CN1708339A - 滤筒的偏心过盈固位*** - Google Patents

Abstract

本发明的过滤装置使用滤筒壳体(12、14)的容纳部分(12)和基座(80)的接收座(87)之间的径向过盈。该径向过盈产生在滤筒(10)的锥形端帽(12)和基座接收座(87)的基本圆柱形的内表面(95)之间。滤筒端帽(12)为锥形，从而随着滤筒通过固定套环(100)被推进接收座时，上述过盈增加。紧密配合改善了对作用在过滤装置上的振动和冲击的对抗能力。在过盈处的金属与金属的接触也提供一个基座(80)和滤筒(10)之间的可靠的电性连接，来防止滤筒内的静电聚集。

Description

滤筒的偏心过盈固位***

技术领域

本发明涉及一般与内燃机连接使用的燃油滤清器。特别涉及具有从过滤装置除去杂质粒子和/或从内燃机的燃油供给***分离水分的可更换的燃油滤筒的基座接收器。

背景技术

与本发明相关的燃油滤清***通常使用在过滤器使用的预先设置的间隔处更换的一次性滤筒。所述可更换的滤筒通常被固定在基座，其在滤筒和燃油供给***之间形成进口和出口接头。为了将滤筒固定在基座并且为了更换的目的而允许移动滤筒，使用了许多固位***。

与本发明相关的滤清装置，典型得被安装在例如汽车、卡车、农用设备、工业设备和类似推土机的施工设备的机动车辆上。这些类型设备的运转经常使得滤清装置受到极大的摆动和震动。为了在商业上可行，滤清***必须在一次性滤筒和基座之间可靠地保持密封关系。滤筒的更换应该很简便，而且最好不需要工具来实现。

所述一次性滤筒通常通过锁紧或闭锁机构被安装在滤清装置基座，所述锁紧或闭锁机构是可松开的，以此为了更换的目的而允许移动滤筒。有许多常规的燃油滤筒基座固位***。在被转让给本发明受让人的美国专利号为5017285的专利中，一公开的倒置燃油滤清装置使用了安装在车辆和悬置在基座正下方的一次性滤筒的基座。所述滤筒通过丝扣套环(threaded collar)保持在所述基座。套环包括保持地紧靠接合在滤筒壳体的滚压接口结构的轴肩。所述套环螺纹固定在基座。通过松开丝扣套环和卸下滤筒来更换滤筒。当这种固定装置以容许的方式工作时，根据扣紧度或施加在固定套环上的扭矩，所述丝扣套环会在不同的燃油滤清装置之间以及在给定的燃油滤清器内部，带来不均匀的负荷。另外，螺纹须经受到各种流动性和颗粒物质的影响，其可以严重地危害完整性和螺纹啮合的效率。在某个范围，探知恰当的扭矩或为将滤筒适当地固定在基座而应施加的扣紧方法，是常有问题的。

两个被转让给了本发明的受让人的、美国专利号为5203994和5302284的专利(以下分别称之为专利｀994和｀284)，举例说明了在上述的专利｀285中公开的标准滤清***的改进。专利｀994和｀284描述了一个滤清***，在其中通过在基座的螺旋坡道结构和在固定套环的补充的随动结构来更换带螺纹的附件。基座包括与基座的螺旋坡道结构的上端有角度地隔开的阻挡器。所述的随动结构包括设置安装在基座螺旋坡道的上端和有角度地隔开的阻挡器之间的挂钩(catch)。专利｀994公开一布置在滤筒的接收端和基座之间的弹簧，通过偏置滤筒和套环，使其远离基座，来易松开地保持套环随动结构的锁固位置超过基座螺旋坡道的上端。专利｀284公开一具有波形弹簧(wave spring)的套环，来偏置套环，使其远离基座，并且保持套环随动结构的锁固位置超过基座螺旋坡道的上端。设置每个弹簧组件，来均匀地分配在基座和滤筒之间的负荷。

在同样转让给了本发明的受让人的美国专利号为6187188的专利中，公开了其一的滤筒固定***。在滤筒壳体部分的接合处的滚压接口，被径向向外移动，以形成多个固位突起。基座包括一由形成与在保持唇缘上方的保持通道部分联系的多个轴向狭槽的保持唇缘组成的固定保持结构。保持唇缘的上表面形成坡道，坡道顶部轴向下方产生底座。所述滤筒通过将上述突起与狭槽轴向对准并且向上移动滤筒进入基座接收器，被固定在基座。然后滤筒旋转，以便突起上拱到坡道并进入底座。中心密封扣环的有回弹力的径向延伸在滤筒的容纳端和基座之间提供一偏置力。所述偏置力保持上述突起在其底座中，并且抵抗滤筒相对基座的无意反向旋转。

上述滤筒固位***以容许的方式工作并且已经在商业上证明了成功，进而能够增进不使滤清装置结构或滤筒移动复杂化的滤筒的安全。

发明内容

简单地说，本发明涉及过滤装置，其包括具有将滤筒壳体端帽连接在第二壳体部分的外部滚压接口的可移动滤筒。褶皱重叠的滚压接口提供了与滤筒连接的外部相容基体。在滤筒的一个具体实施例中，所述滚压接口包括的相对于一般圆形滚压接口的剩余部分向内或向外位移的部分或段。滚压接口的向外变形扭曲了端帽的圆柱壁的一般形状。端帽变形在轴向方向上邻近滚压接口并且有角度地在滚压接口的每一个向外位移部分的中心处最大。随着端帽的侧壁从滤筒的端部向滚压接口延伸，上述结果的端帽结构在每一个向外位移部分处向外渐缩。

上述端帽侧壁的复杂形状改变了具有端帽的基座接收座的设计。滤筒端帽在具有为容纳一个未变形(圆柱形)的端帽的直径结构的接收座中将会不被容纳地产生束缚和阻塞。基座接收座的一个具体实施例包括接收座内表面的锥形部分，以适应侧壁的变形。作为选择，基座和选择直径为能在变形的端帽侧壁与接收座壁之间产生过盈配合的圆柱接收座合并。具有随动结构的套环与容纳壁外表面上的坡道结构接合，以将滤筒固定在基座上。

通过变形的端帽侧壁与接收座之间的摩擦，作为结果的使滤筒在基座上的保持力被增强。滤筒与基座的紧固关系帮助了过滤装置在使用时抵抗由滤筒/基座接触面施加的振动应力。此外，所述过盈配合在金属基座与滤筒的典型金属片端帽之间提供了可靠的电性接触。应用在滤筒与基座之间可靠的电性接触正是所希望的，其可以消除聚集的静电荷。

固定套环穿套过滤筒的较大直径端以固定滤筒的滚压接口。在过滤装置的一个具体实施例中，在套环上的向内突出随动结构紧密配合基座接收座壁内表面上的向外突出螺旋坡道结构。安装后，固定套环在滤筒的滚压接口和基座之间提供一个可移动的连接。

本发明的一个目的在于提供一种新的并且改善的固位***，以易松开地将一次性滤筒固定在滤清***的基座。

本发明的另一个目的在于提供一种新的并且改善的固位***，以高密封完整性的装备结构来将一次性滤筒固定在滤清***基座，并且其结构可很好地抵抗振动应力。本发明的其他目的和优点将会在附图和说明中展现。

附图说明

本发明可以被很好地理解，并且通过参考下述的附图，本发明的许多的目的和优点，对于熟悉本技术领域的人是很显然的。

图1是具有本发明一些特征的典型滤筒的局部分离的纵向剖面图；

图2是具有本发明一些特征的典型滤筒的一具体实施例的俯视图；

图3是图2的滤筒沿图2中线3-3的局部纵向剖面图；

图4是为容纳图1-图3中所阐述的滤筒而配置的滤清装置基座组件的外部主视图；

图5是图4的滤清装置基座组件沿图6中线5-5的局部剖面图；

图6是图4的滤清装置基座组件沿图4中线6-6的部分概略形式的剖面图；

图7是一基座组件的剖面图与图2和图3中滤筒的局部纵向剖面图的功能组合图；

图8是图7的局部放大图；

图9是用来将图1-图3中的滤筒固定在图4的基座组件的固定套环的部分模型仰视图；

图10是图9的套环沿图9的线10-10的剖面图。

具体实施方式

参考图1-图3来描述具有本发明特征的典型滤筒，并且将其标记以数字10。在图4-图8中表示了和图1-图3的滤筒相适合的滤清基座组件的具体实施例，并且将其标记以数字80。在图9和图10中表示了适于将滤筒10固定在基座组件80的固定套环的具体实施例，并且将其标记以数字100。

图1是包括顺着***滚压接口与第二壳体部分14连接的第一壳体部分12的滤筒10的剖面图。第一壳体部分，或叫端帽(end cap)12具有比第二壳体部分14小的直径。图1中，形成滚压接口的各自的壳体部分的金属片在滤筒10左右靠近滚压接口的地方，以打点线表示。从第一壳体部分12开始延伸的金属片径向地延伸超过从第二壳体部分14延伸的金属片。当二者卷在一起形成滚压接口的时候，第一壳体部分12的金属片的径向延伸长度被卷曲在第二壳体部分14的金属片的下边，并与其重叠。然后以已知的技术方式，将所述的卷曲并重叠的金属片卷缩形成滚压接口。第一壳体部分12的U型弯曲部，在滚压接口16内侧形成了滚压接口和第一壳体部分12之间的空间20。在接口形成期间，并且为了如下所述变形的目的，所述空间20允许进入滚压接口16的内部。

滤筒10，除了其中所述的某些特征，其具有全面普遍的并以该领域的一些技术可以很好理解的结构和功能。过滤元件18被支承在滤筒10内。扣环30包围在容纳同轴导管(图中未表示)的第一壳体部分12中的轴向开口32，所述同轴导管是用来传输未滤清流体和从滤筒10中取回已滤清流体。第二壳体部分14可以装备有放水旋塞60，来除去可能聚集在形成在第二壳体部分14的较低部分的机油箱15的水分。其内部结构并不是本发明的特殊部分。其滤筒的内部结构可以与例如美国专利号为5302284，5614091和5766463的专利中描述的形式和功能相类似。

图2和图3分别是与图1的滤筒10近似的其一滤筒10a的俯视图和局部剖视图。其一滤筒10a具有一无径向延伸的回弹部分34的扣环30a。在其他方面，滤筒10、10a充分地相似，并且滤筒10a的描述同样适用于滤筒10。滚压接口16确定了径向离开第一壳体部分12而形成了环形空间20的滤筒10a的范围。所述滚压接口16包括相对滤筒的中心轴A径向向外移动而形成固位突起24的三个部分。固位突起24被阐述为等角度布置在滚压接口的圆周上，并且等角度的延伸和径向位移。在固位突起24之间有三段滚压接口部分23延伸。在所述的具体实施例中，滚压接口部分23的每一段都包括一径向向内位移段22。所述向内位移段22具有一用于连接滤筒相容基体的可调附加物。典型滤筒10a上的滚压接口16的向内位移段22与每一个固位突起24在直径方向上相对。

相对于基本圆形的滚压接口的向内和向外位移，形成具有曲折结构的***轴肩。这样复杂的形状便于使其固位在滤筒的径向***。具有滤筒曲折或复杂的***的相容基体，表现了独特的阻断省略了相容基体的滤筒容纳的可能。最好参看图2，进而相对于滤筒的中心轴A的滚压接口16的向内和向外位移形成了具有与滤筒轴线A垂直测量的可变径向尺寸的环形空间20。当滤筒10被如图4-图8所示的基座组件80、80a轴向容纳并且被如图9和图10所示的套环100固定在那的时候，环形空间20的形状可以被用作滤筒相容基体的一部分。与本发明另外的特征相一致，在其他滚压接口是通过固定保持结构轴向容纳的基座实施例中，滚压接口16的外部形状可以用作滤筒相容基体的要素。

值得注意的是，滚压接口的向内和向外位移可以改变滤筒端帽12和第二部分14的结构。最好如图1的右手边部分所示，第二壳体部分14向外位移到13接近滚压接口16的向外位移部分24的地方。进而，滚压接口的向外位移引起端帽12的普通圆筒壁的一部分12a相对于与中心轴A平行的线12b如所示箭头C地向外位移。所述端帽12的向外变形随着圆筒壁朝向第二壳体部分14(参看图1)的方向轴向延伸而增加。这个端帽12的向外变形在滚压接口16的向外位移部分24的中央最大。结果，端帽12的壁面离开中心地变形为非圆柱结构，其中，壁面在每一个滚压接口16的向外位移部分24的中心位置处向外逐渐变薄。最好如图2所示，在所阐述的具体实施例10中有三个上述的向外变形12a。所述向外变形12a到达最大的径向变形15大约为0.089cm(0.35″)。

图4-图8表示被构成为容纳图1-图3所表示的滤筒10、10a的两个基座组件80、80a的典型具体实施例。滤清基座包括一具有形成了接收座87的普通圆柱容纳壁92的铸件80、80a，进入接收座87，滤筒壳体的第一部分或端帽12是可以轴向容纳的。通过套环100将滤筒10、10a固定在基座(在图9和图10中表示)上。

请详细参考图4-图6，基座组件80的容纳壁92终止在唇缘82。唇缘82具有对形成在滤筒壳体的端帽12和滚压接口16之间的环形空间20的径向尺寸作为补充的剖面结构(最好参看图6)。所述唇缘82的径向向外凸出物84相应于滚压接口16的径向向外位移部分24的位置和一般结构。基座组件80铸造有位置86，并在该处上述唇缘渐缩或有凹槽以适应滚压接口16的向内位移段22。作为选择，在制成基座组件80后，通过例如在位置86机械加工唇缘82的方式去除唇缘材料。在所述的基座组件80中，最好如图6-图8和图11所示，具有该滤筒相容构件84、86的唇缘82占据着容纳壁92的轴向末段83。在所述的具体实施例中，该轴向末段83具有一大约为0.51cm(0.2″)的轴向长度。

容纳壁92的外表面93可以包括一对完整的向外突出的在直径方向上相对的坡道88，其围绕着基座组件80螺旋上升。坡道88的上端88a是有些面的。最好如图5和图6所示，容纳壁93的内表面95可以是非圆形的。相对于圆周81，容纳壁93的内表面95是非圆形的，且在唇缘82的向外凸出物84的中心处达到最大径向尺寸R。这种容纳壁93的内表面95的非圆形结构可以被规定来适应上述滤筒壳体的端帽12的非圆形状。

参考图5，值得注意的是，所述的容纳壁93的内表面95的非圆形结构，随着容纳壁92朝向基座组件80的顶盖方向延伸，从接近唇缘82的最大值渐缩到一个最小值。这种锥形的切非圆形的结构符合上述壳体端帽12锥形的且非圆形的结构。定型的(非圆柱形)内表面95和外部轮廓包括径向凸出物84以及去除唇缘材料了的位置86的标准唇缘(code lip)82的组合体，在容纳壁92的唇缘82处具有复杂的剖面形状。这个复杂的剖面形状反映了形成在卷绕的滚压接口16与滤筒壳体端帽12之间的空间20的复杂径向尺寸。在容纳壁的内表面上的轴向槽道85，将附加构件增加到由容纳壁92的标准唇缘82形成的滤筒基体。本领域的那些技术要符合可以使在容纳壁92的内表面95上的轴向槽道85的模型相对唇缘82的结构旋转的要求。进而，向外凸出物84和锥形位置86的结构可以多种变化来提供变化的由标准唇缘12形成的滤筒相容基体。在标准唇缘82和容纳壁92的内表面95的组合体中，其结构可以多种变化并且可以相对移动来提供一种独特的适合包括基座和滤筒的任意给定过滤装置的滤筒相容基体。每一个滤筒相容基体包括阻挡缺少与基座接合相配的补充结构的不相容滤筒的构件。

参考图7和图8，壳体端帽12的非圆形结构可以在圆柱接收座中被容纳。接收座直径可选择为比端帽的最小直径大，但要比端帽12的变形部分12a的直径小。图7和图8的基座组件为了清楚而省略了图4-图6所示基座的很多结构细节，不过与滤筒10、10a的接合和装配充分一致的功能也是应该可以理解的。圆柱接收座87a的直径被确定来提供在滤筒的端帽12和容纳壁的内表面之间的径向过盈或摩擦接合。换句话说，圆柱接收座87a的直径略小于所要求的值，来适应没有端帽侧壁的向外变形部分12a的滤筒的端帽，但是其直径没有大到足够适应没有过盈的变形端帽。

参考图9和图10，套环100包括一对直径方向上相对的从套环100完整地向内延伸的螺旋随动机构108。随动机构108为接合在基座组件80上的坡道88而被形成所需的尺寸和固位。通过套环10相对基座组件80和容纳滤筒10的调整和有角度旋转，随动机构108沿坡道88滑动接合并向上移动。套环100的向内突出的环形轴肩102靠在滤筒10的径向凸出滚压接口16上，以可松开地将滤筒10固定在基座组件80。

基座接收座87中的弹簧或偏置构件(图中未表示)使滤筒10和套环100偏置离开基座组件80，来保持套环随动机构108在高于坡道88的倾斜端88a的固定位置处。套环100的轴肩102包括许多位置103，并且在该处，唇缘和邻近结构为凹入的或者唇缘的材料被除去，以适应接近各个滚压接口16外部变形的第二壳体部分14的向外偏差13。在所述的具体实施例中，所述套环具有在其处唇缘材料是被除去的六位置103。所述六个位置103符合套环100相对于基座组件80和容纳滤筒10的两个固定位置。滤筒被偏置朝向套环100，以便第二壳体部分的向外偏差13适合于六个位置103中的三个。套环由此可以易松开地接合基座组件和滤筒，进而在其固定位置通过抵抗套环100相对于容纳滤筒10的无意反向旋转来增强套环100的安全性。

锥形的端帽12的轴向***圆柱接收座87a，使得在所述接收座/端帽接触面的圆周上的多个位置处产生径向过盈。在所述具体实施例中，径向过盈的范围被方便地等角度地分布在所述接收座/端帽接触面的圆周上。套环100相对于基座80a和容纳滤筒的旋转将促进滤筒10的端帽12进入接收座87a。随着套环随动结构108沿螺旋坡道88上升，端帽12与圆柱接收座87a之间的径向过盈将会增大，进而当套环随动结构处在高于坡道88的倾斜端88a的位置时，上述径向过盈达到最大值。

滤筒端帽12与基座接收座87a之间的径向过盈补充了由套环100和偏置构件提供的保持力。其结果是过滤装置具有了改善的抵抗由装配接触面施加的振动和冲击应力的能力。上述过盈配合也提供了一个滤筒与基座之间可靠的电性接触。那些可能聚集在单独的电力金属片滤筒上的静电荷会被有效地消除。

Claims (9)

1、一种过滤装置，其包括：

滤筒(10)，其包括：

在轴向分开的第一端和第二端之间延伸的过滤元件(18)；

环绕过滤元件第一端的壳体端帽(12)，所述的壳体端帽具有形成轴向开口(32)的第一端，其侧壁从第一端延伸到具有U型弯曲的第二端；和

圆柱形第二壳体部分，其第一端通过滚压接口(16)与壳体端帽的第二端连接，第二壳体部分的第二端环绕着过滤元件的第二端，

其中，在至少一处位置，所述端帽(12)的侧壁径向向外地从在第一端的第一直径到在第二端的较大的第二直径渐变；和

安装所述滤筒(10)的基座(80)，以通过所述基座过滤输送到所述滤筒和从所述滤筒接收的流体流，所述基座包括：

容纳壁(92)，其包括形成具有第三直径的一般圆柱形接收座(87)的内表面(95)，和包括向外突出第一接合结构(88)的外表面(93)，所述第三直径比所述第一直径大，但比所述第二直径小；和

环状套环(100)，其包括：构成穿套过所述滤筒第二部分的第一端，具有与所述第一接合结构(88)互补的向内突出的第二接合结构(108)的内表面，和具有可接合于滤筒(10)的径向突出的滚压接口(16)的向内突出的环形肩(102)，

其中，所述滤筒壳体端帽(12)轴向容纳于所述接收座(87)，在容纳壁(92)的内表面(95)和端帽(12)的侧壁之间存在径向过盈，并且所述套环(100)轴向安装在所述滤筒第二部分(14)上，使得所述肩(102)轴向地靠于所述滚压接口(16)，并且相对于所述基座(80)和滤筒旋转所述套环，从而所述第二接合结构(108)与所述第一接合结构(88)紧密配合，以将滤筒(10)以基本固定的轴和旋转的关系可松开地轴向固定在基座(80)上。

2、如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述最少一个位置(12a)包括多个等角度分布的位置，并且在容纳壁(92)的内表面(95)之间的所述径向过盈产生在所述的多个等角度分布的位置和容纳壁内表面的界面处。

3、如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述多个等角度分布的位置包括三个等角度分布的位置。

4、一种过滤装置，其包括：

基座装置(80)，其形成了具有内表面(95)的接收座(87)；和

可安装于所述基座(80)的滤筒装置(10)，所述滤筒装置的末段(12)可容纳在所述接收座(87)中，所述末段具有外表面，

其中通过容纳所述末段进入接收座，所述滤筒装置(10)的末段(12)被设计成在末段的外表面与接收座(87)的内表面(95)之间产生径向过盈。

5、如权利要求4所述的过滤装置，其特征在于，接收座的内表面(95)为一般圆柱形且具有第一直径，末段(12)的外表面从第二直径渐变到较大的第三直径，所述第一直径比所述第二直径大但比所述第三直径小。

6、一种过滤装置，其包括：

滤筒(10)，其包括：

壳体端帽(12)，其具有形成了轴向开口(32)的第一端，侧壁从第一端延伸到具有U型弯曲的第二端；和

第二壳体部分(14)，其具有通过滚压接口(16)连接到壳体端帽第二端的第一端，

其中所述端帽的侧壁径向向外地从在第一端的第一直径到在第二端的较大的第二直径渐变；和

安装所述滤筒的基座(80)，以通过所述基座过滤输送到所述滤筒和从所述滤筒接收的流体流，所述基座包括：

容纳壁(92)，其包括形成具有第三直径的常规圆柱形接收座(87)的内表面(95)，所述第三直径比所述第一直径大，但比所述第二直径小，

其中，所述滤筒壳体端帽(12)轴向容纳于所述接收座(87)中，容纳壁的内表面(95)和端帽的侧壁之间存在径向过盈。

7、如权利要求6所述的过滤装置，其特征在于，端帽锥形并不是均匀地分布在端帽(12)的圆周上，并且所述第二直径出现在所述圆周上的至少一个位置(12a)。

8、如权利要求7所述的滤筒，其特征在于，所述至少一个位置(12a)包括多个等角度分布的位置，并且在容纳壁的内表面(95)之间的所述径向过盈产生在所述的多个等角度分布的位置和容纳壁内表面的界面处。

9、如权利要求8所述的过滤装置，其特征在于，所述多个等角度分布的位置包括三个等角度分布的位置。

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