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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil und die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Seriennummer 61/640,420, die am 30. April 2012 eingereicht wurde und die hier durch Rückbezug in ihrer Gänze aufgenommen ist.
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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Filter und insbesondere Filter, Filterbaugruppen, Filtersysteme und Verfahren zum Erkennen des Einbaus von qualifizierten Filterelementen.
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HINTERGRUND
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US-Patent Nr. 6.533.926 , das hier durch Rückbezug in seiner Gänze aufgenommen ist, offenbart einen austauschbaren Filtereinsatz, der eine Abschlussplatte umfasst, die eine mit einem Paar konzentrische Schaltungsringe elektrisch gekoppelte Datenkomponente aufweist. Die Datenkomponente kann einen Sensor, einen Datenchip oder einen Widerstand umfassen und ist derart ausgelegt, dass sie Filtrationsinformationen an eine Gegenstelle (Remote Station) bereitstellt, wenn der Filtereinsatz innerhalb des Gehäuses einer Filtrationsbaugruppe derart angeordnet ist, dass die Schaltungsringe eine Verbindung mit elektrischen Anschlüssen im Gehäuse bilden.
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US-Patent Nr. 6.537444 , das hier durch Rückbezug in seiner Gänze aufgenommen ist, offenbart einen austauschbaren Filtereinsatz, der ein Filterelement und eine an dessen einem Ende gebondete Abschlussplatte umfasst. Die Abschlussplatte umfasst mindestens zwei elektrische Anschlüsse und eine Passfeder, die einen Aussparungsabschnitt besitzt. Nach einem ordnungsgemäßen Einbau des Filtereinsatzes in dem Gehäuse einer Filterbaugruppe wird eine an einem Mittelpfosten des Gehäuses angebrachte Führungsnase in dem Aussparungsabschnitt der Abschlussplatte aufgenommen und die elektrischen Anschlüsse davon kommen mit entsprechenden elektrischen Anschlüssen im Gehäuse in Kontakt, wodurch eine Datenkomponente angesteuert wird. Die Datenkomponente kann einen Sensor, einen Datenchip oder einen Widerstand umfassen, der an einer freiliegenden Fläche der Abschlussplatte eingebaut ist.
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US-Patent Nr. 7.615.151 und
7.850.815 , die hier durch Rückbezug in ihrer Gänze aufgenommen sind, offenbaren Filter mit einer Einbauintegrität, die Fluidströmung nur in einem ersten Einbauzustand und nicht in einem zweiten unerwünschten oder fehlerhaften Einbauzustand zulässt, der nicht ordnungsgemäße Ausrichtung oder Anbringung eines Filterelements in einem Gehäuse, einen inkorrekten Wechsel eines Filterelements, Fehlen eines Filterelements und eine inkorrekte Gehäuseabdeckung umfasst. Ein magnetisch betätigbares Ventil weist einen Kolben auf, der die Fluidströmung entsprechend dem Einbauzustand steuert.
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US-Patentanmeldung Nr. 13/092.310, die hier durch Rückbezug in ihrer Gänze aufgenommen ist, offenbart einen Wassersensor für eine Kraftstofffiltrationsvorrichtung, der einen Hauptkörper mit mindestens einem in der Nähe des ersten Endes des Hauptkörpers angeordneten elektrischen Anschluss umfasst. Der elektrische Anschluss/die elektrischen Anschlüsse ist/sind betriebsfähig mit einer elektronischen Steuereinheit verbindbar. Mehrere Sensoranschlüsse sind in der Nähe eines zweiten Endes des Hauptkörpers angeordnet. Die Sensoranschlüsse sind derart ausgelegt, dass sie mehrere Wasserfüllstände erfassen und eine Ausgabe zu jedem erfassten Wasserfüllstand bereitstellen. Der elektrische Anschluss ist derart ausgelegt, dass er die Ausgabe an die elektronische Steuereinheit sendet. Die vom Wassersensor bereitgestellten Wasserfüllstandinformationen können von einer Steuervorrichtung verfolgt werden, um zu bestimmen, ob die Füllrate von Wasser einem Alarmwert entspricht.
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US-Patentanmeldung Nr. 61/355.401, die hier durch Rückbezug in ihrer Gänze aufgenommen ist, offenbart ein betriebssicheres Filtersystem zum Bestätigen eines Einbaus eines qualifizierten Filterelements in einem Gehäuse. Ein elektrischer Schalter weist eine erste elektrische Stellung als Antwort darauf, dass ein qualifiziertes Filterelement im Gehäuse eingebaut ist, und eine zweite elektrische Stellung als Antwort auf das Fehlen eines im Gehäuse eingebauten qualifizierten Filterelements auf.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Diese Zusammenfassung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die nachstehend in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben sind. Diese Zusammenfassung hat weder die Absicht, wesentliche oder Hauptmerkmale des beanspruchten Gegenstandes zu bestimmen, noch soll sie als Mittel zum Einschränken des Umfangs des beanspruchten Gegenstandes verwendet werden.
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In manchen Beispielen umfassen Filterbaugruppen ein qualifiziertes Filterelement, das Kraftstoff filtert, ein Filtergehäuse für das qualifizierte Filterelement und einen Wasser-in-Kraftstoff-Sensor, der das Vorhandensein von Wasser im Filtergehäuse erkennt. Die Baugruppen sind derart ausgelegt, dass sich ein elektrischer Widerstand des Wasser-in-Kraftstoff-Sensors auf der Grundlage dessen ändert, ob das qualifizierte Filterelement im Gehäuse eingebaut ist.
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In anderen Beispielen umfassen Filtersysteme ein qualifiziertes Filterelement, das Kraftstoff filtert, ein Filtergehäuse für das qualifizierte Filterelement, einen Wasser-in-Kraftstoff-Sensor, der das Vorhandensein von Wasser im Filtergehäuse erkennt, und eine Steuerschaltung, die auf der Grundlage eines elektrischen Widerstands des Wasser-in-Kraftstoff-Sensors bestimmt, ob sich Wasser im Filtergehäuse befindet. Die Steuerschaltung ist elektrisch mit dem Wasser-in-Kraftstoff-Sensor verbunden und bestimmt auf der Grundlage des elektrischen Widerstands des Wasser-in-Kraftstoff-Sensors, ob das qualifizierte Filterelement im Gehäuse eingebaut ist.
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In weiteren Beispielen gibt es Verfahren zum Erkennen eines qualifizierten Filterelements in einer Filterbaugruppe, die ein Filtergehäuse aufweist. Die Verfahren umfassen: Bereitstellen eines Wasser-in-Kraftstoff-Sensors, der eine elektrische Schaltung aufweist, die einen bei dem Gehäuse angeordneten ersten Abschnitt und einen bei dem qualifizierten Filterelement angeordneten zweiten Abschnitt umfasst, Einsetzen des qualifizierten Filterelements in das Filtergehäuse, Erfassen einer Änderung des elektrischen Widerstands des Wasser-in-Kraftstoff-Sensors mithilfe einer Steuerschaltung, und Anzeigen auf der Grundlage der Änderung des elektrischen Widerstands, dass das qualifizierte Filterelement im Filtergehäuse eingebaut ist.
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In weiteren Beispielen umfassen Filterbaugruppen ein Filtergehäuse, ein qualifiziertes Filterelement und eine Vielzahl von magnetischen Elementen an mindestens einem der Filtergehäuse und dem qualifizierten Filterelement. Jeder Magnet in der Vielzahl von magnetischen Elementen weist ein magnetisches Feld auf. Eine Vielzahl der Leitungen ist an mindestens dem anderen der Filtergehäuse und dem qualifizierten Filterelement angeordnet. Eine Steuerschaltung ist elektrisch mit der Vielzahl der Leitungen gekoppelt und erfasst einen elektrischen Strom in der Vielzahl der Leitungen. Wenn das qualifizierte Filterelement im Filtergehäuse eingebaut ist, schneidet die Vielzahl der Leitungen das magnetische Feld von mindestens einem der Vielzahl der magnetischen Elemente und ändert dadurch den elektrischen Strom in der Vielzahl der Leitungen. Die Steuerschaltung bestimmt auf der Grundlage einer Änderung des elektrischen Stroms in der Vielzahl der Leitungen, dass das qualifizierte Filterelement im Filtergehäuse eingebaut ist.
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In weiteren Beispielen gibt es Verfahren zum Erkennen eines qualifizierten Filterelements in einer Filterbaugruppe, die ein Filtergehäuse aufweist. Die Verfahren umfassen: Bereitstellen einer Vielzahl von magnetischen Elementen an mindestens einem der qualifizierten Filterelemente und dem Filtergehäuse, wobei die Vielzahl der magnetischen Elemente ein magnetisches Feld umfasst; Bereitstellen einer Vielzahl der Leitungen an mindestens dem anderen von dem qualifizierten Filterelement und dem Filtergehäuse, Einbauen des qualifizierten Filterelements im Filtergehäuse, Erfassen eines elektrischen Stroms entlang der Vielzahl der Leitungen mit einer Steuerschaltung, und Erkennen mit der Steuerschaltung, dass das qualifizierte Filterelement im Filtergehäuse eingebaut ist, wenn sich der elektrische Strom in den Leitungen ändert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Beispiele für Filter, Filterbaugruppen, Filtersysteme und Verfahren zum Erkennen des Einbaus eines qualifizierten Filterelements in einem Filtergehäuse sind unter Bezugnahme auf die nachstehenden Figuren beschrieben. Gleiche Nummern werden in allen Figuren verwendet, um auf ähnliche Merkmale und Bestandteile hinzuweisen.
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1 veranschaulicht ein Filtersystem zum Filtern von Kraftstoff.
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2 ist eine teilweise Ansicht einer in 1 dargestellten Filterbaugruppe, die einen Wasser-in-Kraftstoff-Sensor darstellt.
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3A ist ein anderes Beispiel eines Wasser-in-Kraftstoff-Sensors für die Filterbaugruppe.
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3B ist ein anderes Beispiel eines Wasser-in-Kraftstoff-Sensors für die Filterbaugruppe.
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4 ist ein anderes Beispiel eines Wasser-in-Kraftstoff-Sensors für die Filterbaugruppe.
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5A–5B sind Beispiele einer Abschlusskappe an einem Filtergehäuse der Baugruppe.
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6A–6B sind weitere Beispiele einer Abschlusskappe an einem Filtergehäuse der Baugruppe.
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7A–7D sind Beispiele für Wasser-in-Kraftstoff-Sensoren und Abschlusskappenkombinationen.
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8A–8B sind weitere Beispiele für Wasser-in-Kraftstoff-Sensoren und Abschlusskappenkombinationen.
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9A–9F sind Beispiele für Arretierungsanordnungen bei Wasser-in-Kraftstoff-Sensoren und Abschlusskappenkombinationen.
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10A–10B sind Beispiele für mechanische Arretierungen zum Arretieren eines ersten oder eines zweiten Abschnitts der elektrischen Schaltung in Bezug aufeinander.
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11A–11D sind Beispiele für Filterbaugruppen, die eine Vielzahl von magnetischen Elementen, eine Vielzahl der Leitungen und eine Steuerschaltung aufweisen, die elektrisch mit den Leitungen gekoppelt ist und einen Strom in den Leitungen überwacht.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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In der vorliegenden ausführlichen Beschreibung werden gewisse Begriffe aus Gründen der Kürze, Klarheit und des Verständnisses verwendet. Davon dürfen keinerlei unnötige Einschränkungen über die Anforderungen des Standes der Technik hinaus abgeleitet werden, weil derartige Begriffe nur zu beschreibenden Zwecken verwendet werden und breit auszulegen sind. Die hier beschriebenen verschiedenen Filter, Filterbaugruppen, Filtersysteme und Verfahren können einzeln oder in Kombination mit anderen Filtern, Filterbaugruppen, Filtersystemen und Verfahren verwendet werden. Verschiedene Äquivalente, Alternativen und Modifizierungen sind innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche möglich.
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1 veranschaulicht ein Filtersystem 20 zum Filtern von Kraftstoff. Das Filtersystem 20 umfasst eine Filterbaugruppe 22, die ein austauschbares, qualifiziertes Filterelement 24 aufweist, das in einem wiederverwendbaren Filtergehäuse 26 aufgenommen ist. Die Formen und Ausgestaltungen des qualifizierten Filterelements 24 und des Filtergehäuses 26 stellen lediglich Beispiele dar und können beträchtlich von dem, was gezeigt und beschrieben ist, abweichen. Das heißt, die Konzepte der vorliegenden Offenbarung können auf eine breite Vielfalt von Filtrationssystemen und Filtrationsbaugruppen angewendet werden. In dem konkreten dargestellten Beispiel ist das qualifizierte Filterelement 24 ein zylindrischer Einsatz, der in einem entsprechend zylindrischen wiederverwendbaren Filtergehäuse 26 eingebaut ist. Das qualifizierte Filterelement 24 weist eine obere und eine untere Abschlusskappe 28, 30 und ein gefaltetes Filtermedium 32 ist dazwischen angeordnet. Das Filtergehäuse 26 weist eine Basisaufnahme 34 mit einer unteren Stirnwand 36 und nach oben verlaufenden Umfangsseitenwänden 38 auf. Die untere Stirnwand 36 und die nach oben verlaufenden Umfangsseitenwände 38 definieren zusammen einen Hohlraum 37 zum Aufnehmen und Beherbergen des qualifizierten Filterelements 24. Eine Abdeckung 40 ist abnehmbar mit der Oberseite der Umfangsseitenwände 38 mittels einer Gewindeverbindung 42 verbindbar. Die Anbringung der Abdeckung 40 verschließt den Hohlraum 37 und sichert das qualifizierte Filterelement 24 ortsfest. In diesem Beispiel weist die Basisaufnahme 34 außerdem einen Mittelpfosten 44 auf, der sich zu einer Innenumfangsöffnung 43 im qualifizierten Filterelement 24 erstreckt. In manchen Beispielen kann ein oberes Ende (nicht dargestellt) des Mittelpfostens 44 mit einer unteren Fläche (nicht dargestellt) der oberen Abschlusskappe 28 verbunden sein oder an ihr anliegen, wie es üblich ist. Herkömmlicherweise fließt Kraftstoff, der durch die Filterbaugruppe 22 fließt, durch das Filtermedium 32 zum Abfiltern von Verunreinigungen daraus.
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Unter Bezugnahme auf 1 und 2 umfasst die Filterbaugruppe 22 außerdem einen besonderen Wasser-in-Kraftstoff-Sensor 46 (nachstehend „WIF-Sensor”, Water-in-Fuel), der derart ausgelegt ist, dass er ein Vorhandensein von Wasser im Filtergehäuse 26 erkennt. Wasser, das in Kraftstofffiltergehäusen vorkommt, kann die Leistung der Filterbaugruppe negativ beeinflussen, und daher ist es erwünscht, einen Wasserzustand in Kraftstofffiltergehäusen zu diagnostizieren, sobald er auftritt. In diesem Beispiel ist der WIF-Sensor 46 derart ausgelegt, das er vorteilhafterweise erkennt, wenn sich ein bestimmter Füllstand von Wasser an der Unterseite der Basisaufnahme 34 anhäuft, sodass eine Bedienperson über die Situation gewarnt werden und korrigierende Maßnahmen ergreifen kann. Die grundlegende Funktionsweise eines WIF-Sensors ist einem Durchschnittsfachmann allgemein bekannt. Beispiele für herkömmliche WIF-Sensoren sind in der hier durch Rückbezug aufgenommenen US-Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2011/0259802 der Anmelderin bereitgestellt. WIF-Sensoren funktionieren auf der Grundlage des Grundsatzes, dass Kraftstoff eine sehr niedrige Leitfähigkeit aufweist und zu allen praktischen Zwecken als ein elektrischer Isolator betrachtet werden kann. Hingegen ist Wasser aufgrund der in Wasser befindlichen Verunreinigungen verhältnismäßig leitfähig. Herkömmliche WIF-Sensoren weisen eine elektrische Schaltung auf (nachstehend „WIF-Schaltung”), die einen elektrischen Strom empfängt. Die WIF-Schaltung stellt einen Widerstand für den elektrischen Strom dar. Der Betrag des Widerstands variiert je nachdem, ob ein Abschnitt des Sensors in Wasser oder Kraftstoff angeordnet ist. Basierend auf diesen Grundsätzen ermöglichen WIF-Sensoren es einer Bedienperson, ohne Weiteres zu diagnostizieren, ob sich Wasser im Kraftstoff befindet, indem die Höhe des Widerstands im Sensor überwacht wird.
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Der in 1 und 2 dargestellte besondere WIF-Sensor 46 unterscheidet sich von herkömmlichen WIF-Sensoren darin, dass er eine elektrische Schaltung (nachstehend „WIF-Schaltung”) 48 umfasst, die einen bei dem Filtergehäuse 26 angeordneten ersten Abschnitt 49 und einen bei dem qualifizierten Filterelement 24 angeordneten zweiten Abschnitt 51 aufweist. Der separat angeordnete erste und zweite Abschnitt 49, 51 ist derart ausgerichtet, dass ein ordnungsgemäßer Einbau des qualifizierten Filterelements 24 im Filtergehäuse 26 den ersten und den zweiten Abschnitt 49, 51 elektrisch verbindet und dadurch eine vollständigere WIF-Schaltung 48 des WIF-Sensors 46 bereitstellt und den elektrischen Widerstand des ersten Abschnitts 49 modifiziert. Wie nachstehend weiter erläutert wird, stellt die Aufteilung des WIF-Sensors 46 in separate Abschnitte, die entsprechend an dem qualifizierten Filterelement 24 und am Filtergehäuse 26 angeordnet sind, verbesserte Filtersysteme 20, Filterbaugruppen 22 und Verwendungsverfahren bereit, was der Bedienperson ohne Weiteres ermöglicht zu erkennen, ob ein – im Filtergehäuse 26 eingebautes Filterelement ein im Gegensatz zu einem gefälschten oder einem anderen nicht konformen Filterelement – qualifiziertes Filterelement 24 ist oder nicht. Der Einbau eines qualifizierten Filterelements 24 verbindet wirksam den ersten und den zweiten Abschnitt 49, 51 elektrisch, wodurch der Widerstand der WIF-Schaltung 48 geändert wird und wodurch angezeigt wird, dass das qualifizierte Filterelement 24 eingebaut wurde. Die genaue Beschaffenheit und Ausgestaltung des erwähnten ersten und zweiten Abschnitts 49, 51 kann sich von dem, was in 1 und 2 dargestellt ist, unterscheiden, wie aus den hier nachstehend unter Bezugnahme auf die verbleibenden Figuren besprochenen Beispielen offensichtlich wird. Außerdem muss der WIF-Sensor 46 nicht an der Unterseite der Basisaufnahme 34 angeordnet sein und je nach der Ausrichtung des Filtergehäuses 26 und der Fluidströmung durch dieses kann der WIF-Sensor 46 stattdessen derart angeordnet sein, dass er Wasserbedingungen an anderen Stellen im Filtergehäuse 26 diagnostiziert.
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In dem in 1 und 2 dargestellten konkreten Beispiel umfasst der erste Abschnitt 49 der WIF-Schaltung 48 einen ersten und einen zweiten elektrischen Anschluss, die in diesem Beispiel längliche Metallanschlussstifte 60, 62 sind, die durch einen Körper 66 des WIF-Sensors 46 verlaufen. Andere Mengen und Arten von elektrischen Anschlüssen können zusätzlich oder stattdessen verwendet werden, und sie können außerdem Einstecklöcher und/oder dergleichen umfassen. In diesem Beispiel ist der WIF-Sensor 46 in der unteren Stirnwand 36 angebracht und erste Enden 68 beider von dem ersten und dem zweiten Anschlussstift 60, 62 erstrecken sich in die Basisaufnahme 34 und zweite Enden 70 davon erstrecken sich nach außerhalb der Basisaufnahme 34. Die ersten Enden 68 dienen dem Erkennen, ob sich Wasser im Filtergehäuse 26 befindet, und die zweiten Enden 70 dienen dem Verbinden mit einer Steuerschaltung 50, wie nachstehend weiter beschrieben wird. Der zweite Abschnitt 51 der WIF-Schaltung 48 ist bei dem qualifizierten Filterelement 24 angeordnet und umfasst leitfähiges Material 23, das die ersten Enden 68 der Anschlussstifte 60, 62 miteinander verbindet, wenn das qualifizierte Filterelement 24 ordnungsgemäß im Filtergehäuse 26 eingebaut ist. In diesem Beispiel ist das leitfähige Material 23 an der unteren Abschlusskappe 30 des qualifizierten Filterelements 24 angeordnet. Jedoch muss das leitfähige Material 23 nicht an der unteren Abschlusskappe 30 angeordnet sein, und stattdessen könnte es andernorts an dem qualifizierten Filterelement 24 in einer beliebigen Position angeordnet sein, an der das leitfähige Material 23 die ersten Enden 68 des ersten und des zweiten Anschlussstiftes 60, 62 wirkungsvoll verbindet, wenn das qualifizierte Filterelement 24 im Gehäuse eingebaut ist. In diesem Beispiel umfasst das leitfähige Material 23 ein beliebiges leitfähiges Material. Jedoch kann die Beschaffenheit und Ausgestaltung des leitfähigen Materials 23 stark variieren, und verschiedene Anordnungen des leitfähigen Materials 23 sind nachstehend unter Bezugnahme auf 5 bis 8 weiter beschrieben.
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Unter Bezugnahme auf 1 umfasst das Filtersystem 20 außerdem eine Steuerschaltung 50, die mit dem WIF-Sensor 46 durch elektrische Verknüpfungen 52, 54, die zwischen der Steuerschaltung 50 und den zweiten Enden 70 des ersten und des zweiten Anschlussstiftes 60, 62 verlaufen, elektrisch verbunden ist. Die Steuerschaltung 50 umfasst einen programmierbaren Prozessor 56 und einen Speicher 58. Wie es üblich ist, kann der programmierbare Prozessor 56 auf kommunizierende Weise mit einem computerlesbaren Medium verbunden sein, das einen flüchtigen oder nichtflüchtigen Speicher umfasst, auf dem das computerlesbare Medium gespeichert ist. Der programmierbare Prozessor 56 kann auf das computerlesbare Medium zugreifen und führt beim Ausführen des computerlesbaren Codes die hier beschrieben Funktionen aus. Die Steuerschaltung 50 kann eine beliebige geeignete Steuervorrichtung zum Auswerten von Informationen, die durch den WIF-Sensor 46 erfasst wurden, sein und kann sein, ist aber nicht beschränkt auf: ein Motorsteuermodul (Engine Control Module, ECM), eine Steuerung (Controller), ein Fluidmanagement-Steuermodul (Fluid Management Control Module) oder eine beliebige geeignete Dateninformationsverarbeitungseinrichtung, die nach Bedarf ein oder mehrere Softwareprogramme verwenden kann. In diesem Beispiel wird die Steuerschaltung 50 durch eine beliebige herkömmliche Energiequelle, wie z. B. eine oder mehrere Batterien 63, mit Energie versorgt. Über die elektrischen Verknüpfungen 52, 54 ist die Steuerschaltung 50 derart ausgelegt, dass sie einen elektrischen Strom an einen von dem ersten und dem zweiten Anschlussstift 60, 62, die sich durch den WIF-Sensor 46 erstrecken, liefert und elektrischen Strom von dem anderen von dem ersten und dem zweiten Anschlussstift 60, 62 empfängt. Jedoch muss nicht die Steuerschaltung 50 elektrischen Strom an die Anschlussstifte 60, 62 liefern. Vielmehr könnte der erwähnte elektrische Strom durch eine beliebige andere Energiequelle, wie eine Batterie, direkt an den WIF-Sensor 46 bereitgestellt werden. Über die elektrischen Verknüpfungen 52, 54 ist die Steuerschaltung 50 elektrisch mit dem WIF-Sensor 46 verbunden, sodass Änderungen elektrischer Widerstände des WIF-Sensors 46 durch die Steuerschaltung 50 abgetastet werden. Wie nachstehend weiter beschrieben, ist die Steuerschaltung 50 derart programmiert, dass sie auf der Grundlage derartiger Änderungen des elektrischen Widerstands sowohl erkennt, ob sich Wasser in dem erwähnten Kraftstoff befindet, als auch erkennt, ob ein qualifiziertes Filterelement 24 im Filtergehäuse 26 eingebaut ist.
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Das Filtersystem 20 kann fakultativ eine Ausgabevorrichtung 57 umfassen, die Warnlichter 59, 61 und/oder eine andere herkömmliche Einrichtung zum Melden an eine Bedienperson, ob sich Wasser im Filtergehäuse 26 befindet und ob ein qualifiziertes Filterelement 24 im Filtergehäuse 26 eingebaut ist, aufweist. Die Steuerschaltung 50 ist elektrisch mit der Ausgabevorrichtung 57 über eine kabelgebundene oder drahtlose Kommunikationsverbindung 53 verbunden, über die elektronische Signale durch die Steuerschaltung 50 gesendet und von der Ausgabevorrichtung 57 empfangen werden können. Die Steuerschaltung 50 ist derart programmiert, dass sie die Ausgabevorrichtung 57 ansteuert, um die Warnlichter 59, 61 jeweils anzuschalten, wenn die Steuerschaltung 50 bestimmt, dass sich Wasser im Filtergehäuse 26 befindet, und wenn die Steuerschaltung 50 bestimmt, dass ein qualifiziertes Filterelement 24 im Filtergehäuse eingebaut ist. Die Art der Ausgabevorrichtung 57 kann sich von der gezeigten und beschriebenen unterscheiden und kann zum Beispiel eine beliebige herkömmliche Ausgabeeinrichtung zum Kommunizieren von Informationen an eine Bedienperson umfassen, wie z. B. Videobildschirme, LED-Anzeigen, Lautsprecher und/oder dergleichen.
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In dem in 1 und 2 dargestellten Beispiel ist der Körper 66 des WIF-Sensors 46 mittels einer Gewindeverbindung 64 mit der unteren Stirnwand 36 verbunden. Auf diese Weise wird WIF-Sensor 46 durch Umdrehen eines von dem WIF-Sensor 46 und dem Filtergehäuse 26 in Bezug aufeinander eingebaut. Jedoch ist die Gewindeverbindung 64 lediglich ein von vielen Beispielen für mögliche dauerhafte oder vorübergehende Verbindungen zwischen dem WIF-Sensor 46 und der unteren Stirnwand 36. In einem in 3B dargestellten anderen Beispiel kann der Körper 66 des WIF-Sensors 46 dauerhaft als ein Abschnitt der unteren Stirnwand 36 angeformt sein, sodass der WIF-Sensor 46 ein Abschnitt des Filtergehäuses 26 ist. Obwohl die Art der Verbindung des WIF-Sensors 46 mit dem Filtergehäuse 26 nicht entscheidend ist und sich von der gezeigten und beschriebenen unterscheiden kann, beeinflusst der Typ von Verbindung die Art und Weise, in der das leitfähige Material 23 des zweiten Abschnitts 51 und Anschlussstifte 60, 62 des ersten Abschnitts 49 wirkungsvoll ausgerichtet sind, wenn das qualifizierte Filterelement 24 im Filtergehäuse 26 eingebaut ist. Dies wird nachstehend unter Bezugnahme auf 9A bis 9F weiter besprochen.
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Unter Bezugnahme auf 1 und 2 wird beim Gebrauch, wenn kein Wasser im Filtergehäuse 26 vorhanden ist und wenn das qualifizierte Filterelement 24 nicht im Filtergehäuse 26 eingebaut ist, ein offener Stromkreis an den Anschlussstiften 60, 62 durch die Steuerschaltung 50 erkannt. Das heißt, elektrischer Strom, der an die WIF-Schaltung 48 angelegt wird, wird nicht vollständig durch die Anschlussstifte 60, 62 und zurück zur Steuerschaltung 50 fließen, da die Anschlussstifte 60, 62 elektrisch nicht miteinander verbunden sind. Wenn ein derartiger offener Stromkreis erkannt wird, ist die Steuerschaltung 50 derart programmiert, dass sie die Ausgabevorrichtung 57 ansteuert, um anzuzeigen, dass sich kein Wasser im Filtergehäuse 26 befindet und dass das qualifizierte Filterelement 24 nicht im Filtergehäuse 26 eingebaut ist. Wenn sich kein Wasser innerhalb des Filtergehäuses 26 befindet, das auf einen derartigen Pegel steigt, dass beide Enden 68 des ersten und des zweiten Anschlussstiftes 60, 62 im Wasser eingetaucht sind, wird aufgrund der verhältnismäßig hohen Leitfähigkeit des Wassers ein verhältnismäßig niedriger Widerstand an den Anschlussstiften 60, 62 durch die Steuerschaltung 50 erfasst. Das heißt, das Wasser verbindet elektrisch die Enden 68 des ersten und des zweiten Anschlussstiftes 60, 62 und es stellt ebenfalls eine niedrige Höhe des Widerstands für den Stromfluss bereit. Die Steuerschaltung 50 ist derart programmiert, dass sie den Gesamtwiderstand an den Anschlussstiften 60, 62 überwacht und diesen Widerstand mit einem oder mehreren Widerstandswerten vergleicht, die im Speicher 58 gespeichert sind. Die Widerstandswerte können zum Beispiel im Speicher in Form einer Lookup-Tabelle oder einer anderen Auflistung, die bekannte Widerstandswerte den Zuständen des WIF-Sensors 46 gegenüberstellt, gespeichert sein. Der Speicher 58 weist einen gespeicherten Widerstandswert auf, der einer Situation entspricht, in der die Enden 68 der Anschlussstifte 60, 62 im Wasser eingetaucht sind. Wenn ein Widerstand in der WIF-Schaltung 48 durch die Steuerschaltung 50 ermittelt wird, der diesem gespeicherten Widerstandswert entspricht, ist die Steuerschaltung 50 derart programmiert, dass sie mittels der Kommunikationsverbindung 53 mit der Ausgabevorrichtung 57 kommuniziert und sie ansteuert, um anzuzeigen, dass sich Wasser im Filtergehäuse 26 befindet.
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Gleichermaßen ändert sich auch der Widerstand des WIF-Sensors 46, wenn das qualifizierte Filterelement 24 im Filtergehäuse 26 eingebaut ist, sodass die Enden 68 des ersten und des zweiten Anschlussstiftes 60, 62 durch das leitfähige Material 23 verbunden sind. Elektrischer Strom von der Steuerschaltung 50 fließt mittels des leitfähigen Materials 23 durch den ersten und den zweiten Anschlussstift 60, 62. Das leitfähige Material 23 stellt einen bestimmten Widerstand für den Stromfluss durch die Anschlussstifte 60, 62 bereit. Die Steuerschaltung 50 ist derart programmiert, dass sie den Widerstand an den Anschlussstiften 60, 62 überwacht und diesen Widerstand mit einem oder mehreren Widerstandswerten vergleicht, die im Speicher 58 gespeichert sind. Wenn die Steuerschaltung 50 irgendeinen Stromfluss durch die Anschlussstifte 60, 62 ermittelt, ist in einem Beispiel die Steuerschaltung 50 derart programmiert, dass sie die Ausgabevorrichtung 57 ansteuert, um anzuzeigen, dass das qualifizierte Filterelement 24 im Filtergehäuse 26 eingebaut ist, oder dass sich Wasser im Filtergehäuse 26 befindet. In einem anderen Beispiel weist der Speicher 58 einen gespeicherten Widerstandswert in einer Lookup-Tabelle oder einer anderen Auflistung auf, der dem Zustand entspricht, in dem das qualifizierte Filterelement 24 im Filtergehäuse 26 eingebaut ist. Wenn ein Widerstand in dem WIF-Sensor 48 durch die Steuerschaltung 50 ermittelt wird, der diesem gespeicherten Widerstandswert entspricht, ist die Steuerschaltung 50 derart programmiert, dass sie die Ausgabevorrichtung 57 ansteuert, um anzuzeigen, dass das qualifizierte Filterelement 24 im Filtergehäuse 26 eingebaut ist.
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Wie hier vorstehend besprochen, kann die Konfiguration der WIF-Schaltung 48 variieren. 3A veranschaulicht ein anderes Beispiel, in dem der WIF-Sensor 46 einen Widerstand 78 umfasst, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussstift 60, 62 erstreckt und sie elektrisch verbindet. Ähnlich dem Beispiel in 2 legt die Steuerschaltung 50 einen elektrischen Strom an den erwähnten ersten und zweiten Anschlussstift 60, 62 an, die durch den Widerstand 78 verbunden sind. Wenn das qualifizierte Filterelement 24 nicht im Filtergehäuse 26 eingebaut ist und sich kein Wasser im Filtergehäuse 26 befindet, erfährt der elektrische Strom einen bekannten oder vorhersehbaren Widerstand, der durch den Widerstand 78 bereitgestellt ist. Die Steuerschaltung 50 ist derart programmiert, dass sie den Widerstand an den Anschlussstiften 60, 62 überwacht und den überwachten Widerstand mit einem oder mehreren Widerstandswerten vergleicht, die im Speicher 58 gespeichert sind. Der Speicher 58 weist einen gespeicherten Widerstandswert auf, der der Situation entspricht, in der das qualifizierte Filterelement 24 nicht im Filtergehäuse 26 eingebaut ist und in der sich kein Wasser im Filtergehäuse 26 befindet, und der bekannte Widerstand ist durch den Widerstand 78 bereitgestellt. Wenn ein Widerstand in dem WIF-Sensor 48 durch die Steuerschaltung 50 ermittelt wird, der diesem gespeicherten Widerstandswert entspricht, ist die Steuerschaltung 50 derart programmiert, dass sie die Ausgabevorrichtung 57 ansteuert, um anzuzeigen, dass das qualifizierte Filterelement 24 nicht im Filtergehäuse 26 eingebaut ist und sich kein Wasser im Filtergehäuse 26 befindet.
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Wenn das Filterelement 24 nicht im Filtergehäuse 26 eingebaut ist und sich kein Wasser im Filtergehäuse 26 befindet, das die Enden 68 des ersten und des zweiten Anschlussstiftes 60, 62 elektrisch verbindet, fließt ein gewisser elektrischer Strom durch die Enden 68 der Anschlussstifte 60, 62, da Wasser normalerweise einen niedrigeren Widerstand für den Strom bereitstellt als der durch den Widerstand 78 bereitgestellte Widerstand. In manchen Beispielen könnte ein wenig von dem elektrischen Strom immer noch auch durch den Widerstand 78 fließen. Die Relativwerte des Stromflusses durch die Anschlussstifte 60, 62 und den Widerstand 78 sind von dem durch das jeweilige Element bereitgestellten Widerstand abhängig. Die Steuerschaltung 50 ist derart programmiert, dass sie den Gesamtwiderstand an den Anschlussstiften 60, 62 überwacht und diesen Widerstand mit einem oder den mehreren Widerstandswerten vergleicht, die im Speicher 58 gespeichert sind. Der Speicher 58 weist einen gespeicherten Widerstandswert auf, der der Situation entspricht, in der die Anschlussstifte 60, 62 im Wasser eingetaucht sind. Wenn ein Widerstand in dem WIF-Sensor 48 durch die Steuerschaltung 50 ermittelt wird, der diesem gespeicherten Widerstandswert entspricht, ist die Steuerschaltung 50 derart programmiert, dass sie die Ausgabevorrichtung 57 ansteuert, um anzuzeigen, dass sich Wasser im Filtergehäuse 26 befindet.
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Wenn das qualifizierte Filterelement 24 im Filtergehäuse 26 eingebaut ist, sind die Enden 68 des ersten und des zweiten Anschlussstiftes 60, 62 durch das leitfähige Material 23 verbunden und das leitfähige Material 23 stellt einen gewissen Widerstand für den Stromfluss durch die Anschlussstifte 60, 62 bereit, der normalerweise niedriger ist als der durch den Widerstand 78 bereitgestellte Widerstand. Die Relativbeträge des Stromflusses durch die Anschlussstifte 60, 62 und den Widerstand 78 sind von dem durch das jeweilige Element bereitgestellten Widerstand abhängig. Erneut ist die Steuerschaltung 50 derart programmiert, dass sie den Widerstand durch die Anschlussstifte 60, 62 überwacht und diesen Widerstand mit einem oder mehreren Widerstandswerten vergleicht, die im Speicher 58 gespeichert sind. Der Speicher 58 weist einen gespeicherten Widerstandswert auf, der der Situation entspricht, in der das qualifizierte Filterelement 24 im Filtergehäuse 26 eingebaut ist und Strom durch das leitfähige Material 23 und fakultativ auch durch den Widerstand 78 fließt. Wenn ein Widerstand in dem WIF-Sensor 48 durch die Steuerschaltung 50 ermittelt wird, der diesem gespeicherten Widerstandswert entspricht, ist die Steuerschaltung 50 derart programmiert, dass sie die Ausgabevorrichtung 57 ansteuert, um anzuzeigen, dass das qualifizierte Filterelement 24 im Filtergehäuse 26 eingebaut ist.
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4 veranschaulicht ein anderes Beispiel eines WIF-Sensors 46. In diesem Beispiel weist der erste Abschnitt 49 der WIF-Schaltung 48 drei Anschlussstifte 60, 62, 80 auf. Anschlussstifte 60 und 62 weisen Enden 68 auf, die sich in das Filtergehäuse 26 erstrecken. Anschlussstifte 62 und 80 weisen Enden 70 auf, die sich nach außerhalb des Filtergehäuses 26 erstrecken. Die Anschlussstifte 62, 80 sind durch einen Widerstand 78 verbunden. Wenn ein qualifiziertes Filterelement 24 nicht eingebaut ist und sich die Anschlussstifte 60, 62 nicht im Wasser befinden, fließt kein Strom durch den WIF-Sensor 46. Die Steuerschaltung 50 erkennt einen offenen Stromkreis und steuert die Ausgabevorrichtung 57 an, um diesen Zustand anzuzeigen, wie in den Beispielen von 1 und 2 besprochen. Wenn ein qualifiziertes Filterelement 24 im Filtergehäuse 26 eingebaut ist, verbindet das leitfähige Material 23 an der unteren Abschlusskappe 30 die Enden 68 der Anschlussstifte 60, 62 elektrisch, wodurch er den ersten und den zweiten Abschnitt 49, 51 der erwähnten WIF-Schaltung 48 verbindet. Elektrischer Strom fließt durch die Enden 68 der Anschlussstifte 60, 62 mittels des leitfähigen Materials 23 und durch den Widerstand 78, der die Anschlussstifte 62, 80 verbindet. Der Gesamtwiderstand, der durch das leitfähige Material 23 und den Widerstand 78 bereitgestellt ist, wird durch die Steuerschaltung 50 erfasst. Die Steuerschaltung 50 ist derart programmiert, dass sie den Widerstand an den Anschlussstiften 60, 62, 80 überwacht und diesen Widerstand mit einem oder mehreren Widerstandswerten vergleicht, die im Speicher 58 gespeichert sind. Der Speicher 58 weist einen gespeicherten Widerstandswert auf, der der Situation entspricht, in der das qualifizierte Filterelement 24 im Filtergehäuse 26 eingebaut ist. Wenn ein Widerstand in der WIF-Schaltung 48 durch die Steuerschaltung 50 ermittelt wird, der diesem gespeicherten Widerstandswert entspricht, ist die Steuerschaltung 50 derart programmiert, dass sie die Ausgabevorrichtung 57 ansteuert, um anzuzeigen, dass das qualifizierte Filterelement 24 im Filtergehäuse 26 eingebaut ist.
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Sobald sich Wasser innerhalb des Filtergehäuses 26 befindet, das auf einen derartigen Pegel steigt, dass der erste und der zweite Anschlussstift 60, 62 im Wasser eingetaucht sind, wird außerdem aufgrund der verhältnismäßig hohen Leitfähigkeit des Wassers ein verhältnismäßig niedriger Widerstand an den Anschlussstiften 60, 62 durch die Steuerschaltung 50 erfasst. Das heißt, das Wasser verbindet elektrisch die Enden 68 des ersten und des zweiten Anschlussstiftes 60, 62 und stellt außerdem einen gewissen Widerstand für Stromfluss durch die Anschlussstifte 60, 62 bereit. Jedoch ist dieser Widerstand normalerweise kleiner als der Widerstand, der durch das leitfähige Material 23 und den Widerstand 78 bereitgestellt ist. Die Steuerschaltung 50 ist derart programmiert, dass sie den Widerstand an den Anschlussstiften 60, 62 überwacht und diesen Widerstand mit einem oder mehreren Widerstandswerten vergleicht, die im Speicher 58 gespeichert sind. Der Speicher 58 weist einen gespeicherten Widerstandswert auf, der der Situation entspricht, in der die Anschlussstifte 60, 62 im Wasser eingetaucht sind. Wenn ein Widerstand in der WIF-Schaltung 48 durch die Steuerschaltung 50 ermittelt wird, der diesem gespeicherten Widerstandswert entspricht, ist die Steuerschaltung 50 derart programmiert, dass sie die Ausgabevorrichtung 57 ansteuert, um anzuzeigen, dass sich Wasser im Filtergehäuse 26 befindet.
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Wie hier vorstehend besprochen, kann die Ausgestaltung und Ausrichtung des zweiten Abschnitts 51 der WIF-Schaltung 48 variieren. In einem Beispiel bildet unter Bezugnahme auf 5A das leitfähige Material 23 ein Paar konzentrische leitfähige Ringe 72, 74, die um die untere Abschlusskappe 30 umlaufend angeordnet sind. Die konzentrischen leitfähigen Ringe 72, 74 sind durch eine radial verlaufende leitfähige Verbindungsstelle 76 miteinander verbunden. Sowohl die konzentrischen leitfähigen Ringe 72, 74 als auch die Anschlussstifte 60, 62 des WIF-Sensors 46 sind derart ausgerichtet und gleichmäßig beabstandet, dass die konzentrischen leitfähigen Ringe 72, 74 mit den Enden 68 der Anschlüsse oder der Anschlussstifte 60, 62 ausgerichtet sind und mit ihnen im Eingriff stehen, wenn das qualifizierte Filterelement 24 ordnungsgemäß im Filtergehäuse 26 eingebaut ist, um dadurch den ersten und den zweiten Abschnitt 49, 51 zu verknüpfen und die WIF-Schaltung 48 zu vervollständigen. Diese Konfiguration des zweiten Abschnitts 51 kann alternativ in Kombination mit einer beliebigen von den in 1 bis 4 dargestellten Konfigurationen für den ersten Abschnitt 49 angewendet werden. Außerdem muss das leitfähige Material 23 nicht zu einer konzentrischen Ringform ausgebildet sein und muss nicht um die untere Abschlusskappe 30 umlaufend ausgerichtet sein, wie aus anderen Beispielen in den nachstehenden Zeichnungsfiguren offensichtlich sein wird. Das in 5B dargestellte Beispiel ist dem Beispiel von 5A gleich, außer dass es einen Widerstand 82 anstelle der radial verlaufenden leitfähigen Verbindungsstelle 76 umfasst. Widerstand 82 ist bei dem zweiten Abschnitt 51 angeordnet und verbindet elektrisch die konzentrischen leitfähigen Ringe 72, 74. Diese Konfiguration für den zweiten Abschnitt 51 kann alternativ in Kombination mit einer beliebigen von den in 1 bis 4 dargestellten Konfigurationen angewendet werden. Wenn die Konfiguration von 5B in Kombination mit den Kombinationen von 3A und 4 verwendet wird, umfasst die WIF-Schaltung 48 zwei Widerstände 78, 82, die elektrisch parallel verbunden sind, wenn qualifiziertes Filterelement 24 eingebaut ist und der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt 49, 51 miteinander verknüpft sind. Widerstand 78 ist bei dem ersten Abschnitt 49 angeordnet und Widerstand 82 ist bei dem zweiten Abschnitt 51 angeordnet.
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6A veranschaulicht ein anderes Beispiel des zweiten Abschnitts 49 an der unteren Abschlusskappe 30, wobei das leitfähige Material 23 einen gegabelten nicht umlaufenden leitfähigen Ring 88 zum Verbinden der Enden 68 des ersten und des zweiten Anschlussstiftes 60, 62 umfasst, wenn das qualifizierte Filterelement 24 im Filtergehäuse 26 eingebaut ist. Der Durchmesser des nicht umlaufenden leitfähigen Rings 88 ist im Wesentlichen dem Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussstift 60, 62 gleich, um die erwähnte Verbindung zu unterstützen. Ein Widerstand 82 ist bei dem zweiten Abschnitt angeordnet und verbindet elektrisch zwei Hälften 88a, 88b des nicht umlaufenden Rings 88. Diese Konfiguration des zweiten Abschnitts 51 kann alternativ in Kombination mit einer beliebigen von den in 1 bis 4 dargestellten Konfigurationen angewendet werden. Wenn die Konfiguration von 6A in Kombination mit einer der Kombinationen von 3A oder 4 verwendet wird, umfasst die WIF-Schaltung 48 zwei in Reihe geschaltete Widerstände 78, 82, wenn qualifiziertes Filterelement 24 eingebaut ist und der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt 49, 51 miteinander verknüpft sind. Widerstand 78 ist bei dem ersten Abschnitt 49 angeordnet und Widerstand 82 ist bei dem zweiten Abschnitt 51 angeordnet.
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6B ist ein Beispiel, das der 6A gleicht, außer dass der umlaufende leitfähige Ring 88 ein vollständiger Kreis ist, der in der unteren Abschlusskappe 30 eingeformt ist und der somit den erwähnten Widerstand 82 oder eine andere Art Verbindungsstelle nicht erfordert.
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7A bis 7D veranschaulichen einige von den vielen möglichen Kombinationen und Konfigurationen des erwähnten ersten und zweiten Abschnitts 49, 51 der WIF-Schaltung 48. In 7A ist die untere Abschlusskappe 30 in ihrer Gänze (oder zumindest teilweise) aus leitfähigem Material 23 ausgebildet, sodass die untere Abschlusskappe 30 den erwähnten zweiten Abschnitt 51 zum Vervollständigen der WIF-Schaltung 48 selbst bildet. Der Einbau des qualifizierten Filterelements 24 im Filtergehäuse 26 veranlasst die Enden 68 des ersten und des zweiten Anschlussstiftes 60, 62 dazu, eine Verbindung mit der unteren Abschlusskappe 30 zu bilden und somit die erwähnte WIF-Schaltung 48 zu vervollständigen. Diese Konfiguration des zweiten Abschnitts 51 kann in Kombination mit einer beliebigen von den in 1 bis 4 dargestellten Konfigurationen angewendet werden.
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7B veranschaulicht eine Kombination des WIF-Sensors 46 und der Abschlusskappe 30, die jeweils in 3A und 5B dargestellt sind, wie hier vorstehend beschrieben.
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7C veranschaulicht eine Kombination des WIF-Sensors 46 und der Abschlusskappe 30, die jeweils in 2 und 5B dargestellt sind, wie hier vorstehend beschrieben.
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7D veranschaulicht eine Kombination des WIF-Sensors 46 und der Abschlusskappe 30, die jeweils in 4 und 5A dargestellt sind, wie hier vorstehend beschrieben.
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8A und 8B veranschaulichen Beispiele, wobei der erste und der zweite Abschnitt der WIF-Schaltung 48 durch ein leitfähiges Zwischenelement 90 miteinander verbunden sind, wenn das qualifizierte Filterelement 24 im Filtergehäuse 26 eingebaut ist. Diese Beispiele veranschaulichen, dass der erste und der zweite Abschnitt 49, 51 nicht direkt miteinander verbunden sein müssen, sonder stattdessen durch eine leitfähige Zwischenvorrichtung verbunden sein können. In 8A umfasst das leitfähige Element 90 einen Abschnitt des Filtergehäuses 26 und insbesondere einen metallenen leitfähigen Überzug 92, der den ersten Anschlussstift 60 mit der unteren Abschlusskappe 30 verbindet. In diesem Beispiel kann die untere Abschlusskappe 30 dem Beispiel in 7A gleich sein, wobei die Gesamtheit oder zumindest ein Abschnitt der unteren Abschlusskappe 30 aus leitfähigem Material 23 ausgebildet ist und den zweiten Abschnitt 51 der WIF-Schaltung 48 selbst bereitstellt. Der leitfähige metallene Überzug 92 befindet sich auf der Innenfläche 94 des Filtergehäuses 26 und ist mit dem Anschlussstift 60 verbunden. Der leitfähige Überzug 92 beschichtet das Innere der Basisaufnahme 34 und verläuft in ihr nach oben. Mindestens das obere Ende 115 des leitfähigen metallenen Überzugs 92 steht mit dem leitfähigen Material 23 an der Abschlusskappe 30 im Eingriff, wenn das qualifizierte Filterelement 24 im Filtergehäuse 26 eingebaut ist. Das Ende 68 des Anschlussstiftes 62 bildet ebenfalls eine Verbindung mit leitfähigem Material 23, und verbindet somit den ersten und den zweiten Abschnitt 49, 51 der WIF-Schaltung 48, die wie das in 4 dargestellte Beispiel funktioniert.
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In 8B umfasst das leitfähige Element 90 einen leitfähigen metallenen Überzug 96 an dem Mittelpfosten 44 des Filtergehäuses 26. Der leitfähige metallene Überzug 96 verbindet den zweiten und den dritten Anschlussstift 62, 80 mit dem leitfähigen Material 23 an der unteren Abschlusskappe 30, wenn das qualifizierte Filterelement 24 ordnungsgemäß im Filtergehäuse 26 eingebaut ist. Dies vervollständigt die WIF-Schaltung 48, die wie das in 4 dargestellte Beispiel funktioniert.
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Durch Forschung und Versuche haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass es wünschenswert ist, dass die radialen Ausrichtungen des erwähnten ersten und zweiten Abschnitts 49, 51 der WIF-Schaltung 48 automatisch oder leicht während des Einbaus ausgefluchtet werden, sodass die erwähnte elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 49, 51 gebildet wird, wenn das qualifizierte Filterelement 24 in das Filtergehäuse 26 eingesetzt wird. In den dargestellten Beispielen ist es somit wünschenswert, dass die Enden 68 des ersten und des zweiten Anschlussstiftes 60, 62 mit dem leitfähigen Material 23 des qualifizierten Filterelements 24 ausgerichtet sind, sobald das qualifizierte Filterelement 24 ordnungsgemäß eingebaut ist. 9A bis 9F veranschaulichen einige der Kombinationen, die diese Aufgabe lösen können.
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In 9A ist der WIF-Sensor 46 entweder an dem Filtergehäuse 26 arretiert oder als ein Abschnitt von diesem ausgebildet, sodass der WIF-Sensor 46 nicht in Bezug auf das Filtergehäuse 26 gedreht werden kann. Ein Beispiel für diese Art von WIF-Sensor 46 ist in 3B dargestellt. Die untere Abschlusskappe 30 ist dem in 7A dargestellten Beispiel gleich, wobei ein Abschnitt oder die Gesamtheit der unteren Abschlusskappe 30 aus leitfähigem Material 23 angefertigt ist und somit den zweiten Abschnitt 51 der WIF-Schaltung 48 selbst bereitstellt. Außerdem ist die untere Abschlusskappe 30 mit radial konzentrischen umlaufenden Rillen 84, 86 bereitgestellt, um die Enden 68, 70 des ersten und des zweiten Anschlussstiftes 60, 62 aufzunehmen und mit ihnen in Eingriff zu kommen. Die umlaufenden Rillen 84, 86 sind durch eine radiale Verbindungsrille 85 elektrisch verbunden. Die untere Abschlusskappe 30 kann in einer beliebigen Rotationsposition in Bezug auf den WIF-Sensor 46 eingestellt sein, da der gesamte Umfang der Rillen 84, 86 durchgehend einen elektrischen Kontakt zwischen dem erwähnten ersten und zweiten Abschnitt 49, 51 ermöglicht.
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In 9B ist die untere Abschlusskappe 30 dem in 7A dargestellten Beispiel gleich, wobei ein Abschnitt oder die Gesamtheit der unteren Abschlusskappe 30 aus leitfähigem Material 23 ausgebildet ist und daher den zweiten Abschnitt 51 der WIF-Schaltung 48 selbst bereitstellt. Außerdem ist die untere Abschlusskappe 30 mit einer nicht umlaufenden kreisförmigen leitfähigen Rille 93 bereitgestellt. Eine mechanische Arretierung 99 ist bereitgestellt, um die untere Abschlusskappe 30 derart festzuhalten, dass die nicht umlaufende leitfähige Rille 93 an einer festen Umfangsposition in Bezug auf den WIF-Sensor 46 verbleibt. Diese Art mechanische Arretierung kann stark variieren, einige Beispiele sind unter Bezugnahme auf 10A und 10B hier nachstehend beschrieben. Der Körper 66 des WIF-Sensors 46 ist mit dem Filtergehäuse 26 durch die Gewindeverbindung 42 verbunden, sodass der Körper 66 in Bezug auf das Filtergehäuse 26 radial drehbar ist. Die kreisförmige Form und die feste Umfangsposition der leitfähigen Rille 93 gewährleisten unabhängig von der radialen Ausrichtung des Körpers 66 des WIF-Sensors 46 in Bezug auf das Filtergehäuse 26 eine ordnungsgemäße elektrische Verbindung zwischen den Enden 68 des ersten und des zweiten Anschlussstiftes 60, 62. Die mechanische Arretierung 99 gewährleistet, dass die leitfähige Rille 93 mit den Enden 68 des ersten und des zweiten Anschlussstiftes 60,62 ausgerichtet ist.
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In 9C ist die untere Abschlusskappe 30 dem in 7A dargestellten Beispiel gleich, wobei mindestens ein Abschnitt der unteren Abschlusskappe 30 aus leitfähigem Material 23 angefertigt ist und somit den zweiten Abschnitt 51 der WIF-Schaltung 48 selbst bereitstellt. Außerdem ist die untere Abschlusskappe 30 mit der darin ausgebildeten nicht umlaufenden kreisförmigen leitfähigen Rille 93 bereitgestellt. Der WIF-Sensor 46 ist dem in 3B dargestellten Beispiel gleich, wobei der Körper 66 des WIF-Sensors 46 mit dem Filtergehäuse 26 arretiert oder darin angeformt ist. Die mechanische Arretierung 99 stellt die Rotationsausrichtung der unteren Abschlusskappe 30 in Bezug auf das Filtergehäuse 26 fest.
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9D veranschaulicht ein anderes Beispiel, wobei die untere Abschlusskappe 30 dem in 5A dargestellten Beispiel gleich ist und der WIF-Sensor 46 dem in 3B dargestellten Beispiel gleich ist. Der Körper 66 des WIF-Sensors 46 ist mit dem Filtergehäuse 26 oder mit einem Abschnitt davon arretiert. Die konzentrische umlaufende Art der leitfähigen Ringe 72, 74 gewährleistet, dass unabhängig von der Rotationsposition des qualifizierten Filterelements 24 in Bezug auf den festen WIF-Sensor 46 eine Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 49, 51 der WIF-Schaltung 48 erfolgt, wenn das qualifizierte Filterelement 24 im Filtergehäuse 26 eingebaut ist.
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9E ist der 9D gleich, außer dass die untere Abschlusskappe 30 mit dem kreisförmigen nicht umlaufenden leitfähigen Ring 88 anstelle der umlaufenden konzentrischen leitfähigen Ringe 72, 74 bereitgestellt ist. Die mechanische Arretierung 99 stellt die Rotationsausrichtung der unteren Abschlusskappe 30 in Bezug auf das Filtergehäuse 26 fest. Der Körper 66 des WIF-Sensors 46 in mit dem Filtergehäuse 26 oder einem Abschnitt davon arretiert. Somit ist die Umfangsausrichtung der nicht umlaufenden leitfähigen Ringe 87, 88 mit der Umfangsausrichtung des WIF-Sensors 46 ausgerichtet, wenn das qualifizierte Filterelement 24 im Filtergehäuse 26 eingebaut ist.
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9F veranschaulicht ein anderes Beispiel, wobei die untere Abschlusskappe 30 dem in 7A dargestellten Beispiel gleicht und der erste Abschnitt 49 der WIF-Schaltung 48 dem Beispiel in 2 gleicht. Mindestens ein Abschnitt der unteren Abschlusskappe 30 ist aus leitfähigem Material 23 angefertigt, sodass die Umfangsausrichtung des jeweiligen ersten und zweiten Abschnitts 49, 51 erreicht ist, wenn das qualifizierte Filterelement 24 im Filtergehäuse 26 eingebaut ist.
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10A und 10B stellen einige Beispiele für mechanische Arretierungen 99 zum Verriegeln des ersten und des zweiten Abschnitts 49, 51 der WIF-Schaltung 48 miteinander. 10A veranschaulicht ein Beispiel, wobei ein Anschlussstift 98 durch eine Feder 101 vorgespannt wird, um mit einem entsprechenden konkaven leitfähigen Ring 100 an der unteren Abschlusskappe 30 in Eingriff zu kommen. Die Feder 101 ist an einem der Anschlussstifte 60, 62, 80 des WIF-Sensors 46 angeordnet. Der Anschlussstift 98 weist einen Kopf 103 auf, der mit der Feder 101 im Eingriff steht. Die Basis des Bogens 105 steht mit der anderen Seite der Feder 101 im Eingriff. Ein Einsetzen des qualifizierten Filterelements 24 in das Filtergehäuse 26 bewegt die untere Abschlusskappe 30 zu den Anschlussstiften 60, 62 und fakultativ 80 des WIF-Sensors 46 hin, wodurch der konkave leitfähige Ring 100 dazu veranlasst wird, mit dem Kopf 105 des Anschlussstiftes 98 in Eingriff zu kommen. Dies drückt die Feder 101 zusammen, bis der Anschlussstift 98 mit dem Anschlussstift 60, 62, 80 in Kontakt kommt, wodurch eine elektrische Verbindung gebildet wird und die WIF-Schaltung 48 vervollständigt wird. 10B veranschaulicht ein Beispiel einer Abschlusskappe 30 zum Verwenden zusammen mit der Baugruppe von 10A, wobei der konkave leitfähige Ring 100 in Form einer leitfähigen Rille 113 in der unteren Abschlusskappe 30 ausgebildet ist.
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11A–11B veranschaulichen ein anderes Beispiel einer Filterbaugruppe 200, die ein qualifiziertes Filterelement 202 und ein Filtergehäuse 204 für das qualifizierte Filterelement 202 aufweist. Mindestens ein magnetisches Element 206 ist an dem qualifizierten Filterelement 202 angeordnet. Das magnetische Element 206 weist ein magnetisches Feld 208 auf und kann ein Magnet oder eine beliebige andere Art magnetisches Element sein. Ein Paar Leitungen 210 ist an dem Filtergehäuse 204 angeordnet. Eine Steuerschaltung 212, die einen programmierbaren Prozessor 214 und einen Speicher 216 aufweist, ist mit den Leitungen 210 elektrisch verbunden, sodass sie einen Strom durch die Leitungen 210 überwacht. In diesem Beispiel ist das qualifizierte Filterelement 202 ein zylindrisches Filterelement, das eine äußere Umfangsfläche 218 aufweist. Das magnetische Element 206 befindet sich an der äußeren Umfangsfläche 218. Das qualifizierte Filterelement 202 kann im Filtergehäuse 204 eingebaut werden, indem das qualifizierte Filterelement 202 im Uhrzeigersinn gedreht wird, sodass das magnetische Element 206 während der Umdrehungen an der Vielzahl der Leitungen 210 vorbeigeht. Das qualifizierte Filterelement 202 kann aus dem Filtergehäuse 204 ausgebaut werden, indem das qualifizierte Filterelement 202 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, sodass das magnetische Element 206 während der Umdrehungen an der Vielzahl der Leitungen 210 vorbeigeht.
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Wie im Beispiel von 1 kann der programmierbare Prozessor 214 auf kommunizierende Weise mit einem computerlesbaren Medium verbunden sein, das einen flüchtigen oder nichtflüchtigen Speicher umfasst, auf dem das computerlesbare Medium gespeichert ist. Der programmierbare Prozessor 214 kann auf das computerlesbare Medium zugreifen und führt beim Ausführen des computerlesbaren Codes die hier beschrieben Funktionen aus. Die Steuerschaltung 212 kann eine beliebige geeignete Steuervorrichtung zum Auswerten von Informationen von den Leitungen 210 sein, ist aber nicht auf ein Motorsteuermodul (Engine Control Module, ECM), eine Steuerung (Controller), ein Steuermodul zum Fluidmanagement (Fluid Management Control Module) oder eine beliebige geeignete Daten-/Informationsverarbeitungseinrichtung, die nach Bedarf ein oder mehrere Softwareprogramme verwenden kann, beschränkt. In diesem Beispiel wird die Steuerschaltung 212 durch eine beliebige herkömmliche Energiequelle, wie z. B. eine oder mehrere Batterien 63, mit Energie versorgt. Die Steuerschaltung 212 ist derart ausgelegt, dass sie einen elektrischen Strom an das Paar Leitungen 210 liefert und dass sie elektrischen Strom von dem Paar Leitungen 210 empfängt. Jedoch muss nicht die Steuerschaltung 212 elektrischen Strom an das Paar Leitungen 210 zu liefern. Vielmehr könnte der erwähnte elektrische Strom durch eine beliebige andere Energiequelle, wie eine Batterie, direkt bereitgestellt werden.
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Beim Gebrauch, wenn das qualifizierte Filterelement 202 im Filtergehäuse 204 eingebaut ist, schneidet die Vielzahl der Leitungen 210 das magnetische Feld 208 des magnetischen Elements 206, wodurch ein in den Leitungen 210 generierter Strom modifiziert wird. Der Strom an den Leitungen 210 wird durch die Steuerschaltung 212 überwacht. Eine Änderung des Stroms an den Leitungen 210 meldet der Steuerschaltung 212, dass das qualifizierte Filterelement 202 eingebaut ist. Gleich dem Beispiel in 1 kann die Steuerschaltung 212 derart programmiert sein, dass sie eine Ausgabevorrichtung 57 ansteuert, die Warnlichter 59, 61 und/oder eine andere herkömmliche Einrichtung zum Melden an eine Bedienperson, ob ein qualifiziertes Filterelement 24 im Filtergehäuse 26 eingebaut ist, aufweist.
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11C bis 11D veranschaulichen ein anderes Beispiel eines Filtersystems 220, wobei eine Vielzahl von magnetischen Elementen 206 an der Umfangsfläche voneinander beabstandet ist. Die Steuerschaltung 50 weist eine Vielzahl von Eingangsanschlüssen auf, die mit entsprechenden Paaren Leitungen 210 verbunden sind. Die Ausrichtung und Position der jeweiligen magnetischen Elemente in der Vielzahl 206 kann derart gewählt sein, dass eine Bewegung des qualifizierten Filterelements 202 in Bezug auf das Filtergehäuse 204 (z. B. Umdrehung während des Einbaus des qualifizierten Filterelements 202 im Filtergehäuse 24) einen strominduzierten Impuls verursacht, der durch die Steuerschaltung 212 mittels der Eingangsanschlüsse A–D erfasst wird. Die Steuerschaltung 212 kann derart programmiert sein, dass sie den strominduzierten Impuls als einen Code auswertet und den strominduzierten Impuls oder den Code mit einem im Speicher 216 gespeicherten strominduzierten Impuls oder Code vergleicht, um dadurch zu verifizieren, dass das Filterelement ein qualifiziertes Filterelement 202 ist. Der Code kann je nach der Position und Ausrichtung der magnetischen Elemente 206 in der Vielzahl variieren. In dem dargestellten Beispiel wird das qualifizierte Filterelement 202 während des Einbaus im Uhrzeigersinn gedreht. Dies veranlasst Anschlüsse A und B dazu, ein negatives Stromsignal zu generieren, das durch die Steuerschaltung 212 ausgelesen wird. Anschlüsse C und D generieren ein positives Stromsignal, das durch die Steuerschaltung 212 ausgelesen wird. Der Speicher 216 der Steuerschaltung 212 umfasst eine Lookup-Tabelle oder eine andere Auflistung, die anzeigt, dass die Steuerschaltung 212 mittels der Ausgabevorrichtung 57 anzeigen sollte, dass ein qualifiziertes Filterelement 202 eingebaut wurde, wenn dieser Code oder diese Kombination aus positiven und negativen Stromsignalen erfasst wird. Die Steuerschaltung 212 zeigt nicht an, dass ein qualifiziertes Filterelement 202 eingebaut wurde, bis diese besondere Kombination aus positiven und negativen Stromsignalen erfasst wird. Umgekehrt veranlasst die Umdrehung des qualifizierten Filterelements 202 in Bezug auf das Filtergehäuse 204 gegen den Uhrzeigersinn beim Ausbau des qualifizierten Filterelements 202 Anschlüsse A und B dazu, ein positives Stromsignal zu generieren, und Anschlüsse C und D dazu, ein negatives Stromsignal zu generieren. Der Speicher 216 der Steuerschaltung 212 umfasst auch hier eine Lookup-Tabelle oder eine andere Auflistung, die anzeigt, dass die Steuerschaltung 212 mittels der Ausgabevorrichtung 57 anzeigen sollte, dass ein qualifiziertes Filterelement 202 ausgebaut wurde, wenn diese Kombination aus positiven und negativen Stromsignalen erfasst wird.
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Eine Änderung der Position und Ausrichtung des magnetischen Elements 206 ändert den entsprechenden strominduzierten Impuls und daher ändert den Code, der durch die Steuerschaltung 212 ausgewertet wird, was dem Hersteller ermöglicht, den erwähnten Code anzupassen und dadurch Fälschungen vorzubeugen.
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Obwohl vorstehend lediglich einige wenige Beispiele ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute leicht erkennen, dass viele Modifizierungen in den Beispielen möglich sind, ohne maßgeblich von dieser Erfindung abzuweichen. Demzufolge sollen alle derartigen Modifizierungen innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung aufgenommen sein, wie in den nachstehenden Ansprüchen definiert. In den Ansprüchen sollen die sich auf Einrichtungen und Funktionen beziehenden Klauseln die hier beschriebenen Strukturen abdecken, da sie die vorgetragene Funktion ausführen, und nicht nur strukturelle Äquivalente, sondern auch äquivalente Strukturen abdecken. Obwohl ein Nagel und eine Schraube womöglich keine strukturellen Äquivalente dahin gehend sind, dass ein Nagel eine zylindrische Fläche zum Befestigen von Holzabschnitten miteinander verwendet, während eine Schraube eine Wendelfläche verwendet, können also ein Nagel und eine Schraube im Bereich der Befestigung von hölzernen Abschnitten äquivalente Strukturen sein. Es ist die ausdrückliche Absicht der Erfinder, sich nicht auf 35 USC §112, Absatz sechs für jegliche Beschränkungen von jeglichen der hiesigen Ansprüche zu berufen, außer bei diesen, in denen der Anspruch ausdrücklich den Begriff „Einrichtung zum” zusammen mit einer assoziierten Funktion verwendet.