CN103764246A - 流体过滤器和作为过滤筒安装支撑的发动机部件 - Google Patents

Abstract

一种过滤筒(2)的安装支撑(S)，包括连接到内燃机润滑管路的基座(30)和筒的联接件接口，该基座(30)为塑料材料并具有流体入口(31)和流体出口(32)，该联接件接口(40)为单个元件，最好是金属，其具有：与筒连接的轴向套筒(41)，形成于基座(30)和轴向套筒之间的第一环形密封区域(51)，与套筒为一体并通过形成第二环形密封区域(52)连接到基座的环形外部部分(42)；至少一个开口(43)可以使流体在第一和第二密封区域之间循环并与入口和出口交流。还描述了一种包括支撑(S)和筒(2)的过滤器。

Description

流体过滤器和作为过滤筒安装支撑的发动机部件

技术领域

本发明涉及流体过滤器和作为过滤筒安装支撑的发动机部件。

更具体地，本发明涉及一种针对包括外壳的流体(例如发动机润滑油)过滤筒的安装支撑，该外壳限定出内部体积，过滤元件安置在该内部体积内，该安装支撑包括：

-基座，其旨在连接至内燃机的润滑管路，该基座具有原润滑液的入口，过滤后的润滑液的出口，以及与上述入口和上述出口其中之一相交流的导管；

-轴向套筒，其以防漏的方式连接到该基座的导管，并且其形成用于连接过滤筒的金属联接件接口的部分。

背景技术

这种类型的安装支撑是众所周知的，例如，在文献US2877902中。在该文献所描述的连接接口具有型芯和边缘部件，该型芯限定轴向套筒与原液入口通路的交流，该边缘部件提供出口，该出口连接卷曲筒的过滤后的流体出口通路。通过把该型芯拧入基座中心孔的内螺纹中，将该连接接口安装在金属基座上。这种类型的连接接口可被快速并容易地联接至过滤筒，并且适合用于外壳由良好的金属层制成的常规过滤筒(旋压式的)。

文献US2877902中描述的系统要求在发动机机组中装配一些部件，因此还要求生产商在该发动机机组的铸件中装配部件。因此，该系统既复杂又昂贵。文献US3300049描述了一种过滤筒的成套配件，该配件必须安装在基座上。这种类型的配件的另一缺点是装配连接接口的复杂度，涉及金属部件和用于连接基座的密封件的结合。

此外，基座和相关联的联接件接口经常具有相当大的体积，并且由装配形成的金属块非常重。这不利于装配操作，且对车辆的重量造成负面影响。

发明内容

值得注意的是，本发明的目的在于克服快速装配过滤筒系统(其作为“旋压”式被技术人员所知晓，其可以用螺纹拧上或通过卡口式连接件联接)中已经发现的一个或多个缺点。

为了这个目的，根据本发明提供上述类型(其可以用于各种汽车发动机)的安装支撑，其中基座由塑料材料制成且金属联接件接口包括：

-金属轴向套筒，其定义轴向通路和第一环形密封区域，该轴向通路通过该套筒的第一端与基座的入口和出口的其中之一相交流，第一环形密封区域在基座和联接件接口的轴向套筒之间形成，该轴向套筒具有从螺纹、销或凹槽中选择的联接件装置，该联接件装置装配在第二端上，以使过滤筒得以与之联接；

-环形外部金属部分，其连接至轴向套筒，并在距第一环形密封区域一定距离处，穿过基座和联接件接口之间的第二环形密封区域的结构，以防漏的方式连接到基座，以及

-至少一个开口，其允许流体在第一和第二密封区域之间循环，该开口与基座的上述入口和上述出口中的另一个相交流。更可取的是，联接件接口是单个元件，以便环形外部部分与轴向套筒成为一体。

因为这些配置，要装配的部分数目减少了。当利用联接件接口坚硬的优点时(并且在过滤筒安装和卸载几次后，表面状态保持良好)，更轻的安装支撑也可以被使用，这使符合要求的过滤筒的轴向密封成为可能。这在对基座使用塑料降低重量，和标准旋压式过滤筒连接件(其外壳是典型的金属)的简单性和坚固性之间获得了有利的折中。

根据详细特征，轴向套筒具有中心轴，且支撑包括在基座和联接件接口上形成的抗扭装置，以防止联接件接口相对于基座绕着中心轴旋转。鉴于该配置，可见联接件接口与基座保持不可分，因此形成支撑的坚固部分。

在根据本发明的安装支撑的不同实施例中，我们可以依赖以下一个和/或其他的配置：

-抗扭装置呈现为形成于套筒上的凹槽和形成于基座导管内表面上的互补的向外突出部分(带有凹槽的系统也可以用来引导套筒下端嵌入基座上与之相关联的导管内)；

-联接件接口在套筒和环形外部部分之间具有多个间隔体，开口分别配置于环形空间内的两个毗连的间隔体之间，该环形空间形成于套筒和环形外部部分之间(伴随这种配置，带有重要边缘的部分可以被制得，同时套筒和环形外部部分之间的空间中运用的材料量减到最少)；

-抗扭装置包括与基座为一体的向外突出部分，每个间隔体延伸穿过于毗连的向外突出部分之间形成的空间(如此，抗扭锁可以在距环形密封区域一定距离处实现，例如，在间隔体的内部端一侧)；

-轴向套筒的第一端从由环形外部部分的上表面定义的横截面向外轴向突出，以形成接头公件，最好带有螺纹；

-套筒的第一端焊接到基座上的导管，焊接区域形成上述第一密封区域；

-联接件接口的环形外部部分具有外表面，该外表面上形成径向朝外开口的外围凹槽，环形密封件配置在凹槽中并且抵靠着基座的管状壁以形成上述第二环形密封区域；

-基座具有围绕轴向套筒的内部套环，环形外部部分围着内部套环延伸。

本发明的另一个目的在于使用标准筒的重量相对较轻的流体过滤器。

为了这个目的，提出一种流体过滤器，其包括过滤筒和针对该过滤筒的安装支撑，其中支撑包括例如塑料的轻质材料基座，并且其中过滤筒包括限定出内部体积的外壳(最好是金属)，内部体积中包含过滤元件将上述内部体积分隔为上游空间和下游空间，并且其中外壳包括底部，该底部限定出至少一个与上游空间相交流的流体入口通路和与下游空间相交流的流体出口通路，该外壳适合安装在支撑上，该支撑具有用于与入口通路交流的流体进水道和用于与出口通路交流的流体出水道，该安装支撑根据本发明定义。如此，当支撑的内表面与筒连接和分离时，对于可能重复使用到的接触表面，过滤器可具有符合要求的刚度。

根据特征，支撑具有热交换器，在轴向导管延伸部上，基座用作该热交换器的支撑部分。

根据另一特征，联接件接口的环形外部部分具有外部直径，其明显地等于筒外壳的外部直径。如此，联接件接口在相对于筒外壳的径向方向上不增加任何额外空间。

附图说明

本发明的其他特征和优势将在以下一些非限制性实施例的描述中得以展现，并附有与这些实施例相关的附图，其中：

-图1是示出了根据本发明的过滤器的纵向剖面图，其具有安装在安装支撑上的过滤筒；

-图2是示出了图1中安装支撑的联接件接口的透视图；

-图3是图1的放大图，其示出了过滤筒通过使用联接件接口联接在安装支撑上；

-图4是根据本发明的安装支撑的俯视图，其示出了联接件接口连接到支撑的基座；以及

-图5示出了根据本发明的过滤器的外部视图。

在不同的图中，相同的附图标记指相同或类似的元件。

具体实施方式

参考图1和图2，流体过滤器1具有可以重复使用的支撑S和过滤筒2。如图1所示，过滤筒2具有外壳10，外壳10限定出内部体积V，其中包含过滤元件EF。外壳10可具有半球形顶10a和侧壁10b，侧壁10b围着过滤元件EF从半球形顶10a延伸至外壳10的下端11。侧壁10b最好是明显的圆柱形并且不带开口，流体入口12和流体出口13被安置在下端11。这里的下端11由形成过滤筒底部2的壁组成。

在图1的非限制性示例中，过滤元件EF具有下凸缘21、上凸缘22和过滤介质15，待过滤的流体例如润滑油可以通过该过滤介质。过滤介质15限定出中空内部空间23。

过滤元件EF把内部体积V分为上游空间Z1和下游空间Z2。过滤元件EF是明显的管状。上游空间Z1在过滤器1的下部并沿着外围(环形空间16形成于过滤介质15周围)，其相当于过滤前在筒2中的注油口空间。下游空间Z2相当于内部空间23，过滤后的油在其中循环。

在已知的方式下，过滤介质15处于下凸缘21和上凸缘22之间，并可以用来过滤油中的杂质。这里，过滤介质15具有沿围绕中心轴A方向延伸的环形形状，中心轴A确定筒2的纵向方向。

下端11限定出流体入口通路，该通路最好有多个孔12配置在外壳10的底部。孔12以一种原液可以在环形空间16内循环的方式与内部体积V的边缘相交流。该交流通过位于外壳10下部的单向阀M来实现。该阀可具有柔性膜的形式。在此示例中，膜沿着其外沿越来越薄。当流体在压力下从进水道31向着外壳10的内部体积V循环时，阀门膜M打开。

在图1、图3和图5中可见，筒2设计为安装在支撑S上，支撑S安装在发动机机组上并具有进水道31和出水道32。形成外壳10底部的下端11也有出口通路34，该出口通路34在中心，带有螺纹35，用于将筒2联接到支撑S的出水道32的轴向套筒41上。因此，入口通路的多个孔12位于筒2的出口通路34的周围。密封件J1，例如具有一种方形横截面，其联接至下端31的外表面，从而在筒2底部的孔12和进水道31的出口之间形成的中间空间周围实现密封。密封件J1此时被接收在毗连筒2的压接区的凹槽内。当然，将密封件J1联接至筒2的其他方式也可以被使用。

此处，支撑S具有基座30和联接件接口40，该基座30连接到内燃机的润滑管路，该联接件接口40由单件构成用于联接过滤筒2。此处，原润滑液的入口31和过滤后的润滑液的出口32形成于支撑S的基座30上。环面的或相似的密封件J2可以用来创造相对于密封面40a在嵌入环形区(靠近基座30的内部)中联接件接口40周围的密封件，该密封面40a与密封件J1接触。此处，基座30由模制塑料制成，这有助于降低润滑管路的重量。

如图2、图3和图4所示，联接件接口40包括：

-金属轴向套筒41，其在第一下部端41a和第二上部端41b之间延伸，该第一下部端41a插入相应的基座30的轴向导管C(在该非限制性示例中，该轴向导管定义出口32)，该第二上部端41b形成筒2的接头。

-金属环形外部部分42，其和轴向套筒41成为一体并以防漏的方式连接到基座30；以及

-一个或多个开口43、44、45，其配置在轴向套筒41和环形外部部分42之间，来使从入口31至筒2入口通路的偏心流体循环成为可能。

单件设计是优先的，因为联接件接口40的安装及防漏锚固非常简单。在不同的实施例中，联接件接口40也可以通过将两个金属件与，例如，与密封区域存在一定距离的接合件(junction)(可能靠近间隔体40b)相互连接而获得。

尤其如图3所示，套筒41在轴向导管C的延伸段内部地定义轴向通路。在如图1至图3所示的筒2的安装位置，在内部体积V中，轴向通路在其第二端41b上突出。该突出部分可与内部空间23齐平或位于其中，内部空间23由过滤介质15限定出。在这种情况下，套筒41饶着与筒2安装位置上的中心轴A几无区别的旋转轴延伸。套筒41以防漏的方式连接至基座30的轴向导管C上，基座30和联接件接口40之间的第一环形密封区域51，例如，形成于轴向套筒41周围，最好在第一端41a侧边。在不同或附加实施例中，密封连接也可以在套筒41的第一端41a的自由边实现，在此情况下，导管C可以呈现形成密封面的肩。

环形外部部分42在离第一环形密封区域51一定距离处以防漏方式连接至基座30。联接件接口40的外部部分42因此具有外围凹槽G，凹槽G形成于其外表面。密封件J2位于凹槽G中，并依靠在基座30的壁36上，此处壁36为圆柱形。壁36限定出基座30上的环形凹槽，参见以下的环形入口外壳33，环形外部部分42的下端可以容纳在其中。凹槽G配置在该下端中。可见，在基座30和联接件接口40之间的第二环形密封区域52可以通过紧压于下端42a和壁36之间的密封件J2形成。

在密封区域51和第二密封区域52之间的开口43、44、45，[使入口31可以]相当大，并且可以与筒2的入口通路交流。此处联接件接口40具有三个将套筒41连接至环形外部部分42的间隔体40b。联接件接口40由例如铝或钢的金属件组成，因此，当筒被安装(例如，通过螺丝接合)到支撑S上时，与筒2的连接可以是金属-金属类型。

在图1和图3的示例中，母件配有形成于筒2上的螺纹35，与套筒41的第二端41b相配合，还具有螺纹来形成防漏连接的公件。当筒2的联接件通过可移动联接装置实现时，联接件接口40相对于基座30的联接是永久连接，并且可以通过插入轴向导管C的套筒41的第一端41a的热处理来实现。在优先实施例中，在塑料基座30中的金属联接件接口40的锚固通过感应焊接(电磁感应加热联接件接口40的第一端41a)来实现。

抗扭装置用于保持联接件接口40的预定的成角度的位置，通过焊接或其他方式连接到基座30来防止连接接口40被撕开。在非限制性示例中，套筒41具有一个或多个槽口46，其与形成于轴向导管C内表面的向外突出部分啮合。槽口46在图1至图3中可见，在第一端41a的一边轴向凹进，并具有细长的形状。在这个示例中，第一端41a具有轴向开口，其直接进入轴向导管C。正如在图1和图3中清晰可见，基座30可以呈现内部套环70(与基座30为一体)，其在套筒41周围环形地延伸。该内部套环70改善联接件接40的锚固并有助于显著降低套筒41的长度。我们也可以看见存在虚平面P1，其垂直于中心轴A，横贯内部套环70和密封件J2，其延长了联接件接口40的外部圆周的长度。通过这些配置，我们增大了基座30和套筒41之间的连接面。在没有要求额外联接件部分(例如没有螺母)的情况下，联接件接口40的高度尺寸得到很大的降低。

参照图1至图4，联接件接40的旋转也被间隔体40b阻止，其由向外突出部分37啮合与基座30成为一体。这些突出部分37此处形成于基座30的连接头38的中心部分的上表面，其定义轴向导管C的上端。连接部分38的中心本身在套筒41和环形外部部分42之间形成的环形空间中。因此，在这个非限制性示例中，连接头38的中心部分包括，在一头，内部套环70以及，在另一头，在内部套环的轴向方向延伸的环形下部。突出部分37环形分布在两个毗连的突出部分之间的相应空间E。在间隔体40b与联接件接40的支撑S成一体时，每个间隔体40b被放置成穿过其中一个空间E。

在图4中可见，临近套筒41的间隔体40b的部分在两个突出部分37之间受压，其抑制联接件接口40在安装或卸载筒2时绕着中心轴A旋转。

可以通过制动装置来限制套筒41嵌入轴向导管C。在实施例中所示，制动装置包括形成于外部环形部分42的外表面的环形外肩。该肩安置在基座30的上表面30b上，但是不穿透环形入口外壳33。此外，套筒41的第一端41a可以具有浮雕状的突出件R，其与轴向导管C的内表面为一体。如此优势在于，在基座30中心部分38中的联接件接口40的锚固可以通过在套筒41的外表面上(在第一端41a的一边，如图1至图3所示)创造有突边的面或“松树”类型形状来改进。

过滤筒2在支撑S上的安装将联系图1至图3进行描述。

成单件的联接件接口40与基座30为一体，并且定义出与旋压筒2的全部接触表面。联接件接口40的外部环形部分42具有密封面40a，无论操作员何时用螺纹固定或用类似的方式将筒2连接至联接件接口40，筒2的密封件J1(或其他等同的密封件装置)安置在密封面40a上。密封面40a显然是平面的，其由外部环形部分42的上表面定义。

过滤筒2，此处为卷曲型，沿着中心轴A纵向延伸。外壳10的下端11可以是金属的，螺纹35最好与中心轴A同轴，通过这种方式套筒41的互补螺纹绕着该中心轴A延伸来使传统的螺纹安装成为可能。

套筒41的刚度能使得在金属外壳10筒的螺纹安装中螺纹35不会发生改变，这确保在出口通道34周围有良好的密封。抗扭装置(37,40b，46)，此处其形成于套筒41的外表面和环形外部部分42的内表面之间，和/或在套筒41和轴向导管C之间的接触区域内，使得虽然具有拧紧力矩但不带有联接件接口40旋转的螺钉安装成为可能。

当筒2牢固地安装到支撑S时，在常规的操作位置，如图1和图3所示，支撑S的基座30的入口通道31经由开口43、44、45与筒的入口通路相交流。支撑S的基座30的出口通道32通过套筒41的轴向通路与筒2的出口通路34相交流。

然后，筒2可以从其支撑S上卸载。在这种情况下，连接到出口通路34的防排水阀(antidrainage valve)29关闭以防止过滤器的内部体积通过出口通路34排出。仅当下游空间中的压力比预定值大时，安置在下游空间Z2的防排水阀29，以已知方式打开。单向阀M的膜关闭以防止过滤器的内部体积通过入口通路向外排放。

可见，安装操作是快速的，并保留了操作者的习惯。同样，卸载操作也是常规的。对于带有塑料基座30的支撑S来说，进行过滤筒2安装和卸载操作时的磨损与使用全金属支撑的磨损相类似。

参照图5，由塑料材料组装成的基座30在上述轴向导管C上延伸段具有热交换器50的支撑部分39。该热交换器50可以是常规类型的，用来在水或类似冷却液和被过滤的润滑液之间进行热交换。由此可见，支撑S也可以作为水-油交换器。

联接件接口40的环形外部部分42具有外部直径D2，其明显的等同于筒2的外壳10的外部直径D1。在筒2的安装位置从过滤器1的外部只能看见联接件接口40的环形外肩。由此可见，通过联接件接口40创造的附加空间需求是很小的。

对本领域技术人员而言，显而易见的是，本发明还允许许多不脱离本发明权利要求的领域的实施例的其他特定形式。例如，可以选择地，联接件接口40可以呈现为螺母安装元件或类似的联接件装置，在此情况下筒2的下端11具有互补的公件或类似螺纹接头。

Claims (13)

1.一种过滤筒(2)的安装支撑(S)，所述过滤筒(2)装备有外壳，尤其是卷曲筒，所述支撑具有：

-基座(30)，其旨在连接至内燃机的润滑管路，所述基座(30)具有原润滑液的入口(31)，过滤后的润滑液的出口(32)，以及与所述入口(31)和所述出口(32)其中之一相交流的导管(C)；

-轴向套筒(41)，其以防漏的方式连接到所述导管(C)，所述轴向套筒(41)形成用于连接过滤筒(2)的金属联接件接口(40)的部分；

其特征在于，所述基座(30)是塑料材料的，

以及所述联接件接口(40)包括：

-所述金属轴向套筒(41)，其定义轴向通路和第一环形密封区域，所述轴向通路通过轴向套筒的第一端(41a)与所述基座的所述入口(31)和所述出口(32)的其中之一相交流，所述第一环形密封区域(51)形成于所述基座(30)和所述联接件接口(40)的轴向套筒(41)之间，所述轴向套筒具有从螺纹、销或凹槽中选择的联接件装置，所述联接件装置装配在第二端(41b)上，以使所述过滤筒(2)得以与之联接；

-金属环形外部部分(42)，其与所述轴向套筒(41)为一体，并在距第一环形密封区域(51)一定距离处，以防漏的方式连接到所述基座，同时在所述基座(30)和所述联接件接口(40)之间形成第二环形密封区域(52)，以及

-至少一个开口(43，44，45)，其允许流体在第一和第二密封区域(51，52)之间循环，所述开口与所述基座的所述入口(31)和所述出口(32)中的另一个相交流。

2.根据权利要求1所述的支撑(S)，其特征在于，所述联接件接口(40)是单个金属件。

3.根据权利要求2所述的支撑(S)，其特征在于，所述轴向套筒(41)通过其第一端(41a)直接嵌入所述基座(30)的导管(C)，所述第一环形密封区域(51)形成于所述轴向套筒周围。

4.根据权利要求2或3所述的支撑(S)，其特征在于，所述轴向套筒(41)具有中心轴(A)，所述支撑(S)包括形成于所述基座(30)和所述联接件接口(40)上的抗扭装置(37，40b；46)，用来防止所述联接件接口(40)相对于所述基座(30)绕着所述中心轴(A)的旋转。

5.根据权利要求4所述的支撑(S)，其特征在于，所述抗扭装置具有形成于所述轴向套筒(41)上的凹槽(46)和形成于所述基座(30)导管(C)内表面上的互补的向外突出部分。

6.根据上述任一项权利要求所述的支撑(S)，其特征在于，所述联接件接口(40)在轴向套筒(41)和环形外部部分(42)之间具有多个间隔体(40b)，所述开口(43,44,45)分别配置在环形空间中毗邻的两个间隔体之间，所述环形空间形成于轴向套筒(41)和环形外部部分(42)之间。

7.根据权利要求4或5所述的支撑(S)，其特征在于，所述联接件接口(40)具有多个间隔体(40b)，并且抗扭装置包括与基座(30)为一体的向外突出部分(37)，每个间隔体(40b)延伸穿过于两个毗邻的向外突出部分(37)之间形成的空间(E)。

8.根据上述任一项权利要求所述的支撑(S)，其特征在于，所述轴向套筒(41)的第一端(41a)从由环形外部部分(42)的上表面(40a)定义的横截面向外轴向突出，以形成接头公件，最好带有螺纹(35)。

9.根据上述任一项权利要求所述的支撑(S)，其特征在于，所述轴向套筒(41)的第一端(41a)焊接到所述基座的导管(C)，焊接区域形成所述第一密封区域(51)。

10.根据上述任一项权利要求所述的支撑(S)，其特征在于，所述联接件接口(40)的环形外部部分(42)具有外表面，所述外表面呈现出径向朝外的外围凹槽(G)，环形密封件(J)配置在凹槽(G)中并抵靠着基座(30)的管状壁(36)以形成所述第二环形密封区域(52)。

11.根据权利要求10所述的支撑(S)，其特征在于，所述基座(30)具有内部套环(70)，其围绕轴向套筒(41)，环形外部部分(42)绕着该内部套环(70)延伸。

12.一种流体过滤器(1)，其包括根据上述任一项权利要求所述的安装支撑(S)和以可移动的方式联接在所述支撑上的过滤筒(2)，所述过滤筒具有限定出内部体积(V)的外壳(10)，所述内部体积(V)包含将所述内部体积分为上游空间(Z1)和下游空间(Z2)的过滤元件(EF)，该外壳包括底部(11)，该底部限定出至少一个与上游空间(Z1)相交流的流体入口通路和与下游空间(Z2)相交流的流体出口通路，所述外壳(10)适合安装在所述支撑(S)上，所述支撑(S)具有用来与入口通路(12)交流的流体进水道(31)和用来与出口通路(34)交流的流体出水道(32)。

13.根据权利要求12所述的过滤器(1)，其特征在于，所述联接件接口(40)的环形外部部分(42)具有外部直径(D2)，其明显地等同于所述筒(2)外壳(10)的外部直径(D1)。

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