IT201900011190A1 - Filtro aria per motori endotermici dotato di cartuccia intercambiabile - Google Patents

Description

Filtro aria per motori endotermici dotato di cartuccia intercambiabile

DESCRIZIONE

Settore della Tecnica

L’invenzione si riferisce ad un filtro aria per motori endotermici dotato di cartuccia intercambiabile. Più particolarmente, l’invenzione riguarda un filtro aria dotato di cartuccia intercambiabile, del tipo eventualmente equipaggiabile con una cartuccia supplementare, o secondaria, o di sicurezza. L’invenzione si riferisce ad un filtro aria per motori endotermici destinato in particolare, ma non esclusivamente, ad impieghi gravosi, ad esempio in circuiti di aspirazione aria di motori endotermici montati su macchine agricole, macchine movimento terra, veicoli industriali e simili.

Arte Nota

Nel settore dei motori endotermici, ad esempio per uso in campo automobilistico, sono noti filtri aria dotati di elemento filtrante principale intercambiabile, il quale viene ospitato all’interno di un involucro chiudibile con un coperchio amovibile. L’involucro ed il corrispondente coperchio comprendono una bocca di ingresso per l’entrata di aria, cosiddetta “sporca”, aspirata dall’ambiente esterno e di bocca di uscita per l’uscita dell’aria, cosiddetta “pulita” verso il motore. L’involucro ed il coperchio del filtro sono configurati in modo tale da definire all’interno del filtro un percorso obbligato per l’aria, cosicché sostanzialmente tutta l’aria aspirata dalla bocca di ingresso attraversi l’elemento filtrante e venga evacuata dal filtro attraverso la bocca di uscita. Nell’attraversare l’elemento filtrante le particelle di polvere e di altri materiali estranei, che potrebbero danneggiare il motore e gli altri organi coinvolti, vengono separate dal flusso d’aria in transito e l’aria che esce dal filtro risulta pertanto purificata e adatta ad essere immessa nelle camere di scoppio di un motore endotermico.

L’elemento filtrante intercambiabile comprende tipicamente una cartuccia realizzata in carta pieghettata, o in altri materiali idonei noti al tecnico del settore. La cartuccia è inoltre tipicamente dotata di guarnizione di tenuta, ad esempio realizzata in gomma, o poliuretano schiumato, che serve a garantire la necessaria tenuta ermetica all’interno del filtro, evitando che aria sporca, in particolare proveniente dall’ambiente esterno, possa essere immessa nella parte di circuito di aspirazione del motore endotermico posta a valle del filtro, by-passando in tal modo l’elemento filtrante. In genere, la guarnizione di tenuta della cartuccia filtro è realizzata in modo da risultare in appoggio contro una sede prevista allo scopo, realizzata nel coperchio e/o nell’involucro del filtro. La guarnizione di tenuta e le corrispondenti sedi nel coperchio e/o nell’involucro sono inoltre configurate in modo tale che quando il coperchio viene chiuso, la guarnizione risulti adeguatamente compressa per ottenere la tenuta ermetica desiderata e per evitare che la cartuccia possa spostarsi all’interno dell’involucro in cui è ospitata, a causa delle vibrazioni alle quali il filtro è sopposto durante l’utilizzo del veicolo.

Imperfezioni nella realizzazione delle sedi e della guarnizione, ad esempio nel caso di pezzi di ricambio di fattura scadente, oppure il montaggio imperfetto della cartuccia, o la presenza di impurità, o deformazioni dei materiali, possono essere causa di una mancata tenuta ermetica e di instabilità della cartuccia all’interno del filtro, con conseguente passaggio di aria sporca e rischio di danni al motore. Una scarsa tenuta ermetica tende inoltre ad accentuarsi durante la marcia del veicolo, a causa delle vibrazioni della cartuccia all’interno dell’involucro, con conseguente rischio maggiore di ingresso di aria sporca e di danni al motore. Questi inconvenienti risultano accentuati nel caso di filtri destinati ad un uso gravoso, a causa della maggiore intensità e persistenza delle vibrazioni durante l’impiego.

Uno dei problemi che si incontrano nella realizzazione di un filtro aria per motori endotermici dotato di cartuccia intercambiabile è pertanto quello di come ottenere una tenuta ermetica ottimale e di come trattenere stabilmente la cartuccia all’interno del filtro, nonostante le vibrazioni che si generano durante l’impiego del veicolo.

In passato sono state proposte alcune soluzioni aventi lo scopo di risolvere il problema suddetto, garantendo un posizionamento ottimale della cartuccia all’interno del filtro. Alcune di queste soluzioni comportano l’adozione di sporgenze sulla guarnizione di tenuta. BRMU8702523 (U) e DE102015112698 (A1) forniscono altrettanti esempi di realizzazione delle suddette soluzioni.

Le soluzioni secondo l’arte nota finora adottate risultano tuttavia poco performanti, sia perché non risolvono del tutto il problema sopra menzionato, sia perché determinano un aggravio dei costi di produzione. Le soluzioni note sopra menzionate richiedono inoltre, in genere, la realizzazione di un involucro notevolmente modificato e non si prestano pertanto ad essere adottate facilmente in filtri già progettati.

Un primo scopo dell’invenzione è pertanto quello di provvedere un filtro aria per motori endotermici dotato di cartuccia intercambiabile, che non presenti gli inconvenienti dell’arte nota, in particolare quelli legati ad una scarsa tenuta ermetica e ad un imperfetto posizionamento della cartuccia nell’involucro del filtro.

Nel campo dei motori endotermici per uso gravoso, ad esempio per uso in campo agricolo e del movimento terra, sono noti filtri aria dotati, oltre all’elemento filtrante principale o cartuccia principale, di elemento filtrante secondario, o cartuccia di sicurezza. La cartuccia di sicurezza viene posta a valle della cartuccia principale, nel verso di percorrenza dell’aria dall’ambiente esterno verso il motore. La funzione della cartuccia di sicurezza è soprattutto quella di evitare che aria eccessivamente sporca possa entrare nella parte del circuito di aspirazione, che si trova a valle del filtro, con conseguente rischio di danno per il motore. Questa circostanza si può presentare, ad esempio, a seguito della rottura del materiale filtrante della cartuccia principale, oppure durante le operazioni di sostituzione della cartuccia principale, a seguito dell’ingresso indesiderato di materiale all’interno del filtro, oppure ancora quando, per un errore o dimenticanza, la cartuccia principale non venisse montata. Sia la cartuccia principale, sia quella di sicurezza devono essere sostituite quando intasate.

WO03084641 (A2) descrive un esempio di filtro aria per motori endotermici dotato di cartuccia di sicurezza.

Un effetto indesiderato dovuto alla presenza della cartuccia di sicurezza è rappresentato dalla necessità di progettare il filtro in modo tale che possa operare correttamente, anche in assenza della cartuccia di sicurezza. Non è infrequente infatti la necessità da parte degli utilizzatori di far funzionare il filtro anche senza la cartuccia di sicurezza, vuoi per ragioni di costo, vuoi perché nel campo di applicazione del filtro, il rischio connesso all’assenza della cartuccia di sicurezza è trascurabile. Poiché inoltre la cartuccia di sicurezza, a causa della collocazione all’interno del filtro, a valle della cartuccia principale, risulta di difficoltosa estrazione e riposizionamento, gli utilizzatori hanno la tendenza a sostituire raramente la cartuccia di sicurezza, oppure addirittura a rimuoverla, senza rimpiazzarla con una nuova per praticità di manutenzione. Evidentemente, un filtro aria privato della cartuccia di sicurezza, risulta esposto ai rischi sopra menzionati di ingresso indesiderato di materiale nei condotti di aspirazione di un motore endotermico associato al filtro.

Il problema di come garantire la necessaria tenuta ermetica ed il centraggio corretto della cartuccia principale è in genere maggiormente evidente nei filtri dotati di cartuccia di sicurezza, in particolare del tipo che può essere impiegato anche privo di detta cartuccia di sicurezza. L’assenza della cartuccia di sicurezza può infatti determinare, a seconda delle configurazioni, l’assenza del necessario appoggio o contenimento per la cartuccia principale, con conseguente rischio di movimenti di quest’ultima all’interno dell’involucro causati dalle vibrazioni e di riduzione di tenuta della guarnizione.

Un altro scopo dell’invenzione è pertanto quello di provvedere un filtro aria per motori endotermici dotato di cartuccia intercambiabile, che si presti ad essere adottato in un filtro previsto per essere equipaggiato con cartuccia di sicurezza e che superi al contempo gli inconvenienti dell’arte nota sopra menzionati, sia quando nel filtro la cartuccia di sicurezza è presente e sia quando detta cartuccia di sicurezza è assente.

Un altro scopo dell’invenzione è quello di provvedere un filtro aria per motori endotermici che risulti compatto e dotato di elevata portata e capacità filtrante.

Uno scopo ulteriore dell’invenzione è quello di provvedere un filtro aria per motori endotermici dotato di cartuccia intercambiabile, che risulti di facile manutenzione e permetta pertanto la sostituzione rapida ed in sicurezza della cartuccia.

Non ultimo scopo dell’invenzione è quello di provvedere un filtro aria del tipo suddetto che possa essere realizzato industrialmente a costi vantaggiosi.

Questi ed altri scopi sono raggiunti con l’invenzione come rivendicata nelle unite rivendicazioni.

Descrizione dell’Invenzione

Il filtro aria per motori endotermici secondo l’invenzione comprende principalmente un involucro, un coperchio amovibile ed un elemento filtrante principale intercambiabile, ossia che può essere sostituito all’occorrenza con uno analogo. L’elemento filtrante principale è ospitato in un vano definito all’interno dell’involucro e comprende una cartuccia principale.

La funzione della cartuccia principale è quella di separare le impurità dal flusso di aria sporca che attraversa il filtro durante il funzionamento del motore al quale il filtro è associato. L’aria proveniente dall’ambiente esterno e che ha attraversato la cartuccia principale è pertanto sostanzialmente aria cosiddetta pulita, ossia suscettibile di poter essere immessa nelle camere di scoppio di un motore endotermico. La cartuccia principale, quando ha esaurito la sua vita utile, può essere sostituita con una nuova aprendo il coperchio del filtro e rimuovendo la cartuccia esausta dal vano in cui è ospitata nell’involucro.

Secondo l’invenzione, la cartuccia principale è dotata di guarnizione di tenuta suscettibile di essere interposta fra l’involucro ed il coperchio e comprende almeno una sede o una sporgenza di centraggio per ricevere una corrispondente sporgenza o sede di centraggio prevista sul coperchio o sull’involucro, quando l’elemento filtrante principale si trova all’interno dell’involucro e l’involucro è chiuso dal coperchio. Preferibilmente, quando il coperchio è chiuso sull’involucro, la guarnizione di tenuta risulta a contatto con un bordo perimetrale che circonda l’involucro e con un bordo perimetrale corrispondente che circonda il coperchio. Detta guarnizione risulta inoltre preferibilmente compressa fra detti bordi perimetrali quando il coperchio viene chiuso con mezzi noti quali viti o ganci.

In una forma preferita di realizzazione dell’invenzione, l’elemento filtrante principale comprende una base aperta, per l’ingresso dell’aria, circondata da detta guarnizione di tenuta e preferibilmente detta guarnizione di tenuta si estende radialmente a sbalzo all’esterno dell’elemento filtrante definendo una coppia di superfici di battuta opposte.

Le sedi o sporgenze sono preferibilmente ricavate sulla superficie di detta coppia di superfici rivolta verso l’elemento filtrante principale. Corrispondenti sporgenze o sedi sono conseguentemente previste sul bordo dell’involucro che definisce il vano per ospitare la cartuccia principale.

In una forma preferita di realizzazione dell’invenzione, le sedi si estendono nello spessore della guarnizione per una profondità compresa fra il 30 e 60 % dello spessore della guarnizione in corrispondenza di dette sedi. Vantaggiosamente, in tal modo, è possibile prevedere sporgenze complementari nel coperchio o, preferibilmente nell’involucro del filtro, di sufficiente estensione assiale, senza tuttavia indebolire la struttura della guarnizione, ma tali da garantire il centraggio ottimale della cartuccia principale rispetto all’involucro del filtro.

In una forma preferita di realizzazione dell’invenzione il perimetro della guarnizione e, corrispondentemente, il perimetro dell’apertura dell’involucro che ospita la cartuccia principale hanno forma sostanzialmente rettangolare con angoli preferibilmente arrotondati. Preferibilmente, inoltre le sedi e le sporgenze sono in numero di quattro, una per ciascun lato del rettangolo definito dalla guarnizione. Preferibilmente, inoltre, le sporgenze si estendono lungo il perimetro della guarnizione per una lunghezza compresa fra circa 20 mm e 50 mm.

Secondo una forma preferita dell’invenzione l’involucro comprende un’apertura chiudibile da detto coperchio per l’ingresso della cartuccia principale e dette sporgenze sono previste su un bordo di battuta che circonda detta apertura dell’involucro prevista per accedere al vano in cui è ospitata la cartuccia principale.

Vantaggiosamente, secondo una forma preferita di realizzazione dell’invenzione, la guarnizione di tenuta della cartuccia principale comprende un’anima interna di irrigidimento realizzata in materiale plastico che manifesta una rigidità maggiore rispetto al materiale con cui è realizzata la guarnizione, tipicamente gomma o poliuretano schiumato.

In accordo con una forma particolare di realizzazione dell’invenzione, il filtro comprende inoltre un elemento filtrante secondario o cartuccia di sicurezza. Entrambi detti elementi filtranti principale e secondario sono inoltre sostituibili individualmente. Secondo questa forma di realizzazione dell’invenzione l’elemento filtrante secondario definisce preferibilmente una corrispondente tasca in cui è accolto l’elemento filtrante principale. Sia l’elemento filtrante principale, sia l’elemento filtrante secondario comprendono inoltre una rispettiva guarnizione anulare di tenuta. Preferibilmente dette guarnizioni di tenuta cooperano fra loro per definire una corrispondente tenuta ermetica quando detti elementi principale e secondario sono ospitati nell’involucro del filtro ed il coperchio è chiuso.

L’involucro del filtro secondo l’invenzione comprende preferibilmente una parete laterale ed una coppia di basi opposte. Una prima di dette basi è aperta e risulta chiudibile mediante il coperchio del filtro ed una seconda di dette basi, opposta alla prima, risulta dotata di apertura di uscita per l’aria pulita.

Inoltre il coperchio del filtro comprende preferibilmente una pluralità di separatori per separare le impurità di maggiori dimensioni dal flusso di aria che attraversa il coperchio.

Secondo una forma preferita di realizzazione dell’invenzione, la cartuccia principale comprende una coppia di pacchi di carta pieghettata disposti in una configurazione a “V”, così da definire un passaggio centrale per l’ingresso dell’aria che fuoriesce dal centro della cartuccia principale verso la periferia attraverso le pieghe della carta.

Quando è presente la cartuccia di sicurezza, all’interno dell’involucro e nel verso di percorrenza dell’aria che attraversa il filtro, la cartuccia principale è posta funzionalmente a monte della cartuccia di sicurezza.

Secondo l’invenzione, preferibilmente, la cartuccia principale ha una capacità filtrante superiore a quella della cartuccia di sicurezza. Ancor più preferibilmente la capacità filtrante dell’elemento filtrante principale o cartuccia principale è almeno il 50% superiore a quella dell’elemento filtrante secondario o cartuccia di sicurezza.

La funzione della cartuccia di sicurezza è quella di prevenire l’ingresso di impurità nel circuito di aspirazione del motore endotermico, in particolare durante la sostituzione dell’elemento filtrante principale, o in caso di rottura accidentale del materiale filtrante di detto elemento filtrante principale.

Le suddette cartucce sono amovibili individualmente, ossia possono essere rimosse singolarmente e sostituite indipendentemente l’una dall’altra quando necessario.

Vantaggiosamente, secondo l’invenzione, la cartuccia di sicurezza definisce una corrispondente tasca in cui viene ospitata la cartuccia principale. Secondo l’invenzione, pertanto, la cartuccia di sicurezza circonda preferibilmente quasi integralmente la cartuccia principale, lasciando libera sostanzialmente solo una faccia di detta cartuccia principale per consentire l’ingresso dell’aria.

In una forma preferita di realizzazione dell’invenzione, la cartuccia principale e la cartuccia di sicurezza hanno forma sostanzialmente complementare e la tasca interna definita nella cartuccia di sicurezza è dimensionata in modo da ridurre al minimo la distanza fra la superficie esterna delle pareti della cartuccia principale e la superficie interna delle pareti della tasca. Ancor più preferibilmente, la tasca interna definita nella cartuccia di sicurezza è dimensionata in modo tale che la superficie esterna delle pareti della cartuccia principale risulti a contatto con la superficie interna delle pareti della tasca per almeno il 50% della superficie esterna delle pareti di detta cartuccia principale. Ancor più preferibilmente detta percentuale è almeno il 70%. Vantaggiosamente, grazie a questo accorgimento, la cartuccia principale risulta ospitata nella tasca definita dalla cartuccia di sicurezza, senza un apprezzabile aumento del volume complessivo della coppia di elementi filtranti. Tale aumento di volume, nella forma di realizzazione più preferita che prevede il contatto fra le pareti delle due cartucce è sostanzialmente determinato dallo spessore delle pareti della cartuccia di sicurezza.

Preferibilmente, secondo l’invenzione, la cartuccia di sicurezza comprende una struttura di supporto in cui sono definite una parete laterale ed una coppia di basi opposte. La parete laterale ed una prima delle basi opposte sono inoltre preferibilmente entrambe dotate di aperture per il passaggio dell’aria. La struttura di supporto è inoltre rivestita, preferibilmente internamente, almeno in corrispondenza delle aperture, con uno strato di materiale filtrante, realizzato in materiale sintetico o a base cellulosa.

Vantaggiosamente, secondo l’invenzione, le pareti della struttura di supporto sono realizzate preferibilmente di spessore ridotto, compreso fra 1,5 e 5,0 mm. Ancor più preferibilmente lo spessore delle pareti della struttura di supporto è di circa 2,5 mm. Preferibilmente, inoltre, lo spessore delle pareti della cartuccia di sicurezza è circa costante in tutto il corpo della cartuccia. Lo spessore dello strato di materiale filtrante è preferibilmente dell’ordine del mm e ancor più preferibilmente compreso fra 0,3 e 0,9 mm. La seconda base opposta della cartuccia di sicurezza è preferibilmente realizzata completamente aperta, per consentire il passaggio agevole della cartuccia principale la quale viene ospitata in quella secondaria durante l’utilizzo del filtro.

In una forma preferita di realizzazione dell’invenzione, la cartuccia principale e quella di sicurezza hanno una forma sostanzialmente prismatica, con basi opposte sostanzialmente rettangolari e parallele e di area diversa, cosicché le pareti laterali risultano leggermente rastremate a partire dalla base maggiore verso la base minore.

Vantaggiosamente, secondo l’invenzione, l’adozione della cartuccia di sicurezza nel filtro secondo l’invenzione garantisce la presenza di uno strato filtrante di sicurezza, che trattiene eventuali impurità e corpi estranei, evitando che penetrino nel circuito di aspirazione del motore. La presenza della cartuccia di sicurezza inoltre, vantaggiosamente, non determina un apprezzabile aumento delle dimensioni del filtro essendo detta cartuccia di sicurezza configurata sostanzialmente in forma di tasca in cui è alloggiata la cartuccia principale.

Secondo l’invenzione, la struttura di supporto è preferibilmente realizzata in plastica, ad esempio una rete in plastica, dotata di ampie finestre per il passaggio dell’aria. La struttura di supporto conferisce pertanto una certa rigidità alla cartuccia di sicurezza la quale può essere pertanto vantaggiosamente inserita e rimossa dall’involucro del filtro con facilità e senza rischi di rottura e conseguente ingresso indesiderato di materiale all’interno del filtro.

La struttura di supporto della cartuccia di sicurezza comprende preferibilmente una griglia in plastica ottenuta per stampaggio in un sol pezzo, che si estende lungo le pareti laterali ed una delle basi della cartuccia di sicurezza. Detta griglia definisce inoltre preferibilmente una porzione perimetrale, estendentesi radialmente a sbalzo verso l’esterno della cartuccia di sicurezza, attorno alla base aperta e che definisce un’anima di irrigidimento per una corrispondente guarnizione di tenuta della cartuccia di sicurezza, ad esempio realizzata in gomma o poliuretano schiumato. Preferibilmente, la struttura di supporto e la guarnizione sono inoltre co-stampate, oppure la guarnizione può essere riportata o applicata sulla porzione a sbalzo della struttura di supporto, in una fase di lavorazione separata.

Vantaggiosamente, inoltre, secondo l’invenzione, la guarnizione della cartuccia di sicurezza ha una sezione trasversale sostanzialmente ad “U” rovesciata suscettibile di cooperare con un primo bordo perimetrale interno previsto nell’involucro del filtro. Detta cooperazione determina il corretto centraggio della cartuccia di sicurezza all’interno del vano dell’involucro del filtro e un’adeguata tenuta ermetica fra la guarnizione e detto primo bordo dell’involucro, evitando in tal modo l’ingresso indesiderato di aria dall’ambiente esterno direttamente nel vano dell’involucro, by-passando la cartuccia principale e quella di sicurezza.

Sempre secondo l’invenzione, la cartuccia di sicurezza comprende preferibilmente una coppia di guide laterali interne che cooperano con una coppia di sporgenze laterali esterne previste nella cartuccia principale. Le sporgenze laterali sono preferibilmente definite in corrispondenza di un fondello che chiude una delle basi della cartuccia principale. Le guide previste all’interno della cartuccia di sicurezza sono preferibilmente previste sul fondo della cartuccia e cooperando con le sporgenze laterali della cartuccia principale, sono vantaggiosamente suscettibili di guidare la cartuccia principale all’interno della tasca definita nella cartuccia di sicurezza durante la sostituzione della cartuccia principale. Vantaggiosamente, grazie a questo accorgimento, il centraggio della cartuccia principale rispetto a quella di sicurezza risulta ottimale e le operazioni di sostituzione della cartuccia principale possono avvenire facilmente e senza rimuovere la cartuccia di sicurezza. In una forma preferita di realizzazione dell’invenzione, le guide sono definite da coppie di piani inclinati convergenti verso il fondo della cartuccia di sicurezza e definenti un invito troncoconico per le sporgenze della cartuccia principale. Preferibilmente l’angolazione dei piani inclinati è tale da definire un invito avente conicità compresa fra 45 e 90°.

Il filtro secondo l’invenzione prevede che preferibilmente sia la cartuccia principale, sia la cartuccia di sicurezza comprendano ciascuna una corrispondente guarnizione perimetrale di tenuta. Inoltre, secondo una forma preferita di realizzazione dell’invenzione, dette guarnizioni cooperano fra loro per definire la corrispondente tenuta ermetica quando dette cartucce sono ospitate nell’involucro del filtro ed il coperchio è stato chiuso. Secondo una forma particolare di realizzazione dell’invenzione la cartuccia di sicurezza comprende un bordo perimetrale che circonda la base aperta dotato di guarnizione di tenuta. Detta guarnizione di tenuta definisce vantaggiosamente una superficie di battuta distale rispetto alla cartuccia di sicurezza, per una corrispondente superficie di battuta prevista sulla guarnizione di tenuta della cartuccia principale.

Vantaggiosamente, secondo una forma particolare di realizzazione dell’invenzione, la guarnizione di tenuta della cartuccia principale comprende preferibilmente almeno una sede o sporgenza di centraggio, prevista per ricevere una corrispondente sporgenza o sede di centraggio prevista sul coperchio o sull’involucro del filtro, quando l’elemento filtrante principale si trova all’interno dell’involucro e l’involucro è chiuso dal coperchio. Preferibilmente, detta almeno una sede o sporgenza di centraggio coopera inoltre con gli inviti tronco conici, tramite le sporgenze previste sul fondello della cartuccia principale, per trattenere vantaggiosamente la cartuccia principale nell’involucro evitando movimenti di detta cartuccia principale e conseguenti perdite di tenuta.

L’involucro del filtro secondo l’invenzione comprende preferibilmente una parete laterale ed una coppia di basi opposte. Una prima di dette basi è aperta e risulta chiudibile mediante il coperchio del filtro ed una seconda di dette basi, opposta alla prima, risulta dotata di apertura di uscita per l’aria pulita.

Inoltre il coperchio del filtro comprende preferibilmente una pluralità di separatori per separare le impurità di maggiori dimensioni dal flusso di aria che attraversa il coperchio.

Secondo una forma preferita di realizzazione dell’invenzione, la cartuccia principale comprende una coppia di pacchi di carta pieghettata disposti in una configurazione a “V”, così da definire un passaggio centrale per l’ingresso dell’aria che fuoriesce dal centro della cartuccia principale verso la periferia attraverso le pieghe della carta.

Descrizione Sintetica delle Figure

Alcune forme preferite di realizzazione dell’invenzione saranno descritte a titolo esemplificativo e non limitativo con riferimento alle figure annesse in cui:

- la Fig.1 è una vista in esploso del filtro secondo l’invenzione;

- la Fig.2 è una vista in pianta dal basso della cartuccia principale del filtro di Fig.1; - la Fig.3 è una vista prospettica dell’involucro del filtro di Fig.1;

- la Fig.4 è una sezione longitudinale della cartuccia principale del filtro di Fig.1; - la Fig.5 è una vista ingrandita di un particolare di Fig.4;

- la Fig.6 è una vista prospettica della cartuccia di sicurezza del filtro di Fig.1;

- la Fig.7 è una sezione longitudinale dell’involucro del filtro Fig.1;

- la Fig.8 è una sezione longitudinale del filtro di Fig.1;

- la Fig.9 è una sezione longitudinale della cartuccia di sicurezza del filtro di Fig.1; - la Fig.10 è una vista prospettica della cartuccia principale del filtro di Fig.1.

Descrizione di una Forma Preferita di Realizzazione

Con riferimento alla Fig.1 un filtro aria 11 per motori endotermici realizzato secondo l’invenzione comprende un involucro 13, un coperchio amovibile 15 ed un elemento filtrante o cartuccia principale 17. Nella forma di realizzazione illustrata il filtro 11 comprende inoltre un elemento filtrante secondario o cartuccia di sicurezza 19 opzionale. La cartuccia principale 17 e la cartuccia di sicurezza 19 sono entrambe ospitate in un vano 21 definito all’interno dell’involucro 13.

La funzione della cartuccia principale 17 è quella di separare le impurità, eventualmente presenti dal flusso di aria sporca che attraversa il filtro 11, durante il funzionamento del motore al quale il filtro 11 è associato. L’aria proveniente dall’ambiente esterno e che ha attraversato la cartuccia principale 17 è pertanto sostanzialmente aria cosiddetta pulita, ossia suscettibile di poter essere immessa nelle camere di scoppio di un motore endotermico. La cartuccia principale 17, quando ha esaurito la sua vita utile, può essere sostituita con una nuova cartuccia aprendo il coperchio 15 del filtro 11 e rimuovendo la cartuccia 17 esausta dal vano 21 in cui è ospitata nell’involucro 13.

Secondo l’invenzione, la cartuccia principale 17 è dotata di guarnizione di tenuta 23, suscettibile di essere interposta fra l’involucro 13 ed il coperchio 15.

Nell’esempio di realizzazione illustrato, quando il coperchio 15 è chiuso sull’involucro 13, la guarnizione di tenuta 23 risulta a contatto con un bordo perimetrale che circonda l’involucro 13 e con un bordo perimetrale corrispondente che circonda il coperchio 15. Detta guarnizione 23 risulta inoltre preferibilmente compressa fra detti bordi perimetrali quando il coperchio 15 viene chiuso con mezzi noti quali viti o ganci.

Nella forma preferita di realizzazione dell’invenzione illustrata, la cartuccia principale 17 comprende una base aperta 25, per l’ingresso dell’aria. Detta base 25, nella forma di realizzazione illustrata, è circondata dalla guarnizione di tenuta 23 che si estende radialmente a sbalzo all’esterno della cartuccia principale 17. Sempre con riferimento alla forma di realizzazione illustrata, la guarnizione 23 definisce una coppia di superfici di battuta opposte 27,29 rivolte, rispettivamente, verso l’involucro 13 e verso il coperchio 15.

Riferendoci alle Figg.2 e 3, la guarnizione di tenuta 23 comprende una pluralità di sedi 31 di centraggio. Dette sedi di centraggio 31, nella forma di realizzazione illustrata, sono suscettibili di ricevere, ciascuna, una corrispondente sporgenza assiale 33 di centraggio prevista sull’involucro 13, quando la cartuccia principale 17 si trova all’interno dell’involucro 13 e l’involucro 13 è chiuso dal coperchio 15.

Sempre con riferimento alla forma di realizzazione illustrata, le sedi di centraggio 31 sono in tutto quattro e sono ricavate sulla superficie 27 della guarnizione a sbalzo 23 rivolta verso l’involucro 13. Corrispondenti sporgenze assiali 33 sono conseguentemente previste sul bordo 35 dell’involucro 13, che definisce il vano 21 per ospitare la cartuccia principale 17, attorno all’apertura 37 per l’ingresso della cartuccia principale 17 nel vano 21 e chiudibile con il coperchio amovibile 15.

In questa forma di realizzazione dell’invenzione, le sedi 31 si estendono nello spessore della guarnizione 23 per una profondità pari a circa il 40% dello spessore della guarnizione 23, in corrispondenza di dette sedi 31. Vantaggiosamente, in tal modo, è possibile prevedere sporgenze complementari 33 nell’involucro 13 del filtro 11, di sufficiente estensione assiale, senza tuttavia indebolire la struttura della guarnizione 23, ma tali da garantire il centraggio ottimale della cartuccia principale 17 rispetto all’involucro 13 del filtro 11.

In questa forma di realizzazione dell’invenzione il perimetro della guarnizione 23 e, corrispondentemente, il perimetro dell’apertura 37 dell’involucro 13 che ospita la cartuccia principale 17 hanno forma sostanzialmente rettangolare con angoli arrotondati. Preferibilmente, inoltre le sedi 31 e le sporgenze 33 sono in numero di quattro, una per ciascun lato del rettangolo definito dal perimetro della guarnizione 23. Preferibilmente, inoltre, le sedi 31 e le sporgenze 33 si estendono per una lunghezza compresa fra circa 20 mm e 50 mm lungo detto perimetro.

Secondo una forma preferita dell’invenzione l’involucro 13 comprende un’apertura 37 chiudibile da detto coperchio 15 per l’ingresso della cartuccia principale 17 nel vano 21 e dette sporgenze 33 sono vantaggiosamente previste su un bordo di battuta 35 che circonda detta apertura 37.

Riferendoci alla Fig.4 e sempre con riferimento alla forma di realizzazione illustrata, la cartuccia principale 17 comprende una coppia di pacchi di carta pieghettata 39 disposti in una configurazione a “V”, così da definire un passaggio centrale 41 per l’ingresso dell’aria che fuoriesce radialmente dal centro della cartuccia principale 17 verso la periferia attraverso le pieghe della carta (Frecce F1).

La base 25 della cartuccia principale 17 è aperta per l’ingresso dell’aria ed è circondata da una guarnizione 23 in gomma o poliuretano schiumato. Preferibilmente, la guarnizione 23 comprende un’anima interna di irrigidimento 43 realizzata in un materiale plastico che manifesta una rigidità maggiore rispetto al materiale con cui è realizzata la guarnizione 23, tipicamente gomma o poliuretano schiumato.

Come meglio apprezzabile dalla Fig.5 detta anima 43 presenta una sezione trasversale sostanzialmente “T”.

Riferendoci nuovamente alla Fig.1, l’involucro 13 del filtro 11 secondo l’invenzione comprende preferibilmente una parete laterale 45 ed una coppia di basi opposte 47,49. Una prima 47 di dette basi è aperta per l’ingresso delle cartucce nel vano 21 e risulta chiudibile mediante il coperchio 15 del filtro ed una seconda 49 di dette basi, opposta alla prima, risulta dotata di apertura di uscita 51 per l’aria pulita.

Inoltre il coperchio 15 del filtro 11 comprende preferibilmente una pluralità di separatori 53 per separare le impurità di maggiori dimensioni dal flusso di aria che attraversa il coperchio 15.

In accordo con la forma particolare di realizzazione dell’invenzione illustrata, il filtro 11 comprende inoltre un elemento filtrante secondario o cartuccia di sicurezza 19. Entrambi gli elementi filtranti principale 17 e secondario 19 sono preferibilmente sostituibili individualmente. Secondo questa forma di realizzazione dell’invenzione l’elemento filtrante secondario 19 definisce preferibilmente una corrispondente tasca 61 in cui è accolto l’elemento filtrante principale 17. Sia l’elemento filtrante principale 17, sia l’elemento filtrante secondario 19 comprendono inoltre una rispettiva guarnizione anulare di tenuta 23, 63 cooperanti fra loro per definire una corrispondente tenuta ermetica quando detti elementi principale 17 e secondario 19 sono ospitati nell’involucro 13 del filtro 11 ed il coperchio 15 è chiuso.

Quando la coppia di cartucce 17,19 è installata nel filtro 11, la cartuccia di sicurezza 19 circonda pertanto quasi integralmente la cartuccia principale 17 lasciando libera sostanzialmente solo la base 25 di ingresso dell’aria di detta cartuccia principale 17 per consentire l’ingresso dell’aria proveniente dal coperchio 15.

Riferendoci alla Fig.6 e 7, nella forma di realizzazione illustrata la cartuccia di sicurezza 19 comprende una struttura di supporto 65 in cui sono definite una parete laterale 67 ed una coppia di basi opposte 69,71. La parete laterale 67 ed una prima 69 delle basi opposte 69,71 sono inoltre entrambe dotate di aperture 73 per il passaggio dell’aria. La struttura di supporto 65 è inoltre rivestita internamente con uno strato di materiale filtrante 75, ad esempio materiale sintetico o a base cellulosa. La parete laterale 67 della struttura di supporto 65 ha, nella forma di realizzazione illustrata, uno spessore sostanzialmente costante di circa 2,5 mm. Lo spessore dello strato di materiale filtrante 75, nella forma di realizzazione illustrata, è di circa 0,5 mm. La cartuccia di sicurezza 19 è inoltre realizzata in modo da risultare sostanzialmente a contatto con la superficie esterna della cartuccia principale 17 e complessivamente, pertanto, la presenza della cartuccia di sicurezza 19 determina un aumento minimo del volume della cartuccia principale.

La seconda base opposta 71 della cartuccia di sicurezza 19 è preferibilmente realizzata completamente aperta, per consentire il passaggio agevole della cartuccia principale 17 la quale, in uso, viene ospitata nella cartuccia di sicurezza 19 all’interno della tasca 61 ivi definita.

Nell’esempio di realizzazione illustrato la struttura di supporto 65 è realizzata in plastica ed è dotata di ampie aperture 73 per il passaggio dell’aria sulla base 69 e sulle facce 77a,77b opposte di maggiori dimensioni della struttura di supporto 65. I fianchi laterali opposti 77c,77d della struttura di supporto 65 sono invece privi di aperture e comprendono una sporgenza assiale rettilinea 79 che coopera con una corrispondente guida 81 prevista all’interno dell’involucro 13 del filtro per mantenere correttamente in posizione la cartuccia di sicurezza 19 all’interno del vano 21 definito nel filtro 11.

Nella forma di realizzazione illustrata, l’apertura 83 prevista in corrispondenza della base 71 della cartuccia di sicurezza 19 è circondata da una guarnizione di tenuta 63, ad esempio realizzata in gomma o poliuretano schiumato e preferibilmente co-stampata con la struttura di supporto 65.

La struttura di supporto 65 conferisce una certa rigidità alla cartuccia di sicurezza 19 la quale può essere pertanto vantaggiosamente inserita e rimossa dall’involucro 13 con facilità e senza rischi di rottura e conseguente perdita di materiale all’interno del filtro.

Riferendoci alla Fig.8 e sempre con riferimento alla forma di realizzazione illustrata, la struttura di supporto 65 comprende una porzione perimetrale 85 estendentesi radialmente verso l’esterno della cartuccia di sicurezza 19, attorno all’apertura 83 della base 71 e definisce un’anima di irrigidimento per la corrispondente guarnizione di tenuta 63 preferibilmente co-stampata con detta struttura di supporto 65.

Sempre secondo l’invenzione e con riferimento alla Fig.9 e 10, la cartuccia di sicurezza 19 comprende una coppia di guide laterali interne 87 disposte lungo i fianchi laterali opposti 77c,77d che cooperano con una coppia di sporgenze laterali esterne 89 previste nella cartuccia principale 17. Dette sporgenze laterali 89 sono definite in corrispondenza di un fondello 91 che chiude la base della cartuccia principale 17 opposta all’apertura della base 25.

Nella forma preferita di realizzazione dell’invenzione illustrata, le guide laterali interne 87 sono definite da coppie di piani inclinati 93a,93b convergenti verso il fondo della cartuccia di sicurezza 19 e definenti un invito tronco-conico 93c per le sporgenze 89 della cartuccia principale 17. Nell’esempio illustrato, l’angolazione dei piani inclinati 93a,93b è tale da definire un invito 93c avente conicità α di circa 60°.

Le guide 87 previste all’interno della cartuccia di sicurezza 19, cooperando con dette sporgenze laterali 89, sono vantaggiosamente suscettibili di guidare la cartuccia principale 17 all’interno della tasca 61, definita dalla cartuccia di sicurezza 19, durante la sostituzione della cartuccia principale 17. Vantaggiosamente, grazie a questo accorgimento, il centraggio della cartuccia principale 17 rispetto a quella di sicurezza 19 risulta ottimale e le operazioni di sostituzione della cartuccia principale 17 possono avvenire facilmente e senza rimuovere la cartuccia di sicurezza 19.

La funzione della cartuccia principale 17 è quella di separare le impurità dal flusso di aria sporca che attraversa il filtro durante il funzionamento del motore al quale il filtro è associato. L’aria proveniente dall’ambiente esterno e che ha attraversato la cartuccia principale è pertanto sostanzialmente aria cosiddetta pulita, ossia suscettibile di poter essere immessa nelle camere di scoppio di un motore endotermico. La cartuccia principale 17, quando ha esaurito la sua vita utile, può essere sostituita con una nuova aprendo il coperchio 15 del filtro e rimuovendo la cartuccia 17 esausta dal vano in cui è ospitata nell’involucro. La funzione della cartuccia di sicurezza 19 è quella di prevenire l’ingresso di impurità nel circuito di aspirazione del motore endotermico, in particolare durante la sostituzione dell’elemento filtrante principale 17, o in caso di rottura accidentale del materiale filtrante di detto elemento filtrante principale 17.

Le suddette cartucce 17,19 sono amovibili individualmente, ossia possono essere rimosse singolarmente e sostituite indipendentemente l’una dall’altra quando necessario.

L’invenzione così come descritta ed illustrata è suscettibile di numerose varianti e modificazioni rientranti nello stesso principio inventivo.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.Filtro aria (11) per motori endotermici comprendente un involucro (13), dotato di coperchio amovibile (15), in cui è definito un vano (21) in cui è ospitato un elemento filtrante principale (17) sostituibile e dotato di guarnizione di tenuta (23) suscettibile di essere interposta fra l’involucro (13) ed il coperchio (15), caratterizzato dal fatto che la guarnizione di tenuta (23) comprende almeno una sede o una sporgenza (31) di centraggio per ricevere una corrispondente sporgenza o sede di centraggio (33) prevista sul coperchio (15) o sull’involucro (13) quando l’elemento filtrante principale (17) si trova all’interno dell’involucro (13) e l’involucro (13) è chiuso dal coperchio (15). 2.Filtro secondo la riv.e 1, in cui l’elemento filtrante principale (17) comprende una base aperta (25) per l’ingresso dell’aria circondata da detta guarnizione di tenuta (23) ed in cui detta guarnizione di tenuta (23) si estende radialmente a sbalzo all’esterno dell’elemento filtrante (17) e definisce una coppia di superfici di battuta opposte (27,29). 3.Filtro secondo la riv.e 2, in cui la almeno una sede di centraggio prevista nella guarnizione di tenuta (23) dell’elemento filtrante principale è ricavata sulla superficie di detta coppia di superfici di battuta opposte (27,29) rivolta verso l’involucro (13) quando l’elemento filtrante principale (17) è ospitato in detto involucro ed il coperchio (15) è chiuso. 4.Filtro secondo la riv.e 3 o 4, in cui dette sedi (31) si estendono nello spessore della guarnizione (23) per una profondità compresa fra il 30 e 60 % dello spessore della guarnizione in corrispondenza di dette sedi. 5.Filtro secondo una qualsiasi delle riv.i precedenti, in cui il perimetro della guarnizione (23) è sostanzialmente rettangolare ed in cui dette sedi (31) e dette sporgenze (33) sono in numero di quattro, una per ciascun lato del rettangolo. 6.Filtro secondo una qualsiasi delle riv.i precedenti, in cui dette sedi (31) e dette sporgenze (33) si estendono per una lunghezza compresa fra 20 mm e 50 mm. 7.Filtro secondo una qualsiasi delle riv.i precedenti, in cui l’involucro (13) comprende un’apertura (37) chiudibile da detto coperchio (15) per l’ingresso dell’elemento filtrante principale (17) ed in cui dette sporgenze (33) sono previste su un bordo di battuta (35) che circonda detta apertura dell’involucro. 8.Filtro secondo una qualsiasi delle riv.i precedenti, in cui la guarnizione di tenuta (23) comprende un’anima interna di irrigidimento realizzata in materiale plastico. 9.Filtro secondo una qualsiasi delle riv.i precedenti, in cui è previsto un elemento filtrante secondario (19) ed in cui detti elementi filtranti principale (17) e secondario (19) sono sostituibili individualmente, l’elemento filtrante secondario (17) definendo una corrispondente tasca in cui è accolto l’elemento filtrante principale. 10.Filtro secondo la riv.e 9, in cui l’elemento filtrante principale (17) e l’elemento filtrante secondario (19) comprendono una rispettiva guarnizione anulare di tenuta ed in cui dette guarnizioni cooperano fra loro per definire una corrispondente tenuta ermetica quando detti elementi principale e secondario (17,19) sono ospitati nell’involucro (13) ed il coperchio (15) è chiuso.