空气滤清器、空气过滤器滤芯和生产方法
【专利说明】空气滤清器、空气过滤器滤芯和生产方法
相关申请的交叉引用
[0001]本申请包括申请日为2005年12月7日的美国临时申请序列号60/748，495的内容；US 60/748, 495的完整内容在此被结合入本文参考。本发明还特别涉及申请日为2005年8月24日的美国申请序列号11/210，914的图39和39A中所示的特征。U.S.11/210,914的完整内容在此被结合入本文参考。本发明涉及申请日为2005年5月3日的美国临时申请序列号60/677，031的图41中所示的特征。US60/677, 031的完整内容在此被结合入本文参考。
[0002]以适当的程度要求美国临时申请序列号60/748，495 ;美国申请序列号11/210，914 ;和美国临时申请序列号60/677，031的优先权。
技术领域
[0003]本发明总体上涉及具有可拆卸和可更换的(即可维修的)过滤器滤芯的空气滤清器。所披露的具体技术涉及:过滤器滤芯的特征和提供它们的方法；和，过滤器滤芯和空气滤清器外壳之间的优选的相互作用。
【背景技术】
[0004]空气过滤用于多种系统。通常的应用是作为空气滤清器，用于吸入内燃机的空气。在使用一段时间后，空气滤清器内的过滤介质需要维修，或者通过清洗或者全部更换。通常，对于用在诸如车辆上的内燃机的空气滤清器来说，过滤介质容纳在可拆卸，可更换的(即可维修的)部件，元件或滤芯中。在以下文献中示出了例子:美国专利4，211，543 ;4，135，899 ;3，672，130 ；B1 5，445，241 ;5，700，304 ;6，051，042 ;6，039，778 ;5，547，480 ；5，755，842 ;和5，800, 581 ;和PCT公开号W0 89/01818，上述所有参考文献的完整内容被结合入本文参考。
[0005]还可参见:申请日为2005年7月13日的美国临时申请60/699，136 ;申请日为2005年8月24日的美国申请11/210,914 ;申请日为2004年8月25日的临时申请序列号60/604，554 ;申请日为2005年5月3日的美国临时申请序列号60/677，031 ;公开日为2004年7月15日的美国公开号2004/0134171 A1 ;和公开日为2004年5月13日的PCT公开号W0 04/039476，示出了过滤器系统和过滤器滤芯，尤其在滤芯和外壳之间具有独特的相互作用。在本段中所引用的参考文献以它们的全文形式结合入本文参考。
[0006]关于备件空气过滤器滤芯，以及容纳它们的空气滤清器的设计，持续的改进一直在进行。由于寻求并获得密封类型和位置的改善和改进，也推动了空气滤清器设计和制造的希望变化。
【发明内容】
[0007]根据本发明，披露和示出了用于空气滤清器中的空气过滤器滤芯，以及包括其内具有空气过滤器滤芯的空气滤清器的组件。空气过滤器滤芯一般包括过滤介质区域，环绕和形成开口的中央内部，以及第一和第二端盖，所述介质在第一和第二端盖之间延伸。第一端盖对通过其间的气流是封闭的。第二端盖是开口的端盖，其上具有环形向外的外壳径向密封表面。第二端盖内包括槽，优选具有的最深部分径向间隔过滤介质的相邻外边缘(径向向内或向外)不大于3_，通常不大于2_，并且有时不大于1.5mm ;和，从向外径向密封表面的最外部分向内不大于15_，通常不大于10_。
[0008]槽从端盖的最接近或最近相邻外轴表面部分的最小深度通常是至少0.5mm深，经常至少1.0_深，并通常至少1.5_深。在本文所示的例子中，槽距离第二端盖的最近相邻外轴表面是至少2.5mm深，并且经常距离最近相邻外轴表面是至少3.5mm深。
[0009]有时候，槽的最深部分距离介质的相邻外边缘(径向向内或向外)不大于1.0mm。
[0010]过滤器滤芯通常包括外支撑，它具有一部分环绕介质并且伸入第二端盖。第二端盖通常是模制在位的端盖，外支撑的部分环绕伸入第二端盖的介质。
[0011]伸入第二端盖的外支撑的尖端通常位于距离所述槽的最深部分的实际距离为至少0.2mm,并且不大于1.5mm,经常不大于1.2mm。通常，间隔在0.3-lmm范围内，包括端点值。
[0012]通常的外支撑在邻近第二端盖的位置上包括径向向外的防尘罩或凸缘。
[0013]第二端盖内的通常槽具有不对称的V-形或U-形剖面，具有径向外侧和径向内侦k所述内侧通常具有一部分，相对介质的中心轴以锐角延伸(或平行于介质的中心轴的圆柱体)，在20° -40°范围内，包括端点值。所述外侧通常相对内侧呈一角度延伸，角度在20° -40°范围内，包括端点值。通常，所述外侧具有一部分，大体平行于介质的中心轴延伸。在本文中，术语〃不对称的〃是指，通常应用的V形两侧，相对介质和过滤器滤芯的中心轴不以相同的角度延伸。
[0014]换句话说，槽的内侧通常相对垂直于介质中心轴的平面以50-70°的锐角延伸。这在图9中以角DA示出，而在图20中以角GA示出。
[0015]第二端盖包括由槽分开的内轴表面部分和外轴表面部分。所述内轴表面部分在紧邻槽的位置通常具有轴向延伸部分，超过外轴表面部分的一部分，紧邻所述槽。换句话说，第二端盖超过内轴表面部分中介质包一端平面的深度(厚度)，通常大于它在外轴表面部分的厚度。通常，内轴表面部分和外轴表面部分各自是平面状。
[0016]所述介质通常是折叠的。在某些情况下，介质被设置成形成锥形，使外锥角为至少
0.5°，通常1° -5°，包括端点值，例如1.5° -3.0°，包括端点值。所述介质的较宽端或更大周长端，通常是邻近(或包埋在)第二端盖的部分。
[0017]在所示的例子中，外支撑环绕过滤器介质，并且在第一和第二端盖之间完全延伸，尽管其他方案是可行的。所述例子中示出的外支撑包括气密罩部分，邻近第二端盖，并且从径向防尘罩伸向第一端盖的距离对应第一和第二端盖之间距离的至少10%，并不大于40%，通常不大于30%。
[0018]根据本发明，提供了空气滤清器结构，它包括外壳，具有包括入口和端出口的内部。所述外壳包括环绕端出口的端壁，和环绕所形成端壁的环形外壳密封表面。所述外壳包括壁稳定环，从端壁伸入外壳内部的距离为至少2mm，通常至少2.5mm，并经常不大于10mm，通常不大于7mm。所述壁稳定环与端出口和环形径向密封表面间隔。所述壁稳定环可以是分段的环。
[0019]空气滤清器包括上述一般类型的空气过滤器滤芯可开的置于其内，第二端盖的槽定向使壁稳定环至少部分伸入其中；即，到邻近槽至少一侧的位置。所述滤芯通过外部、环形、向外的外壳径向密封部分接合环形外壳密封表面，来密封至外壳。
[0020]还披露了组装和使用方法。
[0021]应当指出，结构可以具有少于上述表征的所有特征，并仍然是按照本发明的结构。
【附图说明】
[0022]图1是包括本发明特征的示例空气过滤器滤芯的示意性透视图。
[0023]图2是图1所示过滤器滤芯的侧视图。
[0024]图3是图1和2所示过滤器滤芯的示意性剖视图。
[0025]图4是可用于形成外壳密封和端盖包括图1所示过滤器滤芯的部分的模具结构的示意性剖视图。
[0026]图5是图2所示模具的示意性剖视图，局部示出置于其内用于模制工艺的过滤器滤芯的部件。
[0027]图6是对应图4的示意图，但示出了模制的端盖和密封部件，通过使得置于模具内的树脂适当上升和固化的步骤得到。
[0028]图7是可用于空气过滤器滤芯的空气滤清器外壳的底部透视图，具有通过图4-6的制造工艺得到的特征。
[0029]图7A是图7所示一部分的放大局部图。
[0030]图8是图7所示外壳体的出口端透视图。
[0031]图9是图7和8所示空气滤清器的部分的放大局部剖视图，示出置于其内的主过滤器元件和安全元件的部分。
[0032]图10是图8所示外壳体的示意性端视图，移去了可维修的过滤器滤芯；该图通过开口端，由于移去检修盖，并且示出了内部细节。
[0033]图11是沿图10的线11-11的放大局部剖视图。
[0034]图12是沿图10的线12-12的放大局部图。
[0035]图13是沿图10的线13-13的放大局部剖视图。
[0036]图14是图7所示空气滤清器的端部和检修盖的放大局部图。
[0037]图15是图7所示外壳的端视图。
[0038]图16是另一空气滤清器的放大剖视图，具有类似于图7所示空气滤清器的很多内部特征。
[0039]图17是根据本发明可用于空气滤清器的另一空气过滤器滤芯的放大示意性侧视图。
[0040]图18是图17所示滤芯的放大出口端透视图。
[0041]图19是图17和18所示过滤器滤芯的剖视图。
[0042]图20是图17-19所示过滤器滤芯的放大示意性局部剖视图，所述滤芯置于空气滤清器中以便使用。
[0043]图21是可用于图17-19所示滤芯上的部件的示意性透视图。
[0044]图22是图21所示部件的部分的放大局部剖视图。
[0045]图23是大体类似于图7所示空气滤清器的空气滤清器的端部透视图，但在检修盖上具有另一入口结构。
【具体实施方式】
1.选定的优选备件空气过滤器滤芯的一般特征。
[0046]如前所述，本发明涉及某些优选的过滤器滤芯，制造它们的方法，以及使用具有优选制造方法特征的滤芯的组件。
[0047]本文所述的空气过滤器滤芯的特征，一般开发用于空气滤清器，用来净化使用内燃机，如车辆的设备中的助燃空气。尽管原理可应用于其他空气滤清器系统，它们特别适用于这样的车辆系统，一般受到:在使用期间出现相当大的设备震动；潜在的大范围温度波动；和需要对于所述系统，发动机制造商和车辆制造商所要求类型的空气滤清器效率水平。
[0048]已知所述空气过滤器滤芯中包含多个特征。本发明所涉及到的空气过滤器滤芯一般包括以下两个一般特征:
1.介质结构设置围绕开口的中央内部；和
2.具有外壳密封的滤芯端盖。
[0049]在本文中，术语〃外壳密封〃是指一种类型的密封(由过滤器滤芯携带)，并且在安装期间所处位置用于与空气滤清器的外壳形成密封。外壳密封一般安置连接滤芯，并且在使用中，位于过滤器滤芯和外壳之间的界面上，以在外壳内将过滤器滤芯的净化空气侧和脏空气侧分开。有两种一般类型的外壳密封结构:(a)径向密封，和(b)轴向密封。径向外壳密封一般是在径向压缩力下工作的密封，即，朝向或远离过滤器滤芯的中心或中央纵轴。轴向外壳密封一般是这样的，它在轴向压缩力或密封力的作用下工作，即，沿平行于过滤器滤芯的纵向轴的方向。本文所披露和示出的滤芯采用了径向密封类型的外壳密封。
[0050]包括径向密封的大体特征的过滤器滤芯示例在美国专利5，547，480的图2示出。在该示例中，介质是折叠的，在介质的内侧和介质的外侧具有支撑结构；和，径向密封形式的外壳密封是内部径向密封，安置环绕模制在位的端盖的内部孔。采用所述结构，包括外壳密封特征的端盖一般由聚合物，通常是泡沫聚氨酯模制。
[0051]在美国专利6，652，614的图7，示出了所述结构的另一示例，这次没有外侧介质支撑衬垫。
[0052]在申请日为2004年8月25日的美国临时申请60/604，554，和申请日为2005年5月3日的美国临时申请60/677，031中，示出了所述结构的例子，其中:所述过滤器滤芯不带有延伸介质包长度的内衬垫，所述过滤器滤芯包括折叠的介质，安置围绕开口的中央空间，和开口的端盖，形成为模制在位的聚氨酯泡沫端盖，具有外壳密封。在本文的