CN108093644B - 用于空气干燥器筒的螺纹 - Google Patents

Abstract

本发明涉及过滤器筒(1)与其基座(2)之间的螺纹连接，以及包括这种螺纹的过滤器筒(1)。本发明的螺纹对象的特征在于具有反向的承载牙侧(13，23)。

Description

用于空气干燥器筒的螺纹

技术领域

本发明总体上涉及一种螺纹连接，尤其涉及过滤器筒的螺纹，并且涉及包括这种螺纹的过滤器筒。更具体地，本发明的螺纹对象具有反向的承载牙侧(reversed loadflank)，这允许防止所述筒从其基座剥离。

背景技术

配备有内燃发动机的车辆包括数个在维修操作期间必须被更换的过滤器。这些过滤器通常是一次性筒，它们通过基座直接固定到发动机，或者被放置在固定于发动机的碗(bowl)或壳体中。在大多数情况下，该筒或碗以它能够被旋拧在基座上的方式螺纹连接。通常使用米制ISO标准螺纹来形成螺纹连接。也可以使用某些特定的形状，像US 7,997,842中那样。那些传统的螺纹连接允许手动拧紧所述筒或包含过滤器的所述碗。然而，那些螺纹不适合抵抗高的剥离力(ripping out force)。在持续很久的内部压力或在过压的情况下，或者在所述筒未被正确拧紧的情形下，所述筒则可能会剥离。所以，希望防止所述筒的意外剥离，同时保持手动拧紧的容易性。这对于卡车的压缩空气系统的空气干燥器过滤器筒而言尤其如此。

因此，本发明的第一目的是将所述筒或包含所述筒的碗紧固在基座上。

卡车的制动系统的空气干燥器筒尤其暴露在高脉冲压力下。该脉冲压力被传递到螺纹。这些不断重复的约束条件(constraints)可能引起螺纹连接的疲劳，并因此使空气干燥器筒从其基座开始分离。这可能限制所述筒或包括所述筒的碗的使用时间。

因此，本发明的第二目的是通过限制所述疲劳对螺纹的影响而允许延长所述筒或包含所述筒的碗的使用时间。该螺纹连接增加了一次性过滤器筒的使用寿命。这允许限制维修操作。

发明内容

本发明的螺纹以如下方式被形成：即，在被施加了剥离力的情况下，能够增加组件的结合力(cohesion)。特别地，本发明的螺纹仅在被施加剥离力期间增加该组件的结合力。本发明的螺纹被设计成：只要剥离力增加，就增加该组件的结合力。换句话说，该结合力被与剥离力的增加成比例地增加。该剥离力可以是在所述筒或包含所述筒的碗内部的压力。然而，任何趋向于使该组件的螺纹部分分离的外力都被认为是剥离力。

根据本发明的螺纹组件包括第一部分和第二部分，也被认为是公螺纹部分(malepart)和与公螺纹部分互补的母螺纹部分(female part)。该组件的母螺纹部分可以对应于所述筒或包含所述筒的碗的螺纹部分。该组件的公螺纹部分可以对应于基座的螺纹部分，所述筒被旋拧在该基座上。然而，与此相反的构造也是可以的：其中，该螺纹组件的公螺纹部分位于所述筒或包含所述筒的碗上，而该螺纹组件的母螺纹部分位于基座上。在这些构造的任一种构造中，螺纹的承载牙侧(load flank)具有反角度(reversed angle)。这意味着所述筒的螺纹部分关于所述筒的旋拧轴线被向后定向。在碗的情形中，该碗的螺纹部分关于该碗的旋拧轴线被向后定向。该旋拧轴线应理解为所述筒或包含所述筒的碗在基座上被从开口位置旋拧到抵靠基座的完全拧紧位置时的轴向方向。螺纹的承载牙侧是该螺纹组件中的承载所施加的轴向载荷的牙侧。在空气干燥器筒的情形中，承载牙侧是螺纹的其上被施加有内部空气压力的部分。由于所述筒的螺纹部分的反向倾斜，施加到所述筒的空气压力改善了基座和所述筒之间的相互作用。换句话说，当施加了内部压力时，该螺纹组件的公螺纹部分和母螺纹部分之间的接触表面趋向于增加，从而允许所述筒被更强地拧紧到基座上。此接触表面对应于该螺纹连接的第一部分的承载牙侧的表面，它与该螺纹连接的第二部分的对应的承载牙侧直接接触。另外，此接触表面可以包括该螺纹连接的第一部分的牙顶(crest)的表面，它与该螺纹连接的第二部分的牙底(root)直接接触。当该螺纹连接的所述两个部分之间的间隙减小时，尤其在该螺纹连接的第一部分的牙顶与该螺纹连接的第二部分的牙底之间的间隙减小时，所述接触表面增大。

由于承载牙侧的反角度，施加到所述筒的内部压力或任何其他剥离力的增加都趋向于使该螺纹连接的第一部分的牙顶和第二部分的牙底更靠近。在这种状况下，该螺纹连接的所述两个部分之间的间隙被最小化了。

在实践中，本发明的螺纹在剥离力被施加到所述筒时允许该螺纹连接的所述两个部分更靠近。

因此，本发明涉及一种螺纹组件，其中，承载牙侧具有反角度。该优选的组件是空气干燥器过滤器筒或包含空气干燥器过滤器筒的碗与基座的组件，所述空气干燥器过滤器筒或包含空气干燥器过滤器筒的碗被旋拧在该基座上。然而，任何需要抵抗剥离约束条件的螺纹组件也被包括在内。本发明进一步涉及包括螺纹部分的筒，由此，承载牙侧关于该筒的旋拧轴线被向后倾斜。该筒优选是一次性筒，更优选是空气干燥器过滤器筒。

本发明还包括一种车辆，该车辆配备有上述筒以及所述筒与相应基座的组件。该车辆优选是中型或重型车辆，例如卡车、公共汽车或者任何其他工业车辆。

附图说明

图1：过滤器1被旋拧在基座2上的视图；

图2：装置1的螺纹部分A的截面图；

图3：装置1和基座2的组件的截面图。

具体实施方式

本发明涉及一种装置1，其适于通过螺纹部分A连接到基座2。螺纹装置1例如是一次性过滤器或者是包括一次性过滤器的碗。装置1的螺纹部分A的轮廓包括牙顶11、牙底12、承载牙侧13和入扣牙侧(stab flank)14，根据节距p，它们被从螺纹部分A的一端螺旋状地依次排列(organize)到另一端。装置1沿着旋拧轴线X-X'被旋拧在基座2上。承载牙侧13被以如下方式相比于旋拧方向X-X’向后定向：即，当压力P或任何其他剥离力被施加到装置1时，则力F被向内地定向，并且增加了装置1和基座2之间的结合力。承载牙侧13的这种向后定向由与经过牙底12且平行于旋拧轴线X-X’的轴线形成的锐角来限定。在承载牙侧13和相邻的牙底12之间的角度可以被包括在45°和90°之间，更优选在60°到80°之间。承载牙侧的这种向后定向的特征还在于与垂直于旋拧轴线X-X’的轴线Y形成的角度β。角度β可以被包括在大约15°和大约45°之间。角度β有利地被包括在大约20°和大约45°之间。角度β优选包括在25°和35°之间。

入扣牙侧14也以如下方式关于旋拧方向X-X’被向后定向：即，它与相邻的牙底12或者与经过牙底12且平行于旋拧轴线X-X’的轴线形成钝角。入扣牙侧14与相邻的牙底12之间的角度优选被包括在95°和160°之间，更优选在100°和120°之间。牙顶11的定向的特征还在于入扣牙侧14与垂直于旋拧轴线X-X’的轴线Y’形成角度γ的事实。角度γ可以被包括在大约15°和大约50°之间。它有利地被包括在大约20°和大约45°之间。角度γ优选被包括在25°和40°之间。

承载牙侧13和入扣牙侧14可以彼此平行，这意味着角度β和γ是相同的。可以有利的是γ大于β，以牙顶11的厚度从其基部到其外侧端减小的方式。这种较厚的基部对螺纹提供更多的阻力。在一个优选的方面，γ比β大10％到20％。

牙顶11的末端可以被圆化。有利地，牙顶11以其末端设有平坦部分q的方式被斜切(beveled)，以其末端设有平坦部分q的方式。平坦部分q允许装置1的螺纹部分A的牙顶11与基座2的螺纹部分的牙底22之间的间隙。其优点在于：当拧紧或松开装置1时，在螺纹的该部分中不提供阻力。进一步的优点在于：在压力P或任何其他剥离力足够强地对该螺纹加压(stress)的情况下，有足够的空间允许牙顶11朝着基座2的螺纹的牙底22移动。因此，承载牙侧13与基座2的承载牙侧23之间的接触表面增加了，并且该组件的强度增强了。平坦部分q与旋拧轴线X-X’形成被包括在大约5°和大约30°之间的角度θ。角度θ优选被包括在大约10°和大约20°之间。平坦部分q可以从承载牙侧13延伸到入扣牙侧14或者从承载牙侧13延伸到牙顶11上的中间位置，从而提供了牙顶11的角状形状(angular shape)。平坦部分q优选从承载牙侧13延伸到大约牙顶11的中间。

基座2的螺纹与装置1的螺纹以如下方式互补：即，装置1能够被旋拧在基座2上并形成一个组件，如图3所示。特别地，基座2的螺纹部分的轮廓包括牙顶21、牙底22、承载牙侧23和入扣牙侧24。牙顶21可以设有平坦部分q’，其中，q’能够与旋拧轴线X-X'或任何其他平行轴线形成被包括在大约5°和大约30°之间的角度，优选在大约10°和大约20°之间。平坦部分q’可以从承载牙侧23延伸到入扣牙侧24，或者从承载牙侧23延伸到牙顶21上的中间位置。平坦部分q’优选从承载牙侧23延伸到大约牙顶21的中间。

在该组件中，基座2的螺纹部分具有在牙顶21的外侧末端上确定的外径D、以及在牙底22的最内侧部(fund)中确定的内径D1。根据以下规则来限定D1：

D1＝D-X*p，

其中

D是在牙顶21的末端上确定的、基座2的螺纹部分的外径，

D1是在牙底22的最内侧部中确定的、基座2的螺纹部分的内径，

X是被包括在1和2之间的变量，优选在1.2和1.8之间，更优选在1.3和1.5之间，并且

P表示螺纹的节距。

D可以被包括在大约20mm和大约500mm之间，这取决于该过滤装置的尺寸和/或形状。它优选被包括在大约30mm和大约50mm之间。它更优选被包括在大约35mm和大约45mm之间。

在该组件中，装置1的螺纹部分A具有在牙底12的最内侧部中确定的内径D2、以及在牙顶11的末端处确定的外径D3。根据以下规则来限定D3：

D3＝D2-X*p，

其中

D3表示在牙顶11的末端处确定的、螺纹部分A的外径，

D2表示在牙底12的最内侧部中确定的、装置1的螺纹部分A的内径，

X表示被包括在1和2之间的变量，优选在1.2和1.8之间，更优选在1.3和1.5之间，并且

p表示螺纹的节距，并且

其中，D2＝D+J

其中，J表示装置1和基座之间的间隙。

该组件借助于装置1的承载牙侧13与基座2的承载牙侧23之间的接触区域而被保持。必须注意，在该组件中，牙顶11的平坦部分q和牙顶21的平坦部分q’可以增加或减少装置1和基座2之间的接触区域，这取决于平坦部分q和q’在对应的牙顶11和21上的角度θ和/或延伸范围。因此，以如下方式确定该平坦部分q和q’：即，使得装置1和基座2之间的接触区域至少是线接触。优选地，q和q’是对称的，这意味着所述接触区域至少是对应于中径Dm的线，其中

承载牙侧13和承载牙侧23之间的接触区域能够以Dm为中心(around)变宽到距离d’，该距离d’对应于2个平坦部分q和q’之间的距离。距离d’的最大值为

距离d’可以根据施加到该组件上的压力P而变化。由于角度β，力F的至少一部分指向内侧并允许增加距离d’，因此增加了装置1和基座2之间的接触区域。

Claims (14)

1.一种螺纹装置(1)，所述螺纹装置(1)具有牙顶(11)、牙底(12)、承载牙侧(13)、入扣牙侧(14)和节距(p)，其中，所述牙顶(11)相比于旋拧轴线(X-X’)被向后定向，并且其中，所述承载牙侧(13)与垂直于所述旋拧轴线(X-X’)的轴线(Y)形成角度β，

其特征在于，所述角度β被包括在15°和45°之间，并且所述牙顶(11)以所述牙顶(11)的末端设有平坦部分(q)的方式被斜切。

2.根据权利要求1所述的螺纹装置(1)，其中，所述入扣牙侧(14)与垂直于所述旋拧轴线(X-X’)的轴线(Y’)形成角度γ，其中γ被包括在20°和50°之间，并且其中γ大于β。

3.根据权利要求1或2所述的螺纹装置(1)，其中，所述牙顶(11)设有平坦部分(q)，所述平坦部分(q)与所述旋拧轴线(X-X’)或平行于所述旋拧轴线(X-X’)的轴线形成角度θ，其中，θ被包括在0°和30°之间。

4.根据权利要求1或2所述的螺纹装置(1)，其中，所述螺纹装置是过滤器或包括过滤器的壳体。

5.根据权利要求4所述的螺纹装置(1)，其中，所述过滤器是空气干燥器过滤器筒。

6.一种螺纹组件，包括：

·螺纹装置(1)，所述螺纹装置(1)包括牙顶(11)、牙底(12)、承载牙侧(13)、入扣牙侧(14)，其中，所述牙顶(11)相比于旋拧轴线(X-X’)被向后定向，并且所述螺纹装置(1)具有内径D2和外径D3，

·螺纹基座(2)，所述螺纹基座(2)包括牙顶(21)、牙底(22)、入扣牙侧(24)和承载牙侧(23)，其中，所述牙顶(21)被朝着所述螺纹装置(1)的旋拧方向定向，并且所述螺纹基座(2)具有内径D1和外径D，

其中，D1＝D–X*p，D3＝D2–X*p，并且D2＝D+J，

其中，X表示被包括在1和2之间的变量，

p表示螺纹的节距，并且

J表示间隙，

其特征在于，至少所述螺纹装置的所述牙顶(11)以所述牙顶(11)的末端设有平坦部分(q)的方式被斜切。

7.根据权利要求6所述的螺纹组件，其中，所述螺纹装置(1)的所述承载牙侧(13)和所述螺纹基座(2)的所述承载牙侧(23)均与垂直于所述旋拧轴线(X-X’)的轴线(Y)形成角度β，并且其中，β被包括在15°和45°之间。

8.根据权利要求7所述的螺纹组件，其中，所述螺纹装置(1)的所述入扣牙侧(14)和所述螺纹基座(2)的所述入扣牙侧(24)均与垂直于所述旋拧轴线(X-X’)的轴线(Y’)形成角度γ，并且其中，γ被包括在15°和50°之间。

9.根据权利要求8所述的螺纹组件，其中，γ大于β。

10.根据权利要求6至9中的任一项所述的螺纹组件，其中，所述螺纹装置(1)的所述承载牙侧(13)与所述螺纹基座(2)的所述承载牙侧(23)之间的接触区域至少是对应于中径Dm的线，其中，

11.根据权利要求10所述的螺纹组件，其中，所述螺纹装置(1)的所述承载牙侧(13)与所述螺纹基座(2)的所述承载牙侧(23)之间的接触区域以Dm为中心在距离d’上延伸，其中，

12.根据权利要求6至9中的任一项所述的螺纹组件，其中，所述螺纹装置(1)是过滤器或包括过滤器的壳体。

13.根据权利要求12所述的螺纹组件，其中，所述过滤器是空气过滤器筒。

14.一种车辆，其配备有根据权利要求1至5中的任一项所述的螺纹装置(1)和根据权利要求6至13中的任一项所述的螺纹组件。

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