IT9067904A1

IT9067904A1 - Filtro a doppia filtrazione per lubrificanti di motori di autoveicoli, con cartuccia di filtrazione fine comprimibile.

Info

Publication number: IT9067904A1
Application number: IT067904A
Authority: IT
Inventors: Silvano Casalicchio; Mauro Gallino; Claudio Ramponi
Original assignee: Gilardini Spa
Priority date: 1990-11-20
Filing date: 1990-11-20
Publication date: 1992-05-20
Also published as: IT1241285B; DE69203090T2; IT9067904A0; US5217606A; EP0558828B1; DE69203090D1; ATE123962T1; DK0558828T3; EP0558828A1; GR3016975T3; ES2075589T3

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale avente per titolo: Filtro a doppia filtrazione per lubrificanti di motori di autoveicoli, con cartuccia di filtrazione fine comprimibile" .

RIASSUNTO

Filtro a doppia filtrazione, con cartuccia di filtrazione fine (16) del tipo a striscia di dischetti di carta filtrante ripiegata a zig-zag, con fori (12,12') sul coperchio per lo scarico in coppa del lubrificante sottoposto a filtrazione fine. Per compensare la perdita di compattezza dovuta all'usura ed all'impregnazione del lubrificante, la cartuccia di filtrazione fine e' sottoposta alla sollecitazione di una molla di compeneazione (40), che la comprime in direzione del coperchio (2) del filtro.

Lo scarico del lubrificante dai fori di entrata (8) e' impedito da una guarnizione circolare (52) avente sezione a V, con la concavita' rivolta verso il coperchio (2), mantenuta in posizione unicamente da una coppia di costole circolari (44,46) che si estendono dalla base di un cannotto (18) disposto centralmente nel filtro. (FIG.2).

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un filtro a doppia filtrazione per lubrificanti di motori di autoveicoli, con cartuccia di filtrazione fine comprimibile.

Nella domanda di brevetto europeo pubblicata col n. 0362554 e' descritto un filtro per lubrificanti di motori autoveicoli comprendente una cartuccia di filtrazione fine ed una cartuccia di filtrazione grossolana attraversate in parallelo dal lubrificante sporco, che, dopo essere stato filtrato, si dirige verso un foro di uscita centrale (lubrificante proveniente dalla filtrazione grossolana) e verso un foro di uscita eccentrico (lubrificante sottoposto a filtrazione fine). La cartuccia di filtrazione fine e' costituita da un pacco di carta filtrante ottenuto ripiegando a fisarmonica una striscia di dischetti a lobi, che, col tempo e per effetto dell'impregnazione del lubrificante, tende a perdere la compattezza originaria, distanziando un disco dall'altro. Ciò' peggiora la capacita' filtrante della cartuccia. Inoltre, tale filtro comprende un certo numero di componenti sottostanti alla piastra di chiusura, per evitare lo scarico dell'olio qualora il filtro fosse montato sul motore con i fori di entrata rivolti in basso, e ciò' incide sul costo di fabbricazione.

La presente invenzione si propone lo scopo di eliminare o ridurre gli inconvenienti suddetti, realizzando un filtro a doppia filtrazione del tipo sopramenzionato, in cui la cartuccia di filtrazione fine sia costantemente compatta in modo da assicurare la massima efficienza di filtrazione per tutta la durata del filtro, ed in cui siano previsti dei mezzi semplici ed efficaci per impedire lo scarico del lubrificante dai fori di entrata del filtro, qualora esso fosse montato con i fori di entrata rivolti in basso.

I suddetti ed altri scopi e vantaggi dell'invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un filtro a doppia filtrazione per lubrificanti di motori di autoveicoli, comprendente: un bicchiere cilindrico chiuso da un coperchio, contenente una cartuccia di filtrazione grossolana ed una cartuccia di filtrazione fine disposta tra detta cartuccia di filtrazione grossolana ed il coperchio, entrambe aventi forma di corona cilindrica con le cavita' assiali allineate, detta cartuccia di filtrazione fine essendo costituita da una striscia di dischetti di carta filtrante ripiegata a fisarmonica; un cannotto con una base rivolta a detto coperchio ed estendentesi fin dentro la cavita' assiale di detta cartuccia di filtrazione grossolana; una serie di fori periferici di entrata del lubrificante da filtrare, un foro centrale di uscita del lubrificante sottoposto a filtrazione grossolana ed almeno un foro di uscita del lubrificante sottoposto a filtrazione fine, tutti previsti in detto coperchio; una coppia di guarnizioni di tenuta sul lato esterno di detto coperchio; caratterizzato dal fatto che detta cartuccia di filtrazione fine e' sollecitata a compressione verso detto coperchio del bicchiere da una molla premuta contro un piattello di base della cartuccia stessa, e reagente contro un piattello superiore di detta cartuccia di filtrazione grossolana.

Un'ulteriore caratteristica dell'invenzione consiste nel fatto che detti fori periferici di entrata del lubrificante da filtrare sono otturati nella direzione di scarico da una guarnizione premuta contro detto coperchio da una coppia di costole circolari estendentesi dalla base di detto cannotto, detta guarnizione avendo una sezione concava atta a mantenere i fori otturati quando non viene inviato lubrificante in pressione dentro al filtro.

Si descriverà' ora una forma di attuazione preferenziale dell'invenzione, data a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali: - la Pig.l e' una vista in pianta dall'alto di un filtro secondo 1'invenzione;

- la Fig.2 e' una vista in sezione secondo la linea II-II di Fig.,1;

- la Fig.3 e' una vieta in pianta di una guarnizione del filtro secondo l'invenzione;

- la Fig.4 e' una vieta in sezione secondo la linea 1V-IV di Fig.3;

- la Fig.5 e' una vista in sezione ingrandita di un particolare della Fig.2; e

- le Figg. 6, 7 e 8 sono viste in pianta di tre diverse esecuzioni dei dischi filtranti della cartuccia di filtrazione fine.

Con riferimento alle Figg. 1 e 2, si e' indicato con 1 il bicchiere cilindrico in lamiera imbutita che contiene il filtro vero e proprio. Il bicchiere 1 e' chiuso da un coperchio in lamiera 2, forzato dentro all'imboccatura del bicchiere ed ad eseo fissato tramite un anello metallico 3, aggraffato al bordo del bicchiere, in modo noto. L'anello 3 e' stampato con una scanalatura circolare 5 che costituisce la eede di una guarnizione 6, esterna ad un serie di fori periferici 8 di entrata del lubrificante nel bicchiere. Una serie di fori corrispondenti, che si identificheranno nel seguito coi fori 8, e' prevista nel coperchio 2; tali fori vengono allineati, in fase di montaggio, ai fori 8 dell'anello 3. Tra l'anello 3 ed il centro del bicchiere e' montato un altro anello 9, definente insieme all'anello 3 una sede per una seconda guarnizione circolare 10, posta ad una distanza radialmente intermedia tra i fori periferici 8 ed una coppia di fori eccentrici 12,12' previsti sia sull'anello 9 che sul coperchio 2 i posizioni diametralmente opposte. Al centro del coperchio e' infine realizzato un foro assiale 13, per l'uscita del lubrificante, come si dira' oltre. Il foro 13 e' definito all'interno di una corta flangia 7 del coperchio, ed e' filettato per permettere di avvitare il filtro ad un opportuno raccordo filettato del blocco motore. Nel bicchiere sono disposte una cartuccia di filtrazione grossolana 14 ed una cartuccia di filtrazione fine 16, quest'ultima tra la cartuccia 14 ed il coperchio 2. Entrambe hanno forma di corona cilindrica e sono montate sovrapposte, con le cavita' centrali allineate sull'asse del bicchiere. Un cannotto 18 in resina sintetica e' montato assialmente nel bicchiere, dentro alle cavita' centrali delle cartucce filtranti. Il cannotto 18 e' formato integralmente con una base circolare 19 rivolta verso il coperchio 2. Tra le cartucce di filtrazione 14 e 16 ed il bicchiere 1 e' pertanto definita una camera A. una camera B e' invece definita dentro alla cartuccia di filtrazione grossolana 14, mentre tra la cartuccia di filtrazione fine 16 ed il cannotto 18 e' definita una camera C.

La cartuccia di filtrazione grossolana 14 e' costituita da carta pieghettata racchiusa tra due fondelli 20 e 21. La porosità' della carta e' tale da trattenere particelle di diametro superiore a 15-20 pm. Essa e' montata con 11 suo fondello 21 su un piattello 23 sorretto da una molla elicoidale 24 reagente contro il fondo 4 del bicchiere. Una valvola anti-intasamento, complessivamente indicata con 26, e' prevista al centro del piattello 23. Sul fondello superiore 20 e' appoggiato un piattello 28, formato centralmente con un collare 29 ed una coetola intermedia 30 inserita nella cavita' assiale della cartuccia 14, per la centratura di guest 'ultima dentro al bicchiere. In corrispondenza del collare 29, il cannotto 18 presenta uno scalino 32 che da' origine ad un tratto terminale 18' di diametro ridotto del cannotto, costituente la parte che penetra nella cavita' assiale della cartuccia di filtrazione grossolana 14. Il collare 29 del piattello 28 viene attestato contro questo scalino 32, e viene fatto scorrere - in fase di montaggio - su una parte troncoconica 33 del cannotto 18', terminante con un dente 34, superato il quale il collare 29 non può' piu' subire traslazioni assiali, e risulta perciò' fissato al cannotto. Questa particolarita' costruttiva e' meglio illustrata nella Fig.5, che ne offre una vista ingrandita. Il piattello 28 costituisce inoltre la sede per una guarnizione anulare 36, agente contro lo scalino 32 del cannotto 18, per impedire il trafilamento di olio non filtrato tra la camera A e la camera B.

Tra la costola 30, sulla quale e' calzata la cartuccia 14, ed il collare 29, e' prevista sul piattello 28 una seconda costola 38, rivolta vereo il coperchio, definente la sede per una molla elicoidale troncoconica di compensazione 40. La molla 40 preme con la sua spira superiore larga contro un piattello superiore 41, costituente il supporto della cartuccia di filtrazione fine 16. 11 piattello 41 presenta un foro centrale nel quale passa il cannotto 18, con possibilità' di scorrimento del piattello rispetto al cannotto. Per assicurare la tenuta idraulica della cartuccia 16, il piattello 41 e' provvisto inferiormente di una sede 42, ove e' alloggiata una guarnizione anulare del tipo O-Ring 43, premuta contro il cannotto 18, al disopra dello scalino 32. La cartuccia di filtrazione fine 16 e' compressa tra il piattello 41 e la base 19 del cannotto 18. Dalla base 19, in direzione del coperchio 2, si estendono due costole circolari coassiali 44 e 46. Tra di esse e' definito un canale 48, nel quale e' realizzato almeno un foro 50, preferibilmente allineato con i fori 12 del coperchio 2 e dell'anello esterno 3. La costola interna 44 cinge esternamente la corta flangia centrale 7 del coperchio 2, e blocca in posizione contro il coperchio 2 una guarnizione 52, costituita da un disco in materiale elastomerico, mostrato in dettaglio nelle Figg.3 e 4. La costola esterna 46, di altezza minore della coetola 44, risulta premuta contro la guarnizione 52, in una posizione interna rispetto ai fori periferici 8.

Con riferimento alle Figg. 3 e 4, la guarnizione 52 e' costituita da un disco in materiale elastomerico con un foro centrale 54, di diametro di poco superiore a quello della flangia 7 del coperchio, sulla quale la guarnizione viene calzata. Ad una distanza dal centro circa corrispondente a quella in cui sono realizzati sul coperchio i fori 12,12', sono poi previsti sulla guarnizione 52 tre fori oblunghi 55a, 55b, 55c, la cui estensione in senso radiale non supera quella del canale definito tra le costole 44 e 46 della base del cannotto. La parte periferica 56 della guarnizione 52 si estende fino a coprire, nella disposizione montata, i fori 8 del coperchio. Come risulta dalla Fig.4, la guarnizione 52 non e' planare bensì' ha una forma concava con sezione a V, per adattarsi al profilo del coperchio 2 nella zona che si estende dalla flangia 7 ai fori 8. Nella disposizione montata, i fori oblunghi 55a, 55b, 55c permettono la comunicazione del canale circolare 48, definito sulla base 19 del cannotto 18, con uno dei fori 12, 12' del coperchio: e' evidente che uno dei fori 12,12' si troverà' a corrispondere con uno dei tre fori 55a, 55b, 55c della guarnizione 52 per qualsiasi disposizione di quest'ultima rispetto al coperchio 2. Ciò' permette di realizzare il montaggio della guarnizione senza tener conto della disposizione dei fori 55a, 55b, 55c. La conformazione non planare del coperchio, della guarnizione 52 e la diversa altezza delle costole 44 e 46 fanno si' che nella disposizione montata la guarnizione 52 aderisca al coperchio 2, otturando all'interno i fori 8 ma lasciando sempre liberi i fori 12,12' e 13. La guarnizione 52 agisce, nei confronti dei fori 8, da valvola di intercettazione unidirezionale, in quanto la parte esterna 56 risulta essere cedevole quando il lubrificante in pressione entra attraverso i fori 8, mentre non permette la fuoriuscita di liquido dal filtro, neanche se questo viene montato capovolto, cioè' con il fondo 4 in alto ed il coperchio in basso. Contemporaneamente, la guarnizione 52 assicura la tenuta del lubrificante che fluisce nel condotto 48 verso il foro 12 o 12' dal trafilamento in direzione esterna, cioè' verso i fori di entrata 8, ed in direzione interna, cioè' verso il foro di agarico centrale 13. Questa duplice funzione e' resa possibile dalla particolare conformazione spaziale della guarnizione, senza l'ausilio di molle, per il dolo effetto di sollecitazione delle costole 44 e 46.

Nelle Figg. 6, 7 e 8 sono illustrati tre diversi esempi di strisce di dischetti di carta filtrante utilizzabili vantaggiosamente per ottenere, una volta ripiegate a fisarmonica, una cartuccia di filtrazione fine 16.

Nella Fig.6 l'unita' fondamentale, cioè' l'unita' che si ripete sempre eguale a se stessa, e' costituita da una coppia di elementi piani 61 e 62, di forma esagonale, comprendenti ciascuno un foro centrale ed una terna di fori 61a, 61b, 61c e 62a, 62b, 62c, disposti in modo tale da risultare sfalsati dopo la ripiegatura della striscia. Nella Fig.7 l'unita' fondamentale e' costituita da quattro dischetti 64, 65, 66, 67, ciascuno provvisto di un foro centrale e di una coppia di fori contrapposti 64a,64b, 65a,65b, 66a,66b, 67a,67b, che risultano sfalsati dopo la ripiegatura della striscia. Dentro ogni foro si estendono appendici diversamente orientate e sagomate per ogni dischetto, atte a orientare in modo opportuno il flusso del lubrificante durante la filtrazione. Nella ]?ig.8 l'unita' fondamentale della striscia e' costituita da una coppia di dischetti 70 e 71, ciascuno provvisto di un foro centrale e di una terna di fori sfalsati 70a, 70b, 70c e 71a, 71b, 71c. Altre forme di dischetti sono ovviamente possibili. In ogni caso, la striscia ripiegata a fisarmonica, o a zig-zag, diventa una cartuccia filtrante a corona cilindrica, o che approssima la forma di una corona cilindrica, se la striscia e' quella della Fig.6. Essa viene posizionata e centrata nel bicchiere 1 tramite il piattello 41 e la base 19 del cannotto 18. Cartucce di questo tipo permettono di trattenere particelle della dimensione di 3-4 pm, e quindi di sottoporre il lubrificante ad una filtrazione molto spinta. Esse hanno tuttavia rivelato, dopo un certo periodo d'uso, l'inconveniente di perdere compattezza ed allentarsi nella direzione assiale, col risultato che i dischi sovrapposti si distanziano uno dall'altro e l'efficacia filtrante diminuisce. La caratteristica di sottoporre la cartuccia all'azione di una molla sotto carico risolve l'inconveniente sopra citato, in quanto la molla consente di recuperare automaticamente e continuamente il distanziamento dei dischetti, col risultato che la compattezza e la capacita' filtrante della cartuccia sono sempre assicurate. Questa funzione e' illustrata dalla rappresentazione a tratto e punto della Fig.5, che mostra la posizione originaria della molla di compensazione 40. Dopo un certo periodo d'uso, si verifica un allentamento assiale della cartuccia 16, che viene pero' recuperato dalla spinta in alto indotta dalla molla, fino al raggiungimento della posizione rappresentata dal disegno a linea continua.

Il funzionamento generale del filtro descritto e' quello noto dei filtri a doppia filtrazione con filtrazione fine realizzata in un circuito di derivazione (by-pass) che scarica nella coppa dell'olio, a pressione atmosferica.

Il lubrificante entra in pressione dai'fori 8 del coperchio e si porta nell'intercapedine A tra le cartucce filtranti ed il bicchiere, come indicato dalle frecce di Fig.2, poi attraversa in parallelo la cartuccia di filtrazione fine e quella di filtrazione grossolana. A causa della maggiore resistenza idraulica opposta dalla cartuccia di filtrazione fine 16, solo una piccola frazione di lubrificante attraversa questa cartuccia, mentre la maggior parte del lubrificante attraversa la cartuccia di filtrazione grossolana 14 ed entra nella camera B (Fig.2). Tuttavia, dopo un certo numero di circolazioni di lubrificante nel filtro, si può' considerare che esso sia stato interamnete sottoposto anche alla filtrazione fine.

Il lubrificante che ha attraversato la cartuccia di filtrazione grossolana 14 risale nella camera B attraverso il cannotto 18, fuoriesce dal foro 13 e viene inviato agli organi da lubrificare.

Il lubrificante che ha attraversato la cartuccia di filtrazione fine 16, invece, risale attraverso l'intercapedine C definita tra il cannotto 18 e la cartuccia 16, e, attraverso il foro 50 sulla base 19 del cannotto, sbocca nel canale circolare 48. Poiché' il canale 48 e' chiuso a tenuta dalla guarnizione 52, il lubrificante filtrato può' uscire dal filtro solo attraverso uno dei fori 55a, 55b o 55c della guarnizione 52, e da uno dei fori 12,12' sul coperchio. Da qui, il lubrificante viene inviato in coppa, ove la pressione e' quella atmosferica. Ciò' perche' in tal modo si aumenta la differenza di pressione ai due lati della cartuccia di filtrazione fine, al fine di facilitare il passaggio del lubrificante attraverso di esea e vincere l'elevata resistenza idraulica che essa oppone.

E' da notare che i due flussi di lubrificante della filtrazione fine e della filtrazione grossolana sono mantenuti separati tra di loro e rispetto al lubrificante da filtrare dalle guarnizioni 43 e 36, oltre che dalla guarnizione 52 sotto al coperchio. La guarnizione 43 viene traslata con il piattello 41 per effetto della molla di compensazione 40: essa impedisce il trafilamento di lubrificante tra le camere A e C. La guarnizione 36 impedisce invece il trafilamento di lubrificante tra le camere A e B. La valvola anti-intasamento 26 e' tarata per aprirsi qualora la cartuccia 14 fosse intasata e non permettesse piu' al lubrificante di attraversarla: in tal caso si verificherebbe un aumento di pressione nella camera A, che causerebbe l'apertura della valvola 26, attraverso la quale il lubrificante sporco si scaricherebbe direttamente nella camera B e poi nel foro assiale 13.

Si e' descritta una forma di attuazione preferenziale dell'invenzione, ma naturalmente essa è suscettibile di numerose modifiche e varianti nell'ambito della medesima idea inventiva.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Filtro a doppia filtrazione per lubrificanti di motori di autoveicoli, comprendente: un bicchiere cilindrico (1) chiuso da un coperchio {2), contenente una cartuccia di filtrazione grossolana (14) ed una cartuccia di filtrazione fine (16) disposta tra detta cartuccia di filtrazione grossolana ed il coperchio, entrambe aventi forma di corona cilindrica con le cavita' assiali allineate, detta cartuccia di filtrazione fine (16) essendo costituita da una striscia di dischetti di carta filtrante ripiegata a fisarmonica; un cannotto (18) con una base (19) rivolta a detto coperchio (2) ed estendentesi fin dentro la cavita* assiale di detta cartuccia di filtrazione grossolana (14); una serie di fori periferici di entrata (8) del lubrificante da filtrare, un foro centrale (13) di uscita del lubrificante sottoposto a filtrazione grossolana ed almeno un foro (12) di uscita del lubrificante sottoposto a filtrazione fine, tutti previsti in detto coperchio (2); una coppia di guarnizioni di tenuta (6,10) sul lato esterno di detto coperchio; caratterizzato dal fatto che detta cartuccia di filtrazione fine (16) e' sollecitata a compressione verso detto coperchio (2) da una molla (40) premuta contro un piattello di base (41) della cartuccia stessa, e reagente contro un piattello superiore (28) di detta cartuccia di filtrazione grossolana (14).
2. Filtro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto piattello di base (41) della cartuccia di filtrazione fine (16) e' formato con una sede (42) per l'alloggiamento di una guarnizione anulare (43) facente tenuta tra detta cartuccia di filtrazione fine (16) e detto cannotto (18).
3. Filtro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto piattello superiore (28) di detta cartuccia di filtrazione grossolana (14) e' fissato a detto cannotto (18) in corrispondenza di uno scalino (32) sul suo profilo esterno, definente l'inizio di un tratto terminale di diametro ridotto (18') del cannotto stesso, comprendente una parte troncoconica (33) allargantesi in direzione della base (19) del cannotto ed un dente (34) per il bloccaggio al cannotto di un collare (29) di detto piattello (28).
4. Filtro secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto piattello superiore (28) di detta cartuccia di filtrazione grossolana (14) comprende una costola superiore (38) quale sede di detta molla di compressione (40), una costola inferiore (30) per la centratura della cartuccia di filtrazione grossolana (14), ed una sede di una guarnizione anulare (36) facente tenuta tra detta cart i di filtrazione grossolana (14) e detto cannotto (18).
5. Filtro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta serie di fori di entrata (8) del lubrificante da filtrare sono otturati nella direzione di scarico da una guarnizione (52) premuta contro detto coperchio (2) da una coppia di costole circolari (44,46) estendentesi dalla base (19) di detto cannotto (18), detta guarnizione (52) avendo una sezione concava atta a mantenere i fori otturati quando non viene inviato lubrificante in pressione dentro al filtro.
6. Filtro secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta guarnizione (52) ha una sezione a V con la concavita' rivolta verso detto coperchio (2), ed e' provvista di almeno un foro (55c) allineato con detto foro (12) di uscita del lubrificante sottoposto a filtrazione fine.
7. Filtro secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che dette costole circolari (44,46) di detta base (19) del cannotto (18) definiscono un canale circolare (48) nel quale e' previsto almeno un foro (50) comunicante con un'intercapedine definita tra l'interno di detta cartuccia di filtrazione fine (16) e detto cannotto (18).
8. Filtro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta molla di compensazione (40) e' una molla elicoidale troncoconica, montata con la spira piu' larga contro detto piattello di base (41) della cartuccia di filtrazione fine (16).