CN115768539A - 具有过滤元件的过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种过滤装置，具有用于对液态的或气态的流体进行过滤的过滤元件，其中所述过滤元件具有过滤介质本体和至少一个端盘，其中所述过滤介质本体包围处于里面的流动室，并且所述端盘关于所述过滤介质本体的纵轴线布置在该过滤介质本体的端侧上，所述过滤装置具有用于容纳过滤元件的过滤基础壳体和用于在所述过滤基础壳体中安装和拆卸过滤元件的安装构件，其中所述安装构件能够与所述端盘连接并且额外地通过围绕着纵轴线的转动运动能够与所述过滤基础壳体连接。所述安装构件与端盘的连接以轴向的沿着所述纵轴线的方向形状锁合的或者传力锁合的并且沿着围绕着所述纵轴线的转动方向可自由旋转的方式实现。

Description

具有过滤元件的过滤装置

技术领域

本发明涉及一种具有用于对液态的或气态的流体进行过滤的过滤元件的过滤装置。

背景技术

由WO 2019/112561 A1已知一种具有环形的过滤元件的燃料过滤器，所述过滤元件被容纳在具有罐形的过滤基础壳体和盖的过滤器壳体中。所述过滤元件设有空心筒形的过滤介质本体，该过滤介质本体的轴向的端侧被端盘遮盖。所述过滤介质本体包围处于里面的流动室，所述流动室与过滤介质本体的清洁侧邻接并且经过净化的流体能够通过所述流动室在轴向上被导出。所述过滤器壳体的盖能够通过螺纹与罐形的过滤基础壳体拧紧，此外所述盖沿着转动方向通过形状锁合元件与端盘耦合，从而在盖的转动运动中也将所述过滤元件置于旋转之中。

发明内容

本发明的任务在于，以这样的方式用简单的结构上的措施制作具有作为空心体来构成的过滤元件的过滤装置，从而在将过滤元件装入到过滤器壳体中或者从中取出时避免所述过滤元件的损坏。

根据本发明，该任务用权利要求1的特征来解决。从属权利要求说明了适宜的改进方案。

所述按发明的过滤装置能够用于过滤液态的或气态的流体、例如用作燃料过滤器、油过滤器或空气过滤器。该过滤装置具有过滤器壳体以及可装入到过滤器壳体中的过滤元件，其中所述过滤器壳体具有罐形的过滤基础壳体和可安放的且可取下的盖，并且在所述过滤元件上进行流体的过滤。所述过滤元件具有作为空心体来制作的过滤介质本体，所述过滤介质本体空心筒形地制成并且包围处于里面的流动室。

所述过滤介质本体关于过滤元件以及过滤器壳体的纵轴线沿着径向方向被贯穿流过、通常在径向上从外向里被贯穿流过，使得处于里面的流动室接收经过净化的流体，所述经过净化的流体沿着轴向方向被从流动室中导出。但是原则上也能够沿着相反方向贯穿流所述过滤介质本体。

所使用的概念“轴向”和“径向”涉及过滤器壳体和所安装的、被装入到过滤器壳体中的过滤元件的纵轴线。

至少在所述过滤介质本体的一个端侧上、优选在两个轴向对置的端侧上分别存在一个端盘，所述端盘流动密封地封闭过滤介质本体的相应的端侧。所述过滤装置具有用于在过滤基础壳体中安装和拆卸过滤元件的安装构件或者与所述安装构件共同作用。所述安装构件优选是过滤器壳体的盖。但是必要时它也能够是附加的、独立于盖来构成的构件；在这种情况下，它是过滤装置和安装构件的组合。

所述安装构件能够与端盘相连接并且额外地能够通过围绕着纵轴线的转动运动与过滤基础壳体相连接。与此相对应，所述安装构件建立过滤元件与过滤基础壳体之间的连接。所述安装构件与端盘的连接在轴向上沿着纵轴线的方向形状锁合地或传力锁合地进行。而沿着转动方向，以这样的方式进行所述安装构件与端盘的连接，使得该连接以可自由旋转的方式实现。

这种实施方式具有的优点是，不仅在安装时而且在拆卸时所述过滤元件都由于自由的可旋转性而没有在过滤基础壳体中执行转动运动，在安装和拆卸时分别执行所述安装构件的转动运动，以便将过滤元件与过滤基础壳体连接起来或者松开。在安装和拆卸时，所述过滤元件关于过滤基础壳体仅仅执行轴向的装入运动或者取出运动。与此相对应，沿着转动方向或者周向方向，在所述过滤元件的外周面与进行容纳的过滤基础壳体的内壁之间不出现或仅仅出现非常小的力。所述过滤元件和尤其所述过滤元件上的过滤介质本体相应地被卸载这种力。

在安装构件的转动运动中，该安装构件同时执行相对于过滤基础壳体的轴向运动。因为所述安装构件轴向固定地与端盘相连接并且因此轴向固定地与过滤元件相连接，所以所述过滤元件也执行相应的轴向运动。这不仅适用于所述过滤元件的安装而且适用于所述过滤元件的拆卸。在所述过滤元件的轴向运动的期间，该过滤元件保持其相对于过滤基础壳体的相对的转动位置。由于过滤元件与安装构件之间的可自由旋转性，仅仅所述安装构件在安装和拆卸的期间执行转动运动，而所述过滤元件则没有执行转动运动。

在所述安装构件上布置有至少一个形状锁合元件，其能够与端盘上的配对形状锁合元件置于轴向的形状锁合连接之中。所述配对形状锁合元件要么直接处于端盘上要么处于与端盘固定地连接或者与端盘一体地构成的构件上。形状锁合元件和配对形状锁合元件的连接能够在同时存在安装构件的相对于不转动的过滤元件的可自由旋转性的情况下沿着轴向方向实现安装构件和过滤元件的所期望的形状锁合连接。

所述配对形状锁合元件被构造为环绕的形状锁合凸缘，至少一个用于导入安装构件上的形状锁合元件的滑槽形的导入斜面被引入到所述形状锁合凸缘中。有利的是，两个径向对置的导入斜面被引入到所述在径向上处于外面的周向侧上的形状锁合凸缘中，通过所述导入斜面能够分别将所述安装构件上的形状锁合元件沿着轴向方向置于形状锁合位置中。在轴向耦合的位置中，所述安装构件上的形状锁合元件处于形状锁合凸缘的下方并且能够沿着周向方向沿着形状锁合凸缘移动。这在安装构件与过滤元件同时轴向耦合的情况下允许所述安装构件的相对于过滤元件的所期望的自由转动。

所述形状锁合凸缘被至少一个导入斜面贯穿。在形状锁合元件沿着周向方向在形状锁合凸缘的下方沿着移动时，所述形状锁合元件在轴向上更进一步地移到导入斜面的里面，然而不穿过导入斜面直至脱耦的位置。在安装构件与过滤元件之间进一步相对转动时，所述形状锁合元件又从导入斜面中移出来并且在形状锁合凸缘的下面继续行进。

根据有利的实施方式，限定所述至少一个导入斜面的壁区段到形状锁合凸缘的下侧面的过渡区倒圆地构成。在倒圆处，所述伸入到导入斜面中的形状锁合元件在进一步相对转动的情况下以最小的力消耗重又进入形状锁合凸缘下方的轴向位置中。

在优选的实施方式中，至少一个导入斜面、优选所有导入斜面沿着直线定向，该直线与安装构件的转动运动成锐角。所述角度优选在30°至60°的角度范围内、尤其是45°。

还是根据另一种有利的实施方式，在所述端盘上成形有轴向突出的拱顶，在所述拱顶上所述配对形状锁合元件被构造为在拱顶上径向突出的形状锁合凸缘。在优选的实施方式中，所述拱顶形成流动构件，该流动构件与所述过滤介质本体中的处于里面的流动室流动连接。由此，流体能够通过所述拱顶沿着轴向方向流动，尤其是经过净化的流体能够被从处于里面的流动室轴向导出。

所述导入斜面有利地如此定向，使得所述安装构件为了将形状锁合件导入到导入斜面中而必须执行松开运动，随后所述形状锁合件沿着导入斜面向下移动并且在形状锁合凸缘的下方占据轴向的形状锁合位置。接着，所述安装构件能够通过旋拧运动与过滤基础壳体拧紧在一起。随着到达轴向的形状锁合位置，所述形状锁合元件留在形状锁合凸缘的下方并且轴向地支撑在形状锁合凸缘上，而没有在安装构件与过滤元件之间相对转动时通过倾斜伸展的导入斜面往回移动。只有在相对转动方向反转时，所述形状锁合元件才能通过导入斜面往回移动，由此取消安装构件和过滤元件的轴向耦合。

为了提供足够大的接触面用于在导入斜面中可靠地导引形状锁合元件，能够有利的是，所述径向突出的形状锁合凸缘的轴向延伸具有最小尺寸，该最小尺寸例如是所述形状锁合凸缘相对于拱顶的周面的径向的突出部分的至少两倍。

此外，能够有利的是，所述拱顶的处于上面的端侧具有中间的凹处并且朝导入斜面的方向倾斜，以便使所述形状锁合元件朝导入斜面中的导入变得容易并且支持这种导入。

还是根据另一种有利的实施方式，所述安装构件具有轴向伸展的流动接管，该流动接管能够安放到拱顶上。在所述流动接管的壁上布置有所述至少一个形状锁合元件。在安装状态中，所述安装构件上的流动接管和所述拱顶形成共同的、轴向连贯的用于流体的流动路径。

根据一种有利的实施方式，所述安装构件和过滤基础壳体设有可旋拧到彼此当中的螺纹。通过螺距，所述安装构件和由此还有过滤元件在拧入或者拧出的期间的转动运动中同时执行轴向运动。

在一种作为替代方案的实施方式中，所述安装构件和过滤基础壳体通过倾斜伸展的、螺旋形的槽和嵌入到所述槽中的形状锁合元件来联结，其中在这种情况下所述安装构件的转动运动也同时导致安装构件和过滤元件的轴向运动。

所述螺纹或者根据作为替代方案的有利的实施方式所述螺旋形的槽和嵌入的形状锁合元件有利地处于过滤基础壳体的内壁上（尤其与过滤基础壳体的敞开的一侧相邻）并且处于安装构件的外侧面上。

根据另一种有利的实施方式，在所述过滤基础壳体的内壁上布置有轴向的导引肋。与所述轴向的导引肋对应的展平部被引入到与过滤基础壳体的底部相邻的下端盘的外边缘中。所述过滤基础壳体上的导引肋和所述下端盘上的展平部允许并且确保沿着周向方向所述过滤元件明确地定位在过滤基础壳体中并且此外形成用于被装入到过滤基础壳体中的过滤元件的防扭转结构。能够适宜的是，如此构造所述导引肋的轴向长度，从而在被装入的状态中所述端盘上的展平部与导引肋接触。

此外，本发明涉及过滤元件在前述过滤装置中的应用，其中所述过滤元件具有带有处于里面的流动室的过滤介质本体以及至少一个端盘，所述端盘关于过滤介质本体的纵轴线布置在该过滤介质本体的端侧上。此外，所述过滤元件包括配对形状锁合元件，该配对形状锁合元件布置在端盘上或者布置在该端盘上的构件上。所述配对形状锁合元件被构造为环绕的形状锁合凸缘，至少一个用于导入安装构件上的形状锁合元件的滑槽形的导入斜面被引入到所述形状锁合凸缘中。

附图说明

其它优点和适宜的实施方式可以从其它权利要求、附图说明和附图中获知。其中：

图1示出了过滤装置的侧视图，所述过滤装置具有过滤基础壳体和可安放到过滤基础壳体上的盖，其中在所述过滤基础壳体中容纳有过滤元件，并且所述盖同时形成安装构件；

图2示出了从下方朝所述盖看的透视图；

图3示出了从上方朝所述过滤元件看的透视图；

图4示出了从下方朝所述过滤元件看的透视图；

图5部分剖切地示出了所述过滤基础壳体；

图6剖分剖切地示出了所述过滤装置，其具有处于过滤基础壳体中的过滤元件和所安放的盖；

图7示出了按照图6的剖切线VII-VII的剖面；并且

图8示出了在拆卸的期间在盖旋转一圈的范围内示出的、具有所述盖和过滤元件的轴向的走势的曲线图。

在附图中，相同的构件设有相同的附图标记。

具体实施方式

下面结合其它附图参考在图1、6和7中示出的过滤装置1。

所述过滤装置1用于对液态的或气态的流体进行过滤并且包括过滤器壳体以及过滤元件4，其中所述过滤器壳体具有罐形的过滤基础壳体2和可安放到过滤基础壳体2的敞开的一侧上的盖3，并且所述过滤元件被装入到过滤基础壳体2中。所述过滤元件4被构造为空心筒状的圆形过滤元件并且包括过滤介质本体5以及端侧的端盘6和7，所述端盘布置在过滤介质本体5的轴向的端侧上并且遮盖所述端侧。

所述过滤介质本体5关于过滤装置1和过滤元件4的纵轴线8在径向上从外向里被贯穿流过。所述过滤介质本体5由打褶的过滤材料制成（图7）。所述过滤介质本体5包围处于里面的流动室9，该流动室被过滤元件4的支撑格栅10包围，所述过滤介质本体5处于该支撑格栅的外侧面上。经过净化的流体从处于里面的流动室9轴向向上被导出。为此，在上端盘6上成形有轴向突出的拱顶11，该拱顶形成与流动室9连接的流动构件。

不仅所述上端盘6而且所述端盘7都分别设有环绕的环形槽，在所述环形槽中分别容纳有密封圈12、13。在按照图6的装配状态中，所述密封圈12、13密封地抵靠在进行容纳的过滤基础壳体2的内壁上。

所述过滤器壳体的盖3一方面具有在装配状态中将过滤基础壳体2的敞开的端侧封闭的功能。另一方面，所述盖3也承担用于过滤元件4的安装和拆卸功能。在安装时，将所述过滤元件4装入到过滤基础壳体2中并且加以固定，在拆卸时松开所述固定状态并且将所述过滤元件4从过滤基础壳体2中取出。所述盖3也相应地形成用于过滤元件4的安装构件。

所述盖3在其外周上设有螺纹14，所述螺纹能够旋入到过滤基础壳体2的内壁上的、与过滤基础壳体2的开口相邻的、对应的内螺纹中。此外，所述盖3具有流动接管15，该流动接管居中地布置在盖3中并且能够安放到拱顶11上。在安装状态中所述流动接管15与拱顶11同轴，使得所述流动接管15和拱顶11形成一条共同的流动路径，以便将经过净化的流体从处于里面的流动室9中排出。

所述拱顶11和流动接管15能够实现在端盘6和因此还有过滤元件4与盖3之间的沿着轴向方向形状锁合的连接，所述沿着轴向方向形状锁合的连接同时允许所述盖3相对于过滤元件4的自由的可转动性。这引起的结果是，在将盖3旋入到过滤基础壳体2中或者从中旋出时所述过滤元件4仅仅在轴向上被降低或者被抬起，然而不进行转动运动。因此，没有力沿着周向方向作用到所述过滤介质本体5的处于外面的周面上。

所述形状锁合的连接借助于形状锁合元件来建立。在所述流动接管15的内壁上径向对置地存在两个径向向里伸入的形状锁合元件16，为它们分配了处于所述拱顶11的端侧上的、呈形状锁合凸缘17的形式的配对形状锁合元件。所述处于盖3的流动接管15上的形状锁合元件16和所述形状锁合凸缘17能够被置于轴向的形状锁合连接之中，所述轴向的形状锁合连接也能够再次被松开。同时，盖3与端盘6之间的自由的可旋转性得到保持，使得所述过滤基础壳体2中的过滤元件4在拧入和拧出盖3时不执行围绕着纵轴线8的转动运动。与此相对应，也没有沿着周向方向的力作用到所述过滤介质本体5上。

所述形状锁合凸缘17在径向上突出超过拱顶11的周面。一旦所述形状锁合元件16被置于在轴向上在形状锁合凸缘17下方的位置中，所述形状锁合元件16就在轴向上由形状锁合凸缘17保持住。

两个径向对置的导入斜面被引入到所述形状锁合凸缘17中。所述导入斜面18大约沿着直线延伸，该直线在松开或旋入盖的期间大约在垂直于纵轴线8伸展的平面中与所述盖3的转动运动成锐角。在本实施例中，所述角度为大约45°。所述导入斜面18如此定向，使得所述盖3为了将形状锁合元件16导入到导入斜面18中而必须执行松开运动，紧接着所述形状锁合元件16沿着导入斜面18向下移动直至到达形状锁合凸缘17下方的形状锁合位置。紧接于此，所述盖3能够被拧入到过滤基础壳体2中。

如尤其由图1和图3可知，所述拱顶11的端侧具有中间的凹处，该凹处的最深点处于导入斜面18的入口处。由此有助于所述形状锁合元件16的导入。

如由图6和7可知，在所述过滤基础壳体2的内壁上存在轴向的导引肋19。与轴向的导引肋19对应的展平部20被引入到下端盘7的外边缘中。所述过滤基础壳体2上的导引肋19和所述下端盘7上的展平部允许并且确保沿着周向方向过滤元件4明确地定位在过滤基础壳体2中并且此外形成用于被装入到过滤基础壳体2中的过滤元件4的防扭转结构。能够适宜的是，如此构造所述导引肋19的轴向长度，从而在所述过滤元件4被装入到过滤基础壳体2中的状态中所述端盘7上的展平部20抵靠在导引肋19上。

所述上端盘6没有这样的展平部。如此安排所述导引肋19的轴向长度，从而在被装入的状态下所述上端盘6在轴向上与导引肋19隔开。作为替代方案，也能够将相应的展平部引入到上端盘6中并且如此制作所述导引肋19，从而在被装入的状态中所述两个端盘上的展平部抵靠在导引肋19上。

在图8中示出了曲线图，该曲线图具有在拧出的期间在将过滤元件3从过滤基础壳体2上拆下时在将盖在完整旋转一圈360°的范围内示出的所述盖3和过滤元件4的轴向的走势。x轴以度为单位说明了盖3围绕着纵轴线的旋转，y轴说明了盖3和过滤元件4离开过滤基础壳体2的、与盖3上的螺纹14的螺距相对应的轴向增加的距离。虚线的走势表示所述盖3的轴向距离，实线的走势表示所述过滤元件4的轴向距离。

所述盖3的轴向的走势跟随螺距连贯地并且连续地构成，而在所述过滤元件4的轴向的走势中则存在两个阶梯4’，所述阶梯处于在径向对置的导入斜面18的高度上。在所述形状锁合元件16沿着周向方向在形状锁合凸缘17的下方沿着移动时，所述形状锁合元件16在轴向上更一步地进入到导入斜面18中，由此通过所述盖3补偿轴向拧出。在进一步转动盖3时，所述形状锁合元件16又从导入斜面18中移出来并且在形状锁合凸缘17的下方继续行进；在这个阶段中，所述盖3和过滤元件4执行相同的轴向运动。

在限制导入斜面18的壁区段上，在向形状锁合凸缘17的下侧的过渡区中存在倒圆21（图1），其使形状锁合元件16从导入斜面18中的移出变得容易。

Claims (11)

1.过滤装置，具有用于对液态的或气态的流体进行过滤的过滤元件（4），其中所述过滤元件（4）具有过滤介质本体（5）和至少一个端盘（6），其中所述过滤介质本体包围处于里面的流动室（9），并且所述端盘关于所述过滤介质本体（5）的纵轴线（8）布置在该过滤介质本体的端侧上，所述过滤装置具有用于容纳所述过滤元件（4）的过滤基础壳体（2）并且具有用于在所述过滤基础壳体（2）中安装和拆卸过滤元件（4）的安装构件（3），其中所述安装构件（3）能够与所述端盘（6）连接并且额外地通过围绕着所述纵轴线（8）的转动运动能够与所述过滤基础壳体（2）连接，其特征在于，在所述安装构件（3）上布置了至少一个形状锁合元件（16），所述形状锁合元件能够与布置在所述端盘（6）上或者布置在所述端盘（6）上的构件上的配对形状锁合元件（17）在同时存在沿着围绕着所述纵轴线（8）的转动方向的可自由旋转性的情况下置于轴向的形状锁合连接之中，其中所述配对形状锁合元件（17）被构造为环绕的形状锁合凸缘（17），至少一个用于导入所述安装构件（3）上的形状锁合元件（16）的滑槽状的导入斜面（18）被引入到所述形状锁合凸缘中。

2.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述安装构件形成所述过滤器壳体的盖（3），所述盖在安装位置中遮盖所述过滤基础壳体（2）的敞开的一侧。

3.根据权利要求1或2所述的过滤装置，其特征在于，所述安装构件（3）和过滤基础壳体（2）设有可拧旋到彼此当中的螺纹（14）。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤装置，其特征在于，在所述端盘（6）上成形有轴向突出的拱顶（11），在所述拱顶上所述配对形状锁合元件被构造为在所述拱顶（11）上径向突出的形状锁合凸缘（17）。

5.根据权利要求4所述的过滤装置，其特征在于，所述拱顶（11）形成流动构件，所述流动构件与所述过滤介质本体中的处于里面的流动室（9）流动连接。

6.根据权利要求4或5所述的过滤装置，其特征在于，两个径向对置的导入斜面（18）被引入到所述形状锁合凸缘（17）中。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的过滤装置，其特征在于，所述安装构件（3）具有轴向伸展的流动接管（15），所述流动接管能够安放到所述拱顶（11）上，其中在所述流动接管（15）的壁上布置有所述至少一个形状锁合元件（16）。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的过滤装置，其特征在于，所述至少一个导入斜面（18）大约沿着直线定向，所述直线与所述安装构件（3）的转动运动成锐角。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的过滤装置，其特征在于，限定所述至少一个导入斜面（18）的壁区段到形状锁合凸缘的下侧面的过渡区倒圆地制成。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的过滤装置，其特征在于，在所述过滤基础壳体（2）的内壁上布置有轴向的导引肋（19），其中对应的展平部（20）被引入到端盘（7）的外边缘中。

11.过滤元件在根据权利要求1至10中任一项所述的过滤装置中的应用，其中所述过滤元件（4）具有过滤介质本体（5）和至少一个端盘（6），其中所述过滤介质本体包围处于里面的流动室（9），并且所述端盘关于所述过滤介质本体（5）的纵轴线（8）布置在该过滤介质本体的端侧上，所述过滤元件具有配对形状锁合元件（17），所述配对锁合元件布置在所述端盘（6）上或者布置在所述端盘（6）上的构件上，其中所述配对形状锁合元件被构造为环绕的形状锁合凸缘（17），至少一个用于导入安装构件（3）上的形状锁合元件（16）的滑槽状的导入斜面（18）被引入到所述形状锁合凸缘中。

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