УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗЪЕМНОГО КРЕПЛЕНИЯ ПАТРОНА ОСУШИТЕЛЯ К КОРПУСУ СИСТЕМЫ ПОДГОТОВКИ СЖАТОГО ВОЗДУХА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
DEVICE FOR DETACHABLE FASTENING THE DRYER CARTRIDGE TO THE CASE OF THE VEHICLE'S COMPRESSED AIR PREPARATION SYSTEM

Изобретение касается устройства для разъемного крепления патрона осушителя к корпусу системы подготовки сжатого воздуха транспортного средства, в частности автомобиля промышленного назначения.
Пневматические системы, в частности в автомобилях промышленного назначения, нуждаются в подключенной к воздушному компрессору так называемой воздухоподготовительной системе (система подготовки сжатого воздуха). В ней воздух, в частности, сушится и фильтруется, и сепарируются масляные компоненты. Эти процессы происходят все в так называемом патроне осушителя, который, грубо говоря, состоит из пластины дна, имеющей отверстия для протекания воздуха, и стаканчатой или горшкообразной крышки, которые жестко соединены друг с другом. В нем находится адсорбирующий влагу гранулят, который отбирает влагу у протекающего воздуха. При применении в автомобиле промышленного назначения этот гранулят имеет лишь ограниченный срок службы. Причина этого в том, что содержащийся в сжатом воздухе масляный туман оседает на грануляте и таким образом уменьшает эффективную поверхность для поглощения влаги. Кроме того, гранулят может механически разлагаться под действием тряски. Поэтому необходима регулярная смена патрона осушителя.
Обычно для этого патрон снабжен гаечной резьбой в пластине дна. Так израсходованный патрон может отвертываться, а новый патрон навертываться на наружную резьбу на корпусе системы подготовки сжатого воздуха, напр., корпусе осушителя воздуха. Чаще всего используется квадратное уплотнительное кольцо, которое при привертывании сжимается в осевом направлении, при этом осуществляет уплотнение и одновременно обеспечивает осевое стягивание винтового соединения. Такого рода патроны осушителя известны, например, из выкладных описаний изобретения DE 10 2013 103 066 A1, DE 10 2012 105 137 A1, а также DE 10 2007 034 435 A1. В зависимости от места монтажа системы подготовки сжатого воздуха удобство доступа к патрону при смене часто ограничено. Патрон всегда закреплен на корпусе системы подготовки сжатого воздуха вверху, поэтому оптимальное направление доступа для смены патрона сверху. Но эта свобода доступа имеется не всегда, что связано с кузовами у грузовых автомобилей или вообще у автобусов. Кроме того, часто работа производится снизу, когда транспортное средство стоит в мастерской на смотровой яме.
Сегодня иногда встречаются патроны с очень плотной посадкой, у которых невозможно соблюдение заданных сервисных интервалов смены патрона в мастерской. Необходим очень высокий момент отворачивания, создать который трудно, несмотря на вспомогательные средства, такие как, напр., стяжной ремень с длинным рычагом, потому что отсутствует боковое свободное пространство для применения рычага.
Так как уплотнительный элемент, обычно квадратное уплотнение, у известных на практике креплений при прикручивании должен вращаться между донной пластиной патрона и корпусом системы подготовки сжатого воздуха вместе с ними, возникают большие колебания момента затяжки вследствие различных влияний трения и повреждение или прокручивание уплотнительного элемента, что, в свою очередь, приводит к утечкам. Кроме того, уплотнением должно производиться осевое стягивание винтового соединения.
Из DE 197 21 230 А1 известен патрон газоосушителя для осушительного устройства, который в случае впуска и выпуска образован в виде коаксиальных друг другу штуцеров, которые посредством вставочного соединения могут присоединяться к осушительному устройству, причем лежащий снаружи штуцер соединен с корпусом, а лежащий внутри штуцер соединен с вставкой.
Таким образом, задачей изобретения является, создать улучшенную возможность разъемного крепления патрона осушителя к корпусу системы подготовки сжатого воздуха, с помощью которой можно избежать недостатков традиционных технологий. Задачей изобретения является, в частности, создать крепежный разъем для патрона осушителя, посредством которого патрон может уплотненно крепиться к корпусу воздухоподготовительной системы, например, осушителя воздуха, и без повреждений и надежно снова отсоединяться при приложении постоянного усилия.
Эти задачи решаются с помощью устройства с признаками независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления и применения изобретения вытекают из зависимых пунктов формулы изобретения и поясняются подробнее ниже в последующем описании с частичной ссылкой на фигуры.
В соответствии с общими аспектами изобретения предлагается устройство для разъемного крепления патрона осушителя к корпусу системы подготовки сжатого воздуха или, соответственно, воздухоосушительной системы транспортного средства. Это устройство предлагает переходное устройство для разъемного крепления патрона осушителя к корпусу. Корпус может представлять собой, например, корпус осушителя воздуха. Система подготовки сжатого воздуха может быть предусмотрена для пневматической тормозной системы транспортного средства. Транспортное средство может представлять собой автомобиль промышленного назначения.
Патрон осушителя, называемый также патроном осушки, включает в себя собственно известным образом корпус патрона, в котором удерживается контейнер с осушающим веществом. Корпус патрона имеет крышку, которая ограничивает корпус патрона сверху и обычно имеет стаканчатую или горшкообразную форму, и опорный элемент, который ограничивает корпус патрона снизу. Опорный элемент в смонтированном положении разъемно закреплен на участке корпуса системы подготовки сжатого воздуха и ниже называется также дном патрона. Дно патрона включает в себя отбортованный лист (называемый также отбортованной пластиной) для крепления дна патрона к крышке патрона с помощью отбортовки. Окружная область на дне патрона, в которой дно патрона отбортовкой соединено с крышкой патрона, образует так называемый фальц патрона.
В соответствии с изобретением предлагается крепежное устройство, которое обходится без традиционного центрального резьбового соединения, при котором корпус патрона накручивается на пронизывающую патрон осушителя по центральной оси наружную резьбу корпусного участка.
Вместо этого изобретение предусматривает, что отбортовка на дне патрона выполнена так, чтобы образовалась поверхность прилегания для осевого затягивания, в частности, поверхность прилегания, ориентированная в смонтированном положении радиально. Кроме того, изобретение предусматривает, что на корпусе системы подготовки сжатого воздуха имеется вставное отверстие, в которое отбортовка может вставляться по меньшей мере отдельными участками, и в котором отбортовка во вставленном состоянии зафиксирована в осевом направлении за счет геометрического замыкания. Тогда поверхность прилегания во вставленном состоянии прилегает к ответной поверхности прилегания вставного отверстия и/или налегает на нее. Вставляемый во вставное отверстие отбортованный участок является по меньшей мере двухслойным.
Отбортовка, которая используется для осевого затягивания, включает в себя предпочтительно отбортовку отбортованного листа дна патрона и, таким образом, по этому варианту по меньшей мере два гнутых слоя отбортованного листа. Отбортовка представляет собой участок отбортованного листа, деформированный путем гибки.
Предлагаемое переходное устройство образует, таким образом, вставное соединение для разъемного монтажа патрона осушителя, так что патрон осушителя может крепиться к корпусу воздухоподготовительной системы только за счет геометрического замыкания.
Вставное отверстие может быть выполнено, например, в виде выемки, вставного кармана корпуса воздухоподготовительной системы или посредством скобы, которая задает гнездовое отверстие. Отбортовка предпочтительно должна вставляться во вставное отверстие в радиальном направлении. Радиальное направление лежит в плоскости донной пластины патрона осушителя, т.е. возможные радиальные направления задаются плоскостью донной пластины патрона осушителя. Кроме того, это радиальное направление перпендикулярно осевому направлению, при этом осевое направление соответствует направлению оси резьбового соединения, соответственно, центральной оси патрона осушителя, расположенной перпендикулярно дну патрона.
Благодаря отказу от центрального резьбового соединения при эксплуатации получаются следующие преимущества. Вследствие отсутствующей резьбы при нанизывании патрона не происходит образование стружки. Возможное в ином случае нанесение повреждения уплотнительному элементу при прикручивании предотвращается, так что могут предотвращаться возникновение утечек и неисправностей в пневматической и, в частности, тормозной системе из-за посторонних частиц, внесенных при смене патрона. Кроме того, может достигаться большее удобство обслуживания при смене патрона. Причина этого в том, что уплотнительный элемент, расположенный между дном патрона и корпусом системы подготовки сжатого воздуха, например, четырехгранное уплотнение, при монтаже патрона не должен вращаться вместе с ним, так что могут предотвращаться колебания момента затяжки вследствие различных влияний трения, нанесение повреждений или прокручивание уплотнительного элемента. Кроме того, при этом также может отпадать необходимость в смазке уплотнительного элемента. Благодаря этому могут предотвращаться химические повреждения уплотнения, обусловленные применением неправильных смазочных материалов. Другим преимуществом является, что благодаря отказу от центральной резьбы донная пластина уже не должна выполняться столь массивной, и таким образом у патрона может достигаться снижение веса прибл. 0,5 кг. Кроме того, патрон может насаживаться на корпус с возможностью свободного вращения. Тем самым в будущем может также обеспечиваться, что надпись, напр., логотип торговой марки, и/или рабочие характеристики на патроне будут всегда ориентированы в одном направлении, например, к наружной стороне транспортного средства, где они хорошо видны. С помощью накручивания до сих пор патрона это гарантироваться не может.
Кроме того, применение отбортовки на дне патрона для образования вставного соединения дает то особое преимущество, что для образования соединения с геометрическим замыканием не нужны никакие дополнительные компоненты, такие как, например, байонетное кольцо и пр.
По одному из предпочтительных вариантов осуществления отбортовка, вставляемая во вставное отверстие, представляет собой отбортованный соединительный фальц между дном патрона и корпусом патрона, т.е. фальц патрона, который крепит корпус патрона к дну патрона. Предпочтительно соединительный фальц выполнен для этого несколько шире, чем обычно, чтобы за счет расширенного соединительного фальца выполнить достаточно большую радиальную поверхность прилегания. По этому варианту осуществления фальц патрона может вставляться в расположенное на корпусе вставное отверстие и во вставленном состоянии фиксироваться в осевом направлении за счет геометрического замыкания.
По одному из предпочтительных вариантов осуществления расширенный фальц патрона отбортован вверх на 90° меньше, чем традиционные фальцы патрона. Другими словами, соединительный фальц имеет по этому варианту U-образную отбортовку отбортованного листа дна патрона, в частности, U-образную отбортовку радиально наружной концевой области отбортованного листа, и расположенный в U-образной отбортовке стоячий фальц крышки корпуса патрона, т.е. отбортованный на 90° концевой участок крышки корпуса патрона. При этом полки U-образной отбортовки распространяются в радиальном направлении, т.е. параллельно плоскости дна патрона. Этот вариант дает то особое преимущество, что при изготовлении фальца патрона необходима только небольшая адаптация, чтобы расширить фальц патрона.
Один из альтернативных вариантов реализации изобретения предусматривает также расширение соединительного фальца между дном патрона и корпусом патрона, которое, однако, образовано радиально распространяющейся отбортованной планкой, окружающей по периметру отбортованную область между дном патрона и корпусом патрона, т.е. традиционный фальц патрона, и образованной отбортовкой на 180° отбортованного листа дна патрона, до того, как он был отбортовкой соединен с корпусом патрона. При этом вставное отверстие расположено так, что отбортованная планка по меньшей мере на отдельных участках может вставляться во вставное отверстие. Таким образом, для осевого затягивания применяется только двухслойная отбортовка отбортованного листа дна патрона. В отличие от предыдущего варианта расширение фальца образуется только отбортованным листом донной пластины, без дополнительного слоя крышки патрона. Этот вариант дает также то преимущество, что для реализации расширения фальца патрона используется имеющийся компонент, здесь отбортованный лист дна патрона. Дополнительная отбортованная планка осуществима технологически просто и с низким дополнительным расходом материала.
По другому варианту осуществления отбортованный лист дна патрона образует крючкообразную и/или прямоугольную, предпочтительно двухслойную отбортовку, имеющую первый участок, который распространяется в осевом направлении от крышки патрона, и примыкающий к нему второй участок, который распространяется в радиальном направлении, при этом второе вставное отверстие расположено на корпусе так, что второй участок может вставляться в него и во вставленном состоянии фиксирует патрон в осевом направлении за счет геометрического замыкания. По этому варианту осуществления отбортованный лист дна патрона после выполнения крючкообразной отбортовки соединяется отбортовкой с крышкой патрона с получением фальца патрона. Этот вариант является особенно подходящим, когда в области фальца патрона имеется мало дополнительного радиального конструктивного пространства для выполнения расширения фальца, соответственно, поверхности прилегания.
Согласно изобретению указанная отбортовка, по меньшей мере, отдельными участками вставляемая во вставное отверстие, имеет фиксацию от прокручивания. Фиксация от прокручивания может быть образована, например, отверстием в отбортовке и сидящим в этом отверстии блокирующим элементом, в частности, блокирующим штифтом, например, винтом или пальцем. Фиксация от прокручивания может быть также выполнена в виде уплощения отбортовки на отдельных участках, т.е. контур отбортовки, проходящей в окружном направлении по периметру, соответственно, в радиальном направлении, по меньшей мере в одном месте не искривлен по кругу, а, например, прямой. Фиксация от прокручивания может быть расположена, например, на фальце патрона, в частности, снаружи на фальце патрона, и при этом также в радиальном направлении вне уплотнительного элемента, расположенного между корпусом патрона и корпусом воздухоподготовительной системы. Это также дает то преимущество, что фиксация от прокручивания не должна создаваться путем осевого стягивания уплотнительного элемента, и поэтому уплотнительный элемент может быть расположен так, чтобы он не должен был прокручиваться при монтаже патрона осушителя.
Изобретение касается также автомобиля, в частности, автомобиля промышленного назначения, имеющего устройство, которое описано в этом документе.
Описанные выше предпочтительные варианты осуществления и признаки изобретения могут как угодно комбинироваться друг с другом. Другие подробности и преимущества изобретения описываются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. Показано:
фиг.1: детальный вид в сечении устройства по одному из примеров осуществления изобретения;
фиг.2: детальный вид в сечении устройства по другому примеру осуществления изобретения;
фиг.3: схематичный вид в плане патрона осушителя по другому примеру осуществления изобретения;
фиг.4: схематичный вид в плане патрона осушителя по другому примеру осуществления изобретения; и
фиг.5: детальный вид в сечении устройства по другому примеру осуществления изобретения.
Одинаковые элементы на всех фигурах обозначены одними и теми же ссылочными обозначениями.
При этом на фиг.1 показан детальный вид в сечении патрона осушителя по одному из примеров осуществления изобретения. На фиг.1 показан, в частности, фрагмент радиально наружной нижней области патрона 1 осушителя. Внутренняя конструкция патрона 1 осушителя может быть выполнена собственно известным образом, например, как описано в выложенных заявках DE 10 2013 103 066 A1, DE 10 2012 105 137 A1, а также DE 10 2007 034 435 A1. Ссылочной позицией 12 обозначен, например, выполненный из нетканого материала масляный фильтр, а ссылочной позицией 13 - внутренний контейнер для осушителя, от которого видна только маленькая часть. Вертикальная стрелка на фиг.1 указывает осевое направление патрона осушителя, горизонтальная стрелка - радиальное направление патрона осушителя.
Корпус патрона осушителя собственно известным образом имеет горшкообразную или стаканчатую крышку 5 корпуса патрона, ниже также коротко называемую крышкой, которая ограничивает корпус патрона сверху, и дно 2 патрона, которое ограничивает корпус патрона снизу.
Дно 2 патрона так же, как описано в выложенных заявках DE 10 2013 103 066 A1, DE 10 2012 105 137 A1, а также DE 10 2007 034 435 A1, состоит из опорной пластины 3 и отбортованного листа 4, при этом крепление между опорной пластиной 3 и горшкообразной крышкой 5 корпуса патрона осушителя осуществляется с помощью отбортованного листа 4, когда крышка 5 корпуса патрона и отбортованный лист 4 отбортовкой соединяются друг с другом и образуют при этом окружной фальц 6 патрона. Опорный элемент имеет центральное выпускное отверстие 11, через которое высушенный и очищенный воздух выходит из патрона осушителя. Кроме того, на фиг.1 можно различить впускное отверстие 14 для воздуха в опорной пластине 3. Кроме того, в уплотнительном пазу расположено уплотнительное кольцо 10, которое служит для уплотнения корпуса патрона относительно корпуса воздухоподготовительной системы в смонтированном состоянии. Уплотнительный паз образован отбортовкой отбортованного листа 4. Другой уплотнительный элемент 17 окружает на дне 3 патрона выпускное отверстие 11, образуя уплотнение между нефильтрованным воздухом снаружи и очищенным воздухом изнутри патрона осушителя.
Особенность этого варианта осуществления заключается, с одной стороны, в том, что фальц 6 патрона отбортован вверх на 90° меньше, чем традиционный фальц патрона, и поэтому несколько расширен. Другими словами, соединительный фальц 6 по этому варианту имеет U-образную отбортовку радиально наружной концевой области отбортованного листа 4, имеющую две полки 7 U-образной отбортовки. В U-образной отбортовке расположен стоячий фальц 8 крышки 5 корпуса патрона, т.е. отбортованный на 90° концевой участок крышки 5 корпуса патрона.
При этом исполнении фальца 6 патрона полки 7 отбортованного листа 4 образуют каждая поверхность 9 прилегания.
Другая особенность этого варианта осуществления заключается в том, что корпус 100 системы подготовки сжатого воздуха, например, корпус осушителя воздуха, в месте монтажа патрона 1 осушителя имеет вставное отверстие 101, в которое расширенный фальц патрона может по меньшей мере отдельными участками вставляться в радиальном направлении и во вставленном состоянии зафиксирован в осевом направлении за счет геометрического замыкания, так как поверхности 9 прилегания зафиксированы внутренними стенками вставного отверстия 101. При этом расположение и размеры вставного отверстия таковы, что в нем может помещаться некоторая область фальца 6 патрона. Могут быть также предусмотрены два или больше таких вставных отверстий 101 в окружном направлении фальца 6.
На фиг.2 показан детальный вид в сечении устройства по другому варианту осуществления изобретения. При этом компоненты, снабженные одинаковыми ссылочными обозначениями, соответствуют компонентам фиг.1 и особо не описываются.
В отличие от фиг.1, область 26a фальца патрона, в которой крышка 5 корпуса патрона и отбортованный лист 24 отбортовкой соединены друг с другом, отбортована на 90° больше, чем фальц 6 патрона на фиг.1, соответственно собственно известному фальцу патрона. Особенностью этого варианта является, что фальц патрона расширен за счет радиально распространяющегося отбортованного язычка 26b. Отбортованный язычок 26b окружает по периметру область 26a фальца патрона, в которой крышка 5 корпуса патрона и отбортованный лист 24 отбортовкой соединены друг с другом., т.е. отбортованную область 26a между дном 2 патрона и крышкой 5 корпуса патрона, т.е. традиционный фальц патрона, и образован отбортовкой на 180° отбортованного листа 24 дна 2 патрона, до того, как отбортованный лист 24 был соединен отбортовкой с крышкой 5 корпуса патрона.
Корпус 100 воздухоподготовительной системы снова имеет вставное отверстие 102, расположение и размеры которого таковы, что отбортованный язычок 26b по меньшей мере отдельными участками может вставляться во вставное отверстие 102. Таким образом, для осевого затягивания используется только двухслойная отбортовка (в виде отбортованного язычка) отбортованного листа 24 дна 2 патрона.
На фиг.3 показан схематичный вид в плане патрона осушителя для иллюстрации фиксации от прокручивания по другому примеру осуществления изобретения. Ссылочной позицией 26 снова обозначен расширенный фальц патрона, выдающийся в радиальном направлении из крышки 5 корпуса патрона в области дна патрона осушителя. Фальц патрона может быть также выполнен соответственно фальцу 6 патрона на фиг.1. Для образования фиксации от прокручивания фальц 26 патрона на отдельных участках имеет уплощение, которое во вставленном во вставное отверстие 102 состоянии прилегает к плоской задней стенке вставного отверстия 102 и таким образом образует фиксацию от прокручивания.
Один из альтернативных вариантов показан на фиг.4. Для образования фиксации от прокручивания фальц 26 патрона имеет отверстие 31, в которое вводится штифтовой блокирующий элемент, например, винт, чтобы фиксировать патрон осушителя от прокручивания в смонтированном положении.
На фиг.5 показан детальный вид в сечении другого примера осуществления. При этом компоненты, снабженные одинаковыми ссылочными обозначениями, соответствуют компонентам фиг.1 и фиг.2 и особо не описываются.
Особенность этого примера осуществления заключается в том, что отбортованный лист 54 дна патрона образует крючкообразную, двухслойную отбортовку 57, 58 с первым участком 57, который распространяется в осевом направлении – начинаясь от фальца патрона, т.е. области 26a фальца патрона, в которой крышка 5 корпуса патрона и отбортованный лист 4 отбортовкой соединены друг с другом, – от крышки патрона, и примыкающим к нему вторым участком 58, который распространяется в радиальном направлении внутрь, т.е. радиально в направлении середины патрона.
Вставное отверстие 103 расположено на корпусе 100 воздухоподготовительной системы так, что второй участок 58 может вставляться в него и во вставленном состоянии фиксирует патрон в осевом направлении за счет геометрического замыкания. Отбортованный лист 54 дна 2 патрона после выполнения крючкообразной отбортовки 57, 58 соединен отбортовкой с крышкой 5 корпуса патрона с образованием фальца патрона.
Изобретение не ограничено раскрытыми примерами осуществления, а включает в себя все примеры осуществления, которые попадают в область прилагаемых пунктов формулы изобретения. В частности, изобретение претендует также на охрану предмета и признаков зависимых пунктов формулы изобретения, независимо от пунктов формулы изобретения, на которые делалась ссылка.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Патрон осушителя
2 Дно патрона
3 Опорная пластина
4, 24, 54 Отбортованный лист
5 Крышка корпуса патрона
6, 26 Соединительный фальц, в частности, фальц патрона
7 Полка U-образной отбортовки
8 Стоячий фальц
9 Поверхность прилегания
10 Уплотнительное кольцо
11 Выпускное отверстие
12 Масляный фильтр
13 Контейнер с осушающим веществом
14 Впускное отверстие
17 Уплотнительный элемент
26a Область фальца патрона
26b Отбортованная планка как часть отбортовки
30 Уплощение
31 Отверстие
57 Осевой участок крючкообразной отбортовки
58 Радиальный участок крючкообразной отбортовки
100 Корпус
101, 102, 103 Вставное отверстие