CN106457077A - 旋压式过滤器元件上的键合的螺纹接合部 - Google Patents

Abstract

一种过滤器元件包括：过滤介质的环，所述过滤介质的环围绕中心轴线并且限定中心腔室。所述过滤器元件的环形端帽密封地接合在所述介质的端部处。所述端帽包括到中心腔室的中心开口、以及与所述中心开口侧向向外间隔开的侧开口。所述中心开口包括螺纹连接部以使得所述元件旋压至过滤器头的互补的螺纹连接部。所述中心开口的连接部包括至少一个轴向延伸的狭槽，所述狭槽径向离开所述连接部而开口。

Description

旋压式过滤器元件上的键合的螺纹接合部

技术领域

本发明总体涉及过滤器筒，并且更具体地涉及一种旋压式过滤器筒。

背景技术

过滤器筒被设计成将污染物从各种流体中去除，各种流体包括燃料、发动机油、传动油、润滑油、或液压油。在燃料供给系统中，例如，过滤器筒过滤发动机的上游的燃料以避免水和/或污染物的不良效果。油过滤器用在很多不同类型的液压机械、各种其它车辆液压系统、内燃机、和气体涡轮发动机中。通常优选的过滤器结构包括“旋压式”过滤器筒，其可被简单地安装在紧凑的空间中(例如，拥挤的发动机隔室)。通过旋压式安装进行连接，并且通过将过滤器筒旋压在螺纹安装柱销上的简单的做法形成密封。

发明内容

重要的是在每一应用中提供正确的过滤器类型，并且因此提出了过滤器头和对应的过滤器筒，其可以通过提供键合的适配件而防止旋压错误的过滤器。位于过滤器头上的螺纹前方的一个或多个柱销可以适配在过滤器元件的螺纹中的对应的狭槽或凹槽中。一旦推过该柱销，就可以像通常一样旋压过滤器元件。而且，如果在第一圈期间“未找到”螺纹或在过滤器移除期间螺纹脱开之后，该系统可以防止偶然的过滤器掉落。如果螺纹未接合且安装者丢开该过滤器元件，则该过滤器元件仍可保持在过滤器头上，这因为过滤器元件上的螺纹将被过滤器头上的不再与过滤器元件的狭槽对齐的柱销卡住。最后，通过基于柱销和狭槽的位置而确定它们的初始相对位置，该系统可以用于将过滤器元件的螺纹与过滤器头的螺纹对齐，因此便于安装过滤器元件。

因此，根据本发明的一个方面，过滤器元件包括过滤介质的环，所述过滤介质的环围绕中心轴线并且限定中心腔室；以及环形端帽，所述端帽密封地接合在所述介质的端部处，所述端帽包括到中心腔室的中心开口、以及与所述中心开口侧向向外间隔开的侧开口，所述中心开口包括螺纹连接部以使得所述元件旋压至过滤器头的互补的螺纹连接部，所述中心开口的所述连接部包括至少一个轴向延伸的狭槽，所述狭槽径向离开所述连接部而开口。

可选地，所述至少一个轴向延伸的狭槽从所述连接部的轴向外端延伸至所述连接部的轴向内端。

可选地，所述至少一个轴向延伸的狭槽为围绕所述连接部而周向间隔开的至少两个轴向延伸的狭槽。

可选地，所述至少两个轴向延伸的狭槽为等间隔的。

可选地，所述连接部径向朝内。

可选地，所述至少一个轴向延伸的狭槽在径向上的深度与所述连接部上的螺纹的最大深度相同。

可选地，所述至少一个轴向延伸的狭槽从所述中心开口的轴向外端延伸至所述中心开口的轴向内端。

可选地，所述至少一个轴向延伸的狭槽为围绕所述连接部而周向间隔开的四个轴向延伸的狭槽。

可选地，所述四个轴向延伸的狭槽为等间隔的。

可选地，所述至少一个轴向延伸的狭槽在周向方向上延伸，由此形成螺旋的至少一部分。

可选地，所述至少一个轴向延伸的狭槽包括轴向延伸部和周向延伸部。

可选地，所述至少一个轴向延伸的狭槽包括从所述周向延伸部延伸的第二轴向延伸部，由此形成阶梯状的过渡部。

根据本发明的另一方面，一种过滤器元件，包括：过滤介质的环，所述过滤介质的环围绕中心轴线并且限定中心腔室；以及环形端帽，所述端帽密封地接合在所述介质的端部处，所述端帽包括到中心腔室的中心开口、以及与所述中心开口侧向向外间隔开的侧开口，所述中心开口包括径向朝向的周向延伸的第一平坦部和从所述第一平坦部周向延伸的第一螺纹部以使得所述元件旋压至过滤器头的互补的螺纹部。

可选地，所述第一平坦部从所述第一螺纹部的轴向外端延伸到所述第一螺纹部的轴向内端。

可选地，所述过滤器元件还包括第二平坦部和第二螺纹部，所述第二平坦部周向延伸离开所述第一螺纹部的远离所述第一平坦部的周向端部，并且所述第二螺纹部周向延伸离开所述第二平坦部的远离所述第一螺纹部的周向端部。

可选地，所述第一螺纹部和所述第二螺纹部具有相等的周向范围。

可选地，所述平坦部和所述螺纹部径向朝内。

可选地，所述螺纹部的最大螺纹深度位置与所述第一平坦部对齐。

可选地，所述第一平坦部从所述中心开口的轴向外端延伸至所述中心开口的轴向内端。

可选地，所述过滤器元件还包括围绕所述中心开口周向间隔的第二平坦部、第三平坦部和第四平坦部，以及围绕所述中心开口周向间隔并且分别设置在各个平坦部之间的第二螺纹部、第三螺纹部和第四螺纹部。

可选地，所述平坦部为等间隔的。

可选地，所述螺纹部为等间隔的。

可选地，所述至少一个轴向延伸的狭槽在周向方向上延伸，由此形成螺旋的至少一部分。

可选地，所述至少一个轴向延伸的狭槽包括轴向延伸部和周向延伸部。

可选地，所述至少一个轴向延伸的狭槽包括从所述周向延伸部延伸的第二轴向延伸部，由此形成阶梯状的过渡部。

根据本发明的另一方面，一种过滤器组件，包括：过滤器头，所述过滤器头具有限定连接轴线的环形螺纹连接部，以使得具有互补的螺纹连接部的过滤器元件旋压至所述过滤器头，所述过滤器头的连接部包括螺纹部和从所述螺纹部轴向向外的锁定部，所述锁定部具有至少一个径向伸出的柱销，所述柱销被设计尺寸成与所述过滤器元件的互补的螺纹连接部的螺纹干涉。

根据本发明的另一方面，一种过滤器头适配器，包括环形本体，所述环形本体围绕中心开口并且限定纵向轴线，所述环形本体具有螺纹的键合的连接部以使得适配器旋压至过滤器头的互补的螺纹连接部，所述键合的连接部包括至少一个轴向延伸的狭槽，所述狭槽径向离开键合的连接部而开口，并且所述环形本体具有螺纹的过滤器连接部以使得带互补的螺纹的过滤器元件旋压至该适配器。

可选地，所述键合的连接部从所述过滤器连接部轴向偏移。

可选地，所述键合的连接部为内螺纹的。

可选地，所述过滤器连接部为外螺纹的。

可选地，所述至少一个轴向延伸的狭槽从所述键合的连接部的轴向外端延伸至所述键合的连接部的所有螺纹的轴向内端。

可选地，所述至少一个轴向延伸的狭槽为至少两个围绕所述连接部的周向间隔的轴向延伸的狭槽。

可选地，所述至少两个轴向延伸的狭槽为等间隔的。

可选地，所述连接部径向朝内。

可选地，所述至少一个轴向延伸的狭槽在径向上比所述连接部上的螺纹的最大深度更深。

可选地，所述至少一个轴向延伸的狭槽为四个围绕所述连接部的周向间隔的轴向延伸的狭槽。

可选地，所述四个轴向延伸的狭槽为等间隔的。

可选地，所述至少一个轴向延伸的狭槽在周向方向上延伸，由此形成螺旋的至少一部分。

可选地，所述至少一个轴向延伸的狭槽包括轴向延伸部和周向延伸部。

可选地，所述至少一个轴向延伸的狭槽包括从所述周向延伸部延伸的第二轴向延伸部，由此形成阶梯状的过渡部。

以下参考所附附图，更详细地描述本发明的这些特征和另外的特征。

附图说明

图1显示了具有带狭槽的连接部的示例性过滤器元件的局部透视图；

图2显示了具有带狭槽的连接部的示例性过滤器元件的俯视图；

图3A显示了具有带狭槽的连接部的示例性过滤器元件的局部横截面视图；

图3B显示了具有带倾斜的狭槽的连接部的另一示例性过滤器元件的局部横截面视图；

图3C显示了具有带阶梯状的狭槽的连接部的另一示例性过滤器元件的局部横截面视图；

图4显示了具有带柱销的连接部的示例性过滤器头的局部侧视图；

图5显示了过滤器元件的示例性连接部与互补的连接部对齐；

图6显示了过滤器元件的示例性连接部与互补的连接部对齐并且插入到互补的连接部中；

图7显示了过滤器元件的示例性连接部已经旋压到互补的连接部；

图8显示了不能接受示例性过滤器头的带柱销的连接部的常规的过滤器元件(不带狭槽)；以及

图9显示了用于将示例性过滤器头转化成常规的过滤器头的示例性适配器；以及

图10显示用于将示例性过滤器头转化成常规的过滤器头的示例性适配器的横截面。

具体实施方式

为了确保在每一应用中使用正确的过滤器类型，通过提供键合的适配件，示例性过滤器头可以防止旋压错误的过滤器。位于过滤器头上的螺纹前方的一个或多个柱销可以适配在示例性过滤器元件的螺纹中的对应的狭槽或凹槽中。一旦推过该柱销，就可以像通常一样旋压过滤器元件。如果在第一圈期间“未找到”螺纹或在过滤器移除期间螺纹脱开之后，该示例性组件还可以防止偶然的过滤器掉落：如果螺纹未接合且安装过滤器元件的人丢开该过滤器元件，则该过滤器元件仍可保持在过滤器头上，这因为过滤器元件上的螺纹将被过滤器头上的柱销卡住。最后，通过基于柱销和狭槽的位置而确定它们的初始相对位置，该系统可以用于将过滤器元件的螺纹与过滤器头的螺纹对齐，因此便于安装过滤器元件。

转向图1至图3A，示例性过滤器元件以过滤器筒的形式显示在10处。该过滤器元件包括罐21和封闭过滤介质22的端帽23。

罐21可以采取大体上圆柱壳体的形式，该圆柱壳体包括开口端和相对的闭合端。罐21例如可以由延展金属(例如，钢)构成和/或其可被形成为一件。边缘31围绕罐的开口端并且其被成形为容纳端帽23，端帽23例如可以通过端帽和罐之间的交界处的折叠操作来附接并且密封。在现有技术中已知的替选布置也是可以的。

过滤介质22可以为现有技术中已知的任何合适的过滤介质，并且在本文中例如描述为圆柱的编织物或纵向打褶的环，并且可以围绕过滤器元件的中心轴线并且限定中心腔室25。此外，过滤介质22可以与形成外室29的罐21间隔开。

端帽23可以为环形的并且包括到中心腔室中的中心开口26。端帽23还可以包括一个或多个与中心开口侧向向外间隔开的侧开口27(通常为多个等间隔的开口)。本文中描述的示例性实施方式包括围绕端帽等间隔的八个这样的开口27。侧向向外间隔开的开口27可以优选地为到过滤器的入口，其中中心开口26充当出口。然而，相反的布置也是可以的。如图所示，外开口27与外室29流体连通，使得进入罐的流体将会流入到外室29中，穿过过滤介质进入到中心腔室25中，之后流出中心开口26。

端帽23可以包括轴向朝外的环形密封构件32，在旋压过滤器元件之后，该密封构件32将过滤器元件密封至过滤器头。

中心开口26包括螺纹连接部40，以使得过滤器元件能够被旋压到过滤器头110的互补的螺纹连接部140。中心开口26的连接部40包括至少一个轴向延伸的狭槽42，狭槽42径向离开连接部而开口。示例性过滤器元件被描述为具有四个这样的狭槽42，但是可以使用任何数目的狭槽。

该狭槽为基本上径向朝向的周向延伸的平坦部。螺纹部48从平坦部周向延伸以使得该元件能够被旋压至过滤器头的互补的螺纹部。平坦部或(延伸通过连接部的螺纹的狭槽)允许过滤器头的连接部的互补的柱销滑动通过螺纹而不干涉螺纹。换句话说，狭槽或平坦部充当键以允许过滤器元件被旋压至“锁定的”过滤器头。

狭槽42轴向延伸一直通过连接部的螺纹。在这样的示例性的过滤器元件中：其中整个连接部为螺纹的或其中狭槽的深度不同于该螺纹深度，则狭槽42可以从连接部的轴向外端延伸至该连接部的轴向内端。在狭槽径向延伸得比螺纹更深的情况下，还可以有围绕连接部的轴向内侧的周向凹槽，以便在旋转过滤器元件期间容纳过滤器头的柱销。

该狭槽被描述为具有“平坦”部。在本文中使用的平坦意味着包含任何凹陷的部分以便允许柱销穿过螺纹。具体地，该凹陷部或“平坦”可以在轴向方向和周向方向上是平坦的。可替选地，该凹陷部可以沿着轴向方向平坦，但是包括弯曲的周向表面，该弯曲的周向表面可以具有与中心开口相同的曲率半径或不同的曲率半径。

此外，在图3A中示出狭槽如仅仅在轴向方向上延伸(尽管其具有周向范围)。现在转向图3B，过滤器元件的示例性实施方式显示在210处。过滤器210基本上与上面所提到的过滤器元件10相同，并且因此相同的附图标记(但用200来索引)用于表示对应于过滤器元件中的类似结构的结构。此外，过滤器元件10的前面的描述等同地适于过滤器元件210(除了下面所注明的)。而且，在阅读和理解说明书之后将可以领会的是，过滤器元件的多个方面可以彼此替换，或在适当的情况下彼此结合而使用。具体地，过滤器元件210包括狭槽242，狭槽242为倾斜的，从而在轴向方向和周向方向上延伸，并因此形成螺旋的至少一部分，如图3B所示。

现在转向图3C，过滤器元件的示例性实施方式显示在310处。过滤器310基本上与前面所提到的过滤器元件10和210相同，并且因此相同的附图标记(但用100来索引)用于表示对应于过滤器元件中的类似结构的结构。此外，过滤器元件10和210的前面的描述等同地适于过滤器元件310(除了下面所注明的)。而且，在阅读和理解说明书之后将可以领会的是，过滤器元件的多个方面可以彼此替换，或在适当的情况下彼此结合而使用。可替选地或除了前面所描述的狭槽42或242，狭槽342可以包括一个或多个弯曲的过渡部或阶梯状的过渡部(如图3C所示)，其中，在大体上轴向方向或周向方向上延伸的部分过渡至在对立方向上延伸的部分。因此，如图所示，狭槽342可以包括第一轴向延伸部343、从第一轴向延伸部343延伸的第一周向延伸部345、和从第一周向延伸部345延伸的第二轴向延伸部347。

还可以期望的是，在过渡回到轴向向外方向之前，示例性狭槽可以从轴向向外延伸过渡至轴向向内延伸。该配置可能需要示例性过滤器在螺纹可被接合之前被推进、旋转、部分拉出、旋转以及再次被推入。这些配置仅仅作为示例给出，并且并不意味着是限制性的。

狭槽42、242、342可以以所示的等间隔方式或以非等间隔方式围绕连接部周向间隔开。当安装过滤器元件时，非等间隔可以提供单个“正确的”定位。

尽管显示为径向朝向内，连接部(以及因此的螺纹和狭槽)也可以径向朝向外并且与在过滤器头上的互补连接部啮合。

特别地参考图4，在110处显示了过滤器头的一部分。过滤器头可以为任何常规的接受旋压式过滤器的本体(例如歧管的一部分)，除了本文中所描述的不同。示例性的过滤器头包括具有螺纹部142和锁定部144的环形螺纹连接部140。锁定部144从螺纹部轴向向外延伸(离开过滤器头并且朝向过滤器元件)并且包括离开锁定部的侧壁的径向伸出的一个或多个柱销146。

如在图4中的示例性实施方式中所示，柱销可以径向向外伸出，尽管替代地它们也可以径向向内伸出。在任何情况下，柱销应当与螺纹部的螺纹在相同的径向侧。

如图所示，柱销146轮廓可以包括倒圆角的轴向拐角以便于插入到狭槽中，然而，其它的轮廓也是可以的。柱销146可以具有在其径向端部上的周向弯曲部以匹配狭槽的平坦表面的对应的周向弯曲部。可替选地，柱销146可以包括平坦的径向端部。此外，其它轮廓可以例如根据消费者的需求而提供。此外，柱销可以在轴向方向和/或周向方向上延伸，并且可以延伸为部分的或完全的螺旋类型。

此外，任何数目的柱销是可以的，其中图4显示了具有4个等间隔的柱销的配置。柱销可以等间隔地或非等间隔地设置。非等间隔可以提供待被旋压至过滤器头的过滤器元件的单个的可接受的定位。

一个或多个柱销146应当伸出足够远，以便提供针对互补的过滤器元件上的螺纹的干涉。因此，在示例性实施方式中，柱销146伸出与螺纹部142的螺纹的最大径向范围同样远或远于螺纹部142的螺纹的最大径向范围。

示例性连接部110包括中心开口150和一个或多个侧开口(未显示)，其与附接的过滤器元件的相应的开口流体连通。

现在转向图5至图7，显示为这样一系列图片：这些图片显示了示例性过滤器元件至示例性过滤器头的附接。

图5显示过滤器元件的示例性连接部40与互补的连接部140对齐。

图6显示过滤器元件的示例性连接部40与互补的连接部140对齐并且插入在互补的连接部140上。具体地，柱销146通过狭槽42插入。

图7显示过滤器元件的示例性连接部40已经旋压至互补的连接部140上。换句话说，过滤器元件现在可与过滤器头螺纹接合—柱销146已经穿过狭槽42并且在初始螺纹对齐之后，在接合方向(例如，顺时针)上相对于彼此旋转之后，相应的螺纹部彼此相互啮合。

图8显示没有狭槽42的常规的过滤器元件，其不能接受示例性过滤器头的带柱销的连接部。

现在参考图9和图10，显示了示例性过滤器头适配器410，其可被提供以允许常规的过滤器附接至示例性过滤器头。该适配器410包括键合的连接部440，相对于示例性过滤器元件的连接部，其具有前面所描述的任何特征。具体地，键合的连接部440使得过滤器适配器旋压至过滤器头110的互补的螺纹连接部140。适配器410的连接部440包括至少一个轴向延伸的狭槽442，狭槽442径向离开连接部而开口。

此外，适配器410包括螺纹过滤器连接部480，其配置成允许常规的过滤器旋压至过滤器适配器，并且从而旋压至过滤器头。

示例性过滤器连接部480显示为从键合的连接部440轴向偏置，尽管这不必是真实的，例如，在待旋压的过滤器的尺寸不同于对应的过滤器头连接部的情况下。此外，示例性过滤器连接部480显示为外螺纹，而键合的连接部440显示为内螺纹，然而，它们可被切换，或二者均为内螺纹或均为外螺纹，这取决于所期望的连接。

尽管已经针对某个实施方式或某些实施方式示出并描述了本发明，但显而易见的是，本领域的技术人员在阅读和理解该说明书和所附附图之后，可以进行等效替代和修改。特别地关于由上面所描述的元件(部件、组件、装置、组合等)执行的各种功能，除非特别说明，用于描述该元件的术语(包括提到的“手段”)意在对应于执行所描述的元件的特定功能(即，功能等效)的任何元件，尽管未在结构上等同于执行在本文中所示出的本发明的示例性实施方式或多个实施方式中的功能的所公开的结构。此外，尽管本发明的具体特征已经针对仅仅一个或数个示出的实施方式而在上面进行了描述，但是根据针对任何给定或具体应用所需要的或有利的，该特征可以与其它实施方式中的一个或多个其它特征组合。

Claims (20)

1.一种过滤器元件，包括：

过滤介质的环，所述过滤介质的环围绕中心轴线并且限定中心腔室；以及

环形端帽，所述端帽密封地接合在所述介质的端部处，所述端帽包括到所述中心腔室的中心开口、以及与所述中心开口侧向向外间隔开的侧开口，所述中心开口包括螺纹连接部以使得所述元件旋压至过滤器头的互补的螺纹连接部，所述中心开口的连接部包括至少一个轴向延伸的狭槽，所述狭槽径向离开所述连接部而开口。

2.根据权利要求1所述的过滤器元件，其中，所述至少一个轴向延伸的狭槽从所述连接部的轴向外端延伸至所述连接部的轴向内端。

3.根据前述任一项权利要求所述的过滤器元件，其中，所述至少一个轴向延伸的狭槽为围绕所述连接部而周向间隔开的至少两个轴向延伸的狭槽。

4.根据前述任一项权利要求所述的过滤器元件，其中，所述至少两个轴向延伸的狭槽为等间隔的。

5.根据前述任一项权利要求所述的过滤器元件，其中，所述连接部径向朝内。

6.根据前述任一项权利要求所述的过滤器元件，其中，所述至少一个轴向延伸的狭槽在径向上的深度与所述连接部上的螺纹的最大深度相同。

7.根据前述任一项权利要求所述的过滤器元件，其中，所述至少一个轴向延伸的狭槽从所述中心开口的轴向外端延伸至所述中心开口的轴向内端。

8.根据前述任一项权利要求所述的过滤器元件，其中，所述至少一个轴向延伸的狭槽为围绕所述连接部而周向间隔开的四个轴向延伸的狭槽。

9.根据前述任一项权利要求所述的过滤器元件，其中，所述四个轴向延伸的狭槽为等间隔的。

10.一种过滤器元件，包括：

过滤介质的环，所述过滤介质的环围绕中心轴线并且限定中心腔室；以及

环形端帽，所述端帽密封地接合在所述介质的端部处，所述端帽包括到所述中心腔室的中心开口、以及与所述中心开口侧向向外间隔开的侧开口，所述中心开口包括径向朝向的周向延伸的第一平坦部、和从所述第一平坦部周向延伸的第一螺纹部以使得所述元件旋压至过滤器头的互补的螺纹部。

11.根据前述任一项权利要求所述的过滤器元件，其中，所述第一平坦部从所述第一螺纹部的轴向外端延伸到所述第一螺纹部的轴向内端。

12.根据前述任一项权利要求所述的过滤器元件，还包括第二平坦部和第二螺纹部，所述第二平坦部周向延伸离开所述第一螺纹部的远离所述第一平坦部的周向端部，并且所述第二螺纹部周向延伸离开所述第二平坦部的远离所述第一螺纹部的周向端部。

13.根据前述任一项权利要求所述的过滤器元件，其中，所述第一螺纹部和所述第二螺纹部具有相等的周向范围。

14.根据前述任一项权利要求所述的过滤器元件，其中，所述平坦部和所述螺纹部径向朝内。

15.根据前述任一项权利要求所述的过滤器元件，其中，所述螺纹部的最大螺纹深度位置与所述第一平坦部对齐。

16.根据前述任一项权利要求所述的过滤器元件，其中，所述第一平坦部从所述中心开口的轴向外端延伸至所述中心开口的轴向内端。

17.根据前述任一项权利要求所述的过滤器元件，还包括围绕所述中心开口周向间隔的第二平坦部、第三平坦部和第四平坦部，以及围绕所述中心开口周向间隔并且分别设置在各个平坦部之间的第二螺纹部、第三螺纹部和第四螺纹部。

18.根据前述任一项权利要求所述的过滤器元件，其中，所述平坦部为等间隔的。

19.根据前述任一项权利要求所述的过滤器元件，其中，所述螺纹部为等间隔的。

20.一种过滤器组件，包括：

过滤器头，所述过滤器头具有限定连接轴线的环形螺纹连接部，以使得具有互补的螺纹连接部的过滤器元件旋压至所述过滤器头，所述过滤器头的连接部包括螺纹部和从所述螺纹部轴向向外的锁定部，所述锁定部具有至少一个径向伸出的柱销，所述柱销被设计尺寸成与所述过滤器元件的互补的螺纹连接部的螺纹干涉。