ES2221319T3 - Cartucho de filtro de aceite. - Google Patents
Cartucho de filtro de aceite.Info
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Abstract
Cartucho de filtro que comprende: un filtro (28); un alojamiento para dicho filtro, comprendiendo dicho alojamiento unas primera y segunda partes (22, 24) y teniendo un eje (A) central; definiendo una parte una abertura axial y estando unida a la otra parte a lo largo de una costura (30) arrollada periférica; caracterizado porque al menos una parte de dichos alojamiento y costura arrollada está desplazada radialmente hacia fuera en relación con las restantes partes del alojamiento y de la costura arrollada para formar una lengüeta (50) de retención.
Description
Cartucho de filtro de aceite.
En general, esta invención se refiere a filtros
de combustible empleados en conexión con motores de combustión
interna. Más particularmente, la presente invención se refiere a
cartuchos de filtro de aceite reemplazables para eliminar
partículas extrañas y/o separar agua del sistema de suministro de
combustible de un motor de combustión interna.
Los sistemas de filtración de combustible a los
que se refiere la invención emplean comúnmente un cartucho de
filtro desechable que se sustituye a intervalos preestablecidos de
uso de filtro. El cartucho reemplazable se sujeta convencionalmente
a una base que forma unas conexiones de admisión y de vaciado entre
el cartucho y el sistema de suministro de combustible. Se han
empleado numerosos sistemas de retención para sujetar el cartucho de
filtro a la base y permitir la extracción del cartucho con fines de
reemplazo.
La patente estadounidense N° 5.017.285 de los
solicitantes describe un conjunto de filtro de combustible que
comprende una base que se monta en el vehículo y un cartucho de
filtro desechable que está suspendido de la base del filtro. En
esta configuración, el cartucho queda retenido a la base por un
collar roscado. El collar tiene un borde que se acopla
retentivamente con una estructura saliente de costura arrollada en
la periferia del alojamiento del filtro. De este modo, el cartucho
se sustituye soltando el collar roscado y desmontando el cartucho
de filtro.
En la solicitud de patente europea N° 0.657.201
de los presentes solicitantes (en la que se basan las partes
precaracterizadoras de las reivindicaciones independientes) se
muestra un dispositivo similar.
En la patente estadounidense N° 5.203.994 de los
presentes solicitantes, el cartucho de filtro desechable está
montado en la base por un collar de retención. La base y el collar
de retención tienen un par de estructuras espirales complementarias
parecidas a rampas. El collar de retención sigue giratoriamente las
estructuras parecidas a rampas, de manera que unos fiadores están
colocados en ranuras de la base para sujetar el cartucho a la base.
Un muelle empuja el fiador hacia la posición de inmovilización. El
muelle es una arandela elástica que tiene una configuración
inscrita a modo de estrella en el que un conjunto alternante de
hojas de muelle se acopla con el extremo del cartucho y el segundo
conjunto es acoplable con una superficie adyacente de la base.
Un ejemplo adicional de un collar de retención
con estructuras espirales parecidas a rampas y un medio de empuje
puede encontrarse en la solicitud de patente europea N° 0.532.161
de los presentes solicitantes.
En la patente estadounidense N° 5.302.284 de los
presentes solicitantes, un cartucho de filtro desechable se retiene
contra la base mediante un collar accionado por resorte. El collar
lleva un muelle ondulado y tiene unos seguidores que suben una
rampa espiral de la base para sujetar el cartucho desechable en una
posición de traba positiva.
La patente británica N° GB 1.450.038 describe un
alojamiento para un cartucho de filtro reemplazable, en la que el
alojamiento incluye una carcasa y una cubierta (tapa). La cubierta
es desmontable de la carcasa para permitir el reemplazo del
elemento de filtración. En su extremo superior, la carcasa incluye
unos tetones que se extienden radialmente, acoplables por unas
formaciones complementarias en la cubierta. Una tubería, roscada,
hueca, de admisión se acopla al elemento de filtración y es a su
vez acoplada por una palomilla para comprimir unos elementos de
sellado entre el elemento de filtración y la tapa. Esto fija el
elemento de filtración en una ubicación dentro del alojamiento del
filtro y sella la tubería de admisión a la tapa del alojamiento.
Juntos, la carcasa, el elemento de filtración y la tapa ensamblados
constituyen un cartucho de filtro. Un líquido a filtrar se
suministra al interior del cartucho de filtro a través de la
tubería, roscada, hueca, de admisión. La tubería roscada de admisión
soporta el cartucho de filtro durante el uso.
Contemplada desde un aspecto, la presente
invención proporciona un cartucho de filtro que comprende:
- un filtro;
- un alojamiento para dicho filtro, comprendiendo dicho alojamiento unas primera y segunda partes y teniendo un eje central;
- definiendo una parte una abertura axial y estando unida a la otra parte a lo largo de una costura arrollada periférica;
caracterizado porque al menos una parte de dichos
alojamiento y costura arrollada está desplazada radialmente hacia
fuera en relación con las restantes partes del alojamiento y de la
costura arrollada para formar una lengüeta de retención.
Contemplada desde un aspecto adicional, la
presente invención proporciona un conjunto de filtración que
comprende:
- un cartucho que tiene un eje y comprende un filtro, un alojamiento para dicho filtro comprendiendo una primera parte que define una abertura axial y una segunda parte conectada a dicha primera parte a lo largo de una costura arrollada periférica; y
- una base que comprende un receptáculo que define una cavidad receptora para recibir una parte extrema de dicho cartucho;
caracterizado porque el cartucho incluye al menos
una lengüeta de retención definida parcialmente por una parte
arqueada de dicha costura arrollada y de dicho alojamiento,
proyectándose dicha lengüeta de retención radialmente hacia fuera
en relación con dicho eje y con las restantes partes del
alojamiento y de la costura arrollada,
y porque la base incluye una prolongación que se
extiende desde dicho receptáculo y que tiene un borde de retención,
dispuesto hacia dentro, que tiene un reborde de retención,
definiendo dicho borde al menos una ranura axial que es
complementaria con dicha al menos una lengüeta de retención y puede
alinearse angularmente con la misma, de manera que dicho cartucho
sea montable axialmente dentro de dicho receptáculo y pueda girar
hasta una posición en la que dicha al menos una lengüeta de
retención se acople al reborde de retención de dicha base para la
sujeción con el mismo.
En una forma preferida, la invención proporciona
un cartucho, en la que el alojamiento del cartucho comprende un par
de partes que están unidas a lo largo de una costura arrollada
periférica. Partes del alojamiento y de la costura arrollada están
desplazadas radialmente para formar unas lengüetas de retención
integrales. En una realización, el alojamiento es sustancialmente
simétrico alrededor del eje central, y las lengüetas de retención
están espaciadas equiangularmente alrededor del eje. Las lengüetas
subtienden una prolongación arqueada sustancialmente equiangular.
Las lengüetas de retención espaciadas equiangularmente son
preferiblemente congruentes y tienen radios de curvatura
sustancialmente iguales, coaxiales con el eje central. La costura
arrollada puede comprender unos segmentos arqueados, radiales,
interiores y exteriores, alternantes. Los segmentos interiores
tienen radios de curvatura sustancialmente iguales, y los segmentos
exteriores tienen radios de curvatura sustancialmente iguales.
Preferiblemente, la base está configurada de
manera que las ranuras axiales, complementarias a las lengüetas de
retención, reciban axialmente las lengüetas de retención de manera
que el cartucho pueda sujetarse a la base cuando se produzca la
inserción axial y girar angularmente el cartucho. En una realización
preferida, hay tres lengüetas de retención espaciadas
equiangularmente y tres ranuras espaciadas equiangularmente.
El alojamiento también puede tener al menos una
ranura arqueada que tenga un perfil coaxial con el eje central para
recibir una cuña axial de la base. Adicionalmente, el cartucho de
filtro puede también tener una pared lateral cilíndrica que tenga
al menos una protuberancia arqueada que se extienda radialmente
desde la pared lateral. Por tanto, las lengüetas de retención pueden
estar incorporadas en múltiples niveles de enclavamiento con fines
de identificación y de control de calidad.
A continuación, se describirán algunas
realizaciones de la invención a título de ejemplo y con referencia
a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es una vista central en corte, en
alzado, en parte en forma esquemática, de un conjunto de filtración
de combustible que comprende una base y un cartucho de filtro de
combustible que incorpora un sistema de retención de la presente
invención;
la figura 2 es una vista superior en planta del
cartucho de filtro de la figura 1;
la figura 3 es una vista inferior en planta del
cartucho de filtro de la figura 1;
la figura 4 es una vista en corte, en parte
fragmentada y en parte en forma esquemática y con partes quitadas,
del cartucho de filtro de la figura 1;
la figura 5 es una vista inferior en planta,
parcialmente en líneas discontinuas, del extremo inferior de la
base de la figura 4;
la figura 6 es una vista superior en planta de
una realización alternativa del cartucho de filtro de la figura
1;
la figura 7 es una vista superior en planta de
una segunda realización alternativa del cartucho de filtro de la
figura 1;
la figura 8 es una vista en perspectiva de una
tercera realización alternativa del cartucho de filtro de la figura
1; y
la figura 9 es una vista interior fragmentaria de
una base para el cartucho de filtro de la figura 8.
Con referencia a los dibujos, en los que números
parecidos representan partes similares en las diferentes figuras,
un conjunto de filtro de combustible según la presente invención
está indicado generalmente con el número 10. El conjunto 10 de
filtro de combustible comprende un cartucho 12 de filtro desechable
que se monta en una base 14 o cabecera. El cartucho incorpora un
sistema de retención que inmoviliza el cartucho a la base durante el
uso y permite la sustitución del cartucho según sea necesario.
Aunque son posibles numerosas aplicaciones, el conjunto de filtro
de combustible está especialmente adaptado para la incorporación en
el sistema de suministro de combustible de un motor de combustión
interna (no ilustrado), tal como un motor diesel, para eliminar
partículas extrañas del combustible y/o para separar agua del
combustible. Para la realización ilustrada, el cartucho de filtro
desechable está suspendido de la base, aunque el sistema de
retención también tiene una aplicabilidad inmediata para otras
adaptaciones de montaje. La invención también es aplicable a otras
aplicaciones de filtración.
El cartucho 12 de filtro desechable comprende un
recipiente semejante a una lata que, en la realización ilustrada,
comprende un par de partes 22 y 24 inferior y superior de armazón
que están unidas a lo largo de una costura 30 arrollada
circunferencial. La parte superior puede incluir un pliegue 32
compuesto en forma de U adyacente a la costura 30 arrollada. La
parte 24 superior es de diámetro más pequeño que la parte 22
inferior. Las partes 22, 24, salvo por ciertas características
periféricas que se describen posteriormente, son generalmente
simétricas alrededor de un eje A central. Una arandela 26 de
sellado está montada en una abertura axial central a través de la
parte 24 superior de pared extrema.
De manera típica, la arandela 26 de sellado se
sella hacia dentro contra un conducto 36 exterior de fluido de la
base para proporcionar una comunicación fluida con el mismo.
La configuración interior del cartucho 12 puede
incluir uno o más elementos 28 plegados de filtración con forma de
abanico, con varias estructuras internas para dirigir el flujo de
fluido a través del elemento o elementos. Ninguna de las
estructuras interiores forma parte específicamente de la invención.
El agua puede acumularse en un colector en el fondo del cartucho y
puede retirarse mediante un grifo de drenaje (no ilustrado). La
estructura interior del cartucho puede ser, por ejemplo, de forma y
función similares a las descritas en las patentes estadounidenses
N° 5.302.284, 5.614.091 y 5.766.463.
La costura 30 arrollada y la estructura adyacente
de las partes 22, 24 del cartucho de filtro están desplazadas
radialmente en relación con el eje A para formar una o más
lengüetas 50 arqueadas de retención. Tal como queda mejor ilustrado
en la figura 4, cada lengüeta 50 se proyecta de manera integralmente
radial desde el cartucho en relación con el eje A y tiene un radio
R_{1} de curvatura que es mayor que el radio R_{2} de curvatura
de la parte no desplazada de la costura arrollada. En una
realización preferida, tal como se ilustra en las figuras 2 y 3,
hay formadas tres lengüetas 50 de retención espaciadas
equiangularmente. Las lengüetas de retención espaciadas
equiangularmente subtienden un ángulo arqueado sustancialmente igual
y son sustancialmente congruentes. Por tanto, la costura arrollada
comprende unos segmentos arqueados radialmente interiores y
exteriores, alternantes. Se prefiere que las lengüetas se formen
presionando o formando partes del cartucho radialmente hacia fuera,
aunque las lengüetas salientes también pueden formarse presionado
las partes adyacentes del cartucho radialmente hacia dentro.
El número y la orientación angular específicos de
las lengüetas pueden variar para una aplicación dada. La aplicación
puede estar definida por el tipo o la capacidad u otra cualidad del
cartucho. Tal como se ilustra en la figura 6, puede haber cuatro (o
múltiples) lengüetas 52. Adicionalmente, las lengüetas no tienen
que estar espaciadas equiangularmente alrededor del eje A central.
Tal como se ilustra en la figura 7, las lengüetas 52, 54 y 56
pueden subtender diferentes ángulos o distancias arqueados.
La base 14 comprende preferiblemente un
receptáculo 20 cilíndrico invertido, tal como se ilustra en la
figura 1. El receptáculo forma un faldón que define una cavidad
receptora inferior para las partes superiores del cartucho 12
desechable. La base incluye un conducto 34 alargado, semejante a un
manguito, y un conducto 36 concéntrico, exterior, semejante a un
manguito, que se sellan con el cartucho 12. Un conector 44 axial de
admisión, en la ubicación del lado superior de la base, conecta con
la línea de combustible para proporcionar una comunicación fluida a
través del pasaje definido por el primer conducto 34. Un conector
46 de vaciado, en una ubicación del lado superior de la base,
conecta con la línea de combustible para proporcionar una
comunicación externa desde el conducto axial de fluido definido
entre los primer y segundo conductos 34 y 36. Los conductos y
conectores por tanto funcionan para proporcionar generalmente
comunicación fluida coaxial entre la base y el cartucho desechable.
El trayecto de flujo preferido a través del cartucho y la base está
ilustrado por las flechas de la figura 1.
Un soporte 40 saliente integral se proyecta
transversalmente de la base e incluye un par de aberturas 42 que
alojan unos fiadores (no ilustrados) para anclar la base del filtro
al colector del motor u otra estructura del vehículo (ninguna
ilustrada). La base puede estar configurada en una amplia variedad
de configuraciones, incluyendo una gran variedad de estructuras de
soporte y de configuraciones de montaje.
Con referencia a las figuras 1 y 5, la parte
inferior de la base tiene una estructura ensanchada con un borde 48
que se extiende hacia dentro, que define un canal 62
circunferencial, hacia dentro, de retención. El borde define unas
ranuras 60 axiales hacia dentro que son complementarias con y están
colocadas de manera que las lengüetas 50 de retención, cuando se
alinean e insertan axialmente, puedan recibirse ajustadamente en
las mismas, tal como queda ilustrado mejor en las figuras 2 y 5.
Lógicamente, para las realizaciones de las figuras 6 y 7 haría
falta una configuración de ranuras diferente correspondiente.
Por tanto, el cartucho de filtro puede quedar
retenido a la base al alinear axialmente las lengüetas 50 con las
ranuras 60 y desplazar hacia arriba el cartucho 12 en el
receptáculo receptor de la base. A continuación, el cartucho se
gira angularmente de manera que las lengüetas definidas parcialmente
por el reborde de costura arrollada atraviesen angularmente el canal
y se monten a un reborde de retención definido por el borde 48
hasta un asiente 64, mostrado con líneas discontinuas en la figura
5. El reborde puede tener también una configuración a modo de rampa
para forzar el cartucho a un acoplamiento ajustado contra el
reborde superior o inferior de la base y retener las lengüetas en
sus asientos frente a la contrarrotación y la suelta con respecto a
la base.
En una realización, un muelle está dispuesto
entre el extremo interior superior de la base para empujar contra
el extremo superior del cartucho a fin de proporcionar una
inmovilización por retención accionada por resorte del cartucho
contra la base. El muelle puede adoptar una gran variedad de
configuraciones, y en una realización, tal como se ilustra en la
figura 1, la función de resorte o empuje puede estar proporcionada
por la parte extrema elástica de la arandela 26 de sellado.
Con referencia a la figura 8, el cartucho también
puede emplear unas protuberancias 80, 82 arqueadas, espaciadas
angularmente, que sobresalen radialmente desde la pared lateral
cilíndrica de la parte 24 del cartucho, tal como se describe en las
patentes estadounidenses N° 5.186.829 y 5.766.463. Para una
realización de este tipo, la base tiene un carril correspondiente
que se acopla a las protuberancias y enclava el cartucho a la base.
Con referencia a la figura 9, la base puede formar por tanto un
carril 90 en L para proporcionar un sistema de tipo enclavamiento
secundario.
El cartucho también puede emplear, aparte de o
conjuntamente con una protuberancia de enclavamiento, tal como la
protuberancia 80, un segundo sistema de ranuras arqueadas/cuñas
axiales para enclavar selectivamente la base con el cartucho, tal
como se describe en las patentes estadounidenses N° 5.186.829 y
5.766.463. En esta configuración, una o más ranuras 84 arqueadas
(figuras 6 y 8), en un entrante o en el extremo intermedio de la
pared del cartucho, aceptarían una cuña o cuñas axiales (no
mostradas) de la base y permitirían una rotación limitada del
cartucho para sujetar el mismo en posición. Alternativamente, unas
cuñas arqueadas que tengan un perfil similar a las ranuras 84
pueden sobresalir axialmente del cartucho.
Se observará por tanto que la presente invención,
al menos en sus formas preferidas, proporciona un sistema de
retención nuevo y mejorado para sujetar un cartucho desechable a la
base de un filtro de combustible y para soltarlo eficazmente para
permitir la extracción del cartucho con fines de reemplazo; y
además proporciona un sistema de retención nuevo y mejorado para un
cartucho de filtro de combustible que tiene una estructura eficiente
y de bajo coste; y además proporciona un cartucho de filtro
desechable nuevo y mejorado que tiene una estructura de retención
para facilitar la retención del cartucho y la suelta del cartucho
de una manera eficiente y fiable.
Claims (15)
1. Cartucho de filtro que comprende:
- un filtro (28);
- un alojamiento para dicho filtro, comprendiendo dicho alojamiento unas primera y segunda partes (22, 24) y teniendo un eje (A) central;
- definiendo una parte una abertura axial y estando unida a la otra parte a lo largo de una costura (30) arrollada periférica;
caracterizado porque al menos una parte de
dichos alojamiento y costura arrollada está desplazada radialmente
hacia fuera en relación con las restantes partes del alojamiento y
de la costura arrollada para formar una lengüeta (50) de
retención.
2. Cartucho de filtro según la reivindicación 1,
en el que una pluralidad de partes de dichos alojamiento y costura
arrollada están desplazadas radialmente hacia fuera para formar
unas lengüetas (50) de retención espaciadas angularmente.
3. Cartucho de filtro según la reivindicación 2,
en el que dicho alojamiento es sustancialmente simétrico alrededor
de dicho eje (A) central y dichas lengüetas (50) de retención están
espaciadas equiangularmente alrededor de dicho eje.
4. Cartucho de filtro según la reivindicación 3,
en el que dichas lengüetas (50) subtienden sustancialmente unas
extensiones arqueadas equiangulares de dichos alojamiento y costura
arrollada.
5. Cartucho de filtro según cualquier
reivindicación anterior, en el que hay tres lengüetas (50) de
retención, espaciadas equiangularmente, sustancialmente
congruentes.
6. Cartucho de filtro según la reivindicación 1,
en el que dicha costura (30) arrollada comprende unos segmentos
arqueados, radialmente interiores y exteriores, alternantes.
7. Cartucho de filtro según la reivindicación 6,
en el que dichos segmentos interiores tienen radios de curvatura
sustancialmente iguales y dichos segmentos exteriores tienen radios
de curvatura sustancialmente iguales.
8. Cartucho de filtro según cualquier
reivindicación anterior, en el que dicho alojamiento define además
al menos una ranura (84) arqueada que tiene un perfil coaxial con
dicho eje central.
9. Cartucho de filtro según cualquier
reivindicación anterior, en el que una de dichas partes de
alojamiento tiene una pared lateral cilíndrica y comprende
adicionalmente al menos una protuberancia (80, 82) arqueada que
sobresale radialmente desde dicha pared lateral.
10. Conjunto de filtración que comprende:
- un cartucho (12) que tiene un eje (A) y comprende un filtro (28), comprendiendo un alojamiento para dicho filtro una primera parte (24) que define una abertura axial y una segunda parte (22) conectada a dicha primera parte a lo largo de una costura (30) arrollada periférica; y una base (14) que comprende un receptáculo (20) que define una cavidad receptora para recibir una parte extrema de dicho cartucho;
caracterizado porque el cartucho incluye
al menos una lengüeta (50) de retención definida parcialmente por
una parte arqueada de dicha costura arrollada y de dicho
alojamiento, proyectándose dicha lengüeta de retención radialmente
hacia fuera en relación con dicho eje y con las restantes partes
del alojamiento y de la costura arrollada,
y porque la base incluye una prolongación que se
extiende desde dicho receptáculo y que tiene un borde (48) de
retención, dispuesto hacia dentro, que tiene un reborde de
retención, definiendo dicho borde al menos una ranura (60) axial
que es complementaria con dicha al menos una lengüeta de retención y
puede alinearse angularmente con la misma, de manera que dicho
cartucho sea montable axialmente dentro de dicho receptáculo y
pueda girar hasta una posición en la que dicha al menos una
lengüeta de retención se acople al reborde de retención de dicha
base para la sujeción con el mismo.
11. Conjunto de filtración según la
reivindicación 10, en el que hay tres lengüetas (50) de retención
espaciadas equiangularmente y tres ranuras (60) espaciadas
equiangularmente.
12. Conjunto de filtración según la
reivindicación 10 u 11, que comprende además un elemento (26) de
empuje para empujar dicho extremo de dicho cartucho (12) axialmente
lejos de dicha base (14) de manera que dicha al menos una lengüeta
(50) de retención sea empujada contra dicho reborde de retención de
dicha base.
13. Conjunto de filtración según cualquiera de
las reivindicaciones 10 a 12, en el que dicha base (14) define un
carril (90) en L y dicha primera parte (24) tiene una pared lateral
generalmente cilíndrica con al menos una protuberancia (80, 82) que
se extiende radialmente desde dicha pared lateral y que es
acoplable en dicho carril.
14. Conjunto de filtración según la
reivindicación 10, en el que hay una pluralidad de lengüetas (50)
de retención congruentes.
15. Conjunto de filtración según la
reivindicación 10, en el que dicha costura (30) arrollada comprende
unos segmentos arqueados, radialmente interiores y exteriores,
alternantes.
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