包括中空圆柱形过滤介质本体的过滤元件及过滤装置

摘要

本发明涉及一种包括中空圆柱形过滤介质本体的过滤元件及过滤装置。过滤元件包括中空圆柱形过滤介质本体，在该中空圆柱形过滤介质本体内侧上布置有支撑框架，该支撑框架是至少一个安装肋的支架，所述安装肋相对于所述支撑框架径向向内突出。

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括如权利要求1的前序部分的中空的、圆柱形的、允许径向流动的过滤介质本体的过滤元件，以及包括过滤元件、过滤外壳和外壳盖的过滤装置。所述过滤元件可用于净化流体。优选地，所述流体是液体，例如，燃料或油。

背景技术

存在已知的用于液体过滤器（如过滤油）的中空圆柱形过滤元件，且其包括过滤介质本体，通过该过滤介质本体存在从外侧径向向内流动。在圆柱形的内部空间中，存在给予稳定性到所述过滤介质本体的支撑框架，该过滤介质本体由无纺材料或纸材料组成。端盖位于所述过滤介质本体的端面，并且所述圆柱形的内部空间构成清洁侧，经净化的流体从该清洁侧轴向地排出。例如，专利文献EP 1 702 663 A1描述了这样的过滤元件。

所述过滤元件用在过滤外壳中，且所述过滤元件和过滤外壳一起形成过滤装置。所述过滤外壳设置有用于未加工流体（Rohfluid）供给和净化流体排出的端口。为了紧固的目的，所述过滤元件可以被插入到壶形盖，该壶形盖可放置在所述外壳上的且旨在经由适当的紧固装置被连接到该外壳。例如，所述盖可被螺栓连接到过滤外壳上。

发明内容

本发明解决了提供一种中空圆柱形过滤元件的问题，可对其采取简单措施使得给出到过滤外壳的明确的分配并且非配合过滤元件进入过滤外壳的偶然插入被排除。

这个问题被根据本发明由权利要求1的特征解决这个问题。从属权利要求提出了有用的改进。

根据本发明的过滤元件包括中空圆柱形过滤介质本体，流体通过其在径向方向上通常从外侧径向向内流动。所述过滤元件可用于所述过滤元件插入专用过滤外壳中的过滤装置。所述过滤装置必须包括例如诸如用于滤油器或燃料过滤器的液体过滤器。然而，用于气体过滤也可以被考虑。

布置在所述中空圆柱形过滤介质本体的内侧上的是支撑框架，其用于支撑和提高所述过滤介质本体的稳定性。所述过滤介质本体是由，例如无纺织物或纸材料组成，或由诸如纤维素和聚酯的混合纤维组成且可具有折叠的形状。所述支撑框架优选由塑料材料组成。

在所述过滤介质本体中的所述内部空间构造成圆柱形，并且相应地布置在内侧的所述支撑框架具有中空圆柱体的形状。

在根据本发明的过滤元件中，所述支撑框架是至少一个安装肋的支架，所述至少一个安装肋径向向内突出且具有端面，其形成用于支撑圆顶的支撑表面，该支撑圆顶轴向突出进入所述过滤介质本体中。所述支撑圆顶布置在所述外壳侧上且优选地延伸而与所述过滤元件同轴，其中，在非配合过滤元件的情况下，所述支撑圆顶到达与所述安装肋的端面接触处，该安装肋支撑在所述支撑圆顶上。如果所述支撑圆顶和所述过滤元件没有配合在一起，那么所述过滤元件进入所述过滤外壳的正确安装被排除。所述安装肋径向向内定向确保只有配合的过滤元件可以被放置在所述过滤外壳中。

所述安装肋径向向内突出超过所述支撑框架且在所述支撑框架上形成最远地径向向内突出的部件。此外，所述安装肋比在所述端盖中的所述开口的边界进一步径向向内延伸，所述支撑圆顶通过该端盖可以突出进入所述过滤元件。如果支撑圆顶在所述过滤外壳的部分上被省略，或者如果所述支撑圆顶适于相应的过滤元件，所述过滤元件可被正确地安装在专用过滤外壳中。然而，如果存在所述过滤元件不适合在所述过滤外壳中的支撑圆顶，则不可能正确地安装所述过滤元件。

由于对称的原因，在所述支撑框架上提供多个安装肋（例如两个直径上相对的安装肋）可能是适当的，每个所述安装肋相对于所述支撑框架径向向内延伸。为了影响在所述过滤元件的所述内部空间的流动状况以便仅仅尽可能的低，所述安装肋或所述多个安装肋仅径向略微向内延伸可能是适当的，例如，相对于所述内部空间的内径延伸到最多25％或最多20％。所述支撑框架的径向壁厚度比所述安装肋的径向延伸更小；所述安装肋径向向内延伸，例如至少两倍但不超过五倍的所述支撑框架的所述壁厚度。

可选地，多于两个安装肋被布置在所述支撑框架的内侧上，例如，在圆周上分布三个或四个安装肋。

根据另一个有利的实施例，所述安装肋与所述支撑框架一体形成。所述支撑框架被构造成例如作为塑料的注塑成型的部件，以使得所述安装肋还通过注塑成型制成。

如进一步的适当的实施例，所述支撑框架包括多个轴向延伸的纵向支柱（Strebe）以及连接所述纵向支柱的圆周支柱，其中，用于通过待净化流体的开口形成在所述纵向支柱和圆周支柱之间。所述安装肋适当地位于纵向支柱上，由此，相邻的入口开口的自由截面开口没有或仅受到略微影响。

如进一步的适当的实施例，端盖分别存在于所述过滤介质本体的至少一个端面上，优选地在两个相对端面上。至少一个端盖是密封环的支架，该密封环在所述过滤元件的安装状态将净化侧与未加工侧分开。所述密封环位于所述过滤元件中的内部空间的端盖侧开口上，并当所述过滤元件插入但被释放时有利地在安装位置处接合由所述密封环封闭的排出开口，且当所述过滤元件移除时形成用于所述流体的排出开口。

根据优选的实施例，所述密封环包括在其外侧上和在其内侧上两者中的每个的至少一个圆周密封槽，且可选地包括在外侧和在内侧的每个上的两个轴向隔开的圆周密封槽。当在所述过滤外壳中的安装位置处将所述过滤元件从其密封座轴向移除时，所述密封环从在外壳中的所述排出开口提升，其中，所述密封环内侧最初仍抵靠所述外壳中的连接件而安设，而所述密封环外侧暴露地定位且所述排出开口释放。这使得对于在所述过滤外壳中的未加工流体有可能经由所述排出开口流出，而在形成所述清洁侧并接收净化流体的所述过滤元件中的内部空间最初保持封闭。仅随着过滤元件从所述过滤外壳完全移除，所述过滤元件中的内部空间也被释放，以便位于其中的净化流体还可以经由所述排出开口流出。

可能适当的是，所述密封环与所述过滤元件上的端盖构造成一体。

所述过滤装置包括过滤元件以及过滤外壳和壶形外壳盖，所述过滤元件被接纳在壶形外壳盖中并且其经由连接装置连接到所述过滤外壳。所述连接装置例如具体实施为由在所述过滤外壳上和所述壶形外壳盖上的配合螺纹所形成的螺纹连接件，所述过滤元件被插入其中。所述外壳盖采用其螺纹旋拧到所述过滤外壳上相关联的螺纹上。作为螺纹连接件的替代，所述连接装置还可以以任何其它方式机械地具体实施，例如作为弹簧钩或夹子。

本发明的另一个方面涉及一种具有中空圆柱形过滤元件的过滤装置，该过滤元件包括在内侧上具有支撑框架的允许径向流动穿过的过滤介质本体。作为所述过滤装置的一部分，存在所述过滤元件可被插入到其中的过滤外壳，其中，支撑圆顶布置在所述过滤外壳中，当所述过滤元件被组装或插入时，所述支撑圆顶突出进入所述内部空间。所述过滤元件被接纳在壶形外壳盖中，该外壳盖经由例如螺纹连接件的连接装置连接到所述过滤外壳。所述支撑圆顶确保进入所述过滤外壳，仅可能的是，插入在所述支撑框架中缺少径向向内突出的安装肋的或配有适合的安装肋的过滤元件。这允许配合的过滤元件到所述过滤外壳的明确的分配，且排除非配合过滤元件的偶然安装。

所述支撑圆顶有利地位于所述过滤外壳中的排出连接件上，所述过滤元件与该过滤外壳同轴地对准。如果所述过滤器元件并不匹配所述支撑圆顶，所述支撑圆顶的端部边缘安设在所述安装肋的所述支撑表面上，从而使所述过滤元件不能到达轴向安装位置。然而，如果所述过滤元件和所述过滤外壳确实采用所述支撑圆顶配合在一起，则然后所述支撑圆顶进一步延伸进入所述支撑框架中或进入所述过滤元件的内部空间中，直到在所述过滤元件上的面对的端盖或密封环达到其安装位置。同时，所述连接装置提供了在接纳所述过滤元件的所述壶形盖和所述过滤外壳之间的牢固连接。

进一步有利的实施例涉及一种具有两个过滤装置的结构组，每个过滤装置具有过滤元件，其中，第一过滤元件包括在所述内支撑框架上的至少一个安装肋且接纳在所述过滤外壳中而没有支撑圆顶，而第二过滤元件没有安装肋但采用支撑圆顶接纳在所述过滤外壳中。从而两个设计不同的过滤元件被使用：具有安装肋的第一过滤元件和没有安装肋的第二过滤元件。所述过滤元件可以可选地彼此尺寸不同，例如具有带有相同的内径和外径的不同的轴向长度。

突出进入在所述端盖中的中心开口中的所述支撑圆顶包括被设计为格结构的壁。所述格结构例如由纵向支柱和圆周支柱构造且具有多个流动开口，该流动开口允许已通过所述过滤器元件的流体径向流动穿过。这确保了所述支撑圆顶不构成对流体流动穿过的阻碍。

可选地，所述支撑圆顶的所述格结构适于在所述过滤元件中的所述支撑框架的格结构，从而使所述支撑圆顶的纵向支柱和圆周支柱与所述支撑框架在彼此之上定位。

根据又另一个适当的实施例，至少一种反支撑元件（Gegenabstützelement）被发现在所述支撑圆顶的端面上，所述反支撑元件对应于在所述支撑框架的内侧上的所述安装肋的端面。所述反支撑元件被构造成例如支撑切口，所述安装肋的端面突出进入该支撑切口。这种支撑切口由例如，在所述支撑圆顶上彼此邻近布置的两个齿形成，其中可选地，具有在圆周方向上延伸的多个齿的圆周环形齿轮被布置在所述支撑圆顶中并且支撑切口在每两个邻近的齿之间形成，所述支撑切口形成安装肋的反支撑元件。所述支撑切口可适于所述安装肋的几何形状，使得只有相互配合的安装肋和支撑圆顶可连接在一起。适当的是，在所述支撑框架内侧上的安装肋的数目适于所述反支撑元件、特别是邻近的齿之间的支撑切口的数目。在替代实施例中，所述支撑框架包括比存在所述支撑圆顶上的反支撑元件更小的安装肋的数目。

所述安装肋的所述端面可以是在所述支撑框架的内侧上的圆周环形齿轮的一部分，其接合在所述支撑圆顶上的所述环形齿轮。所述安装肋的端面接合在所述支撑圆顶上的所述环形齿轮的齿之间的所述支撑切口。相反地​​，在所述支撑圆顶上的所述环形齿轮的所述齿尖突出进入在所述支撑框架内侧上的所述环形齿轮的所述安装肋之间的中间空间中。

当所述过滤元件和支撑圆顶轴向地连接在一起时，可能发生的情况是安装肋或多个安装肋的所述端面撞在齿尖，而不是在所述齿之间的所述支撑切口中。在这种情况下，所述过滤元件和所述支撑圆顶之间的略微的相对转动足以确保所述安装肋接合在所述齿之间的所述支撑切口。所述安装肋与所述支撑切口的接合是通过以与所述纵向轴线成一定角度行进的所述齿上的倾斜侧支撑的，该纵向轴线也是相对的旋轴轴线。

根据另外的适当的实施例，所述支撑圆顶包括基座部，该基座部是至少一个反支撑元件的支架，以及轴向邻接所述基座部的引导部，所述引导部在安装状态与所述安装肋接触，且径向布置在所述反支撑元件的内侧。所述引导部在所述过滤元件中的所述支撑框架和所述支撑圆顶之间提供了改善的引导和增大接触表面。这特别地导致相对于外壳的纵向轴线的所述过滤元件的倾斜位置。所述引导部具有比所述基座部更小的外径，除了所述引导部之外，该基座部还是至少一个反支撑元件的支架。由于较小的外径，所述引导部位于所述反支撑元件径向内侧。所述反支撑元件或所述反支撑元件的横向限定壁在轴向方向上至少在所述引导部的部分长度上延伸。

所述基座部和所述引导部的每个有利地构造成旋转对称。所述基座部优选地构造成成圆柱形。具有减小外径的引导部也可以构造成圆柱形或可选地甚至圆锥形，其中，所述引导部在后一种情况下朝其自由端面上逐渐变细。

根据另外的适当的实施例，轴向细长的引导部具有包括轴向支柱的格结构，该轴向支柱在圆周上行进，如在所述反支撑元件的高度处可见的，该反支撑元件被布置在所述基座部的端面处。所述反支撑元件例如具体实施为在圆周环形齿轮的两个齿之间的支撑切口，其中，所述引导部的轴向支柱布置在所述支撑切口的高度处。在安装时，在所述过滤元件的支撑框架的内侧上的一个或多个安装肋接合一个或多个支撑切口，其中，所述引导部的所述轴向支柱直接位于所述安装肋的内侧上且径向地支撑在其上。

根据另外的适当的实施例，所述引导部的所述轴向长度是所述基座部的轴向长度的至少一半。这个纵横比确保了所述引导部具有足够大的长度以确保期望的引导和支撑，特别是在所述支撑框架的内侧上的一个或多个安装肋上期望的引导和支撑。

根据另外的适当的实施例，存在用于锁住所述过滤外壳的锁元件，该锁元件特别是位于所述支撑圆顶的侧上，该支撑圆顶与所述反支撑元件相对地定位。还可以设置多个，例如，四个这样的例如在圆周上分布的锁元件。

附图说明

进一步的优点和适当的实施例将从附加的权利要求书、附图说明、和附图中得知。

图1示出了中空圆柱形过滤元件的透视截面图，所述中空圆柱形过滤元件具有旨在具有径向流动穿过装置的过滤介质本体和在内侧上的支撑框架，其中，直径上相对且径向向内突出的两个安装肋布置在支撑框架上；

图2示出了纵向通过根据图1的过滤元件的剖面；

图3示出了具有在过滤外壳上的壶形外壳盖中根据图1和2的过滤元件的过滤装置，该过滤外壳具有外壳侧支撑圆顶，该支撑圆顶支撑在安装肋的端面侧支撑表面上且阻止过滤元件的安装；

图4示出了具有在没有支撑圆顶的过滤外壳中的安装位置处根据图1和2的过滤元件的过滤装置；

图5示出了具有替代地具体实施为没有安装肋的过滤元件的过滤装置，其具有突出进入过滤元件的内部空间中的外壳侧支撑圆顶；

图6示出了支撑圆顶的透视图；

图7示出了具有突出进入过滤元件的内部空间中的根据图6的支撑圆顶的过滤装置的剖面图；

图8示出了根据图7的过滤装置的放大图，其具有突出进入过滤元件中的支撑圆顶；

图9示出了穿过根据图7或8的过滤装置的通过纵向轴线的截面图；和

图10示出了具有根据图1和2的过滤元件和根据图6的外壳侧支撑圆顶的非操作过滤装置的剖面图。

在附图中，相同的部件提供有相同的附图标记。

具体实施方式

图1和2在中空圆柱形实施例中描绘了过滤元件1，该实施例优选地用于液体过滤，特别是作为滤油器或作为燃料过滤器。过滤元件1包括中空圆柱形过滤介质本体2，其被构造成具有折叠的形状且由无纺材料或纸材料组成。旨在被净化的流体从外侧径向向内地流过过滤介质本体2，且内部空间3形成清洁侧，经净化的流体从该清洁侧轴向地排出。

在过滤介质本体2的内侧上，存在衬在内部空间3的支撑框架4，其增加了过滤介质本体的稳定性。由塑料制成的支撑框架4包括在轴向方向上延伸的纵向支柱以及连接纵向支柱的在圆周方向上行进的圆周支柱，由此多个流过开口在支撑框架4中的纵向支柱和圆周支柱之间形成，流体经由该流过开口可流入内部空间3中。

与支撑框架4一体形成的两个安装肋5布置在支撑框架的内侧上，以便彼此在直径上相对且远于支撑框架的另一个部件径向向内延伸。两个安装肋5的每个沿着支撑框架4的纵向支柱行进。每个安装肋5包括比过滤元件1更小的轴向长度且在距离过滤元件1的端面一轴向距离处结束。

安装肋5的端面各自形成支撑表面6，该支撑表面用于在发生错误的安装到过滤外壳的情况下抵靠着止动件而支撑，该止动件形成在过滤外壳中且旨在防止非配合的过滤元件的安装。在这种情况下，不可能完全地将过滤元件1轴向插进过滤外壳中，使得该错误安装是显而易见的且可由正在试图组装的人进行修正。

在各端面，在过滤介质本体2上存在相应的端盖7、8，每个端盖具有用于流体的中心开口70、80。密封环9、10分别与端盖7、8一体形成且在过滤元件1中围绕中心开口70、80放置。密封环9包括各自在内侧上以及在外侧上的两个轴向隔开的圆周密封槽，且这些密封槽使密封环能够压缩且支持密封功能。在上端盖中的开口80在操作期间是闭合的，其中，例如，旁通阀可以插入开口80。经净化的流体经由开口70可以从过滤元件1的内部空间排出进入下端盖7。

图3示出了用于液体过滤的非操作的过滤装置11，该装置包括在壶形外壳盖13和过滤外壳12中的过滤元件1。 在图3中，非配合的过滤元件1接纳在壶形外壳盖13中，利用其正确安装过滤元件1到过滤外壳12中是不可能的。在安装肋5上的端面侧支撑表面6支撑在支撑圆顶14的端部边缘上，且这防止了包括外壳盖13的过滤元件1的轴向插入直到到达最终安装位置的点。支撑圆顶14安设在外壳侧排出连接件15上，经净化的流体经由该外壳侧排出连接件从过滤元件1的内部空间轴向流出。然而，支撑圆顶14阻碍了过滤元件1完整轴向插入到过滤外壳12，使得即使在端盖7上的密封环9不能与排出开口17接合，该排出开口17环状地包围排出连接件15并且当位于在使用中的过滤元件1处的过滤元件1被去除时，通常用作位于外壳中的未加工流体的流出。

在壶形外壳盖13外侧上且邻近端部边缘存在外螺纹，该外螺纹是螺纹连接件16的一部分，当正确地选择为这目的而设置的过滤元件被使用时，外螺纹通常可被旋拧到过滤外壳12上的相应的内螺纹。然而，由于支撑圆顶14邻接安装肋5的支撑表面6且过滤元件1进入过滤外壳12的正确插入被阻止，经由外壳盖13上和过滤外壳12上的螺纹不可能具有螺纹连接。因此，带有非配合过滤元件1的过滤装置11不可能开始操作。

图4描述了在过滤装置11的过滤外壳12中的处于正确安装位置的过滤元件1。安装进行而没有支撑圆顶；安装肋5的端面侧支撑表面6不邻接抵靠任何外壳侧部件。这使得排出连接件15可以轴向地突出进入内部空间或支撑框架4中；而且，密封环9位于围绕排出连接件15的圆周排出开口17中。螺纹连接16被建立，且在壶形外壳13上的外螺纹接合在过滤外壳12上的相关联的内螺纹。

图5描述了替代的实施例中的处于过滤装置11的过滤外壳12中的安装位置的过滤元件。相对于先前实施例，过滤元件1包括较大的轴向长度；此外，不存在设置在支撑框架4上的径向向内突出的安装肋。在过滤外壳中，存在安装到过滤外壳中的中心排出连接件15上的支撑圆顶14且当处于安装位置时，该支撑圆顶突出到过滤元件1的内部空间或支撑框架4。在端盖7上的密封环9突出进入排出开口17且将其封闭。在壶形外壳盖13和过滤外壳12之间的螺纹连接16封闭且在外壳盖上和在过滤外壳上的相应的螺纹彼此接合。

图6在另一实施例中描述了支撑圆顶14。支撑圆顶14包括圆柱形基座部18以及引导部19，该引导部轴向邻近基座部18且具有比基座部18更小的外径。引导部19也可以构造成圆柱形的，或可选地设置有略微锥度，使得引导部19朝其自由端面行进而逐渐略微变细。基座部18和引导部19两者具有格结构，该格结构包括纵向支柱和圆周支柱，在纵向支柱和圆周支柱之间用于径向通过流体的流动开口被形成。

在基座部18的端面处存在具有多个齿21的圆周环形齿轮20，该齿布置成使得在圆周上均匀地分布，其中，支撑切口22在每两个邻近的齿21之间形成，支撑切口22用来接纳一个或多个在支撑框架4的内侧上的安装肋5。支撑切口22具有梯形截面，该截面朝自由轴向端面增加。

环形齿轮20的齿21围绕引导部19，该引导部具有比基座部18更小的外径。包括齿21的环形齿轮20与基座部18一体形成且具有与基座部相同的直径。齿21在引导部19的部分长度上轴向延伸，然而，其总长度小于基座部18的轴向长度，但是基座部18的长度的至少50％。引导部19的纵向支柱圆周地定位在支撑切口22的高度处，该支撑切口相对于安装肋形成反支撑元件。在安装位置处，引导部19的纵向支柱平行地且相对于支撑框架4上的安装肋5径向向内地行进。

布置在基座部18上，在与环形齿轮20轴向相对定位的端面上的是锁元件23，其用于锁住过滤外壳。与支撑圆顶14的基座部18一体形成的四个锁元件23布置为在圆周上均匀分布。

图7示出了具有过滤元件1和根据图6的支撑圆顶14的过滤装置11，而图8示出了支撑圆顶突出进入过滤元件的内部空间的区域的放大详图，并且图9示出了穿过纵向轴线的过滤装置的剖面图。过滤装置11的基本结构对应于图5中的过滤装置，使得对其说明作出参考。然而，不同之处在于根据图7到9的支撑圆顶14和支撑框架4的结构具有分布在圆周上的多个安装肋5；安装肋5在轴线方向上延伸且径向最远地向内突出。安装肋5与支撑框架4一体形成且位于支撑框架的径向内侧上。安装肋5具有比支撑框架4小的总轴向长度且安装肋5在两端端面上与支撑框架的端面间隔开且因此也从过滤元件1的端盖间隔开。

面向过滤外壳12的安装肋5的端面形成支撑表面，其突出进入在支撑圆顶14上的在两齿21之间的支撑切口22中。

安装肋5的端面是支撑框架的内侧上的圆周环形齿轮的一部分，其接合在支撑圆顶14上的环形齿轮29。安装肋的端面接合在支撑圆顶14上的环形齿轮20的齿之间的支撑切口22。相反地，在支撑圆顶14上的环形齿轮20的齿尖突出进入在支撑框架4内侧上的环形齿轮的邻近安装肋5之间的空间。

支撑圆顶14完全轴向地位于过滤元件1的内侧。支撑圆顶14通过其锁元件23连接到的排出连接件15突出进入过滤元件1的下端盖7中的中心开口70中。

另外从图9中可以看出，过滤元件1的过滤介质本体2具体实施为折叠过滤器。

图10示出了用于液体过滤的非操作过滤装置，其具有过滤外壳12，其具有根据图6的支撑圆顶14。具有两个单独的细长的支撑肋5的过滤元件1不能完全插入到过滤外壳12中，因为端面侧支撑表面6支撑在支撑圆顶14的端部边缘上的安装肋5上。盖13和过滤外壳12之间的螺纹连接不能建立，使得带有非配合过滤元件1的过滤装置11开始操作是不可能的。