Пружинящий зажим для корпуса воздушного фильтра
Пружинящий зажим для приложения сжимающей нагрузки к сжимаемому уплотнению в системе фильтрации воздуха транспортного средства. Пружинящий зажим может быть выполнен из пластмассового композитного материала и сдержит плечо в форме дуги, при этом упругая деформация распределяется по всему плечу при приложении сжимающей нагрузки. Пружинящий зажим может содержать головную часть, имеющую большую толщину, чем толщина других частей пружинящего зажима для обеспечения повышенной прочности материала в точке контакта пружинящего зажима и корпуса воздушного фильтра.
Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая заявка относится к пружинящему зажиму, предназначенному для приложения сжимающей нагрузки к сжимаемому уплотнению в системе фильтрации воздуха транспортного средства.
Уровень техники
Воздушные фильтры транспортных средств обычно содержат верхнюю оболочку, нижнюю оболочку, волокнистый материал и сжимаемое уплотнение, охватывающее волокнистый материал. Уплотнение расположено между периметрами верхней и нижней оболочек в области стыковки верхней и нижней оболочек. Для того чтобы предотвратить образование щелей по прошествии времени и не допустить прохождения во впуск двигателя неотфильтрованного воздуха, содержащего твердые частицы, в обход фильтра, уплотнение должно быть подвержено постоянной сжимающей нагрузке. Однако сжимающая нагрузка должна быть ограничена для предотвращения чрезмерного сжатия материала уплотнения, что приведет к повреждению уплотнения, такому как разрыв.
В одной технологии, раскрытой в публикации патентной заявки США 2010/0043367 А1, сжатие уплотнения между верхней и нижней оболочкой осуществляется посредством поворотного пружинящего зажима. Один конец пружинящего зажима установлен с возможностью вращения на нижней части оболочки посредством цилиндрической крепежной части, охватывающей ось вращения, образующими совместно шарнир. Плоская головная часть, расположенная на противоположном конце пружинящего зажима, может входить и выходить из зацепления с фланцем на периметре верхней оболочки, в результате чего происходит сжатие уплотнения между периметрами двух оболочек. В рабочем положении для приложения сжимающей нагрузки к оболочкам фильтра и уплотнению, пружинящий зажим подвергается упругой деформации в месте соединения в части в виде плеча зажима. Пружинящий зажим перемещают из свободного положения в рабочее положение посредством приложения усилия к рычагу, расположенному в области соединения плеча.
Далее авторы изобретения раскрывают потенциальные проблемы, связанные с указанным пружинящим зажимом. В качестве одного примера, в раскрытом выше пружинящем зажиме большая часть упругой деформации поглощается в относительно небольшой области пружинящего зажима, расположенной вокруг места соединения. Поскольку рычаг также расположен поблизости от места соединения, и усилие дополнительно прикладывается прямо к шарниру при перемещении пружинящего рычага в рабочее положение. Со временем, место соединения необратимо деформируется или разрушается. В результате деформации или разрушения пружинящего зажима сжимающая нагрузка, приложенная к оболочкам, может исчезнуть и степень уплотнения снизиться. В случае недостаточной сжимающей нагрузки, неотфильтрованный воздух будет проходить через уплотнение, и твердые частицы могут попадать в цилиндры двигателя, вызывая механический износ и загрязнение масла.
В другом примере, в случае повреждения описанного ранее пружинящего зажима, замена будет сложной, поскольку цилиндрическая крепежная часть пружинящий зажим охватывает ось вращения на нижней оболочке. В еще одном примере, вхождение в зацепление пружинящего зажима может быть усложнено, поскольку головная часть имеет плоскую поверхность и рабочее усилие воздействует главным образом на центральную область зажима (рычаг расположен поблизости от места соединения).
Раскрытие полезной модели
Таким образом, некоторые из указанных выше проблем могут быть, по меньшей мере, частично решены посредством системы фильтрации воздуха транспортного средства, содержащей: первую оболочку фильтра; вторую оболочку фильтра, которая стыкуется с первой оболочкой фильтра через сжимаемое уплотнение для образования между ними полости; фильтр, расположенный в полости; и, по меньшей мере, один пружинящий зажим, содержащий плечо, при этом плечо содержит непрерывно изгибающуюся дугу, проходящую от крепежной части к головной части, для поглощения упругой деформации при поддержании соединения первой оболочки фильтра и второй оболочки фильтра, при этом головная часть имеет первую толщину, и непрерывно изгибающаяся дуга имеет вторую толщину, первая толщина больше, чем вторая толщина.
В этом примере, упругая деформация зажима распределена по длине плеча. Пружинящий зажим может также содержать крепежную часть в виде крючка, которая может быть установлена с возможностью снятия на оси вращения на оболочке фильтра, что позволяет легко выполнять замену поврежденного пружинящего зажима. Дополнительно, головная часть может содержать закругленную или скошенную кромку, и рычаг может быть расположен на головной части. Оба из этих признаков позволяют пружинящему зажиму перемещаться в рабочее положение с приложением меньшего усилия. Толщина головной части может быть больше, чем толщина части в виде плеча, крепежной части и рычага. Большая толщина головной части может обеспечить большую прочность материала в области пружинящего зажима, которая контактирует с верхней оболочкой и непосредственно прикладывает направленное вниз усилие к верхней оболочке в рабочем положении.
В одном частном примере пружинящий зажим выполнен из пластмассового композитного материала и содержит дугообразную часть в виде плеча, имеющую первую толщину. Один конец пружинящего зажима содержит крепежную часть в виде крючка, которая установлена с возможностью снятия на оси вращения на нижней части оболочки фильтра. Противоположный конец пружинящего зажима содержит головную часть с закругленной кромкой и выступающий вверх рычаг. Головная часть имеет вторую толщину, которая больше чем первая толщина. Для скольжения закругленной кромки по фланцу на периметре верхней оболочки фильтра к рычагу необходимо приложить усилие. Таким образом, пружинящий зажим может избирательно перемещаться между рабочим положением и свободным положением. В рабочем положении упругая деформация пружинящего зажима распределяется по длине дугообразной части в виде плеча, когда головная часть контактирует с верхней оболочкой фильтра для приложения направленного вниз усилия и крепежная часть прикладывает направленное вверх усилие к оси вращения нижней оболочки. Объединенные указанные признаки обеспечивают приложение сжимающей нагрузки к оболочке и уплотнению. Следовательно, материал уплотнения сжат и воздух, содержащий твердые частицы, будет очищен при прохождении через фильтр и во впуск двигателя. В случае повреждения пружинящего зажима, крючок может быть отсоединен от оси вращения и новый пружинящий зажим может быть легко установлен вместо поврежденного пружинящего зажима. Кроме того, поскольку пружинящий зажим выполнен из пластмассы, он может иметь определенную окраску для более простой идентификации, он может содержать литые повышающие эргономичность элементы на рычаге, и он может быть изготовлен посредством одностадийного процесса. Процесс производства пластмассовых композитных пружинящих зажимов имеет преимущества перед многостадийным процессом производства, используемым при производстве металлических пружинящих зажимов, что может содержать этапы обработки после изготовления, такие как снятие заусенец, тепловая обработка и антикоррозийное покрытие.
Следует понимать, что приведенное выше краткое описание выполнено для ознакомления в упрощенной форме с выбором принципов, которые будут далее описаны в более подробном описании. Краткое описание не должно быть предназначено для идентификации ключевых или существенных признаков заявляемого объекта, объем которого определен исключительно формулой изобретения, которая следует за подробным описанием. Кроме того, заявляемый объект не ограничен вариантами осуществления, которые устраняют любые недостатки, отмеченные выше или в любой части настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
На ФИГ.1 изображен иллюстративный вариант осуществления системы фильтрации воздуха транспортного средства, содержащий пружинящий зажим.
На ФИГ.2 изображен пружинящий зажим системы фильтрации воздуха, изображенной на ФИГ.1, установленный с возможностью вращения на оси вращения.
На ФИГ.3а-3в изображена ортогональная проекция иллюстративного пружинящего зажима, изображенного на ФИГ.1 и 2, пружинящий зажим представлен в масштабе.
На ФИГ.3г изображена изометрическая проекция иллюстративного пружинящего зажима, изображенного на ФИГ.1 и 2, пружинящий зажим представлен в масштабе.
Осуществление полезной модели
Дальнейшее описание относится к системе фильтрации воздуха транспортного средства, такого как пассажирский автомобиль, сконфигурированной забирать воздух из атмосферы, отфильтровывать воздух от твердых частиц, и направлять отфильтрованный воздух во впуск двигателя. Система фильтрации воздуха может содержать впуск воздуха, связанный с атмосферой, дроссельную заслонку, регулирующую поток воздуха через впуск воздуха, корпус фильтра, содержащий, по меньшей мере, две части (первую часть, соединенную с впуском атмосферного воздуха, и вторую часть корпуса фильтра, соединенную с выпуском отфильтрованного воздуха), фильтр, расположенный внутри корпуса фильтра, уплотнение, практически охватывающее фильтр и сжатое между, по меньшей мере, двумя частями корпуса фильтра, по меньшей мере, один пружинящий зажим для приложения сжимающей нагрузки к уплотнению, и выпуск отфильтрованного воздуха, присоединяющий корпус фильтра к двигателю внутреннего сгорания. Иллюстративный вариант осуществления такой системы фильтрации воздуха показан на ФИГ.1.
В этом варианте осуществления, корпус фильтра содержит две части, первую оболочку фильтра и вторую оболочку фильтра. Первая и вторая оболочки фильтра могут состыковываться на периферийном крае каждой оболочки. Каждый из периметров может содержать фланец, проходящий аксиально от корпуса фильтра. Фильтр может быть уплотнен по периметру между периметрами первой оболочки фильтра и второй оболочки фильтра. Первая оболочка фильтра может быть присоединена к впуску атмосферного воздуха и, таким образом, расположена со стороны неотфильтрованного воздуха фильтра. Вторая оболочка фильтра может быть присоединена к выпуску воздуха для подачи воздуха к двигателю и, таким образом, расположена со стороны отфильтрованного воздуха фильтра. Величина потока воздуха через фильтрующую систему к двигателю может регулироваться посредством открытия и закрытия дроссельной заслонки, которая может быть установлена в проходе впуска неотфильтрованного воздуха.
Фильтр должен быть уплотнен между двумя оболочками фильтра для того, чтобы избежать попадания неотфильтрованного воздуха в двигатель. Уплотнение охватывает фильтр и может быть выполнено из сжимаемого материала. Сжимающая нагрузка может быть приложена к уплотнению посредством, по меньшей мере, одного пружинящего зажима. Пружинящие зажимы выполнены из пластмассового композитного материала, однако, в альтернативных вариантах осуществления пружинящие зажимы могут быть выполнены из любого желаемого упругого материала. По меньшей мере, один пружинящий зажим содержит крепежную часть в виде крючка, которая может быть с возможностью вращения установлена на оси вращения первой оболочки фильтра, головная часть, которая может прилегать к фланцу на периметре второй оболочки фильтра в положении зацепления, рычаг, проходящий от головной части, и плечевую часть, содержащая дугу между крепежной частью и головной частью.
Иллюстративный вариант осуществления пружинящего зажима, установленного на ось вращения первой оболочки фильтра, изображен на ФИГ.2. Пружинящий зажим изображен в положении зацепления, при этом на уплотнение воздействует сжимающая нагрузка. Пружинящий зажим может быть перемещен в свободное положение, при этом происходит высвобождение уплотнения, посредством приложения усилия к рычагу в направлении от корпуса фильтра. В свободном положении вторая оболочка фильтра может быть удалена и фильтр может быть проверен и/или заменен рабочим.
Ортогональная проекция иллюстративного пружинящего зажима изображена на ФИГ.3а-3в и изометрическая проекция пружинящего зажима изображена на ФИГ.3г. На ракурсе профиля пружинящего зажима на ФИГ.3а изображена крепежная часть, плечо, головную часть и рычаг, а также их относительная толщина. Плечо выступает прямо из крепежной части (стержень крючка) и далее содержит непрерывно изгибающуюся дугу, соединяющуюся с головной частью. В альтернативных вариантах осуществления плечо может содержать непрерывно изгибающуюся дугу, проходящую от крючка к головной части. Рычаг выступает из головной части в практически продольном направлении относительно основного корпуса зажима (головная часть, плечевая часть, и крепежная часть). В этом иллюстративном варианте осуществления, головная часть может иметь закругленную кромку и быть более толстой по сравнению с другими частями пружинящего зажима.
Подобное устройство пружинящего зажима является предпочтительным, поскольку прочность пружинящего зажима может быть увеличена и зажим является более простым в обращении. Повышенная прочность может достигаться с таким устройством, например, за счет того, что упругая деформация пружинящего зажима в рабочем положении распределяется вдоль длины части в виде плеча. При вхождении в зацепление пружинящего зажима, относительно небольшое усилие приложено к части в виде плеча и вызывает общее увеличение его прочности. Кроме того, расположение и ориентация рычага могут сделать обращение с пружинящим зажимом более простым. Закругленный край головной части также способствует простоте обращения благодаря тому, что он легко скользит вдоль фланца второй оболочки фильтра. Головная часть может быть выполнена из более прочного материала и может иметь меньшую гибкость, чем другие части зажима, поскольку головная часть имеет большую толщину. Это может также внести вклад в прочность пружинящего зажима, поскольку головная часть непосредственно контактирует с фланцем второй оболочки и прилагает к нему направленное вниз усилие. В некоторых вариантах осуществления, прочность материала пружинящего зажима может быть дополнительно увеличена посредством выполнения ребра жесткости по центру на внешней стенке плеча. Инженерный расчет может быть проведен для определения отношений толщин стенок каждой части пружинящего зажима.
Другие преимущества могут включать легкую установку и/или снятие пружинящего зажима в случае повреждения пружинящего зажима. Например, крючкообразная форма крепежной части может обеспечить простое снятие с оси вращения посредством приложения направленного вниз усилия к поврежденному пружинящему зажиму, который находится в свободном положении. Затем, на корпусе фильтра можно установить новый пружинящий зажим посредством приложения направленного верх усилия для установки крючкообразной части на оси вращения. Кроме того, поскольку пружинящий зажим состоит из пластмассового композитного материала, он может иметь яркий цвет, такой как желтый цвет, используемый техническими или аварийными службами, в результате чего зажим будет легче распознать во время технического обслуживания транспортного средства.
На ФИГ.1 изображена система 100 фильтрации воздуха транспортного средства, содержащего двигатель внутреннего сгорания. Направление потока воздуха представлено стрелками, очерченными контуром. Стрелки, выполненные сплошными линиями, показывают поток воздуха за пределами системы 100 фильтрации воздуха, тогда как стрелки, выполненные пунктирными линиями, показывают поток воздуха внутри системы 100 фильтрации воздуха. Дроссельная заслонка (не показана) может быть расположена на пути потока воздуха перед каналом 102 впуска воздуха. Открытие дроссельной заслонки может увеличить поток воздуха, а закрытие дроссельной заслонки может уменьшить поток воздуха. Неотфильтрованный воздух может проходить через канал 102 впуска воздуха, через корпус 104 фильтра, где твердые частицы отделяют от воздуха посредством фильтра (не показан). Затем отфильтрованный воздух может быть направлен в двигатель через канал 106 выпуска воздуха. В одном примере, канал 102 впуска воздуха непосредственно открывается в атмосферу в месте расположения дроссельной заслонки. В другом примере, канал 102 впуска неотфильтрованного воздуха может соединяться с атмосферой через дополнительную трубку или рукав, при этом корпус дроссельной заслонки и/или впускная магистраль расположены внутри дополнительной трубки или рукава. Аналогичным образом, канал 106 выпуска отфильтрованного воздуха может быть непосредственно соединен с впускным коллектором двигателя (не показан), или, в альтернативном варианте осуществления, может быть соединен опосредованно через дополнительную трубку или рукав (не показаны).
Корпус 104 фильтра соединен с каналом 102 впуска воздуха посредством крепежных элементов 108. В настоящем примере три крепежных элемента изображены на первой стороне система 100 фильтрации воздуха транспортного средства. Понятно, что система 100 фильтрации воздуха транспортного средства может содержать большее или меньшее количество крепежных элементов на первой стороне. Аналогично, вторая сторона, противоположная первой стороне, может содержать дополнительные крепежные элементы (не показаны). Дополнительные крепежные элементы могут быть выполнены симметрично или асимметрично относительно крепежных элементов 108. Крепежные элементы 108 могут быть дополнительно прикреплены к корпусу (не показан) транспортного средства или другим частям транспортного средства посредством кронштейнов для стабилизации положения фильтрующей системы внутри транспортного средства.
Корпус 104 фильтра содержит первую оболочку 120 фильтра, которая прилегает торцом ко второй оболочке 130 фильтра. Первая оболочка 120 фильтра и вторая оболочка 130 фильтра в целом имеют форму куба, однако, в альтернативных вариантах осуществления могут быть возможны другие формы оболочки фильтра без отступления от объема данной заявки. Первая оболочка 120 фильтра и вторая оболочка 130 фильтра могут быть соединены для образования внутренней полости корпуса 104 фильтра. Внутри полости между двумя оболочками может быть расположен фильтр (не показан), который в целом разделяет полость на две меньших полости. Первая полость может быть расположена внутри первой оболочки 120 фильтра и относится к «грязной» стороне фильтра, поскольку она содержит неотфильтрованный воздух. Вторая полость может быть расположена внутри второй оболочки 130 фильтра и относится к «чистой» стороне фильтра, поскольку она содержит отфильтрованный воздух.
Фильтр может быть выполнен из волокнистого материала, такого как пена, бумага, штапельное стекловолокно или синтетический фильтрующий материал. После определенной продолжительности использования фильтр засоряется грязью или другими твердыми частицами и должен быть заменен.
Датчик 110 массового расхода воздуха (MAF) может быть функционально связан с верхней оболочкой 130 фильтра. Датчик 110 MAF может быть использован для определения массы воздуха, поступающей в двигатель. Датчик 110 MAF может посылать сигнал к блоку (не показан) управления двигателем (ECU). После чего ECU может регулировать открытие и закрытие дроссельной заслонки, например, для того, чтобы регулировать количество воздуха, поступающего в двигатель. Датчик 110 MAF может использовать для измерения лопатки или нагреваемый провод, или представлять собой другой тип датчика массового расхода воздуха.
В иллюстративном варианте осуществления, изображенном на ФИГ.1, первая оболочка фильтра 120 содержит четыре стенки 136 (при этом на ФИГ.1 изображены только две), которые представляют собой четыре стороны указанной в целом кубической формы. Поперечное сечение стенок 126 может быть в целом прямоугольной формы. Четыре стенки 136 перпендикулярны каналу 102 впуска воздуха. Первая открытая сторона нижней оболочки 120 фильтра (не показана) не содержит стенки и может быть практически открытой к каналу 102 впуска воздуха для того, чтобы неотфильтрованный воздух мог проходить из канала 102 впуска воздуха в корпус 104 фильтра. В альтернативных вариантах осуществления, первый корпус фильтра в этой области может содержать стенку. В этом примере, первая оболочка фильтра может содержать стенку, которая является перпендикулярной четырем стенкам 136 и аксиальной относительно канала 102 впуска воздуха. Затем канал 102 впуска воздуха может быть присоединен к одной из стенок 136 для того, чтобы неотфильтрованный воздух мог проходить в корпус 104 фильтра.
В иллюстративном варианте осуществления, изображенном на ФИГ. 1, первая оболочка 120 фильтра является практически открытой/не содержит стенки на второй открытой стороне, выполненной напротив первой открытой стороны. Вторая открытая сторона первой оболочки 120 фильтра может быть ограничена периметром, который содержит первый фланец 122. Первый фланец 122 проходит в направлении от внутренней полости нижней оболочки 120 фильтра и является перпендикулярным стенкам 136. Первый фланец 122 может соединяться со вторым фланцем 132 на периметре второй оболочки фильтра 130.
В этом варианте осуществления, второй фланец 132 проходит в направлении от внутренней полости второй оболочки 130 фильтра и ограничен периметром второй оболочки 130 фильтра. Для того чтобы вторая оболочка 130 фильтра образовала внутреннюю полость корпуса 104 фильтра совместно с первой оболочкой 120 фильтра, вторая оболочка 130 фильтра должна содержать третью открытую сторону, которая открыта/не содержит стенки и окружена вторым фланцем 132. Второй фланец 132 является практически перпендикулярным относительно четырех стенок 136 (при этом на ФИГ.1 показаны только две стенки). Стенки 136 определяют четыре стороны в целом кубической формы второй оболочки 130 фильтра. Поперечное сечение стенок 136 может быть в целом прямоугольной формы. Канал выпуска 106 воздуха присоединен ко второй оболочке 130 фильтра посредством отверстия в одной из стенок 136. Стенка 138 определяет сторону, противоположную третьей открытой стороне и является практически перпендикулярной стенкам 136.
Сжимаемое уплотнение 140 расположено между первым фланцем 122 и вторым фланцем 132. Сжимаемое уплотнение 140 может практически охватывать фильтр, расположенный между нижней оболочкой 120 фильтра и верхней оболочкой 130 фильтра. Сжимаемое уплотнение 140 может быть выполнено из сжимаемого материала, такого как эластомер, уретан или войлок, или может просто быть выполнено, как в случае синтетического фильтрующего материала, в виде участка фильтрующего материала.
Для приложения сжимающей нагрузки к сжимаемому уплотнению 140, к первой оболочке 120 фильтра и ко второй оболочке 130 фильтра может быть приложено усилие для того, чтобы сжать уплотнение между первым фланцем 122 и вторым фланцем 132. В настоящем примере, установлены два пружинящих зажима 150а и 150b, которые прикреплены с возможностью вращения к первой оболочке 120 фильтра возле крепежных элементов 124а и 124b. В альтернативных вариантах осуществления, может быть установлено большее или меньшее количество пружинящих зажимов и/или пружинящие зажимы могут быть прикреплены с возможностью вращения ко второй оболочке фильтра.
Пружинящие зажимы 150а и 150b выполнены с возможностью избирательного вращения между рабочим положением и свободным положением. Дополнительные изображения пружинящего зажима 150а представлены на ФИГ.2 и 3а-г, при этом зажим имеет общую конструкцию, аналогичную пружинящему зажиму 150b. Очевидно, что в альтернативных вариантах осуществления корпус 104 фильтра может представлять собой комбинацию конструкций пружинящих зажимов. На ФИГ.1, пружинящие зажимы 150а и 150b изображены в рабочем положении, при этом головная часть 202 повернута относительно второго фланца 132 (см. ФИГ. 2) и опирается на поверхность второго фланца 132. Рычаг 204 выступает из головной части 202 и оператор может приложить усилие F1 к рычагу для того, чтобы повернуть пружинящий зажим 150а в свободное положение. Для возвращения пружинящего зажима 150а в рабочее положение может быть использовано противоположное усилие F2. Рычаг 204 может факультативно содержать контактный буртик 240. Контактный буртик 240 может быть выполнен для повышения эргономичности, в результате чего оператору будет легче манипулировать рычагом.
Пружинящий зажим 150а изображен установленным на ось 210 вращения крепежного элемента 124а. Крепежный элемент 124а расположен на внешней стороне одной из стенок 126 первой оболочки 120 фильтра. Ось 210 вращения закреплена между двумя параллельными опорными элементами 212. Центральное ребро 214 расположено параллельно опорными элементами 212 и между ними. Центральное ребро 214 присоединено к центральной части оси 210 вращения. Центральное ребро 214 должно обеспечить дополнительную прочность и поддержку оси 210 вращения. В альтернативном варианте осуществления, дополнительные ребра могут поддерживать ось вращения или центральное ребро может быть удалено. В другом альтернативном варианте осуществления, ось вращения может быть отлита посредством открытой формы с вырезом под штифт на первой оболочке фильтра.
Крепежная часть 208 закреплена с возможностью вращения на оси 210 вращения. Крепежная часть 208 содержит центральную выемку 216. Центральная выемка 216 охватывает центральное ребро 214. В альтернативном варианте осуществления, в котором выполнено большее количество ребер, крепежная часть может содержать дополнительные выемки для размещения каждого ребра. Кроме того, в варианте осуществления, в котором центральное ребро отсутствует, можно не выполнять центральную выемку.
Второй фланец 132 на ФИГ.2 изображен пунктирной линией. Кроме того, на ФИГ.2 изображена линия контакта 220 (в виде единичной точки на двухмерной фигуре) головной части 202 и второго фланца 132. Вдоль линии контакта 220, головная часть 202 может опираться на второй фланец 132 и быть прижатой к нему. Такое взаимодействие может поддерживаться без выхода из зацепления благодаря усилию F3, которое толкает головную часть 202 по направлению ко второму фланцу 132. Усилие F3 может быть обеспечено посредством упругой деформации плеча 206.
Более подробно, линия контакта 220 и ось вращения 210 расположены на расстоянии D1. Головная часть 202 и крепежная часть 208 расположены на расстоянии D2 (см. ФИГ.3а), когда пружинящий зажим 150а находится в свободном положении. D2 меньше, чем D1. В рабочем положении, плечо 206 может растягиваться/упруго деформироваться для увеличения расстояния между головной частью 202 и крепежной частью 208. Дополнительно, сжимаемое уплотнение 140 может быть сжато после приложения к нему сжимающей нагрузки для уменьшения расстояния между линией контакта 220 и осью 210 вращения. Таким образом, в рабочем положении расстояние D1 практически равно расстоянию D2.
В свободном положении плечо 206 имеет первый радиус кривизны. В рабочем положении плечо 206 имеет второй радиус кривизны, который меньше чем первый радиус кривизны. Упругая деформация плеча 206 обеспечивает усилие F3 и поддерживает плотное сжатие сжимаемого уплотнения 140. Таким образом, воздух, проходящий через канал 102 впуска воздуха и первую оболочку 120 фильтра, должен проходить через фильтр во вторую оболочку 130 фильтра и канал выпуска воздуха 106 и не может вытекать через область соединения первого фланца 122 и второго фланца 132.
На ФИГ.3а представлен вид сбоку пружинящего зажима 150а. Здесь, плечо 206 содержит непрерывно изгибающуюся дугу, которая проходит от головной части 202 к стрежню 218 крепежной части 208. Дугообразная конфигурация плеча 206 имеет преимущество, заключающееся в том, что упругая деформация равномерно распределяется вдоль дуги, а не в ограниченной области плеча. Плечо 206 может необязательно содержать усиливающее ребро 230, расположенное по центру на внешней изогнутой поверхности плеча. Усиливающее ребро 230 может обеспечить дополнительную прочность пружинящему зажиму.
Также на ФИГ.3а изображена толщина D3 головной части 202. Другие части пружинящего зажима 150а (плечо 206, крепежная часть 208, стержень 218 и рычаг 204) имеют толщину D4. D3 больше, чем D4, в результате чего головная часть выполнена из более толстого материала и является более прочной, чем другие части пружинящего зажима 150а. В предпочтительном варианте осуществления, D3 приблизительно в два раза больше чем D4. Однако в альтернативных вариантах осуществления D3 может более чем или менее чем в два раза превосходить D4.
Поскольку головная часть прикладывает усилие непосредственно ко второму фланцу по линии контакта 220, большая прочность материала головной части может быть предпочтительной. Эти признаки могут увеличить общую прочность и срок службы пружинящего зажима. Очевидно, что в альтернативных вариантах осуществления объединение этих признаков не является обязательным. В альтернативных примерах, пружинящий зажим может содержать или дугообразное плечо, или более широкую головную часть, при этом он по-прежнему может обладать преимуществом, заключающемся в повышенной прочности и сроке службы. Кроме того, рычаг может иметь увеличенную толщину, так что толщина рычага практически будет равняться толщине головной части.
Другое преимущество варианта осуществления, изображенного на ФИГ.3а и 3г, заключается в закругленной кромке 226 головной части 202. Закругленная кромка 226 представляет собой участок головной части 202, который расположен на линии контакта 220 (на двухмерных фигурах изображена только единичная точка контакта) и непосредственно контактирует со вторым фланцем 132. Благодаря округлой форме закругленной кромки 226, головная часть 202 может более легко скользить по второму фланцу 132 при перемещении между рабочим и свободным положением.
Кроме того, предлагаемый пружинящий зажим может иметь другое преимущество, заключающееся в том, что он может быть легко заменен в случае повреждения или поломки. Согласно ФИГ.3а и 3г, крепежная часть 208 в целом имеет крючкообразную форму. Крепежная часть 208 содержит выемку 222 с размером D5. Кроме того, крепежная часть 208 содержит цилиндрическую полость 224 диаметром D6. D6 может быть практически равен диаметру оси 210 вращения. D5 меньше, чем D6, в результате чего размер выемки 222 может быть меньше чем диаметр оси вращения.
Крепежная часть 208 может быть установлена на оси 210 вращения посредством приложения усилия F4, достаточного для того, чтобы крючок изогнулся, и выемка 222 расширилась, так чтобы D5 стал практически равен D6. В результате продолжения приложения усилия F4, выемка 222 охватит по окружности ось 210 вращения и D5 вернется в свое первоначальное положение. Ось 210 вращения практически полностью заполнит в целом цилиндрическую полость 224. В результате, пружинящий зажим 150а будет установлен на оси 210 вращения и может вращаться вокруг оси 210 вращения. Благодаря чему пружинящий зажим 150а может перемещаться из свободного положения в рабочее положение.
В случае повреждения, пружинящий зажим 150а может быть удален с оси 210 вращения посредством приложения противоположного усилия F5, когда пружинящий зажим 150а находится в свободном положении. Кроме того, пружинящий зажим 150а может быть легко установлен. В альтернативных вариантах осуществления, крепежная часть может содержать отверстие, в котором может крепиться штырь, который или отлит как одно целое с пружинящим зажимом, или вставлен в пружинящий зажим после его отливки. В дополнительных альтернативных вариантах осуществления, крючкообразная часть пружинящего зажима может быть отлита как одно целое со штырем. В этом варианте осуществления штырь может быть позже прикреплен к нижнему корпусу фильтра. В этих альтернативных вариантах осуществления, штырь представляет собой ось вращения.
Пружинящий зажим 150а выполнен из пластмассового композитного материала. Пружинящий зажим может быть выполнен из одного или более материалов, выбранных из нейлона 66, полибутилентерефталата (РВТ), ацеталя, полипропилена, полиэтилентерефталата (PET), полифениленсульфида (PPS) и/или другого подходящего полимерного или композитного материала. Композитный материал может дополнительно включать наполнитель, например, 10-40% стекловолокнистого наполнителя. Благодаря этому пружинящий зажим может быть легко отлит и является недорогим в производстве. К тому же, нет необходимости подвергать пружинящий зажим изгибу, снятию заусенец, тепловой обработке или антикоррозийному покрытию, что требуется при производстве металлических пружинящих зажимов. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, вместе с пружинящим зажимом могут быть легко отлиты элементы, повышающие эргономичность, такие как непрерывный буртик на рычаге, который предотвращает соскальзывание пальцев оператора с рычага при перемещении пружинящего зажима из рабочего положения в свободное положение.
Пластмассовый композитный материал может иметь определенный цвет, такой как желтый или оранжевый цвет, используемый техническими или аварийными службами. В этом примере, где пружинящий зажим имеет яркую окраску, оператор может легко идентифицировать местоположение пружинящего зажима внутри транспортного средства и увеличить скорость технического обслуживания. Руководство по техническому обслуживанию может поставляться вместе с транспортным средством и может содержать, в некоторой части, инструкции в отношении идентификации цветов пружинящих зажимов, и инструкции по эксплуатации пружинящих зажимов. В альтернативных вариантах осуществления, пластинчатый композитный материал может иметь другие цвета, например черный.
Представленное выше описание характеризует пружинящий зажим системы фильтрации воздуха транспортного средства. Пружинящий зажим имеет преимущества, заключающиеся в увеличенной прочности и сроке эксплуатации по сравнению с известными ранее пружинящими зажимами. Пружинящий зажим может быть легко заменен в случае повреждения и является простым в обращении для пользователя. Дополнительно, пружинящий зажим может иметь расцветку для того, чтобы облегчить идентификацию пружинящего зажима или улучшить внешний вид подкапотного пространства.
Следует принимать во внимание, что конфигурации, раскрытые в данном описании, являются по сути иллюстративными, и что эти конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в качестве ограничения, поскольку возможны различные изменения. Например, описанная выше технология может быть применена к различным типам транспортных средств, таким как легковые автомобили или грузовики. В другом примере, технология может быть применена к гибридному транспортному средству или только к двигателю внутреннего сгорания транспортного средства. Объект настоящего раскрытия включает все новые и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые здесь.
Следующая ниже формула изобретения конкретно отмечает определенные комбинации и подкомбинации, рассматриваемые как новые и не очевидные. Формула может ссылаться на «неопределенный» элемент или «первый» элемент, или его эквивалент. Указанную формулу следует понимать как включающую один или более таких элементов, без необходимости или исключения двух или более таких элементов. Другие комбинации или подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств, могут быть заявлены посредством замены настоящей формулы или посредством предоставления новой формулы в настоящей заявке или родственной заявке. Такая формула, не зависимо от того является ли она шире, уже, равной или отличающейся по объему от первоначальной формулы, также должна рассматриваться как составляющая объект настоящего изобретения.
1. Система фильтрации воздуха транспортного средства, содержащая:
первую оболочку фильтра с первым фланцем, стыкующуюся со второй оболочкой фильтра со вторым фланцем через сжимаемое уплотнение для расположения между ними фильтра; и
пружинящий зажим, содержащий непрерывно изгибающуюся дугу, проходящую от крепежной части к головной части, при этом головная часть контактирует со вторым фланцем второй оболочки фильтра, при этом головная часть имеет первую толщину, большую, чем вторая толщина непрерывной изгибающейся дуги.
2. Система фильтрации воздуха по п.1, отличающаяся тем, что пружинящий зажим выполнен из пластмассового композитного материала, включающего нейлон 66 с 30% стекловолокнистого наполнителя.
3. Система фильтрации воздуха по п.2, отличающаяся тем, что пружинящий зажим содержит рычаг;
и что пластмассовый композитный материал и рычаг имеют желтый цвет, система фильтрации воздуха установлена в моторном отсеке транспортного средства, при этом моторный отсек содержит несколько других регулируемых вручную рычагов для открытия или высвобождения обслуживаемых деталей, при этом несколько других регулируемых вручную рычагов также окрашены в желтый цвет.
4. Система фильтрации воздуха по п.3, отличающаяся тем, что транспортное средство содержит инструкции в руководстве по техническому обслуживанию, при этом руководство по техническому обслуживанию содержит доступные для прочтения инструкции по идентификации рычага на основании расцветки и эксплуатации рычага.
5. Система фильтрации воздуха по п.1, отличающаяся тем, что первый периметр первой оболочки фильтра состыкован со вторым периметром второй оболочки фильтра, при этом первый периметр имеет первый фланец и второй периметр имеет второй фланец, при этом сжимаемое уплотнение расположено между первым фланцем и вторым фланцем, при этом сжимаемое уплотнение выполнено из сжимаемого материала и практически охватывает внешний край фильтра; и где пружинящий зажим содержит на первом конце головную часть, при этом головная часть выполнена с возможностью избирательного движения между рабочим положением и свободным положением посредством скольжения вдоль второго фланца, в то время как крепежная часть вращается вокруг оси вращения на внешней поверхности первой оболочки фильтра.
6. Система фильтрации воздуха по п.5, отличающаяся тем, что головная часть прилегает ко второму фланцу в рабочем положении и находится на расстоянии от второго фланца в свободном положении.
7. Система фильтрации воздуха по п.5, отличающаяся тем, что головная часть содержит закругленную кромку или скошенную кромку, которая контактирует со вторым фланцем при скольжении между рабочим положением и свободным положением.
8. Система фильтрации воздуха по п.1, отличающаяся тем, что первая толщина приблизительно в два раза больше, чем вторая толщина.
9. Система фильтрации воздуха по п.8, отличающаяся тем, что рычаг проходит из головной части, и для вращения пружинящего зажима между рабочим положением и свободным положением к рычагу прилагают усилие, при этом рычаг содержит контактный буртик, расположенный на конце рычага напротив головной части.
10. Система фильтрации воздуха по п.9, отличающаяся тем, что рычаг имеет третью толщину, при этом третья толщина практически равна второй толщине.
11. Система фильтрации воздуха по п.5, отличающаяся тем, что крепежная часть содержит крючок и стержень на втором конце пружинящего зажима, при этом второй конец противостоит первому концу, и крючок установлен с возможностью снятия на оси вращения.
12. Система фильтрации воздуха по п.11, отличающаяся тем, что крючок практически охватывает ось вращения за исключением участка выемки указанного крючка.
13. Система фильтрации воздуха по п.12, отличающаяся тем, что внутренняя стенка крючка образует в целом цилиндрическую полость, при этом диаметр в целом цилиндрической полости практически равен диаметру оси вращения.
14. Система фильтрации воздуха по п.13, отличающаяся тем, что участок выемки имеет размер, меньший диаметра оси вращения, при этом крючок установлен с возможностью снятия на оси вращения посредством проталкивания оси вращения через участок выемки.
15. Система фильтрации воздуха по п.5, отличающаяся тем, что крючок и стержень имеют четвертую толщину, при этом четвертая толщина практически равна второй толщине.
16. Система фильтрации воздуха по п.5, отличающаяся тем, что плечо в свободном положении имеет первый радиус кривизны между головной частью и крепежной частью, при этом плечо в свободном положении не подвержено упругой деформации.
17. Система фильтрации воздуха по п.16, отличающаяся тем, что плечо в рабочем положении имеет второй радиус кривизны между головной частью и крепежной частью, при этом второй радиус кривизны меньше первого радиуса кривизны, и плечо в рабочем положении подвержено упругой деформации.
18. Система фильтрации воздуха по п.1, отличающаяся тем, что плечо содержит усиливающее ребро, расположенное по центру на внешней стенке плеча.
19. Система фильтрации воздуха транспортного средства, содержащая первую оболочку фильтра с первым фланцем, при этом первый фланец стыкуется со вторым фланцем второй оболочки фильтра через сжимаемое уплотнение для того, чтобы фильтр располагался между первой оболочкой фильтра и второй оболочкой фильтра, и пластмассовый пружинящий зажим для приложения сжимающей нагрузки к сжимаемому уплотнению, при этом пластмассовый пружинящий зажим прикреплен с возможностью вращения к оси вращения на первой оболочке фильтра и может вращаться между рабочим положением и свободным положением, при этом пластмассовый пружинящий зажим содержит:
крепежную часть на первом конце пластмассового пружинящего зажима, закрепленную с возможностью снятия на оси вращения, при этом крепежная часть содержит стержень и крючок, а крючок содержит в целом цилиндрическую полость и выемку, при этом в целом цилиндрическая полость имеет первый диаметр, и первый диаметр практически равен второму диаметру оси вращения, при этом выемка имеет третий размер, и третий размер меньше, чем первый диаметр;
головную часть на втором конце пластмассового пружинящего зажима, при этом второй конец является противоположным первому концу, при этом головная часть контактирует со вторым фланцем по линии контакта в рабочем положении и находится на расстоянии от второго фланца в свободном положении, и головная часть дополнительно содержит закругленную кромку по линии контакта, при этом закругленная кромка выполнена с возможностью скольжения по второму фланцу и головная часть имеет первую толщину;
рычаг, проходящий от головной части, при этом рычаг выполнен с возможностью приложения к нему усилия в первом направлении для перемещения пластмассового пружинящего зажима в рабочее положение и с возможностью приложения к нему усилия во втором направлении для перемещения пластмассового пружинящего зажима в свободное положение, причем первое направление противоположно второму направлению, при этом рычаг имеет вторую толщину, а первая толщина приблизительно в два раза больше второй толщины; и
плечо, при этом плечо содержит непрерывно изгибающуюся дугу, проходящую от головной части к стержню крепежной части, причем непрерывно изгибающаяся дуга имеет первый радиус кривизны в свободном положении и второй радиус кривизны в рабочем положении, и первый радиус кривизны превышает второй радиус кривизны, а плечо имеет вторую толщину.
20. Механизм для сжатия уплотнения воздушного фильтра, содержащий:
первую оболочку фильтра, имеющую в целом форму куба, с первым периметром, содержащим первый фланец;
вторую оболочку фильтра, имеющую в целом форму куба, со вторым периметром, содержащим второй фланец, при этом первый периметр стыкуется со вторым периметром через сжимаемое уплотнение для образования между ними уплотненной полости;
фильтр, расположенный в уплотненной полости, при этом сжимаемое уплотнение практически охватывает фильтр; и
несколько окрашенных в желтый цвет пружинящих зажимов, каждый из которых выполнен с возможностью избирательного движения между свободным положением и рабочим положением, и которые поглощают упругую деформацию при поддержании соединения первой оболочки фильтра, имеющей в целом форму куба, и второй оболочки фильтра, имеющей в целом форму куба, при этом каждый из нескольких пружинящих зажимов содержит:
крепежную часть на первом конце пружинящего зажима, закрепленную с возможностью снятия на оси вращения на внешней поверхности первой оболочки фильтра, имеющей в целом кубическую форму, при этом крепежная часть содержит
крючок, содержащий внутреннюю стенку крючка, формирующую в целом цилиндрическую полость, при этом в целом цилиндрическая полость имеет первый диаметр, который практически равен второму диаметру оси вращения, при этом крючок дополнительно содержит выемку, выемка имеет первый размер и первый размер меньше, чем первый диаметр; и
стержень, проходящий прямо от крючка и соединяющий крючок с пружинящим зажимом;
головную часть на втором конце, второй конец является противоположным первому концу, при этом головная часть имеет закругленную кромку, которая контактирует со вторым фланцем в рабочем положении и не контактирует со вторым фланцем в свободном положении, при этом закругленная кромка выполнена с возможностью скольжения по второму фланцу, а головная часть имеет первую толщину;
рычаг, расположенный на головной части и выполненный с возможностью управления пользователем посредством приложения усилия в первом направлении, чтобы переместить каждую пару пружинных зажимов в рабочее положение, и первое направление является направлением ко второму фланцу, при этом рычаг дополнительно выполнен с возможностью управления пользователем посредством приложения усилия во втором направлении, чтобы переместить каждую пару пружинящих зажимов в свободное положение, второе направление противоположно первому направлению; и
плечо, при этом плечо содержит непрерывно изгибающуюся дугу, проходящую от крепежной части к головной части, при этом непрерывно изгибающаяся дуга имеет первый радиус кривизны в свободном положении и второй радиус кривизны в рабочем положении, и первый радиус кривизны превышает второй радиус кривизны, причем плечо имеет вторую толщину, а первая толщина приблизительно в два раза больше второй толщины.
