JP6637616B2 - 自動車のフィルタシステムのためのフィルタデバイス - Google Patents

Description

本発明は、特許請求の範囲の請求項１の序文による、自動車のフィルタシステムのためのフィルタデバイスに関する。本発明は、さらに特許請求の範囲の請求項３の序文による、当該フィルタデバイスのためのフィルタ要素、及び特許請求の範囲の請求項５の序文による、当該フィルタデバイスのためのフィルタモジュールに関する。

かかるフィルタデバイスは、トラックのブレーキシステムについての圧縮空気システムのためのエアドライヤとして特に既知である。かかるフィルタデバイスは、通常、フィルタ要素を備え、これは、フィルタモジュールに取り付けられ、対応する構成要素を交換するために随時、取り外され得る。その目的のために、フィルタ要素は、これまで、一回転方向に中心軸の周りで回転することによってフィルタモジュールに固設され、かつ反対の回転方向に回転することによってフィルタモジュールから解放される。従来、フィルタ要素に同軸上に配置された雄ねじを有するパイプノズルが、フィルタモジュールの側部上に提供され、フィルタ要素の基部内に配置された中心雌ねじを有するフィルタ要素が、パイプノズルに螺合されるかまたはそれから外される。このねじ接続は、組み立て中に比較的時間がかかり、加えて、正確なトルクが、構成要素間の十分なシールを達成するために、フィルタ要素とフィルタモジュールとの間で生成されなければならない。これは、必要とされるトルクを生成するために特定のツールを必要とする。

加えて、車両のエアブレーキシステムのためのエアドライヤが、下記特許文献１から既知である。このエアドライヤは、エアドライヤカートリッジを含み、これは、接続表面の外周に締結されたバヨネットクロージャによってエアドライヤモジュールに取り付けられ得る。

独国実用新案第８２２８７４５Ｕ１号明細書

したがって、本発明は、最初に説明されたタイプのフィルタデバイス、フィルタ要素、及びフィルタモジュールを作製する問題に対処し、これにより、改善されたアセンブリ及びフィルタデバイス内のシールが達成され得る。

本発明によると、この問題は、特許請求の範囲の請求項１の特徴を有するフィルタデバイス、特許請求の範囲の請求項３の特徴を有するフィルタ要素、及び特許請求の範囲の請求項５の特徴を有するフィルタモジュールによって解決される。本発明の好ましい発展による有利な実施形態は、特許請求の範囲の従属請求項の主題である。

特に容易に設置され、かつ高気密を有するフィルタデバイスを作製するために、特許請求の範囲の請求項１によると、フィルタ要素の固設手段は、フィルタ要素の基部内に円弧形状ガイド溝として設計され、当該溝が、一方の端に挿入開口部と、他方の端にフィルタモジュールの固設手段として対応するヘッドピンのための掛止輪郭と、を有し、各円弧形状ガイド溝の縁領域は、挿入開口部から掛止輪郭まで傾斜している。フィルタ要素は、特に、トラックの圧縮空気システムのエアドライヤのエアドライヤカートリッジであり、これは、バヨネットクロージャによってエアドライヤのエアドライヤモジュールに接続される。バヨネットクロージャは、フィルタ要素及びフィルタモジュールのより高速な設置または取り外し、ならびにフィルタデバイスのより高い気密の両方を可能にし、これは、フィルタモジュール上、及びフィルタ要素上に配置された固設手段の各々が、互いに調節され得、それにより、常に、連続または再生可能なシール力が存在し、これが、フィルタ要素とフィルタモジュールとの間のシール上に作用することによる。かかるシール力は、先行技術から既知である、フィルタ要素とフィルタモジュールとのねじ接続よりも調節が明らかにより容易であり、これは、当該ねじ接続が別個のツールまたは別個のトルクの調節の使用を必要とすることによる。これは、バヨネットクロージャを形成するフィルタ要素及びフィルタモジュールの両方に対する固設手段の使用を伴う本件の場合ではなく、事実上、これらの要素は、それが同一シール力を結果として生じるように、適切な幾何形状を選択することによって互いに再現可能に調整され得る。

エアドライヤカートリッジの固設手段は円弧形状ガイド溝として設計されることが有利であることが証明されており、円弧形状ガイド溝は、一方の端に挿入開口部、及び他方の端にエアドライヤモジュールの固設手段として対応するヘッドピンのための掛止輪郭を有する。結果として、バヨネットクロージャが確保され、これは、ガイド溝での対応するヘッドピンの容易な挿入、及びガイド溝上の適切な端位置内での当該ヘッドピンの確実な固定化を確実にすることの両方を可能にする。

加えて、各円弧形状ガイド溝の縁領域は、挿入開口部から上方に掛止輪郭まで傾斜する。結果として、エアドライヤカートリッジの固設または回転の間、その締結のためのシール力は、エアドライヤが適切な端位置に到達されるまで連続的に増加され得る。

本発明のさらなる実施形態において、互いに相互作用する掛止手段が、フィルタ要素及びフィルタモジュール上に提供され、これによって、フィルタ要素が、フィルタモジュール上で締結された端位置で固設される場合、有利であることが証明されている。結果として、フィルタ要素とフィルタモジュールとの間のバヨネットクロージャの意図しない解放が確実に防止され得る。

本発明によるフィルタデバイスに関連する上記の利点は、特許請求の範囲の請求項３によるフィルタ要素、及び特許請求の範囲の請求項５によるフィルタモジュールに対する同様の様式を踏襲する。

特許請求の範囲の請求項４による、本発明のさらなる有利な実施形態は、円弧形状ガイド溝を有する基部の下側上で、シールを有する支持要素が提供されることを提供する。この支持要素によって、特に均一なシール力が生成される。

特許請求の範囲の請求項６による本発明のさらなる実施形態において、フィルタモジュールの固設手段は、対応するガイド溝と相互作用するヘッドピンとして設計される。かかるヘッドピンは、特に迅速に解放可能であるか、または迅速に生成可能なバヨネットクロージャを確実にする。

特許請求の範囲の請求項７による、本発明のさらなる有利な実施形態は、フィルタモジュールが中央の中心軸受を有し、この周囲でフィルタ要素が回転可能であることを提供する。したがって、フィルタ要素の中心軸の周りの特に容易に再現可能な回転運動が確保され、これは、特に信頼可能かつ確実なフィルタモジュール上のフィルタ要素の設置を保証する。

特許請求の範囲の請求項８によると、フィルタモジュールが連続環状シール表面を有し、この上でフィルタ要素のシールが支持され得ることがさらに提供される。かかるシール表面は、連続的様式の特に均一なシール力、及び、したがって、フィルタデバイスの特に好ましいシールを可能にする。

本発明のさらなる利点、特徴、及び詳細は、好ましい実施形態及び図面の以下の説明から当然の結果としてもたらされる。説明内の上記の特徴及び特徴の組み合わせ、ならびに図面の下記の説明及び／または図面に個々に示される特徴の組み合わせは、示される組み合わせの各々に使用可能であるのみならず、本発明の範囲を超えない異なる組み合わせまたは分離においても使用可能である。

エアドライヤモジュール上のエアドライヤカートリッジの設置の順序を示す、エアドライヤのエアドライヤカートリッジ及びエアドライヤモジュール上の断面斜視図である。 エアドライヤモジュール上のエアドライヤカートリッジの設置の順序を示す、エアドライヤのエアドライヤカートリッジ及びエアドライヤモジュール上の断面斜視図であり、エアドライヤカートリッジの基部内の円弧形状ガイド溝とのエアドライヤモジュールの対応するヘッドピンの係止解除状態が詳細に示される。 エアドライヤモジュール上のエアドライヤカートリッジの設置の順序を示す、エアドライヤのエアドライヤカートリッジ及びエアドライヤモジュール上の断面斜視図であり、エアドライヤカートリッジの基部内の円弧形状ガイド溝とのエアドライヤモジュールの対応するヘッドピンの係止状態が詳細に示される。 ガイド溝のうちの１つのエリア内のエアドライヤカートリッジの基部の断面の斜視破断図を示し、挿入開口部から掛止輪郭までの傾斜を見ることができる。 エアドライヤカートリッジの基部内の円弧形状ガイド溝のうちの１つの断面斜視図及び斜視切断詳細図を示し、エアドライヤモジュールの関連するヘッドピンとガイド溝の掛止輪郭の相互作用が詳細に示される。 エアドライヤモジュールに取り付けられるエアドライヤカートリッジの基部の断面及び斜視破断図を示し、特に、エアドライヤモジュールに対するエアドライヤカートリッジのシールを見ることができる。 エアドライヤカートリッジの設置前のエアドライヤの斜視図を示し、特に、相互作用する掛止手段を見ることができる。 エアドライヤカートリッジの設置後のエアドライヤの斜視図を示し、特に、相互作用する掛止手段を見ることができ、これによって、エアドライヤカートリッジが、エアドライヤモジュール上で締結された端位置に固設される。

以下において、フィルタデバイスの、交換可能であり、かつ流動性またはガス媒体のフィルタリングに使用され得るフィルタ要素の例示的な実施形態がエアドライヤのエアドライヤカートリッジ１０として説明される。しかしながら、例示的なフィルタデバイスとしてのエアドライヤの説明は、実施形態に限定して理解されるべきではない。フィルタデバイスは、あらゆる種類の用途で使用され得る。例えば、フィルタデバイスのフィルタ要素は、代替的に、車両の空調システムのフィルタ要素、または通過流断面内でコネクタと接続され、かつコネクタに対してシールされるように支持される、油または燃料用のフィルタ要素でもあり得る。

図１ａ〜１ｃは、トラックのブレーキシステムの圧縮空気システムのためのエアドライヤの斜視図におけるエアドライヤカートリッジ１０及びエアドライヤモジュール１２を各々示す。エアドライヤカートリッジは、その全体を、以下に詳細に説明される図５ａ及び５ｂのそれぞれの斜視図で見ることができる。それらはまた、エアドライヤモジュール１２を示す。

まず、図１ａは、エアドライヤカートリッジ１０の設置のための開始位置を示し、この位置でエアドライヤカートリッジ１０は、エアドライヤモジュール１２にまだ締結されていない。それは特に、ポット形状または円筒形状のカートリッジ本体１６が取り付けられた円盤形状のエアドライヤカートリッジ１０の基部１４を示す。基部１４において、中央開口部１８が提供され、これは、エアドライヤカートリッジ１０の中心長手方向軸に対して同軸上に配置され、当該開口部１８が、３つの円弧形状ガイド溝２０に囲まれ、これらは、固設手段として設計され、互いに１２０度の角度で配置される。

図１ａで見ることができるように、エアドライヤモジュール１２は、パイプノズルの形式の中央の中心軸受２２を備え、これは、その内部外径によって、エアドライヤカートリッジ１０の基部１４の開口部１８の内径に調節される。当該中心軸受２２が、固設手段として設計され、かつエアドライヤモジュール１２の側部上に配置された３つのヘッドピン２４によって囲まれていることをさらに見ることができ、カートリッジの側部上のガイド溝２０と同様、当該ヘッドピン２４も、互いに１２０度の角度で配置される。次に、当該ヘッドピン２４は、連続環状シール表面２６によって囲まれ、これは、中心軸受２２に対して同軸上に存在し、その効果は、以下に詳細に説明されるものとする。

エアドライヤカートリッジ１０をエアドライヤモジュール１２上に設置することについて、それはまず、バヨネットクロージャの第１の運動として、図１ａの矢印２８に従って、エアドライヤモジュール１２上に配置される。その目的のために、エアドライヤカートリッジ１０の基部１４内の３つのガイド溝２０は、一方の端に挿入開口部３０を各々有し、そして、ヘッドピン２４の対応するヘッド３２は、マッシュルーム状様式で拡径されるが、エアドライヤカートリッジ１０がエアドライヤモジュール１２上に配置されるとき、当該挿入開口部３０を貫通し得る。これは、エアドライヤカートリッジ１０のヘッドピン２４が、エアドライヤカートリッジ１０の基部１４内の関連する挿入開口部３０をどのように貫通するか、上部全体図を示す図１ｂに特に見ることができる。下側の図示は、関連する円弧形状ガイド溝２０の関連する挿入開口部３０を貫通するヘッドピン２４のうちの１つの詳細図を示す。

図１ｂに示される取り付け位置から進み、ここで、図１に示される矢印３４に従って、バヨネットクロージャの第２の運動として、エアドライヤカートリッジ１０を時計回りに回転させて動かすことで、対応するヘッドピン２４と関連する円弧形状ガイド溝２０との間でバヨネットクロージャを形成することが可能である。エアドライヤモジュール１２の中心軸受２２は、開口部１８と相互作用するが、ピボット軸受として使用され、この周囲でエアドライヤカートリッジ１０が回転される。エアドライヤカートリッジ１０を時計回り回転方向に回転させることによって、対応するヘッドピン２４は、それらが挿入開口部３０を貫通する、図１ｂによる位置から、それらが関連するガイド溝２０の掛止輪郭３６によって受容される、図１ｃに示される他方の端位置まで動かされ、当該掛止輪郭３６が、図３に断面及び拡大されてそれぞれ斜視図で示されている。この掛止輪郭３６は、対応する掛止カム３８によって本質的に形成され、そのため、図３の斜め左下に示される破断図に見ることができるように、関連するヘッドピン２４のヘッド３２は、掛止輪郭３６または掛止カム３８内に捕捉して保持される。全体として、各それぞれのガイド溝２０が、円弧形状鍵穴輪郭として本質的に設計されることを図３で見ることができる。

さらに、エアドライヤカートリッジ１０の基部１４のリング区域の断面破断図を示す図２において、各円弧形状ガイド溝２０の縁領域４０が、関連する挿入開口部３０から掛止輪郭３６まで傾斜しており、そのため、図１ｂによる掛止解除位置から図１ｃによる掛止位置までの回転運動の進行に伴い、接触圧力が増加し、これによって、エアドライヤカートリッジ１０が、エアドライヤモジュール１２に対して押圧されることを見ることができる。結果として、断面かつわずかに斜視の破断図の図４に見ることができるように、矢印４２に従う力が生成され、これは、掛止輪郭３６のエリア内の矢印４４に従う対応する力に対して作用する。結果として、矢印４６に従う接触力が生成され、これによって、略矩形断面を有する連続または環状シール４８が、エアドライヤモジュール１２の側部上の対応するシール表面２６に対して押圧される。

当該シール４８は、支持プレートの形式の連続及び環状支持要素５０の下側上に取り付けられ、当該支持プレートは、エアドライヤカートリッジ１０の基部１４の下側に確実に締結される。この場合において、これは、対応する開口部５４のエリア内で後部から基部１４と係合する複数のタブ５２によって達成される。結果として、ガイド溝２０のそれぞれの縁領域４０のエリア内の傾斜は、矢印４６に従うシール力を生成し、これは、シール４８をエアドライヤモジュール１２の対応するシール表面２６に対して押圧する。圧力は、支持要素５０によって均一に分散される。

図５ａ及び５ｂは、エアドライヤモジュール１２上のエアドライヤカートリッジ１０の設置を再び示し、図５ａは、組み立てられていない状態のこれらの２つの構成要素を示し、図５ｂは、組み立てられた状態のそれらを示す。加えて、図５ａ及び５ｂは、シール表面２６の外側上で、スナップイン差込み金具の形式の掛止手段５６が、間もなく提供され、これは、図５ｂに見ることができるように、図１ｃによるエアドライヤカートリッジ１０の締結された端位置が到達するとき、エアドライヤカートリッジ１０の基部１４の下側上で支持要素５０の掛止カム５８とスナップ係止するように音を立てて係合する。より正確には、掛止手段５６は、その目的のために対応する掛止ショルダ６０を有し、これは、掛止カム５８の対応する掛止ショルダ６２と相互作用する。可聴クリックまたは類似の音と共に、エアドライヤカートリッジ１０の固設かつ締結された端位置が到達し、設置者に聞こえるように伝わる。分解について、掛止手段５６がエアドライヤモジュール１２に対して適宜、押し込まれるか、または掛止機構が、エアドライヤカートリッジ１０を反時計回りの様式で図１ｂに示される位置に戻すために解放され得、そこからエアドライヤカートリッジ１０が、エアドライヤモジュール１２から取り外され得、例えば、全体またはその構成要素が交換され得る。

全体として、したがって、目下、簡単な選択肢が、適切な固設手段、ヘッドピン２４及びガイド溝２０の両方によって作成され、一回転方向に回転することによってエアドライヤカートリッジ１０とエアドライヤモジュール１２との間のバヨネットクロージャを生成し、他方の回転方向に回転することによって、バヨネットクロージャを解放し、取り付け、即ち、軸方向のエアドライヤカートリッジ１０の運動が、対応するガイド溝２０を有する、対応する拡大挿入開口部３０を提供することによって達成されるということを、図面から見ることができる。バヨネットクロージャは、非常に迅速な設置のみならず、ガイド溝２０及びヘッドピン２４の設計によって、画定された力（矢印４６）が生成され、これが、シール４８に適用され、したがって、エアドライヤカートリッジ１０をエアドライヤモジュール１２上で保持することを可能にする。

Claims (4)

1. 自動車のフィルタシステムのためのフィルタデバイスであって、一回転方向に中心軸の周りで回転することによって、フィルタモジュール（１２）に固設され、かつ反対の回転方向に前記中心軸の周りで回転することによって、前記フィルタモジュール（１２）から解放され得るフィルタ要素（１０）を備え、それぞれの固設手段（２０、２４）を備え、これらは、前記フィルタ要素（１０）及び前記フィルタモジュール（１２）上に提供され、かつバヨネットクロージャを形成するために互いに相互作用し、
   前記フィルタ要素（１０）の前記固設手段は、前記フィルタ要素（１０）の基部内に円弧形状ガイド溝（２０）として設計され、該円弧形状ガイド溝が、一方の端に挿入開口部（３０）と、他方の端に前記フィルタモジュール（１２）の固設手段として対応するヘッドピン（２４）のための掛止輪郭（３６）と、を有し、各円弧形状ガイド溝（２０）の縁領域（４０）は、前記挿入開口部（３０）から前記掛止輪郭（３６）まで上方に傾斜することを特徴とする、フィルタデバイス。
2. 前記フィルタ要素（１０）の下端の回転外周部を前記フィルタモジュール（１２）に掛止させ、前記フィルタモジュール（１２）に対する前記フィルタ要素（１０）の回転を掛止する掛止手段（５６，５８）が、前記ヘッドピン（２４）が前記掛止輪郭（３６）により掛止される位置に対応するように設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のフィルタデバイス。
3. 自動車のフィルタシステムのフィルタデバイスのためのフィルタ要素（１０）であって、複数の固設手段（２０）を有し、これによって前記フィルタ要素（１０）は、バヨネットクロージャを形成するために、一回転方向に中心軸の周りで回転することによって、フィルタモジュール（１２）の対応する固設手段（２４）に固設され、かつ反対の回転方向に中心軸の周りで回転することによって、前記フィルタモジュール（１２）の対応する固設手段（２４）から解放され得、
   前記フィルタ要素（１０）の前記固設手段は、前記フィルタ要素（１０）の基部内に円弧形状ガイド溝（２０）として設計され、該円弧形状ガイド溝が、一方の端に挿入開口部（３０）と、他方の端に前記フィルタモジュール（１２）の固設手段として対応するヘッドピン（２４）のための掛止輪郭（３６）と、を有し、各円弧形状ガイド溝（２０）の縁領域（４０）は、前記挿入開口部（３０）から前記掛止輪郭（３６）まで上方に傾斜することを特徴とする、フィルタ要素（１０）。
4. シール（４８）を有する支持要素（５０）が、前記円弧形状ガイド溝（２０）を有する基部（１４）の下側上に提供されることを特徴とする、請求項３に記載のフィルタ要素（１０）。

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