Filtro con base enclavetada de filtro y con un cartucho de filtro que incorpora una matriz periférica enchavetada correspondiente.

Un conjunto de filtro que comprende:

un cartucho (10) de filtro que comprende:

un elemento (18) de filtro que se extiende entre extremos primero y segundo separados de forma axial;un tapón (12) de extremo del alojamiento que define una porción de un espacio cilíndrico y que soportael primer extremo del elemento (18) de filtro, teniendo dicho tapón (12) de extremo del alojamiento unprimer extremo que define una abertura axial (32), extendiéndose una pared lateral generalmentecilíndrica desde el primer extremo hasta un segundo extremo que incluye una curvatura con forma de U;y una segunda sección (14) del alojamiento que define una porción del espacio cilíndrico, teniendo dichasegunda sección (14) del alojamiento un primer extremo unido al segundo extremo del tapón de extremodel alojamiento por medio de una costura enrollada (16), rodeando el segundo extremo de la segundasección (14) del alojamiento el segundo extremo del elemento (18) de filtro,

en el que dicha costura enrollada (16) está separada de forma radial de la pared lateral del tapón (12)de extremo del alojamiento para definir un espacio anular (20), comprendiendo dicho espacio anularporciones que tienen anchuras radiales primera y segunda con respecto a la pared lateral, siendo menordicha primera anchura radial que dicha segunda anchura radial; y

una base (80) para montar dicho cartucho (10) de filtro para filtrar un flujo de fluido suministrado a dichocartucho de filtro, y recuperado del mismo, a través de dicha base, comprendiendo dicha base:

una pared (93) del receptáculo que define un receptáculo generalmente cilíndrico (87), teniendo dichapared (93) superficies interior y exterior y que termina en un saliente (82), incluyendo dicha superficieexterior primeras estructuras (88) de acoplamiento que se proyectan hacia fuera, configurado dichosaliente (82) para una recepción axial en el interior de dicho espacio anular (20) e incluye una pluralidadde chavetas (84) que se proyectan hacia fuera correspondientes a las porciones del espacio anular dedicha segunda anchura radial; y

un collar (100) similar a un aro que tiene un primer extremo configurado para pasar sobre dicha segundasección (14) del cartucho, incluyendo una superficie interior segundas estructuras (108) de acoplamientoque se proyectan hacia dentro complementarias a dichas primeras estructuras (88) de acoplamiento, yun segundo extremo que incluye un reborde anular (102) que se proyecta hacia dentro que puedeacoplarse en la costura enrollada (16) que se proyecta de forma radial del cartucho (10) de filtro,en el que se recibe de forma axial dicho cartucho (10) en dicha base (80) con dicho tapón (12) de extremodel alojamiento recibido de forma axial en dicho receptáculo (87), penetrando de forma axial dicho saliente(82) dicho espacio anular (20) y dicho collar (100) está instalado de forma axial sobre dicha segundasección (14) del cartucho llevando dicho reborde (10) para apoyarse de forma axial en dicha costuraenrollada (16) y se gira dicho collar (100) con respecto a dicha base (80) y dicho cartucho (10), por lo quedichas segundas estructuras (108) de acoplamiento se acoplan con dichas primeras estructuras (88) deacoplamiento para retener el cartucho (10) de forma que se pueda soltar de la base (80) con una relaciónaxial y rotacional sustancialmente fija; y

en el que dicho espacio anular (20) comprende al menos una porción que tiene una tercera anchura radialinferior a dicha primera anchura radial y dicho saliente (82) comprende una ubicación (86) en la que seelimina el material del saliente para acomodar la tercera anchura radial reducida, estando dimensionadadicha ubicación (86) y colocada para permitir la recepción axial de dicho saliente (82) en el interior de dichoespacio (20).

Filtro con base enchavetada de filtro y con un cartucho de filtro que incorpora una matriz periférica enchavetada correspondiente Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención 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 un receptáculo de base que recibe un cartucho sustituible de filtro de combustible para formar un conjunto de filtro para eliminar partículas extrañas y/o separar agua del sistema de suministro de combustible de un motor de combustión interna.

2. Descripción de la técnica relacionada Los sistemas de filtro de combustible sobre los que versa la invención emplean habitualmente un cartucho desechable de filtro que es sustituido a intervalos preestablecidos de uso del filtro. El cartucho sustituible es fijado de forma convencional a una base que define conexiones de entrada y 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 de: el tipo y la marca del motor de combustión interna; la aplicación específica para la que se emplea el motor; el clima en el que se opera el motor; y/o 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 calidades de los medios de filtro.

Se encuentra uno de los problemas recurrentes en garantizar el rendimiento del sistema de filtración en conexión con la sustitución del cartucho de filtro. Es imprescindible que el cartucho de sustitución 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 de su rendimiento. Como resultado, un cartucho de sustitución de filtro puede ajustarse dimensionalmente con la base de un conjunto dado de filtro de combustible, y no cumplir con las especificaciones aplicables para el sistema de combustible y, por lo tanto, poner en peligro la integridad del sistema de filtración de combustible. La sustitución con un cartucho incompatible de filtro puede tener consecuencias muy graves para la operación del motor de combustión interna y también puede ser innecesariamente más cara que cartuchos menos costosos que son completamente adecuados. En la práctica, los cartuchos de sustitución pueden ser tan similares en configuración general que el propietario del vehículo y/o el técnico de mantenimiento que realiza una revisión del motor de combustión interna puede poner en peligro inconscientemente la integridad del sistema de filtración al sustituirlo con un cartucho completamente inadecuado, aunque el cartucho inadecuado parece, al menos por encima, ser adecuado. Por supuesto, hay casos en los que se instalan cartuchos inferiores o incorrectos de sustitución de filtro sin el conocimiento del propietario o el operario del vehículo.

Para muchas aplicaciones, también es deseable que un cartucho esté montado en la base con una orientación angular específica, de forma que los avisos, las indicaciones y las marcaciones fijadas al cartucho puedan estar colocados de forma apropiada para garantizar su visibilidad y maximizar las probabilidades de una diseminación exitosa de la información. Para otras aplicaciones, es deseable que el cartucho esté bloqueado en una posición con respecto a la base, de forma que el cartucho no pueda rotar con respecto a la base.

La patente U.S. nº 5.035.797, que está transferida a al cesionario de la presente invención, da a conocer un conjunto de filtro de combustible en el que una base se monta en el vehículo y un cartucho desechable de filtro está suspendido desde la base. Se retiene el cartucho en la base por medio de un collar roscado que se acopla en una estructura saliente de costura enrollada en la periferia del alojamiento del cartucho. Se sustituye el cartucho al aflojar el collar roscado y desmontar el cartucho de filtro. Se da a conocer un sistema de enchavetado en el que las chavetas se proyectan de forma axial desde la base a través de ranuras correspondientes en el tapón de extremo del alojamiento del cartucho de filtro. Las dimensiones y la ubicación de las chavetas que se proyectan de forma axial garantizan una compatibilidad al interferir con el montaje y el cierre estanco de cartuchos incompatibles que no tienen la configuración correcta de ranuras. Las chavetas encajan con las ranuras para montar el cartucho con una relación angular fija respecto 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, se retiene el cartucho en la base por medio de un collar roscado) que incorpora un sistema alternativo de ubicación y enchavetado. Se reciben proyecciones desde una superficie de recepción de la base en depresiones correspondientes en la superficie extrema opuesta del cartucho para bloquear el cartucho en una posición angular fija con respecto a la base. Las proyecciones interfieren con el montaje y el cierre estanco de un cartucho no compatible que tiene un patrón no compatible de depresiones.

En la patente U.S. nº 5.766.463, que está transferida al cesionario de la presente invención, se da a conocer una variación adicional para garantizar la compatibilidad en conjuntos de filtración de combustible similares a los descritos anteriormente. El cartucho dado a conocer de filtro de combustible está formado de un par de secciones de cubierta unidas a lo largo de una costura enrollada para formar el reborde de retención. La porción superior generalmente cilíndrica del cartucho de filtro está recibida dentro de la base. Una pluralidad de proyecciones arqueadas se proyectan de forma radial desde la porción superior cilíndrica del cartucho que va a ser recibido en guías compatibles en la base. Se dan a conocer las proyecciones como parte de un sistema de código por chavetas que incluye el sistema de chaveta/ranura descrito en la patente U.S. nº 5.035.797. Un sistema de enchavetado que depende de proyecciones desde la porción recibida del alojamiento del cartucho puede permitir la anulación del sistema de enchavetado al permitir que un cartucho sin proyecciones sea recibido en la base enchavetada sin interferencia.

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 un cartucho de filtro. La costura 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 saliente de retención que define una pluralidad de ranuras axiales en comunicación con las porciones del canal de retención por encima del saliente de retención. Las ranuras axiales están ubicadas y dimensionadas para ser complementarias a las pestañas de retención del cartucho de filtro. Se retiene el cartucho de filtro a la base al alinear de forma axial las pestañas con las ranuras y al desplazar el cartucho hacia arriba al interior del receptáculo de la base. Entonces, se gira el cartucho de forma que las pestañas se acoplan en las porciones del canal de retención. La patente U.S. nº 6.187.188 da a conocer que se puede garantizar la compatibilidad del cartucho con la base al dotar a la porción recibida del cartucho de ranuras arqueadas para acomodar chavetas 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 proyecciones radiales tales como las dadas a conocer en la patente U.S. nº 5.766.463. Las guías en la base para recibir las proyecciones deben tener una forma sustancialmente de L (tener una porción axial y una porción radial) para acomodar la rotación del cartucho con respecto a la base.

Garantizar la compatibilidad del cartucho de filtro es causa de preocupación continua en la técnica. Aunque los enfoques para garantizar la compatibilidad del cartucho de filtro descritos en las patentes U.S. nos 5.035.797, 5.837.137, 5.766.463, y 6.187.188 representan avances significativos con respecto... [Seguir leyendo]

1. Un conjunto de filtro que comprende:

un cartucho (10) de filtro que comprende:

un elemento (18) de filtro que se extiende entre extremos primero y segundo separados de forma axial;

un tapón (12) de extremo del alojamiento que define una porción de un espacio cilíndrico y que soporta el primer extremo del elemento (18) de filtro, teniendo dicho tapón (12) de extremo del alojamiento un primer extremo que define una abertura axial (32) , extendiéndose una pared lateral generalmente cilíndrica desde el primer extremo hasta un segundo extremo que incluye una curvatura con forma de U; y una segunda sección (14) del alojamiento que define una porción del espacio cilíndrico, teniendo dicha segunda sección (14) del alojamiento un primer extremo unido al segundo extremo del tapón de extremo del alojamiento por medio de una costura enrollada (16) , rodeando el segundo extremo de la segunda sección (14) del alojamiento el segundo extremo del elemento (18) de filtro, en el que dicha costura enrollada (16) está separada de forma radial de la pared lateral del tapón (12) de extremo del alojamiento para definir un espacio anular (20) , comprendiendo dicho espacio anular porciones que tienen anchuras radiales primera y segunda con respecto a la pared lateral, siendo menor dicha primera anchura radial que dicha segunda anchura radial; y una base (80) para montar dicho cartucho (10) de filtro para filtrar un flujo de fluido suministrado a dicho cartucho de filtro, y recuperado del mismo, a través de dicha base, comprendiendo dicha base:

una pared (93) del receptáculo que define un receptáculo generalmente cilíndrico (87) , teniendo dicha pared (93) superficies interior y exterior y que termina en un saliente (82) , incluyendo dicha superficie exterior primeras estructuras (88) de acoplamiento que se proyectan hacia fuera, configurado dicho saliente (82) para una recepción axial en el interior de dicho espacio anular (20) e incluye una pluralidad de chavetas (84) que se proyectan hacia fuera correspondientes a las porciones del espacio anular de dicha segunda anchura radial; y un collar (100) similar a un aro que tiene un primer extremo configurado para pasar sobre dicha segunda sección (14) del cartucho, incluyendo una superficie interior segundas estructuras (108) de acoplamiento que se proyectan hacia dentro complementarias a dichas primeras estructuras (88) de acoplamiento, y un segundo extremo que incluye un reborde anular (102) que se proyecta hacia dentro que puede acoplarse en la costura enrollada (16) que se proyecta de forma radial del cartucho (10) de filtro, en el que se recibe de forma axial dicho cartucho (10) en dicha base (80) con dicho tapón (12) de extremo del alojamiento recibido de forma axial en dicho receptáculo (87) , penetrando de forma axial dicho saliente (82) dicho espacio anular (20) y dicho collar (100) está instalado de forma axial sobre dicha segunda sección (14) del cartucho llevando dicho reborde (10) para apoyarse de forma axial en dicha costura enrollada (16) y se gira dicho collar (100) con respecto a dicha base (80) y dicho cartucho (10) , por lo que dichas segundas estructuras (108) de acoplamiento se acoplan con dichas primeras estructuras (88) de acoplamiento para retener el cartucho (10) de forma que se pueda soltar de la base (80) con una relación axial y rotacional sustancialmente fija; y en el que dicho espacio anular (20) comprende al menos una porción que tiene una tercera anchura radial inferior a dicha primera anchura radial y dicho saliente (82) comprende una ubicación (86) en la que se elimina el material del saliente para acomodar la tercera anchura radial reducida, estando dimensionada dicha ubicación (86) y colocada para permitir la recepción axial de dicho saliente (82) en el interior de dicho espacio (20) .

2. El conjunto de filtro de la reivindicación 1, en el que dicho espacio anular (20) comprende tres porciones uniformes de dicha segunda anchura radial, estando distribuidas de forma equiangular dichas tres porciones 45 uniformes en torno a una circunferencia del cartucho (10) y dicho saliente (82) comprende chavetas (84) complementarias a dichas tres porciones uniformes.

3. El conjunto de filtro de la reivindicación 1, en el que dicho espacio anular (20) comprende tres porciones uniformes de dicha segunda anchura radial, estando distribuidas de forma equiangular dichas tres porciones uniformes en torno a una circunferencia del cartucho (10) y dicho saliente (82) comprende chavetas (84)

50 complementarias a dichas tres porciones uniformes.

4. El conjunto de filtro de la reivindicación 3, en el que dicho espacio anular (20) comprende tres porciones uniformes de dicha tercera anchura radial, siendo dichas tres porciones uniformes en dicha tercera anchura radial diametralmente opuestas a cada una de dichas tres porciones uniformes de dicha segunda anchura radial y dicho saliente (82) comprende ubicaciones (86) en las que se elimina material del saliente con un 55 patrón complementario a dichas tres porciones uniformes en dicha tercera anchura radial.

5. El conjunto de filtro de la reivindicación 1, en el que la base comprende:

una porción de cabeza que define pasos de flujo de fluido para el suministro de fluido que va a ser filtrado y la recuperación de producto filtrado de un cartucho (10) de filtro que puede ser recibido en la base (80) ; y una pared (93) del receptáculo que se proyecta integralmente de forma axial desde dicha porción de cabeza para definir dicho receptáculo generalmente cilíndrico (87) , incluyendo un término axial de dicha pared (93) del receptáculo dicho saliente codificado (82) separado de forma axial de dicha porción de cabeza, incluyendo dicho saliente codificado dicha pluralidad de chavetas (84) que se proyectan hacia fuera de forma radial, proyectándose dichas chavetas más allá de una superficie exterior de dicha pared (93) .

6. El conjunto de filtro de la reivindicación 5, en el que la superficie exterior de dicha pared (93) del receptáculo 10 incluye rampas (88) en espiral diametralmente opuestas separadas de forma axial de dicho saliente codificado (82) y diferentes de dichas chavetas (84) .

7. El conjunto de filtro de la reivindicación 5, en el que dicho saliente codificado (82) comprende ubicaciones (86) en las que se ha eliminado material del saliente, de forma que dicho saliente define un hueco que se proyecta hacia dentro de forma radial de la superficie exterior de la pared (93) del receptáculo, estando desplazadas angularmente dichas ubicaciones (86) de dichas chavetas (84) .

8. El conjunto de filtro de la reivindicación 5, en el que dicha pluralidad de chavetas (84) comprende tres chavetas sustancialmente uniformes (84) dispuestas de forma equiangular en torno a dicho saliente codificado (82) .

9. El conjunto de filtro de la reivindicación 8, en el que dicho saliente codificado (82) comprende tres ubicaciones

(86) en las que se elimina material del saliente, de forma que dicho saliente define un hueco que se proyecta hacia dentro de forma radial de la superficie exterior de la pared (93) del receptáculo, siendo cada una de estas tres ubicaciones diametralmente opuestas a una de dichas chavetas (84) .

10. El conjunto de filtro de la reivindicación 5, en el que dicha pared (93) del receptáculo incluye una superficie interior y dicha superficie interior define al menos una guía axial (85) , comprendiendo dicha guía una extensión axialmente uniforme hacia fuera de forma radial de dicho receptáculo (87) que se extiende a través de un diámetro interior de dicho saliente codificado (82) .

11. El conjunto de filtro de la reivindicación 1, en el que la superficie interior de dicha pared (93) del receptáculo define al menos una guía axial (85) , comprendiendo dicha guía axial una extensión axialmente uniforme hacia fuera de forma radial de dicho receptáculo (87) que se extiende a través de un diámetro interior de dicho saliente codificado (82) .