JP2019516546A - 特に商用車の圧縮空気処理設備のための圧縮空気処理システム - Google Patents

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Abstract

商用車の圧縮空気処理設備のための圧縮空気処理システムは、圧縮空気処理装置(30)、空気乾燥カートリッジ(10)、および空気乾燥カートリッジ(10)と圧縮空気処理装置(30)との間をシールするためのシールリング(68)を有している。空気乾燥カートリッジ(10)は、閉鎖されたハウジングカバー(16)を備えたカートリッジハウジング(14)と、該カートリッジハウジング(14)内に収容された乾燥剤(60)と、カートリッジハウジング(14)の、ハウジングカバー(16)とは反対側の開放した端面を閉鎖するため、および圧縮空気処理装置(30)に空気乾燥カートリッジ(10)を固定するための固定フランジ(18)と、底部金属薄板(26)とを有している。底部金属薄板(26)は、固定フランジ(18)の、カートリッジハウジング(14)のハウジングカバー(16)とは反対側に配置されていて、かつシールリング(68)を収容するためのシールリング収容部(70)を形成するための、固定フランジ(18)から離反する方向に延びている収容部分(72)を、該収容部分(72)の、空気乾燥カートリッジの長手方向軸線(12)に向けられた側に有している。このとき収容部分(72)は、シールリング(68)のために、空気乾燥カートリッジ(10)の長手方向軸線(12)に対して垂直な半径方向(13r)において、外側の接触部を提供しており、かつ収容部分(72)は、カートリッジハウジング(14)とは反対側において少なくとも部分的に、シールリング(68)の下において延びている。

Description

本発明は、それぞれ特に商用車の圧縮空気処理設備のための、空気乾燥カートリッジおよび圧縮空気処理装置、ならびにこのような圧縮空気処理装置とこのような空気乾燥カートリッジとを備えた圧縮空気処理システムに関する。
このような圧縮空気処理システムは、例えばトラックおよびトラクタのような商用車において使用される。このような圧縮空気処理システムはしばしば、例えば、圧縮空気を供給する必要がある、ブレーキシステムまたは空気ばねのような1つまたは複数の圧縮空気消費機を有している。圧縮空気は、典型的には、車両の駆動モータによって駆動される往復動ピストン式コンプレッサのようなコンプレッサによって提供される。圧縮空気消費機の故障のない運転を保証するために、コンプレッサによって提供される圧縮空気は、通常さらに処理されねばならない。そのために設けられた圧縮空気処理設備において、圧縮空気は、既に吸い込まれた空気内に含まれている汚れ粒子、ならびにコンプレッサによる圧縮プロセス中に圧縮空気内にもたらされるオイル粒子および煤粒子から浄化され、かつ圧縮空気内に存在する湿分が分離される。そのために商用車の圧縮空気処理設備は、通常、圧縮空気を乾燥させかつ好ましくはオイル粒子および煤粒子を吸収することができる空気乾燥カートリッジを有している。
例えば独国特許出願公開第102013103066号明細書(DE 102013103066 A1)に開示されている汎用の空気乾燥カートリッジは、閉鎖されたハウジングカバーを備えたカートリッジハウジング、カートリッジハウジング内に収容された乾燥剤、およびカートリッジハウジングの、ハウジングカバーとは反対側の開放した端面を閉鎖するためおよび圧縮空気処理装置に空気乾燥カートリッジを固定するための固定フランジを有している。このとき通常、空気乾燥カートリッジの、ハウジングカバーとは反対側の端面には、さらに底部金属薄板が設けられており、この底部金属薄板は、一方では固定フランジに結合されていて、かつ他方ではカートリッジハウジングに縁曲げ部を用いて結合されている。この底部金属薄板は、固定フランジとは反対の外側にリング形の収容部を形成するように成形されており、この収容部内には、空気乾燥カートリッジと圧縮空気処理装置との間におけるシールを実施するための方形シールリングが挿入されている、もしくは挿入可能である。
本発明の根底を成す課題は、空気乾燥カートリッジにおけるシールリングの取付けおよび圧縮空気処理装置における空気乾燥カートリッジの取付けを簡単にする、改善された圧縮空気処理システムを提供することである。
この課題は、独立請求項の教示によって解決される。本発明の好適な構成は、従属請求項の対象である。
本発明に係る空気乾燥カートリッジは、閉鎖されたハウジングカバーを備えたカートリッジハウジングと、該カートリッジハウジング内に収容された乾燥剤と、カートリッジハウジングの、ハウジングカバーとは反対側の開放した端面を閉鎖するため、および圧縮空気処理装置に空気乾燥カートリッジを固定するための固定フランジと、空気乾燥カートリッジの、カートリッジハウジングのハウジングカバーとは反対側の端面に設けられていて、かつ固定フランジの、カートリッジハウジングのハウジングカバーとは反対側に配置されている、底部金属薄板と、を有している。底部金属薄板は、シールリングを収容するためのシールリング収容部を形成するための、固定フランジから離反する方向に延びている収容部分を、該収容部分の、空気乾燥カートリッジの長手方向軸線に向けられた側に有している。この収容部分は、シールリング収容部内に収容すべきシールリングのために、空気乾燥カートリッジの長手方向軸線に対して垂直な半径方向において、外側の接触部を提供している。さらにこの収容部分は、カートリッジハウジングとは反対側において少なくとも部分的に、シールリング収容部内に収容すべきシールリングの下において延びている。
本発明によれば、固定フランジの、カートリッジハウジングのハウジングカバーとは反対側に、特殊に成形された底部金属薄板を配置することが提案される。金属薄板は、固定フランジから離反する方向に延びている収容部分を用いて、シールリング収容部を形成しており、このシールリング収容部内には、シールリングを挿入することができる。底部金属薄板の収容部分は、シールリングに少なくとも部分的に下から係合しているので、シールリングは、好適にクランプなしにシールリング収容部内に保持されることができ、これによってシールリングを、圧縮空気処理装置における空気乾燥カートリッジの取付け前に、問題なくかつ確実に予め取り付けることができる。結果として、圧縮空気処理装置における空気乾燥カートリッジの取付けを、全体として簡単にすることができる。それというのは、シールリングを予め固定するための追加的なかつ/または面倒な方法ステップを省くことができるからである。
本発明に係るシールコンセプトでは、シールリングは、くさび形のシールリング収容部内に好適に収容されかつ圧縮される。圧縮空気処理装置における空気乾燥カートリッジの取付け時に、シールリングは、好適にこのシールリング収容部内においてくさび状に押さえ込まれ、このとき取付けは、汎用のシステムにおけるよりも小さなねじ力で行うことができる。他方において、くさび形のシールリング収容部内におけるシールリングは、運転時における圧力下で比較的大きなシール作用を形成することができる。それというのは、圧縮空気がシールリングを好適にくさび形内に押し込むからである。
本発明の好適な実施形態では、底部金属薄板の収容部分は、底部金属薄板の自由端部で、シールリング収容部内に収容すべきシールリングの下にまで延びている。この実施形態では、シールリングを収容するためのシールリング収容部は、好ましくは底部金属薄板と固定フランジとの間に形成されていてよい。
本発明の他の好適な構成では、底部金属薄板の収容部分は、底部金属薄板のそれ自体において曲げ戻された部分によって形成されている。この実施形態では、シールリングを収容するためのシールリング収容部は、好ましくは底部金属薄板と圧縮空気処理装置との間に形成されている。さらにこの実施形態では、好適に、底部金属薄板の自由端部が、例えば固定フランジにおける空気流開口を貫いて、固定フランジの一部分を少なくとも部分的に取り囲んでおり、これによって底部金属薄板と固定フランジとの間における力結合部を得ることができる。
本発明の別の好適な構成では、底部金属薄板は、少なくとも1つの歯列エレメントを有しており、該歯列エレメントは、固定フランジの、カートリッジハウジングのハウジングカバーとは反対側に係合可能である。歯列エレメントは、例えばエンボス加工部または異形成形部の形態で底部金属薄板に形成されている。このような歯列エレメントによって、底部金属薄板と固定フランジとの間における力結合部を改善することができ、このことは、圧縮空気処理装置への固定フランジの固定管片による空気乾燥カートリッジのねじ結合の場合に好適である。
本発明の好適な構成では、底部金属薄板の収容部分は、少なくとも部分的に湾曲されて形成されている。この構成によってシールリング収容部を、湾曲された表面を備えたシールリングを収容するために好適に使用することができる。特にこの構成によって、好ましくはOリングシールを使用することができる。Oリングシールは、方形シールとの比較においてより安価である。しかしながら基本的には本発明の枠内において、例えば方形、正方形、三角形、多角形、円形、楕円形またはこれに類した横断面形状のような任意のシール形状を使用することができる。
本発明の別の好適な構成では、固定フランジは、カートリッジハウジングのハウジングカバーとは反対の外側で、少なくともシールリング収容部の領域において、ほぼ平らに形成されている。固定フランジのこの構成は、特に容易に製造可能であり、ひいては安価である。大きな平らな部分または全体として平らな固定フランジは、さらに半径方向における異なった位置におけるシールリングの可変の位置決めを可能にし、このとき単に底部金属薄板を適合させるだけでよい。
本発明の別の好適な構成では、底部金属薄板は、カートリッジハウジングとの結合のための結合部分を有しており、このとき結合部分は、例えば空気乾燥カートリッジの長手方向軸線に対してほぼ平行な長手方向において、固定フランジから離反する方向に延びている。この構成によって、底部金属薄板の形状安定性を全体的に高めることができる。結果として、底部金属薄板を比較的薄く、かつ/または形状安定性の低い材料から製造することができる。
好ましくは、底部金属薄板は、好ましくは結合部分を介してカートリッジハウジングに結合されている。この結合は、好ましくは、縁曲げ、溶接、ろう接、接着又はこれらの結合技術の組合せによって実現することができる。択一的にこの結合の代わりに、底部金属薄板を備えたカートリッジハウジングの一体的な構成を使用することも可能である。
底部金属薄板は、好ましくは一体に形成されかつ製造されている。しかしながらまた選択的に、底部金属薄板は、複数のコンポーネントから成っていてもよく、例えば汎用の底部金属薄板または底部金属薄板部分として形成された第1の底部金属薄板部分と、本発明によって特殊に構成されたアダプタとして形成された第2の底部金属薄板部分とから成っていてもよい。
本発明に係る圧縮空気処理装置は、圧縮空気処理装置に空気乾燥カートリッジを固定するための接続管片を有しており、このとき接続管片の長手方向軸線が、空気乾燥カートリッジが圧縮空気処理装置に固定されている場合に、空気乾燥カートリッジの長手方向軸線に対してほぼ同軸に延びている。本発明に係る圧縮空気処理装置は、さらに押圧部分を有していて、該押圧部分は、空気乾燥カートリッジの長手方向軸線に対して垂直な半径方向において、接続管片の外側に設けられている。この押圧部分は、空気乾燥カートリッジの方向に延びている支持突出部を有しており、該支持突出部は、空気乾燥カートリッジの長手方向軸線に対して垂直な半径方向において、圧縮空気処理装置と空気乾燥カートリッジとの間に収容すべきシールリングの内部に位置決めされており、かつ収容すべきシールリングのために半径方向において内側の接触部を提供している。
本発明によれば、圧縮空気処理装置に、接続管片の半径方向外側において特殊な押圧部分を設けることが提案される。シールリングを半径方向において所定の位置に保つ支持突出部によって、圧縮空気処理装置における空気乾燥カートリッジの取付け前における、空気乾燥カートリッジまたは圧縮空気処理装置にシールリングを予め固定するための追加的なかつ/または面倒な処置を省くことができる。これにより結果として、圧縮空気処理装置における空気乾燥カートリッジの取付けが簡単になる。
本発明の好適な構成では、押圧部分の支持突出部は、該支持突出部が、空気乾燥カートリッジの取り付けられた状態において空気乾燥カートリッジの長手方向軸線に対して平行な長手方向において空気乾燥カートリッジから間隔をおいて位置するように寸法設定されている。この構成によって、支持突出部が接続管片の結合経路を画定することにより、支持突出部が圧縮空気処理装置における空気乾燥カートリッジの取付けを阻止しないことを保証することができる。結果として、空気乾燥カートリッジと圧縮空気処理装置との間に挿入されたシールリングは、十分な圧力によって圧縮され、ひいては十分なシール作用を得ることを保証することができる。
本発明の好適な構成では、押圧部分は支持縁を有していて、該支持縁は、支持突出部を起点として半径方向において外方に向かって延びており、これによって支持縁は、空気乾燥カートリッジの取り付けられた状態において、空気乾燥カートリッジとは反対側において少なくとも部分的に、収容すべきシールリングの下において延びている。このようにして押圧部分のこの支持縁は、長手方向において、挿入されたシールリングのための追加的な支持部を形成することができる。
本発明の好適な構成では、押圧部分は、半径方向において支持突出部の外側に、支持縁に対して後退させられた凹部を有している。この凹部内には、例えば底部金属薄板の自由端部を収容することができ、この自由端部は、シールリングを収容するために空気乾燥カートリッジに取り付けられている。好ましくは、押圧部分のこの凹部は、台形またはくさび形に形成されており、これによって、関与するコンポーネントのさらに大きな製造誤差を可能にする、底部金属薄板の自由端部のための比較的良好なストッパを得ることができる。
押圧部分は、好ましくは圧縮空気処理装置と一体に形成されている。しかしながらまた選択的に、押圧部分がアダプタの形態で別体の部材として設けられていてもよく、この部材は、圧縮空気処理装置に例えばねじ結合によって取り付けられる。
本発明の対象はまた、上に記載された本発明に係る圧縮空気処理装置、上に記載された本発明に係る空気乾燥カートリッジ、および空気乾燥カートリッジと圧縮空気処理装置との間におけるシールのためのシールリングを有している圧縮空気処理システムである。
上に記載された空気乾燥カートリッジの利点は、特に、上に記載された圧縮空気処理装置との組合せにおいて効果を発揮する。同様に、上に記載された圧縮空気処理装置の利点は、特に上に記載された空気乾燥カートリッジとの組合せにおいて効果を発揮する。空気乾燥カートリッジにおける特殊に成形された底部金属薄板と、圧縮空気処理装置の特殊に成形された押圧部分とは、両者の間においてシールリングを収容し、かつこのシールリングを圧縮して、このシールリングが、空気乾燥カートリッジと圧縮空気処理装置との間において確実かつ十分なシールを生ぜしめるようにする。さらにシールリングは、圧縮空気処理装置における空気乾燥カートリッジの取付け前に、底部金属薄板と空気乾燥カートリッジの固定フランジとの間に簡単に挿入することができ、次いで空気乾燥カートリッジを問題なく圧縮空気処理装置に取り付けることができる。しかしながらまた基本的には、本発明に係る空気乾燥カートリッジと本発明に係る圧縮空気処理装置とは、互いに無関係に好適に使用することも可能である。
シールリングは、好ましくは円形横断面を有するOシールリングとして形成されている。上に述べたように、しかしながら本発明は、このような横断面形状を有するシールリングに制限されない。
本発明の1つの構成では、さらに弾性エレメントが空気乾燥カートリッジと圧縮空気処理装置の押圧部分の支持突出部との間に配置されていてよい。この実施形態は、特に汎用の圧縮空気処理装置との組合せにおける空気乾燥カートリッジの後方互換性の使用時に好適であることがある。選択的にまた空気乾燥カートリッジにも予め固定することができる、間に挿入された弾性エレメントを介して、空気乾燥カートリッジと圧縮空気処理装置との間における結合部を増し締めすることができ、ひいては挿入された方形シールリングをさらに圧縮させることができることを、好適に保証することが可能である。
本発明は、特に商用車の圧縮空気処理設備における使用のために好適に適している。
本発明の上に述べたかつさらなる利点、特徴および使用可能性は、添付の図面を参照した、種々異なる実施形態の以下の記載からより良好に理解することができる。なお図面においては大部分が概略的に示されている。
本発明の第1実施形態による圧縮空気処理システムの一部を断面して示す図である。 本発明の1実施形態による、図1の圧縮空気処理システムの空気乾燥カートリッジと圧縮空気処理装置との間における結合部を拡大して示す詳細図である。 本発明の別の実施形態による、空気乾燥カートリッジと圧縮空気処理装置との間における択一的な結合部を拡大して示す詳細図である。 本発明の第2実施形態による圧縮空気処理システムの一部を断面して示す図である。 本発明の1実施形態による、図4の圧縮空気処理システムの空気乾燥カートリッジと圧縮空気処理装置との間における結合部を拡大して示す詳細図である。 本発明の別の実施形態による、空気乾燥カートリッジと圧縮空気処理装置との間における択一的な結合部を拡大して示す詳細図である。 本発明のさらに別の実施形態による、空気乾燥カートリッジと圧縮空気処理装置との間における択一的な結合部を拡大して示す詳細図である。 本発明のさらに別の実施形態による、空気乾燥カートリッジと圧縮空気処理装置との間における択一的な結合部を拡大して示す詳細図である。 本発明の第3実施形態による圧縮空気処理システムの一部を断面して示す図である。
図1には、第1実施形態による本発明に係る空気乾燥カートリッジおよび本発明に係る圧縮空気処理装置を備えた圧縮空気処理システムの構造が示されている。
空気乾燥カートリッジ10は、長手方向軸線12に対してほぼ回転対称に形成されていて、かつ閉鎖されたハウジングカバー16を備えたほぼ円筒形もしくはバケット形のカートリッジハウジング14を有しており、ハウジングカバー16は、深絞りされた金属薄板の形態で形成されている。カートリッジハウジング14の、ハウジングカバー16とは反対側の開放した端面は、(好ましくは金属製の)固定フランジ18によって閉鎖されている。固定フランジ18は、好ましくは不動にかつ流体密にカートリッジハウジング14に、例えば溶接、接着またはこれに類した形態で結合されている。
固定フランジ18は、例えば円形リング形の1つの入口開口20、または円形リングに沿って配置された複数の入口開口20、および例えば円形の中央の出口開口24を有している。出口開口24は、長手方向軸線12に対して横方向の半径方向において入口開口20の内側に配置されている。「入口」および「出口」という概念は、これに関連して、流体の乾燥および浄化のための通常運転において空気乾燥カートリッジを通る流体流れ方向aに関連している。再生運転において空気乾燥カートリッジ10は、ひいては入口開口20および出口開口24は、逆方向bにおいて貫流される。
中央の出口開口24は、固定フランジ18の固定管片22によって画定されている。この固定管片22は、雌ねじ山を備えている。
空気乾燥カートリッジ10は、圧縮空気処理設備の一部である圧縮空気処理装置30に取り付けられている、もしくは取付け可能である。圧縮空気処理装置30は、接続管片32を有しており、この接続管片32は、雄ねじ山を備えている。このようにして空気乾燥カートリッジ10は、その固定フランジ18の固定管片22で、圧縮空気処理装置30の接続管片32にねじ結合することができる。固定管片22と接続管片32との間におけるねじ結合部34は、空気乾燥カートリッジ10と圧縮空気処理装置30との間における解離可能な、しかしながら流体密の結合部を形成する。取り付けられた状態において、空気乾燥カートリッジ10の長手方向軸線12と圧縮空気処理装置30の接続管片32の長手方向軸線とは、互いに同軸である。
圧縮空気処理装置30は、例えば円形リング形の1つの第1の開口36かまたは円形リングに沿って配置された複数の開口36を有しており、このもしくはこれらの開口36は、空気乾燥カートリッジ10の取り付けられた状態において、固定フランジ18の1つもしくは複数の入口開口20に流体接続されている。圧縮空気処理装置30はさらに、例えば円形の第2の開口38を有しており、この第2の開口38は、空気乾燥カートリッジ10の取り付けられた状態において、固定フランジ18の出口開口24に流体接続されている。矢印aは、空気乾燥カートリッジ10の通常運転における流体流れ方向を象徴的に示し、矢印bは、空気乾燥カートリッジ10の再生運転における流体流れ方向を象徴的に示している。
図1に示されているように、空気乾燥カートリッジ10はさらに内側ハウジング40を有しており、この内側ハウジング40は、第1の部分40aと第2の部分40bとから成っていて、かつ好ましくはプラスチック材料から形成されている。内側ハウジング40の第1の部分40aは、長手方向軸線12に対して横方向の半径方向において、内側ハウジング40の第2の部分40bの外側に配置されている。図1の実施形態では、カートリッジハウジング14と内側ハウジング40とは両者の間に、乾燥剤60(例えばシリカゲル)のための収容室を形成している。
内側ハウジング40の第1の部分40aは、壁部分に複数の開口42を備えており、これらの開口42は、固定フランジ18の入口開口20に流体接続されている。このようにして空気乾燥カートリッジ10の通常運転において圧縮空気は、圧縮空気処理装置30から固定フランジ18における入口開口20と内側ハウジング40の開口42とを通って、カートリッジハウジング14の内部に流入することができる。
入口開口20と開口42との間には、合体フィルタ(Koaleszenzfilter)またはオイルフィルタとして形成されたフィルタ装置44が設置されている。フィルタ装置44は、本実施形態では例えば、空気乾燥カートリッジ10の長手方向軸線12に対してほぼ平行に方向付けられており、これによってフィルタ装置44は、半径方向において圧縮空気によって貫流される。フィルタ装置44を用いて圧縮空気は、空気乾燥カートリッジ10のカートリッジハウジング14内における乾燥剤60を貫流する前に浄化される。このときフィルタ装置44は、好ましくはいわゆる吸上げ材料46によって取り囲まれており、この吸上げ材料46は、多孔性材料、フリース材料等によって形成されていてよく、かつ空気に対して透過性である。吸上げ材料46は、乾燥剤60のオイル汚染を阻止するものである。
フィルタ装置44の下には、逆止弁52を備えたバイパス48が設けられている。逆止弁52は、空気乾燥カートリッジ10の通常運転において、圧縮空気が入口開口20からフィルタ装置44の側方でバイパス48を通って浄化されずに乾燥剤60に流入することを阻止するが、しかしながら空気乾燥カートリッジ10の再生運転においては、フィルタ装置44の側方を通過する空気流を可能にする。逆止弁52は、好ましくはプラスチック材料(例えばエラストマ)から形成されている。逆止弁52は、本実施形態ではカートリッジハウジング14に支持されている。
図1に示されているように、内側ハウジング40の第1の部分40aにおいて固定管片22の領域には、シールリップ54が設けられており、このシールリップ54は、好ましくは内側ハウジング40に一体に形成されていて、かつ好ましくは、固定管片22に対して弾性的に予荷重を加えている。類似の形式でカートリッジハウジング14の領域にはシールリップが設けられており、このシールリップは、好ましくは内側ハウジング40の第1の部分40aに一体に形成されていて、かつ好ましくは、カートリッジハウジング14に対して弾性的に予荷重を加えている。
内側ハウジング40の第2の部分40bは、中央の領域に開口56を有しており、これらの開口56は、カートリッジハウジング14の内室を出口開口24に接続している。第2の部分40bの半径方向外側の周縁には、シールリップ58が設けられており、このシールリップ58は、好ましくは第2の部分40bに一体に形成されていて、かつ好ましくは、内側ハウジング40の第1の部分40aに対して弾性的に予荷重を加えている。
内側ハウジング40の第2の部分40bは、軸方向において、つまり空気乾燥カートリッジ10の長手方向軸線12に対して平行または同軸に、カートリッジハウジング14内において可動である。内側ハウジング40の第1の部分40aに支持された圧縮ばねとして形成された予荷重エレメント62を用いて、内側ハウジング40の第2の部分40bは、ハウジングカバー16の方向に押圧され、これによって乾燥剤60を圧縮することができる。このとき第2の部分40bにおけるシールリップ58によって、内側ハウジング40は、その両部分40a,40bの間において流体密である。
図1において認識できるように、内側ハウジング40の第2の部分40bは、乾燥剤60の一部が室領域66において半径方向で予荷重エレメント62の内側に配置されるように構成されている。カートリッジハウジング14の内部におけるこの最適な空間利用によって、空気乾燥カートリッジ10を、同じ乾燥出力のものより小さく、つまり比較的小さな直径および/または比較的小さな高さで構成することができる。
圧縮空気処理装置30と空気乾燥カートリッジ10との間における流体密のシール作用を半径方向において得るために、この両エレメントの間には、例えばOシールリングであるシールリング68が配置されている。
図2には、空気乾燥カートリッジ10と圧縮空気処理装置30との間における結合部の第1実施形態が、拡大されて部分的に示されている。
図1および図2において分かるように、空気乾燥カートリッジ10の、カートリッジハウジング14のハウジングカバー16とは反対側の端面には、より正確には、固定フランジ18の、カートリッジハウジング14のハウジングカバー16とは反対の外側(図1および図2において下側)には、底部金属薄板26が設けられている。この底部金属薄板26は、結合部分27を用いてカートリッジハウジング14に結合されている。図1および図2の実施形態では、この結合部28は、縁曲げ部によって実現されている。
半径方向13rにおいて外側の端部における結合部分27を起点として、底部金属薄板26は、まず半径方向13rにおいて固定フランジ18に沿って内方に向かって延びている。このとき底部金属薄板26は、例えば溶接、ろう接または接着によって固定フランジ18に結合されていてもよい。底部金属薄板26と固定フランジ18との間における不動の結合部が設けられていない場合には、底部金属薄板は、好ましくは複数の歯列エレメント29を有しており、これらの歯列エレメント29は、圧縮空気処理装置30における空気乾燥カートリッジ10の取付け時に、固定フランジ18の下側に係合することができ、これによって両コンポーネント18,26の間における相応の力結合部(Kraftschluss)を生ぜしめることができる。歯列エレメント29は、例えば、底部金属薄板26におけるエンボス加工部または異形成形部として形成されている。
半径方向において固定フランジ18の入口開口20のさらに外側に位置している、半径方向13rにおいて内側の端部領域に、底部金属薄板26は収容部分72を有している。この収容部分72は、本実施形態では湾曲されて形成されていて、固定フランジ18から離反する方向に延びている。この収容部分72は、湾曲された収容部分72の場合には好ましくはOシールリングとして形成されていてよいシールリング68を収容するために、くさび形のシールリング収容部70を形成している。このとき底部金属薄板26の収容部分72は、少なくとも部分的に、シールリング収容部70内に挿入されたシールリング68の下側において延びている。
空気乾燥カートリッジ10の固定フランジ18は、好ましくはほぼ平らに形成されているので、固定フランジ18は少なくとも、底部金属薄板26によって形成されたシールリング収容部70の領域においても平らな外側を有している。
シールリング68は、圧縮空気処理装置30における空気乾燥カートリッジ10の取付け前に、簡単にかつ手間を掛けずに、半径方向において内側から、底部金属薄板26と固定フランジ18との間のシールリング収容部70内に挿入することができる。このようにしてシールリング68は、空気乾燥カートリッジ10が圧縮空気処理装置30に取り付けられるまで、空気乾燥カートリッジ10において保持される。
シールリング68を、圧縮空気処理装置30における空気乾燥カートリッジ10の取付け時に圧縮するため、ひいては空気乾燥カートリッジ10と圧縮空気処理装置30との間におけるシール作用を半径方向13rにおいて得るために、圧縮空気処理装置30は、特殊に成形された押圧部分75を有しており、この押圧部分75は、底部金属薄板26および固定フランジ18と共働して、シールリング68を、シールリング収容部70内における所望の位置において保ち、かつ圧縮する。図1に示されているように、この押圧部分75は、空気乾燥カートリッジ10の長手方向軸線12に対して垂直な半径方向において、圧縮空気処理装置30の接続管片32の外側に設けられている。
特に図2において認識できるように、押圧部分75は支持縁82を有しており、この支持縁82は、例えば、押圧部分75の側面80の、空気乾燥カートリッジ10に向けられた端部として形成されている。さらに押圧部分75は、空気乾燥カートリッジ10の方向に向かって延びている支持突出部76を有している。この支持突出部76は、半径方向において、収容すべきシールリング68の内側に位置決めされていて、かつシールリング68のための半径方向内側の支持を形成している。
十分な圧着力Fをシールリング68に加え、これによってシールリング68が十分なシール作用を得るようにするために、押圧部分75の支持突出部76は、支持縁82を起点として、所定の寸法だけ、空気乾燥カートリッジ10の方向に延びており、この寸法は、空気乾燥カートリッジ10の取り付けられていない状態において空気乾燥カートリッジの長手方向軸線12に対して平行な長手方向13lにおけるシールリング68の寸法よりも小さい。支持突出部76が延びている寸法は、好ましくはそれどころか、空気乾燥カートリッジ10の取り付けられた状態において空気乾燥カートリッジの長手方向軸線12に対して平行な長手方向13lにおけるシールリング68の寸法よりも、小さく選択されており、これによって空気乾燥カートリッジ10の取り付けられた状態において、固定フランジ18と押圧部分75の支持突出部76との間には小さな間隔が残ることになる。
さらに押圧部分75は、半径方向13rにおいて支持縁82と支持突出部76との間に凹部84を有している。この凹部84はまた、支持縁82に対して後退させられているので、圧縮空気処理装置30における空気乾燥カートリッジ10の取付け時に、底部金属薄板26の自由端部74は、この凹部84内に収容されることになり、かつ場合によってはこの凹部内において支持されることができる。
圧縮空気処理装置30との空気乾燥カートリッジ10のねじ結合時に、押圧部分75はその支持縁82で、底部金属薄板26を押圧し、このようにしてシールリング68を幾分上方に向かって空気乾燥カートリッジ10の方向に移動させ、このときシールリング68は、底部金属薄板26と固定フランジ18との間において幾分圧縮させられる。しかしながらこの場合、底部金属薄板のリング溝内に方形シールリングを備えた汎用のシールコンセプトと比較すると、僅かなねじ結合力を加えるだけでよい。このときシールリング68は、底部金属薄板26の収容部分72と押圧部分75の支持突出部76とによって、半径方向13rにおいてその所定の位置に保たれる。運転時に圧縮空気は、くさび形のシールリング収容部70におけるシールリング68を、下方に向かって圧縮空気処理装置30の方向に押圧し、このことは、シールリング68のシール作用をさらに高める。このようにして圧縮空気処理装置30と空気乾燥カートリッジ10との間の半径方向13rにおける流体密のシールが得られる。
図3には、図2の図示と同様に、空気乾燥カートリッジ10と圧縮空気処理装置30との間における結合部の択一的な実施形態が拡大されて部分的に示されている。
この実施形態では、本発明に係る空気乾燥カートリッジ10(例えば図1に示したような)が、汎用の圧縮空気処理装置30に結合される。言い換えれば、本発明の空気乾燥カートリッジ10は、汎用の圧縮空気処理装置30に対しても後方互換性を有している。
図3に示されているように、底部金属薄板26はそのために、この底部金属薄板26が結合部分27と収容部分72との間においてリング溝を形成し、このリング溝内に、横断面方形のシールリング69を挿入もしくは圧入することができるように構成されている。汎用の圧縮空気処理装置30は、底部金属薄板26の領域における空気乾燥カートリッジ10に向けられた側において、ほぼ平らに形成されているので、シールリング69は、この平らな圧縮空気処理装置30に押圧される。
図3の実施形態において、方形シールリング69のためのシールリング収容部は、底部金属薄板26の結合部分27と収容部分72とによって形成されている。択一的な構成(図示せず)において、このシールリング収容部を、底部金属薄板26の追加的な成形部分によって形成することも可能である。
図4および図5には、第2実施形態による本発明に係る空気乾燥カートリッジと本発明に係る圧縮空気処理装置とを備えた圧縮空気処理システムの構造が示されている。このとき等しい部材およびコンポーネントには、上に述べた実施形態におけると同じ符号が付されている。
第2実施形態は、空気乾燥カートリッジと圧縮空気処理装置との間における結合部の構造および該結合部のシールの点で、上に記載された実施形態と異なっている。
特に空気乾燥カートリッジ10の底部金属薄板26は、第1実施形態におけると異なって成形されている。底部金属薄板26の収容部分72は、底部金属薄板26自体を曲げ戻した部分によって形成されている。底部金属薄板26の自由端部74は、シールリング収容部70と固定フランジ18との間に、つまり長手方向13lにおいてシールリング収容部70内に挿入されたシールリング68の上に位置している。
圧縮空気処理装置30の押圧部分75は、第1実施形態との比較においてより単純に構成されている。特に、支持突出部76から半径方向13rにおいて外方に向かって延びている、シールリング収容部70の下における支持縁82は、省くことができる。
本実施形態においてシールリング68は、シールリング収容部70内に収容され、このシールリング収容部70は、底部金属薄板26と、圧縮空気処理装置30の押圧部分75の支持突出部76との間に形成されている。
図6には、図5の図示と同様に、空気乾燥カートリッジ10と圧縮空気処理装置30との間における結合部の択一的な実施形態が、拡大されて部分的に示されている。
本実施形態では、本発明に係る空気乾燥カートリッジ10(例えば図4に示されているような)は、汎用の圧縮空気処理装置30に結合される。言い換えれば本発明に係る空気乾燥カートリッジ10は、汎用の圧縮空気処理装置30に対しても後方互換性を有している。
図3に示されているように、底部金属薄板26はそのために、この底部金属薄板26が結合部分27と収容部分72との間においてリング溝を形成し、このリング溝内に、横断面方形のシールリング69を挿入もしくは圧入することができるように構成されている。汎用の圧縮空気処理装置30は、底部金属薄板26の領域における空気乾燥カートリッジ10に向けられた側において、ほぼ平らに形成されているので、シールリング69は、この平らな圧縮空気処理装置30に押圧される。
図3の実施形態において、方形シールリング69のためのシールリング収容部は、底部金属薄板26の結合部分27と収容部分72とによって形成されている。択一的な構成(図示せず)において、このシールリング収容部を、底部金属薄板26の追加的な成形部分によって形成することも可能である。
言い換えれば、図6の実施形態は、図5の実施形態と図3との組合せである。
図7には、図5に記載のものと同様に、空気乾燥カートリッジ10と圧縮空気処理装置30との間における結合部の別の択一的な実施形態が、拡大されて部分的に示されている。
本実施形態では、底部金属薄板26の自由端部74は、固定フランジ18における入口開口20を貫いて案内されていて、かつ固定フランジ18を取り囲んでいる。これによって底部金属薄板26と固定フランジ18との間における十分に不動の結合が得られる。
図7に示されているように、圧縮空気処理装置30の固定管片32には、任意に支持縁33が設けられていてよく、この支持縁33は、半径方向13rにおいて固定管片32から外方に向かって延びていて、かつこの支持縁33においては、空気乾燥カートリッジ10の取り付けられた状態において固定フランジ18が支持可能である。
さらに図7に示されているように、圧縮空気処理装置30の押圧部分75の支持突出部76には、任意に支持縁82が設けられていてよく、この支持縁82は、半径方向13rにおいて支持突出部76から、挿入されたシールリング68の下において外方に向かって延びている。
図7のこの実施形態は、同様に図6の実施形態に転用可能である。
図8には、図2に記載のものと同様に、空気乾燥カートリッジ10と圧縮空気処理装置30との間における結合部の択一的な実施形態が、拡大されて部分的に示されている。
本実施形態では、圧縮空気処理装置30の押圧部分75の支持縁82と支持突出部76との間における凹部84は、ほぼ台形に形成されている。
凹部84の台形形状は、特に圧縮空気処理装置30における空気乾燥カートリッジ10の取付け中における、底部金属薄板26の自由端部74の改善された当接もしくは改善された案内を可能にする。比較的大きな製造誤差が存在する場合でも、底部金属薄板26の自由端部は、凹部84における終端位置への経路を確実に見つけることができる。さらに空気乾燥カートリッジ10の取付け時における、底部金属薄板26の極めて強い屈曲を回避することができる。
この実施形態の変化形態では、圧縮空気処理装置30の押圧部分75の凹部84は、ほぼくさび形に形成されている。
図9には、第3実施形態による本発明に係る空気乾燥カートリッジと本発明に係る圧縮空気処理装置とを備えた圧縮空気処理システムの構造が示されている。このとき等しい部材およびコンポーネントには、上に述べた実施形態におけると同じ符号が付されている。
第3実施形態は、空気乾燥カートリッジの構造、特に内部に乾燥剤を収容するための改善された空間利用に関して、上に記載された実施形態と異なっている。
図9の実施形態では、カートリッジハウジング14、固定フランジ18および内側ハウジング40は、それ自体の間に、乾燥剤60(例えばシリカゲル)のための収容室を形成している。
内側ハウジング40の第1の部分40aは、空気乾燥カートリッジ10の長手方向軸線12に対して平行に延びている壁部分には、複数の開口42を備えており、これらの開口42は、固定フランジ18の入口開口20に流体接続されている。このようにして空気乾燥カートリッジ10の通常運転において、圧縮空気は、圧縮空気処理装置30から固定フランジ18における入口開口20と内側ハウジング40の開口42とを通ってカートリッジハウジング14の内部に流入することができる。
内側ハウジング40の第1の部分40aの、開口42を備えた壁は、合体フィルタまたはオイルフィルタとして形成されたフィルタ装置44によって取り囲まれている。フィルタ装置44は、例えば内側ハウジング40の第1の部分40aの、空気乾燥カートリッジ10の長手方向軸線12に対してほぼ平行に延びている壁の周りを取り囲んでいる。フィルタ装置44自体は、いわゆる吸上げ材料46によって取り囲まれている。
図9の実施形態では、フィルタ装置44は半径方向において圧縮空気によって貫流される。さらに図9の実施形態では、フィルタ装置44の半径方向外側における室領域64が、同様に乾燥剤60によって満たされている。このようにしてカートリッジハウジング14の内部における室を、乾燥剤60を収容するために最適に使用することができ、これによって結果として、乾燥剤60のために僅かな構造空間しか必要でなくなり、かつ空気乾燥カートリッジ10は、(汎用の空気乾燥カートリッジの約140mmの直径との比較において)例えば単に約126mmの比較的小さな直径をもって構成することができる。比較的小さな直径は、さらに空気乾燥カートリッジ10の取扱いおよび圧縮空気処理装置における必要な構造空間に関して利点を有している。択一的に例えば、直径が等しいものとすると、空気乾燥カートリッジ10の高さを減じることができる。
フィルタ装置44の下には、バイパス48が設けられている。内側ハウジング40の第1の部分40aには、開口50が設けられており、これらの開口50は、空気乾燥カートリッジ10の内室をバイパス48に接続している。バイパス48内にはさらに逆止弁52が配置されている。逆止弁52は、空気乾燥カートリッジ10の通常運転において、圧縮空気が入口開口20からフィルタ装置44の側方でバイパス48を通って浄化されずに乾燥剤60に流入することを阻止するが、しかしながら空気乾燥カートリッジ10の再生運転においては、フィルタ装置44の側方を通過する空気流bを可能にする。逆止弁52は、好ましくはプラスチック材料(例えばエラストマ)から形成されている。逆止弁52は、好ましくは内側ハウジング40の第1の部分40aと一体に形成されている。
逆止弁52は、空気乾燥カートリッジ10のこの構造では、カートリッジハウジング14の壁から間隔をおいて位置している。これによって逆止弁52は、例えばカートリッジハウジング14の変形によって発生するおそれがある機械的な荷重に対しても保護されている。
逆止弁52の半径方向外側における室領域65は、同様に乾燥剤60によって満たされていてよい。このようにして、カートリッジハウジング14の内部における室を、乾燥剤60を収容するためにさらに効果的に使用することができる。
その他の点に関して、この実施形態の圧縮空気処理システムは、図1の第1実施形態の圧縮空気処理システムに相当している。
本発明は、圧縮空気処理システムの上に記載された実施形態に制限されるものではない。むしろ請求項の保護範囲内に含まれる多数の変化形態および変更が、当業者によって認識される。
内側ハウジング40は、上に記載された実施形態ではそれぞれ第1の部分40aと第2の部分40bとから構成されているのに対して、内側ハウジング40は、他の実施形態において一体に形成されていても、または2つよりも多くのハウジング部分から成っていてもよい。
上の実施形態において圧縮ばね62は、この圧縮ばね62がカートリッジハウジング14における内側の第2の部分40bをハウジングカバー16の方向で上方に向かって押圧するように、内側ハウジング40の第1の部分40aと第2の部分40bとの間に配置されているのに対して、他の実施形態において圧縮ばね62は、内側のハウジング部分に圧縮空気処理装置30の方向に予荷重を加えるために、カートリッジハウジング14のハウジングカバー16と内側のハウジング部分との間に配置されていてもよい。
逆止弁52およびシールリップ54,58は、記載された実施形態においてそれぞれ内側ハウジング40に一体に形成されているのに対して、これらのコンポーネント52,54,58は別の実施形態において、内側ハウジング40に結合されている別体のコンポーネントとして形成されていてもよい。
図示されていないが、上の実施形態において、追加的に、例えばゴムリングである弾性エレメントが、長手方向13lにおいて空気乾燥カートリッジ10と圧縮空気処理装置の支持突出部76との間に設けられていてよい。弾性エレメントは、例えば支持突出部の端面に、もしくは固定フランジ18もしくは底部金属薄板26の下側に予め固定されていてよい。
10 空気乾燥カートリッジ
12 長手方向軸線
13l 長手方向
13r 半径方向
14 カートリッジハウジング
16 ハウジングカバー
18 固定フランジ
20 入口開口
22 固定管片
24 出口開口
26 底部金属薄板
27 結合部分
28 結合部、特に縁曲げ部
29 歯列エレメント
30 圧縮空気処理装置
32 接続管片
33 支持縁
34 ねじ結合部
36 第1の開口
38 第2の開口
40 内側ハウジング
40a 内側ハウジングの第1の部分
40b 内側ハウジングの第2の部分
42 開口
44 フィルタ装置
46 吸上げ材料
48 バイパス
50 開口
52 逆止弁
54 シールリップ
56 開口
58 シールリップ
60 乾燥剤
62 予荷重エレメント
64 44の半径方向外側における室領域
65 52の半径方向外側における室領域
66 62の内側における室領域
68 シールリング、特にOリング
69 シールリング、特に方形リング
70 シールリング収容部
72 26の収容部分
74 26の自由端部部分
75 押圧部分
76 支持突出部
80 側面
82 支持縁
84 74を収容するための凹部
a 通常運転における空気流れ方向
b 再生運転における空気流れ方向
F 圧着力

Claims (17)

  1. 特に商用車の圧縮空気処理設備のための空気乾燥カートリッジ(10)であって、
    閉鎖されたハウジングカバー(16)を備えたカートリッジハウジング(14)と、
    該カートリッジハウジング(14)内に収容された乾燥剤(60)と、
    前記カートリッジハウジング(14)の、前記ハウジングカバー(16)とは反対側の開放した端面を閉鎖するため、および圧縮空気処理装置(30)に当該空気乾燥カートリッジ(10)を固定するための固定フランジ(18)と、
    当該空気乾燥カートリッジ(10)の、前記カートリッジハウジング(14)の前記ハウジングカバー(16)とは反対側の端面に設けられていて、かつ前記固定フランジ(18)の、前記カートリッジハウジング(14)の前記ハウジングカバー(16)とは反対側に配置されている、底部金属薄板(26)と、
    を有しており、
    前記底部金属薄板(26)は、シールリング(68)を収容するためのシールリング収容部(70)を形成するための、前記固定フランジ(18)から離反する方向に延びている収容部分(72)を、当該空気乾燥カートリッジの長手方向軸線(12)に向けられた側に有しており、
    前記収容部分(72)は、前記シールリング収容部(70)内に収容すべき前記シールリング(68)のために、前記空気乾燥カートリッジ(10)の前記長手方向軸線(12)に対して垂直な半径方向(13r)において外側の接触部を提供しており、かつ
    前記収容部分(72)は、前記カートリッジハウジング(14)とは反対側において少なくとも部分的に、前記シールリング収容部(70)内に収容すべき前記シールリング(68)の下において延びている、
    空気乾燥カートリッジ(10)。
  2. 前記底部金属薄板(26)の前記収容部分(72)は、前記底部金属薄板(26)の自由端部(74)でもって、前記シールリング収容部(70)内に収容すべき前記シールリング(68)の下にまで延びている、
    請求項1記載の空気乾燥カートリッジ。
  3. 前記シールリング(68)を収容するための前記シールリング収容部(70)は、前記底部金属薄板(26)と前記固定フランジ(18)との間に形成されている、
    請求項2記載の空気乾燥カートリッジ。
  4. 前記底部金属薄板(26)の前記収容部分(72)は、前記底部金属薄板自体において曲げ戻された部分によって形成されている、
    請求項1記載の空気乾燥カートリッジ。
  5. 前記シールリング(68)を収容するための前記シールリング収容部(70)は、前記底部金属薄板(26)と前記圧縮空気処理装置(30)との間に形成されている、
    請求項4記載の空気乾燥カートリッジ。
  6. 前記底部金属薄板(26)の自由端部(74)が、前記固定フランジ(18)の一部分を少なくとも部分的に取り囲んでいる、
    請求項4または5記載の空気乾燥カートリッジ。
  7. 前記底部金属薄板(26)は、少なくとも1つの歯列エレメント(29)を有しており、該歯列エレメント(29)は、前記固定フランジ(18)の、前記カートリッジハウジング(14)の前記ハウジングカバー(16)とは反対側に係合可能である、
    請求項1から6までのいずれか1項記載の空気乾燥カートリッジ。
  8. 前記底部金属薄板(26)の前記収容部分(72)は、少なくとも部分的に湾曲されて形成されている、
    請求項1から7までのいずれか1項記載の空気乾燥カートリッジ。
  9. 前記固定フランジ(18)は、前記カートリッジハウジング(14)の前記ハウジングカバー(16)とは反対の外側で、少なくとも前記シールリング収容部(70)の領域において、平らに形成されている、
    請求項1から8までのいずれか1項記載の空気乾燥カートリッジ。
  10. 前記底部金属薄板(26)は、前記カートリッジハウジング(14)との結合のための結合部分(27)を有しており、該結合部分(27)は、好ましくは当該空気乾燥カートリッジ(10)の前記長手方向軸線(12)に対して平行な長手方向(13l)において、前記固定フランジ(18)から離反する方向に延びている、
    請求項1から9までのいずれか1項記載の空気乾燥カートリッジ。
  11. 特に商用車の圧縮空気処理設備のための圧縮空気処理装置(30)であって、
    当該圧縮空気処理装置(30)に空気乾燥カートリッジ(10)を固定するための接続管片(32)を有しており、該接続管片(32)の長手方向軸線は、前記空気乾燥カートリッジが当該圧縮空気処理装置に固定されている場合に、前記空気乾燥カートリッジ(10)の長手方向軸線(12)に対してほぼ同軸に延びている、圧縮空気処理装置において、
    当該圧縮空気処理装置(30)は、さらに押圧部分(75)を有していて、該押圧部分(75)は、前記空気乾燥カートリッジ(10)の前記長手方向軸線(12)に対して垂直な半径方向において、前記接続管片(32)の外側に設けられており、
    前記押圧部分(75)は、前記空気乾燥カートリッジの方向に延びている支持突出部(76)を有しており、該支持突出部(76)は、前記空気乾燥カートリッジ(10)の前記長手方向軸線(12)に対して垂直な半径方向(13r)において、当該圧縮空気処理装置(30)と前記空気乾燥カートリッジ(10)との間に収容すべきシールリング(68)の内側に位置決めされており、かつ収容すべき前記シールリング(68)のために前記半径方向(13r)において内側の接触部を提供している
    ことを特徴とする、圧縮空気処理装置。
  12. 前記押圧部分(75)の前記支持突出部(76)は、該支持突出部(76)が、前記空気乾燥カートリッジの取り付けられた状態において前記空気乾燥カートリッジの前記長手方向軸線(12)に対して平行な長手方向(13l)において前記空気乾燥カートリッジ(10)から間隔をおいて位置するように寸法設定されている、
    請求項11記載の圧縮空気処理装置。
  13. 前記押圧部分(75)は支持縁(82)を有していて、該支持縁(82)は、前記支持突出部(76)を起点として前記半径方向(13r)において外方に向かって延びており、これによって前記支持縁(82)は、前記空気乾燥カートリッジの取り付けられた状態において、前記空気乾燥カートリッジ(10)とは反対側において少なくとも部分的に、収容すべき前記シールリング(68)の下において延びている、
    請求項11または12記載の圧縮空気処理装置。
  14. 前記押圧部分(75)は、前記半径方向(13r)において前記支持突出部(76)の外側に、前記支持縁(82)に対して後退させられた凹部(84)を有している、
    請求項13記載の圧縮空気処理装置。
  15. 前記押圧部分(75)の前記凹部(84)は、台形またはくさび形に形成されている、
    請求項14記載の圧縮空気処理装置。
  16. 特に商用車の圧縮空気処理設備のための圧縮空気処理システムであって、
    請求項11から15までのいずれか1項記載の圧縮空気処理装置(30)、請求項1から10までのいずれか1項記載の空気乾燥カートリッジ(10)、および前記空気乾燥カートリッジ(10)と前記圧縮空気処理装置(30)との間におけるシールのためのシールリング(68)を有している、
    圧縮空気処理システム。
  17. 前記シールリング(68)は、円形横断面を有するOシールリングとして形成されている、
    請求項16記載の圧縮空気処理システム。
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