Sistema de retención de interferencia excéntrica para un cartucho de filtro.

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 rodea el primer extremo del elemento de filtro, teniendodicho tapón de extremo del alojamiento un primer extremo que define una abertura axial (32), una paredlateral que se extiende desde el primer extremo hasta un segundo extremo que incluye una curvaturacon forma de U; y

una segunda sección cilíndrica (14) del alojamiento que tiene un primer extremo unido al segundoextremo del tapón de extremo del alojamiento por medio de una costura enrollada (16), rodeando elsegundo extremo de la segunda sección del alojamiento el segundo extremo del elemento de filtro,en el que la pared lateral de dicho tapón (12) de extremo se ahúsa hacia fuera de forma radial desde unprimer diámetro en el primer extremo hasta un segundo diámetro más grande en el segundo extremo enal menos una ubicación no estando ahusada el resto de dicha pared lateral; 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 (92) del receptáculo que tiene una superficie interior (95) que define un receptáculo (87)generalmente cilíndrico con un tercer diámetro y una superficie exterior (93) que incluye primerasestructuras (88) de acoplamiento que se proyectan hacia fuera, siendo mayor dicho tercer diámetro quedicho primer diámetro pero menor que dicho segundo diámetro; y

un collar (100) similar a un aro que tiene un primer extremo configurado para pasar sobre dicha segundasección del cartucho, una superficie interior que incluye 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 con la costura enrollada (16) que se proyecta de forma radial del cartucho (10) de filtro,en el que dicho tapón (12) de extremo del alojamiento del cartucho está recibido de forma axial en dichoreceptáculo (87) con una interferencia radial entre la superficie interior (95) de la pared (92) del receptáculoy la pared lateral del tapón (12) de extremo, y dicho collar está instalado de forma axial sobre dichasegunda sección (14) del cartucho llevando dicho reborde (102) para se apoye de forma axial en dichacostura enrollada (16) y dicho collar está girado con respecto a dicha base (80) y el cartucho, por lo quedichas segundas estructuras (108) de acoplamiento se acoplan con dichas primeras estructuras (88) deacoplamiento para retener de forma que se pueda soltar de forma axial el cartucho (10) a la base (80) enuna relación axial y rotacional sustancialmente fija.

Sistema de retención de interferencia excéntrica para un cartucho de filtro 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 interno de combustión.

2. Descripción de la técnica relacionada Los sistemas de filtro de combustible acerca de 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 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 permitir el desmontaje del cartucho para fines de sustitución.

Los conjuntos de filtro acerca de los que versa la presente invención están montados normalmente en vehículos de motor tales como automóviles, camiones, equipos agrícolas, equipos industriales y equipos de construcción tales como explanadoras. La operación de estos tipos de equipos expone con frecuencia al conjunto de filtro a vibraciones y sacudidas extremas. Para ser comercialmente viable, un sistema de filtro debe mantener de forma fiable una relación sellada entre el cartucho desechable de filtro y la base. La sustitución del cartucho de filtro debería ser sencilla y, preferentemente, debería llevarse a cabo sin herramientas.

El cartucho desechable de filtro está fijado convencionalmente a la base del conjunto de filtro por medio de un mecanismo de retención o de bloqueo, que es soltable para permitir el desmontaje del cartucho con fines de sustitución. Existen numerosos sistemas convencionales de retención de la base del cartucho de filtro de combustible. En la patente U.S. nº 5.017.285, que está transferida al cesionario de la presente invención, un conjunto invertido de filtro de combustible dado a conocer emplea una base que se monta en el vehículo y un cartucho desechable de filtro que está suspendido directamente por debajo de la base. El cartucho está retenido en la base por medio de un collar roscado. El collar incluye un reborde que se acopla de forma retentiva contra una estructura de costura enrollada en la periferia del alojamiento del cartucho. El collar se enrosca a la base. Se sustituye el cartucho al aflojar el collar roscado y desmontar el cartucho de filtro. Aunque este tipo de dispositivo de retención se comporta de una forma aceptable, el collar roscado puede introducir una carga desigual entre distintos conjuntos de filtro de combustible al igual que dentro de un filtro dado de combustible dependiendo del grado de apriete o de par aplicado al collar de retención. Además, las roscas están sometidas a una exposición a diversos fluidos y materia particulada, que puede poner seriamente en peligro la integridad y la eficacia del acoplamiento roscado. En la práctica, a menudo es problemático determinar el par apropiado o la técnica de apriete que debería ser aplicado para fijar de forma apropiada el cartucho a la base.

Las patentes U.S. nos 5.203.994 y 5.302.284, ambas transferidas al cesionario de la presente invención, ejemplifican mejoras al sistema básico de filtro dado a conocer en la patente U.S. nº 5.302.284, dada a conocer anteriormente. Las patentes U.S. nos 5.203.994 y 5.302.284 describen un sistema de filtro en el que se sustituye la fijación roscada por una estructura de rampa en espiral en la base y una estructura prensaestopas complementaria en el collar de retención. La base incluye un tope separado angularmente de un extremo superior de la estructura de rampa en espiral de la base. La estructura prensaestopas incluye un enganche configurado para asentarse entre el extremo superior de la rampa en espiral de la base y el tope separado angularmente. La patente U.S. nº 5.203.994 da a conocer un resorte dispuesto entre el extremo recibido del cartucho y la base para mantener de forma que se pueda soltar la posición bloqueada del prensaestopas del collar sobre el extremo superior de la rampa en espiral de la base al empujar el cartucho y el collar alejándolos de la base. La patente U.S. nº 5.302.284 da a conocer un collar que tiene un resorte ondulado para empujar el collar alejándolo de la base y mantener la posición bloqueada del prensaestopas del collar sobre el extremo superior de la rampa en espiral de la base. Cada uno de los miembros de resorte está configurado para distribuir uniformemente la carga entre la base y el cartucho.

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 del cartucho de filtro. La costura enrollada en la unión de las secciones del alojamiento del cartucho está desplazado 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 de canal de retención por encima del saliente de retención. Una superficie superior del saliente de retención define una rampa que lleva a un asiento axialmente por debajo de la parte superior de la rampa. Se retiene el cartucho de filtro en la base al alinear de forma axial las pestañas con las ranuras y al desplazar hacia arriba el cartucho al interior del receptáculo de la base. Entonces, se gira el cartucho, de forma que las pestañas suben por las rampas y al interior de los asientos. Una extensión radial

resiliente de la arandela central de estanqueidad proporciona una fuerza de empuje entre el extremo recibido del cartucho de filtro y la base. Esta fuerza de empuje mantiene a las pestañas en sus asientos y resiste una rotación inversa involuntaria del cartucho con respecto a la base.

Aunque los sistemas de retención del cartucho de filtro expuestos anteriormente se comportan de una forma aceptable y han demostrado tener éxito comercial, pueden ser posibles mejoras adicionales en la seguridad de retención del cartucho que no compliquen la construcción del conjunto de filtro ni la sustitución del cartucho.

Resumen de la invención En pocas palabras, la invención versa acerca de un conjunto de filtro que incluye un cartucho sustituible de filtro con una costura enrollada periférica intricada que conecta un tapón de extremo del alojamiento del cartucho a una segunda sección del alojamiento. La costura enrollada intricada proporciona una matriz de compatibilidad periférica asociada con el cartucho. En una realización del cartucho de filtro, la costura enrollada incluye porciones o segmentos que están desplazados hacia fuera o hacia dentro con respecto al resto de la costura enrollada generalmente circular. Una deformación hacia fuera de la costura enrollada distorsiona lo que sería normalmente una pared cilíndrica del tapón de extremo. La distorsión del tapón de extremo es máxima adyacente de forma axial a la costura enrollada y angularmente en el centro de cada una de las porciones desplazadas hacia fuera de la costura enrollada. La configuración resultante del tapón de extremo se ahúsa hacia fuera en cada una de las porciones desplazadas hacia fuera según avanza la pared lateral del tapón de extremo alejándose del extremo del cartucho hacia la costura enrollada. El resto del lado no está ahusado.

La forma compleja de la pared lateral del tapón de extremo influye sobre el diseño del receptáculo de la base que recibe el tapón de extremo. El tapón de extremo del cartucho se trabaría o se agarrotaría inaceptablemente en un receptáculo que tiene un diámetro configurado para la recepción de un tapón de extremo no distorsionado (cilíndrico) . Una realización de un receptáculo de la base incluye porciones ahusadas de la superficie interior del receptáculo para acomodar las distorsiones de la pared lateral. De forma alternativa, la base incorpora un receptáculo cilíndrico que tiene un diámetro seleccionado para producir un ajuste con apriete entre la pared lateral distorsionada del tapón de extremo y la pared del receptáculo. Un collar que tiene un prensaestopas se acopla a las estructuras de rampa en la superficie exterior de la pared del receptáculo para retener el cartucho en la base.

Se mejora la retención resultante del cartucho... [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 rodea el primer extremo del elemento de filtro, teniendo dicho tapón de extremo del alojamiento un primer extremo que define una abertura axial (32) , una pared lateral que se extiende desde el primer extremo hasta un segundo extremo que incluye una curvatura con forma de U; y una segunda sección cilíndrica (14) del alojamiento que tiene 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 del alojamiento el segundo extremo del elemento de filtro, en el que la pared lateral de dicho tapón (12) de extremo se ahúsa hacia fuera de forma radial desde un primer diámetro en el primer extremo hasta un segundo diámetro más grande en el segundo extremo en al menos una ubicación no estando ahusada el resto de dicha pared lateral; 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 (92) del receptáculo que tiene una superficie interior (95) que define un receptáculo (87) generalmente cilíndrico con un tercer diámetro y una superficie exterior (93) que incluye primeras estructuras (88) de acoplamiento que se proyectan hacia fuera, siendo mayor dicho tercer diámetro que dicho primer diámetro pero menor que dicho segundo diámetro; y un collar (100) similar a un aro que tiene un primer extremo configurado para pasar sobre dicha segunda sección del cartucho, una superficie interior que incluye 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 con la costura enrollada (16) que se proyecta de forma radial del cartucho (10) de filtro, en el que dicho tapón (12) de extremo del alojamiento del cartucho está recibido de forma axial en dicho receptáculo (87) con una interferencia radial entre la superficie interior (95) de la pared (92) del receptáculo y la pared lateral del tapón (12) de extremo, y dicho collar está instalado de forma axial sobre dicha segunda sección (14) del cartucho llevando dicho reborde (102) para se apoye de forma axial en dicha costura enrollada (16) y dicho collar está girado con respecto a dicha base (80) y el cartucho, por lo que dichas segundas estructuras (108) de acoplamiento se acoplan con dichas primeras estructuras (88) de acoplamiento para retener de forma que se pueda soltar de forma axial el cartucho (10) a la base (80) en una relación axial y rotacional sustancialmente fija.

2. El conjunto de filtro de la reivindicación 1, en el que dicha al menos una ubicación (12a) comprende una pluralidad de ubicaciones distribuidas de forma equiangular y dicha interferencia radial entre la superficie interior (95) de la pared (92) del receptáculo se produce en la superficie de contacto de dicha pluralidad de ubicaciones distribuidas de forma equiangular con la superficie interior de la pared del receptáculo.

3. El conjunto de filtro de la reivindicación 1, en el que dicha pluralidad de ubicaciones distribuidas de forma equiangular comprende tres ubicaciones distribuidas de forma equiangular.

4. El conjunto de filtro de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el tapón (12) de extremo del alojamiento del cartucho está configurado para producir una interferencia radial entre la superficie exterior del tapón (12) de extremo del alojamiento del cartucho y la superficie interior (95) del receptáculo (87) tras la recepción de la porción extremo en el receptáculo.

5. El conjunto de filtro de la reivindicación 4, en el que la superficie interior (95) del receptáculo es generalmente 45 cilíndrica y tiene un primer diámetro y la superficie exterior del tapón (12) de extremo del alojamiento del cartucho se ahúsa desde un segundo diámetro hasta un tercer diámetro mayor, siendo mayor dicho primer diámetro que dicho segundo diámetro pero menor que dicho tercer diámetro.

6. El conjunto de filtro de la reivindicación 1, en el que el ahusamiento del tapón de extremo no está distribuido uniformemente en torno a una circunferencia del tapón (12) de extremo y dicho segundo diámetro está 50 presente en al menos una ubicación (12a) en dicha circunferencia.