ES2292740T3 - Cartucho de filtro cilindrico con tubo de soporte. - Google Patents

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Abstract

Cartucho de filtro cilíndrico (12) que comprende - un medio filtrante de configuración anular (15) que constituye la superficie exterior del cartucho de filtro y que presenta unas caras frontales obturadas (27) para separar un lado no filtrado (19) que admite fluido que se va a filtrar, de un lado filtrado (20), desde el cual sale el fluido filtrado, - un tubo de soporte (16), dispuesto en un espacio interior (23) formado por el medio filtrante y que presenta unas aberturas (22) que establecen una comunicación entre el medio filtrante (15) y el espacio interior, - por lo menos un disco de cierre (17) anular, elástico, en el que están incrustados una de las caras frontales del medio filtrante (15) así como uno de los extremos del tubo de soporte (16), caracterizado porque el extremo incrustado mencionado (18) presenta en la zona de incrustación por lo menos un resalte (26), de modo que - el resalte mismo está también incrustado en el disco de cierre (17), - el resalte genera hacia el final una reducción del grosor de la pared del tubo de soporte, en una zona que recibe el nombre de zona terminal (25).

Description

Cartucho de filtro cilíndrico con tubo de soporte.
La invención se refiere a un cartucho de filtro cilíndrico con un tubo de soporte y por lo menos un disco de cierre anular, donde los extremos del tubo de soporte están incrustados en el disco de cierre, según lo indicado en la reivindicación 1. Además, la invención se refiere a un filtro que contiene el cartucho antes citado, según la reivindicación 6. Finalmente, la invención se refiere a un método para la fabricación del cartucho de filtro antes citado según la reivindicación 8.
Los cartuchos de filtro del tipo mencionado al principio son bien conocidos. Por ejemplo, el documento DE 297 80 439 muestra, como ilustran las figuras, un cartucho de filtro, que presenta un medio filtrante anular cerrado, limitado en las caras frontales por unos discos de cierre elásticos. Estos pueden ser, por ejemplo, de espuma PUR, no presentando ningún problema la incrustación de las caras frontales en estos discos de cierre. Además, los extremos del tubo de soporte, dispuesto en el interior del cartucho, se pueden incrustar en el disco de cierre. De este modo se logra, de forma económica, una sujeción del tubo de soporte en el cartucho. El tubo de soporte contribuye así mismo a la estabilización del disco de cierre, de forma que éste puede presentar en su zona interna unas superficies de obturación radiales. Estas superficies de obturación pueden comunicar con una pieza en la carcasa.
Para los discos de cierre elásticos se pueden utilizar diversos materiales. Según el documento DE 44 41 608 C2, es posible fabricar también los discos de cierre utilizando piezas en bruto laminares que se hinchan en el proceso de endurecimiento y, de este modo, quedan firmemente unidos al medio filtrante. El método de fabricación utilizado para la producción de estos cartuchos de filtro resulta particularmente económico. Bien es verdad que los discos de cierre, una vez endurecidos, presentan una elasticidad limitada; por este motivo no se puede montar un tubo de soporte en la forma descrita al comienzo, ya que la deformación elástica del disco de cierre, por ejemplo, a través de una superficie de obturación radial en el borde interno, haría que se rompieran los bordes del tubo de soporte poco elástico. La función del cartucho de filtro ya no se da en este caso, ya que ya no se puede establecer ninguna obturación hermética fiable entre el lado no filtrado y el lado filtrado del cartucho de filtro.
Lo que se pretende por lo tanto con la invención, es crear un cartucho de filtro con un tubo de soporte incrustado en el disco de cierre elástico, con lo cual se establece entre el tubo de soporte y el disco de cierre una unión fiable y que resiste la deformación elástica del disco de cierre. Este problema se resuelve con las características de las reivindicaciones 1 y 6 de la patente. Además, se reivindica, según la reivindicación 8, un método para la fabricación de un cartucho de filtro de este tipo.
El cartucho de filtro según la invención tiene forma cilíndrica. Esto no significa que tenga que ser necesariamente cilíndrico. Se puede pensar también en otras secciones transversales. Por ejemplo, el cartucho puede tener una sección transversal ovalada. El medio filtrante es soportado en el interior por un tubo de soporte y puede presentar realizaciones diversas. Por ejemplo, se puede utilizar un medio filtrante plegado, prefiriéndose en este caso un pliegue en estrella. Otra posibilidad consiste en utilizar un medio filtrante enrollado, pudiéndose utilizar en este caso el tupo de soporte como núcleo para el arrollamiento. Finalmente, existe también la posibilidad de fabricar el medio filtrante de una sola pieza, por ejemplo de plástico poroso. El tubo de soporte debe presentar además por lo menos un disco de cierre anular elástico. Este disco de cierre está unido con la cara frontal del medio filtrante, al estar incorporado éste en el disco de cierre. El tubo de soporte tiene también unos de sus extremos incrustado en el disco de cierre. La cara opuesta del cartucho de filtro puede llevar también un disco de cierre, obteniéndose de este modo una forma de realización ventajosa. No obstante, también son posibles otros cierres de la segunda cara frontal, que permiten un cierre hermético entre el lado no filtrado y el lado filtrado del medio filtrante.
El cartucho de filtro se caracteriza porque el extremo del tubo de soporte incrustado en el disco de cierre presenta un resalte, que constituye una zona terminal del tubo de soporte. Esta zona terminal tiene un grosor de pared reducido debido al resalte, si se compara con el tubo de soporte restante. La ventaja principal de la configuración descrita del tubo de soporte reside en que la unión creada por la incrustación en el disco de cierre presenta mayor estabilidad, particularmente en el caso de deformación elástica del disco de cierre. Esto se debe, por una parte, al aumento de la elasticidad de la zona terminal del tubo de soporte, ya que este presenta un grosor de pared reducido. No obstante, el efecto principal se logra con los resaltes, que se incrustan así mismo en el disco de cierre. Estos aumentan la superficie a la que se puede adherir el disco de cierre en el tubo de soporte. Además, constituyen una superficie de apoyo, en la que se puede aprisionar el disco de cierre en caso de deformación elástica. De este modo, la unión entre el disco de cierre y el tubo de soporte, comparada con las configuraciones del estado de la técnica, se puede utilizar también en caso de fuerzas superiores.
Para llevar a cabo la idea de la invención se precisa por lo menos un saliente en la zona terminal del tubo de soporte. Según una configuración particularmente favorable, este resalte puede estar en la cara interna del tubo de soporte, mientras que la cara exterior del tubo de soporte no experimenta ningún cambio de diámetro en la zona terminal. Esto significa que, en la cara exterior del tubo de soporte, la zona terminal se convierte gradualmente en la zona principal del tubo de soporte. No obstante, también es posible disponer un resalte tanto en la cara interna así como en la cara externa del tubo de soporte. Los resaltes se tienen que elegir en función del sentido de carga que se produce en los discos de cierre. El sentido de carga depende a su vez de la forma en que se monta el cartucho de filtro en la carcasa.
Según una configuración ventajosa de la invención, con un resalte por lo menos se reduce a la mitad el grosor de la pared del tubo de soporte hacia el extremo. De este modo, este grosor de pared del tubo de soporte es suficientemente grande, también en la zona terminal, para compensar, de una parte, las tolerancias de fabricación y, de otra parte, ofrecer una estabilidad restante suficiente. Resulta ventajoso, en este caso, redondear el extremo del tubo de soporte para evitar los cantos que pueden hacer eventualmente que se rompa el disco de cierre. El flujo de fuerza entre el disco de cierre y el tubo de soporte se puede transmitir por lo tanto a los diversos componentes en caso de deformación elástica del disco de cierre sin puntas de tensión.
Particularmente ventajosa resulta una configuración geométrica de la zona terminal del tubo de soporte, en la que la zona terminal, en sentido axial, tiene una longitud igual a dos veces el grosor reducido de la pared. Estas relaciones geométricas contribuyen a que se tenga una transmisión de fuerza particularmente favorable entre el disco de cierre y el tubo de soporte. Como es natural, no es preciso que se cumpla exactamente la proporción geométrica descrita. Estas proporciones extraordinariamente favorables de la transmisión de fuerza también se pueden conseguir con una variación de +/- 20% respecto de esta condición geométrica.
Los efectos de la transmisión de fuerza favorable descritos se pueden aprovechar de forma particularmente ventajosa cuando se dispone una superficie de obturación hermética que limita con el borde interno, formado por el disco de cierre anular. Esta superficie se extiende de este modo a la camisa exterior del cilindro de la escotadura cilíndrica en el interior del disco anular. Esta superficie de obturación comunica con la carcasa del filtro. Se puede disponer ventajosamente, para ello, en la estructura de la carcasa que constituye el filtro, una pieza de conexión, sobre la cual se puede deslizar el cartucho de filtro. De este modo, se puede obtener un método de montaje particularmente sencillo para el cartucho del filtro. La pieza de conexión puede estar provista de superficies cónicas en la zona terminal para facilitar todavía más la colocación por deslizamiento del cartucho del filtro.
Los efectos ventajosos descritos se pueden lograr también, como es natural, con un filtro en el que se monta el cartucho de filtro según la invención. Un filtro de este tipo muestra, como es bien sabido, una entrada y una salida, y el cartucho del filtro está montado en la estructura de la carcasa de tal modo que al pasar el fluido desde la entrada hasta la salida, se produce una filtración del mismo. El filtro puede realizarse con cartucho intercambiable, es decir carcasa que se puede abrir, o también como filtro desechable con carcasa que no se puede abrir. Además, la estructura de la carcasa, por ejemplo cuando se utiliza en un vehículo, puede estar formada por el motor de combustión interna mismo, por lo que no es necesario prever ninguna estructura de carcasa.
Un método favorable para la fabricación del cartucho según la invención prevé que el disco de cierre esté constituido por una pieza en bruto a base de una masa elástica. Esta está lo suficientemente solidificada para poderse fabricar en forma de lámina. Las piezas en bruto pueden troquelarse a partir de esta lámina e introducirse en un molde previsto a tal efecto para su conexión con el medio filtrante y el tubo de soporte. El manejo resulta particularmente sencillo, sobre todo si se compara con materiales para el disco de cierre que se tendrían que verter en este molde. La unión entre la pieza en bruto y el medio filtrante así como el tubo de soporte se realiza mediante un proceso de endurecimiento a cierta temperatura, en el que el disco de cierre experimenta al mismo tiempo una dilatación, que hace que se incrusten los componentes mencionados. Después del endurecimiento, el disco de cierre sigue teniendo cierta elasticidad residual que se puede utilizar también, entre otras cosas, para obtener una junta de obturación. Esta junta de obturación se encuentra, según se ha descrito, por ejemplo en el borde interno del disco de cierre anular.
La pieza en bruto descrita se fábrica ventajosamente a partir de una mezcla de caucho nitrilo y resina fenólica. Resulta particularmente ventajoso en este caso una proporción de mezcla de caucho nitrilo/resina fenólica del orden de 1:0,8 -1:3.
Esta y otras características de otras realizaciones preferidas de la invención se podrán apreciar en las reivindicaciones así como en la descripción y en las figuras, pudiéndose realizar las distintas características individualmente o varias de ellas en forma de combinaciones de la forma de realización de la invención, así como en otros sectores, que pueden constituir realizaciones pasibles de protección para las que solicitamos aquí protección.
A continuación, se describen otros detalles de la invención en las figuras, que corresponden a ejemplos de realizaciones esquemáticas.
La figura 1 muestra el filtro según la invención con cartucho incorporado en sección central;
La figura 2 muestra el detalle X de la figura 1; y
La figura 3 muestra una configuración alternativa de la zona terminal del tubo de soporte en sección, en una representación basada en la figura 2.
En la figura 1, se presenta una realización muy simplificada de un filtro de tipo desechable, es decir cuyo cartucho no se puede cambiar. El filtro presenta una estructura de carcasa 10, constituida por dos mitades, soldadas entre sí por medio de una brida 11. En esta estructura de carcasa, se ha montado un cartucho de filtro 12. El montaje del cartucho de filtro se realiza de forma particularmente sencilla antes de soldar la carcasa, introduciéndolo en dos salientes 13a, b, desembocando el saliente 13a en una salida 14 para el fluido filtrado.
El cartucho de filtro está constituido por un medio filtrante 15 que se obtiene plegando un papel de filtro, un tubo de soporte 16 y unos discos de cierre 17. La obturación del medio filtrante 15 así como su unión con el tubo de soporte 16 se logra mediante los discos de cierre 17, incrustando en los mismos el medio filtrante 15 y los extremos 18 del tubo de soporte. De este modo, se separa herméticamente un lado no filtrado 19 de un lado filtrado 20 del medio filtrante.
El recorrido del fluido desde la entrada 21 hasta la salida 14 viene señalado por unas flechas. Una vez que el fluido ha pasado por la entrada al interior de la carcasa, pasa del lado no filtrado 19 del medio filtrante al lado filtrado 20, desde donde se lleva, a través de unas aberturas 22 en el tubo de soporte, hasta un espacio interior 23, formado por la estructura en forma de camisa exterior del medio filtrante. Las aberturas 22 solo están dispuestas en la parte superior del tubo de soporte. La parte inferior del tubo de soporte forma una estructura acanalada 24, herméticamente unida con el saliente 13a por medie de un disco de cierre correspondiente 17. El fluido filtrado sale de la estructura de carcasa 10 por la salida 14.
La configuración del extremo 18 del tubo de soporte 16 se representa con mayor precisión en la figura 2. El extremo 18 cierra hacia abajo una zona terminal 25 con grosor de pared reducida, zona terminal que está formada por un saliente 26. La totalidad de la zona terminal 25 con el saliente 26 está incrustada en el disco de cierre 15, produciéndose de este modo una adherencia fiable entre ambos componentes. Se representa así mismo una cara frontal 27 del medido filtrante, que está así mismo incrustada en el disco de cierre 15.
El disco de cierre 15 presenta además un borde interno 28, que se encuentra en la abertura central. Limita una superficie de obturación 29 en esta abertura, que está en contacto radial con el saliente 13a al montarlo según la figura 1 en una estructura de carcasa 10. Además, un anillo de soporte 30 se incrusta en la superficie frontal 31 del disco de cierre 15, contribuyendo dicho anillo a hacer más rígido el disco de cierre 15.
La figura 3 muestra una estructura similar a la de la figura 2 del extremo 18 del tubo de soporte 16, donde se han dispuesto unos salientes 26 en una cara interna 32 y una cara externa 33 del tubo de soporte. De este modo se forma, en la forma descrita, la zona terminal 25. La estructura de la unión representada entre el disco de cierre 15 y el tubo de soporte 16 es la de la figura 2.

Claims (10)

1. Cartucho de filtro cilíndrico (12) que comprende
- un medio filtrante de configuración anular (15) que constituye la superficie exterior del cartucho de filtro y que presenta unas caras frontales obturadas (27) para separar un lado no filtrado (19) que admite fluido que se va a filtrar, de un lado filtrado (20), desde el cual sale el fluido filtrado,
- un tubo de soporte (16), dispuesto en un espacio interior (23) formado por el medio filtrante y que presenta unas aberturas (22) que establecen una comunicación entre el medio filtrante (15) y el espacio interior,
- por lo menos un disco de cierre (17) anular, elástico, en el que están incrustados una de las caras frontales del medio filtrante (15) así como uno de los extremos del tubo de soporte (16),
caracterizado porque el extremo incrustado mencionado (18) presenta en la zona de incrustación por lo menos un resalte (26), de modo que
- el resalte mismo está también incrustado en el disco de cierre (17),
- el resalte genera hacia el final una reducción del grosor de la pared del tubo de soporte, en una zona que recibe el nombre de zona terminal (25).
2. Cartucho de filtro según la reivindicación 1, caracterizado porque con por lo menos un resalte (26) se reduce a la mitad el grosor de la pared del tubo de soporte (16) hacia el final.
3. Cartucho de filtro según unas de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la longitud de la zona terminal (25) del tubo de soporte (16) de grosor de pared reducido corresponde al doble del grosor de pared reducido.
4. Cartucho de filtro según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el resalte (26) se encuentra en la cara interna (32) del tubo de soporte, mientras que una cara exterior (33) del tubo de soporte con diámetro constante se va conviertiendo gradualmente en la zona terminal.
5. Cartucho de filtro según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un borde exterior (28), que limita hacia adentro el disco de cierre anular (17), forma una superficie de obturación radial (29).
6. Filtro que presenta una estructura de carcasa (10) con una entrada (21) para el fluido que se va a filtrar y una salida (14) para el fluido filtrado, en la que se ha montado un cartucho de filtro, de tal modo que quedan herméticamente separados un lado no filtrado (19) del cartucho de filtro que comunica con la entrada y un lado filtrado (20) del filtro que comunica con la salida, caracterizado porque se ha montado un cartucho de filtro en la estructura de carcasa según una de las reivindicaciones anteriores.
7. Filtro según la reivindicación 6, caracterizado porque la estructura de carcasa presenta una pieza de conexión (13a), sobre la cual se coloca el cartucho de filtro según la reivindicación 5 con la superficie de obturación radial (29).
8. Método para la fabricación de un cartucho de filtro según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el disco de cierre (17) en el que se tiene que incrustar el tubo de soporte (16) con su zona terminal (25) así como la cara frontal (27) del medio filtrante, está constituido por una pieza en bruto a base de un material elástico que, para la incrustación del componente mencionado, se somete a un proceso de endurecimiento, en particular, se procede a calentarlo, generando se de este molo una unión sólida debido a la dilatación espacial de la pieza en bruto en dirección a las piezas indicadas que se van a incrustar.
9. Método según la reivindicación 8, caracterizado porque la pieza en bruto utilizada está formada por una mezcla de caucho nitrilo y resina fenólica.
10. Método según la reivindicación 9, caracterizado porque la proporción de mezcla del caucho nitrilo con la resina fenólica oscila entre 1:0,8 a 1:3.
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