(57)【要約】  商用車の圧縮空気処理装置のための空気乾燥器カートリッジ（１０）は、互いに対して相対的に可動な第１のケーシング部材（２）と第２のケーシング部材（３）とを備える、乾燥剤（４）を貯蔵するための乾燥剤容器と、乾燥剤容器を収容するためのカートリッジケーシング（５）とを有する。コイルばね（１）は、たとえばカートリッジケーシング（５）と乾燥材容器との間に配置されていて、第２のケーシング部材（３）に、乾燥材容器の容積が減じられる方向にプリロードを加える。コイルばね（１）は、複数の巻条（１１，１２，１３）を有していて、この場合、コイルばね（１）の第１の端部に設けられた外側の第１の巻条（１１）と、コイルばね（１）の第２の端部に設けられた外側の第２の巻条（１３）とはそれぞれ、コイルばねの第１の端部と第２の端部との間に位置する、コイルばね（１）の内側の巻条（１２）よりも大きな直径を有している。
2019513077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対して相対的に可動な第１のケーシング部材（２）と第２のケーシング部材（３）とを備える、乾燥剤（４）を貯蔵するための乾燥剤容器と、
前記乾燥剤容器を収容するためのカートリッジケーシング（５）と、
前記第２のケーシング部材（３）に、前記乾燥剤容器の容積が減少する方向に向かってプリロードを加える、複数の巻条（１１，１２，１３）を有するコイルばね（１）と
を有する特に商用車の圧縮空気処理装置のための空気乾燥器カートリッジ（１０）であって、
前記コイルばね（１）の第１の端部に設けられた外側の第１の巻条（１１）が、前記コイルばねの前記第１の端部と第２の端部との間に位置する、前記コイルばね（１）の内側の巻条（１２）よりも大きな直径を有していることを特徴とする、特に商用車の圧縮空気処理装置のための空気乾燥器カートリッジ（１０）。
【請求項２】
前記コイルばね（１）の前記第２の端部に設けられた外側の第２の巻条（１３）が、前記コイルばねの前記第１の端部と前記第２の端部との間に位置する、前記コイルばね（１）の前記内側の巻条（１２）よりも大きな直径を有している、請求項１記載の空気乾燥器カートリッジ。
【請求項３】
前記コイルばね（１）の、前記外側の第１の巻条（１１）と、前記外側の第２の巻条（１３）とが、互いに対して同一の幾何学形状を有している、請求項２記載の空気乾燥器カートリッジ（１０）。
【請求項４】
前記コイルばね（１）が、前記乾燥剤容器から離れる方向に突出して湾曲された面に対して支持されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の空気乾燥器カートリッジ（１０）。
【請求項５】
前記コイルばね（１）の前記外側の第１の巻条（１１）が、前記コイルばね（１）が組み込まれた状態で、前記コイルばね（１）の、前記外側の第１の巻条（１１）に隣接する内側の巻条（１２）から離間している、かつ／または前記コイルばね（１）の前記外側の第２の巻条（１３）が、前記コイルばね（１）が組み込まれた状態で、前記コイルばね（１）の、前記外側の第２の巻条（１３）に隣接する内側の巻条（１２）から離間している、請求項１から４までのいずれか１項記載の空気乾燥器カートリッジ（１０）。
【請求項６】
前記コイルばね（１）が組み込まれていない状態で、前記外側の第１の巻条（１１）の内径が、外側の端部において、前記外側の第１の巻条（１１）に隣接する前記内側の巻条（１２）の外径よりも、前記コイルばね（１）のワイヤ直径を下回る分だけ大きく、かつ／または前記外側の第２の巻条（１３）の内径が、外側の端部において、前記外側の第２の巻条（１３）に隣接する前記内側の巻条（１２）の外径よりも、前記コイルばね（１）のワイヤ直径サイズを下回る分だけ大きく形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の空気乾燥器カートリッジ（１０）。
【請求項７】
前記コイルばね（１）が、少なくとも１．２巻の巻条にわたって、好適には少なくとも１．４巻の巻条にわたって、前記乾燥剤容器の前記第２のケーシング部材（３）とは反対の側において支持されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の空気乾燥器カートリッジ（１０）。
【請求項８】
前記コイルばね（１）の前記内側の巻条（１２）の少なくとも一部が、前記コイルばね（１）の円筒形の区分を形成する、請求項１から７までのいずれか１項記載の空気乾燥器カートリッジ（１０）。
【請求項９】
前記乾燥剤容器の前記第２のケーシング部材（３）において、前記コイルばね（１）を位置決めするための少なくとも１つのガイドエレメント（３１，３２）が設けられている、請求項１まで８までのいずれか１項記載の空気乾燥器カートリッジ（１０）。
【請求項１０】
少なくとも１つの前記ガイドエレメント（３１，３２）が、前記コイルばね（１）が組み込まれた状態で、前記コイルばね（１）の少なくとも１つの内側の巻条（１２）内に至るまで、前記コイルばね（１）内に突入する内側のガイドエレメント（３１）を有している、請求項９記載の空気乾燥器カートリッジ（１０）。
【請求項１１】
前記コイルばね（１）のワイヤが、その全長にわたって、ほぼ円形の横断面を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の空気乾燥器カートリッジ（１０）。
【請求項１２】
前記コイルばね（１）が、一方では前記乾燥剤容器の前記第２のケーシング部材（３）に支持され、他方では前記カートリッジケーシング（５）に支持されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の空気乾燥器カートリッジ（１０）。
【請求項１３】
前記乾燥剤容器と、前記カートリッジケーシング（５）との間に、カバー（２０）が配置されており、該カバー（２０）は、前記乾燥剤容器の前記第１のケーシング部材（２）に対して相対的に不動に取り付けられており、かつ
前記コイルばね（１）が、一方では前記乾燥剤容器の前記第２のケーシング部材（３）に支持され、他方では前記カバー（２０）に支持されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の空気乾燥器カートリッジ（１０）。
【請求項１４】
複数の巻条（１１，１２，１３）を有する、請求項１から１３までのいずれか１項記載の空気乾燥器カートリッジ（１０）用のコイルばね（１）であって、
前記コイルばね（１）の第１の端部に設けられた外側の第１の巻条（１１）および／または前記コイルばね（１）の第２の端部に設けられた外側の第２の巻条（１３）が、前記コイルばね（１）の、前記第１の端部および前記第２の端部の間に位置する、少なくとも１つの内側の巻条（１２）よりもそれぞれ大きな直径を有していることを特徴とする、空気乾燥器カートリッジ（１０）用のコイルばね（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に商用車の圧縮空気処理装置用の空気乾燥器カートリッジおよび空気乾燥器カートリッジ用のコイルばねに関する。
【０００２】
このような空気乾燥器カートリッジは、たとえば貨物自動車およびトラクタのような商用車において使用される。商用車は通常、たとえば牽引車両およびトレーラ用の空気圧ブレーキシステムまたはエアサスペンションのような１つまたは複数の圧縮空気消費器を有している。これらの構成要素には、圧縮空気が供給されなければならない。圧縮空気は一般的にはコンプレッサにより、たとえば車両の駆動エンジンにより駆動されるレシプロコンプレッサにより提供される。圧縮空気消費器のスムーズな運転を保証するために、コンプレッサから提供される圧縮空気は通常はさらに処理される必要がある。このために設けられた圧縮空気処理装置内で、圧縮空気は、既に吸い込まれた空気中に含まれていた汚染粒子ならびにコンプレッサによる圧縮プロセス中に圧縮空気内に取り込まれるオイル粒子および煤粒子をクリーニングされる。さらに、圧縮空気内に存在する湿分が分離される。このことは、圧縮空気容器内で圧縮空気内に含まれる湿分が凝縮することを阻止する、もしくは圧縮空気容器内で発生する凝縮量を最小限にするために必要である。この目的のためには、商用車の圧縮空気処理装置は、通常、空気乾燥器カートリッジを有している。この空気乾燥器カートリッジは、圧縮空気を除湿し、好適にはオイル粒子および汚染粒子も取り込む。
【０００３】
たとえば欧州特許第００３６５６９号明細書（EP0036569B1）から公知であるようなこのような空気乾燥器カートリッジは、乾燥ユニットを有している。この乾燥ユニットは、乾燥剤／乾燥剤顆粒から成るバルク材を含んでいる。乾燥剤から成るこのバルク材は、乾燥剤容器内に収納されており、乾燥剤容器はカートリッジケーシング内に収容されている。たとえば帽子状のカートリッジケーシングは、空気乾燥器上に空気乾燥器カートリッジを取り付けるためのフランジを有している。
【０００４】
この場合、乾燥剤のバルク材は、規定された空気通過横断面が与えられているように、プリロードを加えられて保持されなければならない。さもなければ、バルク材が乾燥剤容器内に緩く存在している場合に、走行運転中に発生する振動に基づいてバルク材の個別の粒が互いに擦れ合い、これにより粉になってしまう。この粉は、場合によっては、車両の圧縮空気ブレーキ装置を危険な点において機能停止させてしまうほど細かい。乾燥剤にプリロードを加えたまま保持するために、乾燥剤容器は、互いに対して可動である２つのケーシング部材から構成されている。両ケーシング部材のうちの一方のケーシング部材と、カートリッジケーシングとの間には、ばねが配置されている。このばねは、このケーシング部材に、乾燥剤容器の容積を減じる方向でプリロードを加える。
【０００５】
このためには従来、円筒形の形状を有するコイルばねが使用される。この場合、使用されるばねは、そのサイズに関して、比較的に高いばね力を作用させなければならない（たとえば約５００Ｎ）。これにより、強く、したがって高価なばねが必要とされる。既に述べたように、組み込まれたばねは、カートリッジケーシングにおいて、詳細にはカートリッジケーシングの通常は凹状に湾曲された部分において支持される。この場合、カートリッジケーシングの湾曲された部分に接触するばね端部が、鋭利なエッジを有していて、したがって、カートリッジケーシングが十分に安定的に形成されていない場合に、カートリッジケーシング内に押し込まれてしまうという問題が生じる。これにより、カートリッジケーシングは、場合によっては常温変形し、かつ壊れやすくなってしまう。
【０００６】
この問題を解決するために、ばねの端部の鋭利なエッジを研磨除去することが知られている。これにより、カートリッジケーシングとばね端部とのより大きな接触面積を達成し、これにより力導入を改善することができる。しかし、この場合、ばねの研磨された領域は、腐食防止のために後加工されなければならず、このことは手間がかかり高価である。上記の問題の別の解決手段として、湾曲したカートリッジケーシング側の自由なばね端部を、コイルばねの半径方向の中心に向かって、つまり半径方向内方に向かって曲げることが知られている。しかし、ばねの大量生産においては、廉価には、両ばね端部ではなく、ばね端部のうちの一方のみを半径方向内方に向かって曲げることしか可能ではない。第２のばね端部をも内方に向かって曲げるためには、製造中にばねを付け替える必要があり、これによりかなり高い製造手間が発生し、ばねのためのコストが増大する。半径方向内方に向かって曲げられた唯１つのばね端部しか有しないばねを使用する場合、空気乾燥器カートリッジの組立て時には、ばねの向きに注意する必要があり、このことは高められた組付け手間を要求する。
【０００７】
本発明の課題は、上述の問題を解決し、なお廉価に製造可能である改善された空気乾燥器カートリッジを提供することにある。
【０００８】
この課題は、請求項１に記載の特徴を有する空気乾燥器カートリッジにより解決される。有利な態様は従属請求項の対象である。
【０００９】
本発明の空気乾燥器カートリッジは、互いに対して相対的に可動である第１のケーシング部材と第２のケーシング部材とを備えた、乾燥剤を貯蔵するための乾燥剤容器と、この乾燥剤容器を収容するためのカートリッジケーシングとを有している。コイルばねは、第２のケーシング部材に、乾燥剤容器の容積が減少する方向でプリロード（予荷重）を加える。コイルばねは、複数の巻条を有している。この場合、コイルばねの第１の端部に設けられた外側の第１の巻条は、コイルばねの第１の端部と第２の端部との間に位置する、コイルばねの内側の巻条よりも大きな直径を有している。好適には、コイルばねの第２の端部に設けられた外側の第２の巻条も、コイルばねの第１の端部と第２の端部との間に位置する、コイルばねの内側の巻条よりも大きな直径を有している。
【００１０】
空気乾燥カートリッジは、カートリッジケーシングを有している。このカートリッジケーシング内に、乾燥剤を貯蔵するための乾燥剤容器が配置されている。乾燥剤は、好適には乾燥剤顆粒であり、乾燥剤容器内に緩く存在している。乾燥剤容器は、たとえばほぼ円筒形に構成されている第１のケーシング部材と、この第１のケーシング部材の開口内に可動に挿入されている、たとえば乾燥剤カバーもしくは顆粒カバーとして構成されている第２のケーシング部材とを有している。好適には、乾燥剤カバーは、乾燥剤容器の第１のケーシング部材内で軸方向でガイドされる。コイルばねにより第２のケーシング部材に力を作用させることにより、乾燥剤容器内にある乾燥剤（顆粒）は規定されたプリロードを加えられながら保持されるので、乾燥剤容器内には、規定された空気通流横断面が確保され得る。この場合、コイルばねは、組み込まれた状態で、一方では乾燥剤容器の第２のケーシング部材において、他方ではたとえばカートリッジケーシングにおいて、またはカートリッジケーシングと乾燥剤容器との間の付加的なカバーにおいて、組み込まれた状態において圧縮されているように支持されている。
【００１１】
本発明によれば、コイルばねを以下のように構成することが提案される。すなわち、コイルばねの第１の端部に設けられた外側の第１の巻条および／またはコイルばねの第２の端部に設けられた外側の第２の巻条がそれぞれ、コイルばねの第１の端部と第２の端部との間に位置する、コイルばねの内側の巻条よりも大きな直径を有している。つまり好適には、コイルばねは、その一方の端部において、隣接する巻条よりも大きな直径を有する外側の第１の巻条を有している、かつ／または他方の端部において、隣接する巻条の直径よりも大きな直径を有する外側の第２の巻条を有している。この構成は、「外側に位置する端部を備えるコイルばね」と呼ばれ得る。しかし本発明によれば、コイルばねの全ての内側の巻条が、外側の第１の巻条もしくは外側の第２の巻条よりも小さな直径を有している必要はない。直径という概念は、ここでは選択的にコイルばねの巻条の外径または内径に関するものであり、コイルばねのワイヤ直径は、全ての巻条にわたってほぼ一定である。
【００１２】
外側に位置する端部を備えるコイルばねのこの構成により、コイルばねは、組み込まれた状態で、できるだけ大きな巻条長さにわたって、たとえばカートリッジケーシングに接触することが可能であるので、改善された力分配が達成され得る。この力分配は、乾燥剤容器から離れるように（つまり外方に向かって凸状に）湾曲された面に対してコイルばねを支持する場合に、さらに改善される。外側の巻条、つまりコイルばねの外側に位置する自由端は、たとえばカートリッジケーシングの形状に自由に適合することができ、この場合に、コイルばねの隣接する巻条により適合を阻止されることはない。この構成により、コイルばねのこの外側の巻条の端部に設けられたエッジ、詳細にはコイルばねの周面と端面との間のエッジは、たとえばカートリッジケーシング内に押し込まれない。結果として、たとえばカートリッジケーシングはあまり負荷されず、小さな材料厚で形成され得る。これにより重量およびコストが削減され得る。
【００１３】
本発明に係る空気乾燥器カートリッジのための別の利点は、ばねの中間の巻条が、外側の巻条よりも小さな直径を有していることにより生じる。これにより、コイルばねは、小さなワイヤ直径で実施可能であり、これにより材料、ひいては製造コストが削減され得る。
【００１４】
本発明の好適な態様では、コイルばねの外側の第１の巻条と、外側の第２の巻条とが、互いに対して同一の幾何学形状を有している。この形式によって、コイルばねは対称的に構成されている。この手段により、空気乾燥器カートリッジの組立て時に、コイルばねをどの向きで組み込むかは重要ではなくなる。結果として、組付けは簡略化され、廉価に実施可能であり、この場合同時に組付けエラーも回避され得る。
【００１５】
本発明の有利な構成では、コイルばねは、乾燥剤容器から離れる方向に突出して湾曲された面に支持されている。有利には、コイルばねの自由端がさらに大きな直径で実施され、たとえばカートリッジケーシングがより強く湾曲されることによって、力分配がさらに改善される。
【００１６】
本発明の別の有利な構成では、コイルばねの外側の第１の巻条が、コイルばねが組み込まれた状態で、コイルばねの、この外側の第１の巻条に隣接する内側の巻条から離間している（つまり、第１の巻条がこの内側の巻条に載置せず、かつ内側の巻条に有利には接触しない）。択一的または付加的には、コイルばねの外側の第２の巻条も、コイルばねが組み込まれた状態で、好適にはコイルばねの、この外側の第２の巻条に隣接する内側の巻条から離間している（つまり、第２の巻条もこの内側の巻条に載置せず、かつ内側の巻条に有利には接触しない）。
【００１７】
好適には、コイルばねが組み込まれていない状態で、外側の第１の巻条の内径が、その外側の端部において、この外側の第１の巻条に隣接する内側の巻条の外径よりも、コイルばねのワイヤ直径を下回る分だけ大きく、もしくは外側の第２の巻条の内径が、その外側の端部において、この外側の第２の巻条に隣接する内側の巻条よりも、コイルばねのワイヤ直径を下回る分だけ大きく形成されている。好適には、この半径方向の間隔は、ワイヤ直径の最大で約７５％であり、好適にはワイヤ直径の最大で約５０％である。半径方向の間隔のこの制限は、本発明によれば、少なくともコイルばねの第１もしくは第２の巻条の外側の端部において有効であり、つまり必ずしも外側の巻条全体にわたって有効ではない。この手段により、コイルばねが製造プロセス時に、空気乾燥器カートリッジの組付けプロセスの遅延をもたらすように、互いに引っかかったり、または絡まったりしないことが保障され得る。他方では、この半径方向の間隔は、好適にはワイヤ直径の少なくとも約１５％、または少なくとも約０．５ｍｍであり、これにより、コイルばねの互いに隣接する巻条の接触を阻止することができる。この手段により、表面コーティングの損傷が回避され得る。
【００１８】
本発明の別の有利な形態では、コイルばねが、少なくとも１．２巻の巻条にわたって、好適には少なくとも１．４巻の巻条にわたって、さらに好適には少なくとも１．５巻の巻条にわたって支持されている。つまり、好適には、コイルばねの外側の巻条の外側の端部だけがたとえばカートリッジケーシングに接触するのではなく、全体的な外側の第１の巻条の他に、この巻条に続く内側の巻条の一部も接触する。これにより、たとえばカートリッジケーシングへのコイルばねからの力導入がさらに改善され得る。
【００１９】
本発明の有利な構成では、コイルばねの内側の巻条の少なくとも一部が、コイルばねの円筒形の区分を形成する。このように構成されたコイルばねは、好適には、たとえば純粋な二重円錐ばねよりも小さな屈曲傾向を有している。
【００２０】
本発明の別の有利な構成では、乾燥剤容器の第２のケーシング部材に、コイルばねを位置決めするための少なくとも１つのガイドエレメントが設けられている。この少なくとも１つのガイドエレメントは、好適には内側のガイドエレメントを有している。この内側のガイドエレメントは、コイルばねが組み込まれた状態でコイルばねの少なくとも１つの内側の巻条内に至るまで、このコイルばね内に突入する。少なくとも１つのガイドエレメントにより、空気乾燥器カートリッジの組立て時のコイルばねの位置決めが簡略化され、組み込まれた状態におけるコイルばねの正確な位置の保持が支援され得る。内側のガイドエレメントは、特に、コイルばねの中間の円筒形の区分との組み合わせで有利である。この中間の円筒形の区分は、内側のガイド区分に被さってたとえばセンタリング可能である。内側のガイドエレメントは、したがって、コイルばねが組み込まれた状態で、好適には、少なくともコイルばねの円筒形の区分の１つの内側の巻条を越えてこのコイルばね内に突入する。好適には、内側のガイドエレメントは、コイルばねが組み込まれた状態において、コイルばねの高さの少なくとも１／４、好適には少なくとも１／３の高さだけこのコイルばね内に突入する。特に、ガイドエレメントを乾燥剤容器の第２のケーシング部材に設けることは有利である。なぜならば、この構成は、この構成に対して択一的にたとえばカートリッジケーシングの内面にガイドエレメントを設けることに比べて、廉価に実施され得るからである。
【００２１】
本発明のさらに別の有利な構成では、コイルばねのワイヤが、その全長にわたってほぼ円形の横断面を有している。言い換えると、従来のコイルばねの使用時のようにばね端部を研磨することが省略され得る。なぜならば、本発明により構成されたコイルばねは、研磨なしでもすでに、たとえばカートリッジケーシングにおける外側の巻条の最大の載置面積を達成することができるからである。したがって、製造手間を小さくすることができ、腐食防止のためのばね端部の続くコーティングも省略することができる。本発明によれば、好適には、コーティングされたワイヤが巻成されてコイルばねを形成し、この場合に、そのばね端部は研磨する必要がなく、後からのコーティングが必要になることもない。腐食防止のためには、コイルばねのために有利にはコーティングされたワイヤが使用される。別の実施形態では、コイルばねの製造のためにコーティングされていないワイヤを使用することも可能である。
【００２２】
本発明の有利な実施形態では、乾燥剤容器は、直接にカートリッジケーシングにより取り囲まれており、コイルばねは一方では乾燥剤容器の第２のケーシング部材において、他方ではカートリッジケーシングにおいて支持されている。好適には、コイルばねは、カートリッジケーシングの、外方に向かって湾曲されたカバー区分に支持されている。
【００２３】
本発明の別の有利な実施形態では、乾燥剤容器とカートリッジケーシングとの間にカバーが配置されている。このカバーは、乾燥剤容器の第１のケーシング部材に対して不動に取り付けられている。したがって、コイルばねは、好適には一方では乾燥剤容器の第２のケーシング部材において、他方ではこのカバーにおいて支持されている。この実施形態では、全体的な空気乾燥器カートリッジが交換される必要がなく、カートリッジケーシングなしに内側のユニットのみが交換される。カバーは、好適には、スナップ結合部を介して乾燥剤容器の第１のケーシング部材に取り付けられている。
【００２４】
本発明の上述の空気乾燥器カートリッジ用の圧縮コイルばねも本発明の対象である。
【００２５】
本発明は、特に有利には、商用車の圧縮空気処理装置用の空気乾燥器カートリッジにおいて使用可能である。
【００２６】
本発明の上述かつ別の利点、特徴および使用可能性は、添付の図面につき以下の実施例の説明からより良好に理解され得る。図面の大部分は概略的である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来の空気乾燥器カートリッジを示す断面図である。
【図２】図１に示す空気乾燥器カートリッジの拡大した詳細図である。
【図３】本発明の第１の実施例による空気乾燥器カートリッジの断面図である。
【図４】図３に示す空気乾燥器カートリッジの拡大した詳細図である。
【図５】本発明の第２の実施例による空気乾燥器カートリッジの断面図である。
【図６】図５に示す空気乾燥器カートリッジの拡大した詳細図である。
【００２８】
本発明をより良く理解するために、まずは従来の空気乾燥器カートリッジの構造を例示的に説明する。
【００２９】
図１は、従来の空気乾燥器カートリッジ１０の構造を示しており、図２は、この空気乾燥器カートリッジ１０内で使用されるコイルばね９をより詳細に示している。
【００３０】
空気乾燥器カートリッジ１０は、一般的には、閉じたケーシングカバーと、フランジ１４とを備えたカートリッジケーシング５を有している。フランジ１４は、少なくとも１つの空気流入部１５および空気流出部１６を備えている。カートリッジケーシング５内には、少なくとも部分的に乾燥剤（顆粒）４を充填された乾燥剤容器が配置されている。この乾燥剤容器は、複数の空気流開口を備える第１のケーシング部材２と、顆粒カバーとして構成され、複数の空気流開口３４を備える第２のケーシング部材３とを有している。フランジ１４は、底部金属薄板１７によりカートリッジケーシング５に取り付けられている。この場合、底部金属薄板１７は、図１に示した構成では、曲げシームを介してカートリッジケーシング５に結合されている。空気乾燥器カートリッジ１０を空気乾燥器ケーシングに組み付けるためには、フランジ１４が、空気流出部１６を有するカートリッジネックにおいて、雌ねじ山を備えており、この雌ねじ山を介して、空気乾燥器カートリッジ１０が空気乾燥器ケーシングにねじ被せられ得る。
【００３１】
フランジ１４と、乾燥剤容器の第１のケーシング部材２との間には、少なくとも１つのフィルタエレメント７が配置されている。このフィルタエレメント７は、図１に示した実施形態では、乾燥剤容器の半径方向で、空気流入部１５を介して空気乾燥器カートリッジ１０内に流入する圧縮空気により通流される。フィルタの下流側で、圧縮空気はカートリッジケーシング５と、乾燥剤容器の第１のケーシング部材２との間の中間室を通って、上方に向かって流れ、第２のケーシング部材３に形成された空気流開口３４を介して、乾燥剤容器の内部へと到達する。乾燥剤４の通流後に、除湿された圧縮空気は、第１のケーシング部材２に設けられた空気流開口および空気流出部１６を介して空気乾燥器カートリッジ１０から流出する。
【００３２】
第２のケーシング部材３は、乾燥剤カバーとして構成されている。乾燥剤カバーは、第１のケーシング部材２の容器開口６内へと（図１に示す上下方向で）可動に挿入されている。乾燥剤容器内で、空気乾燥器カートリッジ１０の使用期間にわたって規定された空気通過横断面が維持されたままとなるように、乾燥剤（顆粒）４は、規定されたプリロードを加えられて保持される。カートリッジケーシング５と、乾燥剤容器との間には、コイルばね９が配置されている。このコイルばね９は、一方では乾燥剤容器の第２のケーシング部材３において支持され、他方ではカートリッジケーシング５の湾曲されたケーシングカバーにおいて支持されている。
【００３３】
図１および図２に図示されているように、従来の空気乾燥器カートリッジ１０では、通常、同一の直径を有する複数の巻条を備えたほぼ円筒形のコイルばね９が使用される。コイルばね９とカートリッジケーシング５との間の接触面積を拡大するために、コイルばね９は、特に図２において確認可能であるように、研磨された端部９１を備えている。この形式によって、コイルばね９の端部の鋭利なエッジが、カートリッジケーシング５内に食い込むことが阻止され得る。コイルばね９の研磨された端部９１は、通常、腐食防止の目的でコーティングを備えている。
【００３４】
図３および図４は、本発明の第１の実施例による空気乾燥器カートリッジの構造を示している。
【００３５】
図３および図４に示した空気乾燥器カートリッジは、図１および図２に示した従来の空気乾燥器カートリッジとは、乾燥剤容器内の乾燥剤に規定されたプリロードを加えるためのコイルばねの構成により異なっている。その他の点では、本発明に係る空気乾燥器カートリッジの構造および機能形式は、上述の従来の空気乾燥器カートリッジのそれに相応する。
【００３６】
特に、この実施例の空気乾燥器カートリッジ１０は、フランジ１４および底部金属薄板１７を備えるカートリッジケーシング５と、第１のケーシング部材２および第２のケーシング部材３から形成された、乾燥剤（顆粒）４を収容するための乾燥剤容器とを有している。第２のケーシング部材３は、乾燥剤カバーとして役立ち、かつ第１のケーシング部材２に対して相対的に可動に、第１のケーシング部材２の容器開口６内に挿入されている。特に図４から確認可能であるように、第２のケーシング部材３は、多数の空気流開口３４を備えている。これらの空気流開口３４を通じて、圧縮空気がフィルタエレメント７の通流後に乾燥剤容器の内室へと到達することができ、これにより、乾燥剤容器内に含まれる乾燥剤４により除湿される。
【００３７】
第２のケーシング部材３には、さらに複数のガイドエレメントが形成されている。本実施例では、中心に配置された内側のガイドエレメント３１が設けられている。この内側のガイドエレメント３１は、たとえばほぼ円筒形の心棒として構成されている。さらに、本実施例では、環状の外側のガイドエレメント３２が設けられている。この外側のガイドエレメント３２は、内側のガイドエレメント３１に対してほぼ同軸的に配置されている。これらのガイドエレメント３１，３２は、空気乾燥器カートリッジ１０の組立て時にコイルばね１を位置決めし、かつ空気乾燥器カートリッジ１０の使用期間にわたってコイルばね１をその正しい位置に保持するために働く。本発明の別の実施形態では、このガイドエレメントも省略されてもよく、内側のガイドエレメント３１のみが設けられているか、または外側のガイドエレメント３２のみが設けられていてもよい。
【００３８】
カートリッジケーシング５と、乾燥剤容器の第１のケーシング部材２とは、互いに対して相対的に不動に配置されているのに対して、乾燥剤容器の第２のケーシング部材３は、第１のケーシング部材２に対して相対的に、かつカートリッジケーシング５に対しても相対的に可動である。したがって、乾燥剤４は、乾燥剤容器内でコイルばね１により、規定されたプリロードを加えられながら保持され得る。この場合、コイルばね１は、乾燥剤容器の第２のケーシング部材３と、カートリッジケーシング５の外方に向かって湾曲されたケーシングカバーとの間に支持されている。
【００３９】
従来の空気乾燥器カートリッジとは異なり、本発明に係る空気乾燥器カートリッジ１０のコイルばね１は、純粋な円筒形の形状を有していない。特に図４に図示されているように、コイルばね１は、（図３および図４において上方の）第１の端部に設けられた外側の第１の巻条１１と、（図３および図４において下方の）第２の端部に設けられた外側の第２の巻条１３とを有している。第１の巻条１１と第２の巻条１３との間には、複数の内側の巻条１２が位置している。
【００４０】
コイルばね１の外側の巻条１１，１３はそれぞれ、内側の巻条１２の直径よりも大きな直径を有している。図４では、コイルばね１は、組み込まれて圧縮された状態で示されている。巻条の直径差に基づいて、外側の第２の巻条１３は、圧縮中に、隣接する内側の巻条１２に衝突することなしに上方に向かって運動することが可能である。同様に、外側の第１の巻条１１は、圧縮中に、隣接する内側の巻条１２に衝突することなしにいくらか下方に向かって運動することが可能である。これにより、外側の第１の巻条１１は、隣接する内側の巻条１２に接触することなしに、大きな面積でカートリッジケーシング５の凹状の内側輪郭に接触することができる。
【００４１】
この場合、外側の第１の巻条１１および外側の第２の巻条１３は、これらの巻条に隣接する内側の巻条１２から好適には小さな間隔しか有していないので、コイルばねが製造プロセスにおいて互いに引っかかる、または絡まることはない。この間隔は、コイルばねの直径に応じて、コイルばね１が組み込まれていない状態で、たとえば約０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲にある。概して、互いに隣接する巻条間のこの半径方向の間隔は、たとえば最大でワイヤ直径の約５０％、かつ最小でワイヤ直径の約１５％である。巻条間の半径方向の間隔の制限は、特にコイルばね１のばね端部の領域において必要であり、全体的な外側の巻条１１，１３にわたって必要なわけではない。
【００４２】
カートリッジケーシング５上におけるコイルばね１の改善された力分配のためには、これに関連して、コイルばね１がたとえば、約１．５巻の巻条でカートリッジケーシング５のケーシングカバーに接触すると有利である。
【００４３】
カートリッジケーシング５上におけるコイルばね１の良好な力分配により、カートリッジケーシング５は、純粋に円筒形のコイルばね９を備える従来の構造に比べて、小さな肉厚で形成され得る。このことは、材料削減と重量減少とにつながる。
【００４４】
さらに、両方の外側の巻条１１，１３および内側の巻条１２の幾何学形状はほぼ対称的である。このことは、図４に図示されたコイルばね１が、反対の向きでも、つまり逆さまでも、同一の機能性を有して組み込まれ得ることを意味している。
【００４５】
さらに、本発明に係るコイルばね１は、研磨された端部を有していない。したがって、従来の空気乾燥器カートリッジ１０の図１および図２に示したコイルばね９の製造のために必要不可欠である高められた製造手間がなくなる。つまり、従来の空気乾燥器カートリッジ１０のコイルばね９のためには通常、コーティングされていないワイヤが使用され、このワイヤは巻成されてコイルばねを形成し、そのコイルばねの、外側の巻条のばね端部は研磨され、その後にコイルばねのワイヤは腐食防止のためにコーティングされる必要がある。これとは異なり、本発明に係る空気乾燥器カートリッジ１０のコイルばね１のためには、直接にコーティングされたワイヤを使用して、巻成することができ、これにより研磨およびコーティングの付加的な製造ステップはない。
【００４６】
第２のケーシング部材３の内側のガイドエレメント３１のガイド機能を支援するために、内側の巻条１２の少なくとも一部が、ほぼ円筒形の区分を形成する。コイルばね１のための改善された位置ガイドの他に、この構成は、コイルばね１の、純粋な二重円錐ばねに比べて減じられた屈曲傾向をももたらす。内側のガイドエレメント３１は、コイルばね１が組み込まれた状態で、好適には、コイルばね１の円筒形の区分の、少なくとも１つの完全な内側の巻条１２を越えて、このコイルばね１内に突入する。図示された実施例では、内側のガイドエレメント３１は、コイルばね１の高さの半分を超える高さまでこのコイルばね１内に突入している。この内側のガイドエレメント３１は、同様にコイルばね１の屈曲の恐れを減じる。
【００４７】
内側の巻条１２の小さな直径に基づいて、図１および図２に示した従来の円筒形のコイルばね９に比べて、コイルばねのばね力を減じることなしに、小さなワイヤ直径を有するコイルばね１が使用され得る。結果として、材料および重量が削減され得る。
【００４８】
本発明の試験された実施例では、コイルばね１の高さは、組み込まれていない状態では約５５ｍｍであり、コイルばねの外側の巻条１１，１３の外径は、最大で約４１ｍｍであり、内側の巻条１２の内径は約１７ｍｍであり、円筒形の内側の巻条１２は約２．５個存在している。
【００４９】
本発明の別の実施形態（図示せず）では、コイルばね１が、拡大された直径を備える外側の第１の巻条１１のみを有している一方で、外側の第２の巻条１３は、内側の巻条１２とほぼ同一の直径を有している。
【００５０】
図５および図６は、本発明の第２の実施例による空気乾燥器カートリッジの構造を示している。
【００５１】
この第２の実施例の空気乾燥器カートリッジ１０は、第１の実施例の空気乾燥器カートリッジ１０とは、特にカートリッジケーシングの構成と、空気乾燥器ケーシングへのカートリッジケーシングの組付けにおいて異なっている。
【００５２】
特に、この実施例の空気乾燥器カートリッジ１０は、フランジ１４においてバヨネット突起１８により着脱可能に取り付けられ、たとえばスナップ式に被せ嵌められているカートリッジケーシング５と、第１のケーシング部材２および第２のケーシング部材３から形成された、乾燥剤（顆粒）４を収容するための乾燥剤容器とを有している。第２のケーシング部材３は、乾燥剤カバーとして働き、第１のケーシング部材２に対して相対的に可動に、第１のケーシング部材２の容器開口６内に挿入されている。特に図６から確認可能であるように、第２のケーシング部材３は、多数の空気流開口３４を備えている。これらの空気流開口３４を通じて、圧縮空気が、フィルタエレメント７の通流後に、乾燥剤容器の内部へと到達することができ、これにより、乾燥剤容器内に含まれる乾燥剤４により除湿され得る。
【００５３】
第２のケーシング部材３には、中心に配置された内側のガイドエレメント３１が設けられている。この内側のガイドエレメント３１は、たとえばほぼ円筒形の心棒として構成されている。この内側のガイドエレメント３１は、空気乾燥器カートリッジ１０の組立て時にコイルばね１を位置決めし、かつ空気乾燥器カートリッジ１０の使用期間にわたってコイルばね１を正しい位置に保持するために働く。本発明の別の実施形態では、このガイドエレメントも省略され得る。
【００５４】
カートリッジケーシング５のカバー区分と、乾燥剤容器との間には、付加的なカバー２０が配置されている。このカバー２０は、乾燥剤容器の第１のケーシング部材２に固く結合されている。この結合は、好適にはスナップ結合部として構成されており、スナップ結合部は、カバー２０に設けられた第１の結合エレメント２２と、乾燥器の第１のケーシング部材２に設けられた第２の結合エレメント２４とを含む。たとえば、第１の結合エレメント２２がベルトとして構成されていてよく、このベルトは、カバー２０から乾燥剤容器を取り囲むようにガイドされ、引っ張りアンカ（Zuganker）の形式で乾燥剤容器の第１のケーシング部材２において突出部として形成された第２の結合エレメント２４に背後から係合する。
【００５５】
したがって、カートリッジケーシング５の内部のカバー２０と、乾燥剤容器の第１のケーシング部材２とは互いに対して相対的に不動に配置されているのに対して、乾燥剤容器の第２のケーシング部材３は、第１のケーシング部材２に対して相対的に、かつカバー２０に対しても相対的に可動である。したがって、乾燥剤４は、乾燥剤容器内で、コイルばね１によって規定されたプリロードを加えられて保持され得る。この場合、コイルばね１は、乾燥剤容器の第２のケーシング部材３と、外方に向かって突出するように湾曲されたカバー２０との間に支持されている。
【００５６】
空気乾燥器カートリッジ１０のこの構造形式は、特に本発明により構成されたコイルばね１を例外として、基本的には、たとえば欧州特許第２４４８８０１号明細書（EP2448801B1）から公知であり、当該明細書は、したがって、構造および機能形式に関して完全な内容を参照され得る。
【００５７】
この実施例の空気乾燥器カートリッジ１０のコイルばね１は、図３および図４に示した第１の実施例のコイルばねと同一に形成されている。
【００５８】
カバー２０上におけるコイルばね１の良好な力分配により、カバー２０は、純粋に円筒形のコイルばね９を備える従来の構造に比べて小さな肉厚で形成され得る。このことは、材料削減と重量減少につながる。
【符号の説明】
【００５９】
１  コイルばね（本発明）
２  乾燥剤容器の第１のケーシング部材
３  乾燥剤容器、特に乾燥剤カバーもしくは顆粒カバーの第２のケーシング部材
４  乾燥剤、特に乾燥剤顆粒
５  カートリッジケーシング
６  容器開口
７  フィルタエレメント
９  コイルばね（先行技術）
１０  空気乾燥器カートリッジ
１１  外側の第１の巻条
１２  内側の巻条
１３  外側の第２の巻条
１４  フランジ
１５  流入開口
１６  流出開口
１７  底部金属薄板
１８  バヨネット突起
２０  カバー
２２  第１の結合エレメント（２０）
２４  第２の結合エレメント（２）
３１  内側のガイドエレメント、特に心棒
３２  外側のガイドエレメント
２４  空気流開口
９１  研磨された端部（９）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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