改进的机油过滤器设计及机油过滤器壳体的制作方法

本发明涉及一种用于机油过滤器的构造成可释放地可锁定在过滤器壳体中的过滤元件。本发明还涉及一种用于容纳过滤元件的过滤器壳体。

背景技术：

用于车辆的机油过滤器用于过滤通过车辆的发动机零件或要求润滑的其它零件循环的机油。机油过滤器不可避免地变得被来自例如发动机的污染物堵塞，并且因此经受周期性替换。

用于发动机的机油过滤器典型地包括保持诸如纸过滤器的过滤材料的滤芯。滤芯被安装在安装在发动机上的永久性过滤器外壳中。当过滤材料被堵塞时或在发动机的机油更换期间，包括过滤材料的滤芯是可替换的。

滤芯通常用夹子被锁定在过滤器外壳中。为了将滤芯锁定在过滤器外壳中，滤芯被推入过滤器外壳中直到滤芯的夹子与其在过滤器外壳中的对应物相锁定。为了将滤芯快速地从过滤器外壳移除，通常使用螺丝刀在夹子上推动通过过滤材料。

因此，利用传统的过滤器外壳和滤芯，拆卸既费时又麻烦。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术，发明人已经认识到，现有技术用于发动机的机油过滤器拆卸用于滤芯的替换既麻烦又费时。因此，本发明的一个目的是提供一种改进的过滤元件，该过滤元件从过滤器壳体移除较不复杂以由此简化过滤元件的替换。进一步提供了一种对应的改进的过滤器壳体。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于机油过滤器的过滤元件。该过滤元件被构造成可释放地可锁定在包括周向锁定机构的过滤器壳体中。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于容纳根据本发明的第一方面的任何实施例的过滤元件的过滤器壳体。

当研究所附权利要求和以下描述时，本发明的进一步特征和优点将变得显而易见。技术人员认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以组合本发明的不同特征以创建除了以下描述的那些实施例之外的实施例。

附图说明

现在将参考示出本发明的示例实施例的附图来更详细地描述本发明的这些和其它方面，其中：

图1示出根据本发明的实施例的示例过滤元件；

图2示出根据本发明的实施例的示例过滤元件；

图3示出根据本发明的实施例的示例过滤元件；

图4示出根据本发明的实施例的示例过滤元件；

图5a示出在过滤元件被插入过滤器壳体中时根据本发明的实施例的过滤元件和过滤器壳体；

图5b示出在将过滤元件锁定在过滤器壳体中的过程期间根据本发明的实施例的过滤元件和过滤器壳体；

图5c示出在将过滤元件锁定在过滤器壳体中的过程期间根据本发明的实施例的过滤元件和过滤器壳体；

图5d示出根据本发明的实施例的过滤元件的锁定到过滤器壳体的锁定机构的锁定机构；以及

图6示出与过滤器壳体锁定就位的过滤元件。

具体实施方式

在本具体实施方式中，描述了根据本发明的过滤元件和过滤器壳体的各种实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为限于本文中阐述的实施例；相反，这些实施例是为了透彻性和完整性以及将本发明的范围完全传达给技术人员而提供的。类似的附图标记始终指代类似的元件。

现在将参考图1和图2以及图3来描述示例过滤元件，图1和图2是过滤元件100的透视侧视图，图3从最底侧示出过滤元件。

过滤元件100包括适于与发动机的机油端口处于流体连通的机油过滤器端口102。机油过滤器端口102被布置在过滤元件100的一个远端。已经通过过滤元件过滤的机油经由机油过滤器端口102返回到发动机。换句话说，机油过滤器端口可以是机油出口过滤器端口。机油过滤器端口102在此被示出为被布置在过滤元件100的一个远端上的上端板104中。

过滤元件100进一步包括机械地连接到上端板104的过滤介质106。过滤介质106被构造成当过滤元件在使用中时捕获循环的机油中的污染物。这种过滤介质本身对于技术人员是已知的。

如在图2中更清楚地看到，过滤元件100包括布置在过滤元件100的另一个远端上的周向锁定机构108。锁定机构108被布置在过滤介质106相对于上端板104的相反侧上。

如将在下面更详细地描述的，锁定机构108被构造成与过滤器壳体锁定机构协作以将过滤元件100在过滤器壳体中锁定就位。这是通过过滤元件100相对于过滤器壳体的旋转运动同时施加用于将过滤元件100推入过滤器壳体中轴向力而实现的。

因此，利用本发明概念，可以通过简单且快速的组合的旋转和推动运动将过滤元件100从相关联的过滤器壳体中移除或将过滤元件100固定在相关联的过滤器壳体中，而无需在过滤元件上的侵入性动作。

过滤元件100包括接收表面115，在图3中最佳所见，该接收表面115适用于当被施加轴向力时从过滤器壳体接收反作用力。接收表面115与过滤元件的锁定机构108之间的距离适于使得过滤元件100被构造成在反作用力的影响下闩锁到过滤器壳体中的锁定位置。

因此，本发明有利地在过滤元件的一侧上提供周向锁定机构，该周向锁定机构通过进入过滤器壳体中的组合的旋转和推动运动而闩锁到锁定位置中。由过滤器壳体提供的反作用力用于借助于其协作的周向锁定机构而将过滤元件牢固地锁定在过滤器壳体中。

接收表面115在此被示出为被包括在上端板104中。更确切地说，接收表面115在此在上端板104的相对于包括机油过滤器端口102的侧的相反侧上，尽管其它可能的接收表面是可设想的。然而，使接收表面在上端板104的面向过滤介质的一侧上有利地提供这样的效果：反作用力被施加在当前的机油过滤器设计中通常已经存在的表面上。从而，在这种情况下，不必要重新设计上端板104。

过滤元件的轴向尺寸沿着轴线109，该轴线109沿着过滤元件100的纵向延伸范围。

包括机油过滤器端口102的上端板104在此被示出为进一步包括邻近机油过滤器端口102的旁路阀通孔110。旁路阀通孔110用于允许机油在过滤元件100之上的高压降的情况下绕过过滤介质106。在这种情况下，旁路阀弹簧被压缩，使得旁路阀通孔110被打开，并且机油直接从旁路阀通孔110经过到机油过滤器端口102。

在一些实施例中，施加在接收表面115上的反作用力由旁路阀弹簧施加。从而，接收表面115可以包括旁路阀通孔110。以这种方式，用于操作旁路功能的旁路弹簧可以用于也提供反作用力。从而，由于在当前过滤器设计中已经使用了旁路弹簧，因此不需要附加装置来提供反作用力。

如图2中所示，过滤元件100的锁定机构108可以包括至少一个锁定构件112。锁定构件112被构造成闩锁到过滤器壳体的匹配的锁定构件上。换句话说，过滤元件100上的专用锁定构件112适于闩锁到过滤器壳体的专用锁定构件上以提供坚固的闩锁机构。

过滤元件的锁定机构108可以包括至少两个锁定构件112。在当前示出的示例实施例中，过滤元件100的锁定机构108包括四个锁定构件112。由此，提高了锁定机构108的刚性。

过滤元件100的锁定机构108可以包括在轴向方向上(即沿着轴线109)延伸的周向凸缘114。周向凸缘114被附接到下端板116，该下端板116被机械地连接到过滤介质106。锁定构件112被包括在周向凸缘114中。上端板104和下端板116优选地在轴线109上被同心地布置。周向凸缘114允许对于锁定构件112的优选位置。周向凸缘114在此被示出为与下端板116在轴线109上同心地布置，但这并非严格要求。

如图2和图3中所示，锁定构件112可以均匀周向地分布在周向凸缘114上。这有利地允许在将过滤元件100锁定到过滤器壳体之前过滤元件100的锁定机构108相对于过滤器壳体的锁定机构的随机旋转定向。换句话说，使用者在试图将过滤元件锁定到过滤器壳体之前不必视觉上检查过滤元件的旋转定向与过滤器壳体正确地对准。

现在转到图4，其示出用于容纳例如图1-3中所示的过滤元件的过滤器壳体200。

过滤器壳体200包括与底部204相连接的侧壁202，限定出构造成保持机油以及容纳过滤元件的容纳容积。侧壁202优选地如在所描绘的示例实施例中那样圆柱形地成形。

周向锁定机构206被构造成可释放地将过滤元件锁定就位。周向锁定机构206被布置在过滤器壳体200的底部204处，使得当过滤元件100被布置在过滤器壳体200中时，过滤元件100的周向锁定机构108到达过滤器壳体200的周向锁定机构206。

支撑元件208被布置成在过滤器壳体的与底部204相反的远端212处支撑反作用力装置210。支撑元件208可以包括反作用力装置210被布置在其中的笼状结构或“骨架”。因此，支撑元件208被构造成允许机油通入该支撑元件208的中央并沿着轴线109朝向过滤元件的机油过滤器出口端口流过该中央。反作用力装置210被构造成在过滤元件100的接收表面115上提供反作用力。

过滤器壳体锁定机构206被构造成与过滤元件锁定机构108协作以通过过滤元件100相对于过滤器壳体200的旋转运动同时施加用于将过滤元件100推入过滤器壳体200中的轴向力以由此克服由反作用力装置210施加的反作用力而将过滤元件100锁定就位。过滤元件100被构造成闩锁到过滤器壳体200中的锁定位置。

因此，过滤器壳体200包括锁定机构，该锁定机构能够与过滤元件的锁定机构协作使得过滤元件和过滤器壳体可以被闩锁到锁定位置。

在一些实施例中，包括当前讨论的实施例，反作用力装置是旁路阀弹簧210，但是其它反作用力装置是可设想的。

旁路弹簧210被构造成将旁路阀垫圈214朝向过滤元件100中的旁路通孔110(参见图1和图2)推动，使得旁路通孔110被密封。使用旁路弹簧210作为反作用力装置减少了在过滤器壳体中引入进一步的部件的需求。从而，已经存在的旁路弹簧210可以有利地用作反作用力装置。

机油过滤器端口102在此被示出为常规机油过滤器端口，在机油过滤器被推入发动机机油端口中时，该机油过滤器端口102利用o形环来抵靠发动机的机油端口密封。当然可设想其它可能的机油过滤器端口，例如包括适于与发动机机油端口中的螺纹紧固的螺纹的机油过滤器端口。

如图4中所示，过滤器壳体的锁定机构206包括构造成闩锁到过滤元件的匹配的锁定构件上的至少一个锁定构件216。将参考随后的附图描述过滤器壳体与过滤元件的锁定。

过滤器壳体的锁定机构206包括相对于彼此周向布置的至少两个锁定构件216。过滤器壳体的锁定机构206包括与过滤元件的锁定构件的数量相同数量的锁定构件216。例如，图1-3中描绘的过滤元件100包括四个锁定构件112。从而，在这种情况下，过滤器壳体优选地也包括四个锁定构件206。

过滤器壳体的锁定构件216可以均匀周向地分布在从底部在轴向方向上延伸的凸缘218上。过滤器壳体的锁定构件216中的每个可以被布置在相应的独立凸缘218上，但是其它选择也是可设想的。

在此，过滤器壳体200的锁定构件216被示出为径向锁定销构件216。销构件是径向的意味着它们从凸缘218的表面在过滤器壳体的相对于纵向轴线109正交的径向方向上突出。

过滤器壳体200在此进一步包括用于将壳体附接到车辆发动机的螺纹220，以及可选地布置成密封过滤器壳体200与车辆发动机之间的连接的o形环222。

此外，o形环224可选地靠近锁定机构206布置并且被布置成密封支撑元件208的最底部与过滤元件之间的连接，使得机油可能不通过过滤元件的底部开口绕过过滤介质。

o形环224被构造成抵靠过滤元件的周向表面113密封，在图2中最佳所见。周向表面113被布置成与锁定构件112相邻并且从锁定构件112轴向地偏移。周向表面113优选地在过滤元件100的轴向方向109上倾斜，最靠近锁定构件112具有较大直径。这为维持过滤元件锁定在过滤器壳体中提供附加的力，因为倾斜的周向表面113与o形环224之间的相互作用试图使过滤元件向上运动，即其增强过滤元件100在由图5d中的箭头506所指示的方向上的运动。

布置成与锁定机构206相邻的o形环224可以进一步用于提供反作用力，该反作用力用于将径向锁定销构件216推入过滤元件100的锁定机构108的锁定部中。

图5a示出在被插入过滤器壳体200中的过程中的过滤元件100。过滤元件100的锁定机构108被布置在过滤元件的一端处(即在过滤元件的底端处)，使得该锁定机构108可以到达过滤器壳体200的底端处的对应锁定机构206。

当将过滤元件100插入过滤器壳体200中时，保持反作用力装置(在此示为旁路弹簧210)的支撑构件208进入过滤元件100的中央孔117中。由此，弹簧支撑构件208和旁路弹簧210被布置成被过滤介质环绕。

旁路弹簧210在一侧上由弹簧支撑构件208的肩部228支撑。旁路弹簧210被进一步布置成在与纵向轴线109平行的方向上向旁路阀垫圈214上施加力。旁路阀垫圈214通过接合相应边缘232的闩锁构件230而被维持就位。从而，与相应边缘232接合的闩锁构件230可以承受来自旁路弹簧210的弹簧力，使得旁路阀垫圈214和弹簧保持在过滤器壳体200中的预期位置。

旁路弹簧210优选地处于预张紧状态，即在过滤元件100被锁定在过滤器壳体200中之前，旁路弹簧210被旁路阀垫圈214抵靠肩部228压缩。

图5b示出进一步在被插入过滤器壳体200中的过程中的过滤元件100。

过滤元件100的锁定构件可以是周向凸缘114中的凹槽118，该凹槽118包括构造成将过滤器壳体200的径向锁定销构件216维持就位的锁定部120。凹槽118定位在周向凸缘114的内周上。凹槽118提供一种将径向锁定销构件216固定就位的简单而健壮的方式。具体地是因为周向凸缘114的尺寸为使得当径向锁定销构件216被布置在相应的凹槽中时过滤器壳体的周向锁定机构恰好装配在周向凸缘114的内径内侧中。

每个凹槽118包括构造成接收径向锁定销构件216的入口部122。在过滤器壳体200和过滤元件100分别包括多个径向锁定销构件和凹槽的情况下，径向锁定销构件中的每个优选地同时进入相应的凹槽。

当径向锁定销构件216已经进入相应的凹槽118并且过滤元件100相对于过滤器壳体200旋转时，径向锁定销构件216被凹槽118的引导部124引导，如图5c中所示。

因此，每个凹槽118除了入口部122之外还可以包括引导部124。如所提到的，入口部122被构造成接收过滤器壳体200的径向锁定销构件216。当入口部122已经接收相应的径向锁定销构件216时，有可能在轴向方向109上进一步将过滤器壳体和过滤元件推动在一起。

与入口122相连接的引导部124被构造成当相对于过滤器壳体200旋转过滤元件时沿着至少部分周向的路径126引导径向锁定销构件216。能够引导径向锁定销构件216的凹槽118为试图将过滤元件100锁定在过滤器壳体200中的使用者提供了简化的操作。

在此，在图5a-d中所描绘的示例实施例中，引导部124被示出为直的凹槽区段。然而，引导部的其它构造是可设想的，例如弯曲的引导部。

在图5c中，过滤元件100相对于过滤器壳体200的旋转运动由箭头502和503指示，并且由用于将过滤元件100推入过滤器壳体200中所施加的轴向力造成的过滤元件100相对于壳体的轴向运动由箭头504和505指示。

在图5d中，径向锁定销构件216旋转到其在凹槽118中被锁定就位的位置。换句话说，在此位置中，过滤元件100被闩锁到过滤器壳体200中的锁定位置。

径向锁定销构件216在此在凹槽118的锁定部120中被锁定就位。凹槽118的锁定部120被构造成阻止过滤元件100离开锁定位置的反向旋转。由此，过滤元件可以有利地在过滤器壳体200中被牢固地锁定就位。从而，锁定部120阻止径向锁定销构件216在没有作用力的输入的情况下通过引导部124往回行进。

为了进一步阻止径向锁定销构件216离开凹槽118的锁定部120，锁定部可以包括由基平面128和邻近引导部124布置的锁定壁构件130限定的袋部127(也参见图5c)。当过滤元件100相对于过滤器壳体200的旋转运动导致径向锁定销构件216旋转经过锁定壁构件130时，袋部127被构造成将过滤器壳体的径向锁定销构件216接收并锁定就位。由此，过滤元件100可以有利地在过滤器壳体200中被牢固地锁定就位。

换句话说，在过滤元件100相对于过滤器壳体200旋转时，径向锁定销构件216在沿着轴线109的轴向力的影响下在引导部124中行进，使得旁路弹簧被过滤元件100的在旁路阀垫圈214上推动的接收表面压缩，例如参见图5a。

当径向锁定销构件216已行进经过锁定壁构件130时，径向锁定销构件216落入袋部127中并且在反作用力的影响下与基平面128接触。换句话说，由于旁路弹簧或任何其它反作用力装置施加试图迫使过滤元件100从过滤器壳体200出来的反作用力，因此一旦径向锁定销构件216已行进经过锁定壁构件130，过滤元件100就在相反方向上运动。从而，过滤元件被构造成一旦径向锁定销构件216已行进经过锁定壁构件130就在反作用力(在此由旁路弹簧力示例出)的作用下在由箭头506指示的方向上运动，由此径向锁定销构件216被迫进入袋部127中。

径向锁定销构件216可以包括尖端部234，该尖端部234被构造成待装配到过滤元件100的凹槽118的锁定部120中，使得径向锁定销构件216被锁定部锁定就位。径向锁定销构件216的尖端部234适于当被锁定在锁定部120中时面向锁定壁构件130。

尖端部234的形状可以被构造成与过滤元件100中的凹槽118的锁定部120的轮廓大致上匹配。这有利地提供径向锁定销构件216在凹槽118的锁定部120中的牢固锁定位置。

例如，尖端部的角度可以为大约90度，由此锁定壁部130与基平面128之间的角度为大约90度。优选地，锁定壁部130与基平面128之间的角度为大约90度或更小。

锁定机构的协作可以被构造成当过滤元件100被正确地闩锁到过滤器壳体中的锁定位置时提供咔嗒声反馈(click-feedback)。因此，当过滤元件100被正确地在过滤器壳体中锁定就位时，协作的锁定机构被构造成提供咔嗒声反馈，使得使用者接收过滤元件100被正确地锁定在过滤器壳体200中的确认。

咔嗒声反馈可以取决于反作用力的量度和锁定壁构件130的高度。咔嗒声反馈可以由锁定销构件在反作用力(例如由旁路弹簧210提供的弹簧力)的影响下落入到基平面上而造成。

图6示出闩锁在过滤器壳体200中的锁定位置中的过滤元件100。如所提到的，过滤元件100包括接收表面115，该接收表面115适用于当施加用于将过滤元件100推入过滤器壳体200中的轴向力时接收来自过滤器壳体200的反作用力。

接收表面115与锁定机构108之间的距离为使得在没有轴向力的情况下，过滤元件的锁定机构不能与过滤器壳体200的锁定机构206锁定。在该示例中，径向锁定销构件216在没有施加轴向力的情况下不能到达锁定部120。

当施加轴向力时，反作用力装置(即旁路阀弹簧210)被构造成将由箭头602指示的反作用力施加到过滤元件100的接收表面115。当旁路阀弹簧210被压缩时，径向锁定销构件216能够沿着凹槽的引导部行进并到达锁定部120。

径向锁定销构件216在由旁路阀弹簧210提供的反作用力的影响下被锁定在锁定部120中。从而，该反作用力迫使径向锁定销构件216进入锁定机构108的锁定部120中。

此外，在反作用力装置是旁路阀弹簧210的情况下，当过滤元件100被锁定在过滤器壳体200中时，旁路弹簧210被构造成将旁路阀垫圈214朝向过滤元件100中的旁路通孔推动使得旁路通孔被密封。

根据本发明的车辆可以是在道路上运行的任何车辆，例如汽车、卡车、货车、公共汽车等。

优选地，过滤元件的锁定机构是卡口式联接(bayonetcoupling)的一部分，并且过滤器壳体的匹配的锁定机构是卡口式联接的另一部分。

本领域技术人员认识到，本发明决不限于上述各优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内许多修改和变型是可能的。

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