DE3835672A1 - Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung des verschmutzungsgrades von filtern - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung des verschmutzungsgrades von filternInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von
Filtern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine
nach diesem Verfahren arbeitende Vorrichtung und geht
aus von der gattungsbildenden WO 82/02 498.
Üblicherweise wird der Verschmutzungsgrad von Filtern
ermittelt, indem der Druck des strömenden, zu filternden
Mediums im Filter-Eingangsbereich sowie im Filter-Aus
gangsbereich gemessen und der daraus resultierende
Druck-Differenzwert mit einem vorgegebenen Schwellwert
verglichen wird. Überschreitet dabei die auftretende
Druckdifferenz - hervorgerufen beispielsweise durch ein
nahezu vollständig verstopftes Filterelement - den
vorgegebenen Schwellwert, so wird ein Signal ausgelöst,
welches auf den nunmehr fälligen Filteraustausch bzw.
eine fällige Filterreinigung aufmerksam macht.
Bei Anwendung dieses Verfahrens im Zusammenhang mit zu
filternden Medien, welche eine nicht zu vernachlässi
gende und insbesondere stark von der Temperatur des
Mediums abhängende Viskosität aufweisen, liefert die
einfache Druckdifferenz-Ermittlung jedoch zu ungenaue
Ergebnisse. Aus diesem Grunde wurden in mannigfachen
Ausführungen Vorrichtungen ähnlich dem in der oben
genannten Schrift beschriebenen Druckdifferenz-Schalter
bekannt, welche lediglich in Fällen, in denen die
Temperatur des Mediums über einem vorgegebenen Grenzwert
liegt, auf auftretende, den Druckdifferenz-Schwellwert
überschreitende Druckdifferenzen aufmerksam machen.
Für einfache Anwendungsfälle haben sich derartige
Vorrichtungen bewährt; im Zusammenhang mit zunehmend
sensiblere Organe aufweisenden Medien-Kreisläufen
insbesondere für Hydraulikflüssigkeiten genügen diese
Vorrichtungen den gestiegenen Anforderungen jedoch nicht
mehr. Beispielshaft genannt für derartige sensible
Hydraulikkreisläufe seien die Steuerkreisläufe für
Antiblockiersysteme von Kraftfahrzeugen oder sonstige
hydraulische Steuersysteme.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein sensibleres und
deutlich verbessertes Uberwachungsverfahren für den
Verschmutzungsgrad des Filters aufzuzeigen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale
des ersten Anspruchs gelöst; eine Lösung der weiteren
Aufgabe, eine nach dem angegebenen Verfahren arbeitende
Vorrichtung aufzuzeigen, ist im vierten Anspruch ange
geben.
Erfindungsgemäß wird beim Vergleich der ermittelten
Druckdifferenz mit dem Druckdifferenz-Schwellwert
kontinuierlich zumindest eine weitere Randbedingung mit
berücksichtigt. Wie bereits oben erläutert, ist der am
Filter auftretende Druckabfall u. a. stark von der
Viskosität und somit der Temperatur des zu filternden
Mediums abhängig. Nunmehr soll die Temperatur fortlau
fend berücksichtigt werden, indem beispielsweise gemäß
Anspruch 2 der Druckdifferenz-Schwellwert kontinuierlich
der Temperatur des zu filternden Mediums angepaßt wird.
Dieses Verfahren unterscheidet sich wesentlich vom
Arbeitsprinzip des aus der WO 82/02 498 bekannten Dif
ferenzdruckschalters. Während der bekannte Differenz
druckschalter im Sinne einer Schwarz-Weiß-Schaltung
lediglich überprüft, ob das zu filternde Medium einen
vorgegebenen Temperatur-Grenzwert überschritten hat und
und nur in diesen Fällen eine Ermittlung der Druckdif
ferenz ermöglicht, wird beim erfindungsgemäßen Verfahren
stets die Druckdifferenz ermittelt und der entsprechende
Schwellwert der aktuellen Temperatur angepaßt.
Eine Steigerung der Genauigkeit bzw. Empfindlichkeit des
Überwachungsverfahrens ergibt sich auch, wenn der
Druckdifferenz-Schwellwert der Größe des das Filter
passierenden Volumenstromes angepaßt wird. Naturgemäß
ist der Druckabfall am Filter nicht nur von der Inten
sität der Filterverschmutzung sowie der Temperatur bzw.
Viskosität des zu filternden Mediums abhängig, sondern
nimmt darüber hinaus bei hohen Volumenströmen größere
Werte an als bei geringen Volumenströmen. Um somit auch
bei Vorhandensein lediglich eines Teil-Volumenstromes
ein aussagekräftiges Ergebnis zu erhalten, empfiehlt es
sich, dann beispielsweise den Druckdifferenz-Schwellwert
herabzusetzen und somit dem naturgemäß niedrigeren
Druckabfall anzupassen. Diese Vorgehensweise gemäß
Anspruch 2 zeichnet sich - ebenso wie zur Berücksich
tigung der aktuellen Temperaturverhältnisse - durch
einfache Realisierbarkeit aus und läßt dabei vorteil
hafterweise den tatsächlich ermittelten Druckdifferenz
wert unverfälscht. Alternativ wäre es jedoch ebenso
möglich, den ermittelten Druckdifferenzwert unter
Berücksichtigung der aktuellen Randbedingungen zu
korrigieren und diesen korrigierten Wert mit einem
starren Schwellwert zu vergleichen. Dabei erhält man
stets ein sensibleres und verbessertes Überwachungs
verfahren für den Verschmutzungsgrad von Filtern, wenn
lediglich eine der genannten Randbedingungen fortlaufend
berücksichtigt wird, besonders genau arbeitet das
Verfahren jedoch, wenn kontinuierlich sowohl eine
Anpassung an die Temperatur als auch an die Größe des
Volumenstromes erfolgt.
Vorteilhaft ist es, gemäß Anspruch 3 den das Filter
passierenden Volumenstrom aus der Förderleistung einer
Fördervorrichtung für das zu filternde Medium zu er
mitteln, da hiermit aufwendige Volumenstrom-Meßvor
richtungen nicht erforderlich sind. Als Kriterium für
die Förderleistung kann dabei - in Abhängigkeit von der
Ausbildung der Fördervorrichtung - beispielsweise die
Drehzahl oder der Pumpenhub der Fördervorrichtung
herangezogen werden.
Der vierte Patentanspruch gibt eine einfach realisier
bare und dabei zuverlässige Ergebnisse liefernde Vor
richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver
fahrens an. In einer elektronischen Steuereinheit lassen
sich auf einfache Weise Algorithmen festlegen, nach
denen der den jeweiligen Randbedingungen entsprechende
Druckdifferenz-Schwellwert ermittelt wird. Dabei kann
die elektronische Steuereinheit sowohl analog als auch
digital arbeiten, im letztgenannten Fall können die
jeweils relevanten Schwellwerte in einem Kennfeld in
Abhängigkeit von der Temperatur und beispielsweise auch
von der Förderleistung der Fördervorrichtung abgelegt
sein. Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich wei
terhin, da sowohl die Ermittlung der Druckdifferenz als
auch der Temperatur bzw. Temperaturen unter Zuhilfenahme
einfacher gängiger elektrisch-/elektronischer Sensoren
erfolgen kann.
Neben einer derartigen elektronischen Steuereinheit
lassen sich jedoch auch mechanische Lösungen zur An
wendung des erfindungsgemäßen Verfahrens finden. So kann
beispielsweise ein Dehnstoffelement vorgesehen sein,
welches in Abhängigkeit von der Temperatur des zu
filternden Mediums eine Bezugsbasis, bezüglich derer die
- dann ebenfalls vorzugsweise mechanische ermittelte -
Druckdifferenz verglichen wird, mechanisch verschiebt.
In analoger Weise kann beispielsweise eine schwenkbare
Klappe, welche die Größe des das Filter passierenden
Volumenstromes ermittelt, eine ähnliche Verschiebung der
den Schwellwert darstellenden Bezugsbasis bewirken.
Ein Ausführungsbeispiel für derartige mechanische
Lösungen ist nicht gezeigt. Ebenso erübrigt sich ein
Schaltungsbeispiel für die elektronische Steuereinheit
nach Anspruch 4, da der Aufbau einer derartigen elek
trisch-/elektronischen Steuervorrichtung anhand obiger
Erläuterungen keine Schwierigkeiten bereiten dürfte.
Wesentlich ist dabei stets der allgemeine Erfindungs
gedanke des beschriebenen Verfahrens zur Überwachung des
Verschmutzungsgrades von Filtern.
Claims (4)
1. Verfahren zur Überwachung des Verschmutzungsgrades
von Filtern, wobei die Druckdifferenz zwischen
Filtereingang und Filterausgang ermittelt und mit
einem Druckdifferenz-Schwellwert verglichen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß beim Vergleich fort
laufend die Temperatur des zu filternden Mediums
und/oder die Größe des das Filter passierenden
Volumenstromes berücksichtigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß fortlaufend der Druck
differenz-Schwellwert den aktuellen Randbedingungen
(Temperatur des Mediums und/oder Größe des Volu
menstromes) angepaßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der das Filter passie
rende Volumenstrom aus der Förderleistung einer
Fördervorrichtung für das zu filternde Medium
ermittelt wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der vorangegangenen Ansprüche mit einer
Anzeigeauslösung, wenn die ermittelte Druckdiffe
renz den Druckdifferenz-Schwellwert erreicht,
gekennzeichnet durch eine elektronische Steuer
einheit zur Ermittlung der für unterschiedliche
Randbedingungen (Temperatur des Mediums und/oder
Größe des Volumenstromes) relevanten Druckdiffe
renz-Schwellwerte entsprechend eines vorgegebenen
Algorithmus.
Priority Applications (1)
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