Brevet FR2386685A1 — publié le 19781103

Les filtres à carburant diesel classiques ont l'inconvénient de permettre la formation de poches d'air à l'intérieur du corps du filtre avec conséquence que la capacité volumétrique du filtre est amoindrie. Un autre inconvénient réside en ce qu'un brusque afflux de carburant provoque I'entrarnement de la poche d'air dans le flux de carburant, ce qui se traduit par un "trou" dans le carburateur pendant l'accélération ou "toussemen du moteur, à un moment où il. devrait fonctionner avec un rendement maximal.En conséquence, l'invention a notamment pour objet de creer - un filtre à carburant diesel construit de manière à exclure la formation de poches d'air à l'intérieur du filtre; - un filtre à carburant pour moteurs Diesel conçu de manière à recevoir et à faciliter l'insertion d'un élément de filtre de remplacement; - un filtre à carburant diesel considérablement plus compact que les filtres à carburants classiques et, par conséquent, exigeant moins d'espace pour son installation et facilitant le remplacement des éléments de filtre. L'invention comporte encore d'autres buts et avantages dont certains apparaîtront, conjointement à ceux qui sont énumérés cidessus, dans la description et à l'examen des dessins. En outre, il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit et peut être réalisée sous diverses formes dans le cadre des revendications. Dans ses grandes lignes, le filtre à carburant diesel suivant l'invention comprend un corps principal à l'intérieur duquel est contenu l'élément de filtre à carburant, une chambre de diffusion de carburant dans laquelle le carburant est directement admis à partir de sa source et dans laquelle l'humidité et la majeure partie des éléments solides et de l'air entrain' est éliminée avant que le carburant ne traverse l'élément de filtre. A l'extrémité du corps principal opposé à la chambre de diffusion et en aval I1 élément de filtre, est disposé un capuchon ou couvercle d'extrémite qui obture de façon étanche ltextrémité ouverte du corps principal tout en présentant une lumière d' admission de carburant et une lumière d'échappement de carburant disposées coaxialement, l'orifice d'échappement de la chambre du filtre étant disposé de telle manière que l'air eAtraSné soit balayé hors du système et ne puisse pas s'accumuler en formant une poche importante. Des moyens sont prévus pour lier-entre eux, d'une manière simple et efficace, le capuchon drextrémite, le corps principal et la chambre de diffusion de carburant en une structure composite étanche au carburant. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen du dessin joint qui en représente, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation. Sur ce dessin la figure I est une vue en coupe transversale verticale dans un plan contenant llaxe central longitudinal du filtre à carburant; la figure 2 est une vue en coupe transversale horizontale dans le plan indiqué par la ligne 2-2 de la figure 1. On va maintenant décrire de façon détaillée le filtre à carburant diesel suivant l'invention. Ce filtre comprend un corps en aluminium coulé sous pression, désigné dans son ensemble par la référence générale 2, qui comporte une paroi latérale de forme générale cylindrique 3 allant en s'amincissant à partir de sa base 4, de section droite relativement épaisse et faisant corps avec une paroi extrême de fond 6, qui s'étend transversalement et qui est symétrique avec un axe central autour duquel la paroi de forme générale cylindrique 3 est formée.. À partir de la paroi extrême de base ou de fond 6, la paroi de forme générale cylindrique 3 s'étend vers le haut avec une section droite qui va en s'amincissant et se termine par un bord extrême mince 7, comme représenté. La paroi extrême transversale 6 du corps en forme de cuvette 2 présente deux ou plus de deux ouvertures 8 à des fins qui seront exposées plus loin. Ces ouvertures sont espacées latéralement de l'axe central 9 du filtre et sont disposées à l'extérieur d'un moyeu de montage central, désigné dans son ensemble par lê référence générale 12, qui comprend une partie 13 s'étendant vers l'intérieur et présentant un alésage central 14 muni de filets 16 à son extrémité intérieure comme représenté. L'extrémité extérieure de l'alésage 14 traverse un bossage 17 s'étendant vers l'extérieur et dont la périphérie extérieure est munie de filets 18. La périphérie intérieure de l'alésage 14 présente un redan destiné à former un siège pour un joint 19. Le corps ainsi formé est de préférence en aluminium coulé sous pression et présente un diamètre d'environ 177 mm et une hauteur totale de l'ordre de 140 mm sans compter le bossage 17. Au corps ainsi formé est fixé un bol de sédimentation ou de diffusion de carburant, désigné dans son ensemble par la référence générale 21, qui comprend un corps de bol 22 de préférence transparent, en résine synthétique appropriée, conformé de manière à présenter une extrémité supérieure ouverte 23 et une extrémité inférieure fermée 24 à travers laquelle est ménagé un orifice de drainage 26 normalement maintenu obturé de façon étanche par un bouchon approprié 27. L'extrémité supérieure ouverte 23 du bol transparent présente un rebord 28 s'étendant radialement vers l'extérieur, destiné à être retenu par une bague de serrage 29 fixée à la paroi inférieure 6 du corps du filtre par des vis appropriées 31.Pour rendre étanche l'interface entre le bord supérieur ouvert du bol transparent et la surface inférieure 32 de la paroi de fond 6, celle-ci présente une rainure annulaire 33 dans laquelle est emprisonné un joint annulaire 34 qui se trouve ainsi interposé entre la paroi de fond 6 et le bord supérieur du bol 22. L'interface entre ces deux éléments est ainsi rendu étanche. A l'intérieur du bol 21 sont prévus des moyens propres à provoquer une diffusion du carburant lorsque celui-ci est introduit dans le bol avec un écoulement sensiblement laminaire. Ces moyens comprennent un système de déflexion comprenant un élément déflecteur désigné dans son ensemble par la référence générale 36, qui comprend à son tour une partie cylindrique 37 dont l'extrémité supérieure ouverte est taraudée de manière à se visser sur les filets 18 formés sur la périphérie extérieure du bossage 17 et dont l'extrémité inférieure s'évase en formant une jupe 38, comme représenté. Il est également prévu un élément intérieur 39 comportant une structure de support centrale 41 d'où rayonnent des nervures 42 qui font saillie autour d'un élément de forme générale conique 43, dont la surface intérieure 44 est maintenue espacée de la surface inférieure 46 de la jupe 38, de manière à former des passages entre les surfaces 44 et 46 et entre les nervures rayonnantes successives 42. La structure de support central 41 est disposée, comme représenté, dans la partie cylindrique 37 de 11 ensemble de déflexion 36 et présente un siège 47 sur lequel repose une bille sphérique 48 qui, dans des circonstances appropriées, peut s'élever jusque dans l'orifice de l'alésage 14 et obturer celuici de façon étanche en venant s'appliquer contre le joint annulaire 19, comme décrit plus loin. Les proportions entre le diamètre de la bille sphérique 48, la hauteur du siège 47 audessous du joint annulaire 19 et le diamètre de la périphérie intérieure de la partie cylindrique 37, coopèrent pour maintenir la bille sphérique 48 centrée en permanence dans l'élément cylindrique 37. Pour admettre du carburant diesel dans le corps en forme de cuvette 2 et dans la chambre de diffusion 21, l'extrémité supérieure ouverte de la cuvette 2 est munie d'une plaque de recouvrement (ou capuchon) désignée dans son ensemble par la référence générale 51 et comprenant un élément circulaire relativement plat 52 de préférence en aluminium coulé sous pression. Le capuchon forme un couvercle étanche au carburant pour le corps en forme de cuvette 2 et, à cet effet, il présente une surface intérieure 53 sur laquelle est formée une nervure circulaire 54 s'étendant axialement et centralement rainurée pour recevoir un joint annulaire 56, la rainure formant un canal annulaire propre à recevoir le joint annulaire 56 et présentant des parois latérales inclinées complémentaires des surfaces latérales inclinées de la paroi 3. De cette manière, lorsque le couvercle 51 est placé sur l'extrémité ouverte du corps en forme de cuvette 2, l'intérieur 57 de celui-ci est complètement étanche autour de son bord supérieur ouvert. Au centre du couvercle 51 est prévu un bossage 58 faisant corps avec lui s'étendant vers l'intérieur et disposé centralement, qui comprend une partie 59 s'étendant vers l'intérieur au dessous de la surface intérieure 53 du couvercle. Le bossage 58 est alésé de manière à présenter une périphérie intérieure 61, qui forme une surface de palier pour un ensemble à poignée, désigné dans son ensemble par la référence générale 62, comprenant une clé 63, un levier transversal 64, un joint 66 et une section de distribution de fluide 67 présentant un alésage 68 à partir duquel s'étend radialement une ouverture transversale 69 qui communique avec un canal annulaire 71 formé autour de la périphérie extérieure de la section de distribution de fluide 67. En conséquence, lorsque l'ensemble à poignée est monté comme représenté, le canal annulaire 71 communique avec l'aléage intérieur 68 et communique en outre avec la lumière d'admission 72, formée de manière à s'étendre radialement vers la droite en considérant la figure 1, et qui traverse de part en part le corps du couvercle 51. L'extrémité extérieure de la lumière 72 est munie de filets appropriés 73 destinés à re#cevoir le raccord usuel qui permet de monter l'unité dans un système de carburant. Le couvercle 51 présente également une lumière d'échappement 74,qui s'étend radialement vers l'extérieur à partir du bossage central 58, est alignée axialement avec la lumière d'admission 72 et s'étend au même niveau que celle-ci à travers le couvercle 51. De même que l'orifice d'admission 73, l'orifice d'échappement est muni de filets 76 dans lesquels peut être vissé un raccord approprié permettant de monter 1' unité dans la ligne de carburant. Comme représenté sur la figure 1, l'accès du carburant à l'orifice d'échappement 76 s' effectue à travers une ouverture 77 formée extérieurement au bossage 58, cette ouverture ayant des dimensions proportionnées de manière à laisser passer aisément autant de carburant que la lumière d'échappement 74 peut en débiter. L'extrémité intérieure du corps central 63 de l'ensemble à poignée, extrémité qui fait saillie au-delà de l'extrémité intérieure de la partie 59 du bossage 58, présente une rainure appropriée 81 destinée à recevoir une bague fendue à encliquetage 82, entre laquelle et l'extrémité intérieure 83 du bossage 59 est comprimé un joint 84 retenu en position de compression par une rondelle métallique 86 et par un ressort 87, de sorte que l'interface entre la surface périphérique intérieure 61 du couvercle et la section de distribution de fluide 67 de l'ensemble à poignée rendue est étanche. À l'intérieur de l'ensemble à poignée, l'extrémité inférieure de la section de distribution de fluide 67 comprenant 1'alésage 68 présente un diamètre élargi pour permettre la for- mation de filets 88 dans lesquels est vissée l'extrémité intérieure d'un tube de distribution de carburant 89. L'extrémité inférieure du tube de distribution de carburant est filetée et est vissée dans le taraudage 16 formé dans le bossage 13 du corps du filtre faisant saillie vers l'intérieur, comme représenté. D'après ce qui précède, on peut voir que le carburant admis à travers la lumière 72 traverse l'alésage central 68 de 1' ensemble à poignée rotatif, puis le tube 89 à travers lequel est formé le conduit 91, puis l'alésage 14, pour traverser ensuite vers le bas et vers l'extérieur l'ensemble de déflexion 36 et venir remplir le bol de sédimentation ou de diffusion 21.Tout air entrarné avec le carburant s'élevé sous forme de bulles et vient frapper un déflecteur conique s'étendant vers le bas 92, dont l'extrémité de plus grand diamètre est emprisonnée entre la paroi extrême 6 du corps en forme de cuvette et le bord supérieur du bol 21, comme représenté. le sommet tronqué 93 du déflecteur 92 entoure l'ensemble de déflexion de forme générale cylindrique 37 et est espacé de celui-ci pour ménager un passage 94 à travers lequel le carburant peut s'élever pour traverser ensuite vers le haut les ouvertures 8 de la paroi de fond 6 du corps central.Il est à noter qu'en raison de l'inclinaison vers le haut du déflecteur 92, les bulles d'air qui sont entraînées dans le carburant viennent frapper la surface en pente de ce déflecteur le long de laquelle elles s'élèvent et sont essentiellement emprisonnées dans le renfoncement formé entre la base du déflecteur 92 et la paroi cylindrique du bol. Pour assurer la filtration du carburant qui traverse les ouvertures 8 et la paroi de fond 6, il est prévu dans l'intérieur creux 57 du corps 2 un ensemble de filtration, désigné dans son ensemble par la référence générale 96, qui comprend essentiellement un élément de filtre 97 de type classique comportant une périphérie intérieure 98, une extrémité supérieure 99, une extrémité inférieure 101 et une périphérie extérieure 102. Comme représenté, l'extrémité supérieure 99 de l'élément de filtre à carburant est emprisonnée dans une gorge annulaire formée dans la portion périphérique extérieure d'un anneau métallique 103 présentant un rebord périphérique extérieur 104, un rebord périphérique intérieur 106 et une nervure rentrante 107 qui coopère avec le rebord périphérique extérieur 104 pour former la gorge dans laquelle l'extrémité supérieure 99 de l'élément de filtre est emprisonnée. Le rebord périphérique intérieur 106 a un diamètre proportionné de manière convenable pour pouvoir coopérer avec la surface incurvée 108 d'un mentonnet 109 formé sur la surface intérieure 53 du couvercle et qui s'applique étroitement contre-la surface périphérique intérieure du rebord 106 lorsque le couvercle est placé sur l'extrémité ouverte du corps 2. De préférence trois ou quatre mentonnets 109 de ce type sont prévus de façon que l'anneau 103 soit centré avec précision à l'intérieur du corps creux formant la chambre du filtre lorsque le couvercle est placé sur celle-ci. A son extrémité inférieure, l'élément de filtre à carburant 96 est supporté dans un anneau 112, dont la périphérie extérieure présente un rebord 113, qui coopère avec une nervure rentrante 114 pour former la gorge dans laquelle le bord inférieur 101 de l'élément de filtre est retenu. La périphérie intérieure de l' anneau 112 est munie d'une cornière circulaire 116 propre à recevoir un joint annulaire 117 qui assure une étanchéité entre la périphérie intérieure de l'anneau 112 et la périphérie extérieure 118 du bossage 13 tout autour de celui-ci. Entre le fond 6 et la surface inférieure de l'anneau 12 est disposé un ressort hélicoldal 119 qui sollicite élastiquement l'ensemble de filtration vers le haut en l'appliquant élastiquement et de façon étanche contre le couvercle 51.On voit ainsi que le carburant qui traverse vers le haut les ouvertures 8 et la paroi de fond 6 passe ensuite à travers le ressort 119, circule autour de la périphérie extérieure de l'élément de filtre à carburant, traverse le filtre radialement vers l'intérieur jusque dans la chambre 121 définie par la paroi intérieure 98 de l'élément de filtre à carburant, puis traverse l'ouverture 77 pour parvenir enfin dans la lumière d'échappement 74. Comme décrit précédemment, en raison de ltécoulement laminaire du carburant,toute sédimentation du carburant effectuée dans le bol de sédimentation 21 se dépose au fond de celui-ci et tout air entraîné avec le carburant s'élève et est emprisonné par le déflecteur 92. En dépit de cette précaution, il advient parfois que de l'air soit entraîné avec le carburant jusque dans la chambre du filtre. Il est important que cet air ne soit pas emprisonné dans les régions supérieures du filtre à carburant pour cette raison que, lors du fonctionnement, un brusque afflux de carburant à travers le système de filtration risque de recueillir des fractions de cet air emprisonné et de ltentrainer avec le carburant jusque dans la lumière d'échappement et, de là, dans le système de carburant. Lorsque cet air atteint la chambre de combustion, il se produit une interruption instantanée de la combustion sous forme dewtcussementw qui tout, non seulement endommager le moteur, mais encore provoquer un accident grave s'il se produit à un instant critique. Pour remédier à cet inconvénient, dans la construction représentée ici, l'échappement du carburant à travers la lumière d'échappement 74 au même niveau que la lumière d'admission de carburant 72 provoque l'entralnement de toutes particules d'air de ce genre avec le carburant lorsque celui-ci traverse l'ouverture 77 et empoche cet air de s'accumuler dans la partie extrême supérieure de la chambre à carburant. REVENDICAlIONS 1. Filtre à carburant diesel, caractéris en ce qu'il com prend un corps principal ouvert à l'une de ses extrémités et présentant à son autre extrémité une paroi extrême perforée, ledit corps principal constituant une chambre de filtre; une chambre de diffusion de carburant fixée à la paroi extrême perforée du corps principal, ladite chambre de diffusion de carburant constituant une zone de dépressurisation; un système de déflexion logé dans ladite chambre de diffusion de carburant pour contrôler l'écoulement du carburant à travers celle-ci, ledit système de déflextion comprenant une partie supérieure en forme de jupe qui présente une ouverture centrale, une partie inférieure conique espacée au-dessous de celle-ci et une pluralité de nervures rayonnantes qui font saillie entre la partie supérieure en forme de jupe et la partie inférieure conique pour former des passages entre les nervures rayonnantes successives, passages à travers lesquels le carburant s'écoule dans la chambre de diffusion avec un écoulement sensiblement laminaire de manière à séparer l'air entra#né, lteau et les éléments solides du carburant, par gravité; une plaque de recouvrement en contact d'obturation étanche avec l'extrémité ouverte de la chambre du filtre et présentant des lumières d'admission et d' échappement sensiblement au mêhe niveau par rapport à la chambre du filtre; un ensemble à poignée tourillonnant sur la plaque de recouvrement et comprenant un conduit allongé qui relie la lumière d'admission à l'ouverture centrale du système de déflexion dans la chambre de diffusion, moyennant quoi le carburant est contraint de s'écouler à travers le système de déflexion et dans la chambre de diffusion de carburant, pour dépressurisation et séparation, avant de s'écouler à travers la chambre du filtre;; et un élément de filtre à carburant disposé dans la chambre du filtre concentriquement autour dudit conduit allongé, ledit élément de filtre à carburant étant disposé par rapport à la chambre du filtre de façon que le carburant s'écoule à partir du système de déflexion vers le haut à travers la paroi extrême perforée du corps principal, entoure l'extérieur de l'élément de filtre puis s'écoule radialement vers l'intérieur à travers celui-ci et, de là, vers le haut à travers son intérieur pour être déchargé directement dans la lumière d'échappement, celleci communiquant directement avec l'intérieur de la chambre du filtre et l'élément de filtre étant fermé à son extrémité éloic gnée de la paroi extrême perforée précitée, moyennant quoi le carburant doit traverser ledit élément de filtre avant d'atteindre la lumière d'échappement. 2. Filtre à carburant diesel suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de filtre à carburant est appliqué élastiquement sous pression en contact étanche avec la plaque de recouvrement à l'intérieur de la chambre du filtre à carburant. 3. Filtre à carburant diesel suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens sont prévus sur la plaque de recouvrement en saillie vers le bas dans la chambre du filtre å carburant pour centrer l'élément de filtre à carburant dans cette chambre. 4. Filtre à carburant diesel suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble à poignée comprend un canal circulaire communiquant avec la lumière d'admission pour permettre l'écoulement de carburant dans le conduit allongé précité dans toutes les positions de l'ensemble à poignée. 5. Filtre à carburant diesel suivant la revendication 1, caractérisé en ce que Ensemble à poignée tourillonne de façon étanche sur la plaque de recouvrement et en ce que des moyens sont prévus pour retenir élastiquement Ensemble à poignée contre la plaque de recouvrement. 6. Filtre à carburant diesel suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit allongé est vissé dans la paroi extrême du corps principal pour assembler la plaque de recouvrement, le corps principal et la chambre de diffusion en une unité composite étanche au carburant. 7. Filtre à carburant diesel suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de filtre à carburant comprend une paire de plaques extrêmes annulaires propres à s'adapter à travers les extrémités opposées du filtre à carburant, chacune de ces plaques présentant, au voisinage immédiat de sa périphérie extérieure, une gorge formant un siège pour le filtre à carburant et chacune desdites plaques ayant une périphérie intérieure disposée concentriquement autour du conduit allongé, et des moyens sur la plaque de recouvrement et sur la paroi extrême perforée, coopérant avec les périphéries intérieures desdites plaques extrêmes pour centrer l'élément de filtre à carburant dans le corps principal et dans la chambre de filtre à carburant ainsi définie.