Brevet FR2012934A1 — publié le 19700327

La présente invention se rapporte aux filtres à liquide et concerne plus particulièrement des filtres à huile tels que ceux qui sont utilisés dans les circuits de lubrification des moteurs à combustion interne. 5 L'invention s'applique plus particulièrement aux filtres à cartouche non-réutilisable dans lesquels un élément filtrant est enfermé dans un boîtier comportant une plaque d'extrémité percée d'ouvertures d'entrée et de sortie,, un joint annulaire étant prévu grâce auquel le filtre est fixé de façon étanche sur une face 10 du moteur, par emploi d'un embout fileté et d'une douille taraudée prévus sur ladite face et sur le filtre. Dans un filtre à liquide selon 1'invention, les côtés opposés d'un élément filtrant annulaire communiquent directement, en fonctionnement, avec les ouvertures d'entrée et de sortie situées à 15 l'une des extrémités du boîtier au moyen d'un élément d'étanchéité qui constitue également un clapet de non-retour ; une soupape de sûreté, dont l'élément mobile fait partie de cet élément d'étanchéité, est disposée près de ladite extrémité du boîtier pour permettre un écoulement parallèle entre les ouvertures d'entrée et ?0 de sortie à ladite extrémité quand la chute de pression à travers l'élément filtrant dépasse une valeur prédéterminée j l'élément fixe de la soupape de sûreté fait partie d'un tube de support qui s'étend partiellement à l'intérieur de l'élément filtrant, tube qui comporte des bordures annulaires susceptibles de former un joint ?5 respectivement avec l'élément de soupape mobile et avec l'une des extrémités de l'élément filtrant autour de son ouverture centrales et qui comporte des formations grâce auxquelles le liquide peut passer directement desdites ouvertures d'entrée auxdites ouvertures de sortie à travers la soupape de sûreté quand le filtre est bouché. 30 De préférence, 1'élément filtrant est formé d'un papier filtre plissé imprégné d'une résine synthétique, les plissés s'étendant longitudinalement, de sorte que l'élément présente une section en forme d'étoile, les extrémités des plis étant, de préférence, séparées individuellement des plis adjacents. 35 D'autres caractéristiques et avantages de ll invention assor tiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la Fig. 1 est une coupe verticale d'un mode de réalisation bad original 69 23*62 2 2012934 préféré du filtre selon l'invention, montrant également la face d'un moteur à combustion interne-sur laquelle ce filtre est appelé à être monté ; - la Fig. 2 est une vue en plan du filtre de la Fig. 1 ; 5 - la Fig. 3 est une élévation d'un tube de support faisant partie du filtre de la Fig. 1 ; - la Fig. b est une vue en plan de la Fig. 3 ; - là Fig. 5 est un plan retourné de la Fig. 3 ; - la Fig. 6 est un plan retourné, à plus grande échelle, d'un 10 élément d.'étanchéité faisant partie du filtre de la Fig. 1 ; - la Fig. 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la Fig. 6 ; - la Fig. 8 est une coupe verticale partielle d'une variante de réalisation de l'invention ; et, 15 - la Fig. 9 est une coupe verticale partielle d'une seconde variante de réalisation du filtre selon 1'invention. Sur toutes les figures du dessin, les mêmes références désignent les mêmes éléments. En se référant à la Fig. 1, on voit un filtre à huile qui est PO prévu pour être fixé sur une face 2 d'un moteur à combustion interne par vissage sur un embout fileté 3 d'entrée d'huile, cet embout faisant saillie de la face P et étant entouré par une cavité annulaire 4 qui communique avec un passage de sortie 5 du dispositif de lubrification du moteur. ?5 Le filtre 1 comprend un boîtier métallique en tôle mince 6 dans lequel est logé un élément filtrant J constitué par du papier plissé imprégné de résine synthétique, les plis s'étendant le long de l'élément Js de sorte que celui-ci présente,une section en étoile, les extrémités des plis étant fermées individuellement 30 pour les séparer des plis voisins. Les plis présentent des fossettes d'espacement 8 et des nervures 9 espaçant chaque pli des plis voisins et séparant les deux moitiés de chaque pli l'une de l'autre afin de permettre au liquide filtré de circuler facilement. La construction d'un tel élément filtrant est représentée et décrite 35 dans la demande de brevet français N° 1 222 6?7, auquel le lecteur est invité à se reporter pour plus de détails. Le boîtier 6 a la forme d'un godet embouti en une tôle relativement mince- l'extrémité ouverte du boîtier étant fermée par un épais couvercle annulaire 10 percé d'une ouverture centrale taraudée bad original 69 23862 3 2012934 11, un anneau 12 fait d'une mince tôle étant fixé au pourtour de la plaque 10, par exemple, par soudage, cet anneau étant, de- son coté, fixé à l'extrémité du boîtier 6 par un joint serti 14. L'anneau de tôle 1? présente une section rectangulaire en U dans 5 laquelle un joint annulaire 15 de matière élastomère est retenu près du pourtour du couvercle 10 afin de procurer une étanchéité avec la face 2 quand le filtre 1 a été vissé sur l'embout 3. Le couvercle 10 est percé d'un certain nombre d'ouvertures d'entrée 16 autour de l'ouverture de sortie centrale 11, cette dernière 10 étant formée dans un col coaxial intérieur 17 du couvercle 10. Autour du col 17 s'étend un joint annulaire 20 - (qui fait aussi fonction de soupape de sûreté) - (voir Fig. 6 et 7) en caoutchouc synthétique ou en matière plastique, ce joint se présentant sous la forme d'un disque annulaire qui se prolonge vers 15 l'extérieur par une bordure annulaire 21 élastique qui, normalement, se place au-dessus des ouvertures d'entrée 16 du couvercle 10 et les ferme, faisant fonction de soupape de non-retour. Le joint 20 comporte un pourtour intérieur 22 qui s'ajuste à glissement contre le col 17 du couvercle 10 ; entre la partie périphérique intérieure 20 22 et la bordure 21, le disque a une face 23 qui bute contre la face intérieure du couvercle 10. Le joint 20 a un col 24 qui s'étend coaxialement de sa partie centrale à partir du côté opposé à la face 23* le col 24 constituant l'élément mobile d'une soupape de sûreté, dont le siège fixe est constitué par une partie annu-25 laire intérieure d'un tube de support 30 dont l'une des extrémités s'étend à l'intérieur de l'élément filtrant J. Comme le montrent les Fig. 6 et Y, le col 24 présente de préférence, sur sa face intérieure* un certain nombre d'encoches coniques 25* s'étendant parallèlement à l'axe du joint 20, la 30 profondeur de ees encoches diminuant vers la jonction du col avec la partie centrale du joint. Les extrémités des encoches 25 peuvent s'étendre en une rainure annulaire 26 formée à la face intérieure du col, près de sa jonction avec sa partie périphérique intérieure 22, à des fins qui seront précisées par la suite. 35 Le tube de support 30 (Fig. 3 et 5) qui de préférence est en une matière plastique et de forme en gros tubulaire, est dimension-né de façon à pouvoir être emmanché à force dans l'élément filtrant annulaire J. L'extrémité du tube de support s'étendant dans l'élément filtrant présente en une seule pièce une paroi d'extrémité 31 BAD original 69 23062 4 2012934 percée d'ouvertures 32 et comportant un goujon central vertical 33. A son autre extrémité, le tube de support présente des créneaux 3^ qui s'engagent dans un renfoncement annulaire 35 du joint 20 s'é-tendant autour de son col ?4. 5 La partie du tube de support 30 qui s'ajuste dans l'élément filtrant 7 présente un certain nombre de rainures longitudinales et circonférentielles 36, 37 pour permettre à l'huile filtrée de passer longitudinalement dans les intervalles ainsi ménagés entre le tube de support 30 et le pourtour intérieur de l'élément fil-10 trant 7. Le tube de support 30 comporte aussi une bordure radiale 38, cette bordure 38 étant prévue pour buter contre l'une des extrémités de l'élément filtrant 7, près du pourtour intérieur de celui-ci, et pour former un joint avec lui. La surface de la bor-15 dure 38 qui est en regard du couvercle 10 présente un certain nombre de saillies 39 espacées autour de sa périphérie, de sorte que si la bordure 21 du joint 20 s'infléûhit vers l'intérieur en direction de la bordure externe 38 du tube de support J>0, les intervalles entre les saillies 39 et la bordure 21 permettent à 20 un courant de fluide de circuler de l'extérieur de l'élément filtrant 7 vers la partie axialement crénelée du tube de support 50. L'ouverture centrale située à l'autre extrémité de l'élément filtrant 7, près de la base du boîtier 6, est fermée par un capu-25 chon 40 comportant une partie centrale en retrait 42 qui s'ajuste dans ladite ouverture, ce capot étant pressé élastiquement afin de s'appliquer de façon étanche contre cette autre extrémité de l'élément filtrant 7 par des bras élastiques 4l qui en font partie j en variante, on pourrait utiliser un ressort hélicoïdal 30 dont l'une des extrémités s'appliquerait contre la partie centrale en retrait 42 du capuchon 40 et dont l'autre extrémité prendrait appui contre la base du boîtier en godet 6 du filtre. Le centre de la partie en retrait 42 du capuchon 40 est percé d'une ouverture centrale dans laquelle s'ajuste à force le goujon 35 vertical 33 à la base du tube de support 30* de façon à maintenir le capuchon d'extrémité et la bordure 38 du support 30 en contact étanche avec.les extrémités opposées de l'élément filtrant 7. En variante, le capuchbn 40 peut comporter un goujon axial pouvant être emmanché à force dans une ouverture complémentaire ménagée 69 23862 5 2012934 dans la paroi d'extrémité J>1 du tube de support 30. Lors de l'utilisation du filtre 1, l'huile sous pression qui afflue par les ouvertures d'entrée 16 du couvercle 10 infléchit la bordure périphérique 21 du joint PO, l'huile s'écoulant ensuite 5 à travers l'élément filtrant 7 et gagnant par les rainures 36 et 37 du tube de support 30 les ouvertures 3? de la paroi d'extrémité de celui-ci et, de là, traversant le passage central du tube de support pour parvenir à l'ouverture de sortie centrale 11 du couvercle 10. En l'absence de pression d'huile dans le passage de 10 sortie 5, la bordure PI repose contre le couvercle 10 et empêche l'huile présente à l'entrée de l'élément filtrant 7 de refluer dans le passage 5. La partie du tube de support 30 qui s'étend dans l'élément 7 garantit que, quand le filtre 1 est disposé avec le couvercle 10 15 vers le bas, l'huile contenue dans ce filtre ne peut pas toute refluer dans le moteur quand ce dernier ne fait pas circuler l'huile à travers le filtre, le tube de support constituant ainsi un dispositif anti-retour. Les rainures longitudinales et circonférentielles 36, 37 de la surface extérieure du tube de support 30 20 permettent la" libre circulation de l'huile filtrée entre le tube de support et l'élément filtrant. En cas d'obstruction de l'élément filtrant 7, ou lorsque la chute de pression à travers l'élément filtrant atteint des valeurs prohibitives, comme, par exemple, quand l'huile est froide, la ?5 pression de l'huile fait fléchir le col ?4 du joint PO. en l'écartant de son siège annulaire sur le tube de support 30, permettant ainsi à l1huile de s'écouler directement des ouvertures d'entrée 16 à l'ouverture de sortie 11 par les intervalles entre les créneaux J>h ,de l'extrémité du tube de support 30- Les saillies 39 de 30 la bordure radiale extérieure 38 du tube de support empêchent que ce passage soit bouché par la bordure périphérique fléchie PI du joint 30. La rainure annulaire 25 (Fig. 7) contribue à la flexion du col ?4 quand la chute de pression à travers l'élément 7 atteint la valeur critique. 35 Le cas échéant, un adhésif (non-représenté) pourrait être ap pliqué sur les surfaces de la bordure 38 et du capuchon 40 qui s'appliquent contre les extrémités de l'élément 7- Dans la variante de réalisation illustrée par la Fig. 3, le tube central 50 est un élément en matière plastique moulée compor 69 23662 6 2012934 tant une partie tubulaire centrale 51 qui s'ajuste dans l'ouverture centrale de l'élément filtrant annulaire 7, et une bordure radiale 5? avec une jupe périphérique 53 tournée vers le bas-vient coiffer l'une des extrémités de l'élément filtrant. Le tube de .support 51 5 comporte des créneaux d'extrémité 54, analogues à ceux du mode de réalisation des Fig. 1 à 5, et sa bordure radiale 5? présente également des saillies 55 qui évitent que l'écoulement de l'huile vers les créneaux soit interrompu quand le joint 20 est infléchi par l'huile arrivant par les ouvertures d'entrée 16. 10 Dans ce mode de réalisation, le tube de support présente des rainures longitudinales 56 permettant un libre passage de l'huile entre l'élément filtrant et l'extrémité inférieure ouverte 57 du tube de support., et de là à la sortie 11 du filtre. Dans ce mode de réalisation, l'extrémité inférieure du passa-15 ge central de l'élément filtrant 7 est fermé par un couvercle 58 qui peut, avantageusement, être en une matière plastique et qui présente une partie centrale en retrait 59 qui s'ajuste dans l'extrémité inférieure du passage central de l'élément filtrant 7, cependant qu'une partie annulaire 60 vient coiffer 1'extrémité 20 inférieure de l'élément filtrant 7 et qu'une jupe annulaire périphérique 6l s'ajuste autour de la partie périphérique extérieure de l'élément filtrant 7* à son extrémité inférieure. D'autre part, la bordure 60 se prolonge par des bras élastiquès 62 qui viennent buter contre la base du boîtier 6 de manière à pousser l'élément 25 filtrant et le tube de support contre le joint 20, à l'extrémité opposée du boîtier. Dans le mode de réalisation représenté à la Fig. 8, il est possible d'utiliser un élément filtrant dans lequel les extrémités des plis ne sont pas isolées individuellement, cette séparation 30 pouvant être réalisée par un adhésif (non-représenté) appliqué à la surface intérieure des parties 52 et 60 du tube de support 50 et du capuchon 53. Pour le reste, la construction et le fonctionnement du filtre de ce mode de réalisation sont les mêmes que ceux décrits en regard 35 des Fig. 1 à 5. La Fig„ 9 illustre une seconde variante de réalisation dans laquelle le tube de support 70 est un élément en matière plastique dont la construction est analogue à celle représentée aux Fig. 1 à 5j mais qui comporte à sa surface extérieure une rainure hélicoï- 69 23862 7 2012934 claie 71 permettant à l'huile de circuler librement de l'élément filtrant vers l'ouverture de sortie 11. Dans ce mode de réalisation, le tube de support JO a une base 7? percée d'ouvertures 75* et le passage central de l'élément fil-5 trant 7 est fermé à son extrémité inférieure par la partie centrale en retrait 7^ d'un couvercle 75 qui est poussé en contact avec l'élément filtrant par un ressort hélicoïdal j6 dont l'une des extrémités prend appui contre la base du boîtier 6 du filtre et dont l'autre extrémité s'engage dans la partie en retrait Jh du 10 couvercle. Comme représenté, un joint 77 peut être interposé entre le couvercle 75 et l'élément filtrant 7. Ce couvercle 75 comporte un goujon axial 78 qui s'emmanche à force dans une ouverture centrale de la base 7? du tube de support 70, afin de maintenir le couvercle 75 et le tube de support 70 au contact de l'élément 15 filtrant avant l'introduction dans le boîtier 6 du filtre. Le tube de support 70 présente à son extrémité supérieure des créneaux 79 et comporte une bordure radiale 80 ayant des saillies 8l analogues à celles représentées aux Fig. 1 à 5. Pour le reste, la construction et le fonctionnement de ce mode de réalisa-P0 tion sont les mêmes que ceux décrits en regard des Fig. 1 à 5. Il est bien évident qu'un filtre conforme à l'invention, qui ne comporte qu'un nombre réduit dé pièces, est moins coûteux à fabriquer et à assembler, tout en présentant les propriétés avan- _ tageuses d'un tube anti-retour, d'un clapet de non-retour et d'une 25 soupape de sûreté. 69 23862 8 2012934 REVENDICATIONS 1. Filtre à liquide comportant un élément filtrant annulaire logé dans un boîtier en forme de godet,, l'une des extrémités de cet élément étant fermée de façon étanche, tandis que son autre extrémité est sollicitée élastiquement vers une plaque d'extrémité 5 ou couvercle qui ferme ledit boîtier et comporte une ouverture de sortie centrale entourée d'ouvertures d'entrée qui communiquent respectivement avec l'intérieur et avec l'extérieur de l'élément filtrant, et un élément composite formant joint anti-retour et soupape de sûreté en une matière élastique, caractérisé en ce 10 que l'élément comporte un tube de support en matière plastique (J0) ayant une extrémité perforée (34) qui s'étend axialement au-delà de l'une des extrémités de l'élement (7), une partie d'extrémité opposée (36, 37, 31) qui s'ajuste dans l'une des extrémités dudit élément et s'étend partiellement à l'intérieur de celui-ci, et 15 une bordure radiale (38) qui s'applique de façon étanche contre ladite extrémité de l'élément ; en ce que l'organe composite (20) comprend un disque annulaire qui bute contre la surface intérieure du couvercle (10) et une bordure périphérique extérieure flexible (21) qui, normalement, couvre les ouvertures d'entrée et s'applique 20 de façon étanche contre la surface extérieure du couvercle, une partie périphérique intérieure (22) qui s'applique de façon étanche contre le couvercle autour de ladite ouverture de sortie et, entre lesdites parties périphériques, un col tubulaire coaxial (24) qui s'applique élastiquement de façon étanche contre une partie annu-25 laire interne dudit tube de support (30) près de ladite partie d'extrémité perforée (3^0* ladite bordure périphérique pouvant fléchir élastiquement sous la pression du liquide entrant par lesdites ouvertures, afin de permettre à ce liquide d'entrer dans le boîtier et de passer à travers l'élément filtrant, ledit col pouvant 30 fléchir élastiquement sous une pression prédéterminée du liquide qui arrive par lesdites ouvertures d'entrée et qui vient au contact dudit col à travers les ouvertures de ladite partie d'extrémité perforée du tube de support, afin de permettre au liquide entrant dans le boîtier de contourner l'élément filtrant et de s'écouler 35 directement par ladite ouverture de sortie. 2. Elément filtrant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface extérieure du tube de support (30) comporte des 69 23862 9 2012934 rainures longitudinales et circonférentielles (36, 37) qui se coupent, afin de faciliter la circulation du liquide filtré venant dudit élément filtrant vers l'intérieur du tube de support. 3. Elément filtrant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé 5 en ce qu'il est formé d'une feuille de matière filtrante plissée, les plissés étant disposés en étoile et les extrémités des plis étant fermées individuellement afin de séparer les plis voisins. 4. Elément filtrant selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des saillies (39) sont prévues sur la bordure (38) XO du tube de support (30) pour empêcher l'autre bordure (21) de s'appliquer de façon étanche, quand elle fléchit, contre la bordure (38). 5. Elément filtrant selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bordure radiale (38) du tube de support comporte 15 en une seule pièce une jupe périphérique (53) et en ce que l'extrémité de l'élément filtrant est fermée de façon étanche par une plaque d'extrémité (59) ayant aussi en une seule pièce une jupe périphérique (6l), lesdites jupes coiffant respectivement les extrémités opposées dudit élément filtrant. 20 6. Elément filtrant selon les revendications 1 à 5* caracté risé en ce que le tube de support (30) comporte en une seule pièce une base (31) percée d'ouvertures (32) et un goujon (33) qui s'emmanche à force dans une ouverture d'une plaque d'extrémité (4o) qui ferme l/extrêmité de l'élément filtrant.