BR112017005822B1 - Método para produzir um filtro melhorado para injetores de combustível, óleos, soluções, aditivos e fluídos em geral e filtro assim produzido - Google Patents

Abstract

MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE UM FILTRO E FILTRO PARA INJETORES DE COMBUSTÍVEL E/OU ÓLEO, SOLUÇÕES, ADITIVOS E FLUÍDOS EM GERAL, LÍQUIDOS OU GASOSOS, PARA SISTEMAS DE TRAVAGEM E/OU TRANSMISSÃO. Um método para produzir um filtro (1) para injetores de combustível, óleo, soluções, aditivos e fluidos em geral, para sistemas de travagem e transmissão, por exemplo, compreende um elemento (3) feito de material plástico e tendo uma forma tubular, aberto no lado oposto (6, 7) interiormente oco (em 4) e tendo sobre uma parede (32) da sua cavidade interna (4) uma pluralidade de projeções (30) espaçadas uma da outra, estas projeções cooperando com porções (27) de um elemento de filtro (21) do tipo pregueado associado a este elemento tubular e capaz de filtrar o fluido que circula através deste último. O elemento de filtro (21) e o elemento tubular (3) constituem um único corpo de filtro por co-moldagem, o elemento de filtro (21) sendo incorporado e completamente posicionado dentro do elemento tubular (3), mas tendo porções de área de superfície de filtro (24) que estão livres deste elemento tubular (3) de modo a permitir a passagem e filtração do fluido circulante.

Description

[001] A presente invenção se refere a um método para a produção de um filtro para injetores de combustível, óleos, soluções, aditivos e líquidos em geral, e para os sistemas, tais como sistemas de frenagem e de transmissão, e a um filtro assim produzido, de acordo com os preâmbulos das reivindicações independentes.

[002] A presente descrição é proporcionada com referência à filtração de líquidos, tais como combustíveis ou óleos para aplicações em veículos ou máquinas industriais. No entanto, a invenção é também aplicável ao campo da filtração de fluidos em geral, incluindo líquidos tais como a água e gases, tais como gases de uso médico.

[003] Como é sabido, em motores de combustão interna com qualquer tipo de alimentação de combustível, não há um método conhecido de incluir um filtro no conduto de alimentação de combustível para cada injetor do motor. Este filtro é também utilizado em sistemas para completar o combustível com aditivos tais como ureia, o produto conhecido sob o nome comercial de Eolis, ou outros aditivos para reduzir as emissões de NOx. Isto é feito a fim de prender e capturar qualquer impureza presente no líquido (combustível ou aditivo, por exemplo) que circula no duto antes que ela atinja os injetores, pois isso poderia causar problemas conhecidos: por exemplo, em um motor diesel, os injetores podem se tornar parcialmente bloqueados, resultando em combustão imperfeita do combustível e a consequente descarga de fumos com um elevado teor de partículas não queimadas provenientes do sistema em questão.

[004] Um problema semelhante, ou seja, a presença de impurezas no fluido circulante, está presente em sistemas de frenagem, em particular os do tipo ABS, o referido problema sendo resolvido, como nos sistemas acima mencionados para alimentação de combustível para injetores, colocando os filtros nos dutos de fluido de freio para capturar as impurezas acima mencionadas.

[005] Finalmente, os problemas com impurezas, também estiveram presentes no óleo de sistemas de transmissão (em transmissões com dupla embreagem, por exemplo), onde as impurezas acima mencionadas poderiam interferir com o funcionamento correto das engrenagens, evitando assim o uso correto e seguro do veículo ou dispositivo compreendendo este sistema.

[006] Problemas semelhantes estão presentes em linhas de abastecimento para a circulação de gases, tais como gases de uso médico (oxigênio, por exemplo) ou outros fluidos (tal como água), onde o fluido é obrigado a ser particularmente puro para efeitos de sua utilização a jusante do filtro (por exemplo, durante a produção de bebidas tais como a cerveja).

[007] Para a filtração de combustível e óleos, filtros capazes de funcionar para os fins acima mencionados são descritos em vários documentos de patentes: por exemplo, os US5335863, DE3718068 e DE3939824 descrevem um filtro que compreende um elemento anelar associado a um elemento de filtro em separado, o referido elemento de filtro compreendendo uma tela de filtro tendo um tamanho de partícula ou de malha muito fino, enrolada para compor uma forma cilíndrica. Este filtro também compreende um suporte exterior ou moldura colocado em torno do elemento de filtro para endurecer.

[008] O EP916378, em nome do presente requerente, que define o preâmbulo da reivindicação principal, descreve um filtro do tipo acima mencionado que compreende um elemento anelar feito de material plástico e provido internamente com projeções cujos lados adjacentes, espaçados entre si, formam uma abertura tendo uma configuração de irradiação, na qual é inserido um elemento de filtro que se projeta a partir do elemento anelar. O elemento de filtro é do tipo que é pregueado na sua superfície, e é acoplado rigidamente ao elemento anelar pela interação de suas partes dobradas com as projeções referidas anteriormente. As dobras do elemento de filtro formam bolsas de filtragem.

[009] Mais particularmente, o filtro descrito no EP916378 é produzido por sobremoldagem do elemento anelar no elemento de filtro. Neste processo de produção, o referido elemento de filtro é produzido em separado, após esse procedimento ele é colocado (pelo menos parcialmente) em um molde no qual é então introduzido o material plástico fixo, e em seguida este material de plástico se ajustando e, por conseguinte, tornando-se unido ao elemento de filtro, de modo como para formar o referido elemento anelar.

[010] Além disso, o elemento de filtro tem uma forma substancialmente cônica e, como mencionado acima, se projeta a partir do elemento anelar.

[011] Embora o processo de produção descrito em EP916378 possa ser utilizado para produzir um filtro que é altamente eficaz na filtragem do fluido circulante (no duto onde este filtro é equipado), ele exige que o elemento anelar e o elemento de filtro sejam feitos separadamente e unicamente acoplados em conjunto depois, ao mesmo tempo, exigindo que o elemento anelar seja equipado com um colar de metal e exigindo que o filtro (como um todo) tenha elementos de vedação capazes de interagir com a parede do duto na qual é colocado, de modo a formar uma vedação com esta parede.

[012] Por conseguinte, a solução conhecida requer operações de produção distintas para os dois componentes principais do filtro (o elemento anelar e o elemento de filtro) e a sua subsequente montagem. Consequentemente, também é necessário proporcionar o armazenamento dos componentes referidos anteriormente. Em geral, isso leva a um aumento do custo de venda do produto final (o filtro).

[013] Além disso, uma vez que o filtro é constituído por componentes que foram originalmente separados uns dos outros, podem surgir problemas devido à sua separação em qualquer fase da produção ou montagem do sistema utilizando o filtro acabado.

[014] Finalmente, o posicionamento do elemento de filtro no molde com o objetivo de sobremoldagem com o material de plástico necessita de especial atenção, de modo a manter uma configuração desejada do elemento de filtro, ao mesmo tempo impedindo o seu esmagamento durante o movimento e moldagem deste material, e a evitar a deposição de impurezas, poeira ou outras substâncias no referido elemento de filtro durante o seu movimento em direção ao molde.

[015] O objetivo da presente invenção é proporcionar um método para a produção de um filtro para injetores de combustível, óleos, soluções, aditivos de fluidos, em geral, líquido ou gasoso, e por sistemas tais como os sistemas de frenagem, em particular os do tipo ABS, e sistemas de transmissão, e para a produção de um filtro deste tipo, que é melhorada em relação aos processos de produção conhecidos e filtros, e que pode ultrapassar as desvantagens acima mencionadas destas soluções.

[016] Em particular, um objetivo da invenção é proporcionar um filtro do tipo acima mencionado que tem custos de produção mais baixos, a manipulação de filtro que é limitada no curso da sua produção e simplificada após a sua produção.

[017] Outro objetivo é o de proporcionar um filtro do tipo acima mencionado em que o elemento de filtro tem uma maior rigidez mecânica e proteção total contra impacto externo, em relação às soluções conhecidas.

[018] Um outro objetivo da invenção é o de proporcionar um filtro do tipo acima mencionado, em que a fixação do elemento de filtro no elemento de suporte é assegurada.

[019] Estes e outros objetivos, que serão evidentes para os técnicos especialistas no assunto, são alcançados por um filtro de acordo com as reivindicações anexas.

[020] Para facilitar a compreensão da presente invenção, os seguintes desenhos são anexados puramente a título de exemplos não limitativos, em que nos desenhos: - a Figura 1 mostra uma vista em perspectiva a partir de cima de um filtro de acordo com a invenção; - a Figura 2 mostra uma vista frontal do filtro da Figura 1; - a Figura 3 mostra uma vista em seção ao longo da linha 3-3 da Figura 1; - a Figura 4 mostra uma vista em seção ao longo da linha 4-4 da Figura 2; - a Figura 5 mostra uma vista em perspectiva a partir de baixo do filtro da Figura 1; - a Figura 6 mostra uma vista de cima do filtro da Figura 1; - a Figura 7 mostra uma vista em perspectiva dos componentes separados do filtro da Figura 1; e - a Figura 8 mostra uma vista em perspectiva a partir de baixo de um componente de filtro da Figura 1.

[021] Com referência às figuras acima mencionadas, um filtro do tipo acima referido é indicado de uma forma geral por 1, e compreende um corpo 2. Este corpo, por sua vez, compreende um elemento tubular 3 de material plástico que é internamente oco em 4, e possui uma primeira extremidade 6 e uma segunda extremidade 7, ambas as quais estão abertas. Este elemento tubular oco tem uma superfície exterior da seção transversal variável, o que é mais larga em uma primeira porção 8 perto da primeira extremidade 6, e mais estreita em uma segunda porção 9, perto da segunda extremidade 7. Na modalidade mostrada nas figuras, estas porções fornecem recessos 11 e 12, respectivamente, capazes de receber os correspondentes elementos de vedação (não mostrados). Em outras modalidades da invenção, no entanto, estes recessos podem não ser fornecidos, ou podem, cada, conter mais do que um elemento de vedação (O-ring).

[022] A vedação é realizada entre os referidos elementos ou as porções 8 e 9 e paredes de dutos correspondentes (não mostradas) com as quais o filtro 1 está associado de uma forma conhecida, como dutos para o fornecimento de um combustível (por exemplo, gasolina) para os injetores de um motor de combustão interna, ou dutos de um sistema de frenagem no qual o filtro 1 é usado para capturar quaisquer impurezas presentes no fluido que circula nestes dutos.

[023] A primeira extremidade 6 tem um orifício 15 parcialmente bloqueado por ramificações ou raios 17 que funcionam a partir de uma extremidade 18 da extremidade (ou uma posição próxima desta extremidade) e ligado a um corpo central 20 posicionado ao longo do eixo longitudinal W do corpo de filtro 2. Estas ramificações ou raios 17 estão espaçados entre si em intervalos iguais (de cerca de 120°, por exemplo, como nas figuras, nas quais existem três desses componentes, ou 90°, se existem quatro deles, ou 180 °, se há dois deles) e definem aberturas parciais 15A ligadas à cavidade interna 4 do elemento tubular 3 (ou do corpo 2 do filtro 1).

[024] Por outro lado, a segunda extremidade 7 tem uma abertura 7A. Um fluido presente no duto, em que o filtro 1 está colocado, pode entrar e sair da cavidade 4 do corpo tubular 2 através da última abertura e através das aberturas parciais de 15° acima referidas.

[025] No interior da cavidade acima mencionada 4, há um elemento de filtro 21, o qual no exemplo é centrado no eixo W (mas não tem necessariamente de ser), e que pode ser atingido pelo fluxo do fluido circulante (que passa através da cavidade acima mencionada 4) e pode capturar quaisquer impurezas nele contidas. O elemento de filtro é do tipo que compreende um corpo 22, o qual, na modalidade mostrada nas figuras, apresenta uma forma cônica, em particular, uma forma tronco cônica; este corpo tem uma parte achatada final 23 (ortogonal ao eixo W) a partir da qual estende-se uma parede de filtro 24 posicionada de forma a alargar na extremidade livre 25 (estabelecendo assim a forma de tronco de cone do filtro). Esta parede é "pregueada", e, por conseguinte, compreende uma pluralidade de dobras 27, que podem aumentar a área da superfície do filtro. Estas dobras 27 definem entre si, quando vistas a partir do exterior do elemento 21, os recessos 28, que alternam com aletas 29. Sob as dobras 27, e de acordo com as aletas 29, em particular, existem suportes de forma substancialmente triangular 30 que se projetam a partir de uma parede 32 da cavidade 4 do elemento tubular 3, os referidos suportes 30 tendo cada um, uma extremidade livre afilada 34. As dobras se apoiam sobre estas extremidades. Os suportes são fixos às dobras 27.

[026] De acordo com a invenção, o elemento tubular 3 e o elemento de filtro 21 são produzidos por comoldagem, isto é, por uma única operação de formação realizada completamente em um molde de injeção para material de plástico, fazendo com que o elemento 21 seja colocado totalmente no interior do elemento tubular 3 e fixado aos mesmos. Deve notar-se que o termo "comoldagem" indica uma operação de moldagem por injeção para produzir um produto (o filtro 1) sem introdução no molde de qualquer elemento moldado anteriormente para a fixação subsequente a um corpo externo de material plástico. Em outras palavras, esse termo significa uma operação de moldagem na qual a formação de qualquer componente do produto final (no presente caso, o elemento tubular 3 e o elemento de filtro 21) na forma desejada ocorra diretamente no molde, sem a necessidade de introduzir um componente pré-moldado no interior do molde.

[027] Após a operação de comoldagem, o elemento de filtro 21 está totalmente no interior da cavidade 4, na primeira porção 8 do elemento tubular, e é protegido por essa porção de qualquer impacto sobre o filtro 1; este elemento de filtro 21 é feito em uma única peça com o elemento tubular 3, com o qual está associado com os suportes 30 e o corpo central 20 após a moldagem (o que é realizada por injeção). Este elemento de filtro 21 é, assim, completamente protegido contra qualquer impacto que possa ocorrer durante a instalação, em posição de utilização.

[028] Em contraste com as soluções conhecidas do estado da técnica, e particularmente no EP916378, o elemento tubular 3 envolve completamente o elemento de filtro 21 em todos os lados, e também protege de qualquer impacto que possa ocorrer na direção do eixo longitudinal W e a primeira extremidade 6, por causa da presença nesta extremidade das ramificações 17 e do corpo central 20 posicionado ao lado da parte achatada 23 do corpo 22 do elemento de filtro 21.

[029] Deve-se notar que, apesar do processo de comoldagem, grande parte da área da superfície do filtro (definida pela parede 24) do elemento de filtro 21 está livre de material (plástico) do elemento tubular: apenas algumas partes 36 do último, que se projeta na direção do eixo W do elemento 3 e em um número correspondente de ramificações 17 visíveis na primeira extremidade 6 do elemento tubular 3, ocupam alguns recessos 28 nas dobras 27, isto é, uma série de recessos igual ao número das ramificações anteriormente referido. Estas partes são fixadas à parede 24, dado que são co-moldadas com ela. O restante da área de superfície do filtro ou parede 24 é livre de material, e situa-se ao lado das aberturas parciais 15A fornecidas na primeira extremidade 6 do elemento tubular 3.

[030] Assim, embora o elemento de filtro 21 seja comoldado com o elemento tubular 3, e está no interior do último, sendo lateralmente protegido por a primeira porção 8 deste elemento 3, existe ainda uma área de superfície livre ótima para filtrar o fluido que circula no interior da cavidade 4, enquanto continua a permitir que ele passe para o injetor correspondente, ou membros de frenagem ou de transmissão do respectivo duto do sistema, em que o filtro 1 está montado.

[031] Devido à invenção, o filtro 1 é realmente feito de uma só peça, facilitando assim o seu transporte e o seu posicionamento no respectivo duto. Sendo comoldados, os seus componentes são feitos por uma única operação de moldagem, e não há necessidade de suspender esta operação, a fim de introduzir o elemento de filtro no interior do molde, o que iria diminuir a produção industrial dos filtros 1.

[032] De acordo com a invenção, o método para produzir o filtro 1 através da operação de comoldagem é executado através do fornecimento ao molde de uma porção de malha, que é plana, por exemplo, e é capaz de formar o elemento de filtro 21, ou criando esta porção de malha diretamente no molde por injeção de material no estado de fluido no interior do molde. No molde, esta parte de malha é dobrada para a forma desejada (por exemplo, uma forma tronco-cônica, como mostrado a título de exemplo nas figuras), e isto é seguido pela injeção no molde do material plástico para a formação do elemento tubular 3 e as suas diversas porções na forma definida pelo molde.

[033] A operação de comoldagem termina com a remoção do filtro acabado 1 do molde.

[034] Deve-se notar que a forma do elemento de filtro no elemento tubular 3 pode também ser ogival, que seja ainda afilada para uma das suas extremidades (que pode ser fechada ou aberta), ou cilíndrica e fechada em uma extremidade por o corpo central 20, o qual está associado, tal como descrito, com duas ou mais ramificações 17 (que são preferencialmente, mas não necessariamente, igualmente espaçadas). No caso de um elemento de filtro cilíndrico, o fluido iria ser filtrado, na sua passagem através da parede (vertical) 24 deste elemento antes de passar para fora do elemento tubular 3 através das aberturas 15A.

[035] Finalmente, o elemento de filtro está intrinsecamente protegido pelo elemento tubular, tornando-se desnecessária a adição de qualquer outro componente além dos elementos de vedação nos recessos anelares (11 e 12) para o elemento tubular, ao passo que isso seria necessário nas soluções atualmente conhecidas.

[036] Uma modalidade da invenção foi descrita. No entanto, outras modalidades são possíveis: por exemplo, o elemento tubular pode ter uma seção transversal constante e pode não ter duas porções 8 e 9, com diferentes seções transversais, como no exemplo das figuras descritas acima; ou o elemento de filtro 21 pode ser rodado em 180° a partir da posição descrita e tem a sua parte de extremidade achatada de frente para a segunda extremidade 7 (em vez da primeira extremidade 6 como nas figuras) do elemento tubular 3. Mais uma vez, este elemento de filtro pode também ser posicionado assimetricamente no elemento 3. Além disso, o filtro pode ser usado com qualquer fluido, seja líquido ou gasoso. Estas variantes da invenção são também consideradas como pertinentes ao escopo da invenção definido pelas reivindicações abaixo.

Claims (10)

1. Método para produzir um filtro (1) melhorado, para os injetores de combustível e/ou óleo, soluções, aditivos e fluídos em geral, por exemplo, para sistemas de frenagem e/ou de transmissão, o referido filtro compreendendo um elemento (3) feito de material plástico e tendo uma forma tubular, aberto nas extremidades opostas (6, 7) e internamente oco (em 4), o referido elemento tubular (3) tendo em uma das paredes (32) da sua cavidade interna (4) uma pluralidade de projeções (30) espaçadas afastadas uma da outra, estas projeções interagindo com porções (27) de um elemento de filtro (21) do tipo pregueado associado com este elemento tubular e capaz de filtrar o fluido que circula através deste último, o referido elemento de filtro tendo uma área de superfície de filtro (24), caracterizado por prever: a obtenção deste elemento de filtro (21) em um molde por injeção de material plástico; a injeção, após a obtenção do dito elemento de filtro (21), do material plástico fundido apta a definir o elemento tubular (3), após o seu resfriamento; e a remoção do filtro resultante (1) do molde, o dito elemento de filtro (21) e o elemento tubular (3) formando um corpo único ao serem comoldados; após a moldagem, o elemento de filtro (21) compreendendo um corpo (22) completamente contido no interior da cavidade (4) do elemento tubular (3), o referido elemento de filtro tendo porções de área de superfície de filtro (24) que são livres deste elemento tubular (3), de modo a permitir a passagem e a filtração do fluido que circula no interior da cavidade (4) do referido elemento tubular (3), o elemento tubular (3) tendo uma porção (8) posicionada em torno e contendo o elemento de filtro (21).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a porção de malha formando o elemento de filtro (1) é obtida diretamente no molde por injeção de material no estado de fluido no molde, esta etapa de formação sendo seguida pela injeção no molde do material de plástico para formar o elemento tubular (3) e suas várias porções no espaço definido pelo molde, o filtro finalizado (1) sendo removido a partir no molde no fim da operação de comoldagem.

3. Filtro para injetores de combustível e/ou óleo, soluções, aditivos e fluídos em geral, líquidos ou gasosos, por exemplo, para sistemas de frenagem e/ou transmissão, o referido filtro (1) produzido por um método conforme definido na reivindicação 1, compreendendo um elemento (3) feito de material plástico e que tem uma forma tubular, aberto nas extremidades opostas (6, 7) e internamente oco (em 4), o referido elemento tubular (3) tendo em uma das paredes (32) da sua cavidade interna (4) uma pluralidade de projeções (30) afastadas uma da outra, estas projeções interagindo com porções de dobras (27) de um elemento de filtro (21) do tipo pregueado associado com este elemento tubular e capaz de filtrar o fluido que circula através deste último, o referido elemento de filtro (21) tendo uma área de superfície de filtro (24) caracterizado por o elemento de filtro (21) e o elemento tubular (3) formarem um corpo único por serem comoldados, o elemento de filtro (21) compreendendo um corpo (22) completamente contido dentro da cavidade (4) do elemento tubular (3), o referido elemento de filtro (21) tendo porções da área de superfície de filtro (24) que são livres deste elemento tubular (3) de modo a permitir a passagem e a filtração do fluido que circula no interior da cavidade interna (4) do referido elemento tubular (3), o elemento tubular (3) tendo uma porção (8) posicionada ao redor e contendo o elemento de filtro (21).

4. Filtro, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a referida parte (8) do elemento tubular estar perto de uma primeira extremidade aberta (6) deste elemento tubular, ao lado de uma abertura (15) nesta extremidade (6), sendo previstos os elementos de proteção (17, 20) para o elemento de filtro.

5. Filtro, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por os referidos elementos de proteção serem, pelo menos, duas ramificações (17) que se projetam a partir do elemento tubular (3) e terminando no interior de um corpo central (20) colocado ao lado do elemento de filtro (21) inserido na cavidade interna (4) desse elemento tubular.

6. Filtro, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o elemento de filtro (21) ser posicionado ao longo de um eixo longitudinal (W) do elemento tubular, alternativamente de modo simétrico ou assimétrico em relação a este eixo, o corpo (22) do elemento de filtro (2) apresentando forma cônica e centralizado no eixo longitudinal (W).

7. Filtro, de acordo com as reivindicações 3 e 5, caracterizado por o referido corpo (22) do elemento de filtro (21) ter uma parte achatada (23) ortogonal a um eixo longitudinal (W) do elemento tubular (3), de uma borda de tal parte achatada (23) se estendendo uma parede (24) formando a área de superfície do filtro do elemento do filtro (21), a referida parede (24) alargando-se na extremidade livre (25) e sendo pregueada, isto é, tendo uma pluralidade de dobras (27) que definem as porções que interagem com as projeções (30) do elemento tubular (3), estas porções sendo solidárias a estas projeções (30), em correspondência da dita parte achatada (23) estando presente o corpo central (20) formando um dos meios de proteção do elemento de filtro (21), a dita parte achatada sendo fixada no corpo central (20).

8. Filtro, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a referida parte achatada (23) estar voltada para qualquer uma das extremidades opostas (6, 7) do elemento tubular (3).

9. Filtro, de acordo com as reivindicações 3 e 7, caracterizado por as referidas dobras (27) formarem entre si os recessos (28) alternando com aletas (29), o elemento tubular tendo partes (36) que se projetam na direção do eixo longitudinal (W) e correspondentes às ramificações (17) que definem os elementos de proteção, tais partes (36) sendo inseridas em alguns dos referidos recessos (28) de tais dobras, as referidas partes (36) e as referidas ramificações (17) sendo fixas na parede do filtro ou superfície (24) correspondente a estes recessos.

10. Filtro, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o elemento de filtro ter uma forma cilíndrica e estar disposto ao longo do eixo longitudinal (W) do elemento tubular (3), este elemento de filtro tendo uma parede de filtro vertical (24) parcialmente livre do elemento tubular (3) e uma extremidade que é fechada por o corpo central (20).

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