IT9067905A1 - Metodo di fabbricazione di un filtro per aria, filtro cosi' ottenuto e apparecchiatura per l'attuazione di tale metodo - Google Patents

Metodo di fabbricazione di un filtro per aria, filtro cosi' ottenuto e apparecchiatura per l'attuazione di tale metodo Download PDF

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Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale avente per titolo: "Metodo di fabbricazione di un filtro per aria, filtro cosi' ottenuto e apparecchiatura per l'attuazione di tale metodo” .
RIASSUNTO
Il metodo di fabbricazione di un filtro aria consiste nel costruire in due tempi, intorno ad un elemento filtrante in carta (9) precedentemente preparato, un bordo (30) in schiuma flessibile, prima iniettando della resina in uno spazio (27) separato dall'elemento filtrante (9), e poi lasciandola espandere fino ad ancorarsi ad esso.
Un'apparecchiatura per attuare tale metodo consiste essenzialmente in uno stampo (1,2) in cui viene inserito l'elemento filtrante (9), intorno al quale e* formato un canale (25) ove viene calato un telaio mobile (10) di forma corrispondente a quella dell'elemento filtrante (9), in modo da definire una cavita' di iniezione (27) separata dall'elemento filtrante, e una cavita' di espansione (28) adiacente all'elemento filtrante (9), poste in comunicazione dal sollevamento del telaio mobile (10), in modo che la resina possa espandersi ed ancorarsi all'elemento filtrante (9). [Fig.2]
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un metodo di fabbricazione di un filtro per aria, al filtro cosi' ottenuto ed all'apparecchiatura per l'attuazione di tale metodo.
Un filtro per aria, particolarmente per motori di autoveicoli, e' costituito normalmente da un elemento filtrante in carta pieghettata, di forma parailelepipeda o cilindrica, cui e' incollato un bordo perimetrale di resina espansa, per lo piu' poliuretano (ΡΠ) o polivinilcloruro (PVC). La resina espansa e' in genere sotto forma di schiuma flessibile che fissa la forma e le dimensioni dell'elemento filtrante, e nel contempo agisce da guarnizione di tenuta quando il filtro e' montato nel suo contenitore, a bordo dell'autoveicolo .
Il bordo di resina espansa viene ottenuto di solito sistemando la carta, opportunamente pieghettata, in uno stampo, ed iniettando o colando poi la resina in una cavita' dello stampo corrente tutto intorno alla carta. La resina allo stato plastico si incolla alla carta formando un bordo che copia la forma della cavita' dello stampo.
L'impiego di questa tecnica presenta tuttavia problemi di vario genere. Uno di questi problemi e' costituito dalla possibilità' di distribuzione non uniforme della resina lungo la cavita' dello etampo, particolarmente nella parte distante dal punto di iniezione. Un altro problema può' risultare dalla eccessiva penetrazione della resina nella carta filtrante, dovuta alla scarsa resistenza che questa oppone al flusso di resina fusa che invade la suddetta cavita' sotto pressione, durante l'iniezione.
Nel brevetto tedesco n. 2.162.355 viene proposto di utilizzare uno etampo provvisto di piastre laterali che limitano la zona di contatto tra l'elemento in carta e la resina iniettata, per impedire che questa migri sulla carta e ne impregni i pori. Tuttavia, per quanto la zona di contatto eia ridotta, e' pur sempre presente un'interfaccia diretta tra carta filtrante e resina iniettata, per cui non e' esclusa la possibilità' di migrazione della resina attraverso la carta.
La presente invenzione si propone di eliminare o ridurre gli inconvenienti suddetti dei metodi di fabbricazione noti di filtri in carta con bordo in resina, fornendo un metodo che consente di regolarizzare la distribuzione della resina nella cavita' dello stampo e di impedirne la migrazione nella carta filtrante.
Un altro ecopo dell'invenzione e' di fornire un'apparecchiatura per attuare automaticamente il metodo suddetto, cosi' da permettere un'alta produttività' nella fabbricazione di filtri per aria di motori per autoveicoli. I suddetti ed altri scopi e vantaggi del trovato, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un metodo di fabbricazione di un filtro per aria, comprendente una fase di preparazione di un elemento filtrante in carta pieghettata ed una fase di formazione di un bordo di resina sintetica intorno a detto elemento filtrante, caratterizzato dal fatto che detta fase di formazione di detto bordo in resina sintetica e' ottenuta in due tempi, prima immettendo la resina allo stato plastico in uno spazio confinato al di fuori del contatto con detto elemento filtrante ma in prossimità' di esso, fino a riempimento regolare di tale spazio, e poi mettendo in comunicazione tale spazio con l'elemento filtrante in carta e lasciando espandere la resina fino al contatto con esso ed all'ancoraggio su di esso.
Un altro oggetto dell'invenzione e' costituito da un'apparecchiatura per la fabbricazione di un filtro per aria, comprendente Uno stampo nel quale viene formato per Iniezione un bordo perimetrale in resina sintetica su un elemento filtrante in carta posizionato entro detto stampo, caratterizzato dal fatto che in detto stampo e' contenuto un telaio mobile a pareti parallele e contigue ai fianchi dell'elemento filtrante in carta, suscettibile di assumere una posizione di contatto contro il fondo di detto stampo, in corrispondenza della quale e' definita una cavita' di iniezione di detta resina sintetica, distanziata e separata da detto elemento filtrante, ed una cavita' di espansione, delimitata internamente da detto elemento filtrante; ed una posizione di distacco dal fondo di detto stampo, in corrispondenza della quale dette cavita' di iniezione e di espansione sono un'unica cavita'che si estende fino a detto elemento filtrante in carta, per cui la resina può' raggiungere per espansione detto elemento filtrante in carta ed ancorarsi ad esso.
L'invenzione si riferisce inoltre al filtro ottenuto con il metodo sopraddetto.
Si descriverà' ora una forma di attuazione preferenziale dell'invenzione, data a titolo di esempio illustrativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali: - la Fig.l e‘ una vista parzialmente sezionata dell'apparecchiatura secondo l'invenzione a stampo aperto; - la Fig.2 e' una vista parzialmente sezionata dell'apparecchiatura di Fig.l a stampo chiuso, in disposizione di iniezione;
- la Fig.2a e' una vieta in sezione ingrandita di un particolare della Fig.2, nel corso dell'iniezione;
- la Fig.2b e' una vista corrispondente a quella della Fig.2a, nel corso dell'espansione;
- la Fig.3 e' una vista in sezione secondo la linea Ili-Ili di Fig.2, in un'altra disposizione operativa;
- la Fig.3a e' una vista in sezione ingrandita di un particolare della Fig.3; e
- la Fig.4 e' una vieta schematica in pianta di una macchina per la fabbricazione di filtri incorporante l'apparecchiatura secondo l'invenzione.
Con riferimento alla Fig.l, l’apparecchiatura secondo l'invenzione comprende uno stampo costituito da un semistampo inferiore 1 ed un semistampo superiore 2, provvisto di una guarnizione 3 sulla sua faccia inferiore destinata a premere in chiusura contro il semistampo inferiore 1. I due semistampi 1 e 2 sono vincolati girevolmente l'uno all'altro mediante rispettivi bracci 4 e 5 con fulcro sul perno 6. In Fig.l e' mostrato lo stampo aperto, mentre in Fig.2 e' mostrato lo stampo chiuso, . Il piano centrale 8 del semistampo inferiore 1 e' realizzato di forma e dimensione tale da potervi collocare un elemento filtrante in carta 9, prodotto a parte in modo noto. Nel caso di filtri aria per motori di autoveicoli l'elemento filtrante ha forma cilindrica o parailelepipeda. Nel caso illustrato, l'elemento filtrante 9 e' di forma parailelepipeda. All'interno del eemistampo 2 e* contenuta una struttura costituita essenzialmente da un telaio quadrangolare 10, il cui interno cavo ha forma e dimensioni corrispondenti a quelle dell'elemento filtrante 9, ed e' tale perciò' da circondare e mantenere in posizione sul piano 8 l'elemento filtrante durante la lavorazione, come si dira' in seguito. Con riferimento anche alle figure 2 e 3, il telaio 10 consta di quattro pareti ortogonali 12, 12a, 13, 13a, rigidamente collegate l'una all'altra, e collegate superiormente a quattro colonne 15, 15a, 17, 17a (quest'ultima non visibile in figura), che sono atte a scorrere in fori 11 previsti in una piastra di guida 16 dello stampo superiore, e sono poi fissate alla piastra 18, parallela alla piastra 16. La piastra 18 e' a sua volta collegata allo stantuffo 19 di un cilindro attuatore 20, illustrato solo parzialmente. Nella posizione ritratta dello stantuffo nel cilindro, illustrata nelle figure 1, 2b, 3, 3a, il telaio 10 rimane sollevato rispetto al eemistampo inferiore 1, ma, a stampo chiuso, circonda l'elemento filtrante 9 e lo mantiene centrato sul piano di appoggio (8) del eemistampo inferiore 1. Nella posizione estesa dello stantuffo 19, illustrata nella figura 2, il telaio 10 e' calato contro il semistampo 1, ed in tale posizione la piastra 18 fa battuta contro la piastra di guida 16. La corsa dello stantuffo 19 e' regolata in modo tale da realizzare questo movimento di attestamento e di distacco del telaio 10 contro il semistampo 1. A questo scopo, il telalo 10 e' formato con uno spallamento continuo 22 atto a far battuta contro la superficie di arresto 23 del semistampo superiore 2.
Intorno al piano di appoggio 8 del aemistampo inferiore l e' definito un canale 25 il cui profilo determina la sezione del bordo in schiuma flessibile di resina espansa che deve essere formato intorno all'elemento filtrante 9. Il telaio 10 va a far battuta in chiusura proprio dentro tale canale, definendo nella parte radialmente esterna del canale 25, una cavita' di iniezione 27, separata ed isolata dall'elemento filtrante 9, e, nella parte radialmente interna del canale 25, una cavita' di espansione 28, delimitata internamente dall'elemento filtrante 9 (Fig.2). Quest'ultima si estende preferibilmente fin sotto a parte dell'elemento filtrante, cosi' da permettere un migliore ancoraggio della resina. Ciò' e' illustrato in dettaglio nel particolare della Fig.2a.
La cavita' 27, piu' esterna, e' in comunicazione con un canale di iniezione 24, attraverso il quale la resina fusa viene iniettata nello stampo.
11 funzionamento dell'apparecchiatura descritta e' il seguente. A stampo aperto (Fig.l) viene collocato un elemento filtrante) 9, precedentemente preparato, sul piano 8 del semistampo inferiore. Dopodiché' si chiude lo stampo e si cala il telaio 10 contro il semistampo inferiore 1. Le pareti 12,12a,13,13a vanno ad attestarsi in una posizione radialmente intermedia dentro al canale 25, per cui risultano definite la cavita' di iniezione 27 e la cavita' di espansione 28 (Fig.2). Nella cavita' 27 si inietta la resina fusa 29, come indicato dalla freccia I di Fig.2a. La resina 29 si distribuisce regolarmente ed omogeneamente lungo tutta la cavita', riempiendola completamente. Dopo un tempo variabile in funzione delle caratteristiche della resina impiegata, della geometria della cavita' e di altri fattori operativi, si solleva il telaio 10 e si permette alla resina di espandersi attraverso la cavita' di espansione 28, ora comunicante con la cavita' 27, fino a raggiungere l'elemento filtrante 9, al quale la resina aderisce e si àncora. L'espansione della reeina 29 verso l'elemento filtrante 9 e' illustrata nel particolare della Fig.2b. E' evidente che l'ancoraggio della reeina alla carta del filtro avviene solo sotto la spinta determinata dall’espansione, e non per effetto della spinta ben superiore determinata dalla pressione di iniezione, come nella tecnica nota. Perciò' non si verifica una penetrazione in profondo della resina fusa nell'elemento filtrante in carta, che produrrebbe una eccessiva impregnazione della stessa, con conseguente diminuzione della superficie e della capacita' filtrante.
Terminata 1 'espansione e raffreddata la resina, risulta prodotto il filtro completo di bordo 30 in schiuma flessibile di resina espansa, come dalla Fig.3 e dal particolare della Fig.3b. A questo punto si apre lo stampo, si toglie il filtro, si colloca nello stampo un altro elemento filtrante in carta e si ripete il ciclo descritto.
La Fig.4 illustra una macchina per la produzione in serie del filtro facendo uso dell'apparecchiatura sopra descritta.
La macchina consiste di una giostra 40 portante 18 stazioni di lavoro numerate progressivamente da 41 a 58, ciascuna comprendente due apparecchiature di stampaggio del tipo sopra descritto, per un totale di 36 apparecchiature. Ogni apparecchiatura e' contraddistinta dal numero 41.1 e 41.2, 42.1 e 42.2, 43.1 e 43.2 ... 58.1 e 58.2. Ognuna delle singole apparecchiature di stampaggio può' produrre un solo filtro, come nella realizzazione descritta nelle figure precedenti, oppure può' produrre piu' filtri, ad esempio quando si tratta di filtri di piccole dimensioni. In tal caso, il semistampo inferiore sera' formato con un canale che circonda ogni piano di appoggio di ogni elemento filtrante, e tutti i canali comunicheranno col canale di iniezione. Anche il telaio mobile che delimita la cavita' di iniezione sara' multiplo, con forma e dimensioni tali da permettere la produzione di piu' filtri in un'unica operazione di stampaggio .
A fianco della giostra 40 e' disposta una doppia unita' di iniezione, costituita da due iniettori 60 e 61, allineati di volta in volta con ciascuna apparecchiatura di ogni stazione di lavoro 41 ... 58 della giostra 40. L'unita' di iniezione e' affiancata dai serbatoi di stoccaggio delle materie prime e degli additivi, in modo noto, e perciò' non illustrati. Per ogni rotazione della giostra 40 di un angolo di 20* l'unita' di iniezione si trova allineata con una stazione di lavoro. In tale condizione di allineamento, gli iniettori vengono spinti contro le apparecchiature di ogni stazione di lavoro -con un automatismo noto all'esperto del ramo - ed avviene contemporaneamente l'iniezione della resina in ciascuna delle due apparecchiature costituenti ogni singola stazione di lavoro. Nel frattempo si scarica il filtro finito dalle stazioni precedenti e si carica l'elemento filtrante in carta nelle successive, realizzandosi una produzione in Berle ad alta produttività'.
Il metodo e l'apparecchiatura descritti sono particolarmente vantaggiosi per la produzione di filtri aria per motori di autoveicoli, benché' la loro utilizzazione sia possibile anche per produrre filtri aria destinati ad altri impieghi. Si e' descritta una forma preferenziale dell'invenzione, ma naturalmente essa e' suscettibile di numerose modifiche e varianti nell'ambito della medesima idea inventiva.

Claims (9)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo di fabbricazione di un filtro per aria per motori di autoveicoli, comprendente una fase di preparazione di un elemento filtrante in carta pieghettata ed una fase di formazione di un bordo di resina sintetica intorno a detto elemento filtrante, caratterizzato dal fatto che detta fase di formazione di detto bordo in resina sintetica e' ottenuta in due tempi, prima immettendo la resina allo stato plastico in uno spazio confinato al di fuori del contatto con detto elemento filtrante in carta ma in prossimità' di esso, fino a riempimento regolare di tutto tale spazio, e poi mettendo in comunicazione tale spazio con l'elemento filtrante in carta e lasciando espandere la resina fino al contatto con esso ed alll 'ancoraggio su di eseo.
  2. 2. Apparecchiatura per la fabbricazione di un filtro per aria per motori di autoveicoli, comprendente uno stampo (1,2) nel quale viene formato per iniezione un bordo perimetrale (30) in resina sintetica su un elemento filtrante in carta (9) posizionato entro detto stampo, caratterizzata dal fatto che in detto stampo (1,2) e' contenuto un telaio mobile (10) a pareti parallele contigue (12,12a,13,13a) ai fianchi dell'elemento filtrante in carta (9), suscettibile di assumere una posizione di contatto contro il fondo di detto stampo, in corrispondenza della quale e' definita una cavita' di iniezione (27) di detta resina sintetica distanziata e separata da detto elemento filtrante (9), ed una cavita' di espansione (28), delimitata internamente da detto elemento filtrante; ed una posizione di distacco dal fondo di detto stampo, in corrispondenza della quale dette cavita' di iniezione (27) e di espansione (28) sono un'unica cavita' che si estende fino a detto elemento filtrante in carta (9), per cui la resina ivi iniettata può' raggiungere per espansione detto elemento filtrante in carta ed ancorarsi ad esso.
  3. 3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta unica cavita' (27,28) che si estende fino a detto elemento filtrante (9) e' delimitata inferiormente da un canale (25) ricavato tutt'intorno al perimetro del piano di appoggio (8) dell'elemento filtrante 9
  4. 4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che in detta posizione di contatto con il fondo di detto stampo, detto telaio mobile (18) e' attestato con le sue pareti (12,12a,13,13a) contro il fondo di detto canale (25), in una posizione circa radialmente intermedia.
  5. 5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, in cui detto elemento filtrante (9) ha forma parallelepipeda, caratterizzata dal fatto che detto telaio mobile (18) e' di forma quadrangolare con pareti (12,12a,13,13a) parallele a quelle dell'elemento filtrante (9).
  6. 6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detto telaio mobile (10) e' collegato tramite colonne (15,15a,17,17a) ad una piastra (18) a sua volta collegata ad un attuatore (20), dette colonne (15,15a,17,17a) essendo scorrevoli in fori (11) praticati in una piastra di guida (16) facente parte della struttura di detto stampo (2).
  7. 7. Macchina per la produzione di filtri per aria di motori di autoveìcoli, caratterizzata dal fatto di comprendere una giostra (40) portante una pluralità' di apparecchiature (41 ... 58) secondo una delle rivendicazioni da 3 a 7, e dal comprendere inoltre un'unita' di iniezione (60,61) della resina sintetica, affiancata a detta giostra (40), ciascuna di dette apparecchiature (41 ... 58) essendo allineabile con detta unita' di iniezione (60,61) per rotazione di detta giostra (40).
  8. 8. Macchina secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che dette apparecchiature (41.1,41.2 ... 58.1,58.2) sono appaiate a coppie e detta unita' di iniezione e' costituita da una coppia di iniettori (60,61) atti ad iniettare la resina in ogni coppia di apparecchiature.
  9. 9. Filtro per aria per motori di autoveicoli ottenuto con il procedimento della rivendicazione 1.
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