Brevet FR2913726A1 — publié le 20080919

FILTRE A AIR A ENCOMBREMENT OPTIMISE [0001] Le domaine technique de l'invention concerne les filtres à air des véhicules possédant un moteur à combustion interne, et plus spécifiquement, les filtres à air spécialement conçus pour la sécurité des piétons amenés à percuter le capot d'un véhicule, suite à une collision accidentelle. En effet, pour la sécurité des piétons, le moteur est placé sous le capot du véhicule automobile, de sorte qu'il subsiste un espace libre entre ledit moteur et ledit capot, pour permettre à la tôle de se déformer pour amortir le choc du piéton. Cet espace libre, qui est fonctionnellement inutile, est convoité par les constructeurs pour y installer divers objets comme, par exemple, un filtre à air. Mais, si un piéton venait à impacter ledit capot, sa tête heurterait alors le filtre à air, qui constituerait un point dur, risquant de provoquer ou d'accroître les blessures. Par conséquent, vis-à-vis de la sécurité des piétons, l'un des soucis majeurs des constructeurs automobiles, consiste à concevoir des pièces déformables ou sécables, pouvant facilement s'effacer de leur position initiale en cas de choc, pour ne pas entraver la déformation du capot, ou de concevoir des objets peu encombrants qui puissent se glisser entre le capot et le moteur sans émerger dudit moteur. L'objet de la présente invention est de proposer un filtre à air peu encombrant. [0002] De façon générale, bien que les expressions véhicules et véhicules 20 automobiles soient utilisées dans la description, il faut toutefois préciser que les filtres à air, conçus pour la sécurité des piétons, sont essentiellement utilisés dans les voitures. [0003] Les filtres à air dimensionnés pour absorber le choc d'un piéton existent et ont déjà fait l'objet de brevets. On peut, par exemple, citer le brevet WO 2006051072 qui se rapporte à un dispositif de sécurité pour piéton, impliquant notamment un filtre à air fixé à 25 un carter. La particularité de ce filtre à air est qu'il est déformable ou qu'il peut se rompre sous l'effet d'un choc de piéton. [0004] Les filtres à air selon l'invention, sont rendus peu encombrants par un agencement particulier des éléments filtrants qui le constitue. Autrement dit, la boîte qui délimite généralement les filtres à air et qui renferme lesdits éléments filtrants, se retrouve de taille réduite, permettant auxdits filtres à air, d'être implantés entre le capot du véhicule et le moteur, sans émerger de celui-ci. De cette manière, ils ne peuvent, en aucune façon, constituer un objet dangereux pour les piétons. [0005] L'objet de la présente invention se rapporte à un filtre à air, comprenant une boîte munie de moyens d'arrivée d'air sale et de moyens de sortie d'air propre, ladite boîte étant conçue pour loger des éléments filtrants. La principale caractéristique technique d'un filtre à air selon l'invention, est que la boîte comprend au moins deux arrivées d'air sale, au moins deux sorties d'air propre, au moins une cloison étanche et au moins deux cartouches filtrantes, lesdits éléments étant agencés de sorte que les deux cartouches sont placées transversalement par rapport à la direction d'écoulement de l'air dans la boîte et sont décalées l'une par rapport à l'autre de manière à former une zone de recouvrement, et de sorte que la cloison relie les extrémités des deux cartouches situées au niveau de la zone de recouvrement. L' objectif visé par cette configuration, est d'accroître la surface de filtrage de l'air sale, pour une taille de boîte donnée. Cet accroissement est permis, d'une part, grâce au décalage des cartouches placées perpendiculairement au flux d'air traversant la boîte, et à la zone de recouvrement, et, d'autre part, grâce à la cloison qui va permettre à chaque flux d'air sale entrant, d'être systématiquement filtré par les cartouches sans possibilité de les contourner. La zone de recouvrement fait que la surface totale de filtrage pour la globalité de l'air entrant, est supérieure à la surface offerte par une seule cartouche qui aurait la même longueur. Il est évident, qu'une configuration impliquant trois cartouches ou plus, plusieurs zones de recouvrement et plusieurs cloisons, fait également partie de l'invention. [0006] Avantageusement, le filtre à air selon l'invention possède les trois caractéristiques suivantes : - la boîte a la forme d'un parallélépipède rectangle possédant une face supérieure, une face inférieure, deux faces transversales opposées et deux faces longitudinales opposées, chaque arrivée d'air sale est implantée sur une face transversale et chaque sortie d'air propre est implantée sur la face transversale opposée, - une cartouche est en contact avec une face longitudinale et l'autre cartouche est en contact avec la face longitudinale opposée. Les notions de transversal et de longitudinal doivent être considérées par rapport à la direction de propagation de l'air dans la boîte. Ainsi, les faces transversales définissent des plans perpendiculaires à la direction de propagation de l'air, et les faces longitudinales définissent des plans parallèles à la direction de propagation de l'air. Lorsque le filtre à air est placé dans le véhicule, la face supérieure se retrouve au dessus de la face inférieure. [0007] De façon préférentielle, les cartouches sont des pièces allongées, droites et parallèles entre elles, et la zone de recouvrement est en position centrale dans la boîte, ménageant ainsi un passage coudé entre lesdites cartouches. Cette configuration suppose l'utilisation de cartouches de longueur identique pour lesquelles la zone de recouvrement est centrale, puisqu'elles prennent chacune appui sur des faces longitudinales opposées. [0008] Préférentiellement, la cloison traverse le passage coudé en demeurant au contact des deux cartouches, ladite cloison reliant une face transversale à l'autre face transversale qui lui est opposée, pour définir deux compartiments étanches. De cette manière, chaque compartiment comprend une arrivée d'air sale, une sortie d'air propre et une cartouche filtrante. [0009] De façon avantageuse, les cartouches sont parallélépipédiques et comportent une section rectangulaire possédant deux petits cotés et deux grands cotés, lesdites cartouches étant placées perpendiculairement au flux d'air traversant ladite boîte, de sorte que les petits cotés de la section soient parallèles audit flux d'air. Puisque les cartouches sont des pièces allongées et droites, elles possèdent donc un axe longitudinal. Le fait d'énoncer que les cartouches sont placées perpendiculairement au flux d'air, signifie que c'est leur axe longitudinal qui se retrouve perpendiculaire audit flux. Cette disposition perpendiculaire empêche toutes fractions d'air de passer au-delà des cartouches sans avoir été filtrées. [0010] Préférentiellement, le rapport de la longueur de chaque cartouche sur la longueur de chaque face transversale, est compris entre 0,6 et 0,8. La longueur est la dimension de la cartouche prise suivant son axe longitudinal. Cette fourchette de valeurs correspond à une optimisation de la surface totale de filtrage, pour une taille de boîte donnée. [0011] Avantageusement, la boîte possède deux arrivées d'air et deux sorties d'air, chaque arrivée d'air étant située dans le prolongement d'une sortie d'air. De cette manière, cette disposition a tendance à accélérer le passage de l'air à travers la boîte, en mettant en correspondances les entrées d'air avec les sorties d'air. [0012] De façon avantageuse, la structure de chaque cartouche est indéformable. En effet, il est souhaitable que les cartouches ne se déforment pas sous l'effet de l'air sale incident, sous peine de modifier leur agencement, en créant notamment un passage qui permettrait à une fraction de l'air sale de ressortir de la boîte sans avoir été filtrée. [0013] De façon préférentielle, chaque cartouche est constituée par une succession de plis 10 réalisés dans du papier. Des cartouches conventionnelles, couramment utilisées en industrie automobile à ces mêmes fins, peuvent convenir pour l'invention. [0014] Préférentiellement, la boîte possède des zones de fragilisation lui permettant de se rompre en cas de choc piéton. De cette manière, la fragilisation de la boîte du filtre à air, accroît les possibilités d'implantation dudit filtre sous le capot du véhicule, y compris dans 15 l'espace vide, situé entre le moteur et le capot. [0015] L'invention se rapporte également à un moteur comprenant un filtre à air selon l'invention. [0016] Les filtres à air selon l'invention présentent l'avantage d'être faciles à fabriquer, puisqu'ils ne nécessitent aucun usinage particulier et qu'ils ont une géométrie simple. Ils 20 ont également l'avantage d'être peu coûteux, dans la mesure où ils n'impliquent pas un nombre élevé de pièces spécialement conçues pour les fonctions de filtrage requises. Enfin, leur faible encombrement augmente potentiellement les lieux d'implantation sous le capot du véhicule. [0017] On donne ci-après une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un 25 filtre à air selon l'invention, en se référant aux figures 1 à 3. - La figure 1 est une vue du dessus d'un filtre à air selon l'invention. - La figure 2 est une vue en perspective du filtre à air de la figure 1. La figure 3 est une vue en perspective d'une cartouche filtrante utilisée dans les filtres à air selon l'invention. [0018] En se référant aux figures 1 et 2, un filtre à air 1 selon l'invention comprend une boîte 2 parallélépipédique, comprenant une face inférieure 3, une face supérieure 4, deux faces transversales 5,6 opposées et deux faces longitudinales 7,8 opposées, lesdites faces transversales 5,6 et longitudinales 7,8 ayant la même largeur. L'arrivée d'air sale dans ladite boîte 2 s'effectue au moyen de deux conduits 9 parallèles, implantés dans l'une des deux faces transversales 5 de la boîte 2, la sortie d'air propre étant assurée par deux conduits 10 parallèles, implantées dans la face transversale 6 opposée. Chaque conduit 9 d'arrivée d'air sale, se retrouve dans le prolongement de l'un des conduits 10 de sortie d'air propre, de sorte que le flux d'air traverse la cartouche selon la direction permettant de relier les conduits 9 d'arrivée d'air sale aux conduits 10 de sortie d'air propre. Les faces transversales 5,6 définissent deux plans parallèles, perpendiculaires au sens de propagation de l'air dans la boîte 2, et les faces longitudinales 7,8 définissent deux plans parallèles entre eux, et parallèles au sens de propagation de l'air dans la boîte 2. Lorsque le filtre à air 1 est implanté dans le véhicule, la face supérieure 4 se retrouve au dessus de la face inférieure 3, lesdites faces 3,4 définissant des plans parallèles au sens de propagation de l'air dans la boîte 2. La boîte 2 du filtre à air 1 contient deux cartouches filtrantes 11 identiques, ayant la forme d'un parallélépipède rectangle allongé. [0019] En se référant à la figure 3, chaque cartouche 11 se définit par une longueur, qui est sa dimension prise suivant son axe longitudinal, et par une section 13 rectangulaire présentant deux petits cotés 14 et deux grands cotés 15. Chaque cartouche 11 est constituée par une succession de plis 12 contigus, formant un réseau dense ne présentant aucune ouverture susceptible de laisser passer l'air sans le filtrer. [0020] En se référant aux figures 1 et 2, une cartouche 11 est implantée sur une face longitudinale 7 de la boîte 2, et l'autre cartouche 11 est implantée sur l'autre face longitudinale 8 de manière à ce que elles se retrouvent parallèles entre elles, et perpendiculaires au sens de propagation de l'air dans la boîte 2. Plus spécifiquement, elles sont positionnées dans ladite boîte 2, de sorte que les petits cotés 14 de leur section rectangulaire 13 soient parallèles audit sens de propagation, et de sorte que leur axe longitudinal soit parallèle aux faces transversales 5,6 de la boîte 2. Le rapport de la longueur de chaque cartouche 11 sur la longueur de chaque face transversale 5,6 est égal à 0,7, ce qui permet de ménager une zone centrale de recouvrement entre lesdites cartouches 11, et donc un passage 16 coudé. Les grands cotés 15 de la section rectangulaire 13 de chaque cartouche 11 ont une longueur voisine de la largeur des faces transversales 5,6 et longitudinales 7,8 de la boîte 2, si bien qu'il n'existe aucun passage d'air direct entre les cartouches 11 et les parois inférieures 3 et supérieures 4. Les cartouches 11 sont suffisamment rigides pour ne pas se déformer au passage de l'air. Une cloison 20 étanche, traversant le passage coudé central, situé entre les deux cartouches 11, relie chacune des deux parois transversales 5,6 de la boîte 2. Cette cloison a une largeur voisine de celle des parois 5,6,7 et 8 de la boîte 2, et est au contact de chacune des extrémités libres des deux cartouches 11, de sorte qu'elle délimite deux compartiments étanches. Chacun des deux compartiments étanches comprend une arrivée d'air sale 9 et une sortie d'air propre 10 situées dans le prolongement l'une de l'autre, ainsi qu'une cartouche filtrante 11. [0021] Le fonctionnement d'un filtre à air 1 selon l'invention, s'effectue comme suit. L'air sale pénètre dans la boîte 2 au moyen des deux conduits d'arrivée 9 d'air. L'air envahit ensuite les deux compartiments étanches de ladite boîte 2 en traversant les deux cartouches 11 filtrantes, dont la disposition est destinée à filtrer l'intégralité de l'air présent dans ladite boîte 2. Une fois purifié, l'air ressort de la boîte 2 par les conduits 9 de sortie, implantés dans l'une 6 des faces transversales de ladite boîte. REVENDICATIONS 1. Filtre à air (1) comprenant une boîte (2) munie de moyens d'arrivée (9) d'air sale et de moyens de sortie (10) d'air propre, ladite boîte (2) étant conçue pour loger des éléments filtrants (11), caractérisé en ce que la boîte (2) comprend au moins deux arrivées (9) d'air sale, au moins deux sorties (10) d'air propre, au moins une cloison (20) étanche et au moins deux cartouches (11) filtrantes, lesdits éléments (9,10,11,20) étant agencés de sorte que les deux cartouches (11) sont placées transversalement par rapport à la direction d'écoulement de l'air dans la boîte (2) et sont décalées l'une par rapport à l'autre de manière à former une zone de recouvrement, et de sorte que la cloison (20) relie les extrémités des deux cartouches(11) situées au niveau de ladite zone de recouvrement. 2. Filtre à air selon la revendication 1, caractérisé en ce que, - la boîte (2) a la forme d'un parallélépipède rectangle possédant une face supérieure (4), une face inférieure (3), deux faces transversales (5,6) opposées et deux faces longitudinales (7,8) opposées, - chaque arrivée (9) d'air sale est implantée sur une face transversale (5) et chaque sortie (10) d'air propre est implantée sur la face transversale opposée (6), une cartouche (11) est en contact avec une face longitudinale (7) et l'autre cartouche (11) est en contact avec la face longitudinale opposée (8). 3. Filtre à air selon la revendication 2, caractérisé en ce que les cartouches (11) sont des pièces allongées, droites et parallèles entre elles, et en ce que la zone de recouvrement est en position centrale dans la boîte (2), ménageant ainsi un passage coudé entre lesdites cartouches (11). 4. Filtre à air selon la revendication 3, caractérisé en ce que la cloison (20) traverse le passage coudé en demeurant au contact des deux cartouches (11), ladite cloison (20) reliant une face transversale (5) à l'autre face transversale (6) qui lui est opposée, pour définir deux compartiments étanches. 5. Filtre à air selon la revendication 3, caractérisé en ce que les cartouches (11) sont parallélépipédiques et comportent une section rectangulaire (13) possédant deux petits cotés (14) et deux grands cotés (15), lesdites cartouches (11) étant placées perpendiculairement au flux d'air traversant ladite boîte (2), de sorte que les petits cotés (14) de la section soient parallèles audit flux d'air. 6. Filtre à air selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le rapport de la longueur de chaque cartouche (11) sur la longueur de chaque face transversale (5,6), est compris entre 0,6 et 0,8. 7. Filtre à air selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque arrivée (9) d'air est située dans le prolongement d'une sortie (10) d'air. 8. Filtre à air selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque cartouche (11) est constituée par une succession de plis (12) réalisés dans du papier. 9. Filtre à air selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure de chaque cartouche (11) est indéformable. 10. Filtre à air selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boîte (2) possède des zones de fragilisation lui permettant de se rompre en cas de choc piéton. 11. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un filtre (1) à air selon l'une quelconque des revendications précédentes.