BR0315741B1

BR0315741B1 - cartucho de filtro, e, método para fabricar o mesmo.

Info

Publication number: BR0315741B1
Application number: BRPI0315741-5A
Authority: BR
Inventors: Leon P Janik
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2003-10-21
Publication date: 2011-06-28
Also published as: BR0315741A; WO2004041404A1; AU2003279998A1; ES2347235T3; EP1565244B1; CN1708342A; DE60333030D1; US20040084363A1; EP1565244A1; US6863811B2; CN100387324C

Description

1"CARTUCHO DE FILTRO, Ε, MÉTODO PARA FABRICAR O MESMO"FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

1. Campo da Invenção

Esta invenção diz respeito no geral a filtros de combustívelempregados em relação a motores de combustão interna. Maisparticularmente, a presente invenção diz respeito a cartuchos de filtro decombustível substituíveis para remover corpos estranhos e/ou separar água dosistema de suprimento de combustível de um motor de combustão interna.

2. Descrição da Tecnologia Relacionada

Sistemas de filtro de combustível aos quais a invenção dizrespeito normalmente empregam um cartucho de filtro descartável que ésubstituído em intervalos pré-estabelecidos de uso do filtro. O cartuchosubstituível é convencionalmente preso a uma base que define as conexões deentrada e saída entre o cartucho e o sistema de suprimento de combustível.Inúmeros sistemas de retenção têm sido empregados para prender o cartuchode filtro na base e permitir a remoção do cartucho com propósitos desubstituição.

Na prática, as exigências dos cartuchos de filtro podem variar,dependendo: do tipo e fabricação do motor de combustão interna; daaplicação específica à qual o motor é empregado; do clima no qual o motoropera; e/ou características regionais, como a qualidade do suprimento decombustível. Cartuchos de filtro adequados para substituição em um sistemade filtro particular normalmente variam de acordo com a capacidade,compatibilidade do fluido e qualidades do meio de filtro.

Um dos problemas recorrentes em garantir o desempenho dosistema de filtração é encontrado em relação à substituição do cartucho defiltro. E imperativo que a substituição do cartucho seja compatível com asexigências de filtragem do sistema de combustível. É comum que cartuchosde filtro tenham configurações externas no geral similares, independendo dodesempenho. Em decorrência disto, um cartucho de filtro de substituição podese adequar dimensionalmente à forma da base de um dado conjunto de filtrode combustível, e não atender às especificações aplicáveis ao sistema decombustível e assim comprometer a integridade do sistema de filtragem decombustível. A substituição com um cartucho de filtro incompatível pode terconseqüências muito sérias para a operação do motor de combustão interna, epode também ser desnecessariamente mais cara do que cartuchos mais baratosque são plenamente adequados. Na prática, a substituição de cartuchos podeser tão similar na configuração global que o proprietário do veículo e/ou otécnico em manutenção que trabalha no motor de combustão interna podemcomprometer inadvertidamente a integridade do sistema de filtragem pelasubstituição com um cartucho completamente inadequado, mesmo que ocartucho inadequado pelo menos superficialmente pareça adequado.Certamente, existem também casos em que cartuchos de filtro de reposiçãoinferiores ou inadequados são intencionalmente instalados, sem oconhecimento do proprietário ou do operador do veículo.

Para muitas aplicações, é também desejável que um cartuchoseja montado na base em uma orientação angular específica, de maneira talque avisos, direções e marcações afixadas no cartucho possam ficardevidamente posicionadas para garantir visibilidade e maximizar as chancesde disseminação de informação com sucesso. Para outras aplicações, édesejável que o cartucho seja travado na posição em relação à base, demaneira tal que o cartucho não possa girar em relação à base.

A patente U.S. no. 5.035.797, que é atribuída ao cessionário dapresente invenção divulga um conjunto de filtro de combustível no qual umabase é montada no veículo e um cartucho de filtro descartável fica suspensopela base. O cartucho fica retido na base por meio de um colar rosqueado quese encaixa em uma estrutura de solda cilíndrica saliente na periferia doalojamento do cartucho. O cartucho é substituído bambeando o colarrosqueado e desmontando o cartucho de filtro. É divulgado um sistema dechaveta no qual as chavetas se projetam axialmente da base através de fendascorrespondentes na tampa de extremidade do alojamento do cartucho de filtro.As dimensões e região das chavetas que se projetam axialmente garantemcompatibilidade, interferindo na montagem e vedação de cartuchosincompatíveis que não têm a correta configuração de fenda. As chavetas setravam com as fendas para montar o cartucho em um relacionamento angularfixo na base.

A patente U.S. 5.837.137, que é atribuída ao cessionário dapresente invenção, divulga um conjunto de filtro de combustível configuradode maneira similar (por exemplo, o cartucho fica retido na base por meio deum colar rosqueado) que incorpora um sistema de região e chavetaalternativo. Protuberâncias de uma superfície de recebimento da base sãorecebidas em depressões correspondentes na superfície extrema oposta docartucho para travar o cartucho em uma posição angular fixa em relação àbase. As protuberâncias interferem na montagem e vedação de um cartuchonão compatível que tenha um padrão incompatível de depressões.

Uma variação adicional na garantia de compatibilidade emconjuntos de filtro de combustível similares aos supradescritos está divulgada na patente U.S. no. 5.766.463, que é atribuída ao cessionário da presenteinvenção. O cartucho de filtro de combustível divulgado é formado de um parde seções de concha unidas ao longo de uma solda cilíndrica para formar oressalto de retenção. A parte superior no geral cilíndrica do cartucho de filtroé recebida dentro da base. Uma pluralidade de protuberâncias arqueadas seprojeta radialmente da parte superior cilíndrica do cartucho para ser recebidaem trilhas compatíveis na base. As protuberâncias estão divulgadas comoparte de um sistema de código de chaveta que inclui o sistema chaveta/fendadescrito na patente '797. Um sistema de chavetamento que se baseia emprotuberâncias da parte recebida do alojamento do cartucho pode permitirmalograr o sistema de chavetamento, permitindo que um cartucho sem asprotuberâncias seja recebido na base chavetada sem interferência.

Um sistema de montagem de cartucho de filtro alternativo estádivulgado na patente U.S. no. 6.187.188, também atribuída ao cessionário dapresente invenção. A solda cilíndrica na junção das seções do alojamento docartucho é deslocada radialmente para fora para formar uma pluralidade deabas de retenção. A base inclui uma estrutura de retenção fixa quecompreende um rebordo de retenção que define uma pluralidade de fendasaxiais em comunicação com partes do canal de retenção acima do rebordo deretenção. As fendas axiais ficam localizadas e são dimensionadas para sercomplementares às abas de retenção do cartucho de filtro. O cartucho de filtrofica retido na base alinhando axialmente as abas com as fendas e deslocandopara cima o cartucho no receptáculo da base. O cartucho é então girado, demaneira tal que as abas se encaixem dentro das partes do canal de retenção. Apatente Ί88 divulga que a compatibilidade do cartucho com a base pode sergarantida provendo a parte recebida do cartucho com fendas arqueadas paraacomodar as chavetas que se projetam axialmente da base, da maneiradivulgada na patente '797. Alternativamente, a parte recebida do cartuchopode ser provida com protuberâncias radiais, tais como as divulgadas napatente '463. Trilhas na base para receber as protuberâncias devem ter formade L (ter uma parte axial e uma parte radial) para acomodar a rotação docartucho em relação à base.

Garantir a compatibilidade do cartucho de filtro é uma questãode contínua preocupação na tecnologia. Embora as abordagens para garantircompatibilidade do cartucho de filtro descritas nas patentes '797, Ί37, '463 eΊ88 representem avanços significativos em relação à tecnologia anterior,melhorias adicionais na efetividade e eficiência são possíveis. Por exemplo,chavetas que se projetam da base que exigem aberturas no cartucho de filtrocomprometem a integridade selada do sistema de filtração. Arranjos dechavetamento que restringem o cartucho a uma posição angular fixa emrelação à base são incompatíveis com conjuntos de filtro que exigem rotaçãodo cartucho em relação à base. As trilhas em forma de L divulgadas napatente Ί88 podem ser difíceis de produzir, aumentando assim o custo dos conjuntos de filtro.

Existe uma necessidade premente na tecnologia de umconjunto de filtro que impeça instalação de cartuchos de filtro incompatíveis.Idealmente, um cartucho de filtro compatível com um sistema de chavetacomo esse pode ser empregado com um conjunto de filtro no qual o cartuchofica retido na base por meio de um colar, e conjuntos de filtro nos quais ocartucho gira para encaixar abas que se projetam radialmente em um retentorque se estende fixamente a partir da base.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um primeiro aspecto da presente invenção diz respeito aodeslocamento para dentro e para fora de uma solda cilíndrica na junção deseções do alojamento de um cartucho de filtro para fornecer componentes deuma matriz de compatibilidade do cartucho. Partes da solda cilíndrica sãodeslocadas radialmente para fora de maneira a formar abas de retenção. Partesadicionais da solda cilíndrica são deslocadas radialmente para dentro emrelação ao resto da solda cilíndrica. Em uma modalidade, o alojamento docartucho é substancialmente simétrico em torno de um eixo central, e as abasde retenção são espaçadas equiangularmente em torno do eixo. As abas sãotransversal equivalentes na extensão angular e deslocamento radial, isto é, asabas têm a mesma configuração geral. Conseqüentemente, a solda cilíndricainclui três partes de comprimento substancialmente iguais que se estendementre as abas de retenção. Uma ou mais dessas partes da solda cilíndricapodem incluir um segmento que é deslocado para dentro em relação ao eixocentral. O receptáculo de uma base compatível é provido com estruturas quepermitem a recepção e vedação de um cartucho com um padrãocomplementar de abas de retenção e segmentos deslocados para dentro. Umcartucho não compatível, por exemplo, um cartucho com um arranjo similarde abas de retenção, mas faltando os segmentos deslocados para dentroexigidos da solda cilíndrica, é impedido de casar com a base.

Em uma base com um retentor fixo onde as abas de retençãosão recebidas axialmente através de fendas e o cartucho é preso na base pelarotação em relação à base, a compatibilidade é garantida por protuberânciaspara dentro no rebordo do retentor. As protuberâncias para dentro do rebordode retenção correspondem aos segmentos deslocados para dentro da soldacilíndrica e permitem a recepção axial da solda cilíndrica através do rebordode retenção. A solda cilíndrica de um cartucho de filtro incompatível que nãotem o arranjo correto de partes deslocadas para dentro da solda cilíndrica teráa recepção axial na base impedida. Em uma matriz de compatibilidade docartucho, a solda cilíndrica inclui três abas de retenção espaçadasequiangularmente e três segmentos deslocados para dentro espaçadosequiangularmente da solda cilíndrica. Alternativamente, as partes deslocadaspara dentro podem não ser simétricas de maneira a garantir uma orientaçãoinstalada particular do cartucho em relação à base.

Além do mais, o cartucho de filtro pode também compreenderpelo menos uma protuberância para fora da parede lateral dessa parte docartucho recebido na base. Em vez de uma trilha em forma de L noreceptáculo de base, um anel na entrada do receptáculo define aberturas axiaiscompatíveis com as protuberâncias no cartucho. Juntas, a configuração dasolda cilíndrica e a parte recebida do cartucho podem ser incorporadas em múltiplos níveis de chavetamento para identificação do cartucho,posicionamento do cartucho e propósitos de controle de qualidade.

Um outro aspecto da invenção diz respeito a um conjunto defiltro onde um cartucho da presente invenção fica retido em uma base pormeio de um colar, um rebordo anular da base se salienta axialmente em umespaço definido entre a solda cilíndrica e a parte recebida do cartucho defiltro. A configuração deste espaço é complementar à configuração da soldacilíndrica, por exemplo, as abas de retenção aumentam a dimensão radial doespaço e os segmentos deslocados para dentro da solda cilíndrica diminuem adimensão radial do espaço. O rebordo que se salienta axialmente da base éprovida com protuberâncias para fora complementares às abas de retenção eas regiões onde o material do rebordo é removido para acomodar segmentosdeslocados para dentro da solda cilíndrica.

Um objetivo da presente invenção é fornecer uma matriz decompatibilidade do cartucho de filtro inédita e melhorada.

Um outro objetivo da presente invenção é fornecer umaestrutura do cartucho de filtro inédita e melhorada que garantacompatibilidade nos conjuntos de filtro que têm sistemas de retenção docartucho fixos e móveis.

Um objetivo adicional da presente invenção é fornecer umconjunto de filtro inédito e melhorado no qual a proteção da compatibilidadenão pode ser malograda pela omissão da estrutura da matriz decompatibilidade de um cartucho.

Outros objetivos e vantagens da invenção ficarão aparentes apartir dos desenhos e da especificação.DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A presente invenção pode ser mais bem entendida e seusinúmeros objetivos e vantagens ficarão aparentes aos especialistas natecnologia com referência aos desenhos anexos, em que:

A figura 1 é uma vista seccional vertical, parcialmente rota, deum cartucho de filtro de combustível que incorpora uma matriz decompatibilidade exemplar de diversos aspectos da presente invenção;

A figura 2 é uma vista plana de topo, parcialmente na formadiagramática, do cartucho de filtro da figura 1;A figura 3 é uma vista ampliada de um segmento deslocadopara dentro da solda cilíndrica do cartucho de filtro da figura 2;

A figura 4 é uma vista seccional ampliada da solda cilíndricano lado esquerdo do cartucho de filtro da figura 1;

A figura 5 é uma parte ampliada do cartucho de filtro mostradona figura 2, ilustrando uma aba de retenção formada a partir de umadeformação para fora da solda cilíndrica;

A figura 6 é uma vista frontal de uma parte de um primeirocomponente de base do filtro configurado para receber o cartucho de filtro dafigurai;

A figura 7 é uma vista lateral do componente de base do filtroda figura 6;

A figura 8 é uma vista de topo do componente de base do filtroda figura 6;

A figura 9 é uma vista seccional do componente da base dofiltro da figura 6, feita ao longo da linha 9-9 do mesmo;

A figura 10 é uma vista de base, parcialmente em linhastracejadas, do componente de base do filtro da figura 6; e

A figura 11 é uma vista seccional do componente de base dofiltro da figura 6, feita ao longo da linha 11-11 do mesmo.

A figura 12 é uma vista lateral de um segundo componente debase do filtro configurado para receber o cartucho de filtro da figura 1;

A figura 13 é uma vista de base do componente de base dofiltro da figura 12;

A figura 14 é uma vista de base, parcialmente em linhastracejadas, de um colar de retenção para reter o cartucho de filtro da figura 1no componente de base das figuras 12 e 13; e

A figura 15 é uma vista seccional do colar da figura 14 feita aolongo da linha 15-15 do mesmo.DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

Modalidades preferidas de um cartucho de filtro ilustrandodiversos aspectos da presente invenção serão agora descritos com referênciaparticular às figuras 1-5. Uma primeira modalidade de um componente debase do filtro compatível com o cartucho das figuras 1-5 está mostrada nasfigura 6-11. Uma segunda modalidade de um componente de base do filtrocompatível com o cartucho das figuras 1-5 está mostrada nas figuras 12 - 15.

A figura 1 é uma vista seccional de um cartucho de filtroexemplar 10 que compreende uma primeira seção do alojamento 12 unida auma segunda seção do alojamento 14 ao longo de uma solda cilíndricaperiférica 16. A figura 4 ilustra uma vista seccional ampliada da soldacilíndrica 16 no lado esquerdo da figura 1. A folha de metal das respectivasseções do alojamento que formam a solda cilíndrica está mostrada em linhaspontilhadas para a esquerda e direita do cartucho de filtro 10 adjacente à soldacilíndrica na figura 1. A folha de metal que se estende a partir da tampa deextremidade do alojamento do cartucho 12 se estende radialmente além dafolha de metal que se estende a partir da segunda seção do alojamento 14.Quando enroladas uma na outra para formar a solda cilíndrica mostrada nafigura 4, o comprimento radial estendido da folha de metal da primeira seçãodo alojamento 12 é enrolada por baixo da folha de metal da segunda seção doalojamento 14 e se sobrepõe a ela. A folha de metal enrolada sobreposta éentão encrespada para formar a solda cilíndrica de uma maneira conhecida natecnologia. Uma dobra em forma de U na primeira seção do alojamento 12para dentro da solda cilíndrica define um espaço 20 entre a solda cilíndrica e aparede no geral cilíndrica da primeira seção do alojamento 12. Este espaço 20permite o acesso ao interior da solda cilíndrica 16 durante a formação desolda e com propósitos de deformação conforme será descrito a seguir.

O cartucho de filtro 10 tem uma configuração geral efuncionalidade totais que são bem entendidas pelos especialistas natecnologia. Um elemento do filtro 18 é suportado dentro do cartucho. O ilhó30 envolve uma abertura axial central 32 na primeira seção do alojamento 12que recebe condutos coaxiais (não mostrados) para entrega de fluido nãofiltrado e recuperação de fluido filtrado do cartucho de filtro 10. A segundaseção do alojamento 14 pode ser provida com uma torneira de dreno 60 pararemoção de água que pode se acumular em um recipiente 15 definido pelaparte inferior da segunda seção do alojamento 14.

A figura 2 é uma vista de topo do cartucho de filtro da figura1. A solda cilíndrica 16 circunscreve o cartucho de filtro 10 separadaradialmente da tampa de extremidade 12 para definir um espaço anular 20. Asolda cilíndrica 16 inclui três partes que são deslocadas radialmente para foraem relação ao eixo central A do cartucho para formar abas de retenção 24. Asabas de retenção 24 estão ilustradas arranjadas equiangularmente nacircunferência da solda cilíndrica de mesma extensão angular e deslocamentoradial. Três partes da solda cilíndrica 23 se estendem entre as abas de retenção24. Na modalidade ilustrada, cada uma dessas partes 23 da solda cilíndricainclui um segmento deslocado radialmente para dentro 22. Os segmentosdeslocados para dentro 22 fornecem uma variável para uso com conjunto comuma matriz de compatibilidade do cartucho. Os segmentos deslocados paradentro 22 da solda cilíndrica 16 no cartucho de filtro exemplar 10 sãodiametralmente opostos a cada aba de retenção 24.

O deslocamento para dentro e para fora da solda cilíndrica emrelação à sua forma no geral circular resulta em um ressalto periférico quetem uma configuração em serpentina. Esta forma complexa ficavantajosamente localizada na periferia externa radial do cartucho de filtro 10.Conforme será discutido com mais detalhes a seguir, uma matriz decompatibilidade que inclui uma serpentina, ou periferia externa convoluta docartucho de filtro, apresenta oportunidades exclusivas para bloquear arecepção de cartuchos que omitem componentes da matriz decompatibilidade. Adicionalmente, o deslocamento para dentro e para fora dasolda cilíndrica 16 em relação ao eixo central A do cartucho define um espaçoanular 20 que tem uma dimensão radial variável, medida perpendicular aoeixo do cartucho A, mais bem visto na figura 2. A forma do espaço anular 20pode ser usada como parte de uma matriz de compatibilidade do cartucho,quando o cartucho 10 for montado em uma base que inclui o componentemostrado nas figuras 12 e 13 pelo colar mostrado nas figuras 14 e 15. Deacordo com um aspecto adicional da presente invenção, o perfil externo dasolda cilíndrica 16 é usado como um constituinte primário de uma matriz decompatibilidade do cartucho, quando o cartucho 10 for montado em uma baseque inclua o componente mostrado nas figuras 6-11.

A figura 3 ilustra uma vista ampliada de um segmento deslocadopara dentro 22 da solda cilíndrica 16. Na modalidade ilustrada, o deslocamentopara dentro da solda cilíndrica tem a forma de um arco que tem um raio decurvatura de aproximadamente 2,5" (6,35 cm) e um centro de curvatura localizadofora da solda cilíndrica 16. A deformação para dentro desloca a solda cilíndrica 16para dentro de seu raio de curvatura normal 17 ilustrado pela linha tracejada nafigura 3) por uma distância na faixa de 0,02" (0,05 cm) a 0,05" (0,127 cm) nocentro da deformação. O segmento deslocado para dentro tem um comprimentode aproximadamente 0,5" (1,27 cm) medida ao longo da circunferência da soldacilíndrica. Alternativamente, o segmento deslocado para dentro pode serconfigurado como uma porção substancialmente linear 22a do dito ressalto 16.

A figura 5 é uma parte ampliada da figura 2 que ilustra odeslocamento para fora da solda cilíndrica 16 para formar uma aba deretenção 24. A solda cilíndrica é deslocada radialmente para fora a umadistância de aproximadamente 0,08" (0,2 cm) em relação a partes adjacentesda solda cilíndrica, ou uma distância aproximadamente equivalente àespessura radial da solda cilíndrica 16. Cada aba de retenção 24 damodalidade ilustrada mantém seu deslocamento para fora máximo (deaproximadamente uma espessura da solda cilíndrica) aproximadamente 0,5"(1,27 cm). Percebe-se que a solda cilíndrica 16 inclui partes de transição 24aadjacentes a ambas as extremidade das abas de retenção. A solda cilíndrica 16entre as abas de retenção 24 (incluindo suas partes de transição 24a) e ossegmentos deslocados para dentro 22 mantém um raio de curvatura substancialmente constante centralizado no eixo do cartucho A.

As figuras 6-11 ilustram um componente de uma primeiramodalidade de uma base do filtro configurada para montar o filtro ilustradonas figuras 1 - 5. O componente ilustrado 40 de uma base de filtro é umcomponente moldado com partes de partes de suporte que se estendemintegralmente 42. As partes de suporte 42 são configuradas para receber umaluva de metal de reforço (não mostrada) através da qual um parafuso deanexação (não mostrado) retém a base do filtro em uma estrutura de suporte(não mostrada). Abaixo das partes de suporte 42, o componente de baseilustrado 40 compreende uma parede no geral cilíndrica 46 que define umreceptáculo 47 para receber axialmente a tampa de extremidade do cartuchode filtro 12. Um conduto central axial 48 do componente de base 40 érecebido e encaixado de forma selada por um ilhó 30 de um cartucho de filtroinstalado 10. A parede cilíndrica 46 se alarga radialmente para fora de forma aincluir um retentor integral fixo 44. O retentor 44 compreende três fendasaxiais 51 complementares às abas de retenção que se projetam radialmente 24no cartucho 10. As fendas axiais 51 se comunicam com partes do canal deretenção 43 definidas parcialmente por uma superfície superior de partes dorebordo de retenção que compreende uma rampa 52 e uma sede 54.

A primeira seção do alojamento 12 do cartucho de filtro 10 éinserida axialmente no receptáculo 47 até que as abas de retenção 24 fiquemalinhadas com as partes do canal de retenção 43. O cartucho 10 é então giradono sentido horário em relação à base. Durante a rotação, as abas de retençãocorem para cima nas rampas 52 e sobre uma parte saliente do rebordo deretenção até as sedes 54 definidas pela superfície superior do rebordo deretenção. Uma extensão radial resiliente 34 do ilhó do cartucho 30 predispõeo cartucho 10 para fora do componente de base 40, de maneira tal que as abasde retenção assentadas 24 resistam a rotação não intencional no sentido anti-horário do cartucho 10 em relação à base.

De acordo com um aspecto da presente invenção, o retentor 44define partes do rebordo 70 que têm um perfil voltado para dentro que incluiprotuberâncias que se projetam radialmente para dentro 56 correspondentes àregião de cada segmento deslocado para dentro 22 da solda cilíndrica 16 emrelação às abas de retenção 24 (cujas regiões correspondem às fendas axiais51 que separam as partes do rebordo de retenção 70). As fendas axiais 51 e aspartes do rebordo 70 com protuberâncias 56 codificam o componente de base40 para um cartucho de filtro, tal como o cartucho 10, com uma soldacilíndrica que tem um padrão compatível de abas de retenção 24 e segmentosdeslocados para dentro 22. A solda cilíndrica 16 de um cartucho de filtrocompatível pode passar as partes do rebordo de retenção 70, permitindocompleta recepção axial da primeira seção do alojamento do cartucho 12 noreceptáculo 47, de maneira tal que rotação subseqüente do cartucho monte ocartucho na base. Um cartucho incompatível (que falta, por exemplo, ossegmentos deslocados para dentro exigidos 22) é bloqueado de recepção axiale não pode ser montado na base codificada.

As figuras 12 e 13 ilustram uma segunda modalidaderepresentativa de um componente de base 80 configurado para receber umcartucho ilustrado nas figuras 1-5. Esta forma de base de filtro compreendeum componente fundido ou moldado 80 com uma parede cilíndrica 92 quedefine um receptáculo 87 no qual a primeira seção do alojamento 12 docartucho pode ser recebida axialmente. O cartucho fica retido na base por umcolar 100 (ilustrado nas figuras 14 e 15) que encaixa a solda cilíndricaperiférica 16. De acordo com um aspecto da presente invenção, o rebordo 82da parede 92 é provida com uma configuração secional complementar aoespaço anular 20 definido entre a primeira seção do alojamento do cartucho12 e a solda cilíndrica 16. Projeções radiais para fora 84 do rebordocorrespondem à região e ao deslocamento radial para fora das abas deretenção 24. O componente de base 80 pode ser fundido com o rebordo 82, tendo regiões 86 onde o rebordo é mais fino ou entalhado de forma aacomodar segmentos deslocados para dentro 22 da solda cilíndrica docartucho 16. Alternativamente, o material do rebordo pode ser removidodepois da produção do componente de base 80, tal como por meio deusinagem do rebordo nas regiões 86.

O colar 100 inclui uma rosca que se projeta para dentro 108configurada para encaixar uma rosca que se projeta para fora 88 nocomponente de base 80. A rotação do colar 100 em relação ao componente debase 80 faz com que a rosca do colar 108 corra na rosca da base 88, trazendoo rebordo de retenção do colar 102 para se apoiar na solda cilíndrica que seprojeta radialmente 16 do cartucho 10. Uma mola (não mostrada) noreceptáculo de base 87 predispõe o cartucho 10 e o colar 100 para fora docomponente de base para manter o colar em uma posição travada sobre aextremidade da rosca da base 88. Este sistema de montagem exige que orebordo que se projeta axialmente 82 do componente de base seja recebido noespaço anular 20 com sala para movimento axial para acomodar compressão ealívio da mola a medida em que a rosca do colar 108 corre para cima e sobre arosca 88 da base. Um apoio rígido da solda cilíndrica do cartucho 16 norebordo 82 da base que impede o movimento axial necessário do cartucho 10em relação ao componente da base 80 impedirá a completa rotação do colar100 para sua posição travada.

O rebordo 102 do colar 100 inclui uma pluralidade de regiões103 onde o rebordo e a estrutura adjacente são rebaixadas, ou o material dorebordo é removido de maneira a acomodar a forma 13 (uma deflexão parafora mais bem vista na figura 1) da segunda seção do alojamento do cartucho14 adjacente à deformação para fora da solda cilíndrica 16 para cada aba deretenção 24. Na modalidade ilustrada, o colar é provido com seis regiões 103onde o material do rebordo é removido. As seis regiões 103 correspondem aseis possíveis posições encaixadas do colar 100 em relação ao componente debase 80 e o cartucho de filtro recebido 10. As deflexões para fora da segundaseção do alojamento se encaixam em três das seis regiões, melhorando aindamais a segurança do colar 100 na sua posição travada em relação ao cartucho10 e ao componente de base 80, resistindo a rotação contrária não intencionaldo colar.

Um cartucho de filtro que não tem deformações para fora 24da solda cilíndrica 16 complementares às projeções para fora 84 no rebordoque se projeta axialmente 82 do componente de base 80 terá recepção axial ecasamento com a base bloqueada. Similarmente, cartuchos de filtro queincluem deformações para dentro da solda cilíndrica serão rejeitadas por umabase cujo rebordo que se projeta axialmente 92 não inclui regiões 86 onde omaterial do rebordo foi removido de forma a acomodá-las. Entende-se porrecepção axial e casamento com a base que o ilhó 30 levado pela primeiraseção do alojamento 12 encaixa completamente o conduto axial 88 docomponente de base e o rebordo 82 da base é recebido no espaço anular 20 docartucho com ambiente para se mover axialmente durante rotação do colar100 para sua posição travada. Assim, a configuração do rebordo que seprojeta axialmente 82 forma um componente de uma matriz decompatibilidade do cartucho que codifica a base para um cartucho que temuma forma particular de espaço anular 20 (definida por deformações 24, 22 dasolda cilíndrica).

Um aspecto adicional da presente invenção contempla umamatriz de compatibilidade do cartucho de filtro que compreende abas deretenção com solda cilíndrica 24 e segmentos deslocados para dentro 22supradescritos e que inclui adicionalmente protuberâncias radiais 28 da tampade extremidade do alojamento do cartucho 12. Na primeira modalidade de umcomponente de base do filtro 40, um anel (não mostrado) é chavetado nocomponente de base para definir uma entrada do receptáculo 47. O anel incluiaberturas que permitem passagem axial das protuberâncias radiais 28 daprimeira seção do alojamento 12. Uma vez que protuberâncias radiais 28passam axialmente além do anel, o receptáculo 47 do componente de base 40permite a rotação do cartucho em relação à base. Protuberâncias radiais 28 daprimeira seção do alojamento 12 podem ser usadas como um componenteadicional da matriz de compatibilidade do cartucho. As protuberâncias radiais podem também ser empregadas para garantir uma orientação instaladaparticular do cartucho 10 em relação ao componente de base 40.

A superfície interna da parede 92 que define o receptáculo 87da segunda modalidade de um componente de base do filtro 80 pode incluirtrilhas axiais (não mostradas) complementares ao padrão de protuberâncias radiais da primeira seção do alojamento do cartucho 12. As trilhas podem sermoldadas e/ou usinadas na superfície interna do receptáculo do componentede base 80. Um cartucho de filtro que inclua um padrão incompatível deprotuberâncias radiais terá a recepção axial no receptáculo 87 bloqueada. Emcombinação, a configuração da solda cilíndrica do cartucho de filtro 16 e aprimeira seção do alojamento recebida 12 podem ser usadas para garantircompatibilidade do filtro e uma configuração particular instalada do cartuchode filtro 10 em relação ao componente de base 80.

Claims

1. Cartucho de filtro (10), compreendendo: um elemento do filtro(18) arranjado em torno de um eixo central (A); e, um alojamento para o elementodo filtro, o alojamento compreendendo primeira e segunda seções (12, 14) quetêm respectivos primeiro e segundo diâmetros em relação ao eixo central (A), osegundo diâmetro sendo maior do que o primeiro diâmetro, a primeira seção (12)envolvendo uma extremidade axial do elemento do filtro (18) e definindo umaabertura axial (32) e unida à segunda seção (14) ao longo de um ressalto que seprojeta radialmente (16), onde o ressalto tem um perfil externo principalmentecircular, caracterizado pelo fato de que o perfil externo principalmente circular éinterrompido por abas de retenção espaçadas angularmente (24) que se projetamradialmente para fora em relação ao perfil externo principalmente circular e pelomenos um segmento de ressalto (22) tem uma distância radial reduzida do eixocentral em relação ao perfil externo principalmente circular.

2. Cartucho de filtro de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o ressalto (16) compreende uma solda cilíndricaformada na junção das primeira e segunda seções (12,14).

3. Cartucho de filtro de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que a primeira seção (12) compreende uma parede nogeral cilíndrica que se estende axialmente e o ressalto (16) é radialmente espaçadoda parede cilíndrica de forma a definir um espaço anular (20).

4. Cartucho de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelofato de que o espaço anular (20) compreende primeira, segunda e terceira partesque têm respectivas primeira, segunda e terceira dimensões radiais, a primeiradimensão radial correspondendo a uma primeira distância radial entre a paredecilíndrica e o perfil externo principalmente circular, a segunda dimensão radialcorrespondendo a uma segunda distância radial entre a parede cilíndrica e cadauma das abas de retenção (24), e a terceira dimensão radial correspondente a umaterceira distância radial entre a parede cilíndrica e os segmentos do ressalto (22)tendo uma distância radial reduzida do eixo central em relação ao perfil externoprincipalmente circular, a primeira distância radial sendo menor do que a segundadistância radial e maior do que a terceira distância radial.

5. Cartucho de filtro de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que compreende três abas de retenção (24) arranjadasequiangularmente em torno de uma circunferência do ressalto (16).

6. Cartucho de filtro de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o pelo menos um segmento do ressalto (22) éespaçado angularmente das abas de retenção (24).

7. Cartucho de filtro de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que compreende três abas de retenção (24) arranjadasequiangularmente em torno de uma circunferência do ressalto (16) e o pelo menosum segmento do ressalto (22) compreende três segmentos do ressalto (22), cadaum dos três segmentos do ressalto (22) diametralmente oposto a uma aba deretenção (24).

8. Cartucho de filtro de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o pelo menos um segmento do perfil (16)compreende um arco que tem um centro de curvatura fora do perfil externoprincipalmente circular.

9. Cartucho de filtro de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o pelo menos um segmento do ressalto (22)compreende uma parte substancialmente linear do ressalto (16) entre dois pontosespaçados angularmente no perfil substancialmente circular.

10. Cartucho de filtro de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o ressalto que se projeta radialmente compreendeuma solda cilíndrica circunferencial (16); a solda cilíndrica (16) compreendendosegmentos arqueados interno e externo radiais alternados (23, 24), os segmentosinternos (23) tendo raios de curvatura substancialmente iguais, onde um arcodefinido pela solda cilíndrica (16) de pelo menos um dos segmentos internos (23)é interrompido por uma parte (22) da solda cilíndrica deslocada radialmente paradentro em relação ao raio de curvatura.

11. Cartucho de filtro de acordo com a reivindicação 10,caracterizado pelo fato de que a parte (22) compreende um segmentosubstancialmente linear da solda cilíndrica entre dois pontos deslocadosangularmente no arco.

12. Cartucho de filtro de acordo com a reivindicação 10,caracterizado pelo fato de que a parte (22) compreende uma deflexão para dentrosubstancialmente arqueada da solda cilíndrica (16) entre dois pontos deslocadosangularmente no arco.

13. Cartucho de filtro de acordo com a reivindicação 10,caracterizado pelo fato de que compreende três segmentos internos (23) e trêssegmentos externos (24).

14. Cartucho de filtro de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que os três segmentos internos (23) têm primeirasextensões arqueadas equivalentes, e os três segmentos externos (24) têm segundasextensões arqueadas equivalentes, as primeiras extensões arqueadas sesubmetendo a um maior ângulo do que as segundas extensões arqueadas.

15. Cartucho de filtro de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que cada um dos três segmentos internos (23) éinterrompido por uma parte (22) da solda cilíndrica deslocada radialmente paradentro em relação ao primeiro raio de curvatura.

16. Cartucho de filtro de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de que cada um dos três segmentos internos (23) é bi-seccionado pela parte (22) da solda cilíndrica deslocada para dentro em relação aoprimeiro raio de curvatura.

17. Cartucho de filtro de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato de que a deflexão para dentro arqueada tem um eixo decurvatura fora da solda cilíndrica circunferencial (16).

18. Método para fabricar um cartucho de filtro (10) como definidoem na reivindicação 1, compreendendo a etapa de formar uma solda cilíndrica(16) na junção da primeira e segunda partes do alojamento do cartucho (12, 14), asolda cilíndrica (16) tendo um raio de curvatura substancialmente constante,caracterizado pelo fato de compreender ainda as etapas de: deslocar pelo menosuma primeira parte (24) da solda cilíndrica (16) radialmente para fora em relaçãoao raio de curvatura; e, deslocar pelo menos uma segunda parte (22) da soldacilíndrica (16) radialmente para dentro em relação ao raio de curvatura.

19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelofato de que a etapa de deslocar pelo menos uma primeira parte (24) compreendedeslocar três primeiras partes (24) da solda cilíndrica (16) radialmente para foraem relação ao raio de curvatura.

20. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelofato de que as três primeiras partes (24) ficam arranjadas equiangularmente emtorno de um eixo do cartucho de filtro (10) e têm extensões arqueadassubstancialmente equivalentes.

21. Método de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelofato de que a etapa de deslocar pelo menos uma segunda parte (22) compreendedeslocar três segundas partes (22) da solda cilíndrica (16) radialmente para dentroem relação ao raio de curvatura.

22. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelofato de que as três segundas partes (22) ficam arranjadas equiangularmente emtorno de um eixo (A) do cartucho de filtro (10) e têm configuraçõessubstancialmente equivalentes.

23. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelofato de que a etapa de deslocar pelo menos uma primeira parte (24) compreendedeslocar a pelo menos uma primeira parte radialmente para fora por uma distânciade aproximadamente 0,2 cm (0,08") em relação a um eixo central (A) do cartucho(10).

24. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelofato de que a etapa de deslocar pelo menos uma segunda parte compreendedeslocar a pelo menos uma segunda parte radialmente para dentro por umadistância na faixa de 0,05 cm (0,02") a 0,13 cm (0,05") em relação a um eixocentral (A) do cartucho (10).