ES2264422T3 - Filtro de aire. - Google Patents
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Abstract
Filtro de aire (10) para un motor de combustión interna, que presenta como mínimo una carcasa del filtro de aire (11), que rodea con una pared de la carcasa (22) un recinto del filtro (27), una entrada (12) y una salida de aire (13), en la que se ha colocado en la pared de la carcasa (22), como mínimo, una membrana (16), que es más permeable al ruido que la pared de la carcasa (22), caracterizado porque la membrana (16) dispone de espesores de pared de distinto grueso.
Description
Filtro de aire.
La invención se refiere a un filtro de aire,
según el preámbulo de la reivindicación 1. La invención se refiere,
además, a un procedimiento para la fabricación del filtro de aire
citado anteriormente.
Como es sabido, para los vehículos rigen normas
sobre una emisión de ruido máximo admisible. Por ello, los
fabricantes de vehículos están obligados cada vez más a construir
vehículos lo más silenciosos posibles. Debido a la reducida
radiación sonora del vehículo y al elevado aislamiento acústico del
habitáculo, el conductor obtiene la información sobre el estado de
funcionamiento del motor generalmente sólo a través del
cuentarrevoluciones del motor. Esto se considera como desagradable
por muchos conductores.
El documento DE 1 951 123 da a conocer un filtro
de aire para automóviles. El filtro de aire dispone de una parte
inferior y de una parte superior de la carcasa, estando dispuesto un
elemento de filtro en las partes de la carcasa. La parte superior
de la carcasa dispone de una abertura, que está cubierta mediante
una tapa elástica. La tapa elástica es de un plástico mecánicamente
deformable, que después de la carga mecánica vuelve a su posición
inicial.
Por el documento DE 197 04 376 A1 se conoce una
disposición de filtro, que dispone de un conducto que actúa
acústicamente desde el filtro de aire al habitáculo. Este conducto
debe transmitir ruidos al habitáculo e informar al conductor sobre
el estado de funcionamiento del motor. El conducto se cierra con una
membrana estanca al aire, que durante el funcionamiento vibra y
esas vibraciones se transmiten al habitáculo. En esta solución es
desventajosa la utilización de un componente adicional, que se debe
conducir a través del recinto motor hasta el habitáculo o cabina
del conductor. El espacio necesario para el montaje en las
construcciones complejas de los vehículos actuales se dispone de
forma sólo limitada, y, además, se incrementa el peso parcial del
grupo constructivo.
El objetivo de la invención consiste en
proporcionar un medio auxiliar, con cuya ayuda se pueda influir el
ruido de aspiración, sin que se modifique con ello esencialmente el
peso de las piezas o el volumen constructivo. Este objetivo se
consigue mediante las características de la reivindicación 1.
El filtro de aire, según la invención, es
adecuado de forma ventajosa para transmitir el ruido, de tal manera
que el conductor recibe una información suficiente sobre el estado
de funcionamiento del motor. Para ello se utiliza la membrana
integrada en la pared de la carcasa, que emite más ruido que la
pared de la carcasa propiamente dicha. Mediante disposiciones
adecuadas de las membranas, por ejemplo, dirigidas hacia el motor,
se puede conseguir una reducción del ruido de aspiración. La
membrana está unida de forma estanca con la pared de la carcasa y
representa de este modo una parte de la delimitación de un recinto
interior del filtro, y se coloca de tal manera en la pared de la
carcasa, que en cada estado de funcionamiento garantiza una
estanqueidad suficiente del filtro de aire. Para ello hay que tener
en cuenta que el filtro de aire se cargue dinámicamente, en forma
de cambios de presión de aire, y la membrana no se suelte en ningún
estado de funcionamiento de la pared de la carcasa o permita
corrientes de fuga de aire. Para ello se puede colocar la membrana
desde el exterior o el interior sobre la pared de la carcasa, en la
que cada variante se preverán suficientes puntos de fijación, los
cuales unen la membrana con la pared de la carcasa. Además, se ha
diseñado la membrana de tal manera que ésta comienza a vibrar
mediante el aire que circula a través de ella, procedente de la
entrada, circula a través de un elemento filtrante hacia la salida.
Esas vibraciones se transmiten a los componentes que se encuentran
en el recinto del motor y finalmente se conducen al habitáculo o
cabina del conductor. Según lo que se desee, y la calidad del
sonido, se puede prever varias membranas, que pueden presentar
diferentes formas y espesores. Posibles variantes de forma
representan la utilización de membranas angulares u ovales, que
pueden poseer realizaciones de diferentes superficies activas.
La membrana se puede unir de forma estanca
mediante pegado con la pared de la carcasa. Si la membrana es del
mismo material, como la carcasa del filtro, entonces se puede
realizar la membrana con la carcasa del filtro de una sola pieza,
con lo cual se evitan posibles puntos no estancos y se ahorran
operaciones de montaje. Un método de fabricación especial
representa para ello el procedimiento de fundición inyectada.
Una configuración ventajosa de la idea de la
invención es la utilización de membranas con superficies activas
redondas, ya que estas se pueden poner fácilmente en vibración. Es
imaginable para ello variantes con membranas angulares en la
carcasa, pero que las superficies activas propiamente dichas
presenten contornos redondos.
Según otra configuración de la invención puede
presentar la membrana diferentes espesores de pared. Para ello es
desventajoso que las zonas del borde de la membrana se realicen
delgadas y las zonas centrales gruesas. Con ello se consigue que la
membrana se exciten rápidamente, pero debido a la zona central más
gruesa disponga de una masa suficiente, que transmita las
vibraciones.
Es ventajoso construir la membrana en forma de
ondas, con lo cual la membrana puede vibrar fácilmente. Para ello
representa la realización de la membrana con una zona del borde
configurada en forma de ondas y una zona central plana una solución
especialmente ventajosa. De este modo, puede generar la zona del
borde de forma redonda vibraciones, que se emitan desde la zona
central plana. Mediante esta realización se pueden conseguir los
mejores resultados en la generación y transmisión de ruido.
Una forma de realización especial representa la
disposición de la membrana en un lado frontal de la carcasa del
filtro. Para ello se designa como un lado frontal el lado en el que
incide la corriente de aire, cuando está circulado a través del
medio del filtro de aire, con lo cual la membrana es incidida
directamente y se excita en vibraciones. De este modo, puede tener
lugar a través de esta realización una transmisión de ruido
óptima.
Para la colocación de la membrana en la carcasa
del filtro es ventajoso, prever alojamientos en la carcasa del
filtro. Estos alojamientos se utilizan, por ejemplo, para unir
mediante clips varios puntos de fijación de la membrana en la
carcasa del filtro, previéndose una junta suficiente para la
compresión de la membrana en una ranura en la carcasa del filtro,
que aloja una membrana periféricamente y así origine una unión
estanca de los componentes. Otros alojamientos se pueden configurar
de tal manera que la fusión de la membrana penetra en ésta y así
origina una unión positiva de forma de la membrana con la carcasa
del filtro. Para ello es imaginable la formación del alojamiento en
forma de orificios cónicos, abriéndose el cono hacia el lado abierto
opuesto a la membrana y de esta manera evita una caída de la
membrana sin destruirse.
Un procedimiento para fabricación de la membrana
y de la carcasa del filtro representa la fundición inyectada. Para
ello la carcasa del filtro se puede fabricar en otro lugar, como la
membrana, además se puede seleccionar para cada componente un
material individual. A continuación se montan las piezas. Una
variante preferente representa la fabricación de la membrana y de
la carcasa del filtro del mismo material en una sola operación.
Para ello se distingue la zona de la membrana, no sólo en forma y
espesor de la pared de la carcasa. Con esta forma de realización no
se espera ninguna fuga, y no hay ninguna frontera constructiva entre
la membrana y la carcasa del filtro.
Otra variante de fabricación consiste en
inyectar la membrana en una carcasa de filtro existente. Para ello
forma la caja una parte de la cavidad para la membrana. Con este
procedimiento de fabricación se realiza una forma de adaptación
óptima de la membrana a la carcasa del filtro. Además, se pueden
inyectar la membrana de tal manera que se genere una unión no
desmontable entre la membrana y la carcasa del filtro.
Un procedimiento de fabricación, especialmente
ventajoso, representa el procedimiento de fundición inyectada de
dos componentes. Para ello se producen los dos componentes, carcasa
de filtro y membrana, en un molde. Después de que se inyecte la
carcasa del filtro, salen correderas y liberan la cavidad para la
membrana. Mediante este procedimiento de fabricación se tiene una
pieza acabada después del desmoldeo.
Otros detalles de la invención se describen en
los dibujos mediante ejemplos de realización esquemáticos. Estos
dibujos muestran:
la figura 1, un filtro de aire, visto en
planta,
la figura 2, una membrana, en sección,
la figura 3, un alojamiento, en sección,
la figura 4, un filtro de aire, en sección, como
esquema de principio.
En la figura se ha representado un filtro de
aire 10, visto en planta. Este filtro de aire está formado
esencialmente por una carcasa de filtro de aire 11, que posee una
entrada 12 y una salida 13. Debido a que la carcasa del filtro de
aire 11 es de varias piezas moldeadas, se han previsto puntos de
unión 14 para la fijación de la pieza moldeada, una encima de otra,
y nervios 15 para el refuerzo. En la carcasa del filtro de aire 11
se han colocado dos membranas 16. Estas son más permeables al
sonido que la carcasa de filtro 11 y radian así más sonido desde el
lado interior del filtro al recinto del motor. La carcasa de filtro
de aire 11 puede estar fabricada de un polipropileno reforzado con
talco, por ejemplo, PPT20 y la membrana 16 de un elastómero
termoplástico. Ambos componentes 11, 16 se han fabricado por
procedimiento de fundición inyectada y a continuación unidos entre
ellos mediante un adhesivo.
En la figura 2 se ha representado una membrana
16 en sección, habiéndose representado dos variantes de fijación.
La membrana presenta una zona de fijación 17 periférica, una zona de
vibración de forma de onda 18 y una superficie activa reforzada 19.
La zona de vibración 18 de forma ondulada se utiliza para sujetar la
superficie activa 19 reforzada y para excitar las vibraciones, para
lo cual presenta la zona de vibraciones de forma redonda 18 un
espesor de pared más reducido que la superficie activa 19.
En la mitad izquierda de la figura se ha
representado en la zona de fijación 17, que está fijada con adhesivo
en la carcasa del filtro de aire 11 según la figura 1.
En la mitad derecha de la figura se ha
representado la zona de fijación 11' con una falda de junta 20. Esta
falda de junta 20 se comprime en una ranura periférica de la
carcasa del filtro de aire 11, según la figura 1.
En la figura 3 se ha representado un alojamiento
en sección. En este ejemplo de realización, se ha formado el
alojamiento por un orificio cónico 21, que se han dispuesto en una
carcasa 22 de la carga se filtro de aire 11, según la figura 1, y
se llena por la masa fundida. Después de que la masa fundida se haya
solidificado, ya no se puede sacar la membrana 16 sin destruir la
carcasa del filtro 11 y pueda desviar el aire.
En la figura 4, se ha representado un filtro de
aire en sección a lo largo de la línea de sección
A-A de la figura 1 en un esquema de principio. El
filtro de aire 10 comprende esencialmente una carcasa de filtro de
aire 11 de dos piezas, formada por una mitad superior 24 y una mitad
inferior 25 y se encierra un espacio de filtro 27. La mitad
superior 24 presenta una entrada 12 y dos membranas 16 colocadas en
la mitad superior 24, que están realizadas en forma de onda. La
mitad inferior 25 contiene una salida 12. Entre las mitades
superior e inferior 24, 25 se ha colocado un inserto de filtro 26.
Para la fijación de las dos mitades se han atornillado los puntos de
unión 14.
Claims (6)
1. Filtro de aire (10) para un motor de
combustión interna, que presenta como mínimo una carcasa del filtro
de aire (11), que rodea con una pared de la carcasa (22) un recinto
del filtro (27), una entrada (12) y una salida de aire (13), en la
que se ha colocado en la pared de la carcasa (22), como mínimo, una
membrana (16), que es más permeable al ruido que la pared de la
carcasa (22), caracterizado porque la membrana (16) dispone
de espesores de pared de distinto
grueso.
grueso.
2. Filtro de aire (10), según la reivindicación
1, caracterizado porque la membrana (16) presenta una
superficie activa redonda (19).
3. Filtro de aire (10), según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la membrana
(16) está construida en forma de onda.
4. Filtro de aire (10), según la reivindicación
1 ó 2, caracterizado porque la membrana (16) dispone de una
zona vibratoria (18) de forma redonda en el borde de una superficie
activa plana (19) situada en el centro.
5. Filtro de aire (10), según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la membrana
(16) está dispuesta en un lado frontal de la carcasa del filtro
(11).
6. Filtro de aire (10), según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la carcasa
del filtro (11) presenta alojamientos para la unión, en unión de
forma, entre la carcasa del filtro (11) y la membrana (16).
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