ES2199402T3 - Filtro de aire. - Google Patents
Filtro de aire.Info
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Abstract
LA INVENCION TRATA DE UN FILTRO DE AIRE, EN PARTICULAR PARA LA PURIFICACION DE UN AIRE QUE HA ENTRADO EN UN MOTOR DE COMBUSTION. EL EJE LONGITUDINAL (A) QUE ES CONICO CON RESPECTO A UN MODELO (10) QUE SE ESTRECHA HACIA LA PARTE ANTERIOR (19) ESTA INCLINADO EN LA ESTRUCTURA RESPECTO A LA HORIZONTAL (H) CON UN ANGULO ( AL ) DE TAL MANERA QUE EL AGUA QUE PENETRA EN EL FILTRO DE AIRE CORRE DE MANERA INCLINADA, ENTRE LAS COSTILLAS (13) QUE SOBRESALEN POR ARRIBA Y POR ABAJO DEL ELEMENTO DE FILTRO DE PAPEL 12, FORMANDO UNOS CANALILLOS DE SALIDA DE AGUA HACIA EL LADO ANTERIOR DEL MODELO (19), Y NO PUEDE ENTRAR EN LA ZONA DE COMBUSTION DEL MOTOR.
Description
Filtro de aire.
La invención se refiere a un filtro de aire para
la limpieza del aire aspirado por un motor de combustión según el
preámbulo de la reivindicación 1.
Un filtro de aire de este tipo se conoce a partir
del documento GB-A-2 070 969.
Otro filtro de aire para un motor de combustión
de un vehículo automóvil se conoce, por ejemplo, a partir del
documento WO-A-79/00978.
Para la limpieza del aire aspirado por un motor
de combustión se utilizan filtros de aire de los más diversos
tipos. En la mayoría de los casos, tales filtros de aire presentan
un elemento de filtrado de papel recambiable, plegado en sentido
longitudinal, que retiene el polvo y otras impurezas arrastradas
por el aire aspirado. Debido al espacio limitado en el receptáculo
del motor de un vehículo automóvil, un filtro de aire de este tipo
tiene con frecuencia una configuración alargada de forma cónica. Así
es también el filtro de aire conocido a partir del documento
WO-A-79/00978 mencionado
anteriormente.
Cuando un filtro de este tipo con configuración
alargada de forma cónica está montado en posición horizontal, como
ocurrirá la mayoría de las veces en el caso de turismos, existe el
peligro de que las partículas de agua que llegan al filtro de aire
con el aire aspirado sean absorbidas hacia el interior de la cámara
de combustión del motor. Cuando el vehículo automóvil se desplaza
por ejemplo sobre una calzada mojada por la lluvia, agua
procedente de salpicaduras o de espuma puede ir a parar al filtro
de aire, y en caso de nevada polvo de nieve. Este polvo de nieve se
derrite a causa de la temperatura más elevada a la que se halla el
receptáculo del motor, y el agua de la fusión penetra a través del
elemento de filtrado de papel. Con ello, la aspiración del agua
introducida hacia la cámara de combustión del motor puede, además,
resultar favorecida por la forma cónica del filtro de aire. El
filtro de aire conocido a partir del documento
WO-A-79/00978 mencionado
anteriormente no tiene ningún medio para la evacuación del agua
introducida.
El documento
GB-A-2 070 969 describe un filtro de
aire en el cual el eje longitudinal del cartucho forma un ángulo
con la horizontal en la posición de montaje, de manera que este eje
longitudinal se encuentra más elevado en la zona de la abertura de
salida del aire que en la zona de la cara delantera opuesta. Sin
embargo, esta posición de montaje inclinada del elemento de
filtrado de forma cónica no sirve para dejar escurrir hacia el
exterior la posible agua introducida, sino para reducir la caída de
presión en el filtro de aire, debido a que se aumenta el espacio
libre en sentido radial entre el elemento de filtrado y la abertura
radial de entrada para un elemento de filtrado dado, sin que
aumenten las dimensiones de la carcasa. En el caso de todas las
configuraciones descritas y de las configuraciones del documento
GB-A-2 070 969 mostradas en las
figuras 1 a 3, ambas caras frontales del elemento de filtrado de
papel plegado están cerradas de manera estanca por casquetes de
forma anular, de manera que el agua que se encuentra o que fluye
entre los pliegues del elemento de filtrado de papel plegado se
queda estancada o no puede escurrir hacia el exterior.
Con todo ello, la tarea de la invención es
mejorar un filtro de aire genérico de manera que el agua
introducida en el filtro de aire pueda escurrir bien hacia el
exterior y no pueda ir a parar a la cámara de combustión del
motor.
Esta tarea se consigue de acuerdo con un aspecto
esencial de la invención por medio de un filtro de aire para la
limpieza del aire aspirado por un motor de combustión con
- -
- una cubierta exterior alargada permeable al aire,
- -
- un elemento de filtrado de papel colocado en la pared interior de la cubierta exterior con pliegues radiales doblados según su dirección longitudinal,
- -
- un elemento de soporte oblongo que se apoya en el interior del elemento de filtrado de papel que define una cavidad interior atravesada por el aire, que posee una abertura de salida de aire, que se puede unir de manera estanca al motor de combustión, con lo que la cubierta exterior y el elemento de filtrado de papel forman en cada caso un contorno periférico cerrado, de manera que el aire aspirado puede fluir a través de la cubierta exterior, a través del elemento de filtrado de papel en la cavidad interior y desde allí también a través de la abertura de salida, y de manera que el cartucho formado al menos por el elemento de filtrado de papel y el elemento de soporte tiene una forma cónica tal que en la zona de la abertura de salida posee una sección más grande y se estrecha a medida que se acerca a su cara delantera opuesta, con lo que el filtro de aire puede montarse en el motor de combustión de manera que el eje longitudinal del cartucho forma un ángulo respecto a la horizontal (H) y este eje longitudinal se encuentra más elevado en la zona de la abertura de salida del aire que en la zona de la cara delantera opuesta.
El filtro de aire de acuerdo con la invención
está caracterizado porque
la sección del cartucho del filtro está
conformada a lo largo de toda su longitud en forma elíptica u oval
de manera que la sección se estrecha en forma cónica solamente en
lo que se refiere al eje mayor de la sección,
el filtro de aire se puede montar en el motor de
combustión de manera que este eje mayor de la sección está
orientado esencialmente en dirección vertical, y
el filtro de aire presenta surcos para la
evacuación de agua entre los pliegues superiores e inferiores del
elemento de filtrado de papel que sobresalen hacia arriba y hacia
abajo, que debido al eje longitudinal inclinado del cartucho
discurren inclinados hacia abajo y hacia la cara delantera.
De esta manera, el agua introducida en el filtro
de aire configurado según la invención puede escurrir hacia el
exterior entre los surcos de evacuación formados entre los pliegues
del elemento de filtrado de papel que sobresalen hacia arriba y
hacia abajo y que discurren inclinados hacia abajo y hacia la cara
delantera, y por ello ya no van a parar a la cámara de combustión
del motor.
En otra configuración, al menos el elemento de
filtrado de papel y el elemento de soporte presente en el interior
forman, sujetos el uno al otro, una unidad, el cartucho del
filtro.
Dado que la sección del mencionado cartucho del
filtro está conformado a lo largo de toda su longitud en forma
elíptica u oval de manera que la sección se estrecha en forma cónica
solamente en lo que se refiere al eje mayor de la sección, y que
este último está orientado en la posición de montaje esencialmente
en dirección vertical, mejora notablemente la capacidad de
evacuación de agua del filtro de aire según la invención y, al
mismo tiempo, el filtro de aire puede hacerse más estrecho para
igual capacidad de caudal de aire.
En otra configuración preferida, exclusivamente
las zonas de las caras frontales del elemento de filtrado de papel
que se encuentran en el interior según la dirección radial están
pegadas con elementos de sellado presentes allí. Un elemento de
sellado oval o elíptico, consistente en espuma de poliuretano,
aplicado en la cara delantera del filtro de aire dispuesta según la
invención, tiene forma de disco y sella la cavidad interior
definida por el elemento de soporte en la cara delantera del filtro,
sin embargo deja abierta una zona de forma anular entre sí mismo y
la cubierta exterior, en la que terminan abiertos los surcos de
evacuación mencionados inclinados hacia abajo, definidos por los
pliegues del elemento de filtrado de papel que sobresalen hacia
arriba y hacia abajo.
Contrapuesto a él está aplicado otro elemento de
sellado consistente en espuma de poliuretano, de manera que rodea
en forma de anillo a la abertura de salida oval o elíptica.
El elemento de sellado mencionado en último lugar
sobresale hacia fuera en forma de superficie tórica. Con ello, la
cara frontal de esta superficie tórica puede estar colocada en un
plano esencialmente vertical.
Como se ha expuesto, únicamente las zonas de las
caras frontales del elemento de filtrado de papel que se
encuentran en el interior según la dirección radial están unidas, es
decir, pegadas al elemento de sellado consistente en espuma de
poliuretano mencionado anteriormente.
Una configuración ventajosa prevé que el elemento
de soporte que se encuentra en el interior del elemento de
filtrado de papel esté formado como una sola pieza junto con un
difusor que sobresale hacia el motor por medio de moldeo por
inyección de plástico.
Mediante esta medida la cavidad interior del
filtro de aire se aprovecha de forma óptima y se consigue un
efecto de amortiguamiento acústico en el filtro de aire. Mediante el
conformado por inyección de plástico del elemento de soporte en
una sola pieza junto con el difusor se consigue una reducción en
los costes de fabricación.
Para conseguir una permeabilidad al aire óptima y
al mismo tiempo protección contra el pegado del filtro de papel a
causa de nieve en suspensión, la cubierta exterior alargada
permeable al aire consta de un filtro no tejido, que por
consiguiente impide una reducción drástica del rendimiento del
motor de combustión causada por el pegado de nieve en suspensión al
elemento de filtrado de papel. Además el filtro no tejido de la
cubierta exterior aumenta la duración del filtro de aire.
Otras características y propiedades ventajosas
del filtro de aire según la invención se comprenderán mejor a
partir de la siguiente descripción de una configuración preferida,
si ésta se lee haciendo referencia a las figuras adjuntas. Las
figuras muestran individualmente:
La figura 1 una forma de configuración preferida
del filtro de aire en forma de un corte longitudinal esquemático
en dirección vertical que ilustra la forma cónica y la posición de
montaje inclinada del filtro de aire según la invención;
La figura 2 un corte longitudinal de la misma
configuración en dirección horizontal;
La figura 3 una vista en planta desde arriba en
dos dimensiones de la cara delantera que se encuentra a la derecha
en las figuras 1 y 2; y
La figura 4 una vista en planta desde arriba en
dos dimensiones de la cara frontal orientada hacia el motor de
combustión con la abertura 16 de salida del ejemplo de realización
preferido del filtro de aire mostrado en las figuras 1 a 3.
En la figura 1, una configuración según la
invención del filtro de aire tiene la forma de un cartucho 10
alargado, cónico y oval o elíptico, que presenta un elemento 12 de
filtrado de papel y un elemento 14, 22 combinado de soporte y
difusor (véase también las figuras 3 y 4). El cartucho mencionado
está rodeado por una cubierta 11 exterior igualmente alargada,
cónica y oval o elíptica de filtro no tejido, de manera que el aire
L puede aspirarse desde fuera de la cubierta 11 exterior a través
del elemento 12 de filtrado de papel hacia la cavidad 15 interior
y al mismo tiempo pueden retenerse en el elemento 12 de filtrado de
papel partículas de suciedad, como polvo. La cubierta 11 exterior
realizada de filtro no tejido mantiene alejadas del elemento 12 de
filtrado de papel a partículas más gruesas, por ejemplo nieve en
suspensión aspirada eventualmente junto con el aire, de forma que
estas partículas no pueden obstruir el elemento 12 de filtrado de
papel.
En la dirección del motor de combustión, el
cartucho 10 del filtro tiene una abertura 16 de salida de aire
oval o elíptica (véase la figura 4) que está rodeada por un
elemento 17 de sellado configurado como superficie tórica de forma
oval o elíptica. El elemento de sellado de espuma de poliuretano
se aplica de manera que sella la cara frontal contigua a él del
elemento 12 de filtrado de papel. La cara delantera opuesta del
cartucho 10 del filtro está sellada con un segundo elemento 18 de
sellado oval o elíptico, con forma de disco, igualmente
consistente en espuma de poliuretano, de manera que sella la cavidad
interior formada por el elemento 14 de soporte a la cara 19
delantera del cartucho, pero deja abierta una zona con forma
anular entre sí mismo y la cubierta exterior, en la que desembocan
los surcos de evacuación descritos del elemento de filtrado de
papel que se encuentran a continuación. En la figura 1 está
indicada con la cifra 24 una zona de pegado de forma anular donde
el segundo elemento 18 de sellado está pegado exclusivamente a
zonas orientadas hacia el interior según la dirección radial de la
cara frontal contigua del elemento 12 de filtrado de papel. En el
segundo elemento 18 de sellado está prevista además una
protuberancia 26 de soporte que sobresale hacia fuera conformada
junto con él en una sola pieza, para apoyar el filtro de aire en
una pieza prevista para ello.
En la figura 1 está representado el filtro de
aire o el cartucho 10 del filtro según la invención en su
posición de montaje, en la que el eje A longitudinal del cartucho
10 está inclinado un ángulo \alpha pequeño respecto a la
horizontal H de manera que el eje A longitudinal mencionado del
cartucho 10 está más elevado en la zona de la abertura 16 de
salida del aire que en la zona de la cara 19 delantera opuesta.
El sentido y la finalidad de la medida mencionada
en último lugar se comprenderá cuando se describa la función de
los elementos de evacuación de agua a continuación con ayuda de la
figura 3.
La figura 2 muestra que el cartucho 10 se
estrecha a medida que se acerca a su extremo 19 frontal únicamente
en lo que se refiere a su dimensión vertical representada en la
figura 1, por el contrario no en lo que se refiere a la dimensión
horizontal mostrada en la figura 2. Esto excluye al difusor 15
conformado por inyección de plástico que forma una sola pieza con
el elemento de apoyo 14, el cual se ensancha a medida que se acerca
a la abertura 16 de salida, como muestran las figuras 1 y 2.
Con ayuda de la figura 3, que muestra una vista
esquemática en planta de la cara 19 delantera de la realización
del filtro de aire mostrada en corte longitudinal en las figuras 1
y 2, se describen a continuación los elementos Z1, Z2 de evacuación,
que, en combinación con la posición inclinada del cartucho 10
ilustrada anteriormente y mostrada en la figura 1, permiten al
agua introducida en el filtro fluir hacia el exterior por la cara
19 delantera. Estos elementos de evacuación están indicados en la
figura 1 únicamente con los signos de referencia Z1 y Z2, pero
pueden reconocerse en la figura 3 como zonas Z1, Z2, cada una de
las cuales está rodeada por una línea elíptica discontinua. En las
zonas Z1 y Z2 sobresalen hacia arriba y hacia abajo los pliegues
13 del elemento 12 de filtrado de papel doblado en dirección
longitudinal y forman entre ellos surcos 20 y 21 de evacuación de
agua que, a causa de la posición de montaje inclinada del cartucho
10 que puede observarse en la figura 1, discurren igualmente
inclinados hacia abajo y hacia la cara 19 delantera. A causa de la
conicidad del cartucho 10, esta inclinación de los surcos 20, 21 de
evacuación es más pronunciada en la zona Z1 de evacuación que en la
zona Z2 de evacuación. Dado que únicamente la zona 24 anular del
elemento 12 de filtrado de papel situada en el interior según la
dirección radial, está pegada con el elemento 18 de sellado presente
allí, los surcos 20, 21 de evacuación de agua que discurren hacia
abajo se abren hacia la mencionada abertura anular en la cara 19
delantera. Allí, el agua introducida puede fluir a una carcasa del
filtro (no mostrada) y desde allí hacia el exterior, y no va a parar
a la cámara de combustión del motor a través de la abertura 16 de
salida de aire.
Finalmente, la figura 4 muestra una vista en
planta desde arriba en dos dimensiones de la cara frontal del
filtro de aire mostrado a partir de las figuras 1 a 3 orientada
hacia el motor con la abertura 16 de salida de aire, que está
rodeada por la superficie tórica oval o elíptica del primer
elemento 17 de sellado.
Para adaptar la máquina de combustión a una
superficie o brida vertical del motor de combustión interna, la
superficie frontal de la cara orientada hacia el motor de
combustión, es decir, de la superficie tórica del primer elemento
17 de sellado, puede tener una posición vertical a pesar de la
posición inclinada del cartucho. Esto se consigue mediante una
inclinación correspondiente de la superficie tórica del elemento 17
de sellado.
Las figuras 3 y 4 muestran también claramente la
posición vertical del eje a mayor de la sección.
Los materiales utilizados para la fabricación del
filtro de aire según la invención descrito con ayuda de las
figuras 1 a 4 son ligeros y de bajo coste, son principalmente
plástico, papel, espuma de poliuretano y pegamento. El cartucho 10
completo mostrado a partir de las figuras 1 a 4 es una unidad.
Esta unidad puede fabricarse, suministrarse de fábrica,
almacenarse y distribuirse comercialmente con o sin la cubierta 11
exterior hecha de filtro no tejido.
Según la invención, el eje longitudinal de un
filtro de aire alargado y cónico adecuado fundamentalmente para la
función de limpiar el aire introducido en un motor de combustión
está inclinado respecto a la horizontal. Con ello se consigue que
los espacios intermedios que forman los surcos de evacuación de
agua entre los pliegues del elemento cónico de filtrado de papel
que sobresalen hacia arriba y hacia abajo también estén inclinados
respecto a la horizontal, de manera que el agua introducida en el
filtro de aire puede fluir hacia el exterior por la cara delantera
del filtro de aire opuesta al motor de combustión. La
cavidad interior del filtro de aire está equipada con un
difusor conformado por inyección de plástico en una sola pieza con
la rejilla de soporte, que actúa como amortiguador de ruido. La
cubierta exterior realizada de filtro no tejido mantiene de manera
ventajosa la nieve en suspensión alejada del elemento de filtrado
de papel e impide con ello una obstrucción del filtro de aire que
reduciría el rendimiento del motor.
Claims (10)
1. Filtro de aire para la limpieza del aire
aspirado por un motor de combustión con
- una cubierta (11) exterior alargada, permeable
al aire,
- un elemento (12) de filtrado de papel colocado
en la pared interior de la cubierta exterior (11) con pliegues
(13) radiales doblados según su dirección longitudinal y
- un elemento (14) de soporte oblongo que se
apoya en el interior del elemento (12) de filtrado de papel que
define una cavidad (15) interior atravesada por el aire, que posee
una abertura (16) de salida de aire que se puede unir de manera
estanca al motor de combustión, con lo que la cubierta (11)
exterior y el elemento (12) de filtrado de papel forman en cada
caso un contorno periférico cerrado, de manera que el aire (L)
aspirado puede fluir a través de la cubierta (11) exterior, a través
del elemento (12) de filtrado de papel en la cavidad (15) interior
y desde allí también a través de la abertura (16) de salida, y de
manera que el cartucho (10) formado al menos por el elemento (12)
de filtrado de papel y el elemento (14) de soporte tiene una forma
cónica tal que en la zona de la abertura (16) de salida posee una
sección más grande y se estrecha a medida que se acerca a su cara
(19) delantera opuesta, con lo que el filtro de aire puede montarse
en el motor de combustión de manera que el eje (A) longitudinal del
cartucho (10) forma un ángulo respecto a la horizontal (H) y este
eje (A) longitudinal se encuentra más elevado en la zona de la
abertura (16) de salida del aire que en la zona de la cara (19)
delantera opuesta, caracterizado porque
la sección del cartucho (10) del filtro está
conformada a lo largo de toda su longitud en forma elíptica u oval
de manera que la sección se estrecha en forma cónica solamente en lo
que se refiere al eje (a) mayor de la sección,
el filtro de aire se puede montar en el motor de
combustión de manera que este eje (a) mayor de la sección está
orientado esencialmente en dirección vertical, y
el filtro de aire presenta surcos (20, 21) para
la evacuación de agua entre los pliegues superiores e inferiores
del elemento (12) de filtrado de papel que sobresalen hacia arriba y
hacia abajo, que debido al eje (A) longitudinal inclinado del
cartucho (10) discurren inclinados hacia abajo y hacia la cara (19)
delantera.
2. Filtro de aire según la reivindicación 1
caracterizado porque el elemento (12) de filtrado de papel y
el elemento (14) de soporte están unidos fijamente el uno al
otro.
3. Filtro de aire según las reivindicaciones 1 ó
2 caracterizado porque están previstos elementos (17, 18)
de sellado frontales con los que están pegados ambas caras frontales
del elemento (12) de filtrado de papel exclusivamente en las zonas
(24) situadas en el interior según la dirección radial.
4. Filtro de aire según una de las
reivindicaciones anteriores caracterizado porque el elemento
(14) de soporte forma una estructura de rejilla cónica que está
formada en una sola pieza con un difusor (22) del filtro de aire
que se monta orientado hacia la abertura (16) de salida de aire y
que termina allí.
5.Filtro de aire según la reivindicación 4
caracterizado porque el elemento (14) de soporte y el
difusor (22) están formados por una sola pieza como pieza de
inyección de plástico.
6. Filtro de aire según una de las
reivindicaciones anteriores caracterizado porque la cubierta
(11) exterior consiste en filtro no tejido.
7. Filtro de aire según una de las
reivindicaciones anteriores caracterizado porque un primer
elemento (17) de sellado consistente en espuma de poliuretano rodea
en forma anular la abertura (16) de salida de aire oval o
elíptica, sella con su primera cara la cara frontal contigua del
elemento (12) de filtrado de papel y sobresale en forma de
superficie tórica sobre su segunda cara, opuesta a la primera
cara.
8. Filtro de aire según la reivindicación 7
caracterizado porque la superficie frontal de la cara del
primer elemento (17) de sellado orientada hacia el motor de
combustión está colocada esencialmente en posición vertical.
9. Filtro de aire según una de las
reivindicaciones anteriores caracterizado porque un segundo
elemento (18) de sellado oval o elíptico consistente en espuma de
poliuretano tiene forma de disco y sella la cavidad (15) interior
definida por el elemento (14) de soporte en la cara delantera, pero
deja abierta una zona de forma anular entre sí mismo y la cubierta
(11) exterior, en la que terminan abiertos los surcos (20, 21) de
evacuación del elemento (12) de filtrado de papel.
10. Filtro de aire según la reivindicación 9
caracterizado porque una protuberancia (26) de soporte que
sobresale hacia fuera según la dirección axial está conformada en
una sola pieza junto al segundo elemento (18) de sellado.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE19756247 | 1997-12-17 | ||
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| ES2199402T3 true ES2199402T3 (es) | 2004-02-16 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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