CN102029085B - 用于过滤流体的过滤器系统和过滤器元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于过滤流体的过滤器系统和过滤器元件。描述了尤其是机动车辆的过滤流体的过滤器系统和过滤器元件，包括过滤器头部和过滤器杯。过滤器杯以其边缘区域通过旋转和/或插入运动可分离地连接过滤器头部。优选同轴形式的过滤器元件可交换布置在过滤器杯中。具有至少一个密封区域的密封装置相对于过滤器杯密封过滤器头部。过滤器元件在面对过滤器杯边缘区域的一个端面有连接端盘。连接端盘上布置密封装置的至少两个密封区域，使以下列方式周向延伸：即一个密封区域相对于过滤器头部密封连接端盘，一个密封区域相对于过滤器杯密封连接区域。

Description

用于过滤流体的过滤器系统和过滤器元件
技术领域
本发明涉及一种(尤其是机动车辆的)用于过滤流体的过滤器系统，其包括过滤器头部，其包括过滤器杯，所述过滤器杯以其边缘区域通过旋转和/或插入运动可分离地连接到过滤器头部，其包括优选地具有同轴形状的过滤器元件，其可交换地布置在过滤器杯中，并且其包括具有用于相对于过滤器杯而密封过滤器头部的至少一个密封区域的密封装置，其中过滤器元件在端面具有连接端盘，所述端面面对过滤器杯的边缘区域。
而且，本发明涉及一种(尤其是机动车辆的)用于过滤流体的过滤器系统的过滤器元件，其优选是同轴形状的，其中过滤器系统包括过滤器头部，过滤器杯，所述过滤器杯以其边缘区域通过插进和/或插入运动而可分离地连接到过滤器头部，以及具有用于相对于过滤器杯而密封过滤器头部的至少一个密封区域的密封装置，其中过滤器元件可交换地布置在过滤器杯中，并且过滤器元件在至少一个端面上具有连接端盘，所述端面在安装状态中面对过滤器杯的边缘区域。
背景技术
这种过滤器系统或过滤器元件用于过滤气态或液态流体。在机动车辆中和工业马达中，这种过滤器系统尤其用于过滤燃烧空气或压缩空气，燃料，特别是柴油燃料或汽油，机油或液压油。
在这种已知的商售过滤器系统中，具有其边缘区域的过滤器杯通过卡销或螺纹连接而借助于组合的旋转/插入运动而连接到过滤器头的适当接收空间。过滤器杯的外壁在其边缘附近的区域中具有放置O形环密封件的圆周密封槽。通过O形环密封件，过滤器杯在径向上相对于过滤器头部的接收空间的内圆周侧而被密封。
本发明具有的目的在于设计上述类型的过滤器系统和过滤器元件，借此过滤器杯相对于过滤器头部的简单，可靠和牢固的密封作用得以实现。
发明内容
此目的根据本发明而解决，其中在连接端盘上布置有密封装置的至少两个密封区域，以便以下列方式周向延伸：即使得密封区域中的一个相对于过滤器头部而密封连接端盘，密封区域中的另一个相对于过滤器杯密封连接端盘。
根据本发明，相对于过滤器杯的过滤器头部的密封作用由此通过过滤器元件实现。在过滤器杯和过滤器头部之间的直接密封作用，在上述已知的过滤器系统通过O形环密封件来实现，其在这里不采用。代替地，过滤器元件的连接端盘实现了密封作用，为此过滤器元件具有适合的密封区域。当密封作用通过过滤器元件的连接端盘来实现时，过滤器头部和过滤器杯之间的连接因此只提供固定作用。固定功能和密封功能从而分开，并且在互不干扰的情况下能够分别最优化。因为密封区域布置在连接端盘上，用于过滤器杯壁的径向外圆周表面的密封区域的密封槽或另一不同的容器(receptacle)将不再需要。过滤器杯的壁以这种方式与已知的过滤器系统相比，能够具有减少的壁厚，已知的过滤器系统具有当前常用的密封装置，其在壁中需要密封槽。具有密封区域的连接端盘还能够设计成使得通过存在于过滤器系统的流体系统压力来增强密封作用，其中密封区域通过流体系统压力而被压靠在过滤器杯和过滤器头部的适当的密封表面上。另一个优点是密封区域在过滤器元件交换时也自动地交换。如在已知的过滤器系统中的情况，在此并不需要密封装置的额外维修。在悬挂安装的情况中，其中过滤器杯从过滤器头部以悬挂布置从下面连接，过滤器元件能够首先插入过滤器杯以安装，然后能够通过过滤器头部的接收空间中的旋转和/或插入运动与过滤器杯一起简单地安装。另一个优点是很容易检测到使用与过滤器杯或过滤器头部不匹配的过滤器元件或者将以错误的方式安装过滤器元件，因为过滤器杯，过滤器头部和过滤器元件相对于密封作用而彼此匹配，相互作用。
在一个有利的实施例中，过滤器杯和过滤器元件能够是圆柱状的，尤其是过滤器元件能够是圆形的过滤器元件或过滤器元件具有椭圆基表面。在圆柱形的过滤器元件和过滤器杯的情况下，在作用过滤器表面区域和由此过滤效率以及空间需要之间存在有益的比例。
在另一个有利的实施例中，连接端盘的径向外边缘区域能够轴向固定在过滤器头部和过滤器杯之间。通过这种方式，过滤器元件能够以稳定的方式固定到过滤器杯中。基于过滤器头部上的过滤器杯的安装，固定因此能够自动实现。
有利地，至少一个密封区域在径向上以紧密密封的方式在连接端盘上的截面上能够被支撑。连接端盘和密封装置能够设计成使得在过滤器杯中的流体系统压力所导致的压力能够增强径向上的密封作用。
而且，有利地，至少一个密封区域在轴向上以紧密密封的方式在连接端盘上能够至少以其截面被支撑。密封作用能够通过这种方式改变：通过设置过滤器头部在其内或其上的轴向插入或推进深度。
在另一个有利的实施例中，密封区域中的至少两个彼此分开布置。通过这种方式，密封区域能够被布置成优化配合过滤器杯的边缘区域的形状或过滤器头部的接收空间的形状，以得到优化的密封作用。
有利地，密封区域中的至少两个可相互连接。通过这种方式，密封区域的制造花费和安装花费降低。
在可替代的实施例中，两个密封区域的密封作用能够以共同形状的密封件实现，其设计用于密封两个密封区域。
为了使连接端盘和密封区域之间能够有特别可靠和简单的连接，有利地，密封区域的至少一个能够与连接端盘实施为两件式部件。
在另一个有利的实施例中，连接端盘可具有多个流体开口，其与过滤器元件的过滤介质的原始流体侧相连接。通过这些流体开口，被过滤的流体优选地从过滤器头部的流入空间流入到过滤器元件的过滤介质的原始流体侧。
在另一个有利的实施例中，流动能够以相反的方向实现，使得连接端盘的流体开口与过滤器元件的过滤器介质的清洁流体侧相连接。通过这些流体开口，过滤流体能够优选地从过滤器元件的过滤介质的清洁流体侧流到过滤器头部的排放空间。
端盘和支撑管能够用塑性材料制成，或能够在端盘或/和中心管的替代实施例中用金属制成。
此外根据本发明解决的目的是，在连接端盘上密封装置的至少两个密封区域布置成以如下方式周向延伸：即在安装状态中密封区域中的一个相对于过滤器头部密封连接端盘，密封区域的另一个相对于过滤器杯密封连接端盘。
附图说明
下面将描述本发明进一步的优点，特征和细节，其中本发明的实施例将借助附图更详细地描述。本领域的技术人员将便利地认识到独立的附图、说明书和权利要求书中结合揭示的特征，并把他们组合成方便的进一步结合，附图中：
图1是在密封装置的相对于过滤器杯而密封过滤器头部的区域中的过滤系统的第一实施例的示意性详图；
图2是在密封装置区域中的图1的过滤器系统的过滤器元件的示意性等比例图示；
图3是在密封装置的相对于过滤器杯而密封过滤器头部的区域中的过滤器系统的第二实施例的示意性详图。
具体实施方式
图1以截面示出了过滤器系统10的一半，其整体用附图标记10来表示，用于机动车辆的液态或气态流体的过滤。该过滤器10作为一个整体相对于图1中所示的对称轴12对称。当下面描述中必须提到径向和/或轴向，这涉及过滤器系统10对于对称轴12的安装好的状态。这对于没安装时的单独部件也是同样的。
过滤器系统10能够用于例如燃烧空气或压缩空气，尤其是柴油燃料或汽油的燃料，机油或液压油的过滤。
过滤器系统10包含过滤器头部14和稳定形状的材料制成的过滤器杯16，例如塑性材料。过滤器杯16朝向过滤器头部14打开，并在其边缘区域18的径向外周边侧具有外螺纹20。过滤器头部14具有杯状的接收空间22，其朝向过滤器杯16打开，且为梯形构造，其具有与外螺纹20匹配的内螺纹19。过滤器杯16以在悬挂布置中从下面连接的其边缘区域18拧入过滤器头部14的接收空间22。过滤器杯16通过这种方式可分离地安装在过滤器头部14上，并且以这种方式与用于流体过滤的环形流入腔24以及用于在过滤器头部14中已过滤流体的排出通道26功能性地连接。
在过滤器杯16中过滤器系统10的可交换的圆形过滤器元件28轴向插入对称轴12，在图2中圆形过滤器元件28以详细视图显示。
过滤器系统10包含密封装置30，其具有两个分开的密封区域，其为O形环密封件32和34的形式，其用于相对于过滤器杯16密封过滤器头部14。
圆形过滤器元件28在其端面具有面对过滤器杯16的边缘区域18的连接端盘36。在其背向过滤器杯16的连接端且在图1和2中没有示出的端面，该圆形过滤器元件28具有第二端盘，其基表面平行于连接端盘36的基表面延伸。骨架状支撑管38在连接端盘36和第二端盘(没有示出)之间延伸。连接端盘36，第二端盘和支撑管38由塑性材料制成；端盘或/和金属中心管的实施例也表示可能的实施例。
支撑管38被过滤器介质40包围，过滤器介质呈Z形折叠非织造材料的过滤器波纹管的形式。支撑管38限定过滤器介质40的内部42，其形成了过滤器介质40的清洁流体侧。
过滤器介质40被环形入口空间44包围，环形入口空间形成了过滤器介质40的原始流体侧。环形入口空间44通过连接端盘36中的多个贯通开口46与过滤器头部14的环形流入空间24连接。要过滤的流体能够沿着箭头48的方向从环形流入空间24流入环形入口空间44。贯通开口46在过滤器介质40和连接端盘36的径向外边缘区域66之间的区域中均匀分布，如图2所示。过滤流体能够在如图1中箭头48和52所示的从外部到内部的径向方向上从环形入口空间44通过过滤器介质40流到内部42。
连接端盘36具有端盘开口54，其与支撑管38同心。连接端盘36的空心圆柱连接插座56环绕端盘开口54，并且从连接端盘36的基表面延伸，其在向外方向上轴向背向支撑管38。
在图1所示的安装位置中的连接插座56被过滤器头部14的接收套筒58所接收。在连接插座56的径向外周侧，周向延伸的密封槽60设有O形环密封件62。O形环密封件62在径向方向上紧密密封地支撑在密封槽60的基部上，并且支撑在接收套筒58的径向内圆周表面上。
在接收套筒58的内部，用于已过滤流体的排出通道26在轴向方向上延伸，并且穿过过滤器头部14而离开过滤器系统10。过滤流体能够沿着箭头52方向从圆形过滤器元件28的内部42通过端盘开口54和沿着箭头64方向的连接插座56的内部进入排出通道26。
连接端盘36的径向外边缘区域66沿轴向固定在过滤器杯16的边缘端面和与接收空间22同轴且轴向延伸的过滤器头部14的匹配环形止动表面68之间。环形止动表面68在轴向上限定了接收空间22。过滤器头部14的接收空间22的内螺纹19终止于连接端盘36的一侧，其在轴向上与环形止动表面68相对。接收空间22的内壁没有螺纹的区域比螺纹区域具有更小的内直径。
在径向外边缘区域66的圆周表面中有周向延伸的密封槽70，O形环密封件32在其中稳定地固定。O形环密封件32在径向上以紧密密封的方式支撑在密封槽70的基部，并且相对于过滤器头部14的接收空间22内壁中没有螺纹的区域密封连接端盘36。
连接端盘36面对的环形入口空间44的一侧有空心圆筒67，圆筒与对称轴12同轴。空心圆筒67的径向外圆周表面与径向外边缘区域66的圆周表面相比在径向上更向内移动。在空心圆筒67的径向外圆周表面提供环形密封槽72，O形环密封件34稳固地固定在其中。O形环密封件34在径向上支撑在密封槽72的基部，并且相对于过滤器杯16密封连接端盘36。
在过滤器系统10的操作中，边缘区域66和空心圆筒67在径向上朝外挤压，这是由于存在于环形流入空间24和环形入口空间44中的流体系统压力，从而增强了密封作用。
在图1所示的悬挂步骤的情况下，为了交换圆形过滤器元件28，首先，过滤器杯16从过滤器头部14的接收空间22中拧出，并且平行于对称轴12在向下方向上拉出。随后，圆形过滤器元件28平行于对称轴12从当前打开的过滤器杯16中拉出。在这种连接中，圆形过滤器元件28能够简单且容易地被连接插座56抓紧，使得所使用的手或工具的污染保持最小。
新插入并且与圆形过滤器元件28一样的圆形过滤器元件以相对于连接端盘36的端盘引导而被平行于对称轴12插入过滤器杯16。空心圆筒67进入过滤器杯16中。在端位置，连接端盘36的边缘区域66的表面倚靠着过滤器杯16的边缘区域18的端面，连接端盘面对着过滤器杯16的边缘。O形环密封件34相对于过滤器杯16密封连接端盘36。为了安装方便，在径向外圆周侧处的空心圆筒67的自由边缘的缘部以及过滤器杯16的边缘区域18的径向内侧处的自由边缘的缘部有斜面。
具有圆形过滤器元件28的过滤器杯16从下面平行于对称轴12插入到过滤器杯14的接收空间22，并且拧入到使得连接端盘36的边缘区域66倚靠在过滤器头部14的环形止动表面68上，并且圆形过滤器元件28由此在轴向上被固定。O形环密封件32相对于过滤器头部14在径向上密封连接端盘36。
为了安装方便，边缘区域66的径向外周侧边缘的缘部有斜面，边缘区域面对着环形止动表面68。
插入过滤器杯16时，圆形过滤器元件28的连接插座56同时进入过滤器头部14的接收套筒58中，并且借助于O形环密封件62在径向上密封。
为了安装方便，连接插座56的径向外圆周表面的自由边缘的缘部和接收套筒58的径向内圆周表面的自由边缘的缘部有斜面。
在第二个实施例中，如图3所示，那些与图1和2所示第一实施例的元件的相似元件用加上100的相同附图标记表示，以便其公开可以参考关于第一实施例的描述。该实施例与第一实施例的不同是，用相应的密封区域132和134代替第一实施例中的两个O形环密封件32和34，密封区域132、134用于相对于过滤器头部114和相对于过滤器杯116而密封，实现为邻接的密封件135。密封件135具有的外形在两侧接合连接端盘136的径向外边缘。密封件135注模成型到连接端盘136，并且通过这种方式形成两件式部件。
密封区域134分别支撑在连接端盘136的基表面和在轴向上以紧密密封的方式支撑在过滤器杯116的边缘区域118的端面上，连接端盘136面对过滤器杯116。
密封区域132分别支撑在连接端盘136的径向外圆周侧和在径向上以紧密密封的方式支撑在过滤器头部114的接收空间122的内壁上。
在面对过滤器头部114的连接端盘136的基表面上，多个支撑支柱172设在径向外边缘上，并且周向分布，其径向外侧以楔形倾斜。支撑支柱172的倾斜侧倚靠着过滤器头部114的环形止动表面168的径向内边缘上相应的倾斜部分。支撑支柱172用来维持轴向密封压力。
在过滤器系统10；110以及带有密封装置30；130的圆形过滤元件28；128的上述实施例中，下面的变形尤其是可能的。
除了机动车辆，过滤器系统10；110也能够用于工业马达。
除了采用螺纹连接，过滤器杯16；116也能够通过不同设计的旋转和/或插入连接而可分离地连接到过滤器头部14，114，例如，卡销连接或不同的纯插入式连接。
而且，下列实施例是可能的，其中过滤器头部不具有腔形的接收空间，而具有接收插座，过滤器杯能够通过旋转和/或插入运动联接到其上。连接端盘和密封装置然后相应匹配，以便过滤器头部的接收插座能够插入过滤器杯。
除了圆形过滤器元件28；128，还能够使用不同设计的(优选是同轴的)过滤器元件，例如，也能够使用具有椭圆的或有角度的基表面的过滤器元件。过滤器杯16；116和圆形过滤器元件28；128能够除了对称形状(优选是圆柱形)，还具有不同的形状，如有角度的形状。
在第一实施例中，还可行的是，两个O形环密封件32、34只有一个在径向上支撑在连接端盘36上；另一个能够被轴向支撑。而且，两个O形环密封件都能够在轴向上靠适当修改的连接端盘36被支撑。
代替O形环密封件32、34，也能够提供不同设计的密封区域。
连接端盘36；136，第二端盘和支撑管38能够由除了塑性材料，其他优选坚硬但是仍然弹性的材料制成。
而且，在第二实施例中，两个密封区域132、134也能够设计成使得两者都在径向或轴向上支撑在连接端盘136上。
而且，多于两个的密封区域，例如O形环密封件，也能够提供用于相对于过滤器头部14；114和相对于过滤器杯16；116而密封连接端盘36；136。
密封件135除了注模成型到连接端盘136上，还能够通过另一种方式实现为两件式部件。
代替从下面悬挂，过滤器杯16；116也能够从上面安装到过滤器头部14；114上，其然后卷起。

Claims (15)

1.一种用于过滤流体的过滤器系统(10；110)，所述过滤器系统包括过滤器头部(14；114)，所述过滤器系统包括过滤器杯(16；116)，所述过滤器杯以其边缘区域(18；118)通过旋转和/或插入运动可分离地连接到所述过滤器头部(14；114)，所述过滤器系统包括过滤器元件(28；128)，其可交换地布置在所述过滤器杯(16；116)中，并且所述过滤器系统包括具有至少一个密封区域的密封装置(30；130)，其用于相对于所述过滤器杯(16；116)密封所述过滤器头部(14；114)，其中所述过滤器元件(28；128)在面对着所述过滤器杯(16；116)的边缘区域(18；118)的端面处包括连接端盘(36；136)，其特征在于，在所述连接端盘(36；136)上，布置所述密封装置(30；130)的至少两个密封区域，从而以下列方式周向延伸：即一个所述密封区域相对于所述过滤器头部(14；114)而密封所述连接端盘(36；136)，一个所述密封区域相对于所述过滤器杯(16；116)而密封所述连接端盘(36；136)，
其中所述密封装置的至少两个密封区域布置在所述连接端盘的径向外边缘处，以及
其中所述连接端盘(36)具有多个流体开口(46)，所述流体开口与所述过滤器元件(28)的过滤器介质(40)的原始流体侧相连接，通过所述多个流体开口，被过滤的流体从过滤器头部的流入空间流入到过滤器元件的过滤介质的原始流体侧。
2.如权利要求1所述的过滤器系统，其特征在于，所述过滤器元件(28；128)具有同轴形状。
3.如权利要求1所述的过滤器系统，其特征在于，所述过滤器杯(16；116)和所述过滤器元件(28；128)是圆柱形。
4.如权利要求3所述的过滤器系统，其特征在于，所述过滤器元件是圆形过滤器元件(28；128)或具有椭圆基表面的过滤器元件。
5.如权利要求1-4中任一项所述的过滤器系统，其特征在于，所述连接端盘(36)的径向外边缘区域(66)在轴向上固定在所述过滤器头部(14)和所述过滤器杯(16)之间。
6.如权利要求1-4中任一项所述的过滤器系统，其特征在于，所述密封区域的至少一个在径向上以紧密密封的方式至少在截面方向上被支撑在所述连接端盘(36；136)上。
7.如权利要求1-4中任一项所述的过滤器系统，其特征在于，所述密封区域的至少一个在轴向上以紧密密封的方式至少在截面方向上被支撑在所述连接端盘(136)上。
8.如权利要求1-4中任一项所述的过滤器系统，其特征在于，所述密封区域的至少两个彼此分开布置。
9.如权利要求1-4中任一项所述的过滤器系统，其特征在于，所述密封区域的至少两个邻接。
10.如权利要求1-4中任一项所述的过滤器系统，其特征在于，所述密封区域的至少一个实现为具有所述连接端盘(136)的两件式部件。
11.如权利要求1-4中任一项所述的过滤器系统，其特征在于，所述连接端盘(36)具有多个流体开口(46)，所述流体开口与所述过滤器元件(28)的过滤器介质(40)的清洁流体侧相连接。
12.如权利要求1-4中任一项所述的过滤器系统，其特征在于，所述过滤器系统用于机动车辆中。
13.一种用于过滤流体的过滤器系统(10；110)的过滤器元件(28；128)，其中所述过滤器系统(10；110)包括过滤器头部(14；114)，过滤器杯(16；116)，所述过滤器杯以其边缘区域(18；118)通过旋转和/或插入运动可分离地连接到所述过滤器头部(14；114)，以及具有至少一个密封区域的密封装置(30；130)，其用于相对于所述过滤器杯(16；116)密封所述过滤器头部(14；114)，其中所述过滤器元件(28；128)可交换地布置在所述过滤器杯(16；116)中，并且所述过滤器元件(28；128)在端面上包括连接端盘(36；136)，所述端面在安装好的状态中面对所述过滤器杯(16；116)的边缘区域(18；118)，其特征在于，在所述连接端盘(36；136)上，布置所述密封装置(30；130)的至少两个密封区域，从而以下列方式周向延伸：即在安装好的状态中一个所述密封区域相对于所述过滤器头部(14；114)而密封所述连接端盘(36；136)，一个所述密封区域相对于所述过滤器杯(16；116)而密封所述连接端盘(36；136)，
其中所述密封装置的至少两个密封区域布置在所述连接端盘的径向外边缘处，
其中所述连接端盘(36)具有多个流体开口(46)，所述流体开口与所述过滤器元件(28)的过滤器介质(40)的原始流体侧相连接，通过所述多个流体开口，被过滤的流体从过滤器头部的流入空间流入到过滤器元件的过滤介质的原始流体侧。
14.如权利要求13所述的过滤器系统，其特征在于，所述过滤器元件呈同轴形式。
15.如权利要求13或14所述的过滤器系统，其特征在于，所述过滤器系统用于机动车辆中。
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