CN100398179C - 流体滤清器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种流体滤清器(1)，它包括一个带有一个安装法兰(21)的滤清器插座(10)，该安装法兰可以以一种密封的方式与相关设备(4)上的一个配对法兰(41)相连，其中，至少有一根用于供给将要滤清的流体的流体输送管(13)和一根用于使滤清后的流体流出的流体输送管(14)穿过上述法兰连接(2)，其中，滤清器插座(10)中的至少一根流体输送管(14)的至少一个部分(24)可以通过一块密封板(3)对配对法兰(41)封闭，该密封板设有至少一个相对配对法兰(41)密封的并且与设备一侧的一根流体输送管(44)齐平布置的直通开口(34)。建议密封板(3)的表面积在法兰连接(2)平面(20)上看比安装法兰(21)的表面积小，而密封板(3)以一种密封的方式插入滤清器插座(10)中并且形成滤清器插座(10)的一部分。

Description

流体滤清器
技术领域
本发明涉及一种流体滤清器，特别是一种用于内燃机的机油或者燃油滤清器，该流体滤清器包括一个带有一个安装法兰的滤清器插座，该安装法兰可以以一种密封的方式与相关设备上的特别是内燃机上的一个配对法兰相连，其中，至少有一根用于把将要滤清的流体从设备供给到流体滤清器的流体输送管以及一根用于使滤清后的流体从滤清器流入设备的流体输送管穿过上述法兰连接，其中，滤清器插座中的至少一根流体输送管的至少一个部分可以通过一块密封板相对配对法兰封闭，该密封板设有至少一个相对配对法兰密封的并且与设备一侧的一根流体输送管齐平布置的直通开口。
背景技术
上述类型的流体滤清器已经在DE 42 42 997 C1中公开了。在这种用作机油滤清器的流体滤清器中，一块基本上是连续平板形式的密封板布置在一台内燃机的安装法兰和流体滤清器的滤清器插座上的安装法兰之间，上述密封板设有两个用于使流体通过的开口。在这里，密封板的外轮廓与内燃机和滤清器插座上的安装法兰的外轮廓一致。在这种已知的流体滤清器中，此外密封板最好在它面向内燃机上的安装法兰的一侧带有与内燃机上的安装法兰的密封条一致的密封条，并且密封板最好在它面向流体滤清器插座的一侧带有与流体滤清器插座的密封条一致的密封条。密封板用来使内燃机一侧的安装法兰的一个连接图适用于流体滤清器的连接，上述连接图由上述内燃机的制造商预先确定，而且通常不能与流体滤清器的理想连接图一致。
这种已知的流体滤清器的缺点是密封板需要额外的自由空间，因为流体滤清器由于在中间安装的密封板而导致其远离内燃机移动一个与密封板厚度一致的量。在某些应用中，这可能会在可利用的空间方面造成问题，特别是在现代汽车的发动机室中。此外，密封板是一个需要有可变伸展的密封条安装在它的每一侧的部件，从而使得它的制造相当困难。另外，密封板必须作为一个分立部件被供应和安装，这导致了额外的费事和额外的费用。如果密封板由金属制成，正如目前出于稳定性原因而采用的情况，也显著地导致了包含有密封板的流体滤清器具有一个大的总质量，这与尽可能多地节省质量的目的是矛盾的。
发明内容
因此，本发明旨在创造一种上述类型的流体滤清器，该流体滤清器避免了上述的缺点，并且特别地可以实现一种紧凑的结构、较低的质量以及制造更简单更经济。
按照本发明，该问题通过一个上述类型的流体滤清器来解决，其特征在于，密封板的表面积在法兰连接平面上看比安装法兰的表面积小，而密封板以一种密封的方式插入滤清器插座中并且形成滤清器插座的一部分。
本发明所述的流体滤清器的优点在于，它只需要一块表面积被减小的并且又结合在滤清器插座中的密封板。此外，密封板只需如连接图所要求的那样大，由此密封板的表面积被限定在一个最小尺寸。同时，密封板既不增加流体滤清器的几何尺寸，又不增加所需的自由空间，并且该密封板使得包含有密封板的流体滤清器的总质量只增加很小一点。因此，除了提供较紧凑的结构之外，可以有利地节省质量。同时，本发明所述的流体滤清器的优点在于，流体滤清器的滤清器插座承受较小的压力，该压力由存在的液压引起并在垂直于法兰连接平面的方向上形成。因此，本发明所述的流体滤清器可以实现较轻量化的固定装置和一个具有较薄壁厚的总体较轻量化的结构以及/或者一种较低强度的材料，这使得进一步节约了成本。
在它的最小范围内，法兰连接包括两根流体输送管，其中一根作为第一流体输送管将流体从相关设备传送到流体滤清器，而另一根作为第二输送管将流体从流体滤清器传送到相关设备。然而，根据本发明，最好有一根用于在更换滤芯时将流体滤清器排放干净的无压的排放管作为第三流体输送管穿过法兰连接。流体滤清器的这种设计实现了一种实施方式，即在更换滤芯时滤清器外壳能够最好是自动地排空。同时，因为结合有另一根流体输送管，作用在滤清器插座上的力不会由于相关设备在操作中产生的液压而增加。
在本发明的一种改进方案中，建议设有两块或三块分立的密封板，其中，每一块密封板都对应一根或两根穿过法兰连接的流体输送管。与一块单独的大尺寸密封板相比，利用多个密封板可以使单个密封板在流体滤清器中的插入和密封容易，因此流体滤清器的这个实施方式在插入插座中的密封板的紧密度方面可以达到较高的可靠性。
为了获得特别低的流体滤清器质量，本发明的一个实施例规定了滤清器插座和密封板是塑料部件并且密封板被焊接或粘接与滤清器插座的其它部分相连。此外，利用塑料作为用于滤清器插座和密封板的材料有利地允许在这些部件之间建立焊接或粘接，既确保了想得到的紧密度又确保了牢固的机械连接。
在上述的流体滤清器的另一个实施方式中，建议密封板在其直通开口处设有一个带有径向密封的密封环的接管，其中，上述接管朝着相关设备的方向伸出并且可以插入机器一侧的流体输送管。可以插入设备一侧的流体输送管的并且设有一个径向密封的密封环的接管的优点在于，必须被滤清器插座承受的压力基本上较小，这允许滤清器插座由一种稳定性较低的材料制成，例如上述的塑料，而不会具有较高的泄漏风险。
流体滤清器的另一种可选择的实施方式是，滤清器插座和密封板是由塑料或金属制成的部件，密封板被插入滤清器插座的其它部分并固定其中，且两者之间有一个环形的径向或轴向密封的密封环。在该实施方式中，密封板通过一个密封环插入滤清器插座中，因此在这里就可以在需要时更换一个密封板，例如如果它损坏了的话。
为了避免用于特殊密封的高费用，设在接管和/或密封板上的径向密封的密封环最好是标准的O型环。
可选择的替代方案是，轴向密封的密封装置也可以用在法兰连接区域。为此，本发明建议密封板在其直通开口处设有一个轴向密封的密封环，该密封环朝着相关设备的方向伸出并且包围上述密封板。在流体滤清器的这个实施例中，密封板可以以一种更简单的方式来设计，因为不需要任何可插入的伸出的接管。然而另一方面，需要部件稍微增加强度，以便于可以承受由于轴向封闭效应和在垂直于法兰平面的方向上的作用而产生的增加压力，并且不会导致泄漏风险。
本发明所述的流体滤清器的另一个实施方式建议平行于安装法兰的外轮廓设有一个环形的轴向密封密封件，上述密封件围绕着直通开口。上述圆周密封件用作一种保护以避免在密封直通开口的密封件区域发生泄漏时使流体流到外界。
另一个实施方式规定上述圆周密封件同时密封法兰连接中的不穿过密封板上的直通开口的流体输送管。在该实施方式中，包围型的密封件有了第二个功能，促成了流体滤清器在后者的法兰区域的简单结构。
上述流体滤清器的实施方式的一种替代方案建议不穿过密封板上的直通开口的流体输送管由其自己的密封装置分别密封，圆周密封件围绕着法兰连接中的不穿过密封板上的直通开口的流体输送管。虽然它需要较多的密封件，但是流体滤清器的这个实施方式增强了对流体泄露到外界的保护。
为了在轴向密封件的区域实现好的和耐久的密封效果，更进一步建议轴向密封的密封件为异型密封件。
正如上面已经提及的，滤清器插座或一个包着插座及密封板的滤清器外壳可以由塑料或金属制成。对于塑料设计，塑料最好是聚酰胺而滤清器插座或一个包着插座及密封板的滤清器外壳最好制造为注模部件。聚酰胺是一种具有足够高的机械、热以及化学稳定性并适合于多种应用场合的塑料材料，其中可以同时实现低质量和相应低的制造成本。
对于由金属部件构成的流体滤清器，金属可选择且最好是铝或镁，滤清器插座或一个包着插座及密封板的滤清器外壳最好制造为压模铸件。利用铝或镁可以获得较高的机械和热稳定性，因此流体滤清器的这个实施方式适合于会导致特别高的液压和/或特别高的流体温度的应用领域。
附图说明
本发明的实施例将通过附图在下面进行说明，其中：
图1是流体滤清器第一实施例的纵向剖视图，该流体滤清器为机油滤清器，
图2展示了图1所示的机油滤清器上的安装法兰的仰视图，以及
图3是机油滤清器第二实施例的纵向剖视图。
具体实施方式
如附图中的图1所示，一个机油滤清器1的所示实施例包括一个滤清器外壳11，其中一个滤清器插座10与上述滤清器外壳11设计成一体。带有滤清器插座10的滤清器外壳11为例如塑料制成的注模部件或轻金属制成的压模铸件。
在这里，用于过滤内燃机4中的润滑油的、这里只展示了一小部分的一个滤芯12以通常的方式安置在滤清器外壳11中。
包括机油滤清器1上的安装法兰21和内燃机4上的配对法兰41的法兰连接2被用来使机油滤清器1与内燃机4相连。在那里，安装法兰21、41在法兰连接2的平面20上以一种密封方式相互邻接。
在图1所示的剖视图中，机油输送管14的机油输送管部分24可以在滤清器插座10的区域被看到，其中上述输送管用来使润滑油在经过过滤后从机油滤清器1流回内燃机4。
为了把将要滤清的润滑油从内燃机4供给到机油滤清器1的一根输送管安置在图1中可见的机油滤清器1部分前面的剖切平面的上方；因此，上述输送管在图1中看不到。
首先，滤清器插座10向配对法兰41敞开，从而可以毫无困难地在注模生产过程中进行脱模。此后，滤清器插座10先向配对法兰41敞开的区域在机油输送管部分24的区域被一块密封板3紧紧地封闭上，除了一个直通开口34以外。为此，密封板3被插入滤清器插座10朝向配对法兰41并且在那里有一段机油输送管24的区域，而且与滤清器插座10的其它部分以一种连续密封的方式相连，在本例中是通过一条焊缝30。
在这里，密封板3上的直通开口34被设计成一个接管35的形式，该接管向着内燃机4伸出并且设有一个沿外周伸展的凹槽和一个用作径向密封的密封装置的O型环35’。当机油滤清器1和内燃机4装配在一起时，接管35伸进内燃机4的配对法兰41中的一根机油输送管44中，并且通过O型环35’以一种不渗透的方式紧靠着机油输送管44的壁密封着。
在法兰连接2中，至少有一根另外的机油输送管被连接，其中机油可以经过上述另外的机油输送管从内燃机4供给到机油滤清器1，并且上述连接被安置在图1的剖切平面的上方所以无法看到。
另外，在图1所示的实施例中，法兰连接2通过一个连续异型密封件22来密封，该连续异型密封件布置在法兰连接2的径向外部区域并成形为一个轴向密封的密封装置。上述密封件22对O型环35’区域可能发生的泄露形成了一种保护。
在机油输送管44的左方，一个空腔43布置在内燃机4上的配对法兰41的区域，其中上述空腔43可以是例如一根与内燃机4油槽相连的无压的输送管。如果O型环35’发生泄露，空腔或输送管43就接纳流出的机油以防止上述机油流到外界去。
多个可以穿过滤清器插座10上的螺钉孔23并拧入内燃机4配对法兰41中的螺纹孔42的螺钉被用来使滤清器插座10与内燃机4进行机械连接。
图2展示了图1所示的机油滤清器1上的安装法兰21的仰视图。
滤清器外壳11在图2背景中展示；滤清器插座10突出展示。以一种密封方式插入滤清器插座10并且沿着焊缝30与滤清器插座10的其它部分紧密相连的密封板3从滤清器插座10的中心向右伸展。直通开口34安置在密封板3的右部，其形式是伸向观察者并且在它的外周上设有一个径向密封的O型环35’的接管35。
被密封板3遮住的机油输送管14安置在滤清器插座10和滤清器外壳11的中心，其中在这里，仅仅用一段虚线表示的上述机油输送管14将过滤后的机油从机油滤清器1供给到同样被密封板3遮住的机油输送管部分24中，从那里穿过直通开口34到达这里看不到的内燃机4中。
一根同样可以在安装法兰21中与内燃机相连的并且用来将润滑油从内燃机供给到机油滤清器1的第二机油输送管13为密封板3上方的另一根输送管。
此外，图1和图2所示的实施例包括一根第三机油输送管15，该输送管用作一根在更换滤芯时排放滤清器外壳11的无压的排放管。排放管15也安置在安装法兰21中，并且在那里与内燃机4上的一根定位合适的输送管相连，上述输送管最好用作一根通向内燃机油底壳的无压的输送管。
在滤清器插座10左侧以及右上和右下方，设有总共三个螺钉孔23，该螺钉孔用来使机油滤清器1与内燃机通过图中未示的螺钉进行机械连接。
此外，设计成一个一体式密封件的环形的异型密封件22绕着安装法兰21伸展，封闭机油输送管13和15。该密封件22用作一个轴向密封的密封装置并且插入一个成形在安装法兰21上的凹槽中，上述凹槽的深度比处于松弛状态的密封件22的高度要小。
图2特别清楚地图示了在机油滤清器1中，可以通过作为一个简单便宜部件的密封板3来搭接机油输送管14和通向内燃机的配对法兰的直通开口34之间的偏移，这使得在滤清器插座10的安装法兰21中的机油输送管的位置容易适应内燃机一侧预定的连接图。
此外，密封板3确保了作用在机油输送管部分24中的机油压力不会在法兰连接2内沿垂直于法兰连接2平面20的方向对滤清器插座10产生高压，其中上述作用力将使法兰连接2承受高的机械应力。
在图1和图2所示的机油滤清器1的实施例中，除了接管35以外，密封板3是一个平行于法兰连接2平面20地安置在滤清器插座10中的平板部件。
图3所示的机油滤清器1的第二实施例具有一个几何形状设计不同的滤清器插座10，与之相配的是一块同样几何形状设计不同的密封板3。
在图3所示的实施例中，带有滤芯12的滤清器外壳11与图1所示的实施例一致。
在图3所示的例子中，已经被滤清器外壳11中的滤芯12过滤后的润滑油首先也从滤芯12经过居中的机油输送管14供给到滤清器插座10。在这里，滤清器插座10同样容纳了先向安装法兰21敞开的机油输送管部分24。上述的机油输送管部分24在这里同样由密封板3紧紧地封闭着，除了在密封板上设有的一个直通开口34以外。在这里，密封板3也同样是以一种密封的方式插入滤清器插座10中以及在插座中伸展的机油输送管部分24中。
与图1和图2所示的实施例相比，图3所示的例子中展示的密封板3以一种密封方式插入机油输送管部分24，在它们之间安置有一个径向外圆周的密封件31。
为了适应滤清器插座10右上部的壁的倾斜走向并且在后者的顶部与机油输送管部分24邻接，密封板3大致与其平行地伸展，同样是倾斜的排列。以这样的方式，可以获得令人满意的带有液流偏转的流动状态，这比图1和图2所示的实施例的急剧程度要小。
与机油输送管44一致，密封板3上的直通开口34安置于内燃机4上的配对法兰41中。已经在机油滤清器1中过滤后的润滑油经过机油输送管44供给到内燃机中的润滑点。
在这里，通过密封板3与滤清器插座10中的机油输送管部分24分隔开的一个空腔或无压的输送管43同样安置在机油输送管44左方的内燃机4中。
一个防止润滑油在法兰连接2的区域向外流到外界去的轴向密封的密封环36’安置于环绕着直通开口34的凹槽36中。
为了在机油滤清器1和内燃机4之间建立机械连接，这里有多个螺钉孔23设置于滤清器插座10中以及多个螺纹孔42设置于内燃机4中，图3只展示了上述螺钉孔之一和上述螺纹孔之一。
正如图3所示的例子，密封板3插入机油输送管部分24并在它们之间安置有密封环31。多个加强筋32设置于机油输送管部分24中以使得能够进行准确的定位和支承密封板3，且密封板3在它的顶部由上述加强筋32的下端进行支承。
根据图3，当滤清器1处于连接状态时，密封板3在相反的方向，也就是在它的底部，由内燃机4上的配对法兰41进行支承；因此，即使没有耐久的连接，例如焊接连接，密封板3在其装配状态也为并且保持可靠的、准确的定位。
在图3所示的机油滤清器1的实施例中，机油滤清器1中的机油输送管14的位置和内燃机4中的机油输送管44的位置之间的任何偏称可借助密封板3来搭接，其中密封板3是一个简单并且便宜的部件。如果需要，机油输送管13和内燃机4中相关的机油输送管之间的偏移以及/或者排放管15和内燃机4中相关的机油输送管之间的偏移也可以通过适当增加尺寸的一块单独密封板3或通过多个单块的较小密封板3来搭接，只要结构需要。

Claims (18)

1.一种流体滤清器(1)，包括一个带有一个安装法兰(21)的滤清器插座(10)，该安装法兰可以以一种密封的方式与相关设备(4)上的一个配对法兰(41)相连，其中，至少有一根用于把将要滤清的流体从设备(4)供给到流体滤清器(1)的流体输送管(13)以及一根用于使滤清后的流体从滤清器(1)流入设备(4)的流体输送管(14)穿过上述法兰连接(2)，其中，滤清器插座(10)中至少一根流体输送管(14)的至少一个部分(24)可以通过一块密封板(3)相对配对法兰(41)封闭，该密封板设有至少一个相对配对法兰(41)密封的并且与设备一侧的一根流体输送管(44)齐平布置的直通开口(34)，其特征在于，密封板(3)的表面积在法兰连接(2)平面(20)上看比安装法兰(21)的表面积小，而密封板(3)以一种密封的方式插入滤清器插座(10)中并且形成滤清器插座(10)的一部分。
2.根据权利要求1所述的一种流体滤清器，其特征在于，一根用于在更换滤芯时将流体滤清器(1)排放干净的无压的排放管(15)作为第三流体输送管穿过法兰连接(2)。
3.根据权利要求1或2所述的一种流体滤清器，其特征在于，设有两块或三块分立的密封板(3)，其中，每一块密封板(3)都对应一根或两根穿过法兰连接(2)的流体输送管(13、14、15)。
4.根据权利要求1或2所述的一种流体滤清器，其特征在于，滤清器插座(10)和密封板(3)是塑料部件并且密封板(3)被焊接或粘接与滤清器插座(10)的其它部分相连。
5.根据权利要求4所述的一种流体滤清器，其特征在于，密封板(3)在其直通开口(34)处设有一个带有径向密封的密封环(35’)的接管(35)，其中，上述接管(35)朝着配对法兰(41)伸出并且可以插入设备一侧的流体输送管(44)。
6.根据权利要求1或2所述的一种流体滤清器，其特征在于，滤清器插座(10)和密封板(3)是由塑料或金属制成的部件，密封板(3)被插入滤清器插座(10)的其它部分中并固定在其中，且两者之间有一个环形的径向或轴向密封的密封环(31)。
7.根据权利要求5所述的一种流体滤清器，其特征在于，径向密封的密封环(31、35’)是标准的O型环。
8.根据权利要求6所述的一种流体滤清器，其特征在于，密封板(3)在其直通开口(34)处设有一个轴向密封的密封环(36’)，该密封环包围上述直通开口(34)并且朝着配对法兰(41)的方向伸出。
9.根据权利要求1或2所述的一种流体滤清器，其特征在于，平行于安装法兰(21)的外轮廓设有一个环形的轴向密封的密封件(22)，上述密封件(22)围绕着直通开口(34)。
10.根据权利要求9所述的一种流体滤清器，其特征在于，密封件(22)同时密封法兰连接(2)中的不穿过密封板(3)的直通开口(34)的流体输送管(13、15)。
11.根据权利要求9所述的一种流体滤清器，其特征在于，不穿过密封板(3)的直通开口(34)的流体输送管(13、15)由其自己的密封装置分别密封，密封件(22)围绕着法兰连接(2)中的不穿过密封板(3)上的直通开口(34)的流体输送管(13、15)。
12.根据权利要求8所述的一种流体滤清器，其特征在于，轴向密封的密封件(22、36’)为异型密封件。
13.根据权利要求11所述的一种流体滤清器，其特征在于，轴向密封的密封件(22、36’)为异型密封件。
14.根据权利要求4所述的一种流体滤清器，其特征在于，塑料为聚酰胺，而滤清器插座(10)或一个包括插座(10)及密封板(3)的滤清器外壳(11)制造为注模部件。
15.根据权利要求6所述的一种流体滤清器，其特征在于，塑料为聚酰胺，而滤清器插座(10)或一个包括插座(10)及密封板(3)的滤清器外壳(11)制造为注模部件。
16.根据权利要求6所述的一种流体滤清器，其特征在于，金属为铝或镁，而滤清器插座(10)或一个包括插座(10)及密封板(3)的滤清器外壳(11)制造为压模铸件。
17.根据权利要求1所述的流体滤清器，其特征在于，所述流体滤清器是一种用于内燃机的机油或者燃油滤清器。
18.根据权利要求1所述的流体滤清器，其特征在于，所述设备(4)是一种内燃机。
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