空氣濾清器、空氣過濾器濾芯和生產(chǎn)方法
【專利說明】空氣濾清器、空氣過濾器濾芯和生產(chǎn)方法
相關(guān)申請的交叉引用
[0001]本申請包括申請日為2005年12月7日的美國臨時申請序列號60/748，495的內(nèi)容；US 60/748, 495的完整內(nèi)容在此被結(jié)合入本文參考。本發(fā)明還特別涉及申請日為2005年8月24日的美國申請序列號11/210，914的圖39和39A中所示的特征。U.S.11/210,914的完整內(nèi)容在此被結(jié)合入本文參考。本發(fā)明涉及申請日為2005年5月3日的美國臨時申請序列號60/677，031的圖41中所示的特征。US60/677, 031的完整內(nèi)容在此被結(jié)合入本文參考。
[0002]以適當(dāng)?shù)某潭纫竺绹R時申請序列號60/748，495 ;美國申請序列號11/210，914 ;和美國臨時申請序列號60/677，031的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明總體上涉及具有可拆卸和可更換的(即可維修的)過濾器濾芯的空氣濾清器。所披露的具體技術(shù)涉及:過濾器濾芯的特征和提供它們的方法；和，過濾器濾芯和空氣濾清器外殼之間的優(yōu)選的相互作用。
【背景技術(shù)】
[0004]空氣過濾用于多種系統(tǒng)。通常的應(yīng)用是作為空氣濾清器，用于吸入內(nèi)燃機(jī)的空氣。在使用一段時間后，空氣濾清器內(nèi)的過濾介質(zhì)需要維修，或者通過清洗或者全部更換。通常，對于用在諸如車輛上的內(nèi)燃機(jī)的空氣濾清器來說，過濾介質(zhì)容納在可拆卸，可更換的(即可維修的)部件，元件或濾芯中。在以下文獻(xiàn)中示出了例子:美國專利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公開號W0 89/01818，上述所有參考文獻(xiàn)的完整內(nèi)容被結(jié)合入本文參考。
[0005]還可參見:申請日為2005年7月13日的美國臨時申請60/699，136 ;申請日為2005年8月24日的美國申請11/210,914 ;申請日為2004年8月25日的臨時申請序列號60/604，554 ;申請日為2005年5月3日的美國臨時申請序列號60/677，031 ;公開日為2004年7月15日的美國公開號2004/0134171 A1 ;和公開日為2004年5月13日的PCT公開號W0 04/039476，示出了過濾器系統(tǒng)和過濾器濾芯，尤其在濾芯和外殼之間具有獨(dú)特的相互作用。在本段中所引用的參考文獻(xiàn)以它們的全文形式結(jié)合入本文參考。
[0006]關(guān)于備件空氣過濾器濾芯，以及容納它們的空氣濾清器的設(shè)計，持續(xù)的改進(jìn)一直在進(jìn)行。由于尋求并獲得密封類型和位置的改善和改進(jìn)，也推動了空氣濾清器設(shè)計和制造的希望變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明，披露和示出了用于空氣濾清器中的空氣過濾器濾芯，以及包括其內(nèi)具有空氣過濾器濾芯的空氣濾清器的組件?？諝膺^濾器濾芯一般包括過濾介質(zhì)區(qū)域，環(huán)繞和形成開口的中央內(nèi)部，以及第一和第二端蓋，所述介質(zhì)在第一和第二端蓋之間延伸。第一端蓋對通過其間的氣流是封閉的。第二端蓋是開口的端蓋，其上具有環(huán)形向外的外殼徑向密封表面。第二端蓋內(nèi)包括槽，優(yōu)選具有的最深部分徑向間隔過濾介質(zhì)的相鄰?fù)膺吘?徑向向內(nèi)或向外)不大于3_，通常不大于2_，并且有時不大于1.5mm ;和，從向外徑向密封表面的最外部分向內(nèi)不大于15_，通常不大于10_。
[0008]槽從端蓋的最接近或最近相鄰?fù)廨S表面部分的最小深度通常是至少0.5mm深，經(jīng)常至少1.0_深，并通常至少1.5_深。在本文所示的例子中，槽距離第二端蓋的最近相鄰?fù)廨S表面是至少2.5mm深，并且經(jīng)常距離最近相鄰?fù)廨S表面是至少3.5mm深。
[0009]有時候，槽的最深部分距離介質(zhì)的相鄰?fù)膺吘?徑向向內(nèi)或向外)不大于1.0mm。
[0010]過濾器濾芯通常包括外支撐，它具有一部分環(huán)繞介質(zhì)并且伸入第二端蓋。第二端蓋通常是模制在位的端蓋，外支撐的部分環(huán)繞伸入第二端蓋的介質(zhì)。
[0011]伸入第二端蓋的外支撐的尖端通常位于距離所述槽的最深部分的實際距離為至少0.2mm,并且不大于1.5mm,經(jīng)常不大于1.2mm。通常，間隔在0.3-lmm范圍內(nèi)，包括端點(diǎn)值。
[0012]通常的外支撐在鄰近第二端蓋的位置上包括徑向向外的防塵罩或凸緣。
[0013]第二端蓋內(nèi)的通常槽具有不對稱的V-形或U-形剖面，具有徑向外側(cè)和徑向內(nèi)偵k所述內(nèi)側(cè)通常具有一部分，相對介質(zhì)的中心軸以銳角延伸(或平行于介質(zhì)的中心軸的圓柱體)，在20° -40°范圍內(nèi)，包括端點(diǎn)值。所述外側(cè)通常相對內(nèi)側(cè)呈一角度延伸，角度在20° -40°范圍內(nèi)，包括端點(diǎn)值。通常，所述外側(cè)具有一部分，大體平行于介質(zhì)的中心軸延伸。在本文中，術(shù)語〃不對稱的〃是指，通常應(yīng)用的V形兩側(cè)，相對介質(zhì)和過濾器濾芯的中心軸不以相同的角度延伸。
[0014]換句話說，槽的內(nèi)側(cè)通常相對垂直于介質(zhì)中心軸的平面以50-70°的銳角延伸。這在圖9中以角DA示出，而在圖20中以角GA示出。
[0015]第二端蓋包括由槽分開的內(nèi)軸表面部分和外軸表面部分。所述內(nèi)軸表面部分在緊鄰槽的位置通常具有軸向延伸部分，超過外軸表面部分的一部分，緊鄰所述槽。換句話說，第二端蓋超過內(nèi)軸表面部分中介質(zhì)包一端平面的深度(厚度)，通常大于它在外軸表面部分的厚度。通常，內(nèi)軸表面部分和外軸表面部分各自是平面狀。
[0016]所述介質(zhì)通常是折疊的。在某些情況下，介質(zhì)被設(shè)置成形成錐形，使外錐角為至少
0.5°，通常1° -5°，包括端點(diǎn)值，例如1.5° -3.0°，包括端點(diǎn)值。所述介質(zhì)的較寬端或更大周長端，通常是鄰近(或包埋在)第二端蓋的部分。
[0017]在所示的例子中，外支撐環(huán)繞過濾器介質(zhì)，并且在第一和第二端蓋之間完全延伸，盡管其他方案是可行的。所述例子中示出的外支撐包括氣密罩部分，鄰近第二端蓋，并且從徑向防塵罩伸向第一端蓋的距離對應(yīng)第一和第二端蓋之間距離的至少10%，并不大于40%，通常不大于30%。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，提供了空氣濾清器結(jié)構(gòu)，它包括外殼，具有包括入口和端出口的內(nèi)部。所述外殼包括環(huán)繞端出口的端壁，和環(huán)繞所形成端壁的環(huán)形外殼密封表面。所述外殼包括壁穩(wěn)定環(huán)，從端壁伸入外殼內(nèi)部的距離為至少2mm，通常至少2.5mm，并經(jīng)常不大于10mm，通常不大于7mm。所述壁穩(wěn)定環(huán)與端出口和環(huán)形徑向密封表面間隔。所述壁穩(wěn)定環(huán)可以是分段的環(huán)。
[0019]空氣濾清器包括上述一般類型的空氣過濾器濾芯可開的置于其內(nèi)，第二端蓋的槽定向使壁穩(wěn)定環(huán)至少部分伸入其中；即，到鄰近槽至少一側(cè)的位置。所述濾芯通過外部、環(huán)形、向外的外殼徑向密封部分接合環(huán)形外殼密封表面，來密封至外殼。
[0020]還披露了組裝和使用方法。
[0021]應(yīng)當(dāng)指出，結(jié)構(gòu)可以具有少于上述表征的所有特征，并仍然是按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0022]圖1是包括本發(fā)明特征的示例空氣過濾器濾芯的示意性透視圖。
[0023]圖2是圖1所示過濾器濾芯的側(cè)視圖。
[0024]圖3是圖1和2所示過濾器濾芯的示意性剖視圖。
[0025]圖4是可用于形成外殼密封和端蓋包括圖1所示過濾器濾芯的部分的模具結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖。
[0026]圖5是圖2所示模具的示意性剖視圖，局部示出置于其內(nèi)用于模制工藝的過濾器濾芯的部件。
[0027]圖6是對應(yīng)圖4的示意圖，但示出了模制的端蓋和密封部件，通過使得置于模具內(nèi)的樹脂適當(dāng)上升和固化的步驟得到。
[0028]圖7是可用于空氣過濾器濾芯的空氣濾清器外殼的底部透視圖，具有通過圖4-6的制造工藝得到的特征。
[0029]圖7A是圖7所示一部分的放大局部圖。
[0030]圖8是圖7所示外殼體的出口端透視圖。
[0031]圖9是圖7和8所示空氣濾清器的部分的放大局部剖視圖，示出置于其內(nèi)的主過濾器元件和安全元件的部分。
[0032]圖10是圖8所示外殼體的示意性端視圖，移去了可維修的過濾器濾芯；該圖通過開口端，由于移去檢修蓋，并且示出了內(nèi)部細(xì)節(jié)。
[0033]圖11是沿圖10的線11-11的放大局部剖視圖。
[0034]圖12是沿圖10的線12-12的放大局部圖。
[0035]圖13是沿圖10的線13-13的放大局部剖視圖。
[0036]圖14是圖7所示空氣濾清器的端部和檢修蓋的放大局部圖。
[0037]圖15是圖7所示外殼的端視圖。
[0038]圖16是另一空氣濾清器的放大剖視圖，具有類似于圖7所示空氣濾清器的很多內(nèi)部特征。
[0039]圖17是根據(jù)本發(fā)明可用于空氣濾清器的另一空氣過濾器濾芯的放大示意性側(cè)視圖。
[0040]圖18是圖17所示濾芯的放大出口端透視圖。
[0041]圖19是圖17和18所示過濾器濾芯的剖視圖。
[0042]圖20是圖17-19所示過濾器濾芯的放大示意性局部剖視圖，所述濾芯置于空氣濾清器中以便使用。
[0043]圖21是可用于圖17-19所示濾芯上的部件的示意性透視圖。
[0044]圖22是圖21所示部件的部分的放大局部剖視圖。
[0045]圖23是大體類似于圖7所示空氣濾清器的空氣濾清器的端部透視圖，但在檢修蓋上具有另一入口結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
1.選定的優(yōu)選備件空氣過濾器濾芯的一般特征。
[0046]如前所述，本發(fā)明涉及某些優(yōu)選的過濾器濾芯，制造它們的方法，以及使用具有優(yōu)選制造方法特征的濾芯的組件。
[0047]本文所述的空氣過濾器濾芯的特征，一般開發(fā)用于空氣濾清器，用來凈化使用內(nèi)燃機(jī)，如車輛的設(shè)備中的助燃空氣。盡管原理可應(yīng)用于其他空氣濾清器系統(tǒng)，它們特別適用于這樣的車輛系統(tǒng)，一般受到:在使用期間出現(xiàn)相當(dāng)大的設(shè)備震動；潛在的大范圍溫度波動；和需要對于所述系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)制造商和車輛制造商所要求類型的空氣濾清器效率水平。
[0048]已知所述空氣過濾器濾芯中包含多個特征。本發(fā)明所涉及到的空氣過濾器濾芯一般包括以下兩個一般特征:
1.介質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)置圍繞開口的中央內(nèi)部；和
2.具有外殼密封的濾芯端蓋。
[0049]在本文中，術(shù)語〃外殼密封〃是指一種類型的密封(由過濾器濾芯攜帶)，并且在安裝期間所處位置用于與空氣濾清器的外殼形成密封。外殼密封一般安置連接濾芯，并且在使用中，位于過濾器濾芯和外殼之間的界面上，以在外殼內(nèi)將過濾器濾芯的凈化空氣側(cè)和臟空氣側(cè)分開。有兩種一般類型的外殼密封結(jié)構(gòu):(a)徑向密封，和(b)軸向密封。徑向外殼密封一般是在徑向壓縮力下工作的密封，即，朝向或遠(yuǎn)離過濾器濾芯的中心或中央縱軸。軸向外殼密封一般是這樣的，它在軸向壓縮力或密封力的作用下工作，即，沿平行于過濾器濾芯的縱向軸的方向。本文所披露和示出的濾芯采用了徑向密封類型的外殼密封。
[0050]包括徑向密封的大體特征的過濾器濾芯示例在美國專利5，547，480的圖2示出。在該示例中，介質(zhì)是折疊的，在介質(zhì)的內(nèi)側(cè)和介質(zhì)的外側(cè)具有支撐結(jié)構(gòu)；和，徑向密封形式的外殼密封是內(nèi)部徑向密封，安置環(huán)繞模制在位的端蓋的內(nèi)部孔。采用所述結(jié)構(gòu)，包括外殼密封特征的端蓋一般由聚合物，通常是泡沫聚氨酯模制。
[0051]在美國專利6，652，614的圖7，示出了所述結(jié)構(gòu)的另一示例，這次沒有外側(cè)介質(zhì)支撐襯墊。
[0052]在申請日為2004年8月25日的美國臨時申請60/604，554，和申請日為2005年5月3日的美國臨時申請60/677，031中，示出了所述結(jié)構(gòu)的例子，其中:所述過濾器濾芯不帶有延伸介質(zhì)包長度的內(nèi)襯墊，所述過濾器濾芯包括折疊的介質(zhì)，安置圍繞開口的中央空間，和開口的端蓋，形成為模制在位的聚氨酯泡沫端蓋，具有外殼密封。在本文的