專利名稱：防止殼相對螺母板轉動的制作方法
技術領域：
本發明主要涉及液體過濾，更特別涉及一種包括殼和螺母板的過濾器組件。
背景技術：
用于汽車發動機例如柴油機的一種公知類型過濾器組件包括過濾器罩或者殼，設置在過濾器罩里的濾筒，以及用于關閉過濾器罩開口端的螺母板。在這些類型的過濾器組件中，螺母板通常具有在外部邊緣的上槽和下槽。下槽用于裝設0形環，而上槽外接過濾器罩的上部分。滾壓成型操作通常用于將過濾器罩變形進入至螺母板的上槽中。這種滾壓成型操作在技術上緊跟著有二次操作，如將罩鉚合到槽中的鉚接操作，以防止在過濾器安裝或者移走過程中過濾器罩相對螺母板滑動或轉動。
發明內容
本發明描述了包括具有預成型防止殼相對螺母板轉動的防轉動特征的螺母板的過濾器組件和制造該過濾器組件的方法。該方法將過濾器罩的法蘭在徑向變形為預成型防轉動特征的形狀，并不利用例如鉚合所選邊緣部分的鉚接操作的二次操作。在此描述的過濾器組件用在汽車/柴油卡車發動機上以過濾各種發動機液體包括但不限于如柴油、油和液壓流體的燃料。在一個實施例中，該過濾器組件包括，也被稱為殼的具有側壁、底部、開口端和內部空間的過濾器罩，以及也被稱為止動器的螺母板，該螺母板具有延伸貫穿螺母板并引導待過濾流體流至內部空間的流體進口孔、側壁和開孔的轂，過濾后的流體通過轂的該開孔流出過濾器組件。螺母板側壁具有包括多個預成型防轉動特征的槽。在一個例子中，每個預成型防轉動的特征是一個刻面區域，并且槽進一步包括多個輪廓區域，輪廓區域和刻面區域圍繞著槽相互交替。該過濾器罩進一步包括毗鄰該開口端的部分，該部分配置在第一槽且符合該多個預成型防轉動的特征。在制造該過濾器組件的方法的一個實施例中，封口機用于執行封口操作。在一個例子中，輪廓輥進入到過濾器罩的法蘭里，該法蘭用封口機內部的伺服驅動器配置在螺母板的槽內。然后執行封口操作以使輪廓輥嚙合殼的法蘭，接著伺服驅動器依照螺母板槽的形狀，這樣法蘭在徑向上變形以使法蘭符合具有預成型防轉動特征的槽的形狀。
圖IA是裝配好的過濾器組件的橫截面側視圖。
圖IB是圖IA中虛線輪廓區域的放大圖。圖2A是過濾器組件中的螺母板的透視圖。圖2B是圖2A中虛線輪廓區域的放大圖。圖3A是過濾器組件螺母板的橫截面側視圖。圖;3B是圖3A中螺母板的橫截面俯視圖。圖4是圖;3B中虛線輪廓區域的放大圖。圖5A是圖;3B所示螺母板的部分橫截面側視圖。圖5B是圖;3B所示螺母板的另一部分橫截面側視圖。圖5C是圖;3B所示螺母板的又一部分橫截面側視圖。圖5D是殼和預成型防轉動特征的部分橫截面側視圖。圖6舉例說明所公開方法的一個實施例。圖7A舉例說明殼和預成型防轉動特征在變形前的部分橫截面側視圖。圖7B舉例說明殼和預成型防轉動特征在變形前的另一部分橫截面側視圖。
具體實施例方式本發明公開了一種具有防止殼相對螺母板轉動的防轉動特征的過濾器組件和形成該公開的過濾器組件的方法。本文描述的概念將會關于柴油機中燃料過濾器組件而描述。然而，在合適的情況下，該概念也能用于其它類型的過濾器組件。另外，用到的流體包括任何車輛流體包括但不限于油，如柴油燃料的燃料，液壓流體等。圖IA中，過濾器組件10包括過濾器罩13、螺母板15和過濾器元件19。該過濾器罩13是中空的圓柱形。該過濾器罩13具有封閉端13a、開口端13b、側壁22和內部空間 25。圖IA顯示出該過濾器罩13是圓柱形，但在合適的情況下，該過濾器罩13可以有不同的形狀。另外，該過濾器罩13的材料可以是任何適用于形成過濾器組件殼的材料，包括但不限于鋁、鋼等。過濾器元件19包括過濾介質30、底端板33和頂端板37。過濾介質50可以是任何適用于過濾流體的用在該公開過濾組件上的過濾介質。過濾介質30通常是圓柱形，并圍繞功能為保持過濾介質30形狀的中心管35。在使用過程中，未過濾的流體進入在該過濾器罩13內表面13’和過濾介質30外部區域30’ 之間界限出的空間25a，并流過過濾介質30流向中心管35以過濾流體。底端板33固定到過濾介質30的底端30a且大體上是圓形的。底端板33用以防止過濾后的流體從中心管35流到該過濾器罩13的底部空間39。頂端板37固定到過濾介質30的頂端30b。頂端板37包括大體上是圓形的基板 56和中心開孔62。套管64從中心開孔62的邊緣向該過濾器罩13的開口端13b向上延伸以便定義出流動通道69。在使用過程中，被過濾介質30過濾過的流體流過中心開孔62，流入流動通道69，從套管64流出至發動機。底端板33和頂端板37的材料可以是任何適于用在本發明過濾器組件上的材料， 包括但不限于，金屬，復合物，塑料等。另外，過濾介質30可通過任何方式包括但不限于粘結等方式固定到底端板和頂端板37。該過濾器罩13的開口端13b容納也被稱為止動器的螺母板15。參考圖2A，螺母板15包括容納頂端板37的套管64的轂50，以便于螺母板15可移動地安裝到過濾器元件 19上。螺母板15進一步包括在轂50和螺母板15的側壁70之間的多個肋52。該多個肋 52定義出在螺母板15中延伸且將待過濾流體引導至內部空間25的流體進口孔55。適于本發明組件中使用的任何數量和形狀都可用于肋52和流體進口孔55。墊圈槽65形成于螺母板15的頂表面，墊圈31 (參見圖1A)容置在槽65內以起作密封功能，例如，圍繞柴油發動機防滑筋的表面。螺母板可由任何適用于本發明組件的材料制造，其包括但不限于鋁，鋼等。參見圖1B，2A和3A，螺母板15的側壁70包括在其上形成的上槽72和下槽74。下槽74容置在螺母板15和罩13之間提供密封的密封件79。槽74的形狀可以是適于容置密封件79的任何形狀。圖;3B示意出圖3A中沿軸!3B-3B的詳細截面。如圖中所示，上槽72的后部壁 79的輪廓大體上是圓形，在槽72、74之間的側壁70的部分70a的輪廓外接后部壁79的輪廓，這里術語“后部”被定義為上槽72的深度上的底部。上槽72包括多個輪廓區域84和多個預成型防轉動特征82，這里術語“預成型”被定義為在將殼變形至螺母板槽中的步驟之前成型。在一個例子中，后部壁79包括后部壁區域79a和后部壁區域79b。正如圖中所示，每一個輪廓區域84包括在俯視圖上是凸起的后部壁區域79a，每個防轉動特征82是刻面區域以便每個防轉動特征82包括后部壁區域79b，后部區域79b在俯視圖上大體上是線性的參見圖3A，該圖左邊部分舉例說明了上槽72的一個輪廓區域84的一個橫截面側視圖。在一輪廓區域84里面的上槽72具有大體上是圓C形橫截面。上槽72有ζ的槽深， 這里術語“槽深”被定義為從側壁70的部分70a的外表面到槽72的后部壁79之間的垂直距離。一方面，上槽72的槽深和寬度取決于與過濾器應用和發動機壓力成比例的該過濾器罩13的厚度，其中，更高的壓力相當于要更厚的殼壁，這相當于要更大的最小彎曲半徑。 再參見圖1B，在裝配好的形態中，接近該過濾器罩13的開口端13b的部分13c具有C形槽 13d，該C形槽13d適合在輪廓區域84里的螺母板15的C形上槽72。現在參見圖3A中圖的右邊部分，用虛線舉例說明刻面區域82中一個的橫截面側視圖。在刻面區域82里面的上槽72有與輪廓區域84里的C形橫截面相似的大體圓的C 形橫截面，但具有更深的槽深，該槽深大于ζ。圖4示意出圖:3B中虛線輪廓區域的放大圖，圖5A、5B、5C分別示意出沿軸5A-5A、 5B-5B、5C-5C的詳細截面。圖4和圖5A示意出輪廓區域里槽深ζ。參見圖4和圖5C，在沿軸5C-5C垂直于且位于后部壁區域79b輪廓中點的部分上，在后部壁區域79b輪廓中點和假定的后部壁區域79a’ (圖4中虛線所示)的輪廓之間的距離定義為X，當刻面區域82是輪廓區域84時，假定的后部壁區域79a’的輪廓代表后部壁區域的輪廓。在假定的后部壁區域79a’和側壁70的部分70a輪廓之間的垂直距離是ζ。從而，沿軸5C-5C的上槽72的槽深是χ+ζ。即便輪廓區域84和刻面區域82可能有不同的外形，當χ值約為0. 170英寸、 x+z值約為0. 217英寸，后部壁區域79b的長度約0. 844英寸時，可得到滿意的結果。圖4和圖5B舉例說明了槽深沿軸5C-5C減少。軸5B-5B是從軸5C-5C中移開的軸的代表，其垂直于假定的后部壁區域79a’的輪廓。如圖5B所示，沿軸5B-5B的截面，在后部壁區域79b和假定的后部壁區域79a’的輪廓之間的距離被定義為其小于χ。在這種情況下，沿軸5B-5B的上槽72的槽深是yi+z，其中，當軸5B-5B進一步從軸5C-5C中移開時，Yi逼近0。參見圖5D，在裝配好的形態中，接近該過濾器罩13開口端13b的部分1 有槽 13f，其大體上與刻面區域82里的螺母板15的上槽72 —致，以便防止在螺母板15和該過濾器罩13之間有轉動。圖舉例說明螺母板具有六個輪廓區域和六個防轉動特征。而且，這些圖說明輪廓區域在俯視圖上為凸形并具有在側視圖上為大體圓C形橫截面，防轉動特征為刻面區域也具有在側視圖上為大體圓C形橫截面。盡管如此，任何數量，形狀和尺寸都可以用于輪廓區域和防轉動特征，只要能具有在螺母板和該過濾器罩之間防止轉動的功能。例如，防轉動特征可能是肋、非圓形等。一方面，螺母板15的直徑決定防轉動特征的數量，因此當半徑增大時，防轉動特征的數量增加。以下將描述一個形成過濾器組件10方法的實施例。參見圖6，本發明的方法100 首先包括涉及裝配過濾器元件19 (步驟10 。通過將過濾介質30配置在中心管25的周圍以及固定端部30a、30b至端板33、37來裝配過濾器元件19。然后過濾器元件19放置到該過濾器罩13的內部空間25里(步驟104)。一旦過濾器元件19放進該過濾器罩13里，通過裝配過濾器元件19的套管64到螺母板15的中心轂50里將過濾器元件19和螺母板15 組裝于一起(步驟106)。圖7A和7B示意出該過濾器罩13的部分13c、1 在變形進入螺母板15的上槽72 之前的狀態。圖7A示意出輪廓區域84的橫截面，圖7B示意出刻面區域82的橫截面。螺母板15連接罩13的開口端13b以便罩13的法蘭13g配置在螺母板15的槽72里(步驟 108)。在一個實施例中，封口機用于執行封口操作使法蘭13g變形，以便使法蘭13g符合槽72的形狀。在一個例子中，用封口機內部的伺服驅動器驅動輪廓輥進入法蘭13中(步驟110)。然后執行封口操作以便輪廓輥將法蘭13g向內推入至槽72中(步驟11幻。然后輪廓輥將法蘭13g變形以使法蘭13g大體上符合槽72的形狀(步驟114)。在這種情況下， 伺服驅動器能夠遵從輪廓區域84和刻面區域82中槽72的形狀，以便防止該過濾器罩13 相對螺母板15自由轉動。本發明的方法排除了將該過濾器罩鉚合到螺母板的二次操作的需求，因此允許一次機械工藝生產具有防轉動特征的過濾器組件。雖然結合優選實施例描述了本發明的過濾器組件及制造該組件的方法，但對本領域技術人員來說是顯而易見的，所述過濾器組件及制造該組件的方法其他目的和改進而仍然在本發明的權限和范圍內。本發明各個方面和所屬形式非常適合達到其他聲稱的目的和優點。所述細節不視為對本發明的限制。
權利要求
1.一種螺母板，其包括延伸貫穿螺母板的流體進口孔；具有貫穿其中的開孔的轂，該流體進口孔配置在轂和螺母板側壁之間；以及具有第一槽的側壁，該第一槽包括多個預成型防轉動特征。
2.根據權利要求1的螺母板，其中每個防轉動特征是刻面區域，該第一槽進一步包括多個輪廓區域，該輪廓區域和該刻面區域在該第一槽周圍相互交替。
3.根據權利要求2的螺母板，其中在俯視圖上看，每個刻面區域包括大致是線性的后部壁。
4.根據權利要求3的螺母板，其中每個后部壁從一個輪廓區域延伸到另一個輪廓區域。
5.根據權利要求2的螺母板，其中在俯視圖上看，每個輪廓區域是凸形的。
6.根據權利要求2的螺母板，其中每個刻面區域和每個輪廓區域具有大體圓的C形橫截面。
7.根據權利要求1的螺母板，其中該側壁包括形成的第二槽，該第二槽在軸向上與該第一槽是間隔的。
8.一種過濾器組件，其包括 具有開口端和內部空間的過濾器罩；過濾器元件，包括設置在該內部空間里的過濾介質； 在該開口端固定到該過濾器罩的螺母板，該螺母板包括 延伸貫穿該螺母板并引導流體過濾至該內部空間的流體進口孔， 具有開孔的轂，過濾后的流體通過該轂的開孔流出過濾器組件，流體進口孔設置在該轂和該螺母板的側壁之間；該側壁具有形成的第一槽，該第一槽包括多個預成型防轉動特征；以及該過濾器罩包括接近該開口端的部分，該部分設置在第一槽里，并與多個預成型防轉動特征相一致。
9.根據權利要求8的過濾器組件，其中每個預成型防轉動特征是刻面區域，該第一槽進一步包括多個輪廓區域，該輪廓區域和該刻面區域在該第一槽周圍相互交替。
10.根據權利要求9的過濾器組件，其中在俯視圖上看，每個刻面區域包括大體線性的后部壁。
11.根據權利要求10的過濾器組件，其中每個后部壁從一個輪廓區域延伸到另一個輪廓區域。
12.根據權利要求9的過濾器組件，其中在俯視圖上看，每個輪廓區域是凸形的。
13.根據權利要求9的過濾器組件，其中每個刻面區域和每個輪廓區域具有大體圓的C 形橫截面。
14.根據權利要求8的過濾器組件，其中該側壁包括形成在該側壁中的第二槽，該第二槽在軸向上與第一槽分隔開，該第二槽容置密封件以便在該螺母板和該罩之間提供密封。
15.根據權利要求8的過濾器組件，其中該過濾介質包括過濾燃料、油或液壓流體。
16.一種制造流體過濾器組件的方法，其包括將螺母板連接至該過濾器罩的開口端以便該過濾器罩的法蘭設置在該螺母板的槽里， 該槽具有多個預成型防轉動特征，以及將該法蘭在徑向變形以便該法蘭符合包括該預成型防轉動特征的槽的形狀。
17.根據權利要求16的方法，其中徑向變形包括用輪廓輥滾壓該法蘭。
18.根據權利要求16的方法，其中預成型防轉動特征包括多個刻面區域，在徑向變形包括將該法蘭變形以便符合該刻面區域。
全文摘要
本發明涉及一種具有防止殼相對螺母板轉動的防轉動特征的過濾器組件和制造該過濾器組件的方法。本發明的方法將過濾器罩的法蘭在徑向變形為預成型防轉動特征的形狀，并不利用例如鉚合所選邊緣部分的鉚接操作的二次操作。
文檔編號B01D27/08GK102223937SQ200980147148
公開日2011年10月19日 申請日期2009年9月24日 優先權日2008年11月25日
發明者威廉·R·勞克斯, 查爾斯·W·霍金斯 申請人:康明斯過濾Ip公司