BRPI0610361A2 - dispositivo de filtragem, em particular para filtrar fluidos em motores de combustão interna - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um dispositivo de filtragem, em particular para filtrar fluidos em motores de combustão interna, que apresenta um elemento de filtro em uma caixa de filtro através da qual os fluidos fluem na direção radial, a caixa de filtro sendo para ser fechada por um disco de cobertura. O disco de cobertura consiste em dois discos individuais que são conectados um ao outro por meio de uma conexão de fluxo central, os dois e a conexão de fluxo formando um componente de plástico comum.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVODE FILTRAGEM, EM PARTICULAR PARA FILTRAR FLUIDOS EM MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA".

A presente invenção refere-se a um dispositivo de filtragem, emparticular, para filtrar fluidos em motores de combustão interna, de acordocom o preâmbulo da reivindicação 1.

Estes dispositivos de filtragem são utilizados em motores decombustão interna para filtrar óleo ou combustível e compreendem um ele-mento de filtro cilíndrico oco para ter o fluxo passante radialmente a partir doexterior para o interior e que é inserido dentro de uma caixa de filtro do dis-positivo de filtragem. O fluido a ser filtrado é introduzido por meio de umaentrada dentro da caixa de filtro na área do exterior do elemento de filtroformando o lado de entrada e de forma axial descarregado por meio do es-paço central oco após ser filtrado. A caixa de filtro possui um desenho apro-ximado em formato de copo para a recepção do elemento de filtro e é fecha-da por um disco de cobertura após a inserção do elemento de filtro. Estedisco de cobertura tipicamente é feito de metal de modo a garantir a estabili-dade requerida.

O problema endereçado pela invenção é desenvolver um dispo-sitivo de filtragem do tipo genérico em um projeto estável e ao mesmo tempocom pouco peso. O dispositivo de filtragem deve estar apto a ser disposto deforma conveniente com pouco esforço.

Este problema é resolvido de acordo com a invenção com ascaracterísticas da reivindicação 1. As sub-reivindicações indicam os desen-volvimentos adicionais apropriados.

O dispositivo de filtragem de acordo com a invenção, o qual emparticular é utilizado para filtrar, por exemplo, óleo ou combustível, em moto-res de combustão interna, possui um disco de cobertura que é para ser colo-cado sobre a caixa de filtro e que consiste em dois discos paralelos individu-ais conectados por meio de uma conexão de fluxo central, ambos os discosindividuais e a conexão de fluxo formando um componente plástico comum.O projeto de disco duplo do disco de cobertura feito de plástico tem a vanta-gem de que, comparado com as modalidades da técnica anterior, pelo me-nos uma alta estabilidade igual com pouco peso é garantida, e ao mesmotempo a capacidade de reciclagem é consideravelmente aperfeiçoada, àmedida que o disco de cobertura é agora também feito completamente deplástico, tornando possível incinerar os mesmo após o uso junto com a caixade-filtrotambém-tipicamente feita de plástico.-semqualquer impacto ambien-tal significativo. O disco de cobertura bipartido pode, por exemplo, ser pro-duzido facilmente como uma peça moldada por injeção, entretanto, outrosprocessos de fabricação para peças plásticas, tal como repuxamento pro-fundo, podem ser considerados. Se requerido, o disco de cobertura feito deplástico também pode ser utilizado em combinação com um pote de metal.

A conexão de fluxo cilíndrica oca no disco de cobertura possuiduas funções: por um lado, a conexão de fluxo conecta os dois disco indivi-duais um com o outro, por outro lado, o fluido pode ser introduzido ou des-carregado a partir da caixa de filtro por meio da área interior da conexão defluxo. Adicionalmente e de acordo com uma modalidade vantajosa, a cone-xão de fluxo pode ser proporcionada com uma rosca fêmea por meio da qualo disco de cobertura ou o dispositivo de filtragem completo pode ser conec-tado com um subconjunto do motor de combustão interna. Se requerido,uma rosca externa também pode ser considerada por meio da qual a cone-xão entre o filtro e, por exemplo, um flange do motor, pode ser realizada. Talrosca externa também pode consistir em um inserto separado na coberturaque pode de preferência ser injetado ou juntado com a conexão de fluxo.

A conexão de fluxo entre os discos individuais pode apresentarum diâmetro relativamente grande, tornando, por um lado, o fluxo através daconexão de fluxo mais fácil e aumentando, por outro lado, a estabilidade dodisco de cobertura. Em adição à conexão de fluxo, é possível proporcionarbarras de conexão que conectam ambos os discos individuais e são locali-zadas de forma radial adicionalmente exteriores, por meios das quais a rigi-dez do disco de cobertura é consideravelmente aumentada.

De acordo com uma modalidade preferida, um dos discos indivi-duais forma um disco frontal diretamente colocado sobre a extremidade fron-tal do elemento de filtro que pode ser de forma firme conectado à extremida-de frontal, por exemplo, por meio de soldagem ou colagem. O disco indivi-dual formando o disco frontal garante uma separação de fluxo do lado deentrada e do lado limpo do elemento de filtro e acentua a estabilidade doelemento de filtro.

Tipicamente, a conexão de fluxo central que conecta os dois dis-cos individuais do disco de cobertura forma a conexão de fluxo para fora, pormeio da qual o fluido é de forma axial descarregado a partir da área interiordo elemento de filtro que forma o lado limpo. O abastecimento do fluido nãofiltrado também é de forma conveniente realizado por meio do disco de co-bertura, o qual para este propósito, apresenta no disco individual localizadoexterior, voltada para longe do elemento de filtro, em direção à abertura doelemento de filtro, pelo menos uma válvula antidreno, por meio da qual ofluido a ser filtrado é introduzido dentro do dispositivo de filtragem. Esta vál-vula antidreno fica em posição de abertura contanto que a pressão do fluidono lado de entrada no dispositivo de filtragem seja inferior à pressão sob aqual o fluido é introduzido dentro do dispositivo de filtragem. Quando des-montando por cima do elemento de filtro, a válvula antidreno impede o fluidode fluir para fora ou o filtro de ficar inativo quando o motor é desligado.

Em uma modalidade simples, esta válvula antidreno pode serprojetada como uma válvula de bico de pato que reage às diferenças depressão no lado de influxo e de descarga da válvula e que é automaticamen-te trocada para a posição travada se a pressão exceder a um valor limite nolado da descarga.

O disco individual do disco de cobertura adjacente ao elementode filtro de forma conveniente apresenta furos com fendas se estendendoem uma direção de circunferência através dos quais o fluido introduzido pormeio da válvula antidreno no disco individual exterior pode fluir a partir doespaço entre os dois discos individuais até o lado de entrada do elemento defiltro. A borda exterior do disco individual limitando os furos com fenda sesitua na superfície lateral interna da caixa de filtro, o que também acentua aestabilidade. Se requerido, a borda exterior também é soldada, colada ou deoutro modo conectada com à superfície lateral.

Como uma alternativa aos furos com fenda se estendendo nadireção de circunferência, a zona periférica do disco individual diretamenteadjacente ao elemento de filtro pode apresentar nervuras se projetando deforma radial com rebaixos radialmente retrocedidos através dos quais umfluxo direto do fluido introduzido para o lado de entrada do elemento de filtroé possível. As nervuras se projetando se situam na superfície lateral internada caixa de filtro.

Uma abertura de fluxo em excesso, por meio da qual o lado deentrada se comunica diretamente com o lado limpo do elemento de filtro,pode ser realizada no disco frontal - o qual de preferência é um dos discosindividuais do disco de cobertura - localizada na extremidade frontal axial doelemento de filtro. A abertura de fluxo em excesso é fechada por uma válvu-la de extravasamento que sob condições normais está na posição fechadade modo a separar o lado de entrada do lado limpo. Se a pressão no lado deentrada exceder a um valor limite, por exemplo, como conseqüência de umelemento de filtro obstruído, a válvula de extravasamento se abre e a pres-são em excesso no lado de entrada é reduzida por um extravasamento dire-to do fluido a partir do lado de entrada para o lado limpo. Uma vez que apressão em excesso tenha sido reduzida, a válvula de extravasamento au-tomaticamente se move para a posição de fechamento.

A rosca de conexão fêmea na conexão de fluxo central, por meioda qual o dispositivo de filtragem é conectado com um subconjunto do motorde combustão interna, de forma conveniente não possui uma geometria dedente de serra, mas uma geometria elíptica, a qual de forma considerávelreduz a carga de tensão na rosca. Isto torna possível, independente de utili-zar plástico para o disco de cobertura - introduzir forças relativamente fortespor meio da rosca na conexão de fluxo, de modo que especialmente o pesobruto do dispositivo de filtragem pode ser suportado pela rosca fêmea.

Vantagens adicionais e modalidades apropriadas podem ser ob-tidas a partir das reivindicações adicionais, a partir das descrições de figurae a partir dos desenhos. São apresentados:a figura 1 é uma seção através de um dispositivo de filtragempara filtrar fluidos em um motor de combustão interna, com uma caixa defiltro em formato de copo, um elemento de filtro cilíndrico oco inserido dentroda caixa de filtro e um disco de cobertura bipartido com dois discos individu-ais conectados um com o outro por meio de uma conexão de fluxo,afigura-2-éo-dispositivo-de filtragem em-uma vista em perspec-tiva em uma seção parcial,

a figura 3 é o disco de cobertura em uma vista em perspectivaem uma seção parcial,

a figura 4 é um detalhe na área da rosca fêmea na conexão defluxo, com a geometria elíptica incorporada da rosca,

a figura 5 é um dispositivo de filtragem em outra modalidade a-presentado em seção parcial,

a figura 6 é uma vista de cima sobre o dispositivo de filtragem deacordo com a figura 5,

a figura 7 é um aumento do detalhe VII na figura 5,

a figura 8 é uma válvula de extravasamento projetada como umaválvula bico de pato em uma vista em perspectiva,

a figura 9 é a válvula bico de pato em uma vista a partir de baixo,

a figura 10 é uma vista em perspectiva de um elemento de su-porte para um elemento de filtro cilíndrico oco que é em uma extremidade,colocado sobre o disco de extremidade inferior, uma fixação ou conexão deligação sendo realizada no disco de extremidade ao redor do qual uma man-gueira de vedação servindo como uma válvula de extravasamento é coloca-da,

a figura 11 é um disco de extremidade inferior em uma vista emperspectiva individual,

a figura 12 é o elemento de suporte incluindo o disco de extre-midade inferior representado em seção,

a figura 13a é uma vista em perspectiva do disco de extremidadeinferior em uma seção parcial, com uma válvula de extravasamento em umamodalidade alternativa,a figura 13b é uma vista de um objeto similar ao na figura 13a,entretanto, com uma válvula de extravasamento em outra modalidade,

as figuras 15a, b é uma válvula de extravasamento ou de desvioque é utilizada entre o lado de entrada e o lado limpo do elemento de filtro eapresenta um bloco elastômero como o corpo da válvula que pode ser elas-ticamente eomprimido,-representado na posição de fechamento (figura 14a)e na posição de abertura (figura 14b),

as figuras 15a, b é uma válvula de extravasamento ou de desviocom um fole elastômero como o corpo da válvula,

as figuras 16a, b é uma válvula de extravasamento ou de desviocom um bloco de espuma como o corpo da válvula,

a figura 17 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de fil-tragem com uma caixa de filtro cilíndrica e com um elemento de filtro emformato de anel inserido na mesma, para a qual o fluido a ser filtrado é for-necido por meio de uma válvula antidreno,

a figura 18 é uma seção longitudinal através do dispositivo defiltragem de acordo com a figura 17 incluindo os anéis de conexão inseridosde forma frontal,

a figura 19 são os anéis de conexão individualmente representa-dos,

a figura 20 é uma representação ampliada do dispositivo de fil-tragem da figura 17 com a válvula antidreno na posição bloqueada projetadacomo a válvula de mangueira,

a figura 21 é uma representação de acordo com a figura 20, en-tretanto, com a válvula de mangueira estando na posição aberta,

a figura 22 é uma vista em perspectiva de outro dispositivo defiltragem, o qual apresenta um disco de cobertura com raios se estendendode forma radial,

a figura 23 é uma vista em perspectiva de ainda outro dispositivode filtragem apresentando uma válvula de extravasamento entre o lado deentrada e o lado limpo, a qual é proporcionada com os pés de suporte seprojetando de forma axial,a figura 24 é a válvula de extravasamento da figura 23 em repre-sentação individual,

a figura 25 é um anel de suporte para a ligação com a extremi-dade frontal axial na válvula de extravasamento,

a figura 26 é uma válvula de extravasamento na caixa de filtroem formato de copo, com um mandril disposto na parte de baixo da caixa, oqual se projeta para dentro de um rebaixo na válvula de extravasamento limi-tado pelo invólucro da válvula,

a figura 27 é um elemento de filtro em vista de cima,

a figura 28 é o elemento de filtro de acordo com a figura 27 emvista lateral,

a figura 29 é um detalhe a partir da caixa de filtro em uma vistaem perspectiva, e

a figura 30 é o elemento de filtro na condição de montado nacaixa de filtro.

as figura s apresentam os componentes idênticos com os mes-mos sinais de referência.

O dispositivo de filtragem 1 representado na figura 1 e na figura2 é principalmente utilizado em motores de combustão interna para filtrarfluidos tal como óleo ou combustível. O dispositivo de filtragem 1 compreen-de uma caixa de filtro plástica 2 que é aproximadamente em formato de copoe é para ser fechada por um disco de cobertura 3. Um elemento de filtro 4 éinserido dentro do receptáculo na caixa de filtro 2, a qual possui um desenhocilíndrico oco e é suportada por um elemento de suporte central 5, feito deplástico e disposto na área interior do elemento de filtro 4. O elemento defiltro 4 tem o fluxo passante de forma radial a partir do exterior até o interior,de modo que o exterior do elemento de filtro 4 forma o lado de entrada 12 ea área interior no elemento de filtro, o lado limpo 13.

O disco de cobertura 3 é feito completamente de plástico e com-preende dois discos individuais 6 e 7 que estão localizados paralelos um aooutro e apresentam aproximadamente o mesmo raio e são conectados pormeio da conexão de fluxo central cilíndrica oca 8. Os dois discos individuais6 e 7, bem como a conexão de fluxo 8, foram um subconjunto de plásticocomum de uma peça, o qual é fabricado, por exemplo, por moldagem porinjeção ou por outro método, tal como repuxamento profundo. Se necessá-rio, barras de conexão adicionais são localizadas no espaço entre os doisdiscos individuais paralelos 6 e 7, por meio das quais ambos os discos indi-viduais são suportados um em relação ao outro e asquaisaumentam a es-tabilidade do disco de cobertura 3 de forma considerável.

A peça de conexão central, a qual - como parte do disco de co-bertura 3 - conecta os dois discos individuais 6 e 7, apresenta uma rosca deconexão fêmea 9, por meio da qual o disco de cobertura 3 e portanto, todo odispositivo de filtragem 1, pode ser conectado a um subconjunto do motor decombustão interna. Ao mesmo tempo, a conexão de fluxo 8 serve como umaabertura de fluxo para fora, a qual se comunica com o lado limpo 13 do ele-mento de filtro 4 e através da qual o fluido filtrado é de forma axial descarre-gado a partir do dispositivo de filtragem 1. A conexão de fluxo 8 se projeta deforma axial para cima do lado de baixo do disco inferior 7 voltado diretamen-te para o elemento de filtro 4 e para dentro da área interior cilíndrica do ele-mento de filtro 4, a qual é o lado limpo 13.

O disco individual inferior 7 é de forma conveniente conectadodiretamente à extremidade frontal do elemento de filtro 4, o que pode, porexemplo, ser obtido por se soldar ou colar o mesmo com a extremidade fron-tal do elemento de filtro. Ao se fazer isto, o disco individual inferior 7 forma aextremidade frontal do elemento de filtro e garante, por um lado, a estabili-dade do elemento de filtro e por outro lado, uma separação do lado limpo e de entrada.

As aberturas de influxo são concretizadas no disco individualsuperior 6 voltado para longe do elemento de filtro 4 dentro das quais as vál-vulas antidreno 10 são inseridas. Estas válvulas antidreno 10 são, por e-xemplo, projetadas como válvulas bico de pato, as quais são representadasem detalhe na figura 8 e na figura 9. Primeiramente, o fluido a ser filtrado éintroduzido por meios das válvulas antidreno 10 dentro do espaço entre osdois discos individuais 6 e 7, as válvulas antidreno 10 impedindo o fluido defluir para fora ou o filtro de ficar inativo quando o motor é desligado durante adesmontagem por cima do elemento de filtro. A partir do espaço entre osdiscos individuais 6 e 7, o fluido flui através das aberturas de fluxo direto 11no disco individual 7 inferior diretamente voltado para o elemento de filtro 4para dentro do lado de entrada 12 que é projetado como uma brecha anularentre a parede interna da caixa de filtro 2 e o lado exterior do elemento defiltro 4. Após fluir através do elemento de filtro 4 na direção radial a partir doexterior para o interior, o fluido filtrado é coletado na área interior cilíndricacentral (lado limpo 13) e descarregado de foram axial através da conexão defluxo 8 do disco de cobertura 3.

Na lado superior do disco superior individual 6 do disco de co-bertura 3, uma gaxeta 14 é inserida dentro de uma ranhura de localizaçãopretendida para isto no disco individual 6. A gaxeta 14 garante uma conexãoà prova de fluxo do dispositivo de filtragem 1 com um subconjunto do motorde combustão interna junto ao qual o dispositivo de filtragem é conectado.

Na área inferior do dispositivo de filtragem, voltada para a partede baixo da caixa de filtro 2, o elemento de filtro 4 é vedado por uma chapade extremidade frontal 15. Esta chapa de extremidade 15, a qual está locali-zada na extremidade frontal do elemento de filtro, oposta ao disco de cober-tura 3, possui uma conexão de fixação em formato de copo convexo 16 quese projeta a partir de baixo para dentro do recinto limpo 13 do elemento defiltro 4. O exterior da conexão de fixação 16 se projetando acima do plano dachapa de extremidade 15 é envolvido por uma mangueira de vedação 17, aqual serve como uma válvula de extravasamento. Dentro das paredes seestendendo de forma axial da conexão de fixação 16 são feitos rebaixos 18que são cobertos pela mangueira de vedação 17 e normalmente fecha osrebaixos 18 à prova de fluxo. Entretanto, se a pressão no lado de entrada 12exceder a um valor limite e for em particular mais alta do que a pressão nolado limpo 13, o fluido filtrado flui por meio da parte de baixo da caixa de fil-tro 2 a partir de baixo para dentro do rebaixo na conexão de fixação 16 epossui um impacto por meio dos rebaixos 18 sobre o interior da mangueirade vedação 17, pelo que a mangueira de vedação é radialmente ampliada eo fluido não filtrado pode diretamente fluir a partir do lado de entrada 12 parao lado limpo 13 por meio dos rebaixos 18. Se a pressão diminuir, os rebaixos18 são novamente fechado à prova de fluxo pela tensão interna na manguei-ra de vedação 17. A mangueira de vedação 17 combina em um subconjuntoas funções de um corpo de válvula e de uma mola de válvula que possui um—impactosobre oeorpo-deválvula-na posição de fechamento.

A figura 3 apresenta o disco de cobertura 3 em uma representa-ção individual. Pode ser visto que as aberturas de fluxo direto 11 são proje-tadas como furos com fenda no disco individual inferior 7, os quais se esten-dem na direção de circunferência do disco de cobertura. As aberturas defluxo direto 11 estão localizadas na área se situando radialmente exterior dodisco individual 7 e se comunicam quando o disco de cobertura 3 é montadodiretamente com o lado de entrada 12 do elemento de filtro.

No lado superior do disco individual superior 6 está a ranhura delocalização 19 projetada como uma peça única com o disco de coberturapara a gaxeta ser inserida.

A figura 4 representa uma seção em representação ampliadaatravés da rosca de conexão fêmea 9 na conexão de fluxo 8. A geometria daseção transversal entre dois dentes adjacentes 20 da rosca é projetada deforma elíptica e segue a linha contínua 21. Para comparação, uma geometriade dente de serra convencional da técnica anterior é representada na linhapontilhada 21'. As vantagens da geometria elíptica de acordo com a linhacontínua 21 são as tensões inferiores que permitem o uso de material relati-vamente macio, tal como plástico.

As figuras 5 até 7 apresentam outro exemplo de uma modalida-de de um dispositivo de filtragem 1 para filtrar fluidos. O dispositivo de filtra-gem apresenta uma válvula de extravasamento 22 na área superior do ele-mento de filtro 4 voltado para o disco de cobertura 3, a qual, sob condiçõesnormais - fecha uma abertura de fluxo em excesso 23 entre o lado de entra-da 12 e o lado limpo 13 do elemento de filtro. Esta abertura de fluxo em ex-cesso 23 é concretizada em um disco frontal 26 que é de forma firme conec-tado à extremidade frontal superior do elemento de filtro 4. O disco frontal 26é projetado como um subconjunto separado independente do disco de co-bertura 3, entretanto, conectado ao disco de cobertura. Dentro do escopo dainvenção, também pode ser apropriado conectar o disco individual inferior 7do disco de cobertura 3 diretamente com a extremidade frontal do elementode filtro 4, neste caso, a abertura de fluxo em excesso 23 seria concretizadano diseo-individual 7 . Adieionalmente, é possível projetar o disco frontal 26como um subconjunto plástico de uma peça com o disco de cobertura 3.

A válvula de extravasamento 22 compreende uma arruela devedação 24 que garante a função do corpo de válvula e é de forma axial deforma corrediça disposta no lado limpo 13 do elemento de filtro e recebe umimpacto a partir da mola de válvula 25 em sua posição de fechamento naqual a arruela de vedação 24 de forma vedante entra em contato com a a-bertura de fluxo em excesso 23 no disco frontal 26. A mola de válvula 25 ésuportada pelo elemento de suporte 5 do elemento de filtro 4.

O fluido a ser filtrado é introduzido por meio das válvulas anti-dreno 10 dentro do interior do dispositivo de filtragem; no total, existem qua-tro válvulas antidreno 10 dispostas no disco de cobertura 3. Se a pressão dofluido introduzido exceder a um valor limite, a arruela de vedação 24 então édeslocada de forma axial contra a força da mola de válvula 25 a partir de suaposição de fechamento, dando um caminho para um caminho de fluxo pormeio da abertura de fluxo em excesso 23 diretamente a partir do lado deentrada 12 para o lado limpo 13. Se a pressão tiver diminuído, a força damola de válvula 25 é novamente suficiente para deslocar a arruela de veda-ção 24 contra a pressão no lado de entrada 12 para cima para a posição defechamento na qual a abertura de fluxo em excesso 23 é fechada à prova defluxo. De forma conveniente, todos os componentes da válvula de extrava-samento 22 são feitos de plástico, e em particular, a arruela de vedação 24 etambém a mola de válvula 25.

As figuras 8 e 9 apresentam um exemplo de uma modalidadepara uma válvula antidreno 10 projetada como uma válvula bico de pato queé inserida dentro das aberturas do disco de cobertura 3 e por meio das quaiso fluido a ser filtrado é introduzido para o dispositivo de filtragem 1. A válvulabico de pato 10 também é feita completamente de plástico. No lado de fluxode saída, a válvula bico de pato 10 apresenta duas fendas de fluxo dispostastransversalmente 27 que são abertas durante as condições normais, de mo-do que o fluido a ser filtrado pode fluir através da válvula bico de pato 10.

Devido à flexibilidade do material plástico da válvula bico de pato 10, as se-ções de parede 28 da válvula antidreno que limitam as fendas de fluxo 27podem ser comprimidas por uma pressão externamente aplicada contra asseções de parede 28, a qual excede um valor limite, assim fechando as fen-das de fluxo 27 e tornando um fluxo direto do fluido por meio da válvula anti-dreno 10 impossível. Se a pressão externa diminuir, a elasticidade interna domaterial da válvula antidreno 10 abre as fendas de fluxo 27 novamente, as-sim permitindo um fluxo direto através da válvula antidreno.

As figuras 10 até 12 apresentam um exemplo de uma modalida-de para uma válvula de extravasamento entre o lado de entrada e o ladolimpo na seção inferior próximo à parte de baixo do elemento de filtro. A par-tir da chapa de extremidade 15 disposta próxima da parte de baixo do recep-táculo da caixa de filtro 2 surge a conexão de fixação central 16, ao redor daqual uma mangueira de vedação cilíndrica 17 como um corpo da válvula écolocada. A conexão de fixação central 16 compreende as seções de paredeverticalmente se erguendo 30 separadas uma da outra, as quais são dispos-tas de forma circular ao redor de uma projeção central 31. Cada uma dasseções de parede 30 é projetada como uma peça única com a chapa de ex-tremidade 15 feita de plástico e pode elasticamente saltar. Isto torna possívelinserir uma gaxeta 29 dentro da ranhura de circunferência 32 que é formadano lado exterior das seções de parede 30.

A mangueira de vedação 17 formando o corpo de válvula é inse-rida dentro do espaço entre a projeção central em formato de copo 31 e aseções de parede 30 incluindo a projeção. Ao fazer isto, a mangueira de ve-dação fecha os rebaixos 18 que são concretizados nas paredes da projeçãocentral 31.

O fluido não filtrado no lado de entrada do elemento de filtro en-tra a partir de baixo de forma axial para dentro da área interior da projeçãocentral 31 e exerce uma pressão sobre â mangueira de vedação 17 a partirdo interior radialmente para o exterior. Quando excedendo a um valor limitede pressão no lado de entrada, a mangueira de vedação 17 se expande atéuma extensão tal que a conexão de fluxo direto é concretizada por meio dosrebaixos 18 entre o lado de entrada e o lado limpo, de modo que o fluido nãofiltrado pode imediatamente fluir para o lado limpo. Quando a pressão nolado de entrada diminui, a válvula de extravasamento fecha automaticamen-te por comprimir a mangueira de vedação.

Todos os componentes da válvula de extravasamento (com aexceção da mangueira de vedação) são feitos de plástico, o que acentua deforma considerável a capacidade de reciclagem.

A figura 13a apresenta uma válvula de extravasamento 22 naárea da parte de baixo do elemento de filtro em outra modalidade. Nestamodalidade, também, todos os componentes do elemento de filtro são feitosde plástico. O corpo da válvula da válvula de extravasamento 22 é formadopor uma arruela de vedação 24 que é projetada como uma peça única comganchos de encaixe 33 que são fixos contra perda, entretanto, podem serdeslocados de forma axial, na área interior do elemento de suporte 5, emuma abertura de travamento do elemento de suporte. Assim, a arruela devedação 24 pode ser de forma axial deslocada entre uma posição de fecha-mento na qual um abertura de excesso de fluxo 23 na chapa de extremidade15 na parte de baixo é fechada à prova de fluxo, e uma posição de abertura.A arruela de vedação 24 é sujeita á tensão por uma mola de válvula 25 emsua posição de fechamento.

Sob condições normais, a abertura de fluxo em excesso 23, aqual é envolvida pelas seções de parede 30 da conexão de fixação 16, éfechada à prova de fluxo pela arruela de vedação 24. Se a pressão no ladode entrada exceder a um valor limite, o fluido não filtrado vem de baixo pormeio da abertura de fluxo em excesso 23 em contato com a arruela de ve-dação 24 e possui um impacto sobre a mesma com uma pressão de abertu-ra contra a força da mola de válvula 25, pela qual a arruela de vedação 24 ésuspensa e uma conexão de fluxo direto entre o lado de entrada e o ladolimpo é concretizada. Quando a pressão diminui, a arruela de vedação 24pode, sob o impacto da mola de válvula 25, retornar para a posição de fe-chamento na qual a abertura de fluxo em excesso 23 é fechada.

A válvula de fluxo em excesso 22 apresentada na figura 13b cor-responde em sua estrutura básica a esta na figura 13a, entretanto, com adiferença de que a mola deválvula 25 e os ganchos de encaixe 33 no corpoda válvula se suportam diretamente na conexão de fixação 16 e não no ele-mento de suporte 5 do elemento de filtro. O elemento de suporte 5 é coloca-do na conexão de fixação 16, a qual é de forma conveniente conectada emuma peça com a chapa de extremidade 15, e pode, entretanto, também for-mar um subconjunto que é independente da chapa de extremidade 15.

As figuras 14a até 16 apresentam exemplos diferentes de moda-lidades para as válvulas de extravasamento 22 em uma construção simplesque na posição fechada separa o lado de entrada do lado limpo no elementode filtro e na posição aberta permite uma introdução direta do fluido não fil-trado. Em um invólucro da válvula 34 está disposto o corpo de válvula quepode ser deslocado de forma axial projetado como a arruela de vedação 24e mantida na posição de fechamento em uma mola de válvula 25. Se umaforça for exercida a partir do exterior junto à arruela de vedação 24 contra aforça elástica da mola de válvula 25, então a arruela de vedação 24 é deslo-cada em direção à área interior do invólucro da válvula 34, pelo que as aber-turas de fluxo em excesso 23 na parede do invólucro da válvula 34 são libe-radas e uma conexão direta de fluxo passante é criada entre o lado de en-trada e o lado limpo do elemento de filtro. Nos três exemplos de modalida-des exibidos, a mola de válvula 25 é projetada como um bloco que salta e-lasticamente, onde no exemplo, de acordo com as figuras 14a e 14b, a molade válvula 25 é projetada como um bloco elastômero, na figura 15a e na fi-gura 15b, como um fole elastômero e no exemplo de acordo com as figuras16a e 16b, como um bloco elástico de espuma, consistindo de espuma PURou de espuma de silicone.

As figuras 17 até 21 apresentam outro exemplo de uma modali-dade para um dispositivo de filtragem para filtrar fluidos. O dispositivo defiltragem 1 apresenta uma caixa de filtro cilíndrica 2 na qual o elemento defiltro em formato de anel 4 é inserido, o qual tem o fluxo passante radialmen-te pelo fluido a ser filtrado. Para este propósito, o fluido a ser filtrado é intro-duzido de forma frontal dentro da caixa de filtro 2 como apresentado na figu-ra 18. Para executar a filtragem, o fluido flui através do elemento de filtro 4de-forma radial a-partir do-exterior-para o interior e é-então descarregado deforma axial por meio da área interior que representa o lado limpo para forada caixa de filtro. O elemento de filtro 4 apresenta uma estrutura de suporte5 para suportar o mesmo. Na extremidade frontal axial, por meio da qual ofluido é introduzido e/ou descarregado, existem anéis e conexão dispostosde forma concêntrica 40 e 41 que separam o recinto limpo do lado de entra-da. O espaço entre os anéis de conexão 40 e 41 designa o lado de entrada,a área interior dentro do anel de conexão menor 41, o lado limpo.

Como pode ser observado a partir do desenho detalhado nasfiguras 20 e 21, na extremidade frontal axial, por meio da qual o fluido é in-troduzido e/ou descarregado, um anel de suporte radialmente exterior 43 éproporcionado para o elemento de filtro 4, dentro do qual as aberturas radi-ais de fluxo de saída 27 são concretizadas, as quais são de forma uniformedispostas sobre a circunferência do anel de suporte. No lado exterior radial,estas aberturas de fluxo 27 são cobertas por uma mangueira de vedação 42que consiste em uma material elástico flexível e que é colocada sob tensãointerna no lado exterior radial do anel de suporte 43 de modo a cobrir as a-berturas de fluxo 27. Junto com a mangueira de vedação 42, o anel de su-porte 43 forma uma válvula antidreno 10 projetada como a válvula de man-gueira, com a qual uma diferença correspondente na pressão entre o interiore o exterior na mangueira de vedação 42 é transferida para a posição deabertura apresentada na figura 21, onde pelo menos seções da mangueirade vedação 42 são suspensas a partir da posição de travamento que deforma vedante entra em contato com as aberturas de saída de fluxo 27, demodo que um fluxo pode radialmente passar através das aberturas de fluxode saída 27. A pressão aplicada junto ao lado interior do fluido introduzido deforma axial a ser filtrado, suspende a mangueira de vedação 42 de formaradial a partir da posição de vedação, de modo que as aberturas de fluxo desaída 27 são liberadas. Assim que a pressão diferencial entre o interior e oexterior na mangueira de vedação fica abaixo de um valor limite que é deci-sivamente determinado pela elasticidade interna da mangueira de vedação,a mangueira de vedação retorna para sua posição de vedação por fechar asaberturas de fluxo de saída.

A figura 22 apresenta outro exemplo de uma modalidade de umdispositivo de filtragem 1 para filtrar fluidos. A caixa de filtro em formato decopo 2 na qual o elemento de filtro é inserido, é de forma frontal fechada poruma cobertura externa 6 na qual uma conexão de fluxo central 8 com a rodafêmea 9 é integrada. Entre a conexão de fluxo 8 e uma borda externa radialdo disco individual 6 se estende os raios radiais 50. São pretendidos váriosraios que são dispostos em distância regular através da circunferência dodisco individual 6. Os raios 50 possuem um formato de linha reta e se esten-dem de forma conveniente exclusivamente na direção radial. Como apresen-tado na modalidade em linha pontilhada, pode ser apropriado utilizar raioscurvos 50' que em adição ao componente radial também apresentam umcomponente na direção de circunferência. Adicionalmente, os raios possuin-do um formato em linha reta também podem se estender de forma angularna direção radial.

As figuras 23 até 25 apresentam ainda outro exemplo de umamodalidade para um dispositivo de filtragem para filtrar fluidos. O elementode filtro 4 possui um desenho em formato de anel, o lado dentro represen-tando o lado limpo e o lado de fora radial, o lado de entrada do filtro. Na áreade uma extremidade frontal axial do elemento de filtro 4 está disposta umaválvula de extravasamento ou de desvio 22 que é de forma conveniente feitacompletamente de plástico e apresenta um invólucro da válvula 34 que podeser inserido dentro da área interior axial do elemento de filtro 4 na área daextremidade frontal. O invólucro da válvula 34 contém uma mola de válvula25 que é projetada como mola espiral e exerce especialmente uma força decompressão. Esta mola de válvula 25 força uma arruela de vedação 24 ser-vindo como o corpo de válvula para a posição de fechamento. Se a pressãodo fluido no lado de entrada exceder a um valor limite, a arruela de vedação24 é aberta contra a força da mola de válvula 25, de modo que um fluxopassante direto é criado entre o lado de entrada e o lado limpo.

Na área da extremidade frontal axial, vários pés de suporte 60,os quais se projetam acima da extremidade frqntal axial do elemento de fil-tro, são dispostos, os quais de forma conveniente são projetados como peçaúnica com o invólucro da válvula 34. Estes pés de suporte 60 possuem afunção de elasticamente fazerem saltar o dispositivo de suporte, permitindouma compensação de tolerância axial quando se inserindo o elemento defiltro 4 dentro da caixa de filtro 2 e colocando o mesmo na parte de baixo dacaixa de filtro. Adicionalmente, o elemento de filtro é centralizado e guiadopor meio dos pés de suporte 60. Além disso, é garantido que o elemento defiltro não possa ser inserido de forma inadvertida errada.

De forma conveniente, existem três ou quatro destes pés de su-porte 60 dispostos de forma uniforme através da circunferência na extremi-dade frontal do invólucro da válvula 34. Como pode ser observado a partir dafigura 25, também pode ser apropriado fixar um anel de suporte 61 na ex-tremidade frontal axial do invólucro da válvula 34 ao invés dos pés de supor-te, o anel de suporte 61 apresentando, entretanto, elementos de suporte quepodem ser deslocados de forma axial 62, projetados como molas de suportedistantes e em formato de espinho que são radialmente para o interior e deforma axial opostas ao plano do anel de suporte 61.

A figura 26 apresenta outro exemplo de uma modalidade na qualuma válvula de desvio 22 coopera com um mandril 70 na parte de baixo dacaixa de filtro em formato de copo 2. A válvula de desvio 22 entre o lado deentrada e o lado limpo do elemento de filtro que é para ser inserido dentro dacaixa de filtro apresenta uma arruela de vedação 24 formando um corpo deválvula que é sujeito à tensão por uma mola de válvula 25 em sua posiçãode vedação no invólucro da válvula 34. O invólucro da válvula 34 é aproxi-madamente projetado em formato de copo, o lado aberto do copo voltadopara a parte de baixo da caixa do filtro. A arruela de vedação 24 está distan-te da parte de baixo da caixa de filtro, as paredes laterais do invólucro daválvula bem como a arruela de vedação 24 definem um receptáculo dentrodo qual o pino ou mandril 70 se projeta, o qual é de forma firme fixo junto àparte de baixo da caixa de filtro.

A tarefa deste mandril 70 é colocar o corpo da válvula da válvulade desvio na posição aberta no caso de um elemento de filtro errado incluin-do uma válvula de desvio ser inserido dentro da caixa de filtro, de modo queindependente do elemento de filtro errado, uma conexão de fluxo passantedireta entre o lado de entrada e o lado limpo é criada, assim garantindo umfluxo direto do fluido através do dispositivo de filtragem. Em particular, quan-do utilizando o mesmo como um filtro de combustível, um abastecimento deemergência do motor de combustão interna com combustível é desse modogarantido, mesmo se um elemento de filtro errado for inserido inadvertidamente.

Entretanto, se o elemento de filtro e a válvula de desvio foremcorretamente utilizados, o mandril tem somente uma função de centralizaçãopara centralizar o elemento de filtro no copo do filtro e não uma função deabertura para a válvula de desvio. Neste caso, o mandril se projeta para den-tro do rebaixo no invólucro da válvula 34, entretanto, sem ter um impactosobre a arruela de vedação 24 e sem colocar a mesma na posição de aber-tura. Se corretamente inserido ou se o elemento de filtro correto for inserido,a arruela de vedação 24 é colocada também em sua posição de fechamentocom distância suficiente até a ponta do mandril.

Uma vantagem adicional deste mandril é que mesmo sendo utili-zado um elemento de filtro pretendido para este propósito, uma inserção i-nadvertida deste elemento de filtro na posição errada é impedida. Se o ele-mento de filtro for inserido inadvertidamente errado dentro do copo do filtro,o disco de cobertura frontal no elemento de filtro entra em contato com omandril 70, de modo que o elemento de filtro não pode ser completamenteinserido dentro do copo do filtro, o que é imediatamente percebido durante amontagem.

A figura 27 apresenta uma vista de cima de um elemento de filtro4'. O elemento de filtro 4' possui uma chapa de extremidade superior 15' queé formada de um material termoplástico. A chapa de extremidade 15' é basi-camente projetada como um disco em anel circular. Aqui, uma abertura cen-tralmente disposta 81 é proporcionada para que através da mesma o fluidopossa fluir. Com outras modalidades, a chapa de extremidade 15' tambémpode ser projetada somente como disco circular. A abertura 81 para o fluidoéentão disposta- no-lado-oposto-Além- dá-forma~Gircular ou da forma de anelcircular, é claro que a chapa de extremidade 15* pode ter qualquer outroformato geométrico básico tal como, por exemplo, quadrado, retangular oupoligonal, e em particular, hexagonal. A chapa de extremidade 15' possui emsua circunferência três estruturas de chaveta 80 dispostas na circunferência.Aqui, o número e a distribuição das estruturas de chaveta 80 na circunferên-cia são arbitrários. Por isto é que uma ou mais das estruturas de chaveta 80podem ser dispostas na circunferência. A estrutura de chaveta 80 se projetacom sua geometria acima da circunferência externa da chapa de extremida-de 15', a estrutura de chave 80 possuindo as barras de material 82 com lar-guras ou separações diferentes 83.

Neste exemplo de uma modalidade, a estrutura de chaveta 80possui a forma das letras "M+H". Obviamente, é possível combinar todas asletras em qualquer seqüência e número para formar a estrutura de chaveta80. De forma vantajosa, as letras são escolhidas de um modo tal que elasrepresentam, por exemplo, um logotipo da companhia ou uma abreviação donome de uma companhia ou de um produto. Entretanto, a estrutura de chavepode também ser formada por outros caracteres tal como, por exemplo, ca-racteres Japoneses ou Chineses ou números Arábicos ou Romanos.

A figura 28 apresenta uma vista lateral do elemento de filtro 4'.Os componentes idênticos aos da figura 27 possuem os mesmos sinais dereferência. O elemento de filtro 4 possui, além da chapa de extremidade su-perior 15' e da chapa de extremidade inferior 15, outro meio de filtro fechadoem formato de anel e pregueado em ziguezague 84. O meio de filtro 84 é deforma vedante conectado às chapas de extremidade 15, 15'. Neste exemplode uma modalidade, a estrutura de chaveta 80 é inclinada em direção à su-perfície da chapa de extremidade 15' com sua área se projetando radialmen-te acima do formato circular da chapa de extremidade 15'. Aqui, o ângulo deinclinação a da estrutura de chaveta é aproximadamente 45°. Entretanto, oângulo de inclinação a pode ter qualquer valor entre 0o e 90°, de preferência,entre 30° e 60°. A estrutura de chaveta 80 engata com uma estrutura de tra-va 85 como é apresentado no detalhe em perspectiva da caixa de filtro 2' nafigura 29.

A estrutura de trava 85 é disposta na caixa de filtro em formatode copo 2, a qual é apropriada para receber o elemento de filtro 4. Nestecaso, a estrutura de trava 85 possui uma geometria negativa em relação àestrutura de chaveta 80, de modo que as barras de material 82 da estruturade chaveta 80 engatam nas brechas 83 da estrutura de trava 85. As barrasde material 82 da estrutura de trava 85 engatam nas brechas 83 da estruturade chaveta 80. Nesta modalidade, a estrutura de trava 85 da caixa de filtro 2'é projetada como um entalhe na parede da caixa de filtro 86. Os entalhespodem ter toda a espessura do material da parede da caixa de filtro 86 ousomente um rebaixo parcial. No caso de um rebaixo parcial, parte da parededa caixa de filtro 86 permanece, com a qual a geometria da chaveta 80 éligada. Com outras modalidades, a estrutura de trava 85 pode ser dispostaem um ângulo em relação à parede da caixa de filtro 86 e engatar com osentalhes na chapa de extremidade 15'. Graças à interação das estruturas dechaveta - trava 80, 85, as estruturas 80, 85 formam uma unidade. Por con-seqüência, o elemento de filtro 4' somente pode ser inserido dentro da caixade filtro na posição correta de instalação. A inserção de elementos de filtroincorretos pode assim ser reconhecida imediatamente e evitada se o ele-mento de filtro 4' não for montado corretamente. Obviamente, é possível dis-por a estrutura de chaveta 80 na caixa de filtro 2' se a estrutura de trava a-propriada 85 for disposta no elemento de filtro 4'.

A Figura 30 apresenta um elemento de filtro 4' de acordo com afigura 28 no estado montado em uma caixa de filtro 2' de acordo com a figu-ra 29. As estruturas 80, 85 do elemento de filtro 4' e da caixa de filtro 2'complementam uma à outra de um modo tal que o elemento de filtro 4' é po-sicionado sem distorção e de forma precisa na caixa de filtro 2'. Esta unida-de montada anteriormente consistindo no elemento de filtro 4' e da caixa defiltro 2' pode então ser aparafusada dentro da respectiva fixação, por exem-plo, em uma cabeça de filtro (não representada) ou em uma cobertura (nãorepresentada). As estruturas de chaveta - trava descritas 80, 85 podem sercombinadas de qualquer modo com os exemplos descritos acima para for-mar modalidades que têm sentido.

Claims (17)

1. Dispositivo de filtragem, em particular para filtrar fluidos emmotores de combustão interna, com um elemento de filtro (4) que pode serinserido dentro de uma caixa de filtro (2), a caixa de filtro (2) sendo fechadapor um disco de cobertura (3), caracterizado pelo fato de que o disco de co-bertura (3) consiste em dois discos individuais (6, 7), os quais são conecta-dos por meio de uma conexão de fluxo central (8), os dois discos individuais(6, 7) e a conexão de fluxo (8) formando uma componente de plástico co-mum.

2. Dispositivo de filtragem, de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizado pelo fato de que os discos individuais (6, 7) do disco de cobertu-ra (3) são conectados por meio de barras de conexão que são projetadascomo uma peça única com o disco de cobertura (3).

3. Dispositivo de filtragem, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,caracterizado pelo fato de que um dos discos individuais (6, 7) forma um dis-co frontal que é colocado diretamente sobre a extremidade frontal do ele-mento de filtro (4).

4. Dispositivo de filtragem, de acordo com a reivindicação 3, ca-racterizado pelo fato de que o disco individual (6) é de forma firme conectadoà extremidade frontal do elemento de filtro (4), por exemplo, por meio de sol-dagem ou colagem.

5. Dispositivo de filtragem, de acordo com uma das reivindica-ções 1 a 4, caracterizado pelo fato de que no disco individual (7) do disco decobertura (3) voltado para longe do elemento de filtro (4), pelo menos umaválvula antidreno de abertura (10) na direção do elemento de filtro (4) é inse-rida.

6. Dispositivo de filtragem, de acordo com a reivindicação 5, ca-racterizado pelo fato de que a válvula antidreno (10) é projetada como umaválvula bico de pato.

7. Dispositivo de filtragem, de acordo com uma das reivindica-ções 1 a 6, caracterizado pelo fato de que no disco individual (6) adjacenteao elemento de filtro (4), aberturas de fluxo direto (11) projetadas como furoscom fenda e se estendendo na direção da circunferência, são concretizadas.

8. Dispositivo de filtragem, de acordo com uma das reivindica-ções 1 a 7, caracterizado pelo fato de que em um disco frontal (26) colocadosobre a extremidade frontal do elemento de filtro (4), uma abertura de fluxoem excesso (23) entre o lado de entrada e o lacJo limpo (12, 13) do elemento—de-filtro (4), é concretizada, uma válvula de extravasamento (22) fechando aabertura de fluxo em excesso (23) é colocada na posição de abertura se apressão no lado de entrada (12) exceder um valor limite.

9. Dispositivo de filtragem, de acordo com uma das reivindica-ções 1 a 8, caracterizado pelo fato de que na conexão de fluxo central (8) nodisco de cobertura (3), uma rosca fêmea de conexão (9) é concretizada.

10. Dispositivo de filtragem, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que a rosca fêmea de conexão (9) apresenta umageometria elíptica.

11. Dispositivo de filtragem, de acordo com uma das reivindica-ções 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o elemento de filtro (4) é projeta-do cilíndrico oco e para ter fluxo passante na direção radial, a conexão defluxo central (8) no disco de cobertura (3) se comunicando com a área interi-or do elemento de filtro (4).

12. Dispositivo de filtragem, de acordo com uma das reivindica-ções 1 a 11, caracterizado pelo fato de que entre o lado de entrada e o ladolimpo do elemento de filtro (4), é disposta uma válvula de extravasamentoque é colocada na posição de abertura se a pressão do fluido exceder umvalor limite no lado de entrada do elemento de filtro (4).

13. Dispositivo de filtragem, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato de que o corpo da válvula da válvula de extravasa-mento é projetado como a mangueira de vedação (17) que é colocada sobreum corpo cilíndrico de suporte entre o lado de entrada e o lado limpo dentrodo qual as aberturas de fluxo (18) são concretizadas, a mangueira de veda-ção (17) sendo disposta no lado limpo do corpo de suporte.

14. Dispositivo de filtragem, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato de que a válvula de extravasamento (22) compreen-de um corpo de válvula ajustável (24) que é empurrado para dentro de umassento de válvula por uma mola de válvula (25), o corpo de válvula (24) e amola de válvula (25) sendo feitos de plástico.

15. Dispositivo de filtragem, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato de que a mola de válvula (25) da válvula de extrava-samento (22) que força o corpo da válvula (24) para a posição de fechamen-to é projetada como um bloco de salto de forma elástica que de preferênciaé projetado como o bloco elastômero, fole elãstômero ou bloco elástico deespuma consistindo em espuma PUR ou de espuma de silicone.

16. Dispositivo de filtragem, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que um disco individual (6)apresenta vários raios (50, 50'), os quais se estendem a partir da conexãode fluxo central (8) radialmente para o exterior.

17. Dispositivo de filtragem, de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato de que os raios (50') descrevem um caminho curvono plano do disco individual (6) e apresentam em adição ao componenteradial, um componente na direção da circunferência.