ES3032006T3 - Method for producing a filter element provided with a sealing part - Google Patents

Method for producing a filter element provided with a sealing part

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ES3032006T3
ES3032006T3 ES20180531T ES20180531T ES3032006T3 ES 3032006 T3 ES3032006 T3 ES 3032006T3 ES 20180531 T ES20180531 T ES 20180531T ES 20180531 T ES20180531 T ES 20180531T ES 3032006 T3 ES3032006 T3 ES 3032006T3
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Arthur Sudermann
Fabian Wagner
Thomas Sieber
Günter Görg
Michael Metzger
Markus Röhrig
Thomas Jessberger
Timo Dirnberger
Bernd Joos
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Mann and Hummel GmbH
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Abstract

En un método para producir un elemento de filtro provisto de una parte de sellado, en el que el material de sellado se introduce en estado no curado en una cámara de fundición entre dos partes de la carcasa de fundición, se proporciona un espacio de compensación conectado a la cámara de fundición para distribuir el material de sellado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para la fabricación de un elemento filtrante provisto de una pieza de estanqueidad
Campo técnico
La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un elemento filtrante provisto de una pieza de estanqueidad.
Estado de la técnica
En el documento WO 2009/150165 A1 se describe un equipo de filtración para filtrar fluidos gaseosos, que presenta una pieza de inserción de filtro con un medio filtrante y un elemento de estanqueidad, que se sujeta entre bandas de estanqueidad en piezas de carcasa de la carcasa de filtro. El elemento filtrante tiene forma rectangular y consta de un papel de filtro plisado que está rodeado por el elemento de estanqueidad en la zona de borde. En la posición montada, una sección de estanqueidad del elemento de estanqueidad se adentra en un canal de alojamiento formado en una de las piezas de carcasa. Una segunda pieza de carcasa cubre el elemento de estanqueidad y aplica presión sobre la sección de estanqueidad transversalmente a la dirección de montaje de la pieza de inserción de filtro. Otras variantes de juntas de estanqueidad para equipos de filtración se conocen por los documentos US 5529476 A, US 2009/255227 A1, EP 2140922 A2, WO 2006/017790 A1 y DE 2301 635 A1.
El elemento de estanqueidad que rodea al elemento filtrante suele ser moldeado o espumado, para lo cual están previstos moldes de colada en los que se introduce el material de estanqueidad en estado no curado, tras lo cual se inserta el elemento de estanqueidad. Tras el curado, el material de estanqueidad queda firmemente adherido a la zona de borde del elemento filtrante. En el molde de colada en el que se introduce el material de estanqueidad no curado hay aberturas de ventilación por las que puede salir el material de estanqueidad. Tras el curado, en el lado exterior del elemento de estanqueidad, en la zona de las aberturas de ventilación, hay unas elevaciones de material de estanqueidad en forma de gota que deben recortarse para obtener una superficie de estanqueidad lisa en el elemento de estanqueidad.
Divulgación de la invención
La invención se basa en el objetivo de fabricar, mediante medidas sencillas, una pieza de inserción de filtro que comprenda un elemento filtrante y una pieza de estanqueidad.
De acuerdo con la invención, este objetivo se consigue con las características de la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes indican perfeccionamientos convenientes.
El procedimiento de acuerdo con la invención se refiere a la fabricación de una pieza de inserción de filtro para un equipo de filtración que se utiliza preferiblemente para la filtración de gas, por ejemplo para filtrar el aire de admisión de un motor de combustión interna. En principio, sin embargo, la pieza de inserción de filtro también puede utilizarse, en el marco de la divulgación, en un equipo de filtración para la filtración de líquidos, por ejemplo como filtro de combustible o aceite.
La pieza de inserción de filtro comprende un elemento filtrante y una pieza de estanqueidad preferiblemente circunferencial, dispuesta sobre el elemento filtrante. La pieza de inserción de filtro se inserta en una carcasa de filtro del equipo de filtración, en donde la pieza de estanqueidad separa el lado en bruto del lado limpio del elemento filtrante y, en el estado montado, se apoya contra una pared de la carcasa de filtro para establecer la estanqueidad. Es posible, por ejemplo, que una sección de estanqueidad de la pieza de estanqueidad se aloje en un canal de alojamiento de la carcasa y sea sometida a presión con una fuerza por otra pieza de carcasa, como una tapa. En este sentido, la dirección de aplicación de presión puede ser paralela a la dirección del flujo a través del elemento filtrante, es decir, axial, o transversal a la dirección del flujo, es decir, radial.
El elemento filtrante es, por ejemplo, un elemento filtrante en forma de paralelepípedo, que está rodeado por la pieza de estanqueidad. El elemento filtrante puede consistir, dado el caso, en un papel de filtro plisado en zigzag.
Para fabricar la pieza de estanqueidad en el elemento filtrante de la pieza de inserción de filtro se utilizan al menos dos piezas de molde de colada, que están diseñadas de tal manera que se forma una cámara de colada entre las piezas de molde de colada, que sirve para alojar el material de estanqueidad en estado no curado. En particular, las al menos dos piezas de molde de colada se ensamblan para formar la cámara. La cámara de colada se llena con el material de estanqueidad y, a continuación, este puede curarse, dando lugar a la pieza de estanqueidad. La cámara de colada está diseñada, por ejemplo, de tal manera que una primera pared de la cámara de colada está formada por la primera pieza de molde de colada y una segunda pared de la cámara de colada está formada por la segunda pieza de molde de colada, en donde la pieza de estanqueidad presenta superficies de estanqueidad en el estado curado, fraguado, que corresponden a al menos una sección de las paredes de la cámara de diferentes piezas de molde de colada en cada caso. Esto crea al menos una superficie de estanqueidad en la pieza de estanqueidad a través de cada pieza de molde de colada.
Además, está previsto un espacio de compensación en la cámara de colada para la propagación del material de estanqueidad durante el proceso de curado. Además de o como alternativa al espacio de compensación dentro de la cámara de colada, también es posible una realización en la que el espacio de compensación está dispuesto fuera de la cámara de colada y conectado a la cámara de colada, de modo que el material de estanqueidad también pueda pasar, en esta realización, al espacio de compensación durante el proceso de curado. La cara frontal de la pieza de estanqueidad que se extiende en el espacio de compensación no forma necesariamente una superficie de estanqueidad, de modo que la geometría exacta de esta cara frontal de la pieza de estanqueidad no desempeña un papel decisivo para establecer la estanqueización entre los lados en bruto y limpio. Se consigue así un grado adicional de libertad en el procedimiento de fabricación, ya que la cantidad de material de estanqueidad utilizado en el estado no curado únicamente tiene que situarse dentro de un ancho de banda definido. Si se mantiene este ancho de banda, el espacio de compensación proporciona un volumen de compensación suficientemente grande hacia el cual puede propagarse el exceso de material de estanqueidad sin afectar a la geometría restante de la pieza de estanqueidad y, en particular, a las superficies de estanqueidad. Es posible prescindir de aberturas de ventilación adicionales, previstas en el estado de la técnica, de modo que las superficies de estanqueidad sean paredes lisas y sin resaltes de estanqueidad sobresalientes una vez curado el material de estanqueidad y no se requiera un trabajo de acabado posterior o solo en una medida reducida.
En principio, es posible que la superficie frontal de la pieza de estanqueidad que se adentra en el espacio de compensación linde con una superficie de estanqueidad y forme un ángulo con la superficie de estanqueidad, aunque también son posibles, dado el caso, realizaciones en las que la superficie frontal esté a cierta distancia de las superficies de estanqueidad de la pieza de estanqueidad. Si la superficie frontal no tiene una función de estanqueidad, la medida de que la superficie frontal se adentre en el espacio de compensación solo desempeña un papel secundario, lo que permite dosificar el material de estanqueidad dentro de límites más amplios.
La espuma PUR (poliuretano), por ejemplo, puede utilizarse como material de estanqueidad. En principio, se puede utilizar todo material de estanqueidad que sea líquido o espumado en el estado no curado y que se pueda introducir en la cámara de colada entre las dos piezas de molde de colada.
El elemento filtrante, a cuya zona de borde está unida la pieza de estanqueidad, se inserta en las piezas de molde de colada ya durante la fabricación de la pieza de estanqueidad, de modo que el contacto con la zona de borde del elemento filtrante ya existe en el estado no curado del material de estanqueidad. Tras el curado, la pieza de estanqueidad queda firmemente unida al elemento filtrante.
El espacio de compensación puede estar formado dentro de una pieza de molde de colada o, en el estado ensamblado, por ambas piezas de molde de colada, en una realización de acuerdo con la invención, como un espacio cerrado que forma parte de la cámara de colada o se comunica con la cámara de colada. Durante el proceso de fabricación, la cantidad de material de estanqueidad no curado introducido en la cámara de colada está dimensionado de tal modo que, en el estado curado, la superficie frontal que se adentra en el espacio de compensación se sitúa a cierta distancia del fondo o la cubierta del espacio de compensación. La distancia representa una reserva de seguridad para poder compensar fluctuaciones en la cantidad de llenado del material de estanqueidad o en el comportamiento de dilatación del material de estanqueidad en proceso de curado. En particular, puede prescindirse del recorte posterior de la pieza de estanqueidad.
De acuerdo con otra realización de acuerdo con la invención, el espacio de compensación está diseñado como un espacio abierto al exterior pero comunicado con la cámara de colada, de modo que el material de estanqueidad pueda fluir desde la cámara de colada al espacio de compensación y propagarse allí. También en esta realización basta con introducir una cantidad únicamente aproximada de material de estanqueidad, ya que las fluctuaciones pueden absorberse a través del espacio de compensación abierto. El espacio de compensación abierto está delimitado, de acuerdo con la invención, por ambas piezas de molde de colada, lo que simplifica el desmoldeo una vez finalizado el proceso de colada.
El espacio de compensación, así como la sección de la pieza de estanqueidad que se adentra en el espacio de compensación se sitúan, de acuerdo con la invención, a cierta distancia de la superficie lateral enfrentada del elemento filtrante.
Además, puede resultar conveniente dotar a la pieza de estanqueidad de un bisel en al menos un lado, que o bien se incorpora después del curado, por ejemplo cortando la pieza de estanqueidad a medida, o bien se crea ya durante el proceso de colada configurando de manera correspondiente las piezas de molde de colada. El bisel o los biseles facilitan el montaje de la pieza de inserción de filtro en la carcasa de filtro.
Breve descripción de los dibujos
Ventajas y realizaciones convenientes adicionales se pueden deducir de las reivindicaciones adicionales, de la descripción de figuras y de los dibujos. Muestran:
la Fig. 1 una vista en perspectiva de dos piezas de molde de colada que delimitan una cámara de colada para fabricar una pieza de estanqueidad en un elemento filtrante,
la Fig. 2 una sección de un equipo de filtración con una pieza de inserción de filtro, que presenta un elemento filtrante y una pieza de estanqueidad moldeada sobre la zona de borde del elemento filtrante,
la Fig. 3 en una variante de realización, dos piezas de molde de colada para la fabricación de una pieza de estanqueidad en un elemento filtrante,
la Fig. 4 el elemento filtrante de acuerdo con la Fig. 3 en el estado instalado,
la Fig. 5 un elemento de estanqueidad representado por sí solo,
la Fig. 6 otro elemento de estanqueidad.
En las figuras, los componentes iguales están dotados de las mismas referencias.
Forma(s) de realización de la invención
En la Fig. 1 se muestra un dispositivo de colada 1 con una primera pieza de molde de colada 2 y una segunda pieza de molde de colada 3, que se utiliza para fabricar una pieza de inserción de filtro 4 que comprende un elemento filtrante 5 y una pieza de estanqueidad 6. Utilizando el dispositivo de colada 1 con las piezas de molde de colada 2, 3, se puede fabricar la pieza de estanqueidad 6 y unirla a la zona de borde del elemento filtrante 5 mediante colada o moldeo por inyección. El elemento filtrante 5 es, por ejemplo, un elemento filtrante de aire que consiste en un papel de filtro plisado y tiene forma rectangular, en donde se dota a la zona de borde del elemento filtrante 5 de la pieza de estanqueidad 6 circunferencial en dos lados del elemento filtrante.
Las dos piezas de molde de colada 2, 3 delimitan una cámara de colada 7, en la que se introduce el material de estanqueidad en estado no curado. Esto se realiza ventajosamente uniendo primero las dos piezas de molde de colada 2, 3, colocando a continuación el elemento filtrante 5 en la posición prevista e introduciendo finalmente el material de estanqueidad en la cámara de colada 7 en estado no curado. Sin embargo, también es posible introducir primero el material de estanqueidad en la cámara de colada y, a continuación, colocar el elemento filtrante en la posición prevista, en la que la zona de borde se adentra en el material de estanqueidad. Una vez curado el material de estanqueidad, se pueden retirar las piezas de molde de colada 2, 3, la pieza de estanqueidad 6 conserva su forma y queda firmemente unida a la zona de borde del elemento filtrante 5.
Un espacio de compensación 8, que está conectado a la cámara de colada 7 y está diseñado como un espacio cerrado con una sección transversal en forma de U, está incorporado en la pieza de molde de colada 2. A medida que se llena, el material de estanqueidad se extiende hacia el interior del espacio de compensación 8. La cantidad de material de estanqueidad introducido está dimensionada, en este caso, de tal modo que, incluso después del curado, la superficie frontal 9 del material de estanqueidad que se adentra en el espacio de compensación 8 se sitúe a cierta distancia del fondo o de la cubierta 10 del espacio de compensación 8 cerrado en forma de U. Esta distancia representa una reserva de compensación y permite compensar fluctuaciones en el dimensionamiento de la cantidad de material de estanqueidad u otros parámetros de proceso que determinen el volumen en el estado curado.
Las dos superficies de estanqueidad 11 y 12 laterales de la sección de la pieza de estanqueidad 6 que se adentra en el espacio de compensación 8 están delimitadas por las paredes de cámara opuestas del espacio de compensación 8. Las superficies de estanqueidad 11 y 12 pueden estar sometidas a presión con una fuerza de estanqueidad en el estado instalado de la pieza de inserción de filtro.
El espacio de compensación 8 y la sección de la pieza de estanqueidad 6 que se adentra en el espacio de compensación 8 se sitúan a cierta distancia de la superficie lateral enfrentada del elemento filtrante 5. Otra sección de la pieza de estanqueidad 6, que rodea la zona de borde del elemento filtrante 5, se extiende entre el lado exterior de la primera pieza de molde de colada 2 y la superficie lateral del elemento filtrante 5.
El segundo molde de colada 3 delimita otra superficie de estanqueidad 13 en una sección de la pieza de estanqueidad 6. Esta otra superficie de estanqueidad 13 se sitúa a cierta distancia de las dos primeras superficies de estanqueidad 11 y 12, que son paralelas entre sí y corresponden a las paredes de cámara del espacio de compensación 8. En la Fig. 2 se muestra un equipo de filtración 14, que presenta una pieza de inserción de filtro 4 fabricada de acuerdo con la realización según la Fig. 1. El equipo de filtración 14 presenta una carcasa de filtro 15 en la que se puede insertar la pieza de inserción de filtro 4, en donde la pieza de estanqueidad 6 se apoya en la zona de borde en la cara frontal de la carcasa de filtro 15 y es sometida a presión por una tapa 16, que se puede fijar a la carcasa de filtro 15 con la ayuda de un elemento de conexión, no mostrado, tal como un tornillo. La dirección de aplicación de la fuerza de estanqueidad para establecer la estanqueización por medio de las superficies de estanqueidad 11 y 12 es transversal a la dirección del flujo a través del elemento filtrante 5. Se trata, por tanto, al menos esencialmente, de una junta de estanqueidad radial. Una componente adicional (menor) de la fuerza de estanqueidad se introduce a través de la superficie de estanqueidad 13 en paralelo a la dirección del flujo a través del elemento filtrante 5.
Las Fig. 3 y 4 muestran otro ejemplo de realización. La Fig. 3 muestra un dispositivo de colada 1 con dos piezas de molde de colada 2 y 3, entre las cuales se forma una cámara de colada 7 para fabricar una pieza de estanqueidad 6 sobre un elemento filtrante 5, formando el elemento filtrante 5 y la pieza de estanqueidad 6 conjuntamente una pieza de inserción de filtro 4. Las dos piezas de molde de colada 2 y 3 del dispositivo de colada 1 delimitan una cámara de colada 7 para alojar el material de estanqueidad; además, entre las dos piezas de molde de colada 2 y 3 está previsto un espacio de compensación 8 abierto al exterior, es decir, al entorno. Cuando el material de estanqueidad se introduce en la cámara de colada 7, el material de estanqueidad también se propaga hacia el espacio de compensación 8, que está conectado a la cámara de colada 7. Después del curado, queda formada una superficie frontal 9 en la cara frontal abierta de la sección de la pieza de estanqueidad 6 que se adentra en el espacio de compensación, pero esta no cumple una función de estanqueidad en el estado instalado de la pieza de inserción de filtro. Las paredes de la cámara de colada 7, formadas cada una de ellas por paredes laterales de las piezas de molde de colada 2 y 3, definen las superficies de estanqueidad 11 y 12 de la sección de la pieza de estanqueidad 6 formada en la cámara de colada 7.
La Fig. 4 muestra el equipo de filtración 14 con la pieza de inserción de filtro 4 instalada. La pieza de estanqueidad 6 está delimitada por las caras frontales de la carcasa de filtro 15 y la tapa 16 y está sometida a presión con una fuerza de estanqueidad. La dirección de aplicación de la fuerza de estanqueidad para establecer la estanqueización por medio de las superficies de estanqueidad 11 y 12 es paralela a la dirección del flujo a través del elemento filtrante 5. Se trata, por tanto, al menos esencialmente, de una junta de estanqueidad axial. La cara frontal 9 libre se adentra en un canal de alojamiento, pero no cumple una función de estanqueidad.
Como puede verse en las Fig. 5 y 6, varios lados de la pieza de estanqueidad 6 pueden estar provistos de un bisel 18 o 19. Esto facilita en particular la inserción en la carcasa de filtro. Pueden estar previstos uno o varios de estos biseles 18, 19, cuyo ángulo se adapta a la respectiva situación de instalación. Los biseles 18, 19 pueden crearse ya durante el proceso de colada mediante la previsión de biseles correspondientes en las piezas de molde de colada. Los biseles en la pieza de estanqueidad 6 también pueden crearse posteriormente mediante mecanizado.
En el caso de las formas ramificadas de acuerdo con las Fig. 5 y 6, las superficies de estanqueidad 11 y 12 discurren esencialmente paralelas a la dirección del flujo a través del elemento filtrante 5. La dirección de aplicación de la fuerza de estanqueidad es, por tanto, transversal a la dirección del flujo. En estos casos, se trata de juntas de estanqueidad radiales.

Claims (4)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la fabricación de un elemento filtrante (5) provisto de una pieza de estanqueidad (6), en el que el material de estanqueidad se introduce en estado no curado en una cámara de colada (7) entre al menos dos piezas de molde de colada (2, 3), en donde la cámara de colada (7) está diseñada de tal manera que en la pieza de estanqueidad (6) queden formadas superficies de estanqueidad (11, 12, 13) en paredes opuestas de la cámara, y que un espacio de compensación (8) para la propagación del material de estanqueidad esté previsto en la cámara de colada (7) o conectado a la cámara de colada (7), caracterizado por que el elemento filtrante (5) se coloca contra las piezas de molde de colada (2, 3) y el material de estanqueidad se cuela, se moldea por inyección o se espuma directamente sobre la zona de borde del elemento filtrante (5), y por que la superficie frontal (9) de la pieza de estanqueidad (6) que se adentra en el espacio de compensación (8) difiere de las superficies de estanqueidad (11, 12, 13), en donde el espacio de compensación (8), así como la sección de la pieza de estanqueidad (6) que se adentra en el espacio de compensación (8) se sitúan a cierta distancia de la superficie frontal enfrentada del elemento filtrante (5), en donde o bien el espacio de compensación (8) está dispuesto como un espacio cerrado dentro de una pieza de molde de colada (2, 3), y la cantidad de material de estanqueidad no curado introducido en la cámara de colada (7) está dimensionada de tal manera que, en el estado curado, la superficie frontal (9) de la pieza de estanqueidad (6) quede a cierta distancia de la cubierta (10) del espacio de compensación (8), o bien el espacio de compensación (8) está delimitado por ambas piezas de molde de colada (2, 3) y está diseñado como un espacio abierto hacia arriba que se comunica con la cámara de colada (7).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que se utiliza una espuma PUR (poliuretano) como material de estanqueidad.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la superficie frontal (9) de la pieza de estanqueidad (6) linda con al menos una superficie de estanqueidad (11, 12, 13) en la pieza de estanqueidad (6).
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, después del curado, al menos un lado de la pieza de estanqueidad (6) está provisto de un bisel (18, 19).
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