CN101268259A - 油过滤器壳体 - Google Patents

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CN101268259A CNA2006800344667A CN200680034466A CN101268259A CN 101268259 A CN101268259 A CN 101268259A CN A2006800344667 A CNA2006800344667 A CN A2006800344667A CN 200680034466 A CN200680034466 A CN 200680034466A CN 101268259 A CN101268259 A CN 101268259A
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杰勒米·J·吉勒斯
特伦斯·M·罗特
凯文·G·邦德
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Abstract

一种旋装式油过滤器可以通过油过滤器壳体安装在引擎上容易接入的位置，油过滤器壳体包括：具有顶部开放腔的下壳体单元(4)，和上壳体单元(6)。适于安装旋装式油过滤器的阳螺纹部分从下壳体单元的底表面向上延伸。平坦衬垫密封表面位于底表面上，其中，衬垫表面垂直于阳螺纹部分。壳体包括三个通道：(1)第一通道，适于允许污油流至安装在阳螺纹部分上的油过滤器；(2)第二通道，适于允许过滤后的油流出安装在阳螺纹部分上的油过滤器；(3)第三通道，适于允许油从顶部开放腔排放。上壳体单元(6)被可移除地连接至下壳体单元(4)，并适于覆盖顶部开放腔。通过这种壳体，便于维护油过滤器和添加再充油。

Description

油过滤器壳体
技术领域
本发明通常涉及用于内燃机的油过滤器，更具体地，涉及提供更容易的油过滤器接入。
背景技术
许多小型实用引擎设置有油过滤器，以从引擎润滑油中去除有害污染物，从而延长引擎的寿命。最通常类型的油过滤器为机动车类型的旋装式油过滤器。这种类型的油过滤器成本低并具有许多特征，通常需要将油过滤器构造为可拆卸组件(例如，能够经受系统工作压力的壳体，和在过滤器元件阻塞时防止油不足的减压阀)。
使用这种类型的油过滤器遇到的一个主要问题是，将其安装至引擎曲轴箱中容易维护接入之处。与这种过滤器相关的另一问题是当移除旧油过滤器时收集溢出的油。在旋装式类型油过滤器的许多典型布置中，在纯引擎上看来可接入的位置在引擎安装在应用环境中时变得难以接入和维护。
许多小型实用引擎设计具有过滤器，过滤器安装在引擎下方的安装基座附近，其中，引擎紧固至其提供动力的应用结构。在许多小型实用引擎应用中，引擎安装基座位于单元之下并被各部件围绕，使得油过滤器接入非常困难。对于小型实用引擎应用的回顾表明，在许多应用中引擎的顶侧通常可进入。传统的方法将旋装式油过滤器连接至引擎曲轴箱，将过滤器位于引擎的顶侧上，这会导致过滤器的定向颠倒。在移除以进行维护过程中，容纳在过滤器内的许多油会溢出引擎的顶部。
当安装留下很小空间用于维护时，用于改善油过滤器接入的另一通常选择是远程安装过滤器，使用软管或其他外部管道将油传送至远程安装过滤器。由于增加了一对昂贵的软管组件和远程安装支架，因而这是一种昂贵选择，但对于不易接入的油过滤器的应用是优选的。
存在油过滤器壳体设计用以克服上述设计中的问题(接入过滤器，维护过程中的溢出，和用于加油)，但是这些设计不使用旋装式油过滤器。这些已知的变例使用筒(cartridge)型油过滤器。这种类型的过滤器设计的实例包括以下美国专利6,706,181、6,379,537、6,101,996、5,698,098和5,516,425。这些现有概念均可包括在引擎顶侧中，用以克服在此公开内容中先前所述的限制，但是筒式过滤器具有其自身的限制(在下文中进一步说明)，并且，使用本发明的旋装式过滤器具有优于这些专利中所述的筒式过滤器的其他有利之处。
虽然筒式过滤器元件自身相对便宜，但当使用筒式过滤器时，与旋装式过滤器整体形成的其他特征部在过滤器壳体中必须分别提供。这些特征包括用于防止崩塌的元件支撑部，当元件阻塞或油非常冷并粘滞时的旁路功能(以防止引擎轴承的油不足)，提供适当油流径的元件密封部，可经受油润滑系统的工作压力的结构，和用于当维护过滤器元件时去除过滤器组件内的油的排放阀。使用提供这些特征的低成本旋装式过滤器，使得过滤器本身的设计复杂，但使得壳体单元设计简单和成本低。
发明内容
本申请已发现，在引擎曲轴箱的顶部上大致杯状的壳体内安装旋装式油过滤器，使得容易接入和更换过滤器，而不会溢在引擎或地面上，还提供了将再充油添加至曲轴箱的方便位置。
在一个实施例中，本发明为油过滤器壳体，其包括：下壳体单元，其包括连接到底表面以形成顶部开放腔的至少一个近似圆形的侧壁，和上壳体单元。阳螺纹部分适于安装旋装式油过滤器并从底表面向上延伸。平坦衬垫表面位于底表面上，其中衬垫表面与侧壁同心。壳体包括三个通道：(1)第一通道，适于允许污油流到安装在阳螺纹部分上的油过滤器，其中第一通道位于衬垫表面内的底表面中；(2)第二通道，适于允许过滤后的油流出安装在阳螺纹部分上的油过滤器，其中第二通道位于阳螺纹部分中；和(3)第三通道，适于允许油从顶部开放腔排放，其中第三通道位于衬垫表面外的底表面中。上壳体单元被可移除地连接至下壳体单元，并且适于覆盖顶部开放腔。油过滤器壳体适于允许旋装式油过滤器安装在内燃机顶侧上或其上方的通常为倒置的位置。
附图说明
本发明的优选实施例在下文中参照附图进行描述，仅用于示例性目的。在以下所有视图中，在附图中使用附图标记，并且，在所有不同视图和说明书中，相同的附图标记指示相同或相似的部件或步骤。
图1显示了下壳体单元的侧视图；
图2显示了下壳体单元的俯视图；
图3显示了上壳体单元的斜俯视图；
图4显示了装配后的油过滤器组件的横截面图；
图5显示了安装在水平曲轴引擎上的油过滤器组件；
图6显示了图5中的安装后的油过滤器组件，其中移除上壳体以露出油过滤器；
图7显示了图5中的安装后的油过滤器组件，其中移除上壳体和油过滤器；
图8显示了安装在竖直曲轴引擎上的油过滤器组件；
图9显示了图8中的安装后的油过滤器组件，其中移除上壳体以露出油过滤器；
图10显示了图8中的安装后的油过滤器组件，其中移除上壳体和油过滤器。
具体实施方式
在至少一些实施例中，本发明包括两件式、大致柱形的壳体，壳体具有下、上壳体单元，下、上壳体单元由塑料、铝或其他这样的适当材料构成。下壳体单元可与引擎曲轴箱形成为整体，或可以是安装至引擎曲轴箱(所示设计为分立安装)的分立组件。下壳体单元的底表面包括：从底表面向上延伸的阳螺纹部分(用于安装旋装式油过滤器)和同心的平坦衬垫表面(用于靠紧密封旋装式油过滤器衬垫)。下壳体单元在外壁上具有螺纹或直角转弯型的结构，以便于和上壳体单元相连(显示出直角转弯结构)。
旋装式油过滤器在本领域中众所周知。过滤器的一端具有用于接合旋装式安装部的螺纹孔，以及允许油进出的开口。该端被视为过滤器的“顶”端。
下壳体单元包括与下壳体单元底表面连通的总计三个油通道。两个通道位于下壳体单元的过滤器衬垫表面部分内：第一通道为将污油运送至过滤器的通道(通过恰好位于衬垫表面内的孔)，第二通道为将净化后的油返回至引擎润滑系统的通道(通过位于阳螺纹部分中的孔)。排放通道位于下壳体单元外壁附近，连接到引擎曲轴箱的内部，并允许下壳体单元中(油过滤器衬垫外)的油排放回引擎曲轴箱中。
上壳体单元实际上是下壳体单元的盖，包括螺纹或直角转弯型结构，以接合下壳体单元(显示为直角转弯)。上壳体单元优选地在直径上大于下壳体单元，并与下壳体单元侧壁的相当一部分重叠。密封元件设置在上、下壳体单元侧壁之间，以保持油容纳在壳体组件内。本发明的优选实施例在下文中进行更详细的描述。
油过滤器组件2显示在图1-10中。如图1-3所示，油过滤器组件2包括下壳体单元4和上壳体单元6。图1显示了下壳体单元4的侧视图，而图2显示了下壳体单元的俯视图。下壳体单元4包括具有开放上端10和封闭下端12的杯状部分8。另外，第一、第二和第三支撑部14、16和18分别在杯状部分10下面向下延伸。支撑14、16、18在下壳体单元4的基座20处相互再接合，基座20包括螺孔5，组件2通过螺孔5可安装在引擎曲轴箱上(见图5-10)。在可替代实施例中，下壳体单元4可与曲轴箱形成为一体，并且，可去除一个或多个支撑14、16、18。
如图3所示，上壳体单元6为杯状盖，并可装配在下壳体单元4的杯状部分8上，以封闭开口上端10。在所示实施例中，上壳体单元6包括两个槽或“直角转弯结构”22(其中一个显示在图3中)，其配置以接合和承接从下壳体单元4的杯状部分8的相反侧向外延伸的两个互补柱形突出部24。当上壳体单元6适当地设置在下壳体单元4上并旋转时，上壳体单元6由于直角转弯结构22与柱形突出部24通过内弹簧25(在下文中进一步说明)的相互作用而锁在下壳体单元上。在可替代实施例中，上壳体单元6和下壳体单元4可分别具有阴螺纹和阳螺纹，从而允许上壳体单元以螺纹方式连接至下壳体单元上。
另外参见图4，提供了完全装配的油过滤器组件2的横截面图。如图所示，组件2包括支撑在壳体单元4、6内的环形的旋装式油过滤器26。此外，密封元件(例如，O型环)28设置在下壳体单元4与上壳体单元6的接合柱形表面之间，从而防止油渗出在这些单元之间的组件2。过滤器26以倒置的方式被支撑，即，具有内柱形表面30密封部分的顶端向下接触从下壳体单元4的杯状部分8的封闭下端12延伸的管状凸起部或突出部。另外的环形密封部36围绕管状突出部32周向延伸，并轴向接触也从杯状部分8的封闭下端12向上突出的圆形隆起34。隆起34用作衬垫密封表面并基本上垂直于管状突出部32。
如上所述，过滤器26为旋装式过滤器，这样，内柱形表面30的密封部分具有阴螺纹，用于接合管状突出部32上的互补阳螺纹(所述螺纹在图4中未显示)。通过这种设计，旋装式过滤器可简单地通过将过滤器旋至突出部32上而容易地连接至下壳体单元4。同样如图4所示，上述弹簧25位于上壳体单元6的顶部与过滤器26的顶部之间。弹簧25有助于将上壳体单元6推离下壳体单元4，从而使得直角转弯结构22和突出部24定位，以防止上、下壳体单元的相对转动，并保持这些壳体单元锁在一起。
进一步如图4所示，相应的支撑部14、16和18分别包括未过滤油通道44，过滤油通道46和排放通道48。未过滤油通道44提供这样的通路，即，未过滤油通过所述通路从基座20(和引擎)连通至存在于管状突出部32与环形密封部36/圆形隆起34之间的环形空间38。提供至环形空间38的未过滤油然后通过多孔40进一步进入过滤器的内部。油被过滤之后，然后进入由内柱形表面30限定的过滤器内的内腔，并随后进入过滤油通道46，过滤油通道46始于管状突出部32的顶部并向下延伸至(或接近至)基座20，并止于在螺孔5上方。过滤介质和过滤器的内流径未显示，但其在本领域中众所周知。
图4以及以上描述，适于符合正常惯例的过滤油路径和未过滤油路径。如果旋装式过滤器用于逆流，本发明也同样适用。
如果油在环形密封部36与圆形隆起34之间渗漏，并从环形空间38至存在于壳体单元4、6与过滤器26之间的外区域42，则这样的油被传送至排放通道48中。油在到达排放通道48之后，则进一步传送回引擎曲轴箱或其他合适的地方，例如排放盘。图4显示通道44、46和48的在基座20之处或其邻近处的端部50，其中，所述通道连接至引擎的相应通道。在此实施例中，由于排放通道48沿下壳体单元6的一侧定位，因此，用于形成排放通道的模从下壳体单元的底部而不是顶部(如在通道44、46的情况下)插入。因此，图4还显示了塞52，塞52将被插在排放通道48底部以堵塞插入所述模的位置。端部50与通道44、46和48的其余部分分别形成，并从如图4所示页面大致向外延伸。
转向图5-10，显示了结合两种不同引擎而实施油过滤器组件2。特别地，图5-7显示了油过滤器组件2安装在水平曲轴引擎54上，而图8-10显示了组件安装在竖直曲轴引擎56上。在每种情况下，油过滤器2显示为通过下述方式安装，即，下壳体单元4的杯状部分8和上壳体单元6位于引擎的顶部之处或其上方，以允许容易接入油过滤器组件，用于维护的目的(例如，更换过滤器和换油)或其他目的。具体来看，图6和9显示的油过滤器组件2移除了上壳体单元6，而图7和10显示的油过滤器组件同时移除了上壳体单元和油过滤器26。
油过滤器组件2的设计，和油过滤器组件相对于在其上安装的引擎的位置，特别便于换油和换油过滤器，而在此过程中没有油溢出(在引擎上或地面上)。在旋装式油过滤器26内由于打开上壳体单元6并旋开旋装式油过滤器而释放的油仅进入排放通道48并进入引擎。油还可通过油过滤器的移除或就位被容易地添加到引擎，例如，通过将油注入油过滤器并允许将油排放进入排放通道。如果杯状部分8的侧壁与过滤器偏心和/或具有非圆形横截面，则可有利于使用油过滤器组件添加再充油。这种离心度或非圆形度会在过滤器与侧壁之间导致具有更大间隙的区域，从而为注入再充油而提供方便位置。
本发明提供了对旋装型油过滤器的在内燃机上更容易接入的安装位置，和在此过程中没有油溢出(在引擎上或地面上)的情况下维护(或移除)旋装型油过滤器的方法。进一步地，本发明允许在不使用工具的情况下更好地安装新的旋装式油过滤器，而不存在由于油过滤器不适当紧固所致的可能的长期渗油(在引擎上或地面上)(经过旋装式油过滤器衬垫的任何渗漏会通过排放通道返回至引擎曲轴箱)。更进一步地，本发明可用于主引擎加油(通过移除过滤器进行换油或通过过滤器就位而在更换之间添加少量的油)。
特别地，本发明并不限于包含在此的实施例和例示，不过，只要在所附权利要求的范围内，还包括各实施例的改进形式，其中包括实施例的一部分和不同实施例的元件的组合。

Claims (40)

1、一种油过滤器壳体，包括：
下壳体单元，其包括连接到一底表面的侧壁以形成顶部开放腔；
阳螺纹部分，其从所述底表面向上延伸并适于安装一旋装式油过滤器；
在所述底表面上的平坦衬垫密封表面，其中，所述衬垫密封表面垂直于所述阳螺纹部分；
第一通道，适于允许污油流至安装在所述阳螺纹部分上的油过滤器；
第二通道，适于允许过滤后的油流动离开安装在所述阳螺纹部分上的油过滤器；
第三通道，适于允许油从所述顶部开放腔排放，其中，所述第三通道位于所述衬垫密封表面外的底表面中；和
上壳体单元，其被可移除地连接到所述下壳体单元，其中，所述上壳体单元适于覆盖所述顶部开放腔，
其中，所述油过滤器壳体适于允许旋装式油过滤器安装在内燃机的顶侧上的或该顶侧上方的通常倒置位置。
2、根据权利要求1的油过滤器壳体，其中，所述第一通道位于所述衬垫密封表面内的底表面中。
3、根据权利要求1的油过滤器壳体，其中，所述第二通道位于所述阳螺纹部分中。
4、根据权利要求1的油过滤器壳体，其中，所述下壳体单元与引擎曲轴箱形成为一体。
5、根据权利要求1的油过滤器壳体，其中，所述下壳体单元可安装至引擎曲轴箱。
6、根据权利要求5的油过滤器壳体，其中，所述下壳体通过三个支撑部安装至曲轴箱。
7、根据权利要求1的油过滤器壳体，其中，所述上壳体单元接合所述下壳体单元，以形成足以将油容纳在所述腔内的密封。
8、根据权利要求1的油过滤器壳体，进一步包括用于将所述下壳体单元的附件紧固至所述上壳体单元的装置。
9、根据权利要求8的油过滤器壳体，其中，所述用于紧固的装置包括在所述上壳体单元和所述下壳体单元上的互补螺纹或在所述上壳体和所述下壳体上的互补直角转弯结构。
10、根据权利要求1的油过滤器壳体，其中，所述上壳体单元与所述侧壁重叠。
11、根据权利要求1的油过滤器壳体，其中，所述下壳体进一步适于协助将再充油加至曲轴箱。
12、根据权利要求1的油过滤器壳体，其中，所述侧壁与所述阳螺纹部分同心。
13、一种油过滤器壳体组件，包括：
具有顶侧的引擎曲轴箱；
安装在所述引擎曲轴箱上的下壳体单元，包括连接到一底表面的侧壁以形成顶部开放腔，其中，所述下壳体适于允许一旋装式油过滤器安装在所述曲轴箱的顶侧上的或该顶侧上方的通常倒置位置；
阳螺纹部分，其从所述底表面向上延伸并适于安装旋装式油过滤器；
在所述底表面上的平坦衬垫表面，其中，所述衬垫表面垂直于所述阳螺纹部分；
第一通道，适于允许污油流至安装在所述阳螺纹部分的油过滤器；
第二通道，适于允许过滤后的油流动离开安装在所述阳螺纹部分上的油过滤器；
第三通道，适于允许油从所述顶部开放腔排放，其中，所述第三通道位于所述衬垫表面外的底表面中；和
上壳体单元，其被可移除地连接到所述下壳体单元，其中，所述上壳体单元适于覆盖所述顶部开放腔。
14、根据权利要求13的组件，其中，所述第一通道位于所述衬垫表面内的底表面中。
15、根据权利要求13的组件，其中，所述第二通道位于所述阳螺纹部分中。
16、根据权利要求13的组件，其中，所述上壳体单元接合所述下壳体单元，以形成足以将油容纳在所述腔内的密封。
17、根据权利要求13的组件，进一步包括用于将所述下壳体单元的附件紧固至所述上壳体单元的装置。
18、根据权利要求17的组件，其中，所述用于紧固的装置包括在所述上壳体单元和所述下壳体单元上的互补螺纹或在所述上壳体和所述下壳体上的互补直角转弯结构。
19、根据权利要求13的组件，其中，所述上壳体单元与所述侧壁重叠。
20、根据权利要求13的组件，其中，所述下壳体单元进一步适于协助将再充油加至所述曲轴箱。
21、根据权利要求13的组件，其中，所述侧壁近似为圆形。
22、根据权利要求13的组件，其中，所述下壳体单元通过至少一个支撑部安装至所述曲轴箱。
23、根据权利要求13的组件，其中，所述下壳体单元通过至少两个支撑部安装至所述曲轴箱。
24、根据权利要求13的组件，其中，所述下壳体单元通过至少三个支撑部安装至所述曲轴箱。
25、一种油过滤器安装方法，所述方法包括：
提供顶部开放的杯状下壳体单元，所述下壳体单元包括从所述下壳体单元的底表面向上延伸并适于安装旋装式油过滤器的阳螺纹部分，
其中，所述下壳体单元适于允许旋装式油过滤器安装在内燃机的顶侧上的或该顶侧上方的通常倒置位置；
将旋装式油过滤器安装至所述阳螺纹部分，使得用于污油进入所述油过滤器的开口与所述下壳体单元中的第一通道流体连通，所述第一通道适于允许污油流至所述油过滤器；和
其中，所述油过滤器中允许过滤后的油流出的开口与所述下壳体单元中的第二通道流体连通，所述第二通道适于允许过滤后的油流动离开所述油过滤器。
26、根据权利要求25的方法，其中，所述下壳体单元通过三个支撑部安装至曲轴箱。
27、根据权利要求25的方法，其中，所述下壳体单元进一步包括第三通道，所述第三通道适于允许油从所述下壳体单元排放至曲轴箱。
28、根据权利要求25的方法，其中，所述下壳体单元接合可移除的上壳体单元。
29、一种将油填充至曲轴箱的方法，所述方法包括：
提供顶部开放的杯状下壳体单元，该下壳体单元适于允许旋装式油过滤器安装在内燃机的顶侧上的或该顶侧上方的通常倒置位置，
其中，所述下壳体单元包括适于允许油从所述下壳体单元排放至内燃机曲轴箱的通道；和
其中，所述下壳体单元进一步包括从所述下壳体的底表面延伸的阳螺纹部分，所述阳螺纹部分适于安装旋装式油过滤器；和
将油注入所述下壳体单元，使得油可通过所述通道流入所述曲轴箱。
30、根据权利要求29的方法，其中，旋装式油过滤器安装至所述阳螺纹部分，使得排放通道位于所述旋装式油过滤器的外壁与所述下壳体单元的内壁之间的空间中，和
其中，油被注入所述油过滤器的顶部和/或所述油过滤器与所述下壳体单元的壁之间。
31、根据权利要求29的方法，其中，所述下壳体单元接合可移除的上壳体单元。
32、一种油过滤器壳体组件，包括：
具有顶侧的引擎曲轴箱；
与所述引擎曲轴箱形成为一体的下壳体单元，所述下壳体单元包括连接到底表面的侧壁以形成顶部开放腔，其中，所述下壳体适于允许旋装式油过滤器安装在所述曲轴箱的顶侧上的或该顶侧上方的通常倒置位置；
阳螺纹部分，其从所述底表面向上延伸并适于安装旋装式油过滤器；
在所述底表面上的平坦衬垫表面，其中，所述衬垫表面垂直于所述阳螺纹部分；
第一通道，适于允许污油流至安装在所述阳螺纹部分上的油过滤器；
第二通道，适于允许过滤后的油流动离开安装在所述阳螺纹部分上的油过滤器；
第三通道，适于允许油从所述顶部开放腔排放，其中，所述第三通道位于所述衬垫表面外的底表面中；和
上壳体单元，其被可移除地连接到所述下壳体单元，其中，所述上壳体单元适于覆盖所述顶部开放腔。
33、根据权利要求32的组件，其中，所述第一通道位于所述衬垫表面内的底表面中。
34、根据权利要求32的组件，其中，所述第二通道位于所述阳螺纹部分中。
35、根据权利要求32的组件，其中，所述上壳体单元接合所述下壳体单元，以形成足以将油容纳在所述腔内的密封。
36、根据权利要求32的组件，进一步包括用于将所述下壳体单元的附件紧固至所述上壳体单元的装置。
37、根据权利要求36的组件，其中，所述用于紧固的装置包括在所述上壳体单元和所述下壳体单元上的互补螺纹或在所述上壳体和所述下壳体上的互补直角转弯结构。
38、根据权利要求32的组件，其中，所述上壳体单元与所述侧壁重叠。
39、根据权利要求32的组件，其中，所述下壳体进一步适于协助将再充油加至所述曲轴箱。
40、根据权利要求32的组件，其中，所述侧壁与所述阳螺纹部分不同心。
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