreichender Kraft auf einen Winkel ein, um eine Abdichtung in der Bezugsdichtungsebene zu komprimieren. Das Filtrationssystem 500 ist dem Filtrationssystem 100 ähnlich. Ein Unterschied zwischen dem Filtrationssystem 500 und dem Filtrationssystem 100 besteht darin, dass der elektronische Identifikationssensor 108 eine zugelassene oder Original-Filterkartusche 102 identifiziert und ein Keilblockmerkmal 510 ansteuert, um eine Abdichtungskompression für das Filtrationssystem 500 bereitzustellen. Dementsprechend wird eine gleiche Nummerierung verwendet, um gleiche Komponenten zwischen dem Filtrationssystem 500 und dem Filtrationssystem 100 zu benennen. Das Filtrationssystem 500 schließt eine Filterkartusche 102, ein Gehäuse 104, ein Keilblockmerkmal 510 und einen elektronischen Identifikationssensor 108 ein. Wie in 5 dargestellt, wird, wenn eine Original-Filterkartusche 102 in das Gehäuse 104 eingebaut wird, ein Keilblockmerkmal 510 angesteuert, um eine Last auf die Filterkartusche 102 auszuüben, um sicherzustellen, dass eine angemessene Abdichtung zwischen der Filterkartusche 102 und dem Gehäuse 104 oder dem Keilblockmerkmal 510 des Filtrationssystems 500 ausgebildet wird. In besonderen Ausführungsformen umfasst das Keilblockmerkmal 510 einen Keilverschluss um ein Ende der Filterkartusche 102 herum, um eine Abdichtungskompression auszubilden.
Unter Bezugnahme auf 6 werden zwei perspektivische Ansichten eines Cinch-Mechanismus 610 eines Filtrationssystems 600 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Das Filtrationssystem 600 ist dem Filtrationssystem 100 ähnlich. Ein Unterschied zwischen dem Filtrationssystem 600 und dem Filtrationssystem 100 besteht darin, dass der elektronische Identifikationssensor 108 eine zugelassene oder Original-Filterkartusche 102 identifiziert und einen Cinch-Mechanismus 610 (z. B. Zugmechanismus) ansteuert, um eine Abdichtungskompression für das Filtrationssystem 600 bereitzustellen. Dementsprechend wird eine gleiche Nummerierung verwendet, um gleiche Komponenten zwischen dem Filtrationssystem 600 und dem Filtrationssystem 100 zu benennen. Das Filtrationssystem 600 schließt eine Filterkartusche 102, ein Gehäuse 104, einen Cinch-Mechanismus 610 und einen elektronischen Identifikationssensor 108 ein. Wie in 6 dargestellt, wird, wenn eine Original-Filterkartusche 102 in das Gehäuse 104 eingebaut wird, ein Cinch-Mechanismus 610 angesteuert, um eine Last auf die Filterkartusche 102 auszuüben, um sicherzustellen, dass eine angemessene Abdichtung zwischen der Filterkartusche 102 und dem Gehäuse 104 oder dem Cinch-Mechanismus 610 des Filtrationssystems 600 ausgebildet wird. In einigen Ausführungsformen ist der Cinch-Mechanismus 610 eine Zugverriegelung um ein Ende der Filterkartusche 102 herum, so dass eine radiale Abdichtung 620 zwischen der Filterkartusche 102 und dem Cinch-Mechanismus 610 ausgebildet wird.
Unter Bezugnahme auf 7 wird eine perspektivische Ansicht einer Verriegelungsdichtung 710 für ein Filtrationssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Die Verriegelungsdichtung 710 kann in jedem der Filtrationssysteme 100, 200, 300, 400, 500, 600 für einen entriegelbaren Mechanismus verwendet werden. Die Verriegelungsdichtung 710 schließt eine Vielzahl von Löchern 712 und einen Stift 714 ein. Die Verriegelungsdichtung kann an einer Filterkartusche 102, einem Gehäuse 104 oder an einer Schnittstelle der Filterkartusche 102 und des Gehäuses 104 angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen kann die Schnittstelle zwischen der Filterkartusche 102 und dem Gehäuse 104 ein Schraubengewinde, ein Schnappverbindungsmerkmal oder ein anderes Verbindungsmerkmal umfassen, um ein „Ausrasten“ oder einen anderen Lösevorgang des Filters zu verhindern. Wie zu erkennen ist, nimmt diese Filterhaltefunktion vorteilhafterweise eine Variation in den Herstellungsverfahren der Filterkartusche 102 auf. Die Verriegelungsdichtung 710 ist nur durch eine autorisierte Entität oder einen zertifizierten Benutzer (z. B. einen OEM, einen Händler, einen Mechaniker usw.) verriegelbar und entriegelbar, der über den geeigneten Schlüssel verfügt. Der Stift 714 verhindert ein Öffnen des Gehäuses 104 und ist von außen nicht sichtbar. Der Stift 714 ist einfahrbar, um eine Abdichtung des Filtrationssystems zu ermöglichen. In einigen Ausführungsformen kann eine Nachricht auf dem Gehäuse 104 angeordnet sein, die einen Benutzer informiert, dass das Gehäuse 104 von einer zugelassenen Entität geöffnet und/oder bedient werden kann. Die Verriegelungsdichtung 710 stellt sicher, dass eine angemessene Filterkartusche 102 eingebaut wird.
Unter Bezugnahme auf 8 wird ein Flussdiagramm eines Verfahrens 800 zum Einbauen einer Filterkartusche in ein Gehäuse gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Das Verfahren 800 kann in Verbindung mit jedem der Filtrationssysteme 100, 200, 300, 400, 500, 600, zum Beispiel dem Filtrationssystem 100 von 1A und 1B, verwendet werden. Zu Beginn des Verfahrens 800 befindet sich der Filterblockiermechanismus 106 in einer blockierenden oder geschlossenen Position und verhindert den Einbau oder die Verwendung (z. B. Blockieren des Fluidstroms) der Filterkartusche 102 in dem Gehäuse 104.
Das Verfahren 800 beginnt bei 802, wenn sich das RFID-Tag 110 der Filterkartusche 102 im RFID-Bereich des elektronischen Identifikationssensors 108 befindet. Das RFID-Lesegerät 118 überträgt eine Abfrage über die RFID-Antenne 120 innerhalb des RFID-Bereichs. In einigen Ausführungsformen kann die Übertragung eine kontinuierliche Abfrage (z. B. alle zehn Minuten) sein. In anderen Ausführungsformen wird die Abfrage durch ein Ereignis (z. B. das Öffnen des Gehäuses, eine leere zentrale Kammer usw.) ausgelöst. Das RFID-Tag 110 befindet innerhalb des RFID-Bereichs und empfängt die Abfrage, und sendet als Antwort die Identifikationsdaten (z. B. eine Seriennummer, einen Filteridentifikator, ein Filterherstellungsdatum, einen Identifikationselementcode usw.) an das RFID-Lesegerät 118.
Bei 804 empfängt das RFID-Lesegerät 118 die Identifikationsdaten und bestimmt, ob die Identifikationsdaten einer Original- oder zugelassenen Filterkartusche 102 entsprechen. In einigen Ausführungsformen kann das RFID-Lesegerät 118 eine Verarbeitungsschaltung mit einem Prozessor (z. B. einem Allzweckprozessor, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einem oder mehreren Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), einem digitalen Signalprozessor (DSP), einer Gruppe von Verarbeitungskomponenten oder anderen geeigneten elektronischen Verarbeitungskomponenten) und Speicher (z. B, RAM, NVRAM, ROM, Flash-Speicher, Festplattenspeicher usw.), einer Analog-Digital-Wandlerschaltung und verschiedenen Kommunikationsschnittstellen (z. B. analoge Sensoreingänge, digitale Sensoreingänge, koaxiale RFID-Antenneneingänge, J1939-Datenverbindungs-Kommunikationseingang/-ausgang, Bluetooth-Sender-Empfänger usw.) einschließen. Das RFID-Lesegerät 118 verifiziert eingebaute Filterkartuschen als Original-Filterkartuschen (d. h. Original- oder vom OEM genehmigte Filterkartuschen) basierend auf einer Filter-ID, die auf einem RFID-Tag einer gegebenen Filterkartusche gespeichert ist. Beispielsweise bestimmt das RFID-Lesegerät 118 anhand der Analyse der zurückgegebenen Daten (oder deren Abwesenheit) und des Vergleichs der zurückgegebenen Daten mit den erwarteten Daten, ob es sich bei der eingebauten Filterkartusche 102 um eine Original-Filterkartusche handelt. Wenn keine Daten oder unerwartete Daten von der eingebauten Filterkartusche empfangen werden, bestimmt das RFID-Lesegerät 118, dass kein Filter oder ein nicht zugelassener Filter in das Filtrationssystem eingebaut ist.
Bei 806 bestimmt das RFID-Lesegerät 118, dass es sich bei der Filterkartusche nicht um eine Original-Filterkartusche handelt, und der Filterblockiermechanismus 106 verbleibt in einer blockierenden Position (z. B. ausgefahren, geschlossen, starr positioniert usw.). Dementsprechend kann die Filterkartusche 102 nicht in das Gehäuse 104 eingebaut werden. Bei 808 ist eine andere und Original-Filterkartusche 102 erforderlich, um einen ordnungsgemäßen Einbau in das Gehäuse 104 zu ermöglichen. Wenn keine Original-Filterkartusche erfasst wird, schlägt das Verfahren 800 bei 810 fehl und es wird keine Filterkartusche 102 in das Gehäuse 104 eingebaut.
Bei 814 wird eine Original-Filterkartusche 102 durch das RFID-Lesegerät 118 erfasst, wodurch die Magnetspule 116 erregt wird. Die erregte Magnetspule 116 veranlasst, dass das Blockierelement (z. B. Tauchanker 112, Fluidventil 314, Vielzahl von Schubstangen 412 usw.) einfährt oder öffnet, um den Einbau der Original-Filterkartusche 102 zu ermöglichen.
Bei 816 wird die Filterkartusche 102 in das Gehäuse 104 eingebaut. In einigen Ausführungsformen kann ein zusätzliches Merkmal eingebaut werden. Zum Beispiel die Verriegelungsdichtung 710 von 7.
Bei 818 wird die Filterkartusche 102 erfolgreich in das Gehäuse 104 eingebaut, wodurch die Magnetspule 116 deaktiviert wird (z. B. nicht mehr erregt wird). In einigen Ausführungsformen kann sich das Blockierelement aufgrund des Vorhandenseins der Filterkartusche 102 nicht in eine Richtung bewegen, die im Wesentlichen in Richtung der Filterkartusche 102 verläuft. In anderen Ausführungsformen kann sich das Blockierelement nur dann bewegen (z. B. einfahren und ausfahren), wenn die Magnetspule 116 aktiv ist. Im Allgemeinen filtert das Filtrationssystem 100, wenn das Filtrationssystem 100 zusammengebaut ist, ein Fluid und stellt das gefilterte Fluid einer Vorrichtung bereit, wie einem Verbrennungsmotor.
Es sollte beachtet werden, dass der hierin verwendete Begriff „beispielhaft“ zur Beschreibung verschiedener Ausführungsformen anzeigen soll, dass derartige Ausführungsformen mögliche Beispiele, Darstellungen und/oder Abbildungen möglicher Ausführungsformen sind (und dass ein derartiger Begriff nicht notwendigerweise darauf schließen lassen soll, dass derartige Ausführungsformen außergewöhnliche oder hervorragende Beispiele sind).
Wie hierin verwendet, sollen der Begriff „im Wesentlichen“ und ähnliche Begriffe eine weitreichende Bedeutung haben im Einklang mit der gebräuchlichen und akzeptierten Verwendung durch den Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich der Gegenstand dieser Offenbarung bezieht. Es ist für den Fachmann, der diese Offenbarung liest, offensichtlich, dass diese Begriffe eine Beschreibung bestimmter beschriebener und beanspruchter Merkmale zulassen sollen, ohne den Umfang dieser Merkmale auf die bereitgestellten, genauen numerischen Bereiche einzuschränken. Demgemäß sollen diese Begriffe so ausgelegt werden, dass sie angeben, dass unwesentliche oder unbedeutende Modifikationen oder Abänderungen an dem beschriebenen und beanspruchten Gegenstand (z. B. innerhalb von plus oder minus fünf Prozent eines angegebenen Winkels oder eines anderen Wertes) als innerhalb des Umfangs der Erfindung liegend betrachtet werden, wie in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt. Der Begriff „ungefähr“ bedeutet in Bezug auf die Werte plus oder minus fünf Prozent des zugehörigen Wertes.
Der hierin verwendete Begriff „gekoppelt“ und dergleichen bedeutet die direkte oder indirekte Verbindung von zwei Elementen miteinander. Dieses Verbinden kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. abnehmbar oder lösbar) geschehen. Diese Verbindung kann dadurch erreicht werden, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente untereinander einstückig als ein einheitlicher Körper ausgebildet sind, oder dadurch, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente aneinander befestigt sind.
Bezugnahmen hierin auf die Positionen der Elemente (z. B. „Ober-“, „Unter-“, „oben“, „unten“ usw.) beschreiben lediglich die Ausrichtung der unterschiedlichen Elemente in den Figuren. Es sollte beachtet werden, dass die Ausrichtung verschiedener Elemente je nach anderen beispielhaften Ausführungsformen unterschiedlich ausfallen kann und die vorliegende Offenbarung derartige Varianten umfasst.
Der in einer Verarbeitungsschaltung eingebettete computerlesbare Programmcode (z. B. Identifizierungscode) kann unter Verwendung jeglichen geeigneten Mediums übertragen werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, drahtlos, drahtgebunden, per faseroptischem Kabel, Hochfrequenz (RF) oder dergleichen oder jeglicher geeigneten Kombination des Vorstehenden. In einer Ausführungsform kann das computerlesbare Medium eine Kombination von einem oder mehreren computerlesbaren Speichermedien und einem oder mehreren computerlesbaren Signalmedien umfassen. Zum Beispiel kann ein computerlesbarer Programmcode sowohl als elektromagnetisches Signal durch ein faseroptisches Kabel zur Ausführung durch einen Prozessor übertragen als auch in einer RAM-Speichervorrichtung zur Ausführung durch den Prozessor gespeichert werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufbau und die Anordnung der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen. Obwohl nur einige Ausführungsformen in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, erkennt die Fachwelt beim Lesen dieser Offenbarung unschwer, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen in Größen, Dimensionen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Orientierungen usw.), ohne erheblich von den neuen Lehren und Vorteilen des hierin beschriebenen Gegenstands abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als einstückig geformt dargestellt werden, aus mehreren Teilen oder Elementen konstruiert werden, die Position der Elemente kann umgekehrt oder anderweitig variiert werden, und die Art oder Anzahl separater Elemente bzw. Positionen kann geändert oder variiert werden. Die Reihenfolge oder Abfolge von Verfahrens- oder Prozessschritten kann gemäß alternativen Ausführungsformen variiert oder neu geordnet werden. Darüber hinaus können Merkmale aus bestimmten Ausführungsformen mit Merkmalen aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden, was dem Fachmann klar sein dürfte. Weitere Ersetzungen, Abwandlungen, Änderungen und Auslassungen können ebenfalls bezüglich der Konstruktion, der Betriebsbedingungen und der Anordnung der diversen beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Weiterhin sind das eingesetzte Format und die Symbole vorgesehen, um die logischen Schritte der schematischen Diagramme zu erläutern und als den Schutzbereich der durch die Diagramme illustrierten Verfahren nicht einschränkend anzusehen. Obwohl diverse Pfeiltypen und Linientypen in den schematischen Diagrammen verwendet werden können, sollen sie den Schutzbereich der entsprechenden Verfahren nicht einschränken. Tatsächlich können einige Pfeile oder andere Verbindungen verwendet werden, um nur den logischen Ablauf eines Verfahrens anzugeben. Zum Beispiel kann ein Pfeil eine Warte- oder Überwachungszeit von nicht spezifizierter Dauer zwischen aufgezählten Schritten eines dargestellten Verfahrens angeben. Weiterhin kann die Reihenfolge, in der ein bestimmtes Verfahren abläuft, genau mit der Reihenfolge der entsprechenden gezeigten Schritte übereinstimmen oder auch nicht. Es ist auch anzumerken, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder Flussdiagramme und jede Kombination von Blöcken in den Blockdiagrammen und/oder Flussdiagrammen durch hardwarebasierte Systeme für Sonderzwecke, die die spezifizierten Funktionen oder Vorgänge durchführen, oder Kombinationen von Hardware und Programmcodes für Sonderzwecke implementiert werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62552242 [0001]
US 8397920 [0017]

Claims

Filtrationssystem, umfassend: ein Gehäuse, das darin eine zentrale Kammer definiert; eine Filterkartusche, die innerhalb der zentralen Kammer des Gehäuses positioniert ist, die Filterkartusche umfassend: Filtermedien; und ein Identifikationselement; einen Sensor, der zum Erfassen des Identifikationselements der Filterkartusche aufgebaut ist; und einen Filterblockiermechanismus, der kommunikativ mit dem Sensor gekoppelt ist, wobei der Filterblockiermechanismus aufgebaut ist, um einen Einbau der Filterkartusche in das Gehäuse zu verhindern, es sei denn, die Filterkartuscheninformationen des Identifikationselements, die durch den Sensor erfasst werden, werden als einer zugelassenen Filterkartusche entsprechend identifiziert.
Filtrationssystem nach Anspruch 1, wobei der Filterblockiermechanismus umfasst: einen Tauchanker, wobei der Tauchanker einen eingefahrenen und einen ausgefahrenen Zustand aufweist; und eine Magnetspule, die funktionsfähig mit dem Tauchanker verbunden ist, wobei die Magnetspule einen geladenen Zustand und einen ungeladenen Zustand aufweist, wobei die Stromaufnahme in einer ersten Richtung den Tauchanker veranlasst, auszufahren und die Stromaufnahme in einer zweiten Richtung den Tauchanker veranlasst, einzufahren, und wobei die Magnetspule keinen Strom aufnimmt, wenn sie sich in dem eingefahrenen oder ausgefahrenen Zustand befindet.
Filtrationssystem nach Anspruch 2, wobei die Identifikation der Filterkartuscheninformationen, die der zugelassenen Filterkartusche entsprechen, die Magnetspule veranlasst, in den geladenen Zustand zu laden und einen Einbau der Filterkartusche in das Gehäuse zu ermöglichen.
Filtrationssystem nach Anspruch 1, wobei das Identifikationselement ein Hochfrequenz-Identifikationstag umfasst, das auf der Filterkartusche angebracht ist, und wobei der Sensor eine Hochfrequenz-Antenne umfasst, die zum Abfragen und Sammeln von Daten von dem Hochfrequenz-Identifikationstag aufgebaut ist.
Filtrationssystem nach Anspruch 1, wobei der Sensor ferner umfasst: ein Lesegerät aufgebaut zum: drahtlosen Senden eines Abfragesignals zu und Empfangen von Filterkartuscheninformationen von dem Identifikationselement; und Analysieren der Filterkartuscheninformationen, um einen Status der Filterkartusche zu bestimmen.
Filtrationssystem nach Anspruch 1, wobei der Filterblockiermechanismus umfasst: einen Tauchanker, der einen eingefahrenen und einen ausgefahrenen Zustand aufweist; und eine Magnetspule, die funktionsfähig mit dem Tauchanker verbunden ist, wobei die Magnetspule einen geladenen Zustand und einen ungeladenen Zustand aufweist, wobei der geladene Zustand den Tauchanker veranlasst, einzufahren in den eingefahrenen Zustand, wenn die Filterkartuscheninformationen des Identifikationselements, die von dem Sensor erfasst werden, als einer zugelassenen Filterkartusche entsprechend identifiziert werden und auszufahren in den ausgefahrenen Zustand, wenn die Filterkartuscheninformationen des Identifikationselements, die von dem Sensor erfasst werden, nicht als einer zugelassenen Filterkartusche entsprechend identifiziert werden.
Filtrationssystem nach Anspruch 1, wobei der Filterblockiermechanismus umfasst: einen Tauchanker, wobei der Tauchanker einen eingefahrenen und einen ausgefahrenen Zustand aufweist; ein Vorspannelement, das zum Vorspannen des Tauchankers in den ausgefahrenen Zustand aufgebaut ist; und eine Magnetspule, die funktionsfähig mit dem Tauchanker verbunden ist, wobei die Magnetspule einen geladenen Zustand und einen ungeladenen Zustand aufweist, wobei der geladene Zustand den Tauchanker veranlasst, einzufahren in den eingefahrenen Zustand, und wobei der ungeladene Zustand den Tauchanker veranlasst, auszufahren in den ausgefahrenen Zustand.
Filtrationssystem nach Anspruch 1, wobei der Filterblockiermechanismus umfasst: eine Drahtspule; einen Eisenkern, der innerhalb der Drahtspule angeordnet ist, wobei der Eisenkern einen eingefahrenen Zustand mit der Drahtspule aufweist und einen ausgefahrenen Zustand, wenn ein Abschnitt des Eisenkerns außerhalb der Drahtspule liegt; und ein Vorspannelement, das zum Vorspannen des Eisenkerns in Richtung des ausgefahrenen Zustands aufgebaut ist, wobei eine auf die Drahtspule angelegte Spannung ein Magnetfeld erzeugt, das den Eisenkern in den eingefahrenen Zustand zieht.
Filtrationssystem nach Anspruch 1, wobei der Filterblockiermechanismus in eine Richtung ausfährt, die im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse des zentralen Hohlraums des Gehäuses verläuft.
Filtrationssystem nach Anspruch 1, wobei der Filterblockiermechanismus umfasst: eine Aussparung, die in einem Ende des Gehäuses angeordnet ist; einen vertikalen Tauchanker, wobei der vertikale Tauchanker in eine Richtung ausfährt, die im Wesentlichen parallel zu der Mittelachse der zentralen Kammer des Gehäuses und entlang der Aussparung verläuft; und eine Magnetspule, die funktionsfähig mit dem vertikalen Tauchanker verbunden ist, wobei die Magnetspule einen geladenen Zustand und einen ungeladenen Zustand aufweist, wobei die Stromaufnahme in einer ersten Richtung den vertikalen Tauchanker veranlasst, auszufahren und die Stromaufnahme in einer zweiten Richtung den vertikalen Tauchanker veranlasst, einzufahren, und wobei die Magnetspule keinen Strom aufnimmt, wenn sie sich in dem eingefahrenen oder ausgefahrenen Zustand befindet.
Filtrationssystem nach Anspruch 1, wobei der Filterblockiermechanismus umfasst: ein Fluidventil, wobei das Fluidventil einen offenen Zustand und einen geschlossenen Zustand aufweist, wobei das Fluidventil funktionsfähig mit einem Fluidstrom in der Filterkartusche verbunden ist, wobei das Fluidventil in den offenen Zustand eintritt, wenn die Filterkartuscheninformationen des Identifikationselements, die von dem Sensor erfasst werden, als einer zugelassenen Filterkartusche entsprechend identifiziert werden und in einen geschlossenen Zustand, wenn die Filterkartuscheninformationen des Identifikationselements, die von dem Sensor erfasst werden, nicht als einer zugelassenen Filterkartusche entsprechend identifiziert werden.
Gehäuse, das eine zentrale Kammer darin zum Aufnehmen eines Filterelements mit einem Identifikationselement definiert, das Gehäuse umfassend: einen Sensor, der zum Erfassen des Identifikationselements des Filterelements aufgebaut ist; und einen Filterblockiermechanismus, der kommunikativ mit dem Sensor gekoppelt ist, wobei der Filterblockiermechanismus aufgebaut ist, um einen Einbau des Filterelements in das Gehäuse zu verhindern, es sei denn, die Filterelementinformationen des Identifikationselements, die durch den Sensor erfasst werden, werden als einem zugelassenen Filterelement entsprechend identifiziert.
Gehäuse nach Anspruch 12, wobei der Filterblockiermechanismus umfasst: eine Drahtspule; einen Eisenkern, der innerhalb der Drahtspule angeordnet ist, wobei der Eisenkern einen eingefahrenen Zustand mit der Drahtspule aufweist und einen ausgefahrenen Zustand, wenn ein Abschnitt des Eisenkerns außerhalb der Drahtspule liegt; und ein Vorspannelement, das zum Vorspannen des Eisenkerns in Richtung des ausgefahrenen Zustands aufgebaut ist, wobei eine auf die Drahtspule angelegte Spannung ein Magnetfeld erzeugt, das den Eisenkern in den eingefahrenen Zustand zieht.
Gehäuse nach Anspruch 12, wobei der Filterblockiermechanismus umfasst: einen Tauchanker, wobei der Tauchanker einen eingefahrenen und einen ausgefahrenen Zustand aufweist; und eine Magnetspule, die funktionsfähig mit dem Tauchanker verbunden ist, wobei die Magnetspule einen geladenen Zustand und einen ungeladenen Zustand aufweist, wobei die Stromaufnahme in einer ersten Richtung den Tauchanker veranlasst, auszufahren und die Stromaufnahme in einer zweiten Richtung den Tauchanker veranlasst, einzufahren, und wobei die Magnetspule keinen Strom aufnimmt, wenn sie sich in dem eingefahrenen oder ausgefahrenen Zustand befindet.
Gehäuse nach Anspruch 14, wobei die Identifikation der Filterelementinformationen, die dem zugelassenen Filterelement entsprechen, die Magnetspule veranlasst, in den geladenen Zustand zu laden und einen Einbau des Filterelements in das Gehäuse zu ermöglichen.
Gehäuse nach Anspruch 12, wobei der Sensor ferner umfasst: ein Lesegerät aufgebaut zum: drahtlosen Senden eines Abfragesignals zu und Empfangen von Filterelementinformationen von dem Identifikationselement; und Analysieren der Filterelementinformationen, um einen Status des Filterelements zu bestimmen.
Gehäuse nach Anspruch 12, wobei der Filterblockiermechanismus umfasst: einen Tauchanker, wobei der Tauchanker einen eingefahrenen und einen ausgefahrenen Zustand aufweist; ein Vorspannelement, das zum Vorspannen des Tauchankers in den ausgefahrenen Zustand aufgebaut ist; und eine Magnetspule, die funktionsfähig mit dem Tauchanker verbunden ist, wobei die Magnetspule einen geladenen Zustand und einen ungeladenen Zustand aufweist, wobei der geladene Zustand den Tauchanker veranlasst, einzufahren in den eingefahrenen Zustand, und wobei der ungeladene Zustand den Tauchanker veranlasst, auszufahren in den ausgefahrenen Zustand.
Gehäuse nach Anspruch 12, wobei der Filterblockiermechanismus in eine Richtung ausfährt, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Mittelachse der zentralen Kammer des Gehäuses verläuft.
Gehäuse nach Anspruch 12, wobei der Filterblockiermechanismus umfasst: eine Aussparung, die in einem Ende des Gehäuses angeordnet ist; einen vertikalen Tauchanker, wobei der vertikale Tauchanker in eine Richtung ausfährt, die im Wesentlichen parallel zu der Mittelachse der zentralen Kammer des Gehäuses und entlang der Aussparung verläuft; und eine Magnetspule, die funktionsfähig mit dem vertikalen Tauchanker verbunden ist, wobei die Magnetspule einen geladenen Zustand und einen ungeladenen Zustand aufweist, wobei die Stromaufnahme in einer ersten Richtung den vertikalen Tauchanker veranlasst, auszufahren und die Stromaufnahme in einer zweiten Richtung den vertikalen Tauchanker veranlasst, einzufahren, und wobei die Magnetspule keinen Strom aufnimmt, wenn sie sich in dem eingefahrenen oder ausgefahrenen Zustand befindet.
Gehäuse nach Anspruch 12, wobei der Filterblockiermechanismus umfasst: ein Fluidventil, wobei das Fluidventil einen offenen Zustand und einen geschlossenen Zustand aufweist, wobei das Fluidventil funktionsfähig mit einem Fluidstrom in das Filterelement verbunden ist, wobei das Fluidventil in den offenen Zustand eintritt, wenn die Filterelementinformationen des Identifikationselements, die von dem Sensor erfasst werden, als einem zugelassenen Filterelement entsprechend identifiziert werden und in einen geschlossenen Zustand, wenn die Filterelementinformationen des Identifikationselements, die von dem Sensor erfasst werden, nicht als einem zugelassenen Filterelement entsprechend identifiziert werden.