CN102223937A - 防止壳相对螺母板转动 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有防止壳相对螺母板转动的防转动特征的过滤器组件和制造该过滤器组件的方法。本发明的方法将过滤器罩的法兰在径向变形为预成型防转动特征的形状，并不利用例如铆合所选边缘部分的铆接操作的二次操作。

Description

防止壳相对螺母板转动

本申请是以康明斯过滤IP公司作为申请人的PCT国际阶段专利申请，并要求2008年11月25日提交的发明名称为“防止壳相对螺母板转动”的美国专利申请No.12/277643的优先权，其全部内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明主要涉及液体过滤，更特别涉及一种包括壳和螺母板的过滤器组件。

背景技术

用于汽车发动机例如柴油机的一种公知类型过滤器组件包括过滤器罩或者壳，设置在过滤器罩里的滤筒，以及用于关闭过滤器罩开口端的螺母板。

在这些类型的过滤器组件中，螺母板通常具有在外部边缘的上槽和下槽。下槽用于装设O形环，而上槽外接过滤器罩的上部分。

滚压成型操作通常用于将过滤器罩变形进入至螺母板的上槽中。这种滚压成型操作在技术上紧跟着有二次操作，如将罩铆合到槽中的铆接操作，以防止在过滤器安装或者移走过程中过滤器罩相对螺母板滑动或转动。

发明内容

本发明描述了包括具有预成型防止壳相对螺母板转动的防转动特征的螺母板的过滤器组件和制造该过滤器组件的方法。该方法将过滤器罩的法兰在径向变形为预成型防转动特征的形状，并不利用例如铆合所选边缘部分的铆接操作的二次操作。在此描述的过滤器组件用在汽车/柴油卡车发动机上以过滤各种发动机液体包括但不限于如柴油、油和液压流体的燃料。

在一个实施例中，该过滤器组件包括，也被称为壳的具有侧壁、底部、开口端和内部空间的过滤器罩，以及也被称为止动器的螺母板，该螺母板具有延伸贯穿螺母板并引导待过滤流体流至内部空间的流体进口孔、侧壁和开孔的毂，过滤后的流体通过毂的该开孔流出过滤器组件。螺母板侧壁具有包括多个预成型防转动特征的槽。在一个例子中，每个预成型防转动的特征是一个刻面区域，并且槽进一步包括多个轮廓区域，轮廓区域和刻面区域围绕着槽相互交替。该过滤器罩进一步包括毗邻该开口端的部分，该部分配置在第一槽且符合该多个预成型防转动的特征。

在制造该过滤器组件的方法的一个实施例中，封口机用于执行封口操作。在一个例子中，轮廓辊进入到过滤器罩的法兰里，该法兰用封口机内部的伺服驱动器配置在螺母板的槽内。然后执行封口操作以使轮廓辊啮合壳的法兰，接着伺服驱动器依照螺母板槽的形状，这样法兰在径向上变形以使法兰符合具有预成型防转动特征的槽的形状。

附图说明

图1A是装配好的过滤器组件的横截面侧视图。

图1B是图1A中虚线轮廓区域的放大图。

图2A是过滤器组件中的螺母板的透视图。

图2B是图2A中虚线轮廓区域的放大图。

图3A是过滤器组件螺母板的横截面侧视图。

图3B是图3A中螺母板的横截面俯视图。

图4是图3B中虚线轮廓区域的放大图。

图5A是图3B所示螺母板的部分横截面侧视图。

图5B是图3B所示螺母板的另一部分横截面侧视图。

图5C是图3B所示螺母板的又一部分横截面侧视图。

图5D是壳和预成型防转动特征的部分横截面侧视图。

图6举例说明所公开方法的一个实施例。

图7A举例说明壳和预成型防转动特征在变形前的部分横截面侧视图。

图7B举例说明壳和预成型防转动特征在变形前的另一部分横截面侧视图。

具体实施方式

本发明公开了一种具有防止壳相对螺母板转动的防转动特征的过滤器组件和形成该公开的过滤器组件的方法。本文描述的概念将会关于柴油机中燃料过滤器组件而描述。然而，在合适的情况下，该概念也能用于其它类型的过滤器组件。另外，用到的流体包括任何车辆流体包括但不限于油，如柴油燃料的燃料，液压流体等。

图1A中，过滤器组件10包括过滤器罩13、螺母板15和过滤器元件19。该过滤器罩13是中空的圆柱形。该过滤器罩13具有封闭端13a、开口端13b、侧壁22和内部空间25。图1A显示出该过滤器罩13是圆柱形，但在合适的情况下，该过滤器罩13可以有不同的形状。另外，该过滤器罩13的材料可以是任何适用于形成过滤器组件壳的材料，包括但不限于铝、钢等。

过滤器元件19包括过滤介质30、底端板33和顶端板37。过滤介质50可以是任何适用于过滤流体的用在该公开过滤组件上的过滤介质。

过滤介质30通常是圆柱形，并围绕功能为保持过滤介质30形状的中心管35。在使用过程中，未过滤的流体进入在该过滤器罩13内表面13’和过滤介质30外部区域30’之间界限出的空间25a，并流过过滤介质30流向中心管35以过滤流体。

底端板33固定到过滤介质30的底端30a且大体上是圆形的。底端板33用以防止过滤后的流体从中心管35流到该过滤器罩13的底部空间39。

顶端板37固定到过滤介质30的顶端30b。顶端板37包括大体上是圆形的基板56和中心开孔62。套管64从中心开孔62的边缘向该过滤器罩13的开口端13b向上延伸以便定义出流动通道69。在使用过程中，被过滤介质30过滤过的流体流过中心开孔62，流入流动通道69，从套管64流出至发动机。

底端板33和顶端板37的材料可以是任何适于用在本发明过滤器组件上的材料，包括但不限于，金属，复合物，塑料等。另外，过滤介质30可通过任何方式包括但不限于粘结等方式固定到底端板和顶端板37。

该过滤器罩13的开口端13b容纳也被称为止动器的螺母板15。参考图2A，螺母板15包括容纳顶端板37的套管64的毂50，以便于螺母板15可移动地安装到过滤器元件19上。螺母板15进一步包括在毂50和螺母板15的侧壁70之间的多个肋52。该多个肋52定义出在螺母板15中延伸且将待过滤流体引导至内部空间25的流体进口孔55。适于本发明组件中使用的任何数量和形状都可用于肋52和流体进口孔55。垫圈槽65形成于螺母板15的顶表面，垫圈31(参见图1A)容置在槽65内以起作密封功能，例如，围绕柴油发动机防滑筋的表面。

螺母板可由任何适用于本发明组件的材料制造，其包括但不限于铝，钢等。

参见图1B，2A和3A，螺母板15的侧壁70包括在其上形成的上槽72和下槽74。下槽74容置在螺母板15和罩13之间提供密封的密封件79。槽74的形状可以是适于容置密封件79的任何形状。

图3B示意出图3A中沿轴3B-3B的详细截面。如图3B中所示，上槽72的后部壁79的轮廓大体上是圆形，在槽72、74之间的侧壁70的部分70a的轮廓外接后部壁79的轮廓，这里术语“后部”被定义为上槽72的深度上的底部。上槽72包括多个轮廓区域84和多个预成型防转动特征82，这里术语“预成型”被定义为在将壳变形至螺母板槽中的步骤之前成型。在一个例子中，后部壁79包括后部壁区域79a和后部壁区域79b。正如图3B中所示，每一个轮廓区域84包括在俯视图上是凸起的后部壁区域79a，每个防转动特征82是刻面区域以便每个防转动特征82包括后部壁区域79b，后部区域79b在俯视图上大体上是线性的

参见图3A，该图左边部分举例说明了上槽72的一个轮廓区域84的一个横截面侧视图。在一轮廓区域84里面的上槽72具有大体上是圆C形横截面。上槽72有z的槽深，这里术语“槽深”被定义为从侧壁70的部分70a的外表面到槽72的后部壁79之间的垂直距离。一方面，上槽72的槽深和宽度取决于与过滤器应用和发动机压力成比例的该过滤器罩13的厚度，其中，更高的压力相当于要更厚的壳壁，这相当于要更大的最小弯曲半径。再参见图1B，在装配好的形态中，接近该过滤器罩13的开口端13b的部分13c具有C形槽13d，该C形槽13d适合在轮廓区域84里的螺母板15的C形上槽72。

现在参见图3A中图的右边部分，用虚线举例说明刻面区域82中一个的横截面侧视图。在刻面区域82里面的上槽72有与轮廓区域84里的C形横截面相似的大体圆的C形横截面，但具有更深的槽深，该槽深大于z。

图4示意出图3B中虚线轮廓区域的放大图，图5A、5B、5C分别示意出沿轴5A-5A、5B-5B、5C-5C的详细截面。图4和图5A示意出轮廓区域里槽深z。参见图4和图5C，在沿轴5C-5C垂直于且位于后部壁区域79b轮廓中点的部分上，在后部壁区域79b轮廓中点和假定的后部壁区域79a’(图4中虚线所示)的轮廓之间的距离定义为x，当刻面区域82是轮廓区域84时，假定的后部壁区域79a’的轮廓代表后部壁区域的轮廓。在假定的后部壁区域79a’和侧壁70的部分70a轮廓之间的垂直距离是z。从而，沿轴5C-5C的上槽72的槽深是x+z。即便轮廓区域84和刻面区域82可能有不同的外形，当x值约为0.170英寸、x+z值约为0.217英寸，后部壁区域79b的长度约0.844英寸时，可得到满意的结果。

图4和图5B举例说明了槽深沿轴5C-5C减少。轴5B-5B是从轴5C-5C中移开的轴的代表，其垂直于假定的后部壁区域79a’的轮廓。如图5B所示，沿轴5B-5B的截面，在后部壁区域79b和假定的后部壁区域79a’的轮廓之间的距离被定义为y_i，其小于x。在这种情况下，沿轴5B-5B的上槽72的槽深是y_i+z，其中，当轴5B-5B进一步从轴5C-5C中移开时，y_i逼近0。

参见图5D，在装配好的形态中，接近该过滤器罩13开口端13b的部分13e有槽13f，其大体上与刻面区域82里的螺母板15的上槽72一致，以便防止在螺母板15和该过滤器罩13之间有转动。

图举例说明螺母板具有六个轮廓区域和六个防转动特征。而且，这些图说明轮廓区域在俯视图上为凸形并具有在侧视图上为大体圆C形横截面，防转动特征为刻面区域也具有在侧视图上为大体圆C形横截面。尽管如此，任何数量，形状和尺寸都可以用于轮廓区域和防转动特征，只要能具有在螺母板和该过滤器罩之间防止转动的功能。例如，防转动特征可能是肋、非圆形等。一方面，螺母板15的直径决定防转动特征的数量，因此当半径增大时，防转动特征的数量增加。

以下将描述一个形成过滤器组件10方法的实施例。参见图6，本发明的方法100首先包括涉及装配过滤器元件19(步骤102)。通过将过滤介质30配置在中心管25的周围以及固定端部30a、30b至端板33、37来装配过滤器元件19。然后过滤器元件19放置到该过滤器罩13的内部空间25里(步骤104)。一旦过滤器元件19放进该过滤器罩13里，通过装配过滤器元件19的套管64到螺母板15的中心毂50里将过滤器元件19和螺母板15组装于一起(步骤106)。

图7A和7B示意出该过滤器罩13的部分13c、13e在变形进入螺母板15的上槽72之前的状态。图7A示意出轮廓区域84的横截面，图7B示意出刻面区域82的横截面。螺母板15连接罩13的开口端13b以便罩13的法兰13g配置在螺母板15的槽72里(步骤108)。

在一个实施例中，封口机用于执行封口操作使法兰13g变形，以便使法兰13g符合槽72的形状。在一个例子中，用封口机内部的伺服驱动器驱动轮廓辊进入法兰13中(步骤110)。然后执行封口操作以便轮廓辊将法兰13g向内推入至槽72中(步骤112)。然后轮廓辊将法兰13g变形以使法兰13g大体上符合槽72的形状(步骤114)。在这种情况下，伺服驱动器能够遵从轮廓区域84和刻面区域82中槽72的形状，以便防止该过滤器罩13相对螺母板15自由转动。

本发明的方法排除了将该过滤器罩铆合到螺母板的二次操作的需求，因此允许一次机械工艺生产具有防转动特征的过滤器组件。

虽然结合优选实施例描述了本发明的过滤器组件及制造该组件的方法，但对本领域技术人员来说是显而易见的，所述过滤器组件及制造该组件的方法其他目的和改进而仍然在本发明的权限和范围内。

本发明各个方面和所属形式非常适合达到其他声称的目的和优点。所述细节不视为对本发明的限制。

Claims (18)

1.一种螺母板，其包括：

延伸贯穿螺母板的流体进口孔；

具有贯穿其中的开孔的毂，该流体进口孔配置在毂和螺母板侧壁之间；以及

具有第一槽的侧壁，该第一槽包括多个预成型防转动特征。

2.根据权利要求1的螺母板，其中每个防转动特征是刻面区域，该第一槽进一步包括多个轮廓区域，该轮廓区域和该刻面区域在该第一槽周围相互交替。

3.根据权利要求2的螺母板，其中在俯视图上看，每个刻面区域包括大致是线性的后部壁。

4.根据权利要求3的螺母板，其中每个后部壁从一个轮廓区域延伸到另一个轮廓区域。

5.根据权利要求2的螺母板，其中在俯视图上看，每个轮廓区域是凸形的。

6.根据权利要求2的螺母板，其中每个刻面区域和每个轮廓区域具有大体圆的C形横截面。

7.根据权利要求1的螺母板，其中该侧壁包括形成的第二槽，该第二槽在轴向上与该第一槽是间隔的。

8.一种过滤器组件，其包括：

具有开口端和内部空间的过滤器罩；

过滤器元件，包括设置在该内部空间里的过滤介质；

在该开口端固定到该过滤器罩的螺母板，该螺母板包括：

延伸贯穿该螺母板并引导流体过滤至该内部空间的流体进口孔，

具有开孔的毂，过滤后的流体通过该毂的开孔流出过滤器组件，流体进口孔设置在该毂和该螺母板的侧壁之间；该侧壁具有形成的第一槽，该第一槽包括多个预成型防转动特征；

以及

该过滤器罩包括接近该开口端的部分，该部分设置在第一槽里，并与多个预成型防转动特征相一致。

9.根据权利要求8的过滤器组件，其中每个预成型防转动特征是刻面区域，该第一槽进一步包括多个轮廓区域，该轮廓区域和该刻面区域在该第一槽周围相互交替。

10.根据权利要求9的过滤器组件，其中在俯视图上看，每个刻面区域包括大体线性的后部壁。

11.根据权利要求10的过滤器组件，其中每个后部壁从一个轮廓区域延伸到另一个轮廓区域。

12.根据权利要求9的过滤器组件，其中在俯视图上看，每个轮廓区域是凸形的。

13.根据权利要求9的过滤器组件，其中每个刻面区域和每个轮廓区域具有大体圆的C形横截面。

14.根据权利要求8的过滤器组件，其中该侧壁包括形成在该侧壁中的第二槽，该第二槽在轴向上与第一槽分隔开，该第二槽容置密封件以便在该螺母板和该罩之间提供密封。

15.根据权利要求8的过滤器组件，其中该过滤介质包括过滤燃料、油或液压流体。

16.一种制造流体过滤器组件的方法，其包括：

将螺母板连接至该过滤器罩的开口端以便该过滤器罩的法兰设置在该螺母板的槽里，该槽具有多个预成型防转动特征，以及

将该法兰在径向变形以便该法兰符合包括该预成型防转动特征的槽的形状。

17.根据权利要求16的方法，其中径向变形包括用轮廓辊滚压该法兰。

18.根据权利要求16的方法，其中预成型防转动特征包括多个刻面区域，在径向变形包括将该法兰变形以便符合该刻面区域。

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