ES2256132T3

ES2256132T3 - Filtro para liquidos.

Info

Publication number: ES2256132T3
Application number: ES01121811T
Authority: ES
Inventors: Juergen Kaehler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2006-07-16
Anticipated expiration: 2021-09-11
Also published as: EP1188467A1; DE10045217A1; DE50108886D1; ATE317284T1; EP1188467B1

Abstract

Un filtro para líquidos con una tira de material de filtro enrollada en espiral que muestra una sección transversal en forma de V por toda su longitud, en la que los márgenes de las capas colindantes de la parte abierta de la tira de material de filtro se unen de forma sólida entre sí, de modo que dos espacios insertados en espiral el uno en el otro y accesibles desde los lados opuestos se generan en el cartucho arrollado, y en el que la tira de material de filtro muestra huecos ranurados que se extienden transversalmente a la dirección longitudinal, que adoptan la compensación longitudinal en el enrollado en espiral, caracterizado porque la tira de material de filtro (12) se conforma a partir de al menos dos capas (15, 16), con lo que una capa de papel (15) y una capa de fibra de Meltblown (16) se laminan juntas.

Description

Filtro para líquidos.

Estado de la técnica

La presente invención trata de un filtro para líquidos según el género señalado más detalladamente en el término genérico de la reivindicación 1.

Por la DE 20 39 482 se conoce un filtro para líquidos de este tipo en un cartucho arrollado atravesado axialmente, como el que se utiliza para la limpieza de carburantes, especialmente de gasóleo. Este filtro para líquidos muestra un cartucho arrollado en el que se enrollan, de forma espiral y alrededor de un cilindro central, tiras de material de filtro que muestran una sección transversal en forma de V por toda su longitud. Estos tipos de filtro se distinguen por presentar buenas características de filtrado con un gasto mínimo de material y un modo de construcción compacto. En relación con el sistema de inyección para motores de combustión interna, siempre se presentan mayores requerimientos, en cuanto al grado de separación y al periodo de aplicación, que en este filtro para líquidos. Así, el periodo de aplicación de un filtro para líquidos debe aproximarse preferiblemente al tiempo de funcionamiento de un vehículo a motor. Esto resulta difícil de conseguir con las tiras de papel de filtro cresponado, de una sola capa, que se utilizan aquí.

Además, por la EP 0 893 151 A2 se conoce un material de filtro que resulta especialmente adecuado para un alto grado de separación y para un periodo largo de aplicación. Este material de filtro se realiza con varias capas y consta de una capa de papel y de una capa de fibra laminada junto con ésta, que se elabora, preferiblemente, a partir de microfibras. Esta capa de fibra se elabora mediante el denominado proceso Meltblown, con el que se colocan fibras sintéticas polímeras, a modo de velo de fibras, en la capa de papel. Además, en una forma de ejecución especial, para su protección contra tensiones mecánicas, el velo de fibras de Meltblown está cubierto, en su parte frontal a la capa de papel, por una tercera capa que se conforma como material de velo de hilatura y muestra unos valores altos de resistencia. Con estos materiales de filtro dispuestos en capas pueden aumentar, sustanciosamente, el grado de separación y los periodos de aplicación en un filtro; sin embargo, este material de filtro de varias capas es relativamente costoso y, en cuanto a su fabricación, su manipulación resulta complicada. Sobre todo, aquí se trata de conseguir una bolsa de filtro de polvo conformada de un modo relativamente sencillo, como la que se utiliza normalmente en las aspiradoras.

Además, se conoce por la US 5 427 597 la elaboración de estos medios de filtro de varias capas con una capa de papel y una capa de fibra de Meltblown en una pieza de filtro que, sin embargo, aquí se conforma como un filtro de estrella atravesado radialmente y que sirve para la limpieza de gases.

Ventajas de la invención

El filtro para líquidos acorde a la invención con las características señaladas de la reivindicación 1 presenta, sin embargo, la ventaja de que, de este modo, las ventajas de las capas de fibra de Meltblown se pueden combinar con las del filtro de cartucho arrollado. Aunque la elaboración del filtro para líquidos con el filtro de cartucho arrollado atravesado axialmente resulta más costosa y más complicada en su fabricación, se puede conseguir una prolongación creciente de la duración de aplicación, así como, al mismo tiempo, un grado de limpieza considerablemente perfeccionado. Se mantienen la estructura compacta y el gasto de material relativamente pequeño para el cartucho arrollado. El filtro para líquidos puede colocarse fácilmente en las disposiciones anteriores sin sufrir variaciones externas de forma.

Mediante las medidas citadas en las reivindicaciones secundarias, cabe la posibilidad de perfeccionar y mejorar de manera ventajosa el filtro para líquidos señalado en la reivindicación 1. Así, se pueden perfeccionar las características del filtro de una manera sencilla y económica si, de acuerdo con la reivindicación 2, la capa de fibra de Meltblown se elabora a partir de fibras sintéticas polímeras. Además, resulta especialmente ventajoso que, de acuerdo con la reivindicación 3, la capa de fibra de Meltblown se sitúe en la zona del cartucho arrollado, que se asocia a la parte sucia; esto no sólo influye de una forma favorable en un filtrado efectivo y en un aumento de la duración de aplicación, sino que posibilita también una impermeabilización segura, pues, de este modo, el cordón de pegue se sitúa entre las dos capas de papel y, así se puede confeccionar una unión fija e impermeable. Otros acondicionamientos ventajosos se derivan de las demás reivindicaciones, de la descripción y del gráfico.

Gráfico

Un ejemplo de ejecución de la invención se representa en el gráfico y se explica más detalladamente en la siguiente descripción. En la Figura 1, se muestra, con una representación en perspectiva, la conformación en cartucho arrollado de un filtro para líquidos, en una representación simplificada; la Figura 2, un corte longitudinal a través de una parte de una tira de material de filtro, a escala ampliada; la Figura 3, en una representación muy simplificada, la disposición de la tira de material de filtro en el cartucho arrollado según la Figura 1; y la Figura 4, a modo de detalle de la parte A de la Figura 3, la tira de material de filtro a escala ampliada.

Descripción del ejemplo de ejecución

La Figura 1 muestra, como parte de un filtro para líquidos 10 con una representación en perspectiva, la estructura de un cartucho arrollado 11 que consta esencialmente de una tira de material de filtro 12 doblada en forma de V y de un pegue termoplástico 13 para la impermeabilización y unión sólida de las zonas colindantes de la tira de material de filtro 12 que se enrolla en espiral alrededor de un cilindro central 14.

Como muestra más detalladamente la Figura 2, las tiras de material de filtro 12 constan de un material con dos capas en el que se laminan conjuntamente, a lo largo de toda su superficie, una capa de papel 15 y una capa de fibra de Meltblown 16. Así, la capa de fibra de Meltblown 16 consta de microfibras sintéticas polímeras que se elaboran según el proceso de Meltblown conocido, con lo que las fibras pueden componerse preferiblemente de poliamida o poliéster. Esta capa de fibra de Meltblown 16 puede elaborarse de diferentes maneras y aplicarse a la capa de papel 15. Así, la capa de fibra de Meltblown 16 se conforma a modo de velo de fibras con resistencia propia y se aplica a la capa de papel 15, de modo que las tiras de material de filtro 12 se conforman con dos capas a lo largo de toda su superficie. Sin embargo, estas microfibras también pueden aplicarse directamente, mediante el proceso de Meltblown, en la capa de papel 15, de modo que las microfibras se unen directamente al papel. Una unión de este tipo también puede realizarse de manera que las dos capas de papel y fibra se peguen o se unan entre sí por termosellado o por ultrasonidos. En estas cintas de material de filtro 12 de dos capas, la capa de papel 15, que consta preferiblemente de un papel cresponado adecuado para filtros, adopta, junto a su función de filtrado, una función de apoyo, debido a su gran resistencia, en comparación con la capa delicada de fibra de Meltblown. Mientras que el papel de filtro 15 es responsable, sobre todo, de la calidad del grado de separación, la capa de fibra de Meltblown 16 genera una ampliación considerable de la duración de aplicación, que incluso puede llegar a duplicarla; además, la capa de fibra de Meltblown también aumenta considerablemente el grado de separación, donde es posible un aumento del 5 al 10%.

Como muestra de manera más detallada la representación en perspectiva de la estructura del cartucho arrollado de la Figura 1, las tiras de material de filtro 12 presentan huecos en forma de ranura 18 en una parte 17 que forma un limbo de la sección transversal en forma de V. Estos huecos 18 se extienden por todo el ancho del limbo y se sitúan a distancias iguales entre sí y de forma perpendicular a un borde plegado19. La parte 17 muestra, en el margen 21 opuesto al borde plegado 19, un reborde 22 doblado que se encuentra entre la parte 17 y la parte 23 de la tira de material de filtro que forma el otro limbo de la sección transversal en forma de V. El reborde 22 se ranura junto con la parte 17 y refuerza el margen 21, por lo que los huecos 18 poseen una forma estable. La parte 23 no muestra ningún hueco ranurado como en la parte 17, sino que se conforma de manera esencialmente plana.

Como muestra más detalladamente la Figura 1 en relación con la Figura 3, en la que se muestra la disposición esquemática de la tira de material de filtro 12 mediante el cartucho arrollado, según el tipo de una sección longitudinal parcial, entre la parte 15 ranurada de una capa y la parte 23 plana de la capa colindante de la tira de material de filtro 12 enrollada en espiral, se coloca una tira de un pegue termoplástico 13 cerca del margen 21. De este modo, en el cartucho arrollado 11 se conforman dos espacios 24 y 25 en espiral, unidos entre ellos, que se separan de las partes frontales 26 y/o 27 y entre sí. El espacio 24 se mantiene con unas dimensiones mayores que el espacio 25, debido a la disposición del reborde 22 entre los limbos, de modo que, existe espacio suficiente para depositar la suciedad y disminuye el riesgo de taponamiento.

Como muestra más detalladamente la Figura 3 en relación con el detalle de la Figura 4, la tira de material de filtro 12 de dos capas se coloca de tal forma que la capa de papel 15 de apoyo se encuentra opuesta a la segunda parte frontal 27 y, así, a la parte sucia, mientras que la capa de fibra 16 de Meltblown se encuentra en el espacio 24 que está abierto hacia la primera parte frontal 26 y, así, se asocia a la parte limpia. El cartucho arrollado 11 se coloca e impermeabiliza, de la manera conocida, en una carcasa común, de tal modo que la primera parte frontal 26 se une con una entrada a la parte sucia y la segunda parte frontal 27, con una entrada a la parte limpia.

Para la fabricación del cartucho arrollado 11 se dobla la tira de material de filtro 12 de dos capas en un margen y, así, forma el reborde 22. Así, se debe tener en cuenta que, al doblar el reborde 22, llega a colocarse en la capa de fibra de Meltblown 16. A continuación, la parte 17 que soporta el reborde 22 se ha previsto, hasta el centro longitudinal de la tira de material de filtro 12, con los huecos ranurados 18, con lo que esto puede llevarse cabo adecuadamente si se transporta esta parte mediante dos engranajes encajados con juego. La tira de material de filtro 12 preparada de este modo, se forma finalmente doblándose en el borde plegado 19 hacia una tira de material de filtro 12 con una sección transversal con forma de V y, con la adición de plástico termoplástico 13 entre las capas colindantes de la tira de material de filtro, se enrolla en espiral en el cilindro medio 14. El plástico termoplástico 13 se aplica en estado semilíquido, mediante un inyector, en la parte 23 plana cercana al margen, y se presiona durante el proceso de enrollado en los huecos 18, donde se curan durante el enfriamiento. El plástico termoplástico facilita, así, una unión sólida y fija de dos capas colindantes de la tira de material de filtro 12, incluso en distancias considerables, no se contrae durante el enfriamiento y es resistente, sobre todo a los carburantes. Resulta ventajoso, así, que el pegue termoplástico 13 sólo llegue a encontrarse entre dos capas de papel 15 de dos capas colindantes, pues una unión sólida sólo se realiza, preferiblemente, con papel. El comienzo y el fin de la tira de material de filtro 12 se impermeabilizan mediante una soldadura adicional de pegue termoplástico realizada paralelamente a los huecos 18, y se une de la forma que se conoce al cilindro central 14 y/o al cartucho enrollado 11. La adhesión de la primera capa de papel en la tira de material de filtro 12 de dos capas contra el cilindro central 14 se elabora de cartón, debido a que, durante el proceso de enrollado, se coloca de forma precisa sobre el margen de la primera capa de papel, un cordón de pegue reforzado de termoplástico, con lo que, en el recubrimiento por la segunda capa, una parte del pegue rellena las ranuras presentes entre las tiras de material de filtro, los residuos salen por la parte frontal y se presionan y sellan axialmente en el cartucho arrollado, en un estado aún más caliente y pastoso, mediante una herramienta especial. En el enrollado en espiral de la tira de material de filtro 12 en forma de V, la posición del reborde 22 entre los limbos ocasiona que el reborde 22 esté menos comprimido que la parte 17 con los huecos 18 y se apoye, así de manera correcta, en la parte 17. Las funciones de los huecos 18 de compensación de longitud, mantenimiento de la distancia y refuerzo son independientes de la forma normalmente mostrada de los refuerzos 18.

Mediante el empleo de un filtro para líquidos 10 en el que se utilice, para la fabricación del cartucho arrollado 11, una tira de material de filtro 12 de varias capas, se puede conseguir, además de un grado de separación muy bueno, un periodo de aplicación especialmente amplio. Así, la capa de papel 15 que muestra una gran consistencia y una gran estabilidad en comparación con la capa de fibra de Meltblown 16, no sólo se encarga de conseguir un buen grado de separación del filtro, sino que permite, sobre todo, el tratamiento y el pliegue de la tira de material de filtro 12, se encarga de proporcionar una estabilidad suficiente del cartucho enrollado 11 y posibilita una impermeabilización impecable mediante el pegue termoplástico entre las capas de papel. Por otro lado, la capa de fibra de Meltblown 16 contribuye, sobre todo, a la ampliación del periodo de aplicación.

Naturalmente, en la forma de ejecución mostrada es posible efectuar variaciones sin desviarse de la idea de la invención. Así, en lugar del papel encrespado de las tiras de material de filtro 12 de dos capas, se puede utilizar también un papel de filtro plano a modo de materia prima. También la forma y el tamaño de los huecos 18 admiten variaciones en muchas zonas. También es posible, en lugar de la forma de ejecución mostrada, colocar los huecos 18 ranurados en la parte externa de la tira de material de filtro. También puede variar en muchas zonas la conformación y la elección de materiales para la capa de fibra de Meltblown 16. Aunque el reborde 22 es especialmente ventajoso, también puede fabricarse un cartucho arrollado sin dicho reborde. También sería posible, en la elaboración de la tira de material de filtro 12, proceder de tal modo que, en primer lugar, el reborde 22 se doble en una capa de papel 15 y, justo después, se aplique una capa de fibra de Meltblown en la capa de papel, con lo que la zona del reborde 22 de la capa de fibra de Meltblown permanece hueca. Además, sería posible, en lugar de la tira de material de filtro 12 de dos capas representada en la Figura 2, utilizar una tira de material de filtro de tres capas, con la que se recubre la capa de fibra de Meltblown sensible a las tensiones mecánicas mediante una tercera capa que podría componerse preferiblemente de un velo resistente de fibras de plástico o de algún otro material adecuado a tal efecto. También se puede utilizar una tira de material de filtro en la fabricación del cartucho de bobina, en la que se han previsto los dos limbos de la vía en forma de V con huecos 18 ranurados.

Claims

1. Un filtro para líquidos con una tira de material de filtro enrollada en espiral que muestra una sección transversal en forma de V por toda su longitud, en la que los márgenes de las capas colindantes de la parte abierta de la tira de material de filtro se unen de forma sólida entre sí, de modo que dos espacios insertados en espiral el uno en el otro y accesibles desde los lados opuestos se generan en el cartucho arrollado, y en el que la tira de material de filtro muestra huecos ranurados que se extienden transversalmente a la dirección longitudinal, que adoptan la compensación longitudinal en el enrollado en espiral, caracterizado porque la tira de material de filtro (12) se conforma a partir de al menos dos capas (15, 16), con lo que una capa de papel (15) y una capa de fibra de Meltblown (16) se laminan juntas.

2. El filtro para líquidos, según la reivindicación 1, caracterizado porque la capa de fibra de Meltblown (16) consta de fibras sintéticas polímeras.

3. El filtro para líquidos, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la capa de fibra de Meltblown (16) se coloca en el espacio (24) del cartucho arrollado (11), que se asocia a la parte abierta (26) de la tira de material de filtro (12).

4. El filtro para líquidos, según una de las reivindicaciones de la 1 a la 3, caracterizado porque el pegue termoplástico (13) que sella los márgenes de las capas adyacentes se sitúa entre dos capas de papel (15).

5. El filtro para líquidos, según una de las reivindicaciones de la 1 a la 4, caracterizado porque la capa de fibra de Meltblown ((16) se conforma como un material de velo de fibras que, como mínimo, tiene resistencia propia.

6. El filtro para líquidos, según una de las reivindicaciones de la 2 a la 5, caracterizado porque la capa de fibra de Meltblown (16) consta de poliamida o poliéster.

7. El filtro para líquidos, según una de las reivindicaciones de la 1 a la 5, caracterizado porque los huecos (18) ranurados de la tira de material de filtro (12) se colocan sólo en una parte (17) que forma un limbo de la sección transversal en forma de V, mientras que la otra parte (23) de la tira de material de filtro (12) que forma el otro limbo no muestra esencialmente ningún hueco de este tipo.

8. El filtro para líquidos, según la reivindicación 7, caracterizado porque la parte (17) de la tira de material de filtro (12) con los huecos (18) muestra en su margen (21) opuesto a la parte abierta (26) un reborde (2) doblado que se encuentra especialmente entre los dos limbos de la vía en forma de V.

9. El filtro para líquidos, según una de las reivindicaciones de la 1 a la 8, caracterizado porque la capa de papel (15) consta de un papel cresponado.

10. El filtro para líquidos, según una de las reivindicaciones de la 1 a la 9, caracterizado porque la tira de material de filtro (12) se enrolla en espiral alrededor de un cilindro central (14) de tal modo que la parte (17) de la tira de papel de filtro (12) con huecos (18) se encuentra opuesta al cilindro central 814).

11. El filtro para líquidos, según una o más de las reivindicaciones de la 1 a la 10, caracterizado porque se utiliza como un filtro para la limpieza de gasóleo.