BRPI0610810A2 - dispositivo de filtração, em particular para filtração de fluidos em motores de combustão interna - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO DE FILTRAçãO, EM PARTICULAR PARA FILTRAçãO DE FLUIDOS EM MOTORES DE COMBUSTãO INTERNA. A presente invenção referese- a um dispositivo de filtração, em particular para a filtração de fluidos em motores de combustão interna, que apresenta um elemento de filtro a ser passagem de fluxo radial em um alojamento de filtro. Uma válvula de vedação de anti-retorno projetada como uma válvula de bico de pato com segmentos de parede flexíveis está inseri da no alojamento do filtro, no interior da qual limita uma abertura de saída de fluxo e a parte externa da qual está em contato com o fluido no dispositivo de filtração.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVODE FILTRAÇÃO, EM PARTICULAR PARA FILTRAÇÃO DE FLUIDOS EMMOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA".

A presente invenção refere-se a um dispositivo de filtração, emparticular para a filtração de fluidos em motores de combustão interna, deacordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

O documento DE 102 48 907 A1 descreve o dispositivo de fil-tração para a filtração de óleo ou combustível em motores de combustãointerna, que consiste em um alojamento de filtro no interior do qual pode serinserido um elemento de filtro cilíndrico oco radial em relação ao elementode filtro de passagem do fluxo. No alojamento do filtro, entre o lado da entra-da e o lado limpo está instalada uma válvula de escape de pressão - no ca-so de um aumento inadmissivelmente alto da pressão do fluido no lado daentrada, por exemplo, em conseqüência de um elemento de filtro com impu-rezas - é colocado na posição de abertura de modo que seja asseguradauma transferência direta do fluido a ser filtrado a partir do lado de entradapara o lado limpo, juntamente com uma diminuição da pressão no lado daentrada.

Com base neste nível técnico anterior aplicado pela invençãoestá sendo desenvolvido um dispositivo de filtração por meio de medidassimples que, em particular, é apropriado para a filtração de fluidos e que im-pede - mesmo se a pressão for inadmissivelmente alta no lado da entradado elemento de filtro - que o óleo escorra para fora do alojamento. De modoapropriado, deve ser assegurada uma boa capacidade de reciclagem.

Este problema é solucionado de acordo com a invenção com ascaracterísticas da reivindicação 1. As sub-reivindicações indicam os desen-volvimentos adicionais apropriados.

No caso de um dispositivo de filtração de acordo com a inven-ção é inserida uma válvula de vedação de anti-retorno no alojamento do filtropor meio do qual o fluido a ser filtrado pode ser desviado para o dispositivode filtração. Sob condições regulares, portanto com a pressão do fluido nolado da entrada do elemento de filtro abaixo de um valor limite, a válvula devedação de anti-retorno está em posição aberta de modo que o fluido a serfiltrado pode ser direcionado para o lado de entrada do alojamento do filtro.

Se a pressão na parte externa do lado de entrada do filtro for mais alta doque aquela na parte interna do lado de entrada do filtro então a válvula abre-se automaticamente. Se, no entanto, a pressão na parte externa do lado deentrada do filtro for mais baixa do que aquela na parte interna do lado deentrada do filtro então a válvula fecha-se automaticamente.

A válvula de vedação de anti-retorno está projetada como umaválvula de bico de pato e apresenta segmentos de parede flexíveis que limi-tam uma abertura de escoamento. A parte externa desses segmentos deparede está em contato com o fluido no dispositivo de filtração, em particularno lado da entrada do elemento de filtro de modo que os segmentos de pa-rede estão permanentemente expostos a partir da parte externa à pressãono lado da entrada, enquanto que na parte interna da válvula de bico de patoos segmentos de parede flexíveis estão expostos na parte interna à pressãodo fluido a ser fornecido. Atuando deste modo, é criada uma válvula de ve-dação de anti-retorno auto-reguladora que fecha automaticamente. Isso im-pede, por exemplo, que o filtro entre em operação ociosa caso o motor doautomóvel seja desligado e nenhum óleo seja alimentado ao filtro.

O projeto da válvula de bico de pato está caracterizado pelasimplicidade estrutural e, ao mesmo tempo, uma alta confiabilidade e vidaútil. A válvula de bico de pato é convenientemente projetada como um sub-conjunto de uma peça e consiste em especial de plástico, por exemplo, elas-tômero que assegura uma boa capacidade de reciclagem e uma incineraçãocompleta da válvula plástica de bico de pato em uma unidade de incineraçãode detritos. Em combinação com o dispositivo de filtração e seus outroscomponentes também executados em plástico, pode assim ser obtida a me-lhor capacidade possível de reciclagem do completo dispositivo de filtração.

Outras vantagens desta solução de acordo com a invenção sãoas superfícies de vedação relativamente pequenas da válvula de bico depato que reduz os riscos de vazamentos.

A abertura de escoamento da válvula de bico de pato está, demodo vantajoso, projetada em um formato de fenda, sendo a fenda do fluxolimitada pelos segmentos de parede da válvula de bico de pato. Em umamodalidade preferida estão determinadas duas fendas transversais cruzadasde fluxo pelas quais cada uma é limitada por dois segmentos de parede daválvula de bico de pato. Assim é possível obter quatro segmentos de pare-des deslocadas que ficam expostas cada uma a partir da parte externa àpressão no lado da entrada do elemento de filtro que assegura uma maiorsegurança contra vazamentos indesejáveis de fluido a partir do dispositivode filtração. No entanto, as modalidade com somente uma fenda ou commais que duas fendas podem ser consideradas.

A válvula de bico de pato deve ser capaz de ser inserida compouco esforço no alojamento do dispositivo de filtração, em particular em umdisco de cobertura removível do alojamento do filtro.

Este disco de cobertura, convenientemente projetado como umsubconjunto de uma peça consiste, em uma incorporação preferida, em doisdiscos individuais conectados entre si por meio de um conexão central defluxo, sendo que todos os subconjuntos do disco de cobertura consistem emplástico. A válvula de bico de pato está convenientemente inserida em umaabertura no disco individual externo do disco de cobertura, a abertura de es-coamento da válvula de bico de pato, de preferência, abrindo para um espa-ço entre os dois discos individuais, sendo o espaço limitado por estes doisdiscos. Este espaço intermediário comunica-se com o lado da entrada doelemento de filtro que está, em especial, localizado na parte externa radialdo elemento cilíndrico do filtro. Além disso, este espaço intermediário podeestar conectado por meio de uma válvula de descarga ou uma válvula deescape de pressão diretamente com o lado limpo do elemento de filtro, demodo que em caso de aumento de pressão inadmissivelmente alta no ladoda entrada é possível uma transferência direta a partir do lado de entradapara o lado limpo do elemento de filtro.

Vantagens adicionais e modalidade apropriadas podem ser in-feridas a partir de reivindicações, de figuras ou desenhos adicionais. Sãoapresentadas nas:a figura 1 é uma secção através de um dispositivo de filtraçãopara a filtração de fluidos em um motor de combustão interna, com um alo-jamento de filtro em formato de panela, um elemento de filtro cilíndrico ocoinserido no alojamento do filtro e um disco de cobertura bipartido com doisdiscos individuais conectados entre si por meio de uma conexão de fluxo;

a figura 2 é o dispositivo de filtração a partir de uma vista emperspectiva em uma secção parcial;

a figura 3 é o disco de cobertura a partir de uma vista em pers-pectiva em uma secção parcial;

a figura 4 é um pormenor na área da rosca interna em uma co-nexão de fluxo, com geometria elíptica incorporada da rosca;

a figura 5 é um dispositivo de filtração em um outra incorpora-ção, apresentada em secção parcial;

a figura 6 é uma vista de cima sobre o dispositivo de filtração,de acordo com a Figura 5;

a figura 7 é uma ampliação do pormenor VII na Figura 5;

a figura 8 é uma válvula de descarga projetada como válvula debico de pato a partir de uma vista em perspectiva;

a figura 9 é a válvula de bico de pato em uma vista inferior;

a figura 10 é uma vista em perspectiva de um elemento de su-porte para um elemento de filtro cilíndrico oco que, em uma extremidade,está colocado sobre o disco da extremidade inferior, sendo efetuada umaconexão de fixação ou de ligação no disco da extremidade em torno do qualestá disposto um tubo flexível de vedação servindo de válvula de descarga;

a figura 11 é o disco de extremidade inferior a partir de uma vis-ta em perspectiva individual;

a figura 12 é o elemento de suporte que compreende o disco deextremidade inferior em secção;

a figura 13a é uma vista em perspectiva do disco de extremida-de inferior em uma secção parcial, com uma válvula de descarga em umaincorporação alternativa;

a figura 13b é uma vista de um objeto similar como o da Figura13a, no entanto com uma válvula de descarga em uma outra incorporação;

a figura 14a, b é uma válvula de descarga ou de passagem queé usada entre o lado de entrada e o lado limpo do elemento de filtro e carac-teriza um bloco elastomero como corpo de válvula que pode ser comprimidade modo flexível, representada em posição fechada (Figura 14a) e em posi-ção aberta (Figura 14b);

a figura 15a, b é uma válvula de descarga ou de passagem comum amortecedor elastomérico como corpo de válvula;

a figura 16a, b é uma válvula de descarga ou de passagem comum bloco de espuma como corpo de válvula;

a figura 17 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de fil-tração com um alojamento de filtro cilíndrico e um elemento de filtro em for-mato de anel inserido no mesmo no qual o fluido a ser filtrado é fornecidopor meio de uma válvula de vedação de anti-retorno;

a figura 18 é uma secção longitudinal através do dispositivo defiltração de acordo com a Figura 17 que compreende os anéis de conexãofrontalmente inseridos;

a figura 19 é os anéis de conexão individualmente representa-dos;

a figura 20 é uma representação ampliada do dispositivo de fil-tração a partir da Figura 17 com a válvula de vedação de anti-retorno emposição travada projetada como válvula de tubo flexível;

a figura 21 é uma representação de acordo com a Figura 20, noentanto com a válvula de tubo flexível em posição aberta;

a figura 22 é uma vista em perspectiva de um outro dispositivode filtração que apresenta um disco de cobertura com raios radialmente es-tendidos;

a figura 23 é uma vista em perspectiva de ainda um outro dis-positivo de filtração que apresenta uma válvula de descarga entre o lado deentrada e o lado limpo que está provido com pés de suporte axialmente pro-jetados;

a figura 24 é a válvula de descarga a partir da Figura 23em;representação individual,

a figura 25 é um anel de suporte para a ligação à extremidadefrontal axial na válvula de descarga;

a figura 26 é uma válvula de descarga em um alojamento de fil-tro em formato de panela com um mandril disposto no fundo do alojamentoque projeta-se em um recesso na válvula de descarga limitada pelo aloja-mento da válvula;

a figura 27 é um elemento de filtro em vista de cima;

a figura 28 é o elemento de filtro de acordo com a Figura 27 emvista lateral;

a figura 29 é um pormenor a partir do alojamento de filtro emuma vista em perspectiva e

a figura 30 é o elemento de filtro em posição de montagem noalojamento do filtro.

As figuras mostram os componentes idênticos com os mesmossinais de referência.

O dispositivo de filtração 1 representado nasFigurasl e 2 ge-ralmente é utilizado em motores de combustão interna para a filtração defluidos tais como o óleo e combustível. O dispositivo de filtração 1 compre-ende um alojamento de filtro de plástico 2 o qual tem aproximadamente oformato de panela e para ser fechado por um disco de cobertura 3. Um ele-mento de filtro 4 está inserido no receptáculo no alojamento do filtro 2 quetem uma forma cilíndrica oca e é sustentado por um elemento de suporteCentral 5 executado em plástico e disposto na área interna do elemento defiltro 4. O elemento de filtro 4 é radialmente passado através da parte exter-na para a parte interna de modo que a parte externa do elemento de filtro 4forma o lado da entrada 12 e a área interior no elemento de filtro o lado lim-po 13.

O disco de cobertura 3 é completamente executado em plásticoe compreende dois discos individuais 6 e 7 que estão localizados paralelosum em relação ao outro e apresenta aproximadamente o mesmo raio e es-tão conectados por meio de uma conexão central de passagem cilíndricaoca 8. Os dois discos individuais 6 e 7, bem como a conexão de passagem8, formam um subconjunto comum de uma peça de plástico que é fabricado,por exemplo, em moldagem por injeção ou outro método tal como a molda-gem por extração profunda. Se necessário, barras de conexão adicionaisficam localizadas no espaço entre os dois discos individuais paralelos 6 e 7por meio dos quais ambos os discos individuais são sustentados um contra ooutro e que aumenta consideravelmente a estabilidade do disco de cobertura 3.

A peça central de conexão a qual - como parte do disco de co-bertura 3 - conecta os dois discos individuais 6 e 7 apresenta uma roscainterna de conexão 9 por meio da qual o disco de cobertura 3 e, conseqüen-temente, todo o dispositivo de filtração 1 pode ser conectado a um subcon-junto do motor de combustão interna. Ao mesmo tempo, a conexão de pas-sagem 8 serve como uma abertura de escoamento que comunica-se com olado limpo 13 do elemento de filtro 4 e através do qual o fluido filtrado é axi-almente escoado do dispositivo de filtração 1. A conexão de passagem 8projeta-se axialmente acima do lado do fundo do disco inferior 7 voltado dire-tamente ao elemento de filtro 4 e para dentro da área cilíndrica interior doelemento de filtro 4 que é o lado limpo 13.

O disco individual 7 é convenientemente conectado de modo di-reto com a extremidade frontal do elemento de filtro 4 que pode, por exem-plo, ser obtido por soldagem ou colagem do mesmo com a extremidade fron-tal do elemento de filtro. Com este procedimento, o disco individual inferior 7forma a extremidade frontal do elemento de filtro e assegura, por um lado, aestabilidade do elemento de filtro e, por outro lado, uma separação do ladolimpo e do lado da entrada.

As aberturas de afluxo são executadas no disco individual supe-rior 6 voltadas para fora a partir do elemento de filtro 4 no interior do qualestão inseridas as válvulas de vedação de anti-retorno 10. Essas válvulas devedação de anti-retorno 10 são, por exemplo, projetadas como válvulas debico de pato que são representadas em pormenores nas Figuras 8 e 9. Pri-meiramente, o fluido a ser filtrado é introduzido por meio das válvulas de ve-dação de anti-retorno 10 no interior do espaço entre os dois discos individu-ais 6 e 7, as válvulas de vedação de anti-retorno 10 impedem o escoamentodo fluido ou a operação ociosa do filtro quando o motor é desligado durantea desmontagem elevada do elemento de filtro. A partir do espaço entre osdiscos individuais 6 e 7 o fluido corre através de aberturas de passagem defluxo 11 no disco individual inferior 7 diretamente voltado ao elemento defiltro 4 para o interior do lado da entrada 12 que está projetado como fendaanular entre a parede interna do alojamento do filtro 2 e a parte externa doelemento de filtro 4. Após fluir através do elemento de filtro 4 na direção ra-dial a partir da parte externa para a parte interna o fluido filtrado é coletadona área central interior cilíndrica (lado limpo 13) e axialmente escoado atra-vés da conexão de fluxo 8 do disco de cobertura 3.

Sobre o lado superior do disco individual superior 6 do disco decobertura 3 está inserida uma junta de vedação 14 no interior de uma ranhu-ra de posição destinada para esta finalidade no disco individual 6. A ranhura14 assegura uma conexão firme ao fluxo do dispositivo de filtração 1 a umsubconjunto do motor de combustão interna ao qual o dispositivo de filtraçãoestá conectado.

Na área inferior do dispositivo de filtração voltado para o fundodo alojamento do filtro 2 o elemento do filtro 4 esta vedado por uma placaterminal frontal 15. Essa placa terminal 15 que está localizada na extremida-de frontal do elemento de filtro em oposição ao disco de cobertura 3 apre-senta uma conexão convexa de fixação em formato de panela 16 que proje-ta-se a partir de baixo para o interior do espaço limpo 13 do elemento defiltro 4. A parte externa da conexão de fixação 16 que se projeta acima doplano da placa terminal 15 está circundada por um tubo flexível de vedação17 que serve como uma válvula de descarga. Nas paredes da conexão defixação 16 que se estendem axialmente estão produzidos recessos 18 quesão cobertos pelo tubo flexível de vedação 17 e normalmente fecham os re-cessos 18 vedando o fluxo. No entanto, se a pressão no lado da entrada 12excede um valor limite e fica, em particular, mais alta que a pressão no ladolimpo 13 o fluido filtrado flui pelo fundo do alojamento do filtro 2 a partir debaixo para dentro do recesso na conexão de fixação 16 e tem um impactopor meio dos recessos 18 sobre o interior do tubo flexível de vedação 17,pelo qual o tubo flexível de vedação fica radialmente ampliado e o fluido nãofiltrado pode fluir diretamente a partir do lado da entrada 12 para o lado lim-po 13 por meio dos recessos 18. Se a pressão decrescer, os recessos 18são novamente fechados com vedação ao fluxo pela força interna no tuboflexível de vedação 17. O tubo flexível de vedação 17 concentra em um sub-conjunto as funções de um corpo de válvula e uma mola de válvula que temum impacto sobre o corpo da válvula na posição fechada.

A Figura 3 apresenta o disco de cobertura 3 em uma represen-tação individual. Pode ser visualizado que as aberturas de vedação ao fluxo11 estão projetadas como furos oblongos no disco individual inferior 7 que seestende em direção circunferencial do disco de cobertura. As aberturas depassagem de fluxo 11 estão localizadas na área externa situada radialmentedo disco individual 7 e comunicam-se quando o disco de cobertura 3 estádiretamente montado com o lado da entrada 12 do elemento de filtro.

No lado superior do disco individual superior 6 encontra-se aranhura de posicionamento 19 projetada em uma peça com o disco de co-bertura para o anel de vedação a ser inserido.

A Figura 4 representa uma secção em representação ampliadaatravés da rosca interna de conexão 9 na conexão de fluxo 8. A geometriade secção transversal entre dois dentes adjacentes 20 da rosca é projetadaelipticamente e segue a linha contínua 21. Para fazer uma comparação, umageometria convencional de dentes de serra conhecida ao nível da técnicaestá representada na linha tracejada 21'. As vantagens da geometria elípticade acordo com a linha contínua 21 são as tensões reduzidas que permitem autilização de materiais mais flexíveis tais como o plástico.

As Figuras 5 até 7 representam um outro exemplo de uma in-corporação para o dispositivo de filtração 1 para a filtração de fluidos. O dis-positivo de filtração apresenta uma válvula de descarga 22 na área superiordo elemento de filtro 4 voltado ao disco de cobertura 3 que - sob condiçõesnormais - fecha uma abertura de descarga 23 entre o lado da entrada 12 e olado limpo 13 do elemento de filtro. Esta abertura de descarga 23 é executa-da em um disco frontal 26 que está firmemente conectado com o lado frontalsuperior do elemento de filtro 4. O disco frontal 26 está projetado como sub-conjunto separado independente do disco de cobertura 3, no entanto, conec-tado com o disco de cobertura. Dentro da abrangência da invenção tambémpode ser apropriado efetuar a conexão do disco individual superior 7 do dis-co de cobertura 3 diretamente com a extremidade frontal do elemento defiltro 4, neste caso a abertura de descarga 23 pode ser executada no discoindividual 7. Além disso, é possível projetar o disco frontal 26 como um sub-conjunto de uma só peça plástica com o disco de cobertura 3.

A válvula de descarga 22 compreende uma arruela de vedação24 que assegura a função do corpo da válvula e está disposta axialmente demodo deslocável no lado limpo 13 do elemento de filtro e recebe o impacto apartir de uma mola de válvula 25 em sua posição fechada na qual a arruelade vedação 24 entra em contato efetuando a vedação da abertura de des-carga 23 no disco frontal 26. A mola de válvula 25 é sustentada pelo elemen-to de suporte 5 do elemento de filtro 4.

O fluido a ser filtrado é introduzido por meio de válvulas de ve-dação de anti-retorno 10 no interior do dispositivo de filtração; no total estãodispostas 4 válvulas de vedação de anti-retorno 10 no disco de cobertura 3.

Se a pressão do fluido exceder um valor limite a arruela de vedação 24 éentão deslocada axialmente para baixo contra a força da mola da válvula 25a partir de sua posição fechada, por meio do qual é liberada a passagem dofluxo por meio da abertura de descarga 23 diretamente a partir do lado daentrada 12 para o lado limpo 13. Se a pressão decrescer, a força da mola daválvula 25 é novamente suficiente para deslocar a arruela de vedação 24contra a pressão no lado da entrada 12 para cima na posição fechada naqual a abertura de descarga 23 é fechada efetuando a vedação do fluxo.

Convenientemente, todos os componentes da válvula de descarga 22 sãoexecutados em plástico e, em particular, a arruela de vedação 24 e tambéma mola da válvula 25.

As Figuras 8 e 9 apresentam um exemplo de uma incorporaçãode uma válvula de vedação de anti-retorno 10 projetada como válvula debico de pato que é inserida nas aberturas do disco de cobertura 3 e por meiodo qual o fluido a ser filtrado é introduzido no dispositivo de filtração 1. A vál-vula de bico de pato 10 também é totalmente executada em plástico. No ladodo escoamento, a válvula de bico de pato 10 apresenta duas fendas de fluxo27 transversalmente dispostas que ficam abertas sob condições normais demodo que o fluido a ser filtrado possa fluir através da válvula de bico de pato10. Devido à flexibilidade do material plástico da válvula de bico de pato 10os segmentos de parede 28 da válvula de vedação de anti-retorno 10 quelimitam as fendas de fluxo 27 podem ser comprimidas por uma pressão ex-ternamente aplicada contra os segmentos de parede 28 que excederem umvalor limite, fechando deste modo as fendas de fluxo 27 e tornando impossí-vel a passagem do fluido através da válvula de vedação de anti-retorno 10.Se a pressão externa decrescer, a flexibilidade interna do material da válvulade vedação de anti-retorno 10 abre as fendas de fluxo 27 permitindo destemodo novamente a passagem do fluxo através da válvula de vedação deanti-retorno.

As Figuras 10 até 12 apresentam um exemplo de uma incorpo-ração para uma válvula de descarga entre o lado da entrada e o lado limpono segmento inferior próximo ao fundo do elemento de filtro. A partir da pla-ca terminal 15, disposta próxima ao fundo do receptáculo do alojamento defiltro 2 origina-se a conexão central de fixação 16 em torno da qual está co-locado uma tubo flexível de vedação 17 como corpo de válvula. A conexãocentral de fixação 16 compreende segmentos de parede 30 verticalmenteoriginados, separados entre si os quais estão dispostos circularmente emtorno de uma projeção central 31. Cada um dos segmentos de parede 30 éprojetado como uma peça com a placa terminal 15 executada em plástico esão flexíveis. Isso possibilita a inserção de um anel de vedação 29 na ranhu-ra circunferencial 32 que é formada na parte externa dos segmentos de pa-rede 30.

O tubo flexível de vedação 17 que forma o corpo de válvula éinserido no espaço entre a projeção central em formato de panela 31 e ossegmentos de parede 30 que envolvem a projeção. Com isso, o tubo flexívelde vedação fecha os recessos 18 que são executados nas paredes da pro-jeção central 31.

O fluido não filtrado no lado da entrada do elemento de filtro en-tra axialmente a partir de baixo na área interior da projeção central 31 e e-xerce uma pressão sobre o tubo flexível de vedação 17, radialmente, dedentro para fora. Quando o valor limite da pressão excede no lado da entra-da do tubo flexível de vedação 17 expande-se de tal modo que é efetuadauma conexão de passagem de fluxo por meio dos recessos 18 entre o ladode entrada e o lado limpo de modo que o fluido não filtrado pode fluir imedia-tamente para o lado limpo. Quando a pressão no lado da entrada decresce aválvula de descarga fecha-se automaticamente pela compressão do tuboflexível de vedação.

Todos os componentes da válvula de descarga (com exceçãodo tubo flexível de vedação) são executados em plástico o que aumentaconsideravelmente a capacidade de reciclagem.

As figuras 13a apresenta uma válvula de descarga 22 na áreado fundo do elemento de filtro em uma outra incorporação. Nesta incorpora-ção também todos os componentes do elemento de filtro são executados emplástico. O corpo da válvula de descarga 22 é formado por uma arruela devedação 24 que é projetada como uma peça com ganchos de encaixe 33que é fixada de modo seguro contra extravio, no entanto axialmente de mo-do deslocável, na área interior do elemento de suporte 5 em uma aberturade retenção do elemento de suporte. Por meio disso a arruela de vedação24 pode ser axialmente deslocada entre uma posição fechada, na qual umaabertura de descarga 23 na placa terminal 15 no fundo está fechada comvedação ao fluxo, e uma posição aberta. A arruela de vedação 24 é subme-tida pela força de uma mola de válvula 25 em sua posição fechada.

Sob condições regulares, a abertura de descarga 23 que é cir-cundada pelos segmentos de parede 30 da conexão de fixação 16, é fecha-da com vedação ao fluxo pela arruela de vedação 24. Se a pressão no ladoda entrada exceder um valor limite, o fluido não filtrado entra em contato apartir de baixo por meio da abertura de descarga 23 com a arruela de veda-ção 24 e exerce um impacto sobre a mesma com uma pressão de aberturacontra a força da mola da válvula 25, por meio do qual a arruela de vedação24 é levantada e a conexão de passagem do fluxo entre o lado de entrada eo lado limpo é efetuada. Quando a pressão decresce, a arruela de vedação24 pode, mediante o impacto da mola da válvula 25 retornar para sua posi-ção fechada na qual a abertura de descarga 23 é fechada.

A válvula de descarga 22 apresentada na Figura 13b corres-ponde em sua estrutura básica àquela na Figura 13a, no entanto com a dife-rença de que a mola da válvula 25 e os ganchos de encaixe 33 no corpo daválvula sustentam-se diretamente na conexão de fixação 16 e não no ele-mento de suporte 5 do elemento de filtro. O elemento de filtro 5 está coloca-do sobre a conexão de fixação 16 a qual é convenientemente conectada emuma peça com a placa terminal 15, a mesma pode, no entanto, também for-mar um subconjunto que é independente da placa terminal 15.

As figuras 14a até 16b apresentam exemplos diferentes de in-corporação para válvulas de descarga 22 em uma construção simples a qualem sua posição fechada separa o lado da entrada do lado limpo no elementode filtro e em sua posição aberta permite uma introdução direta do fluido nãofiltrado. Em um alojamento de válvula 34 está instalado o corpo da válvulaaxialmente deslocável projetado como arruela de vedação 24 e mantida emposição fechada na mola da válvula 25. Caso uma força da parte externaatue sobre a arruela de vedação 24 contra a mola da válvula 25, então a ar-ruela de vedação 24 é deslocada em direção à área interior do alojamentoda válvula 34 por meio do qual as aberturas de descarga 23 na parede doalojamento da válvula 34 são liberadas e é criada uma conexão de passa-gem de fluxo entre o lado da entrada e o lado limpo do elemento de filtro.

Nos três exemplos de modalidade exibidos a mola da válvula 25 é projetadacomo um bloco resiliente elástico, onde no exemplo de acordo com as figu-ras 14a e 14b a mola de válvula 25 é projetada como um bloco elastomérico,nas figuras 15a e 15b como um fole elastomérico e no exemplo de acordocom as figuras 16a e 16b como um bloco de mola de espuma, consistindoem espuma PUR ou espuma de silicone.

As figuras 17 até 21 apresentam um outro exemplo de uma in-corporação para um dispositivo de filtração para a filtração de fluidos. O dis-positivo de filtração 1 apresenta um alojamento cilíndrico de filtro 2 no qualestá inserido o elemento de filtro em formato de anel 4 que é radialmenteatravessado pelo fluido a ser filtrado. Para este propósito, o fluido a ser fil-trado é frontalmente introduzido no alojamento do filtro 2 conforme apresen-tado na Figura 18. Para efetuar a filtração, o fluido atravessa radialmente oelemento de filtro 4 da parte externa para a parte interna e então é axialmen-te novamente escoada através da área interior que representa o lado limpodo alojamento do filtro. O elemento de filtro 4 apresenta uma estrutura desuporte 5 para sustentá-lo. Na extremidade axial frontal pela qual o fluido éintroduzido e/ou escoado há anéis de conexão 40 e 41 que separam o espa-ço limpo do lado da entrada. O espaço entre os anéis de conexão 40 e 41designa o lado da entrada, a área interior dentro do anel de conexão menor41 o lado limpo.

Conforme pode ser visualizado do desenho pormenorizado nasfiguras 20 e 21, na extremidade frontal axial por meio da qual o fluido é in-troduzido e/ou escoado, está previsto um anel de suporte radialmente exter-no 43 no elemento de filtro 4 no qual estão produzidas aberturas radiais desaída de fluxo 27 que ficam uniformemente dispostas sobre a circunferênciado anel de suporte. Na parte externa radial essas aberturas de fluxo 27 es-tão cobertas por um tubo flexível de vedação 42 que consiste em um materi-al elástico flexível e que é colocado sob pressão interna sobre o lado externoradial do anel de suporte 43 com a finalidade de cobrir as aberturas de fluxo27. Juntamente com o tubo flexível de vedação 42 o anel de suporte 43 for-ma uma válvula de vedação de anti-retorno 10 projetada como válvula detubo flexível que com uma diferença correspondente de pressão entre a par-te interna e a parte externa no tubo flexível de vedação 42 é transferida paraa posição aberta apresentada na Figura 21 onde, pelo menos, segmentos dotubo flexível de vedação 42 são afastados a partir da posição de bloqueioque vedam limitando as aberturas de escoamento 27 de modo que um fluxopossa passar radialmente através das aberturas de escoamento 27. A pres-são aplicada à parte interna do fluido a ser filtrado axialmente introduzidoafasta o tubo flexível de vedação 42 radialmente a partir da posição de ve-dação de modo que as aberturas de escoamento 27 são liberadas. À medidaque a pressão diferencial entre a parte interna e a parte externa no tubo fle-xível de vedação é reduzida abaixo de um valor limite que é decisivamentedeterminado pela elasticidade interna do tubo flexível de vedação, o tuboflexível de vedação retorna à sua posição de vedação pelo fechamento dasaberturas de escoamento.

A Figura 22 apresenta um outro exemplo de incorporação deum dispositivo de filtração 1 para a filtração de fluidos. O alojamento de filtroem formato de panela 2 no qual o elemento de filtro está inserido, é frontal-mente fechado por uma cobertura externa 6 na qual uma conexão de fluxocentral 8 com rosca interna está integrada. Entre a conexão de fluxo 8 e umaborda externa radial do disco individual 6 estendem-se raios radiais 50. Pre-vistos estão uma multiplicidade destes raios dispostos em distância regularsobre a circunferência do disco individual 6. Os raios 50 são executados emlinha reta e estendem-se adequadamente em direção radial. Conforme apre-sentado na incorporação tracejada pode ser apropriado utilizar raios arquea-dos 50' que, além de apresentar um componente radial também apresentaum componente em direção circunferencial. Além disso, os raios em um for-mato de linha reta também podem ser concebidos de forma angular na dire-ção radial.

As figuras 23 até 25 já apresentam ou outro exemplo de umaincorporação para o dispositivo de filtração para a filtração de fluidos. O ele-mento de filtro 4 tem um projeto em formato de anel, a parte interna repre-sentando o lado limpo e a parte externa radial o lado de entrada do filtro. Naárea de uma extremidade frontal axial de um elemento de filtro 4 está insta-lada uma válvula de descarga ou uma válvula de derivação 22 que está a-dequadamente executada completamente em plástico e apresenta um alo-jamento de válvula 34 que pode ser inserido na área interna axial de um e-lemento de filtro 4 na área da extremidade frontal. O alojamento de filtro 34contém uma mola de válvula 25 que está projetada como mola espiral e e-xerce principalmente uma força de compressão. Esta mola dé válvula 25força uma arruela de vedação 24 que serve de corpo de válvula na posiçãode fechamento. Se a pressão do fluido exceder um valor limite a arruela devedação 24 é aberta contra a força da mola de válvula 25 de modo que écriada uma passagem de fluxo direto entre o lado da entrada e o lado limpo.

Na área da extremidade frontal axial do alojamento da válvula34 estão dispostos diversos pés de suporte 60 que projetam-se acima daextremidade frontal axial do elemento de filtro e que são adequadamenteprojetados como uma só peça com o alojamento de válvula 34. Esses pésde suporte 60 tem a função de meios de suporte elasticamente resilientesque permitem uma compensação de tolerância axial ao inserir o elemento defiltro 4 no alojamento de filtro 2 e colocando-o no fundo de um alojamento defiltro Além disso, o elemento de filtro é centrado e guiado pelo dispositivos depés de suporte. Além disso, fica assegurado que o elemento de filtro nãopossa ser inadvertidamente inserido de modo incorreto.

De modo apropriado, há três ou quatro desses pés de suporte60 uniformemente dispostos sobre a circunferência na extremidade frontaldo alojamento da válvula 34. Conforme pode ser visualizado a partir da Figu-ra 25, também pode ser apropriado fixar um anel de suporte 61 na extremi-dade frontal axial do alojamento de válvula 34 ao invés de pés de suporte,sendo que o anel de suporte 61 apresenta, no entanto, elementos de suporte62, axialmente deslocáveis, projetados como molas de suporte em formatode mandril, salientes que são radialmente para dentro e axialmente opostosao plano do anel de suporte 61.

A Figura 26 apresenta um outro exemplo de incorporação noqual uma válvula de derivação 22 atua em conjunto o mandril 70 no fundo doalojamento de filtro em formato de panela 2. A válvula de derivação 22 entreo lado de entrada e o lado limpo do elemento de filtro que está para ser inse-rido no alojamento de filtro apresenta uma arruela de vedação 24 que formaum corpo de válvula que é submetido a uma força por uma mola de válvula25 em sua posição de vedação no alojamento de válvula 34. O alojamentode válvula 34 está projetado aproximadamente em formato de panela, sendoo lado aberto da panela voltado ao fundo do alojamento do filtro. A arruelade vedação 24 fica afastada do fundo do alojamento de filtro, as paredeslaterais do alojamento da válvula bem como a arruela de vedação 24 limitamuma receptáculo no interior do qual um pino ou mandril 70 projeta-se, o qualé firmemente fixado ao fundo do alojamento de filtro.

A tarefa que cabe a este mandril 70 é a de colocar o corpo daválvula da válvula de derivação na posição aberta em caso de um elementode filtro incorreto inclusive uma válvula de derivação ser inserida no aloja-mento de filtro, de modo que apesar do elemento de filtro incorreto seja cria-do uma conexão de passagem de fluxo direta entre o lado de entrada e olado limpo, assegurando deste modo a passagem do fluxo do fluido atravésdo dispositivo de filtração. Em particular, quando o mesmo for utilizado comofiltro de combustível seja assim garantida um suprimento de emergência domotor de combustão interna, mesmo quando tenha sido inadvertidamenteinserido um elemento de filtro incorreto.

No entanto, se o elemento de filtro e a válvula de derivação sãocorretamente utilizados o mandril somente tem uma função de centralizaçãopara centralizar o elemento de filtro na panela do filtro e não uma função deabertura para a válvula de derivação. Neste caso, o mandril projeta-se paradentro do recesso no alojamento de válvula 34, sem ter um impacto sobre aarruela de vedação 24 e sem colocá-lo na posição de abertura. Se correta-mente inserido ou se o elemento de filtro correto for inserido a arruela devedação 24 também é colocada em sua posição fechada com distância sufi-ciente em relação ao pino do mandril.

Uma vantagem adicional deste mandril é que mesmo se utilizarum elemento de filtro destinado a este propósito é impedida uma inserçãoinadvertida deste elemento de filtro na posição incorreta. Se o elemento defiltro for inadvertidamente inserido de modo incorreto na panela de filtro, odisco de cobertura frontal no elemento de filtro entra em contato com o man-dril 70 de modo que o elemento de filtro não pode ser completamente inseri-do o que, imediatamente, é percebido durante a montagem.A Figura 27 apresenta uma vista de cima de um elemento de fil-tro 4'. O elemento de filtro 4' apresenta uma placa terminal superior 15' que éformada de um material termoplástico. A placa terminal 15' é basicamenteprojetada como um disco de anel circular. Sendo que está prevista uma a-bertura centralmente instalada 81 através da qual o fluido pode passar. Comoutras modalidade, a placa terminal 15' também pode ser projetada somentecomo um disco circular. A abertura 81 para o fluido é então instalada no ladooposto. Além da forma circular ou forma em anel circular fica nítido que aplaca terminal 15' pode ter outro formato geométrico básico tal como, porexemplo, quadrado, retangular ou poligonal e, em particular, hexagonal. Aplaca terminal 15' tem em sua circunferência três estruturas chave 80 dis-postas na circunferência. Sendo que o número e a distribuição das estrutu-ras chave 80 na circunferência são arbitrárias. A razão disso é que somenteuma ou mais que uma estrutura chave 80 podem ser dispostas em circunfe-rência. A estrutura chave 80 projeta-se com sua geometria acima da circun-ferência externa da placa terminal 15', sendo que a estrutura chave 80 dis-põe de barras de material 82 de diferentes larguras ou fendas 83.

Esta incorporação chave 80, neste exemplo, apresenta a formade letras "M+H". Sem dúvida, é possível combinar todas as letras em qual-quer seqüência e número para formar a estrutura chave 80. De modo vanta-joso, as letras são selecionadas de tal maneira que as mesmas represen-tam, por exemplo, a logomarca da empresa ou uma abreviação de uma em-presa ou um nome de produto. A estrutura chave pode, no entanto, tambémser formada por outros caracteres tais como, por exemplo, caracteres japo-neses ou numerais arábicos ou romanos.

Na Figura 28 o elemento de filtro 4' está apresentado em umavista lateral. Os componentes idênticos àqueles da figura 27 tem os mesmossinais de referência. O elemento de filtro 4 dispõe, além disso, de uma placaterminal superior 15' e uma placa terminal inferior 15 e um outro meio de fil-tro fechado dobrado em zigue-zague e em formato de anel 84. O meio defiltro 84 está conectado de modo vedado com as placas terminais 15, 15".Neste exemplo de uma incorporação, a estrutura chave 80 está inclinada emdireção à superfície da placa terminal 15' com sua área que se projeta radi-almente acima do formato circular da placa terminal 15'. Sendo que, nestecaso, o ângulo de inclinação a da estrutura chave é de aproximadamente45°. No entanto, o ângulo de inclinação a pode ter qualquer valor entre 0o e90°, de preferência, entre 30° e 60°. A estrutura chave 80 encaixa em umaestrutura de trava 85 conforme está apresentado no pormenor em perspecti-va do alojamento de filtro 2' na figura 29.

A estrutura de trava 85 está instalada no alojamento de filtro emformato de panela 2 que é apropriada para receber o elemento de filtro 4.

Neste caso, a estrutura de trava 85 apresenta uma geometria negativa emrelação à estrutura chave 80 de modo que as barras de material 82 da estru-tura chave 80 encaixam nas ranhuras 83 da estrutura de trava 85. As barrasde material 82 da estrutura de trava 85 encaixam em ranhuras 83 da estrutu-ra chave 80. Nesta incorporação, a estrutura de trava 85 do alojamento defiltro 2' está projetada como entalhe na parede do alojamento de filtro 86. Osentalhes podem tomar toda a espessura do material da parede de alojamen-to de filtro 86 ou ser somente um recesso parcial. Em caso de um recessoparcial, parte da parede do alojamento de filtro 86 permanece, na qual entãoa geometria chave 80 está conectada. Com outras modalidade, a estruturade trava 85 pode ser instalada a um ângulo em relação ao alojamento defiltro 86 e encaixa os entalhes na placa terminal 15'. Através da interaçãodas estruturas de trava- chave 80, 85 as estruturas 80, 85 formam uma uni-dade. Conseqüentemente, o elemento de filtro 4' somente pode ser inseridono alojamento de filtro na posição correta de instalação. A inserção de ele-mentos de filtro incorretos pode, conseqüentemente, ser imediatamente re-conhecida e evitada se o elemento de filtro 4' não está corretamente monta-do. Isso é, sem dúvida, é possível uma instalação da estrutura chave 80 noalojamento de filtro 2' se a estrutura apropriada de trava 85 está instalada noelemento de filtro 4'.

A Figura 30 apresenta um elemento de filtro 4' de acordo com aFigura 28 em estado de montagem em um alojamento de filtro 2' de acordocom a Figura 29. As estruturas 80, 85 do elemento de filtro 4' e o alojamentode filtro 2' complementam-se de tal maneira que o elemento de filtro 4' ficaposicionado de modo exato e à prova de torção no alojamento de filtro 2'.

Essa unidade pré-montada que consiste do elemento de filtro 4' e dò aloja-mento de filtro 2' pode então ser aparafusada na respectiva fixação, por e-xemplo, em um cabeçote de filtro (não representado) ou uma cobertura (nãorepresentada). As estruturas de trava-chave descritas 80, 85 podem sercombinadas em qualquer maneira com os exemplos acima descritos paraformar modalidade que fazer sentido.

Claims (11)

1. Dispositivo de filtração, em particular para a filtração de flui-dos em motores de combustão interna, com um elemento de filtro (4) quepode ser inserido em um alojamento de filtro (2) que serve para a passagemdo fluxo pelo fluido introduzido no alojamento de filtro, caracterizado pelofato de que uma válvula de vedação de anti-retorno (10) está colocada noalojamento do filtro (2) por meio do qual o fluido a ser filtrado é transportadoao dispositivo de filtração, sendo um corpo de válvula da válvula de vedaçãode anti-retorno (10) projetado como um segmento de vedação flexível de-formável sob pressão o qual - na posição travada - limita de maneira vedan-te uma abertura de escoamento de fluxo e pode ser trocada para a posiçãode abertura se a pressão aplicada no segmento de vedação exceder o valorlimite.

2. Dispositivo de filtração de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizado pelo fato de que a válvula de vedação de anti-retorno (10) é pro-jetada como uma válvula de bico de pato e apresenta segmentos de paredeflexíveis (28), cujo interior das quais limita uma abertura de escoamento e olado externo das quais está em contato com o fluido no dispositivo de filtração.

3. Dispositivo de filtração de acordo com a reivindicação 2, ca-racterizado pelo fato de que a válvula de bico de pato (10) está projetadacomo um subconjunto de uma peça.

4. Dispositivo de filtração de acordo com a reivindicação 2 ou 3,caracterizado pelo fato de que a válvula de bico de pato (10) é executada emplástico, por exemplo, um elastômero.

5. Dispositivo de filtração de acordo com uma das reivindica-ções de 2 até 4, caracterizado pelo fato de que a abertura de escoamento(27) da válvula de bico de pato (10) é projetada em um formato de fenda.

6. Dispositivo de filtração de acordo com a reivindicação 5, ca-racterizado pelo fato de que duas fendas transversais dispostas de maneiracruzada (27) são determinadas como abertura de escoamento.

7. Dispositivo de filtração de acordo com a reivindicação 6, ca-racterizado pelo fato de que a válvula de vedação de anti-retorno (10) estáprojetada como uma válvula de tubo flexível sendo designado como tuboflexível de vedação (42).

8. Dispositivo de filtração de acordo com uma das reivindica-ções de 1 até 7, caracterizado pelo fato de que o alojamento de filtro (2) estáfechado por um disco de cobertura que consiste em dois discos individuais(6, 7) conectados entre si por meio de uma conexão central de fluxo (8),sendo que tanto os discos individuais (6, 7) quanto à conexão de fluxo (8)são projetados como um componente comum de plástico.

9. Dispositivo de filtração de acordo com a reivindicação 8, ca-racterizado pelo fato de que no disco individual externo (7) do disco de co-bertura (3) voltadas para fora do elemento de filtro (4), pelo menos, uma estáinserida na direção da válvula de abertura de anti-retorno (10) do elementode filtro (4).

10. Dispositivo de filtração de acordo com a reivindicação 9, ca-racterizado pelo fato de que no disco de cobertura (3) estão inseridas, nototal, quatro válvulas de vedação de anti-retorno (10) que estão distribuídassobre a circunferência.

11. Dispositivo de filtração de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que a abertura de escoamento (27) da válvulade vedação de anti-retorno (10) abre-se para o interior do espaço entre osdois discos individuais.