DE202007012751U1

DE202007012751U1 - Energieerzeugendes Filtersystem

Info

Publication number: DE202007012751U1
Application number: DE200720012751
Authority: DE
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2007-09-12
Filing date: 2007-09-12
Publication date: 2009-02-05
Anticipated expiration: 2017-09-13

Abstract

Energieerzeugendes Filtersystem, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
– ein Filterelement zur Filtrierung von Flüssigkeiten oder Gasen, welches insbesondere aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium besteht, das konzentrisch angeordnet ist und durch zwei Endscheiben an den Stirnkanten verschlossen ist,
– ein Gehäuse zur Aufnahme des Filterelementes, das eine Öffnung zum Einströmen von zu filtrierenden Flüssigkeiten oder Gasen, eine Öffnung zum Ausleiten der filtrierten Medien und einen Deckel zum Öffnen des Gehäuses und Austauschen des Filterelementes aufweist, wobei wenigstens ein Energieerzeuger vorgesehen ist, der aus Schwingungsbewegungen am Filterelement und/oder Pulsationen des gefilterten oder zu filternden Mediums elektrische Energie erzeugt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein energieerzeugendes Filtersystem.
Stand der Technik
Aus der EP 1 312 171 ist ein energieautarker Hochfrequenzsender zu entnehmen. Dieser besitzt einen elektromechanischen Wandler mit einem nachgeschalteten Gleichrichter und einer Spannungswandlerschaltung. Ziel der Erzeugung der elektrischen Energie ist die Energieversorgung einer Logikbaugruppe, die damit beispielsweise Sensormesssignale über eine Hochfrequenzstufe an eine Sendeantenne abgeben kann.
Der Stand der Technik zur energieautonomen Übermittlung von Signalen weist die Möglichkeit auf, den Ausnutzungsgrad der vom Wandler gelieferten Energie bzgl. der aussendbaren Informationsdichte sehr hoch zu gestalten. Zwar verbraucht ein solches System eine im Vergleich zu einfachen Schwingkreisen höhere elektrische Energie pro Zeiteinheit, jedoch ist es möglich, eine dazu überproportional hohe Informationsdichte pro Zeiteinheit zu senden. Die Anwendung eines solchen Systems ist jedoch auf die Erzeugung von Energie zur Aktivierung von Sensoren begrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein energieerzeugendes Filtersystem zu schaffen, das es ermöglicht, nicht nur Sensoren zu aktivieren, sondern auch unterschiedliche Systeme mit Energie zu versorgen bzw. Energie aus schwingenden oder pulsierenden Medien oder mechanischen Teilen zu generieren.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruches 1 gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass einerseits sowohl mechanische Komponenten als auch Druckänderungen in einem Medium, z. B. in Flüssigkeit oder Luft, in elektrische Energie umgewandelt wird. Unter einem elektromechanischen Wandler gemäß der Erfindung wird ein allgemeines Bauteil verstanden, bei dem mechanische Energie in elektrische Energie umwandelbar ist, beispielsweise ein piezoelektrisches, elektrostriktives oder magnetostriktives Element oder eine elektromagnetische Induktionsspule. Die mechanische Energie wird aus einer gerichteten mechanischen Krafteinwirkung, einer Druckänderung in Flüssigkeiten oder Gasen bzw. einer Vibration an einem Filtersystem erzeugt.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung befindet sich an einem Filtersystem – und zwar an schwingenden Bauteilen – ein Permanentmagnet, der innerhalb einer Spule beweglich gelagert ist. Dies ist eine einfache Methode, um aus der Bewegung eines Systems elektrische Energie zu erzeugen. Gleichzeitig hat das System den Vorteil, dass diese Bewegung durch die Erzeugung der Energie gedämpft wird. Es erfolgt also durch die Energieaufnahme des Generators eine Vibrationsdämpfung.
Besonders vorteilhaft lässt sich die Energieumwandlung anwenden, wenn bestimmte Teile eines Filtersystems, einschließlich der Gehäusewandung, als Membran ausgebildet werden. Diese Membran nimmt die Schwingungen auf und überträgt sie unmittelbar an einen Permanentmagneten oder einen Piezoaufnehmer.
Diese und weitere Merkmale gehen nicht nur aus den Patentansprüchen, sondern auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Schnittdarstellung eines Flüssigkeitsfilters.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Das Filtersystem 10 gemäß der Figur stellt einen Flüssigkeitsfilter dar. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, einen Luftfilter in dieser Weise aufzubauen. Das System besteht aus einem Gehäuse 11, das im Wesentlichen konzentrisch aufgebaut und mit einem Deckel 12 verschließbar ist. Innerhalb des Gehäuses befindet sich ein Filterelement 13, bestehend aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium 14, das an den Stirnseiten Endscheiben 15, 16 aufweist. Der Deckel ist über ein geeignetes Dichtsystem 17 beispielsweise mit einer O-Ring-Dichtung verschlossen. Zum Austausch des Filterelementes 13 wird der Deckel abgeschraubt, das Filterelement kann entnommen und durch ein neues Filterelement ersetzt werden. Das Gehäuse weist eine Einströmöffnung 18 so wie eine Öffnung 19 zum Ausleiten des filtrierten Mediums auf. Das zu filtrierende Medium strömt nach der Einströmöffnung 18 gemäß dem Pfeil 20 am Filtermedium 14 entlang, wird durch Eintritt in das Filtermedium 14 gereinigt und verlässt gemäß dem Pfeil 21 das Gehäuse über die Öffnung 19. Üblicherweise wird das Medium durch Kolbenpumpen oder andere Pumpensysteme durch das Filterelement hindurch gefördert. Es treten deshalb innerhalb des Filtersystems Schwingungen auf, die zu einer Belastung des Filtermediums bzw. auch des Gesamtgehäuses führen. Diese Schwingungen können in elektrische Energie umgewandelt werden. Hierzu ist die Endscheibe 15 mit einer Sicke 22 und einer Stößelaufnahme 23 versehen. Die Endscheibe besteht beispielsweise aus einem thermoplastischen Elastomer und wirkt als Membran. In der Stößelaufnahme 23 befindet sich ein Stößel 24, der einen permanenten Magneten 25 aufweist. Der Permanentmagnet ist axial beweglich innerhalb eines Spulensystems 26 gelagert und beispielsweise mit einer Druckfeder 27 vorgespannt. Pulsationen im Medium erzeugen eine Axialbewegung des Permanentmagneten 25 innerhalb des Spulensystems, so dass eine elektrische Energie erzeugt wird. Diese kann über den Anschluss 28 abgegriffen werden.
Eine weitere Energieerzeugungseinheit befindet sich an der Gehäusewand 29. Dort ist ebenfalls eine Membran 30 vorgesehen, die beispielsweise auch aus einem thermoplastischen Elastomer besteht und eine Stößelaufnahme 31 besitzt, die wiederum mit einem Stößel und einem Permanentmagneten versehen ist. Aufgrund der Pulsation der Flüssigkeit oder der Luft erzeugt der Permanentmagnet in einem Spulensystem elektrische Energie. Das System kann als Aufsteckteil am Gehäuse angeordnet werden. Hierzu ist am Gehäuse lediglich ein Ringflansch erforderlich, der mit entsprechenden umlaufenden Stegen zur Einrastung eines Steckteils ausgestattet ist.
Die Lagerung des Filterelementes 13 ist axial beweglich ausgeführt. Hierzu ist im Bereich der Öffnung 19 ein Faltenbalg 32 vorgesehen, der das Filterelement 13 trägt. An dem Faltenbalg ist die Endscheibe 16 aufgesteckt. Der Faltenbalg kann aber auch Teil der Endscheibe sein, so dass das Filterelement mit diesem Balg an dem Anschlussstutzen 33 befestigt wird. Über Stege 34, 35 ist an der Endscheibe 16 eine Stößelaufnahme 36 befestigt. In dieser Stößelaufnahme befindet sich wiederum ein Stößel mit einem Permanentmagneten, der in ein Spulensystem 37 eingreift und bei einer Axialbewegung oder Axialvibration des gesamten Filterelementes 13 einen an dem Anschluss 38 abgreifbaren elektrischen Strom erzeugt.
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

- EP 1312171 [0002]

Claims

Energieerzeugendes Filtersystem, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – ein Filterelement zur Filtrierung von Flüssigkeiten oder Gasen, welches insbesondere aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium besteht, das konzentrisch angeordnet ist und durch zwei Endscheiben an den Stirnkanten verschlossen ist, – ein Gehäuse zur Aufnahme des Filterelementes, das eine Öffnung zum Einströmen von zu filtrierenden Flüssigkeiten oder Gasen, eine Öffnung zum Ausleiten der filtrierten Medien und einen Deckel zum Öffnen des Gehäuses und Austauschen des Filterelementes aufweist, wobei wenigstens ein Energieerzeuger vorgesehen ist, der aus Schwingungsbewegungen am Filterelement und/oder Pulsationen des gefilterten oder zu filternden Mediums elektrische Energie erzeugt.
Energieerzeugendes Filtersystem, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Energie durch ein Magnetspulensystem erzeugt wird.
Energieerzeugendes Filtersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Endscheibe des Filterelementes mit einer Membran versehen ist, die mit einem Stößel ausgestattet ist, wobei der Stößel einen Permanentmagneten aufweist und dieser Permanentmagnet innerhalb einer Spule beweglich gelagert ist.
Energieerzeugendes Filtersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse eine Membran vorgesehen ist, die über einen Stößel mit einem Magneten verbunden und dieser Magnet beweglich innerhalb einer Spule gelagert ist.
Energieerzeugendes Filtersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement innerhalb des Filtergehäuses axial oder radial beweglich gelagert ist und Schwingungsbewegungen des Filterelementes über einen elektromechanischen Wandler in eine elektrische Spannung umgewandelt wird.