ES2347235T3 - Cartucho de filtro que incorpora una matriz periferica de compatibilidad. - Google Patents
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Abstract
Un cartucho de filtro que comprende: un elemento (18) de filtro dispuesto en torno a un eje central (A); y a. un alojamiento para dicho elemento de filtro, comprendiendo dicho alojamiento secciones primera y segunda (12, 14) que tienen diámetros respectivos primero y segundo con respecto a un eje central (A), siendo dicho segundo diámetro mayor que dicho primer diámetro, rodeando dicha primera sección (12) un extremo axial del elemento (18) de filtro y definiendo una abertura axial (32) y unido a dicha segunda sección (14) a lo largo de un reborde (16) que se proyecta de forma radial, y en el que b. dicho reborde (16) tiene un perfil externo principalmente circular, estando interrumpido el perfil externo principalmente circular mediante pestañas (24) de retención separadas de forma angular que se proyectan hacia fuera de forma radial con respecto a dicho perfil externo principalmente circular, caracterizado porque dicho reborde comprende al menos un segmento (22) de reborde que tiene una distancia reducida con respecto al eje central con respecto al perfil externo principalmente circular.
Description
Cartucho de filtro que incorpora una matriz
periférica de compatibilidad.
La presente invención versa en general acerca de
filtros de combustible empleados en conexión con motores de
combustión interna. Más en particular, la presente invención versa
acerca de cartuchos sustituibles de filtro de combustible para
eliminar partículas extrañas y/o separar agua del sistema de
suministro de combustible de un motor de combustión interna.
Los sistemas de filtro de combustible con los
que está relacionada la invención emplean habitualmente un cartucho
desechable de filtro que es sustituido a intervalos preestablecidos
de uso del filtro. El cartucho sustituible está fijado
convencionalmente a una base que define conexiones de entrada y de
salida entre el cartucho y el sistema de suministro de combustible.
Se han empleado numerosos sistemas de retención para fijar el
cartucho de filtro a la base y que permiten el desmontaje del
cartucho con fines de sustitución.
En la práctica, los requerimientos del cartucho
de filtro pueden variar dependiendo: del tipo y construcción del
motor de combustión interna; de la aplicación específica para la que
se emplea el motor; del clima en el que se va a hacer funcionar el
motor; y/o de las características regionales en cuanto a la calidad
del suministro de combustible. Los cartuchos de filtro adecuados
para ser sustituidos en un sistema particular de filtración, varían
habitualmente en cuanto a la capacidad, la compatibilidad del fluido
y las cualidades del medio del filtro.
Uno de los problemas recurrentes al asegurar el
rendimiento del sistema de filtración se encuentra en conexión con
la sustitución del cartucho de filtro. Es imprescindible que el
cartucho de filtro sea compatible con los requerimientos de
filtración del sistema de combustible. Es habitual que los cartuchos
de filtro tengan una configuración exterior generalmente similar
con independencia del rendimiento. Como resultado, un cartucho de
filtro de sustitución puede ajustarse dimensionalmente a la base de
un conjunto dado de filtro de combustible, y no cumplir con las
especificaciones pertinentes para el sistema de combustible y poner
en peligro de ese modo la integridad del sistema de filtración de
combustible. La sustitución con un cartucho de filtro incompatible
puede tener consecuencias muy graves para el funcionamiento del
motor de combustión interna y también puede ser innecesariamente
más caro que cartuchos menos costil que son completamente adecuados.
En la práctica, los cartuchos de sustitución pueden ser tan
similares en sus configuraciones globales que el dueño del vehículo
y/o el técnico de mantenimiento que está prestando un servicio de
mantenimiento del motor de combustión interna pueden poner en
peligro la integridad del sistema de filtración al sustituirlo con
un cartucho completamente inadecuado, incluso aunque el cartucho
inadecuado parezca ser adecuado, al menos visto por encima. Por
supuesto, también existen casos en los que se instalan
intencionalmente cartuchos inferiores o no apropiados de filtro de
sustitución sin el conocimiento del dueño o del conductor del
vehículo.
Para muchas aplicaciones, también es deseable
que se monte un cartucho en la base con una orientación angular
específica, de forma que se puedan colocar las advertencias, las
indicaciones y las marcas fijadas al cartucho de forma apropiada
para garantizar su visibilidad y maximizar las oportunidades de una
diseminación con éxito de la información. Para otras aplicaciones,
es deseable que el cartucho esté inmovilizado en una posición con
respecto a la base, de forma que el cartucho no gire con respecto a
la base.
La patente U.S. nº 5.035.797, que está
transferida al cesionario de la presente invención, da a conocer un
conjunto de filtro de combustible en el que se monta una base en el
vehículo y se suspende un cartucho desechable de filtro de la base.
El cartucho se sujeta a la base por medio de un collar roscado que
se acopla contra una estructura sobresaliente de junta enrollada en
la periferia del alojamiento del cartucho. Se sustituye el cartucho
al aflojar el collar roscado y al desmontar el cartucho de filtro.
Se da a conocer un sistema de clavijas en el que las clavijas se
proyectan de forma axial desde la base a través de ranuras
correspondientes en la tapa extrema del alojamiento del cartucho de
filtro. Las dimensiones y la ubicación de las clavijas que se
proyectan de forma axial garantizan la compatibilidad al interferir
con el montaje y la estanqueidad de cartuchos incompatibles que
carecen de la configuración correcta de ranuras. Las clavijas se
interconectan con las ranuras para montar el cartucho con una
relación angular fija a la base.
La patente U.S. nº 5.837.137, que está
transferida al cesionario de la presente invención, da a conocer un
conjunto de filtración de combustible configurado de forma similar
(por ejemplo, el cartucho está sujeto a la base por medio de un
collar roscado) que incorpora un sistema de ubicación y de clavijas
alternativo. Se reciben protrusiones provenientes de una superficie
de recepción de la base en depresiones correspondientes en la
superficie extrema opuesta del cartucho para inmovilizar el cartucho
en una posición angular fija con respecto a la base. Las
protrusiones interfieren con el montaje y la estanqueidad de un
cartucho no compatible que tiene un patrón incompatible de
depresiones.
En la patente U.S. nº 5.766.463, transferida al
cesionario de la presente invención, se da a conocer una variación
adicional para garantizar la compatibilidad en los conjuntos de
filtración de combustible similares a los descritos anteriormente.
El cartucho dado a conocer de filtro de combustible está formado por
un par de secciones de cubierta unidas a lo largo de una junta
enrollada para formar el reborde de retención. Se recibe la porción
superior generalmente cilíndrica del cartucho de filtro dentro de la
base. Se proyecta de forma radial una pluralidad de protrusiones
arqueadas desde la porción superior cilíndrica del cartucho para ser
recibidas en los surcos compatibles en la base. Las protrusiones se
dan a conocer como parte de un sistema de código de clavijas que
incluye el sistema de clavijas/ranuras descrito en la patente U.S.
nº 5.035.797. Un sistema de clavijas que depende de las
protrusiones de la porción recibida del alojamiento del cartucho
puede permitir burlar el sistema de clavijas al permitir que se
reciba sin interferencia un cartucho sin las protrusiones en la
base con clavijas.
En la patente U.S. nº 6.187.188, también
transferida al cesionario de la presente invención, se da a conocer
un sistema alternativo de montaje de cartuchos de filtro. La junta
enrollada en la unión de las secciones del alojamiento del cartucho
está desplazada hacia fuera de forma radial para formar una
pluralidad de pestañas de retención. La base incluye una estructura
fija de retención que comprende un borde de retención que define
una pluralidad de ranuras axiales en comunicación con porciones de
canal de retención por encima del borde de retención. Las ranuras
axiales están ubicadas y dimensionadas para ser complementarias a
las pestañas de retención del cartucho de filtro. El cartucho de
filtro está fijado a la base al alinear de forma axial las pestañas
con las ranuras y al desplazar hacia arriba el cartucho dentro del
receptáculo de la base. Entonces, se gira el cartucho de forma que
se acoplan las pestañas dentro de las porciones de canal de
retención. La patente U.S. nº 6.187.188 revela que se puede
garantizar la compatibilidad del cartucho con la base al
proporcionar la porción recibida del cartucho con ranuras arqueadas
para acomodar clavijas que se proyectan de forma axial desde la
base, como se da a conocer en la patente U.S. nº 5.035.797. De forma
alternativa, la porción recibida del cartucho puede estar dotada de
protrusiones radiales, tales como las dadas a conocer en la patente
U.S. nº 5.766.463. Los surcos de la base para recibir las
protrusiones deben tener forma de L (tener una porción axial y una
porción radial) para acomodar el giro del cartucho con respecto a la
base.
Garantizar la compatibilidad del cartucho de
filtro es una cuestión de preocupación continua en la técnica.
Aunque los enfoques que garantizan la compatibilidad del cartucho de
filtro descritos en las patentes U.S. n^{os} 5.035.797,
5.837.137, 5.766.463 y 6.187.188 representan progresos
significativos con respecto a la técnica anterior, son posibles
mejoras adicionales en cuanto a la efectividad y a la eficacia. Por
ejemplo, las clavijas que se proyectan desde la base que requieren
aberturas en el cartucho de filtro ponen en peligro la integridad
de la estanqueidad del sistema de filtración. Las disposiciones de
las clavijas que restringen el cartucho a una posición angular fija
con respecto a la base son incompatibles con los conjuntos de filtro
que requieren el giro del cartucho con respecto a la base. Los
surcos con forma de L dados a conocer en la patente U.S. nº
6.187.188 pueden ser difíciles de fabricar, aumentando de ese modo
el coste de los conjuntos de filtro.
Existe una necesidad persistente en la técnica
de un conjunto de filtro que evite la instalación de cartuchos
incompatibles de filtro. Idealmente, se puede emplear un cartucho
compatible de filtro con dicho sistema de clavijas con un conjunto
de filtro en el que el cartucho está sujeto a la base por medio de
un collar y conjuntos de filtro en los que se gira el cartucho para
acoplarse con pestañas que se proyectan de forma radial en un
elemento de retención que se extiende de forma fija desde la
base.
Un primer aspecto de la presente invención está
relacionado con el desplazamiento hacia dentro y hacia fuera de una
junta enrollada en la unión de las secciones del alojamiento de un
cartucho de filtro para proporcionar componentes de una matriz de
compatibilidad de un cartucho. Las porciones de la junta enrollada
están desviadas hacia fuera de forma radial para formar pestañas de
retención. Hay porciones adicionales de la junta enrollada
desplazadas hacia dentro de forma radial con respecto al resto de la
junta enrollada. En una realización, el alojamiento del cartucho es
sustancialmente simétrico en torno a un eje central, y las pestañas
de retención están separadas de forma equiangular en torno al eje.
Las pestañas también son sustancialmente equivalentes en extensión
angular y desplazamiento radial, es decir, las pestañas tienen la
misma configuración general. Por consiguiente, la junta enrollada
incluye tres porciones de longitud sustancialmente idéntica que se
extienden entre las pestañas de retención. Una o más de estas
porciones de junta enrollada pueden incluir un segmento que está
desplazado hacia dentro con respecto al eje central. El receptáculo
de una base compatible está dotado de estructuras que permiten la
recepción y la estanqueidad de un cartucho con un patrón
complementario de pestañas de retención y segmentos desplazados
hacia dentro. Un cartucho no compatible, por ejemplo se evita que
un cartucho con una disposición similar de pestañas de retención
pero que carecen de los segmentos desplazados hacia dentro
requeridos de la junta enrollada que casa con la base.
En una base con un elemento fijo de retención en
la que las pestañas de retención están recibidas de forma axial a
través de las ranuras y el cartucho está fijado a la base por medio
de un giro con respecto a la base, se garantiza la compatibilidad
por medio de protrusiones hacia dentro en el borde de retención. Las
protrusiones hacia dentro del borde de retención se corresponden
con los segmentos desplazados hacia dentro de la junta enrollada y
permiten la recepción axial de la junta enrollada a través del borde
de retención. La junta enrollada de un cartucho incompatible de
filtro carecerá de la disposición correcta de porciones desplazadas
hacia dentro de la junta enrollada y se evitará una recepción axial
en la base. En una matriz de compatibilidad de cartucho, la junta
enrollada incluye tres pestañas de retención separadas de forma
equiangular y tres segmentos de la junta enrollada desplazados
hacia dentro separados de forma equiangular. De forma alternativa,
las porciones desplazadas hacia dentro pueden ser no simétricas
para garantizar una orientación instalada particular del cartucho
con respecto a la base.
Además, el cartucho de filtro también puede
comprender al menos una protrusión hacia fuera desde la pared
lateral de la porción del cartucho recibida en la base. En vez de un
surco con forma de L en el receptáculo de la base, un anillo en la
entrada al receptáculo define aberturas axiales compatibles con las
protrusiones en el cartucho. Juntas, la configuración de la junta
enrollada y de la porción recibida del cartucho puede estar
incorporada en múltiples niveles de clavijas para fines de la
identificación del cartucho, de la colocación del cartucho y del
control de la calidad.
Otro aspecto de la presente invención versa
acerca de un conjunto de filtro en el que se sujeta un cartucho de
la presente invención a una base por medio de un collar. Un borde
anular de la base sobresale de forma axial al interior de un
espacio definido entre la junta enrollada y la porción recibida del
cartucho de filtro. La configuración de este espacio es
complementaria a la configuración de la junta enrollada, por
ejemplo, las pestañas de retención aumentan la dimensión radial del
espacio y los segmentos desplazados hacia dentro de la junta
enrollada reducen la dimensión radial del espacio. El borde que
sobresale de forma axial de la base está dotado de protrusiones
hacia fuera complementarias a las pestañas de retención y
ubicaciones en las que se elimina el material del borde para
acomodar segmentos desplazados hacia dentro de la junta
enrollada.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar una matriz nueva y mejorada de compatibilidad de
cartuchos de filtro.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar una estructura nueva y mejorada de cartucho de filtro
que garantice la compatibilidad en conjuntos de filtro que tienen
sistemas de retención fijos y amovibles del cartucho.
Un objetivo adicional de la presente invención
es proporcionar un conjunto nuevo y mejorado de filtro en el que la
protección de la compatibilidad no puede ser burlada mediante la
omisión de la estructura de la matriz de compatibilidad del
cartucho.
Otros objetivos y ventajas de la invención serán
evidentes a partir de los dibujos y de la memoria.
Se comprenderá mejor la presente invención y sus
numerosos objetivos y ventajas serán evidentes para los expertos en
la técnica con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 es una vista vertical en corte,
parcialmente cortada, de un cartucho de filtro de combustible que
incorpora una matriz de compatibilidad ejemplar de varios aspectos
de la presente invención;
la Figura 2 es una vista en planta del cartucho
de filtro de la Figura 1;
la Figura 3 es una vista ampliada de un segmento
desplazado hacia dentro de la junta enrollada del cartucho de
filtro de la Figura 2;
la Figura 4 es una vista ampliada en corte a
través de la junta enrollada en el lado izquierdo del cartucho de
filtro de la Figura 1;
la Figura 5 es una porción ampliada del cartucho
de filtro mostrado en la Figura 2 que ilustra una pestaña de
retención formada de una deformación hacia fuera de la junta
enrollada;
la Figura 6 es una vista frontal de una porción
de un primer componente de la base del filtro configurado para
recibir el cartucho de filtro de la Figura 1;
la Figura 7 es una vista lateral del componente
de la base del filtro de la Figura 6;
la Figura 8 es una vista en planta del
componente de la base del filtro de la Figura 6;
la Figura 9 es una vista en corte del componente
de la base del filtro de la Figura 6, tomada a lo largo de la línea
9-9 de la misma;
la Figura 10 es una vista desde abajo,
parcialmente en línea discontinua, del componente de la base del
filtro de la Figura 6;
la Figura 11 es una vista en corte del
componente de la base del filtro de la Figura 6, tomada a lo largo
de la línea 11-11 de la misma;
la Figura 12 es una vista lateral de un segundo
componente de la base del filtro configurado para recibir el
cartucho de filtro de la Figura 1;
la Figura 13 es una vista desde abajo del
componente de la base del filtro de la Figura 12;
la Figura 14 es una vista desde abajo,
parcialmente en línea discontinua, de un collar de retención para
sujetar el cartucho de filtro de la Figura 1 al componente de la
base de las Figuras 12 y 13; y
la Figura 15 es una vista en corte del collar de
la Figura 14, tomada a lo largo de la línea 15-15 de
la misma.
Se describirán ahora las realizaciones
preferentes de un cartucho de filtro que ilustran varios aspectos de
la presente invención, con referencia en particular a las Figuras
1-5. En las Figuras 6-11 se muestra
una primera realización de un componente de la base del filtro
compatible con el cartucho de las Figuras 1-5. En
las Figuras 12-15 se muestra una segunda realización
de un componente de la base del filtro compatible con el cartucho
de las Figuras 1-5.
La Figura 1 es una vista en corte a través de un
cartucho ejemplar 10 de filtro que comprende una primera sección 12
de alojamiento unida a una segunda sección 14 de alojamiento a lo
largo de una junta enrollada periférica 16. La Figura 4 ilustra una
vista ampliada en corte a través de la junta enrollada 16 en el lado
izquierdo de la Figura 1. Se muestra la chapa metálica de las
secciones respectivas del alojamiento que forma la junta enrollada
como líneas de puntos hacia la izquierda y hacia la derecha del
cartucho 10 de filtro adyacente a la junta enrollada en la Figura
1. La chapa metálica que se extiende desde la primera sección 12 del
alojamiento se extiende de forma radial más allá de la chapa
metálica que se extiende desde la segunda sección 14 del
alojamiento. Cuando se enrollan conjuntamente para formar la junta
enrollada mostrada en la Figura 4, se enrollan por debajo de la
longitud radial extendida de la chapa metálica de la primera sección
12 del alojamiento y se solapa a la chapa metálica de la segunda
sección 14 del alojamiento. Entonces, se engarza la chapa metálica
enrollada que se solapa para formar la junta enrollada de una forma
conocida en la técnica. Un pliegue con forma de U en la primera
sección 12 del alojamiento hacia dentro de la junta enrollada define
un espacio 20 entre la junta enrollada y la primera sección 12 del
alojamiento. Este espacio 20 permite un acceso al interior de la
junta enrollada 16 durante la formación de la junta y para los fines
de la deformación, como se describirá a continuación.
El cartucho 10 de filtro tiene una configuración
general y una funcionalidad total que serán bien comprendidas por
los expertos en la técnica. Un elemento 18 de filtro está soportado
dentro del cartucho de filtro. Una arandela aislante 30 rodea una
abertura axial 32 en la primera sección 12 del alojamiento que
recibe conductos coaxiales (no mostrados) para el suministro de
fluido no filtrado y la recuperación de fluido filtrado procedente
del cartucho 10 de filtro. La segunda sección 14 del alojamiento
puede estar dotada de una llave 60 de vaciado para la eliminación
de agua que puede acumularse en un sumidero 15 definido por la
porción inferior de la segunda sección 14 del alojamiento.
La Figura 2 es una vista en planta del cartucho
de filtro de la Figura 1. La junta enrollada 16 limita el cartucho
10 de filtro separado de forma radial de la primera sección 12 del
alojamiento para definir un espacio anular 20. La junta enrollada
16 incluye tres porciones que están desplazadas hacia fuera de forma
radial con respecto al eje central A del cartucho para formar
pestañas 24 de retención. Se ilustran las pestañas 24 de retención
como estando dispuestas de forma equiangular en la circunferencia de
la junta enrollada y de extensión angular y desplazamiento radial
idénticos. Se extienden tres porciones 23 de la junta enrollada
entre las pestañas 24 de retención. En la realización ilustrada,
cada una de estas porciones 23 de la junta enrollada incluye un
segmento 22 desplazado hacia dentro de forma radial. Los segmentos
22 desplazados hacia dentro proporcionan una variable para su uso
junto con una matriz de compatibilidad de cartuchos. Los segmentos
22 desplazados hacia dentro de la junta enrollada 16 en el cartucho
ejemplar 10 de filtro están diametralmente opuestos a cada pestaña
24 de retención.
El desplazamiento hacia dentro y hacia fuera de
la junta enrollada con respecto a su forma generalmente circular
tiene como resultado una configuración en serpentín. Esta forma
compleja está ubicada de forma ventajosa en la periferia radial
externa del cartucho de filtro. Como se presentará con mayor detalle
a continuación, la matriz de compatibilidad que incluye una
periferia externa serpentina, o complicada del cartucho de filtro
presenta oportunidades únicas para impedir la recepción de cartuchos
que omiten porciones de la matriz de compatibilidad. Además, el
desplazamiento hacia dentro y hacia fuera de la junta enrollada 16
con respecto al eje central A del cartucho define un espacio anular
20 que tiene una dimensión radial variable cuando se mide en
perpendicular al eje A del cartucho, como se muestra de manera
óptima en la Figura 2. Se puede utilizar la forma del espacio
anular 20 como parte de una matriz de compatibilidad de cartuchos
cuando el cartucho 10 está montado en una base que incluye el
componente mostrado en las Figuras 12 y 13 por medio del collar
mostrado en las Figuras 14 y 15. Según un aspecto adicional de la
presente invención, se utiliza el perfil externo de la junta
enrollada 16 como un constituyente de una matriz de compatibilidad
de cartuchos cuando el cartucho 10 está montado en una base que
incluye el componente mostrado en las Figuras
6-11.
La Figura 3 ilustra una vista ampliada de un
segmento 22 desplazado hacia dentro de la junta enrollada 16. En la
realización ilustrada, el desplazamiento hacia dentro de la junta
enrollada es en forma de un arco que tiene un radio de curvatura de
aproximadamente 6,35 cm y un centro de curvatura ubicado fuera de la
junta enrollada 16. La deformación hacia dentro desplaza la junta
enrollada 16 hacia dentro desde su radio normal de curvatura 17
(ilustrado por la línea a trazos en la Figura 3) por una distancia
en el intervalo de 0,05 cm hasta 0,127 cm en el centro de la
deformación. El segmento desplazado hacia dentro tiene una longitud
de aproximadamente 1,27 cm medida a lo largo de la circunferencia
de la junta enrollada.
La Figura 5 es una porción ampliada de la Figura
2 que ilustra el desplazamiento hacia fuera de la junta enrollada
16 para formar una pestaña 24 de retención. La junta enrollada está
desplazada hacia fuera de forma radial en una distancia de
aproximadamente 0,2 cm con respecto a porciones adyacentes de la
junta enrollada o una distancia aproximadamente equivalente al
grosor radial de la junta enrollada 16. Cada pestaña 24 de retención
de la realización ilustrada mantiene su máximo desplazamiento hacia
fuera (de aproximadamente el grosor de una junta enrollada) durante
aproximadamente 1,27 cm. Se apreciará que la junta enrollada 16
incluye porciones 24a de transición adyacentes a ambos extremos de
las pestañas de retención. La junta enrollada 16 entre las pestañas
24 de retención (incluyendo sus porciones 24a de transición) y los
segmentos 22 desplazados hacia dentro mantienen un radio
sustancialmente constante de curvatura centrados en el eje A del
cartucho.
Las Figuras 6-11 ilustran un
componente de una primera realización de la base de un filtro
configurada para montar el filtro ilustrado en las Figuras
1-5. El componente ilustrado 40 de la base de un
filtro es un miembro moldeado con porciones 42 de soporte que se
extienden integralmente. Las porciones 42 de soporte están
configuradas para recibir un revestimiento metálico (no mostrado) de
refuerzo, a través del cual un tornillo (no mostrado) de fijación
sujeta la base del filtro a una estructura (no mostrada) de soporte.
Debajo de las porciones de soporte, el componente ilustrado 40 de
la base comprende una pared generalmente cilíndrica 46 que define
un receptáculo 47 para recibir de forma axial la primera sección 12
del alojamiento del cartucho de filtro. Se recibe un conducto
central axial 48 del componente 40 de la base y se acopla de forma
estanca con una arandela aislante 30 de un cartucho instalado 10 de
filtro. La pared cilíndrica 46 se acampana para incluir un elemento
integral 44 fijo de retención. El elemento 44 de retención comprende
tres ranuras axiales 51 complementarias a las pestañas 24 de
retención que se proyectan de forma radial en el cartucho 10. Las
ranuras axiales 51 se comunican con las porciones 43 de canal de
retención definidas parcialmente por una superficie superior del
borde de retención que comprende una rampa 52 y un asiento 54.
La primera sección 12 del alojamiento del
cartucho 10 de filtro se inserta de forma axial dentro del
receptáculo 47 hasta que las pestañas 24 de retención están
alineadas con las porciones 49 de canal de retención. Entonces, se
gira el cartucho 10 en el sentido de las agujas del reloj con
respecto a la base. Durante el giro, las pestañas de retención
suben por las rampas 52 y sobre una porción elevada del borde de
retención hasta los asientos 54 definidos por la superficie
superior del borde de retención. Una extensión radial resiliente 34
de la arandela aislante 30 del cartucho empuja al cartucho 10
alejándolo del componente 40 de la base, de forma que las pestañas
asentadas 24 de retención resisten el giro involuntario en sentido
contrario al de las agujas del reloj del cartucho 10 con respecto a
la base.
Según un aspecto de la presente invención, el
elemento 44 de retención define porciones 72 de borde que tienen un
perfil orientado hacia dentro que incluye protrusiones 56 que se
proyectan hacia dentro de forma radial, correspondientes a la
ubicación de cada segmento 22 desplazado hacia dentro de la junta
enrollada 16 con respecto a las pestañas 24 de retención (la
ubicación de las cuales se corresponde con las ranuras axiales 51
que separan las porciones 72 del borde de retención). Las ranuras
axiales 51 y las porciones 72 del borde con protrusiones 56
codifican el componente 40 de la base para un cartucho de filtro,
tal como el cartucho 10 con una junta enrollada que tiene un patrón
compatible de pestañas 24 de retención y segmentos 22 desplazados
hacia dentro. La junta enrollada 16 de un cartucho compatible de
filtro puede pasar las porciones 72 del borde de retención, lo que
permite una recepción axial completa de la primera sección 12 del
alojamiento del cartucho dentro del receptáculo 47, de forma que un
giro subsiguiente del cartucho monta el cartucho en la base. Se
impide a un cartucho incompatible (que carece, por ejemplo, de los
segmentos 22 desplazados hacia dentro necesarios) una recepción
axial y no puede ser montado en la base codificada.
Las Figuras 12 y 13 ilustran una segunda
realización representativa de un componente 80 de la base
configurado para recibir un cartucho ilustrado en las Figuras
1-5. Esta forma de base de un filtro comprende un
componente fundido o moldeado 80, que define una pared cilíndrica
92 un receptáculo 87 en el que se puede recibir de forma axial la
primera sección 12 del alojamiento del cartucho. El cartucho está
sujeto a la base por medio de un collar 100 (ilustrado en las
Figuras 14 y 15) que se acopla a la junta enrollada periférica 16.
Según un aspecto de la presente invención, el extremo 82 de la
pared 92 está dotado de una configuración seccional complementaria
al espacio anular 20 definido entre la primera sección 12 del
alojamiento del cartucho y la junta enrollada 16. Las proyecciones
radiales 84 hacia fuera del borde se corresponden con la ubicación y
el desplazamiento radial hacia fuera de las pestañas 24 de
retención. El componente 80 de la base puede estar moldeado,
teniendo el borde 82 ubicaciones 86 en las que el borde está
rebajado o muescado para acomodar segmentos 22 desplazados hacia
dentro de la junta enrollada 16 del cartucho. De forma alternativa,
se puede eliminar material del borde después de la producción del
componente 80 de la base, tal como mediante el mecanizado del borde
en las ubicaciones 86.
El collar 100 incluye una rosca 108 que se
proyecta hacia dentro configurado para acoplarse a una rosca 88 que
se proyecta hacia fuera en el componente 80 de la base. El giro del
collar 100 con respecto al componente 80 de la base hace que la
rosca 108 del collar suba por la rosca 88 de la base, haciendo que
el borde 102 de retención del collar empuje contra la junta
enrollada 16 que se proyecta de forma radial del cartucho 10. Un
resorte (no mostrado) en el receptáculo 87 de la base empuja el
cartucho 10 y el collar 100 alejándolos del componente de la base
para mantener al collar en una posición inmovilizada sobre el
extremo de la rosca 88 de la base. Este sistema de montaje requiere
que el borde 82 que se proyecta de forma axial del componente de la
base sea recibido en el espacio anular 20 con sitio para un
movimiento axial para acomodar la compresión y la liberación del
resorte según va subiendo la rosca 108 del collar y sobre la rosca
88 de la base. Un contacto rígido de la junta enrollada 16 del
cartucho contra el borde 82 de la base que evite el movimiento axial
necesario del cartucho 10 con respecto al componente 80 de la base
evitará el giro completo del collar 100 hasta su posición
inmovilizada.
El borde 102 del collar 100 incluye una
pluralidad de ubicaciones 103 en las que el borde y la estructura
adyacente están rebajados o se elimina el material del borde para
acomodar la forma 13 (una deflexión hacia fuera, mejor vista en la
Figura 1) de la segunda sección 14 del alojamiento del cartucho
adyacente a la deformación hacia fuera de la junta enrollada 16
para cada pestaña 24 de retención. En la realización ilustrada, el
collar está dotado de seis ubicaciones 103 en las que se elimina
material del borde. Las seis ubicaciones 103 se corresponden con
las seis posiciones posibles de acoplamiento del collar 100 con
respecto al componente 80 de la base y al cartucho recibido 10 de
filtro. Las deflexiones hacia fuera de la segunda sección del
alojamiento encajan en tres de las seis ubicaciones, mejorando
adicionalmente la seguridad del collar 100 en su posición
inmovilizada con respecto al cartucho 10 y al componente 80 de la
base al resistir un giro inverso involuntario del collar.
Se impedirá que un cartucho de filtro que
carezca de deformaciones 24 hacia fuera de la junta enrollada 16
complementarias de las proyecciones 84 hacia fuera en el borde 82
que se proyecta de forma axial desde el componente 80 de la base
sea recibido axialmente y encaje con la base. De forma similar, los
cartuchos de filtro que incluyan deformaciones hacia dentro de la
junta enrollada serán rechazados por una base cuyo borde 82 que se
proyecta de forma axial no incluya ubicaciones 86 en las que se haya
eliminado material del borde para acomodarlas. Por recepción axial
y encaje con la base, se quiere decir que la arandela aislante 30
portada por la primera sección 12 del alojamiento se acopla
completamente al conducto axial 88 del componente de la base y se
recibe el borde 82 de la base en el espacio anular 20 del cartucho
con sitio para moverse de forma axial durante el giro del collar
100 hasta su posición inmovilizada. Por lo tanto, la configuración
del borde 82 que se proyecta de forma axial forma un componente de
una matriz de compatibilidad de cartuchos que codifica la base para
un cartucho que tiene una forma particular del espacio anular 20
(según está definido por las deformaciones 24, 22 de la junta
enrollada).
Un aspecto adicional de la presente invención
contempla una matriz de compatibilidad de cartuchos de filtro que
comprende las pestañas 24 de retención de la junta enrollada y
segmentos 22 desplazados hacia dentro según se ha descrito
anteriormente y que incluye, adicionalmente, protrusiones radiales
28 del primer extremo 12 de la sección del alojamiento del
cartucho. En la primera realización del componente 40 de la base de
un filtro, se enchaveta un anillo (no mostrado) en el componente de
la base para definir una entrada al receptáculo 47. El anillo
incluye aberturas que permiten el paso axial de las protrusiones
radiales 28 de la primera sección 12 del alojamiento. Una vez las
protrusiones radiales 28 han pasado axialmente el anillo, el
receptáculo 47 del componente 40 de la base permite el giro del
cartucho con respecto a la base. Se pueden utilizar las protrusiones
radiales 28 de la primera sección 12 del alojamiento como un
componente adicional de la matriz de compatibilidad de cartuchos.
También se pueden emplear las protrusiones radiales para garantizar
una orientación instalada particular del cartucho 10 con respecto
al componente 40 de la base.
La superficie interna de la pared 92 que define
el receptáculo 87 de la segunda realización de un componente 80 de
la base de un filtro puede incluir surcos axiales (no mostrados)
complementarios al patrón de protrusiones radiales provenientes de
la primera sección 12 del alojamiento del cartucho. Los surcos
pueden estar moldeados y/o mecanizados en la superficie interna del
receptáculo del componente 80 de la base. Se impedirá que un
cartucho de filtro que incluye un patrón incompatible de
protrusiones radiales sea recibido axialmente en el receptáculo 87.
En combinación, se puede utilizar la configuración de la junta
enrollada 16 del cartucho de filtro y de la primera sección 12
recibida del alojamiento para garantizar la compatibilidad del
filtro y una configuración instalada particular del cartucho 10 de
filtro con respecto al componente 80 de la base.
Claims (20)
1. Un cartucho de filtro que comprende: un
elemento (18) de filtro dispuesto en torno a un eje central (A);
y
- a.
- un alojamiento para dicho elemento de filtro, comprendiendo dicho alojamiento secciones primera y segunda (12, 14) que tienen diámetros respectivos primero y segundo con respecto a un eje central (A), siendo dicho segundo diámetro mayor que dicho primer diámetro, rodeando dicha primera sección (12) un extremo axial del elemento (18) de filtro y definiendo una abertura axial (32) y unido a dicha segunda sección (14) a lo largo de un reborde (16) que se proyecta de forma radial, y en el que
- b.
- dicho reborde (16) tiene un perfil externo principalmente circular, estando interrumpido el perfil externo principalmente circular mediante pestañas (24) de retención separadas de forma angular que se proyectan hacia fuera de forma radial con respecto a dicho perfil externo principalmente circular,
caracterizado porque dicho reborde
comprende al menos un segmento (22) de reborde que tiene una
distancia reducida con respecto al eje central con respecto al
perfil externo principalmente circular.
2. El cartucho de filtro de la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho reborde (16) comprende una junta
enrollada formada en la unión de dichas secciones primera y segunda
(12, 14).
3. El cartucho de filtro de la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha primera sección (12) comprende una
pared generalmente cilíndrica que se extiende de forma axial y
dicho reborde (16) está separado de forma radial con respecto a
dicha pared cilíndrica para definir un espacio sustancialmente
anular (20).
4. El cartucho de filtro de la reivindicación 3,
caracterizado porque dicho espacio sustancialmente anular
(20) comprende porciones primera, segunda y tercera que tienen
dimensiones radiales primera, segunda y tercera, correspondiendo
dicha primera dimensión radial a una primera distancia radial entre
la pared cilíndrica y el perfil externo principalmente circular,
correspondiendo dicha segunda dimensión radial a una segunda
distancia radial entre la pared cilíndrica y cada una de las
pestañas (24) de retención y correspondiendo dicha tercera
dimensión radial a una tercera distancia radial entre la pared
cilíndrica y los segmentos (22) de reborde que tienen una distancia
radial desde el eje central con respecto al perfil externo
principalmente circular, siendo dicha primera distancia radial
menor que dicha segunda distancia radial y mayor que dicha tercera
distancia radial.
5. El cartucho de filtro de la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende tres pestañas (24) de
retención dispuestas de forma equiangular en torno a una
circunferencia de dicho reborde (16).
6. El cartucho de filtro de la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho al menos un segmento (22) de
reborde está separado de forma angular de dichas pestañas (24) de
retención.
7. El cartucho de filtro de la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende tres pestañas (24) de
retención dispuestas de forma equiangular en torno a una
circunferencia de dicho reborde (16) y porque dicho al menos un
segmento (22) de reborde comprende tres segmentos (22) de reborde,
estando diametralmente opuestos cada uno de dichos tres segmentos
(22) de reborde a una pestaña (24) de retención.
8. El cartucho de filtro de la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho al menos un segmento (22) de
reborde comprende un arco que tiene un centro de curvatura fuera de
dicho perfil externo principalmente circular.
9. El cartucho de filtro de la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho al menos un segmento (22) de
reborde comprende una porción sustancialmente lineal de dicho
reborde (16) entre dos puntos separados de forma angular en dicho
perfil externo principalmente circular.
10. El cartucho de filtro de la reivindicación
2, caracterizado porque dicho perfil externo principalmente
circular comprende segmentos arqueados (23) internos de forma
radial de dicho reborde (10) y dicho al menos un segmento (22) de
reborde comprende un segmento sustancialmente lineal de dicha junta
enrollada (16) entre dos puntos separados de forma angular en dicho
perfil externo principalmente circular dentro de dichos segmentos
arqueados (23) internos de forma radial de dicho reborde (26).
11. El cartucho de filtro de la reivindicación
2, caracterizado porque dicho perfil externo principalmente
circular comprende segmentos arqueados (23) internos de forma
radial de dicho reborde (16) y dicho al menos un segmento (22) de
reborde comprende una deflexión hacia dentro sustancialmente
arqueada de dicha junta enrollada (16) entre dos puntos desviados
de forma angular en dicho perfil externo principalmente circular
dentro de dichos segmentos arqueados (23) internos de forma radial
de dicho reborde (16).
12. El cartucho de filtro de la reivindicación
1, caracterizado porque comprende tres pestañas (24) de
retención y dicho al menos un segmento de reborde comprende tres
segmentos (22) de reborde.
13. El cartucho de filtro de la reivindicación
1, caracterizado porque las tres pestañas (24) de retención
tienen primeras extensiones arqueadas equivalentes y dichos tres
segmentos (22) de reborde tienen extensiones arqueadas
equivalentes, subtendiendo dichas primeras extensiones arqueadas un
mayor ángulo que dichas segundas extensiones arqueadas.
14. Un procedimiento para fabricar un cartucho
(10) de filtro según la reivindicación 1, caracterizado
porque comprende las etapas de:
- formar una junta enrollada (16) en la unión de las porciones primera y segunda (12, 14) del alojamiento del cartucho, teniendo dicha junta enrollada (16) un radio sustancialmente constante de curvatura;
- desplazar al menos una primera porción (24) de dicha junta enrollada (16) hacia fuera de forma radial con respecto a dicho radio de curvatura; y
- desplazar al menos una segunda porción (22) de dicha junta enrollada (16) hacia dentro de forma radial con respecto a dicho radio de curvatura.
15. El procedimiento de la reivindicación 14,
caracterizado porque dicha etapa de desplazamiento de al
menos una primera porción (24) comprende desplazar tres primeras
porciones (24) de dicha junta enrollada (16) hacia fuera de forma
radial con respecto a dicho radio de curvatura.
16. El procedimiento de la reivindicación 15,
caracterizado porque dichas tres primeras porciones (24)
están dispuestas de forma equiangular en torno a un eje de dicho
cartucho (10) de filtro y tienen extensiones arqueadas
sustancialmente equivalentes.
17. El procedimiento de la reivindicación 16,
caracterizado porque dicha etapa de desplazamiento de al
menos una segunda porción (22) comprende desplazar tres segundas
porciones (22) de dicha junta enrollada (16) hacia dentro de forma
radial con respecto a dicho radio de curvatura.
18. El procedimiento de la reivindicación 17,
caracterizado porque dichas tres segundas porciones (22)
están dispuestas de forma equiangular en torno a un eje (A) de
dicho cartucho (10) de filtro y tienen una configuración
sustancialmente equivalente.
19. El procedimiento de la reivindicación 14,
caracterizado porque dicha etapa de desplazamiento de al
menos una primera porción (24) comprende desplazar dicha al menos
una primera porción hacia fuera de forma radial una distancia de
aproximadamente 0,2 cm con respecto a un eje central (A) de dicho
cartucho.
20. El procedimiento de la reivindicación 14,
caracterizado porque dicha etapa de desplazamiento de al
menos una segunda porción comprende desplazar dicha al menos una
segunda porción hacia dentro de forma radial una distancia en el
intervalo de 0,05 cm hasta 0,13 cm con respecto a un eje central (A)
de dicho cartucho (10).
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