CN110418675A - 包括用于联接到流体滤芯的连接器的系统、流体滤芯以及用于生产该流体滤芯的方法 - Google Patents

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Abstract

本披露内容涉及一种用于与将滤筒或滤芯连接到流体消耗机器一起使用的新的快速连接的卡口型联接布置。有利的是，通过修改端盖上的螺纹以便包括合理布置的无干扰节段，可以提供联接布置的特征，同时保持与基于螺丝螺纹的系统的向后兼容性。因此，所披露的流体滤芯不仅能够安装在根据本披露内容的系统上，而且还能够安装在具有基于螺纹的连接器的现有技术系统上。

Description

包括用于联接到流体滤芯的连接器的系统、流体滤芯以及用 于生产该流体滤芯的方法
相关申请
本申请要求于2017年3月20日提交的美国临时申请序列号62/473,806的优先权，其全部内容通过引用结合在此。
发明领域
本发明涉及一种包括用于联接到流体滤芯的连接器的系统、一种流体滤芯以及一种用于生产该流体滤芯的方法。该系统尤其可以是空气过滤子系统，该空气过滤子系统具有用于接收可更换的空气滤芯的连接器。
背景技术
需要供应经过滤的空气以便于其运行的系统(诸如内燃发动机)以及在其运行期间易于使得空气装载有颗粒杂质的系统(诸如钻机和土方移动设备)通常具有用于接收可更换的空气滤芯的连接器。已知的连接器具有阳螺丝螺纹类型，从而需要具有阴螺丝螺纹的滤芯，反之亦然，滤芯必须通过滤芯的多次完整旋转来拧上。这些系统可以具有顶部负载或底部负载类型。
需要一种连接系统，该连接系统允许较少麻烦的安装过程，同时保持与现有设备的向后兼容性。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种系统，该系统包括用于联接到流体滤芯的连接器，该流体滤芯包括设有第一联接装置的端盖，该连接器包括第二联接装置；其中，所述第一联接装置包括基本上圆柱形的孔口，该孔口具有由被无干扰节段中断的多个螺纹节段组成的内螺纹图案，并且所述第二联接装置包括基本上圆柱形的突起，该突起具有由被无螺纹节段中断的多个螺纹节段组成的外螺纹图案，反之亦然；其中，所述无螺纹节段沿着所述基本上圆柱形的突起的圆周分布，以便当所述基本上圆柱形的孔口和所述基本上圆柱形的突起在一组预定相对角度位置范围中的一个范围中时，仅允许所述基本上圆柱形的孔口滑过所述基本上圆柱形的突起，而在所述基本上圆柱形的突起的所述螺纹节段和所述基本上圆柱形的孔口的所述螺纹节段之间没有干扰；并且其中，所述基本上圆柱形的突起的所述螺纹节段被布置为当所述基本上圆柱形的孔口已经通过旋转滑过所述基本上圆柱形的突起时，允许与所述基本上圆柱形的孔口的所述螺纹节段接合。
本发明尤其基于本发明人的认识，即卡口联接器的优点(特别是，与拧接式联接器相比更快附接/拆卸)可以通过修改端盖上的螺纹以便包括合理布置的无干扰节段来实现，同时保持与基于螺丝螺纹的系统的向后兼容性。因此，根据本发明的流体滤芯可以安装在根据本发明的系统上，但是也可以安装在现有技术的具有基于螺纹的连接器的系统上。本文使用的术语“流体过滤器”包括气体(包括空气)过滤器和液体过滤器。
无干扰节段可以例如是没有螺纹的节段(即，在螺纹图案中存在中断)，或者是相对于端盖的剩余部分径向移位以便在物理上不能与根据本发明的连接器的相关螺纹节段上的螺纹接合的节段。
“预定的相对角度位置范围”可以由一个或多个特定的角度位置(以及围绕这个位置或这些位置的特定范围)组成，其中，无干扰节段与突起的螺纹节段处于这样的位置关系，即，端盖可以滑过突起。根据端盖和连接器的对称程度，可能存在满足这一条件的一个或多个角度位置。
优选地，通过不超过180°的旋转获得接合。
因此，在根据本发明的系统的第一变体中，第一联接装置包括基本上圆柱形的突起，该突起具有由被无螺纹节段中断的多个螺纹节段组成的外螺纹图案，并且第二联接装置包括基本上圆柱形的孔口，该孔口具有由被无干扰节段中断的多个螺纹节段组成的内螺纹图案；其中，所述无螺纹节段沿着所述圆柱形的突起的圆周分布，以便当所述基本上圆柱形的孔口和所述基本上圆柱形的突起在一组预定相对角度位置范围中的一个范围中时，仅允许所述联接器的所述基本上圆柱形的孔口滑过所述基本上圆柱形的突起，而在所述基本上圆柱形的突起的所述螺纹节段和所述基本上圆柱形的孔口的所述螺纹节段之间没有干扰；并且其中，所述基本上圆柱形的突起的所述螺纹节段被布置为当所述基本上圆柱形的孔口已经通过旋转滑过所述基本上圆柱形的突起时，允许与所述基本上圆柱形的孔口的所述螺纹节段接合。
在引用连接器的基本上圆柱形的孔口“滑过”流体滤芯的基本上圆柱形的突起的情况下，这一点必须被理解为覆盖连接器和流体滤芯之间的相对运动，以便使两个部分彼此靠近并彼此接合。这种相对运动同样地可以被表示为流体滤芯的基本上圆柱形的突起“滑入到”连接器的基本上圆柱形的孔口中。
可替代性地，在根据本发明的系统的第二变体中，第一联接装置包括基本上圆柱形的孔口，该孔口具有由被非干扰节段中断的多个螺纹节段组成的内螺纹图案，并且第二联接装置包括基本上圆柱形的突起，该突起具有由被无螺纹节段中断的多个螺纹节段组成的外螺纹图案；其中，所述无螺纹节段沿着所述圆柱形的突起的圆周分布，以便当所述基本上圆柱形的孔口和所述基本上圆柱形的突起在一组预定相对角度位置范围中的一个范围中时，仅允许所述流体滤芯的所述基本上圆柱形的孔口滑过所述基本上圆柱形的突起，而在所述基本上圆柱形的突起的所述螺纹节段和所述基本上圆柱形的孔口的所述螺纹节段之间没有干扰；并且其中，所述基本上圆柱形的突起的所述螺纹节段被布置为当所述基本上圆柱形的孔口已经通过旋转滑过所述基本上圆柱形的突起时，允许与所述基本上圆柱形的孔口的所述螺纹节段接合。
在根据本发明的系统的实施例中，基本上圆柱形的突起设有多个圆周凸起部。
在特定实施例中，圆周凸起部被布置以便不具有旋转对称。
在另一特定实施例中，圆周凸起部被布置以便具有基本上直径对称。
术语“基本上直径对称”指的是几何学意义上的真正对称，或与真正对称偏差足够小以至于人眼看起来是对称的布置。该布置具有这样的优点，即，允许系统的人类使用者在系统的组装期间(即，当连接器被附接到系统时，由此在多重过滤器系统中，优选的是以基本相同的取向来安装所有连接器)视觉上确定零件的正确取向，并且在使用中，确定零件的正确相对取向以便开始突起和孔口之间的接合。
在根据本发明的系统的实施例中，基本上圆柱形的突起的螺纹节段在其突出端处设有一定长度的无螺纹套，该无螺纹套具有对应于螺纹节段的外径的直径以及超过螺纹节段的螺距的长度，以便抑制在由该长度的无螺纹套限定的轴向范围内拧上具有螺纹的元件。
该长度的无螺纹套的直径优选地具有不低于或甚至高于螺纹节段的外径的直径。
此实施例的优点在于，可以防止在根据本发明的系统的连接器上意外拧上较旧的基于螺丝螺纹的滤芯，这可能导致系统故障。
该长度的无螺纹套可以与螺纹节段的外螺纹圆周齐平。它尤其可以防止拧上连续螺纹的孔口。
在实施例中，本发明的系统进一步包括流体滤芯，该流体滤芯包括设有第一联接装置的端盖，其中，所述第一联接装置与所述第二联接装置可拆卸地接合。
因此，本专利申请还覆盖了一种系统，该系统具有用于接收流体滤芯的一个或多个连接器，该一个或多个连接器具有与其联接的相应流体滤芯。
根据本发明的一方面，提供了一种用于在如前述权利要求中任意一项所述的系统中使用的连接器，该连接器包括基本上圆柱形的突起，该突起具有由被无螺纹节段中断的多个螺纹节段组成的外螺纹图案，该连接器被布置为用于与流体滤芯的端盖配合，所述端盖包括基本上圆柱形的孔口，该孔口具有由被无干扰节段中断的多个螺纹节段组成的内螺纹图案；其中，所述无螺纹节段沿着所述圆柱形的突起的圆周分布，以便当所述基本上圆柱形的孔口和所述基本上圆柱形的突起在一组预定相对角度位置范围中的一个范围中时，仅允许所述流体滤芯的所述基本上圆柱形的孔口滑过所述基本上圆柱形的突起，而在所述基本上圆柱形的突起的所述螺纹节段和所述基本上圆柱形的孔口的所述螺纹节段之间没有干扰；并且其中，所述基本上圆柱形的突起的所述螺纹节段被布置为当所述基本上圆柱形的孔口已经通过旋转滑过所述基本上圆柱形的突起时，允许与所述基本上圆柱形的孔口的所述螺纹节段接合。
根据本发明的一方面，提供了一种用于在如前述权利要求中任意一项所述的系统中使用的连接器，该连接器具有基本上圆柱形的孔口，该孔口具有由被无干扰节段中断的多个螺纹节段组成的内螺纹图案；该连接器被布置为用于与流体滤芯的端盖配合，所述端盖包括基本上圆柱形的突起，该突起具有由被无螺纹节段中断的多个螺纹节段组成的外螺纹图案，其中，所述无螺纹节段沿着所述圆柱形的突起的圆周分布，以便当所述基本上圆柱形的孔口和所述基本上圆柱形的突起在一组预定相对角度位置范围中的一个范围中时，仅允许所述流体滤芯的所述基本上圆柱形的孔口滑过所述基本上圆柱形的突起，而在所述基本上圆柱形的突起的所述螺纹节段和所述基本上圆柱形的孔口的所述螺纹节段之间没有干扰；并且其中，所述基本上圆柱形的突起的所述螺纹节段被布置为当所述基本上圆柱形的孔口已经通过旋转滑过所述基本上圆柱形的突起时，允许与所述基本上圆柱形的孔口的所述螺纹节段接合。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于在如上文所述的流体过滤器系统中使用的流体滤芯，该流体滤芯包括端盖，该端盖被适配为被联接到安装在机器上的连接器，以便允许在滤芯和机器之间交换流体，其中，端盖设有基本上圆柱形的孔口，该孔口具有由被无干扰节段中断的多个螺纹节段组成的内螺纹图案，这些无干扰节段保留在由螺纹节段的外径限定的空间外部；其中，无干扰节段沿着圆柱形孔口的圆周分布，以便不提供旋转对称。
如上所述，无干扰节段可以例如是没有螺纹的节段(即，在螺纹图案中存在中断)，或者是相对于端盖的剩余部分径向移位以便在物理上不能与根据本发明的连接器的相关螺纹节段上的螺纹相接合的节段。
根据本发明的一方面，提供了一种用于在如上文所述的系统中使用的流体滤芯，该流体滤芯包括端盖，该端盖被适配为被联接到安装在机器上的所述连接器，以便允许在所述滤芯和所述机器之间交换流体，其中，所述端盖设有所述基本上圆柱形的突起，该突起具有由被无螺纹节段中断的多个螺纹节段组成的外螺纹图案。
本披露的这个方面表示第一联接装置和第二联接装置的角色的转换，具有相同技术优势。
在实施例中，根据本发明的流体滤芯包括围绕轴向衬套布置的过滤器介质，并且端盖附接到衬套或与衬套成一体。
如果衬套是刚性的轴向衬套，则可以由最终使用者在衬套的远端施加使端帽与连接器接合所需的扭矩，这有利于安装，尤其是当多个流体滤芯有待靠近彼此安装时。
在实施例中，根据本发明的流体滤芯包括卡扣配合元件，该卡扣配合元件被布置为当已经实现完整旋转接合时，保持所述基本上圆柱形的突起和所述基本上圆柱形的孔口之间的接合。
此实施例的优点是，滤芯不会由于其被安装在其中的机器的振动而容易地脱离。
根据本发明的一方面，提供了一种用于生产如上文所述流体滤芯方法，该方法包括：在一个或多个步骤中利用心轴冲压金属圆盘，以便获得具有孔口的第一端盖；利用螺纹心轴压轧第一端盖或利用螺纹模具侧向冲压第一端盖，以便为第一端盖提供连续的或分段的内螺纹；以及将第一端盖与衬套、过滤器介质以及第二端盖组装在一起，以便获得流体滤芯；其中，冲压金属圆盘产生具有多个凸起部的基本上圆柱形形状，这些凸起部在压轧或侧向冲压步骤之后形成无干扰节段，而该形状的剩余部分形成螺纹节段。
本发明人已经发现，这是用于生产根据本发明的流体滤芯的特别有利的方式，其需要对标准金属加工技术的最小适应性。
本发明还涉及通过以上所述工艺获得的金属端盖。
根据本发明的一方面，提供了一种用于流体滤芯的端盖组件，该端盖组件包括端盖和与其连接的内部零件；其中，端盖设有基本上圆柱形的孔口，该孔口具有由被无干扰节段中断的多个螺纹节段组成的内螺纹图案，无干扰节段保留在由螺纹节段的外径限定的空间外部、并且沿着圆柱形孔口的圆周分布，以便不提供旋转对称；其中，内部零件具有顶表面，当流体滤芯被联接到系统时，该顶表面充当与该系统的系统入口上的相对应的表面接合的垫环；并且其中，内部零件的下部部分形成管状形状的出口通道。
在根据本发明的端盖组件的实施例中，端盖和内部零件中的至少一个由塑料制成。
在根据本发明的端盖组件的实施例中，顶表面设有凸块或卡子。
在根据本发明的端盖组件的实施例中，已经跳过螺纹槽以形成脊部，该脊部被布置为避免在错误的方向上旋转端盖。
在根据本发明的端盖组件的实施例中，柔性指状物被设置为以卡扣配合的方式与系统的连接器上的突起上的相应脊部接合。
在根据本发明的端盖组件的实施例中，端盖的下部部分具有周向槽以容纳密封装置，从而与端盖被安装到其上的流体滤芯的壳体密封地接合。
根据本发明的一方面，提出了一种用于与流体消耗机器连接的空气滤筒，其中，空气滤筒包括过滤介质的延伸部、支撑介质的轴向衬套、可操作地连接到轴向衬套的端盖，其中，端盖(200)包括限定中心开口的侧壁、由端盖支撑的密封件、以及被配置用于与流体消耗机器的配合成形的连接器连接的连接布置。连接布置可以包括被无干扰节段中断的多个螺纹节段，其中，无干扰节段被径向地定向超过由螺纹节段的外径限定的圆周，并且沿着端盖侧壁分布。
在根据本发明的滤筒的实施例中，端盖进一步包括从周向侧壁径向延伸的凸缘，其中，密封件由凸缘支撑。
在根据本发明的滤筒的实施例中，密封件包括轴向面对的密封表面。
在根据本发明的滤筒的实施例中，多个螺纹节段呈现在端盖侧壁的径向向内的侧面上。
在根据本发明的滤筒的实施例中，端盖由聚合材料形成。
在根据本发明的滤筒的实施例中，密封件由橡胶或聚氨酯材料形成。
在根据本发明的滤筒的实施例中，多个螺纹节段被布置以便具有旋转不对称。
在根据本发明的滤筒的实施例中，多个螺纹节段被布置以便呈现直径对称。
在根据本发明的滤筒的实施例中，螺纹节段各自包括多个轴向间隔开的螺纹部分。
根据本发明的端盖组件的实施例的优点在于，它提供了生产具有上文所述系统的优点的流体滤芯的便利方式。
附图说明
将参照附图更详细地描述本发明的实施例的这些和其他特征和优点，在附图中：
-图1A是公知的空气滤芯的照片；
-图1B是利用可以存在于根据本发明的系统的实施例中的连接系统的空气清洁系统的示意性表示；
-图2展示了可以在根据本发明的系统的实施例中存在的连接器；
-图3展示了用于相对应的流体滤芯的端盖；
-图4以截面示意性地展示了根据本发明的系统的实施例，其中，基本上圆柱形的突起设有多个圆周凸起部；
-图5以截面示意性地展示了用于相对应的流体滤芯的端盖；
-图6A至图6D示意性地展示了根据本发明的系统的实施例中的机械接合过程；
-图7展示了根据本发明的系统的实施例的另外的特征；
-图8展示了根据本发明的系统的实施例的另外的特征；
-图9展示了根据本发明的系统的实施例的另外的特征；并且
-图10至图15展示了根据本发明的系统的另一实施例。
具体实施方式
在整个描述中，根据本发明的流体滤芯的各方面可以参考底部负载系统中的空气滤芯来描述，其中，该滤芯在其端盖中具有基本上圆柱形的孔口，并且连接器具有基本上圆柱形的突起。这是在不失一般性的情况下完成的，因为本发明的特征的技术效果和优点以相同的方式应用于其他类型的流体滤芯，包括其中孔口和突起的位置被切换的流体滤芯，除非另有说明。
图1A是公知的空气滤芯的照片。它包括围绕轴向衬套(未示出)布置的褶状过滤器介质，该衬套的顶端具有开口端盖，该开口端盖具有带阴螺纹的圆柱形孔口。轴向密封件被设置在端盖上。端盖可以联接到具有圆柱形突起的系统，该圆柱形突起具有相对应的阳螺纹。轴向密封件抵靠连接器的凸缘的完全接合可能需要空气滤芯的大量(例如6)的完整旋转，这使得空气滤芯的更换是相当麻烦的操作。
本发明的实施例通过在系统上的连接器和流体滤芯之间提供卡口型接合克服了这个缺点，同时保持了本发明的流体滤芯和传统系统之间的兼容性(单向向后兼容性)。
图1B示出了空气清洁系统10，该空气清洁系统包括用于将滤筒14连接到流体消耗装置16(诸如内燃发动机的进气口)的连接布置12。如下文进一步详细解释的，连接布置12可以包括布置在滤筒14上的端盖200，该端盖与布置在流体消耗装置16上的或与滤筒14布置在其内的壳体(未示出)上的相应成形的连接器100相互作用。在一些示例中，滤筒14还可以设有与端盖200相反的端盖300。在图1B示出的实例中，端盖300是封闭的端盖。
图2展示了可以在根据本发明的系统的实施例中存在的连接器100，该连接器用于联接到流体滤芯。不失一般性地，连接器100被示出处于这样的取向，即在该取向中作为系统的一部分的或附接到系统(例如通过点焊)的凸缘被示出为顶部，并且接收流体滤芯的突起100被示出为底部。选择这个取向仅仅是为了说明性目的。该系统也可以在其他取向上起作用，而不偏离本文呈现的构思。
连接器100包括基本上圆柱形的突起110，该突起具有由被无螺纹节段130中断的多个螺纹节段120组成的外螺纹图案。
无螺纹节段130沿着圆柱形突起110的圆周分布，以便仅当基本上圆柱形的孔口和基本上圆柱形的突起110在一组预定的相对角度位置范围中的一个范围(这里再次注意，该组可以仅由单个适当的相对角度位置范围组成)中时，允许流体滤芯(如下文所述)的基本上圆柱形的孔口滑过基本上圆柱形突起110，而在基本上圆柱形的突起110的螺纹节段120和基本上圆柱形的孔口的螺纹节段之间没有干扰。这些范围可以在中心位置的每个侧边上跨越最高达22.5°的角度，优选地在中心位置的每个侧边上跨越最高达10°，更优选地在中心位置的每个侧边上跨越最高达5°，最优选地在中心位置的每个侧边上跨越最高达2.5°。
基本上圆柱形的突起110的螺纹节段120被布置为当基本上圆柱形的孔口已经通过旋转滑过基本上圆柱形的突起110时，允许与基本上圆柱形的孔口的螺纹节段接合。获得接合所需的旋转程度取决于螺纹部分的角度范围。该角度范围优选地为180°或更小(例如，如果单个螺纹节段120在基本上圆柱形的突起110的大致二分之一圆周上延伸)，更优选地为90°或更小(例如，如果一对螺纹节段120各自在基本上圆柱形的突起110的大致四分之一圆周上延伸)，可能甚至为60°、45°、30°或更小。
图3展示了用于相对应的流体滤芯的端盖200。端盖200设有基本上圆柱形的孔口210，该孔口具有由被无干扰节段230中断的多个螺纹节段220组成的内螺纹图案。在一个方面，孔口210(该孔口具有可能是圆柱形或者可能不是圆柱形的管状形状)的特征为限定中心开口的侧壁210。
由于螺纹图案旨在与上文所述的基本上圆柱形的突起110的螺纹接合，并且由于这种联接必须能够支撑流体滤芯的重量(在“悬挂的”布置中)，螺纹的数量及其深度是根据流体滤芯的尺寸和要支撑的相应重量来选择的。在工业环境中，流体滤芯可以具有范围从120mm到324mm的示例性直径和范围从600mm到2000mm或更大的示例性长度。
端盖200的顶部凸缘可以设有密封件或垫圈202，以一方面在流体滤芯和系统的(清洁的)内部和另一方面在流体滤芯的(脏的)外部之间提供轴向密封。这个密封件或垫圈202的特性可以根据应用的要求和要过滤的流体类型来选择。因此，在用于在工业空气过滤的环境中使用的实施例中，低摩擦泡沫材料的简单环可能就足够用了，而其他应用可能需要压缩的或偏转的弹性体垫圈(例如由橡胶或聚氨酯制成)。在一个方面，密封件或垫圈202可以具有轴向面对的密封件表面202a，使得在密封件或垫圈202和连接器100之间形成轴向密封(即，在正交于滤筒的纵向轴线X的平面中的密封)。
清晰可见的是，在图2和图3中展示的情况下，只要端盖200的无干扰节段230与基本上圆柱形的突起110的螺纹节段120成角度地对准，就可以使端盖200的孔口210滑过基本上圆柱形的突起110(在为图2和图3选择的取向上，向上)。还可以容易地理解，在端盖200已经滑过基本上圆柱形的突起110之后，通过在由箭头所示的方向上将端盖200转动大约60°，可以使端盖200的螺纹节段220与基本上圆柱形的突起110的螺纹节段120接合。
有利的是，基本上圆柱形的孔口210上的无干扰节段230的存在并不排除后者利用连续螺纹拧到现有技术的突起上，因此实现了单向向后兼容性。
虽然已经在图2和图3中参照这样的设计展示了本发明的构思，即在该设计中，基本上圆柱形的孔口210的无干扰节段230通过中断螺纹获得，但是本发明不限于此。
在根据本发明的、在图4中以截面示意性地展示的系统的实施例中，基本上圆柱形的突起110设有多个圆周凸起部。
基本上圆柱形的突起110的径向向外突出的凸起部是该套遵循原始的圆柱形轮廓(以虚线示出)的部分，并且这些凸起部形成连接器100的螺纹节段120。相反，凸起部之间的部分(圆柱形中的凹陷或向内延伸的凹部)没有螺纹(或至多有非常浅的非功能性螺纹)，并且形成连接器的无螺纹节段130。
在图5中以截面示意性地展示的相应的基本上圆柱形的孔口210同样地设有具有互补功能的圆周凸起部。
基本上圆柱形的孔口210的径向向外突出的凸起部是该套背离原始的圆柱形轮廓(以虚线示出)移动的部分，并且这些凸起部形成基本上圆柱形的孔口210的无干扰节段230。相反，凸起部之间的部分(圆柱形中的凹陷或向内延伸的凹部)具有功能性螺纹，并且形成基本上圆柱形的孔口210的螺纹节段220。
图6A至图6D示意性地展示了端盖200和连接器100之间的接合过程。在图6A中，通过选择孔口210的无干扰节段230与连接器100的螺纹节段120对准的相对角度方向，基本上圆柱形的孔口210滑过基本上圆柱形的突起110。
在滑动运动期间，孔口210和突起110不需要完全同轴，事实上，孔口210的某种程度的或小的偏心可以有助于部件之间的滑动。旋转运动的开始将易于使孔口210相对于突起110回到中心位置，以便达到图6B所示的情形。
在图6C处示出的情形下，孔口210已经在接合的方向上旋转过大约20°。孔口210的螺纹节段220已经开始与突起110的螺纹节段120接合。
在图6D处示出的情形下，孔口210已经在接合的方向上旋转过大约60°。孔口210的螺纹节段220已经与突起110的螺纹节段120完全接合。
如图4至图6所示，连接器的凸起部可以被布置为不具有旋转对称，因此迫使流体滤芯的安装在特定的角度取向下发生。由于凸起部在突起110的外侧上和端盖200的开口端处是可见的，所以最终使用者很容易看到流体滤芯必须被如何固持以便装配到连接器100上。
应该注意的是，圆周凸起部可以被布置以便具有直径对称。
如图7所展示，基本上圆柱形的突起110的螺纹节段120在其突出端处优选地设置有一定长度的无螺纹套150，该无螺纹套具有对应于(优选地不低于、或高于)螺纹节段120的外径的直径并且具有超过螺纹节段120的螺距的长度，以便抑制在由该长度的无螺纹套限定的轴向范围内拧上具有螺纹的元件。
该长度的无螺纹套150的作用是双重的。一方面，它避免了无意中将旧的流体滤芯(具有连续螺纹)拧到根据本发明的系统的连接器上。另一方面，在卡口型接合开始之前，它迫使基本上带螺纹的孔口210沿着突起110向上滑动得足够远。以这种方式，可以确保端盖200的顶部在接合旋转结束时最终有效地抵靠连接器100的凸缘，从而使可以设置在那里的任何密封件压缩。
必须注意的是，在连接器100设有基本上圆柱形的孔口并且滤芯的端盖200包括具有由被无螺纹节段中断的多个螺纹节段组成的外螺纹图案的基本上圆柱形的突起的实施例中，该长度的无螺纹套150仍然应该设置在连接器100上。在这种情况下，在端盖200的基本上圆柱形的突起已经被滑动得足够远进入连接器100的基本上圆柱形的孔口中之后，通过将端盖200转动所需的角度(例如，对于相反实施例来说，如图3所示在由箭头所指示的方向上大约为60°)，可以使连接器100的基本上圆柱形的孔口中的螺纹节段与端盖200的基本上圆柱形的突起的螺纹节段120接合。
可以提供抵抗反向旋转的附加保护件160、260，以避免端盖在错误的方向上旋转。图7展示了窄螺纹节段，其中，跳过单个螺纹槽，以便留下脊部160。在图8中，在端盖200的相对应的位置可以看到脊部或楔部260。两个元件160、260被定位为以便确保仅在一个方向上允许旋转。
如图9所示，脊部或楔部260可以设有柔性指状物265，该指状物与该突起的脊部160结合形成卡扣配合锁。这种布置的附加优点是，在卡扣配合锁160、260接合时，使用者听到和/或感觉到“咔嗒声”，这样用信号通知以下事实，即已经实现了足够紧密的接合，由此密封件被压缩。卡扣配合锁160、260优选地以这样的方式设计，即其能够通过手动旋转力脱离接合。
再次参考图3，本发明还涉及一种用于在如上文所述的流体过滤器系统中使用的流体滤芯，该流体滤芯包括端盖200，该端盖被适配为被联接到安装在机器上的连接器100，以便允许在滤芯和机器之间交换流体，其中，端盖200设有圆柱形孔口210，该孔口具有由被无干扰节段230中断的多个螺纹节段220组成的内螺纹图案，无干扰节段230保留在由螺纹节段220的外径限定的空间外部；其中，无干扰节段230沿着圆柱形孔口210的圆周分布，以便不提供旋转对称。
流体滤芯可以进一步包括围绕轴向衬套和/或在轴向衬套内部布置的过滤器介质，其中，端盖200附接到衬套或与衬套为一体。
刚性衬套的存在允许最终使用者向衬套的远端施加必要的扭矩。为此目的，衬套的远端(或设置在那里的第二端盖)可以设有可以容易地利用扳手抓握的元件，例如六角形突起。
本发明还涉及一种用于生产如上文所述的滤芯的方法，该方法包括：
-在一个或多个步骤中利用心轴冲压金属圆盘，以便获得具有孔口210的第一端盖200；
-利用螺纹心轴压轧第一端盖或利用螺纹模具侧向冲压第一端盖，以便为第一端盖200提供连续的或分段的内螺纹；以及
-将第一端盖200与衬套、过滤器介质以及第二端盖一起组装，以便获得空气滤芯；
其中，金属圆盘的冲压产生具有多个凸起部的基本上圆柱形形状，这些凸起部在压轧或侧向冲压步骤之后形成无干扰节段230，而该形状的剩余部分形成螺纹节段220。
根据螺纹心轴或螺纹模具的布置，上文所述过程可以产生半对称的圆柱形形状或基本上对称的形状。从制造的观点来看，基本对称的形状可能是优选的，因为它可以利用一组局部模具(例如4个模具)获得，这些模具在压轧步骤期间承受基本相等的载荷。当使用半圆柱状的形状时，操作者可以从形状本身识别用于流体滤芯的插入和锁定的正确方向(例如，通过识别半对称布置中的特定轴线)。当使用基本对称的圆柱形形状时，可以提供图形指示符(诸如箭头和锁定符号)以帮助使用者在插入之前正确地对准流体滤芯，并正确地旋转它以实现适当的锁定。
图10至图15展示了根据本发明的系统和其零件的另一实施例。该实施例可以例如用于油过滤的环境中。
图10A至图10F呈现了例如由塑料制成的端盖200的俯视图、正视图、截面和透视图，该端盖设有基本上圆柱形的孔口210，该孔口具有由被无干扰节段230中断的多个螺纹节段220组成的内螺纹图案。无干扰节段230保持在由螺纹节段220的外径限定的空间外部。无干扰节段230沿着圆柱形孔口210的圆周分布，以便不提供旋转对称。
已经跳过单个螺纹槽来形成脊部260，以避免端盖在错误的方向上旋转。柔性指状物265被设置为与连接器上的突起上的相对应的脊部接合。与图9的实施例相比较，这个实施例的柔性指状物265与脊部260分开设置。在所展示的实施例中，卡扣配合设置在没有螺纹的纵向区域中，以有助于制造；在其他实施例中，这个特征可以设置在具有螺纹的纵向区域中。
端盖200连接到优选地由塑料制成的内部零件，该内部零件的顶表面用作垫环270，当流体滤芯联接到系统时，该垫环与系统入口上的相应表面接合。优选地，垫环设有一些凸块、突起或卡子，这些凸块、突起或卡子确保了垫环在发动机环境中可能预期出现的振动的影响下抵抗旋转。内部零件的下部部分形成管状形状的出口通道280。
端盖200的下部部分具有周向槽以容纳O型环285，从而与端盖200被安装到其上的流体滤芯的壳体(罐)密封地接合(见图13A至图13D和图14A至图14C)。
图11A至图11D呈现了根据本发明的连接器100的相对应的实施例的俯视图、正视图、截面和透视图。连接器100包括基本上圆柱形的突起110，该突起具有由被无螺纹节段130中断的多个螺纹节段120组成的外螺纹图案。提供了具有对应于(优选地不低于、或高于)螺纹节段120的外径的直径以及超过螺纹节段120的螺距的长度的一定长度的无螺纹套150，以抑制在由该长度的无螺纹套限定的轴向范围内拧上具有螺纹的元件。提供入口管180，在流体滤芯的安装期间，该入口管被接收在管状形状的出口通道280中。在完成联接过程后，流体滤芯的垫环270与表面170接合。
图12A至图12D展示了在插入期间(图12A至图12B)和在完全旋转接合之后(图12C至图12D)，具有端盖200的流体滤芯和具有连接器100的系统的相对位置。图形指示符(诸如箭头和锁定符号)有助于使用者在插入之前正确地对准流体滤芯，并正确地旋转它以实现适当的锁定。由于这些符号明确地标识了插入和锁定的正确取向，螺纹零件不再需要以这样的方式成形，即操作者可以从形状本身识别正确的取向(例如，通过识别半对称布置中的特定轴线)。
图13A至图13D和14A至图14C展示了用于在本发明的系统中使用的流体滤芯的实施例。过滤介质290(诸如褶状介质)围绕轴向衬套295布置，从而具有如上文所述的附接到其上的端盖200。
滤芯的端盖200可以基本上由塑料制成。流体滤芯可以通过将收容过滤器介质290的金属罐的一部分滑过该端盖并将端盖向内折叠来组装。此时，端盖200的O型环285与罐密封地接合。该组件可以被紧固以防止零件的相对旋转，例如通过在罐的金属片上形成卡入端盖200的塑料中的凹陷。
端盖200被适配为被联接到安装在机器上的连接器100，以便允许在滤芯和机器之间交换流体。端盖200设有圆柱形孔口210，该圆柱形孔口具有如上文结合图10所述的内螺纹图案。
端盖200可以与内部零件275结合以形成端盖组件。端盖组件的内部零件275(优选地由塑料制成)具有优选地齿状的顶表面270，该顶表面用作垫环，当流体滤芯联接到系统时，该垫环与系统入口上的相对应的表面170接合。内部零件275的下部部分280形成管状形状的出口通道，从而与轴向衬套295的内腔连通，该内腔限定了过滤器介质290的清洁侧。
图15展示了在完全旋转接合之后具有端盖200的流体滤芯和具有连接器100的系统的实施例(参见图12C至图12D，右边的图)。过滤介质290(诸如褶状介质)围绕轴向衬套295布置，从而具有如上文所述的附接到其上的端盖200。端盖200联接到安装在机器上的连接器100，以便允许在滤芯和机器之间交换流体。端盖200设有圆柱形孔口210，该孔口具有如上文结合图10所述的内螺纹图案。
端盖200与内部零件275结合，如上文结合图13和图14所述，该内部零件可以例如被包覆成型或机械紧固。顶表面270充当与系统入口上的相对应的表面170轴向接合的垫环。垫环270的顶部上的凸块或齿部防止垫环在典型机器环境中发生的振动的影响下松动。垫环具有两个密封区域，这两个密封区域用来将“清洁”的流体侧与“脏”的流体侧分开。
粗箭头示意性地展示了“脏”流体(箭头A)和“清洁”流体(箭头B)的流动。“脏”流体(箭头A)穿过密封区域下方的特殊水平流动通道，同时罐将中心流入流体引导至介质外部。
如可以看到的，内部零件275的下部部分280形成管状形状的出口通道，该出口通道与轴向衬套295的内腔连通，该内腔限定了过滤器介质290的清洁侧，并密封地接收连接器100的中心入口管180。
上文所述的密封件的构型具有这样的优点，当滤芯被移除以进行维修时，维修前该罐中存在的任何液体都将保留在罐中。
在所展示的实施例的变体中，端盖200的O型环285上方的零件可以通过减少螺纹循环的数量和/或将卡扣配合系统包括在螺纹区域中来缩短。
虽然上文已经参照特定实施例描述了本发明，但是这样做是为了阐明而不是限制本发明，本发明的范围将参照所附权利要求来确定。具体地讲，如果连接器设有孔口并且流体滤芯设有突起，已经描述为与流体滤芯相关的特征，尤其是与基本上圆柱形的孔口相关的特征，可以以相同的技术效果和优点应用于连接器。相反，如果流体滤芯设有突起并且连接器设有孔口，则已经描述为与连接器相关的特征，尤其是与基本上圆柱形的突起相关的特征，可以以相同的技术效果和优点应用于流体滤芯。

Claims (30)

1.一种系统，包括：用于联接到流体滤芯的连接器，所述流体滤芯包括设有第一联接装置的端盖(200)，所述连接器(100)包括第二联接装置；
其中，所述第一联接装置包括基本上圆柱形的孔口(210)，所述孔口具有由被无干扰节段(230)中断的多个螺纹节段(220)组成的内螺纹图案，并且所述第二联接装置包括基本上圆柱形的突起(110)，所述突起具有由被无螺纹节段(130)中断的多个螺纹节段(120)组成的外螺纹图案，反之亦然；
其中，所述无螺纹节段(130)沿着所述圆柱形的突起(110)的圆周分布，以便当所述基本上圆柱形的孔口(200)和所述基本上圆柱形的突起(100)在一组预定相对角度位置范围中的一个范围中时，仅允许所述基本上圆柱形的孔口(210)滑过所述基本上圆柱形的突起(110)，而在所述基本上圆柱形的突起(110)的所述螺纹节段(120)和所述基本上圆柱形的孔口(210)的所述螺纹节段(220)之间没有干扰；并且
其中，所述基本上圆柱形的突起(100)的所述螺纹节段(120)被布置为当所述基本上圆柱形的孔口(210)已经通过旋转滑过所述基本上圆柱形的突起(110)时，允许与所述基本上圆柱形的孔口(210)的所述螺纹节段(220)接合。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一联接装置包括基本上圆柱形的突起，所述突起具有由被无螺纹节段中断的多个螺纹节段组成的外螺纹图案，并且所述第二联接装置包括基本上圆柱形的孔口，所述孔口具有由被无干扰节段中断的多个螺纹节段组成的内螺纹图案。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一联接装置包括基本上圆柱形的孔口(210)，所述孔口具有由被无干扰节段(230)中断的多个螺纹节段(220)组成的内螺纹图案，并且所述第二联接装置包括基本上圆柱形的突起(110)，所述突起具有由被无螺纹节段(130)中断的多个螺纹节段(120)组成的外螺纹图案。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述基本上圆柱形的突起(110)设有多个圆周凸起部。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述圆周凸起部被布置以便不具有旋转对称。
6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述圆周凸起部被布置以便具有直径对称。
7.根据权利要求3至6中的任一项所述的系统，其中，所述基本上圆柱形的突起(110)的所述螺纹节段(120)在其突出端处设有一定长度的无螺纹套(150)，所述无螺纹套具有对应于所述螺纹节段(120)的外径的直径并且具有超过所述螺纹节段(120)的螺距的长度，以便抑制在由所述长度的无螺纹套限定的轴向范围内拧上具有螺纹的元件。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，所述系统进一步包括所述流体滤芯，所述流体滤芯包括设有所述第一联接装置的所述端盖(200)，其中，所述第一联接装置与所述第二联接装置可拆卸地接合。
9.一种用于在根据前述权利要求中的任一项所述的系统中使用的连接器(100)，所述连接器包括基本上圆柱形的突起(110)，所述突起具有由被无螺纹节段(130)中断的多个螺纹节段(120)组成的外螺纹图案，所述连接器(100)被布置为用于与流体滤芯的端盖(200)配合，所述端盖(200)包括基本上圆柱形的孔口(210)，所述孔口具有由被无干扰节段(230)中断的多个螺纹节段(220)组成的内螺纹图案；
其中，所述无螺纹节段(130)沿着所述圆柱形的突起(110)的圆周分布，以便当所述基本上圆柱形的孔口(200)和所述基本上圆柱形的突起(100)在一组预定相对角度位置范围中的一个范围中时，仅允许所述流体滤芯的所述基本上圆柱形的孔口(210)滑过所述基本上圆柱形的突起(110)，而在所述基本上圆柱形的突起(110)的所述螺纹节段(120)和所述基本上圆柱形的孔口(210)的所述螺纹节段(220)之间没有干扰；并且
其中，所述基本上圆柱形的突起(100)的所述螺纹节段(120)被布置为当所述基本上圆柱形的孔口(210)已经通过旋转滑过所述基本上圆柱形的突起(110)时，允许与所述基本上圆柱形的孔口(210)的所述螺纹节段(220)接合。
10.一种用于在根据前述权利要求中的任一项所述的系统中使用的连接器，所述连接器包括基本上圆柱形的孔口，所述孔口具有由被无干扰节段中断的多个螺纹节段组成的内螺纹图案；所述连接器被布置为用于与流体滤芯的端盖配合，所述端盖包括基本上圆柱形的突起，所述突起具有由被无螺纹节段中断的多个螺纹节段组成的外螺纹图案；
其中，所述无螺纹节段沿着所述圆柱形的突起的圆周分布，以便当所述基本上圆柱形的孔口和所述基本上圆柱形的突起在一组预定相对角度位置范围中的一个范围中时，仅允许所述流体滤芯的所述基本上圆柱形的孔口滑过所述基本上圆柱形的突起，而在所述基本上圆柱形的突起的所述螺纹节段和所述基本上圆柱形的孔口的所述螺纹节段之间没有干扰；并且
其中，所述基本上圆柱形的突起的所述螺纹节段被布置为当所述基本上圆柱形的孔口已经通过旋转滑过所述基本上圆柱形的突起时，允许与所述基本上圆柱形的孔口的所述螺纹节段接合。
11.一种用于在根据权利要求1至7中的任一项所述的系统中使用的流体滤芯，所述流体滤芯包括端盖(200)，所述端盖被适配为被联接到安装在机器上的所述连接器(100)，以便允许在所述滤芯和所述机器之间交换流体；
其中，所述端盖(200)设有所述圆柱形孔口(210)，所述孔口具有由被无干扰节段(230)中断的多个螺纹节段(220)组成的内螺纹图案，所述无干扰节段(230)保持在由所述螺纹节段(220)的外径限定的所述空间外部；并且
其中，所述无干扰节段(230)沿着所述圆柱形孔口(210)的圆周分布，以便不提供旋转对称。
12.一种用于在根据权利要求1至7中的任一项所述的系统中使用的流体滤芯，所述流体滤芯包括端盖，所述端盖被适配为被联接到安装在机器上的所述连接器，以便允许在所述滤芯和所述机器之间交换流体，其中，所述端盖设有所述基本上圆柱形的突起，所述突起具有由被无螺纹节段中断的多个螺纹节段组成的外螺纹图案。
13.根据权利要求11或12所述的流体滤芯，所述流体滤芯进一步包括围绕轴向衬套(295)布置的过滤器介质(290)，其中，所述端盖(200)附接到所述介质和所述衬套中的一者或两者。
14.根据权利要求11至13中的任一项所述的流体滤芯，所述流体滤芯进一步包括卡扣配合元件(265)，所述卡扣配合元件被布置为当已经实现完全旋转接合时，保持所述基本上圆柱形的突起和所述基本上圆柱形的孔口之间的接合。
15.一种用于生产根据权利要求11至14中任一项所述的滤芯的方法，所述方法包括：
-在一个或多个步骤中利用心轴冲压金属圆盘，以便获得具有孔口(210)的第一端盖(200)；
-利用螺纹心轴压轧所述第一端盖或利用螺纹模具侧向冲压所述第一端盖，以便为所述第一端盖(200)提供连续的或分段的内螺纹；以及
-将所述第一端盖(200)与衬套、过滤器介质以及第二端盖组装在一起，以便获得所述空气滤芯；
其中，所述金属圆盘的所述冲压产生具有多个凸起部的基本上圆柱形形状，所述多个凸起部在所述压轧或侧向冲压步骤之后形成所述无干扰节段(230)，而所述形状的剩余部分形成所述螺纹节段(220)。
16.一种用于流体滤芯的端盖组件，所述端盖组件包括端盖(200)和与所述端盖连接的内部零件(275)；
其中，所述端盖(200)设有基本上圆柱形的孔口(210)，所述孔口具有由被无干扰节段(230)中断的多个螺纹节段(220)组成的内螺纹图案，所述无干扰节段(230)保留在由所述螺纹节段(220)的外径限定的所述空间外部，并且沿着所述圆柱形孔口(210)的圆周分布，以便不提供旋转对称；
其中，所述内部零件(275)具有顶表面(270)，当所述流体滤芯被联接到系统时，所述顶表面充当与所述系统的系统入口上的相对应的表面接合的垫环；并且
其中，所述内部零件(275)的下部部分(280)形成管状形状的出口通道。
17.根据权利要求16所述的端盖组件，其中，所述端盖(200)和所述内部零件(275)中的至少一个由塑料制成。
18.根据权利要求16或权利要求17所述的端盖组件，其中，所述顶表面(270)设有凸块或卡子。
19.根据权利要求16至18中的任一项所述的端盖组件，其中，已经跳过螺纹槽来形成脊部(260)，以便避免所述端盖(200)在错误的方向上旋转。
20.根据权利要求16至19中的任一项所述的端盖组件，其中，柔性指状物(265)被设置为以卡扣配合的方式与所述系统的连接器上的突起上的相对应的脊部接合。
21.根据权利要求16至20中的任一项所述的端盖组件，其中，所述端盖(200)的下部部分具有周向槽以容纳密封装置(285)，从而与所述端盖(200)被安装在其中的流体滤芯的壳体密封地接合。
22.一种滤筒，包括：
a)过滤介质(290)的延伸部；
b)支撑所述介质(290)的轴向衬套(295)；
c)可操作地连接到所述轴向衬套(295)的端盖(200)，所述端盖(200)包括限定中心开口的侧壁(210)；
d)由所述端盖(200)支撑的密封件；以及
e)被配置为用于与流体消耗机器的配合成形的连接器(100)连接的连接布置，所述连接布置包括被无干扰节段(230)中断的多个螺纹节段(220)，所述无干扰节段(230)被径向定向超过由所述螺纹节段(220)的外径限定的圆周、并且沿着所述端盖侧壁(210)分布。
23.根据权利要求22所述的滤筒，其中，所述端盖(200)进一步包括从所述圆周侧壁(210)径向延伸的凸缘(202)，并且其中，所述密封件由所述凸缘(202)支撑。
24.根据权利要求22或23所述的滤筒，其中，所述多个螺纹节段(220)被呈现在所述端盖侧壁(210)的径向向内的侧面上。
25.根据权利要求22至24中的任一项所述的滤筒，其中，所述端盖(200)由聚合材料形成。
26.根据权利要求22至25中的任一项所述的滤筒，其中，所述密封件包括轴向面对的密封表面。
27.根据权利要求22至26中的任一项所述的滤筒，其中，所述密封件由橡胶或聚氨酯材料形成。
28.根据权利要求22至27中的任一项所述的滤筒，其中，所述多个螺纹节段(220)被布置以便具有旋转不对称。
29.根据权利要求22至28中的任一项所述的系统，其中，所述多个螺纹节段(220)被布置以便具有直径对称。
30.根据权利要求22至29中的任一项所述的系统，其中，所述螺纹节段(220)各自包括多个轴向间隔开的螺纹部分。
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