CN109092558B - 用于制造电过滤器的制造方法及相关的电过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造电过滤器(1)的制造方法及相关电过滤器，所述电过滤器(1)用于分离气体与油滴的混合物，包括：至少一个本体(2)，包括至少一个油/气体分离室(3)；至少一个发射电极(8)；以及至少一个集电电极(9)，由导电塑料材料制成；所述制造方法至少包括下列步骤：实施第一注射循环A，包括注射所述集电电极(9)的至少一个步骤a.1；实施包覆成型循环B，至少包括下列步骤：步骤b.1，将所注射的所述集电电极(9)转移至同一所述模具的第二腔体中或另一模具的腔体中；步骤b.2，利用电绝缘塑料材料将所述本体的至少所述油/气体分离室(3)至少包覆成型在所述集电电极(9)上。

Description

用于制造电过滤器的制造方法及相关的电过滤器
技术领域
本发明涉及源自于机动车辆的内燃机的混合物中的油与气体的分离的技术领域。具体地，机动车辆指客车、多用途车辆、或诸如卡车等工业用车辆。在操作中，内燃机产生曲轴气体(crank gas)，曲轴气体形成具体包括悬浮在气体中的油滴的烟雾状混合物。油滴源自于连接杆与曲柄轴到曲柄箱内包含的油中的喷溅。气体源自于气缸与活塞之间的泄漏物；这些泄漏物有时被称为“渗漏气体(gas blow-by)”。为了将油重新注射到内燃机中，必须分离油与气体。
更具体地，本发明涉及通过被称为电过滤器的电过滤进行分离的系统的领域。这些电过滤器可被集成到端盖中并且形成被称为“内置”于端盖中的分离器或形成独立的分离器。
背景技术
从文献FR3026660 A1中已知一种电过滤器，包括：分离室；油回收室，连接至分离室；至少一个发射电极和指示一个集电电极，分别延伸至分离室中；电子单元，连接至发射电极和集电电极；以及压降生成元件，设置在分离室中，当气体在分离室的入口与出口之间流动时，压降生成元件被构造成产生压降。该文献所提供的电过滤器包括多个组装部件，这使得制造复杂。
进一步地，例如，由于安装，由导电材料涂覆的塑料材料制成或完全由导电材料(金属)制成的电极以一定的间隙定位在分离/回收室中，这具有可能使得液体(例如，具有与终端水平处的空气不同的电性质的水、油、酸)渗透的缺点。渗透的液体可能沿着电线向上直至发电机(generator，发生器)的终端而积滞或迁移，这使得在发电机的终端之间产生电流，干扰发电机和电过滤器的操作。
进一步地，在金属电极的情况下，出现氧化问题。
发明内容
本发明旨在解决上述缺点中的全部或部分。
本发明的目标是提供一种用于制造电过滤器的方法，该电过滤器用于分离源自于内燃机的气体与油滴的混合物，所述电过滤器包括：
至少一个本体，包括至少一个油/气体分离室；
至少一个发射电极；以及
至少一个集电电极，由导电塑料材料制成；
制造方法至少包括下列步骤：
实施第一注射循环A，第一注射循环A包括将导电塑料材料的集电电极注射到模具的第一腔体中的至少一个步骤a.1；
实施包覆成型循环B，包覆成型循环B至少包括下列步骤：
步骤b.1：将所注射的集电电极转移至同一模具的第二腔体中或另一模具的腔体中；
步骤b.2：利用电绝缘塑料材料将至少本体的油/气体分离室至少包覆成型(overmold，二次成型)在集电电极上。
至少对于集电电极使用导电塑料允许简化电极与电过滤器的构造与制造。优选地，所使用的导电塑料材料是属于聚酰胺或其衍生物系列的材料(即，包括高分子的酰胺族的任何聚合物，诸如，脂肪族聚酰胺(PA6、PA66、P12等)、聚邻苯二甲酰胺聚酰胺(PPA)等)。仍更优选地，所使用的导电塑料材料是利用碳粉末或碳纤维填充的聚酰胺或利用金属粉末或金属纤维填充的聚酰胺。
进一步地，与金属电极相比较，该使用允许节省重量。此外，与将其部件进行组装的金属电极相比较，因为塑料电极的全部部件(跳线、连接电线、电极)被整体制成一件，所以这允许避免部件之间的故障接触的问题。最后，与金属电极相比较，降低了塑料电极的氧化的风险。
进一步地，与常规的组件相比较，由于采用包覆成型，根据本发明的制造方法允许限制部件之间的间隙，并且因此允许改善部件彼此的接触，这提高了电过滤器的导电部件与绝缘部件之间的密封性并且避免如果存在密封缺陷而可能产生的电极的导电性干扰。
而且，在该实例中，由于采用包覆成型并且通过使用导电塑料材料，用于获得在该情况下为电过滤器的终产品的操作的次数急剧减少。
根据本发明的实施方式，在注射旨在形成第二电过滤器的电极的第一循环A的同时，执行用于形成第一电过滤器的包覆成型循环B。
由此，在具有不同工作位置的同一模具内，利用导电塑料材料可以执行一次或若干次注射并且可以使得绝缘材料在注射有导电塑料的部件上包覆成型。
根据本发明的实施方式，在包括至少两个挤压机的双材料压机中执行电过滤器的制造，第一挤压机被构造成用于注射导电塑料材料，例如，利用碳纤维填充的聚酰胺，并且第二挤压机被构造成用于利用电绝缘材料(例如，优选利用玻璃纤维填充至30％的聚酰胺66)包覆成型。由此，由于组成材料中填充的玻璃纤维的存在，由于发动机产生的振动和热量而必须耐受机械和热应力的绝缘部分更具耐受力。
根据本发明的实施方式，在方法的起始阶段，操作初始注射循环，而不同时实施包覆成型循环。
根据本发明的实施方式，集电电极包括在步骤a.1连接至彼此并且被整体制成一件的两个板件。
更具体地，集电电极的板件被布置成彼此相对并且通过顶面连接，板件的顶面上优选布置了集电电极的跳线。在该构造中，集电电极具有倒置U状的整体形状。
根据本发明的另一实施方式，集电电极是去掉了前面和后面的开口箱(open box)的形式。更具体地，集电电极的两个板件通过顶面和与顶面相对的底面连接至彼此。在另一构造中，集电电极具有O状的整体形状。
该构造的益处在于具有一个单一的一体化模制部件，制造更简便。
更具体地，集电电极包括后面、与两个板件对应的两个侧面、上面形成有从顶面突出的跳线的顶面、以及与顶面相对的底面。有利地，凹口形成在顶面上并且在集电电极的开口面上敞开。
根据本发明的实施方式，优选地，通过机器人执行转移步骤b.1。
根据本发明的实施方式，发射电极由诸如金属或导电塑料材料等导电材料制成。
根据本发明的实施方式，发射电极可以包括电线或触点(point)。
根据本发明的实施方式，第一注射循环A包括利用导电塑料材料将发射电极注射到模具的第三腔体中或注射到另一模具中的附加步骤a.2。
根据本发明的实施方式，步骤a.2之后是从被注射的模具中移除所注射的发射电极的步骤a.3，或步骤a.2之后是将所注射的发射电极转移至模具的第二腔体中的步骤b.1-2。
根据本发明的实施方式，如果该方法实施步骤b.1-2，则在包覆成型步骤b.2中，在位于模具的第二腔体内，在发射电极及集电电极上包覆成型至少分离室。
有利地，在两个电极上包覆成型能够使得发射电极相对于集电电极的相对位置具有良好的重复性和准确性。确实，为了不使得一侧比另一侧的电离现象更为明显，具有相对于电过滤器的对称平面对称的电场很重要。通过实验观察到，不对称性降低了电过滤器的击穿电压，降低了电过滤器的效能。击穿电压与在两个电极之间的最小距离的水平处出现的电弧对应。
根据本发明的实施方式，制造方法包括在第一注射循环A或包覆成型循环B的同时或之后或之前实施第二注射循环C。
根据本发明的实施方式，制造方法包括至少在包覆成型循环B之后实施至少一个组装循环D。
根据本发明的实施方式，如果该方法实施步骤a.3，则组装循环D包括将发射电极与电过滤器的包覆成型本体进行组装的至少一个步骤d.1。优选地，步骤d.1由通过接合或通过焊接或通过夹持的组装构成。
根据本发明的实施方式，在模具之外执行组装循环D。
根据本发明的实施方式，电过滤器的本体进一步包括油回收室。
根据本发明的实施方式，回收室由电绝缘塑料材料制成。
根据本发明的实施方式，除非实施步骤b.1-2，否则，在步骤b.2，可以利用分离室包覆成型回收室。
可替代地，根据本发明的实施方式，第二注射循环包括注射分离室的步骤c.1，在第一注射循环A的任意一个步骤的同时或在包覆成型循环B的任意一个步骤期间，可以执行步骤c.1。
根据本发明的实施方式，如果该方法实施步骤c.1，则组装循环包括将分离室与电过滤器的包覆成型本体进行组装的步骤d.2。优选地，步骤d.2由通过接合或通过焊接或通过夹持的组装构成。
根据本发明的实施方式，电过滤器的本体进一步包括旨在与传送气体以进行处理的管道协作的气体入口连接部。
根据本发明的实施方式，连接部由电绝缘塑料材料制成。
根据本发明的实施方式，连接部包括入口与布置在入口的任一侧上的两个分支部。
根据本发明的实施方式，连接部的分支部布置在分离室中。
有利地，连接部的两个分支部以与集电电极的顶面和底面接触的方式布置在集电电极内，这允许避免集电电极的顶面和底面集聚油滴。
由此，油仅集聚在集电电极的板件上，通过使得集聚的油以膜形式流动或通过重力效应及板件上的气流的速度形成滴流，允许控制油集聚的位置。由于对油集聚的控制，更易于定位油出口孔口。
根据本发明的实施方式，在步骤b.2中使得所述气体入口连接部与分离室、或与分离室和回收室包覆成型。
可替代地并且根据本发明的实施方式，第二注射循环C包括注射气体入口连接部而不使气体入口连接部包覆成型的步骤c.2。在第一注射循环A的任一步骤的同时或在包覆成型循环B的任一步骤期间或在步骤c.1的同时可以执行步骤c.2。
根据本发明的实施方式，如果该方法实施步骤c.2，则组装循环D包括将气体入口连接部与电过滤器的包覆成型本体进行组装的步骤d.3。优选地，步骤d.3由通过接合或通过焊接或通过夹持的组装构成。
根据本发明的实施方式，电过滤器的本体进一步包括旨在容纳发电机的外壳，发电机旨在与发射电极和集电电极接结合。
根据本发明的实施方式，外壳由电绝缘塑料材料制成。
根据本发明的实施方式，在步骤b.2中利用分离室、或利用分离室和回收室、或利用分离室和回收室以及气体入口连接部使得外壳包覆成型。
可替代地并且根据本发明的实施方式，第二注射循环C包括注射气体入口连接部而不使气体入口连接部包覆成型的步骤c.3。在第一注射循环A的任一步骤的同时或在包覆成型循环B的任一步骤期间或在步骤c.1和/或c.2的同时可以执行步骤c.3。
根据本发明的实施方式，如果该方法实施步骤c.3，则组装循环D包括将外壳与电过滤器的包覆成型本体进行组装的至少一个步骤d.4。优选地，步骤d.4由通过接合或通过焊接或通过夹持的组装构成。
根据本发明的实施方式，电过滤器的本体进一步包括含经过处理的油的出口的盖，所述盖被构造成封闭油回收室。
根据本发明的实施方式，盖由绝缘塑料材料制成。
根据本发明的实施方式，第二注射循环C包括注射盖而不使盖包覆成型的步骤c.4。在第一注射循环A的任一步骤的同时或在包覆成型循环B的任一步骤期间可以执行步骤c.4。
根据本发明的实施方式，在步骤c.4期间，可以将盖注射到与注射循环A的其他部件相同的同一模具中、注射到另一腔体中，或注射到不同的模具中。
根据本发明的实施方式，如果该方法实施步骤c.4，则组装循环D包括将盖与电过滤器的包覆成型本体进行组装的至少一个步骤d.5。优选地，步骤d.5由通过接合或通过焊接或通过夹持的组装构成。
根据本发明的实施方式，获得的电过滤器可以被集成到端盖上或独立于端盖。
更具体地，根据本发明的实施方式，端盖的壁形成电过滤器的本体。
本发明还覆盖用于分离源自于内燃机的气体与油滴的混合物的电过滤器，电过滤器包括：
本体，包括至少一个油/气体分离室；
至少一个发射电极，定位在本体的分离室中；
至少一个集电电极，定位在本体的分离室中，至少集电电极由导电塑料材料制成；
其中，本体的至少分离室包覆成型在至少集电电极上。
附图说明
通过与根据本发明的实施方式有关、作为非限制性实施例给出并且参考所附示意性附图说明的下文描述，本发明将更易于理解，在所附附图中，使用相同的参考标号对应结构和/或功能相同或相似的元件。下面列出了所附的示意图：
图1是根据本发明的第一实施方式的电过滤器的立体图，
图2是根据第一实施方式的变形的在集电电极上包覆成型(制造方法中的步骤b.2)的电过滤器的本体的立体图，
图3是根据第一实施方式的变形的在集电电极上包覆成型的电过滤器的本体的局部细节仰视图，
图4是根据第一实施方式的电过滤器的分解立体图，
图5是根据本发明的制造方法的步骤a.1和a.2制造的发射电极和集电电极的立体图，
图6是根据第二实施方式的在电极上包覆成型的电过滤器的本体的一部分的立体图，
图7是根据第二实施方式的电过滤器的立体图，
图8示出了根据第一实施方式的电过滤器的截面图，
图9示出了根据本发明的至少部分地形成电过滤器的发动机端盖，
图10是第一实施方式的制造方法的步骤的示意图，
图11是第一实施方式的变形的制造方法的步骤的示意图，
图12是第二实施方式的制造方法的步骤的示意图。
具体实施方式
与实施方式无关，根据本发明的电过滤器1被构造成分离源自于内燃机的气体与油滴的混合物。电过滤器1包括具有至少一个油/气体分离室3、油回收室4的本体2。
与实施方式无关，分离室3与回收室4由电绝缘塑料材料制成。
进一步地，并且与实施方式无关，电过滤器1包括定位在本体2的分离室3中的至少一个发射电极8和定位在本体2的分离室3中的至少一个集电电极9。
与实施方式无关，并且如图4中示出的，发射电极8包括跳线8a、触点8c、以及被构造成与互补保持元件6b协作的保持元件8b，互补保持元件6b形成在本体2的一部分上，并且更具体地，形成在后面将要详述的连接部6上。
进一步地并且与实施方式无关，集电电极9是如图4和图5中示出的去掉了前面和后面的开口箱的形式，因此，待处理的气体经过集电电极内并且被点状的发射电极电离。更具体地，集电电极9的两个板件9a、9b通过顶面和与顶面相对的底面连接至彼此，顶面上形成有从顶面突出的跳线9c。
有利地，凹口形成在顶面上并且朝集电电极9的包围空间9d敞开。
与实施方式无关，集电电极9由导电塑料材料制成，例如，利用碳纤维填充的聚酰胺。
与实施方式无关，发射电极8由导电塑料材料制成，例如，利用碳纤维填充的聚酰胺。
与实施方式无关，电过滤器1进一步包括气体入口连接部6，气体入口连接部6旨在与传送气体进行处理的管道协作(未示出)并且如图1、图2、图4、图6、以及图7中所示。优选地，连接部6由电绝缘塑料材料制成。连接部6包括旨在与管道协作的气体入口6a。进一步地并且如图4所示，连接部3包括布置在入口6a的任一侧上的两个分支部6c。一个分支部6c设置有旨在与发射电极8的保持元件8b协作的互补保持元件6b。如图8中示出的，当组装和包覆成型后，连接部6的分支部6c布置在分离室3中。有利地，连接部6的两个分支部6c以与集电电极9的顶面和底面接触的方式布置在形成集电电极的敞开的平行六面体内，这允许避免集电电极9的顶面和底面集聚油滴。由此，油仅集聚在集电电极9的侧向板件9a、9b上，通过使得集聚的油以膜形式流动或通过重力效应及板件9a、9b上的气流的速度形成滴流而允许控制油集聚的位置。由于对油集聚的控制，更易于定位油出口孔口7b。
与实施方式无关，电过滤器1包括旨在容纳发电机的外壳5，发电机旨在与发射电极8和集电电极9结合。更具体地，如图4所示，分离室3包括成形为接收外壳5的接收元件3a。外壳5包括与分离室3的接收元件3a协作的协作部分5b和旨在接收发电机(未示出)的周缘保持凸缘5a。优选地，外壳5由电绝缘塑料材料制成。
与实施方式无关，电过滤器1进一步包括包含回油管道7a或油出口管道的盖7。盖7成形为封闭油回收室4。如图4中示出的，盖7包括将回收室4与回油管道7a流体连接的油出口孔口7b。
与实施方式无关，如图9中示出的，至少根据本发明的电过滤器1的本体2形成端盖100的壁的一部分。
通过各种方式可以制造根据本发明的电过滤器1。附图示出了两个可能的实施方式，但是，其他未示出的实施方式也是可能的。
现将根据图10和图11的简图并且参考图1至图4描述第一实施方式及第一实施方式的变形。
为了制造根据第一实施方式的电过滤器1，实施第一注射循环A，其中根据注射步骤a.1将集电电极9注射到模具的第一腔体中。并行地(之后、之前、或同时)，根据注射步骤a.2将发射电极8注射到另一模具中或同一模具的第三腔体中。然后，根据移除步骤a.3从被注射到其中的模具中移除发射电极8，并且并行地(之后、之前、或同时)，根据转移步骤b.1，将集电电极9转移至模具的第二腔体中。之后，根据包覆成型循环B，根据包覆成型步骤b.2，将本体2的分离室3和回收室4在模具的第二腔体中包覆成型在集电电极9上。
作为该第一实施方式的可替代方案并且如图2和图3中示出的，根据包覆成型步骤b.2，将本体2的分离室3、回收室4、外壳5、连接部6在模具的第二腔体中包覆成型在集电电极9上。
根据第一实施方式并且根据第二注射循环C，通过与第一注射循环A或包覆成型循环B并行(之后、之前、或同时)执行的塑料注射步骤c.3获得外壳5。进一步地，通过与第一注射循环A或包覆成型循环B并行(之后、之前、或同时)执行的塑料注射步骤c.2获得连接部3。进一步地，通过与第一注射循环A或包覆成型循环B并行(之后、之前、或同时)执行的塑料注射步骤c.4获得盖7。可以连续或同时执行这些注射步骤(步骤c.2、c.3、c.4)。
之后，根据第一实施方式，实施组装循环D，其中，通过接合或焊接或夹持将外壳5(步骤d.4)、连接部6(步骤d.3)、盖7(步骤d.5)、以及发射电极8(步骤d.1)组装在包覆成型的本体2上。可以连续或同时执行这些组装步骤(步骤d.1、d.3、d.4、d.5)。
根据第一实施方式的变形，在包覆成型之后，实施组装循环D，在组装循环D中，通过接合或焊接或夹持将发射电极8(步骤d.1)和盖7(步骤d.5)进行组装，通过与第一注射循环A或包覆成型循环B并行(之后、之前、或同时)执行的塑料注射步骤c.4获得盖7。可以连续或同时执行这些组装步骤(步骤d.1、d.5)。
现将根据图12中的简图并且参考图5至图7描述第二实施方式。
为了制造根据第二实施方式的电过滤器1，实施第一注射循环A，其中根据注射步骤a.1将集电电极9注射到模具的第一腔体。并行地(之后、之前、或同时)，根据注射步骤a.2，将发射电极8注射到同一模具的第三腔体中。然后，根据转移步骤b.1，将集电电极9转移至模具的第二腔体中，并且根据转移步骤b.1-2，将发射电极8转移至模具的第二腔体中。之后，根据包覆成型循环B，根据包覆成型步骤b.2，将分离室3、外壳5、以及连接部6在模具的第二腔体中包覆成型在集电电极9和发射电极8上。
根据第二实施方式，实施第二注射循环C，在第二注射循环C中，通过与第一注射循环A或包覆成型循环B并行(之后、之前、或同时)的塑料注射步骤c.4获得盖7，并且通过与第一注射循环A或包覆成型循环B并行(之后、之前、或同时)执行的塑料注射步骤c.1获得回收室4。可以连续或同时执行这些注射步骤(步骤c.1、c.4)。
之后，实施组装循环D，其中，通过接合或焊接或夹持将回收室(步骤d.2)、盖7(步骤d.5)组装在包覆成型的本体2上。可以连续或同时执行这些组装步骤(步骤d.2、d.5)。
当然，本发明并不局限于所附附图中描述及示出的实施方式。在不背离本发明的范围的情况下，具体地，可以更改关于各个元件的构成或通过技术等同物来替换。

Claims (10)

1.一种用于制造至少一个电过滤器的制造方法，所述电过滤器用于分离源自于内燃机的气体与油滴的混合物，所述电过滤器包括：
至少一个本体（2），包括至少一个油/气体分离室（3）；
至少一个发射电极（8）；以及
至少一个集电电极（9），由导电塑料材料制成；
所述制造方法包括下列步骤：
实施第一注射循环A，所述第一注射循环A包括将导电塑料材料注射到模具的第一腔体中以形成所注射的集电电极的步骤a.1；
实施包覆成型循环B，所述包覆成型循环B包括下列步骤：
步骤b.1：将所注射的所述集电电极（9）转移至所述模具的第二腔体中或转移至另一模具的腔体中；
步骤b.2：利用电绝缘塑料材料将所述至少一个油/气体分离室（3）至少包覆成型在所注射的所述集电电极（9）上。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，在旨在用于制造第二电过滤器的所述第一注射循环A的同时，执行用于制造第一电过滤器的所述包覆成型循环B。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，所述第一注射循环A包括附加步骤a.2：将导电塑料材料注射到所述模具的第三腔体中或注射到另一模具中以形成所注射的发射电极。
4.根据权利要求3所述的制造方法，其中，步骤a.2之后是步骤a.3：从已经形成所注射的所述发射电极的所述模具中移除所注射的所述发射电极（8），或者，在步骤a.2之后是步骤b.1-2：将所注射的所述发射电极转移至所述模具的所述第二腔体中。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其中，如果所述制造方法实施了步骤b.1-2，则在包覆成型的所述步骤b.2中，将所述至少一个油/气体分离室（3）在所述模具的所述第二腔体内至少包覆成型在所注射的所述发射电极和所注射的所述集电电极上。
6.根据权利要求1所述的制造方法，包括第二注射循环C，所述第二注射循环C包括将塑料材料注射到模具中以形成用于所述电过滤器的盖（7），所述第二注射循环C在所述第一注射循环A或所述包覆成型循环B的同时或之后或之前实施。
7.根据权利要求1所述的制造方法，包括组装循环D，所述组装循环D包括将盖（7）组装在所述至少一个本体（2）上，所述组装循环D至少在所述包覆成型循环B之后实施。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其中，所述第一注射循环A包括附加步骤a.2：将导电塑料材料注射到所述模具的第三腔体中或注射到另一模具中以形成所注射的发射电极，
其中，步骤a.2之后是步骤a.3：从已经形成所注射的所述发射电极的所述模具中移除所注射的所述发射电极，或者，在步骤a.2之后是步骤b.1-2：将所注射的所述发射电极转移至所述模具的所述第二腔体中，
并且其中，如果所述制造方法实施了步骤a.3，则所述组装循环D包括将所注射的所述发射电极与所述电过滤器的所述至少一个本体（2）组装的至少一个步骤d.1。
9.一种电过滤器，用于分离源自于内燃机的气体与油滴的混合物，所述电过滤器通过根据权利要求1至8中任一项所述的制造方法获得，并且所述电过滤器包括：
至少一个本体（2），包括至少一个油/气体分离室（3）；
至少一个发射电极（8），定位在所述至少一个本体（2）的所述至少一个油/气体分离室（3）中；
至少一个集电电极（9），定位在所述至少一个本体（2）的所述至少一个油/气体分离室（3）中，所述至少一个集电电极（9）由导电的塑料材料制成，
其特征在于，所述至少一个本体的所述至少一个油/气体分离室（3）至少包覆成型在所述至少一个集电电极（9）上。
10.根据权利要求9所述的电过滤器，其中，所述至少一个集电电极（9）包括彼此连接并且被整体制成一件的两个板件（9a, 9b）。
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