专利名称：具有快速附接特征的过滤器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及流体过滤器，以及一种用于安装这种过滤器到支架或其他支撑设备的附接装置和技术。
背景技术：
某些流体过滤器支撑在支架(或其他支撑设备)上，并且具有快速释放特征来允许过滤器被快速和容易地从这个支架取下。例如在车辆中，可以期望具有在发动机上、在发动机隔室中，或在车辆上的其他恰当支撑位置处具有支架，以及期望具有快速附接手段以用于将过滤器安装到该支架上，并且用于在期望时取下过滤器，例如用于远程访问过滤器以进行修理，或用于消耗元件的更换。用于这种应用的附接(或连接)装置类型应该是强固且可靠的，并且防止在使用期间过滤器从支架的意外分离。然而，当期望时应该能相对容易地附接过滤器到支架或从支架分离过滤器。并且当然，一般来说，连接装置也应该相对轻质的、紧凑的、容易装配的、和制造成本低的。在过滤器的后侧上提供T缝隙是已知的，其滑进在支架中的缝隙。过滤器基本上仅轴向向下滑到该缝隙上以实现附接，并且轴向向上滑动以离开支架从而实现分离。这在具有足够的轴向空间来完成这个移动时，且在软管足够长或处于恰当的位置上以允许这样，或者在这个轴向移动之前可以从元件分离时，可能是合适的。还已知使支架带有缝隙和开口，并且在过滤器的后部提供包括杆和弹簧夹具的安装件，并且在过滤器被轴向滑动到支架上时该安装件接合缝隙和开口。一旦安装了过滤器，弹簧夹具就接合支架并且将过滤器保持在支架上直到夹具被压下并且过滤器随后可以轴向滑动离开支架。这个技术也需要足够的轴向空间，需要到达在过滤器的后部上的弹簧夹具的进出通道，并且具有与上面参照软管描述的相同的问题。虽然上面描述的附接技术和连接装置已经在市场上获得一些接受，当时应该相信在业界需要一种连接装置，其不需要这种轴向移动，也就是，不需要在过滤器可以被从支架取下之前，沿着过滤器的几乎整个长度向上和向下滑动过滤器一这需要在过滤器上方的足够自由的空间，并且其会使附接的软管、以及其他部件，例如加热器连接装置或水传感器连接装置受到破裂。
发明内容
本发明提供一种过滤器和用于这种过滤器到支架或其他支撑设备的连接装置，其不需要过滤器为实现附接和分离相对于支架的全部轴向移动，相反允许过滤器主要通过将元件枢转远离支架而被取下。这种连接装置和技术需要在过滤器上的更少的自由空间，不需要到达过滤器后部的进出通道，并且对任何附接软管和其他部件的破坏更少。根据本发明，所述过滤器包括包围在罐筒内的过滤介质环，并且端帽固定到罐筒的敞开上端。入口和出口端口提供在端帽中以引导流体进入和排出罐筒。所述过滤器还包括附接结构，以使得过滤器能够被附接到支架或其他支撑表面。附接结构包括设置在罐筒的相对侧上、朝向罐筒下端的一对径向向外突出的枢轴。每个枢轴包括基体和扩大头部，其中头部包括限定唇缘的下侧锥形表面。基体限定分离器，其中这些分离器的尺寸被设置成被紧密地接纳在支架的侧壁之间。附接结构还包括也设置在罐筒的相对侧上但朝向其上端的一对保持夹具。每个夹具都沿着壳体的侧面与相应的枢轴基本上轴向对齐，并且具有径向弹性的轴向主体部，和在保持夹具自由端部处的整体翼部。向外突出的分离器也设置成临近保持夹具的翼部端， 其中夹具的分离器的尺寸被设置为其被紧密地接纳在支架的臂之间，并且防止夹具的翼部端被按压抵靠罐筒的侧面；或者换句话说，允许在夹具端部端与罐筒之间的一些自由空间以便当期望从支架取下过滤器时，翼部可以被向内按压，如本文将进一步描述的。用于过滤器的支架包括主体和一对侧壁，其中侧壁以间隔分开的关系从主体向外突出以便过滤器可以紧密地接纳在它们之间。每个侧壁包括i )尺寸被设置成接纳在过滤器上的相应枢轴、并且允许过滤器从与支架纵轴线成一定角度处的方位枢转到过滤器与支架基本上轴向对齐并支撑在该支架上的方位的钩形缝隙；以及ii)尺寸被设置成当过滤器与支架对齐时接合和保持相应保持夹具的钩扣。在每个枢轴头部上的内锥形唇缘表面促进将枢轴定位在钩形缝隙内，并且因此促进过滤器在支架上的定位。在枢轴的基体上的分离器帮助对过滤器与支架的取向，并且确保安全和耐用的连接。在每个夹具上的翼部可包括径向突出部，其接纳在支架中的小缝隙或孔中，以将过滤器锁定到支架。朝向罐筒地向内按压翼部使突出部从它们的相应缝隙释放，并且使得过滤器的上端能够被枢转远离支架。此时可以稍微向上和向外地将过滤器提升而远离支架，以便从枢轴的各自钩形缝隙中移除枢轴，以及可以检查、维修和/或更换过滤器。
图1为根据本发明的过滤器组件的立面透视图； 图2为用于图1的组件的过滤器的立面透视图3为图2的过滤器的剖视侧面图； 图4为图2中所示的过滤器的一部分的放大视图； 图5为用于图1的组件的支架的立面透视图；以及图6为图1的过滤器组件的立面透视图，显示与支架部分地装配的过滤器。
具体实施例方式参考附图，首先参考图1，根据本发明的过滤器组件总体上表示为10。过滤器组件 10包括过滤器12和具有侧壁16的支架14。过滤器12和支架14具有如下面将要描述的快速附接特征。现在参考图2-4，过滤器12包括具有开口上端20和闭合下端22的外杯形罐筒或壳体18。排水管23 (图3)可以设置在壳体下端的螺纹开口 M中以允许水从过滤器的周期性排出。罐筒具有大体上圆柱体形状，但它可以是其他形状；并且可以由适于具体应用的材料制成，例如塑料或金属。端帽或盖观例如通过粘合剂、焊接或其他结合装置附接到罐筒的上端。端帽观包括具有引导要被过滤的流体进入罐筒的内开口 31的入口端口或管30，以及具有引导过滤过的流体排出罐筒的内开口 33的出口端口或管32。过滤元件34居中地设置在罐筒中，并且具有限定中心腔35的环形结构。元件34包括被密封地结合到介质环的下端的下圆形端帽36，而元件的上端密封地直接结合到端帽观。过滤器元件34可以具有一定结构(例如起皱的、纤维状的等)并且由适用于具体应用的材料(例如纤维素、聚合物)制成，并且如果期望的话，也可以具有除了环形以外的几何形状。虽然示出和描述的元件在其被消耗时不能被从罐筒取下，或者换句话说，在该元件被消耗时整个罐筒必须丢弃；但还可以意识到，罐筒可以具有可取下的上端帽，其会提供到达壳体中的元件的进出通道以使得能够更换。使得能够实现取下元件的这种结构(例如螺纹)对于本领域的技术人员来说是公知的。在任何情况下，进入入口端口 30的流体流动进入在该元件与壳体的内侧表面之间的圆周环形区域38，在那里流体随后径向向内流动通过该元件，在那里颗粒物质和其他杂质被去除，并且进入中心腔35。如果该元件具有疏水性，收集在元件外表面上的水可以聚集，并且向下滴入壳体的下部，在那里它可以通过排水口对被去除。流体随后轴向向上和向外地流动通过出口端口 32以返回流体系统。还可行的是， 通过元件的流动可以为相反方向；也就是进入端口 32并且从端口 30出来，并且径向向外地行进通过介质。还应该理解的是，入口和出口端口可以替代地形成在过滤器罐筒的其他区域中，例如在侧面、或者在底部区域中。如上面所示的，过滤器12包括使得过滤器能够快速和容易地附接到支架14或从支架14取下的结构。为此目的，一对相同的径向向外突出刚性枢轴，总体上表示为40，提供在罐筒的外表面上，在罐筒的相对侧面上，在罐筒的大约中点和下端之间。枢轴40每个包括短的轴向延伸基体41、径向向外突出朝向基体下端的扩大圆形头部42。头部42包括平坦外表面46、以及向内锥形或成角度的下表面48，下表面形成绕着头部的唇缘，并且将头部42互连到基体41。枢轴40每个具有表面延伸部50，其被互连到头部42并且与表面42 齐平(共面)；也就是，表面延伸部50具有与头部42相同的外尺寸。表面延伸部50的侧面在51处是锥形的或者成角度的，并且每个表面延伸部沿着罐筒的侧表面从头部42向着罐筒的开口端轴向延伸一段短距离。如下面将要解释的，当过滤器安装到支架时，基体41的表面延伸部50提供抵靠支架14的侧壁16的分离器。如在M处的一系列成角度的或锥形的脊部以轴向间隔开的关系提供在基体41的两侧上，并且沿着圆周方向延伸，也就是，垂直于罐筒的轴向长度，以促进过滤器在支架14 内的设置。脊部M具有外部尺寸以便脊部可以接合支架的侧壁的内侧表面并且当过滤器被安装到支架时帮助在侧壁之间引导过滤器。其中一个脊部55，具有较大的径向突出部，换句话说，它比其他的脊部还要进一步径向向外突出，并且用作在支架中的过滤器的定位和支撑脊部，如下面更详细讨论的。在罐筒的形成期间，基体41、头部42和脊部M所有可以与罐筒形成为一件；或者可替代地，可以形成为一个或以上的单独件，并且附接到彼此上和/或附接到罐筒，例如通过粘合剂或其他结合技术。附接结构还包括如在58处的一对柔性保持夹具，也提供在罐筒的外表面上，在罐筒的相对侧面上，在罐筒的大约中点和上端之间。夹具58每个与各自的枢轴40处于大体上轴向对齐中，并且可以与它们轴向间隔开。每个保持夹具包括薄的弹性轴向延伸主体部60，与罐筒外表面处于大体上平行的关系，并且在基体端部62处连接到罐筒，并且轴向延伸到与罐筒径向向外间隔开的自由头部端部64。夹具的自由端部64可以通过夹具的适当手动操作而弹性地弯曲向罐筒。具有平坦外表面的释放翼部66提供在夹具的头部端部处以促进这个操作，并且翼部大体上垂直于主体部60的延伸范围而突出。径向突出部68提供在每个翼部66的大体上中部，并且沿着夹具的轴线大体上延伸一段短距离。径向突出部68使得保持夹具能够锁定到支架的相应侧壁，并且因此将过滤器保持在支架上，如下面将描述的。最后，径向分离器72以与每个翼部66轴向间隔开的关系提供在翼部和罐筒的上端之间，并且径向向外突出大体与翼部66相同的径向距离(减去突出部)。如下面将描述的。 分离器72防止支架14的侧壁16使夹具60完全弯曲成抵靠罐筒的表面，也就是，即使在过滤器安装在支架上之后，夹具的自由端也保持与罐筒的外表面稍微有点间隔开，以便当期望将过滤器从其与支架的锁定位置释放时可以操作夹具，这也在下面被更完整描述。夹具58、翼部66和分离器72也可以在罐筒的形成时都与罐筒一起形成为一件，或者可替代地可以形成为一个或以上分离件并且附接到彼此上，和/或附接到罐筒，例如通过粘合剂或其他结合技术。现在参考图5，支架14包括具有孔80或用于将支架附接到适当支撑表面的其他装置的平坦主体79，例如发动机缸体或发动机舱。支架的侧壁16每个沿着主体79的相对侧互相间隔开，并且大体上互相平行并且垂直于主体79地延伸。侧壁16的间隔是这样的，过滤器罐筒可以大体上紧密地被容纳在它们之间。侧壁16每个包括如在84处的沿着侧壁的侧边缘并且朝向侧壁下端的钩形缝隙，以及大体上朝向支架的上端的开口。侧壁具有在每个缝隙的下边缘周围的锥形或倒圆的表面86和在每个缝隙的上边缘周围的锥形或倒圆的表面87，并且所述开口的尺寸被设置为接纳在头部42下面区域中的枢轴(图4)的基体41。从开口 84轴向向上地提供细缝隙88，并且该细缝隙从侧壁的侧边缘向内延伸向主体79，也就是，相对于主体的纵轴线水平地延伸。缝隙88提供一定弹性度以允许侧壁弯曲并且当过滤器安装到支架时紧密地接纳过滤器。当脊部M，尤其是定位脊部55，在过滤器被枢转到其与支架的组装位置时而被接收在侧壁之间时侧壁大体上贴合。接下来从在侧壁上的缝隙88朝向支架侧壁的上端地轴向向上地提供轴向缝隙 90，或者其他恰当几何形状，例如脊，其中缝隙90的尺寸设置为接纳在夹具的翼部上的突出部68 (图4)。缝隙90或其他几何形状提供钩扣，其当过滤器安装到支架时保持过滤器的上端到支架，如下面将进一步描述的。最后，每个侧壁包括倒圆的切出肩部92，其尺寸和位置大体上被确定为在过滤器安装到过滤器头部时，接纳上端帽的入口和出口端口 30、31 (图1)。在过滤器到支架的连接期间，如图6所示，首先将过滤器插入支架以便枢轴40每个接纳在相应的缝隙84中。缝隙84接纳枢轴的基体，并且在过滤器正被安装到支架的同时，也就是，当过滤器正被带入与支架主体轴向对齐并且基本上齐平抵靠支架主体时，过滤器可以绕着这个支撑枢转。每个头部42的锥形内唇缘表面和相应缝隙84的锥形或倒圆的下表面促进通过缝隙定位枢轴。当枢转过滤器时，在每个枢轴的基体上的延伸定位脊部阳将过滤器引导在侧壁16之间。基体突出部50随后在突出部的锥形侧面51向内穿过抵靠缝隙84的倒圆上表面87 (实际上向外挤推侧壁)时接合侧壁的内侧表面；并且再加上头部42由在缝隙84的下部上的倒圆边缘86紧密地接纳和支撑(实际上向内挤推侧壁)，当过滤器完全安装到支架时(例如，如图1所示)，过滤器的下端由此被牢固地保持在支架上。当使过滤器与支架对齐时，在过滤器上的保持夹具58接纳在侧壁之间，并且突出部68接合侧壁，并且稍微向内挤推夹具直到突出部穿过在侧壁中的相应缝隙90。翼部66 保持可接触并且从支架的侧壁向外突出。邻近夹具的分离器72保持过滤器的上端被适当地居中定位在侧壁之间并防止侧壁使每个夹具弯曲而平坦地抵靠罐筒。一旦突出部66进入它们各自的缝隙90，夹具向外弯曲并且过滤器在它的水平安装方位中被锁定到支架。过滤器可以被支撑为抵靠支架的主体，但它也可以被保持为距该本体有向外的一小距离，因为通过包括定位脊部55的枢轴40和通过保持夹具58的连接将过滤器固定地保持到支架， 不管过滤器是否被抵靠着主体支撑。软管随后可以连接到过滤器的入口端口 30和出口端口 32以流体地将过滤器连接在流体系统内。为了从流体系统取下过滤器，可以取下软管，并且可以接触并且向内按压夹具的翼部66以将突出部68移动出与缝隙90的接合，并且允许过滤器枢转进入在图6中的位置， 此时它可以被从支架向上和向外地提升。枢轴40通常在过滤器罐筒上被定位成使得可以足够的枢转过滤器，而不会有来自罐筒底部接触抵靠支架或相邻支撑表面的干涉。并且，保持夹具的分离器72将夹具保持在离罐筒的一定距离处，以便它们随后可以被按压来允许从支架从过滤器分离。虽然上面已经将过滤器描述为被安装到独立支架，并且支架随后可以被安装到恰当位置，例如到发动机缸体或发动机隔室，但应该认识到，这种支架可以结合作为发动机或隔室、或其他支撑表面的整体部分。在这个实例中，支架的主体可以是发动机、发动机隔室或其他支撑表面的一部分。此外，虽然上面的附接结构已经描述为包括包括具有唇缘48、和延伸部50的扩大头部42、脊部M和定位脊部55的枢轴40 ；以及包括翼部66和突出部68 的保持夹具58的组合，但是应该认识到，在枢轴和/或保持夹具上的这些部件的一个或多个可以不存在于过滤器的一侧或全部两侧上，并且过滤器12可以仍然安装到支架14。本发明的原理、优选实施例和操作模式已经描述在前面说明书中。然而，旨在本文中保护的发明不应该解释为限制到描述的具体实例，因为它被认为是示意性的而不是限制性的。在不脱离如在附属权利要求中提出的本发明的范围和精神情况下，本领域的技术人员可以作出变形和改变。
权利要求
1.一种过滤器(12)，包括包围在壳体(18)内的过滤器元件(34)，壳体(18)包括引导流体进入和退出壳体的入口端口(30)和出口端口(32) ； i )定位在壳体(18)的相对侧上、 朝向壳体的一个端部(22)的一对向外突出枢轴(40);以及ii)同样定位在该壳体的相对侧上、朝向壳体的另一个端部(20)的一对弹性保持夹具(58)，每个夹具(58)沿着壳体的长度与相应枢轴(40)基本上轴向对齐，并且与枢轴(40)配合来使壳体(18)能够被附接到支架 (14)。
2.如权利要求1所述的过滤器(12)，其中每个枢轴(40)包括基体(41)和扩大头部 (42 )，头部(42 )包括形成唇缘的下侧锥形表面(48 )。
3.如权利要求2所述的过滤器(12)，其中基体(4)包括限定分离器、并且以与头部 (42)的外表面(46)成共平面关系从壳体(18)向外凸出的延伸部(50)。
4.如权利要求1所述的过滤器(12)，其中每个枢轴(40)包括定位脊部(54)，其沿着与壳体(18)的轴向延伸范围垂直的方向延伸。
5.如权利要求1所述的过滤器(12)，其中每个保持夹具(58)包括弹性、轴向延伸主体部(60)、以及垂直于主体部(60)突出的整体翼部(66)。
6.如权利要求5所述的过滤器(12)，其中每个翼部(66)还包括从翼部的表面向外延伸的突出部(68)。
7.如权利要求5或6所述的过滤器(12)，其中每个保持夹具(58)从朝向壳体的一个端部(22)连接的基座端部(62)延伸到朝向壳体另一个端部(20)的自由头部端部(64)，并且翼部(66 )设置在保持夹具(58 )的头部端部(64 )处。
8.如权利要求7所述的过滤器(12)，并且还包括与每个保持夹具(58)轴向间隔开、并且尺寸被设置成阻止相应的保持夹具(58)被支架(14)的壁(16)向内弯曲抵靠壳体(18) 的向外突出的分离器(72)。
9.如权利要求8所述的过滤器(12)，其中分离器(72)与保持夹具的朝向壳体另一个端部的头部端部(64 )轴向间隔开。
10.一种过滤器组件(10)，包括在前述权利要求中任意一项所述的过滤器(12)，以及支撑支架(14)，并且支撑支架(14)包括纵向主体部(79)、和一对侧壁(16)，其以间隔开的关系从主体(79)向外突出以便过滤器(12)能够紧密地接纳在它们之间，每个侧壁(16)包括i )尺寸被设置成接纳在过滤器(12)上的相应枢轴(40)、并且允许过滤器(12)从与支架 (14)纵轴线的成一定角度的方位枢转到过滤器与支架(14)基本上轴向对齐的方位的钩形缝隙(84);以及ii )尺寸被设置为当过滤器(12)与支架(14)基本上对齐时接合和保持相应保持夹具(58)的钩扣(90)。
11.如权利要求10所述的过滤器组件(10)，其中每个枢轴包括基体(41)和扩大头部 (42)，头部(42)包括限定唇缘的下侧锥形表面(48)，并且钩形缝隙(84)包括相应锥形表面 (87)，头部(42)的锥形表面(48)的尺寸被设置为抵靠着缝隙(84)的锥形表面(87)枢转。
12.如权利要求10或11所述的过滤器组件(10)，其中每个基体(41)包括延伸部(50)， 具有与头部(42)的外表面(46)互相连接并且与之齐平的外表面，延伸部(50)的尺寸被设置为紧密地接纳在支架(14)的侧壁(16)之间。
13.如权利要求10-12任一项所述的过滤器组件(10)，其中每个枢轴(40)包括沿着圆周方向从基体(40 )延伸的定位脊部(55 )，定位脊部(55 )的尺寸被设置成在过滤器(12 )与支架(14)对齐时在侧壁(16)之间引导壳体(18)。
14.如权利要求10-13任一项所述的过滤器组件(10)，其中每个保持夹具(58)包括弹性、轴向延伸主体部(60)、以及垂直于主体部(60)突出的整体翼部(66)，其中每个翼部 (66)包括从翼部(66)的表面径向向外延伸的突出部(68)，在每个翼部(66)上的突出部 (68)构造成与钩扣(90)配合以在过滤器(12)与支架(14)基本上对齐时将过滤器(12)锁定到支架。
15.如权利要求14所述的过滤器组件(1)，并且还包括与每个保持夹具(58)轴向间隔开、并且尺寸被设置成阻止相应保持夹具(58)在过滤器(12)正被锁定到支架(14)时被支架(14)的壁(16)向内弯曲而抵靠壳体(18)的径向向外突出的分离器(72)。
全文摘要
一种用于过滤器的快速附接特征，包括ⅰ)在过滤器罐筒的相对侧上、朝向其下端的一对向外突出的枢轴；以及ⅱ)同样设置在罐筒的相对侧上、朝向其上端的一对弹性保持夹具，每个夹具沿罐筒基本与相应的枢轴轴向对齐。过滤器可以支撑在支架中，支架包括一对侧壁，每个侧壁包括ⅰ)尺寸被设置成接纳在过滤器上的相应枢轴、并且允许过滤器从与支架纵轴线成一定角度处的方位枢转到过滤器与支架基本上轴向对齐的方位的钩形开口；以及ⅱ)尺寸被设置为当过滤器与支架基本上对齐时接合和保持相应保持夹具的钩扣。
文档编号B01D35/30GK102448575SQ201080023058
公开日2012年5月9日 申请日期2010年4月16日 优先权日2009年5月27日
发明者D. 克劳森 M. 申请人:帕克-汉尼芬公司