Brevet FR2404456A1 — publié le 19790427

1a présente invention se rapporte aux filtres et elle concerne plus particulièrement, bien que non exclusivement, les filtres destinés aux circuits de lubrification des moteurs à combustion interne. le but de l'invention est de réaliser un filtre comprenant des moyens pour filtrer une proportion de l'huile plus finement que la plus grande masse de cette huile. L'invention a pour objet un filtre à fluide comprenant un passage d'entrée, un premier agent de filtrage, un second agent de filtrage,# plus fin, monté en série et en aval par rapport au premier, et des passages de sortie situés respectivement en aval des deux agents filtrants et destinés à évacuer leurs filtrats respectifs qui peuvent ensuite être combinés, ces organes étant disposés de telle sorte que la grande masse du fluide est filtrée exclusivement à travers le premier agent filtrant tandis qu'une plus petite partie est filtrée à la fois à travers le premier et à travers le second agent filtrants. L'invention a ainsi essentiellement pour objet un filtre comp#renant une série d'éléments filtrants de plus en plus fins, et des points intermédiaires et terminaux d'évacuation du filtrat. De préférence, le premier et le second agents filtrants sont constitués par des éléments filtrants annulaires, coaxiaux et espacés, qui sont assemblés de manière à former un même ensemble filtrant logé dans un boîtier qui est lui-même fixé à une tête de montage présentant un passage d'entrée et un passage de sortie pour la pénétration du fluide dans le filtre et l'évacuation du fluide hors de ce filtre. De manière avantageuse, les moyens servant à fixer le boîtier à la tête de montage comprennent également au moins un passage de sortie pour l'évacuation de lthuile hors de ce boîtier. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre de modes de réalisation représentés aux dessins annexés et donnés uniquement à titre d'exemple. Sur ces dessins la Big. 1 est une coupe longitudinale d'un filtre suivant l'invention ; et la Fig. 2 est une coupe longitudinale d'un autre filtre suivant l'invention. Comme le montre la Fig 1, le filtre comprend un boîtier Il possédant une entrée ouverte et-fixé de manière étanche à une tête de montage 12 sur un moteur à combustion interne de manière à intercaler le dispositif de filtrage dans le trajet d'écoulement de l'huile de lubrification du moteur. le boîtier 11 est fixé à la tête de montage 12 par une vis coaxiale 13 dont la tête se trouve à l'extérieur du boîtier 11 et est appuyée de manière étanche contre la surface externe de ce boîtier. L'autre extré- mité 16 de la vis est vissée dans un trou central fileté 14 de la tête de montage 12 et comporte un alesage radial 17 et un alesage axial 18, qui relient l'intérieur du boîtier li à un passage de sortie 33 prévu dans la tête de montage 12, par l'intermédiaire d'un trou 14. Le boîtier 14 renferme un ensemble filtrant amovible à deux agents filtrants, qui comprend deux éléments filtrants annulaires, coaxiaux et espacés 21 et 22. L'élément extérieur 21 est un agent filtrant à pores relativement larges, qui élimine de huile les particules d'une dimension supérieure à une dimension nominale de 15 microns tandis que l'élément intérieur 22 est un agent filtrant à pores plus fins qui élimine de lthuile les particules d'une dimension supérieure à une dimension nominale de 5 microns. Un espace annulaire 23 sépare les deux éléments filtrants 21 et 22. Chacun des éléments 21 et 22 est en papier plissé imprégné de résine et est soutenu sur sa périphérie radialement intérieure par un tube en tole perforée, 24 ou 25 respectivement. les éléments coaxiaux 21 et 22 et les tubes métalliques ont tous la même longueur et, à chacune de leurs extrémités ils sont ap purée contre une plaque terminale d'appui des extrémités adjacentes de tous les éléments 21, 22 et des tubes métalliques. Deux plaques terminales annulaires 26 et 28 supportent et maintiennent ainsi les éléments filtrants et les tubes dans leurs positions respectives. La première plaque terminale 26, située à l'extrémité de ensemble filtrant qui est la plus éloignée de la tête de montage 12, a également pour fonction de fermer cette extrémité des éléments filtrants pour s'opposer au passage de lthuile et sa surface périphérique radialement intérieure est fermée de manière étanche autour de la vis coaxiale 13. La deuxième plaque terminale 28, prévue à l'autre extrémité de l'ensemble filtrant 19, est percée d'une couronne d'ouvertures 29, espacées circonférentiellement au droit de l'espace 23 entre les deux éléments et mettant en communication cet espace 23 avec un passage de sortie 32.Un ressort de compression 27 monté entre la paroi du boîtier et la première plaque terminale 26 tend à appliquer 11 ensemble filtrant 19 contre la tête de montage 12. La tête de montage 12 comporte un passage d'entrée 31 et un passage de sortie 32 servant, l'un, à amener l'huile à l'ensemble filtrant 19 et, l'autre, à évacuer l'huile de cet ensemble. le passage de sortie 32 est de forme annulaire et il encercle le trou central 14, lequel est relié, ainsi qu'on l'a déjà décrit plus haut, au passage de sortie 33, ménagé dans la tête de montage de façon à former un passage de sortie central pour le fluide qui sort du boîtier. Une soupape de sûreté 38 intercalée entre le passage d'entrée et le passage de sortie, permet à l'huile de court-circuiter le filtre si les éléments filtrants sont colmatés. La jonction entre la deuxième plaque terminale 28 et la tête de montage est rendue- étanche par des rondelles 34 et 35 en élastomère contre lesquelles l'ensemble filtrant 19 est repoussé par le ressort 27. La rondelle 34 isole le passage d'entrée 31 du passage de sortie annulaire 32 et la rondelle 35 isole le passage de sortie 32 du trou central 14 et des alésages 17 et 18, qui sont respectivement un pergage radial et un perçage axial. L'huile entre dans le boîtier par le passage d'entrée 31 puis pénètre dans un espace annulaire 36 entre l'élément extérieur 21 et la paroi de ce boîtier. L'huile traverse ensuite l'élément extérieur 21 pour pénétrer dans l'espace annulaire 23. La plus grande partie de l'huile sort ensuite du boîtier par les ouvertures 29 et le passage de sortie annulaire 32. Une petite proportion de l'huile est obligée par la contre-pression du circuit de lubrification à s'écouler radialement vers l'intérieur à travers l'eqément filtrant intérieur 22, depuis l'espace 23 jusqu'à un espace annulaire 37 entre la-vis 13 et le tube métallique perforé 25. Cette huile sort ensuite du boîtier par les perçages 17 et 18 et les passages 14 et 33. L'huile qui a été filtrée à travers l'élément extérieur 21 est combinée, en un certain point du circuit de lubrification, à l'huile qui a été filtrée à travers l'élément intérieur 22. La réunion des filtrats peut se produire dans le carter d'huile du moteur ou dans le réservoir d'alimentation en huile. Le filtrat en provenance du premier agent filtrant peut être utilisé, par exemple, pour la lubrification des paliers et être ensuite renvoyé au carter. le filtrat en provenance du second agent filtrant peut être utilisé pour son application particulière et être ensuite renvoyé au carter du moteur pour être combiné au premier filtrat. En variante, les deux filtrats peuvent être directement envoyés dans le carter d'huile du moteur et mélangés avant d'être refoulés dåns le circuit de lubrification. De cette façon, la totalité de l'huile sortant du filtre a traversé l'élément filtrant le plus grossier, à pores de 15 microns, tandis qu'une petite partie de l'huile a subi en supplément une deuxième filtration et a traversé le filtre plus fin, à pores de 5 microns. Si l'huile est trop visqueuse pour traverser rapidement l'élément 21 qui est le moins fin, ou si on laisse ce filtre se colmater, la contre-pression qui s'établit dans le bottier 11, provoque l'entrée en action de la soupape de sûreté 38 de sorte que l'huile contourne le filtre en le court-circuitant. Les tubes métalliques perforés 24 et 25 soutiennent respectivement les éléments 21 et 22 pour les empêcher de fléchir sous l'effet de la pression qui s'établit dans les espaces annulaires 36 et 23 respectivement. Il convient de remarquer que la section du perçage radial 17 peut être utilisée pour régler la contre-pression dans l'espace annulaire 37, autour de la vis 13 et, par conséquent, la proportion de fluide qui est filtrée à travers l'élément filtrant 22 qui est le plus fin. La Fig. 2 représente une deuxième forme de réalisation de filtre suivant l'invention qui comprend un ensemble filtrant du type cartouche-, à jeter après usage. Les numéros de référence qui ont déjà été utilisés pour désigner les éléments du filtre de la Fig. 1 sont utilisés également pour les éléments correspondants du filtre de la Fig. 2. L'ensemble filtrant 19 à deux agents filtrants est enfermé de façon permanente dans un bottier 111 dont l'extrémité ouverte est fermée par une plaque terminale 112, ellemême fixée à ltouverture du bottier par une pièce emboutie annulaire 113. Cette pièce emboutie annulaire 113 est soudée par points à la plaque 112 et forme un joint roulé ou serti sur l'ori- fice du boîtier 111 d'une façon connue en soi. La plaque terminale 112 présente une ouverture centrale filetée 114 servant à fixer la cartouche à une tete de montage 115 d'un moteur à combustion interne. Deux couronnes,-espacées radia lement, de trous circonférentiellement répartis sont prévues autour de 11 ouverture centrale 114. La couronne de trous 116 ra dialement intérieure, constitue des ouvertures de sortie pour l'ensemble filtrant 19 tandis que la couronne, radialement extérieure, de trous 117, fournit des ouvertures d'entrée pour le fluide arrivant à l'ensemble filtrant 19.La pièce annulaire emboutie 113 forme une portée qui reçoit une bague d'étanchéité 118 assurant l'étanchéité entre la cartouche et la tête de montage 115. Une deuxième pièce emboutie annulaire 131 est également montée sur la plaque 112 et est percée de trous qui la centre par rapport aux ouvertures de sortie 116 sans cependant gêner l'écoulement de l'huile La deuxième pièce emboutie 131 forme un élément de eentrage et de soutien pour une deuxième bague d'étanchéité 132 qui est interposée entre la plaque 112 et la tête de montage 115 de manière à isoler les ouvertures d'entrée 117 des ouvertures de sortie 116 et de l'ouverture centrale sur le côté de la plaque 112 qui est adjacent à la tête de montage 115. -L'ensemble filtrant à deux éléments 19, est supporté par deux plaques terminales 133 et 134 situées chacune à l'une des extrémités de cet ensemble 19. la plaque terminale 133 qui est adjacente au fond du boîtier 111 ferme cette extrémité de l1ensem- ble à tout écoulement de fluide et la plaque terminale 134 prévue à l'autre extrémité possède une couronne d'ouvertures 135 au droit de l'espace annulaire 23 entre les deux éléments filtrants 21 et 22 et un orifice central étranglé 136 aligné avec la cavité centrale 137 de ltensemble 19. Un ressort 138 repousse élastiquement l'ensemble filtrant vers la plaque terminale 112 et deux bagues d'étanchéité concen triques 139 et 141 sont agencées pour fermer le passage entre ltensemble filtrant et la plaque 112. La bague extérieure 141 isole les ouvertures d'entrée 117 des ouvertures de sortie 116 et la bague intérieure 139 isole les ouvertures de sortie 116 de l'orifice central étranglé 136, sur le côté de la plaque 112 qui est adjacente à l'ensemble filtrant 19. La bague d'étanchéité extérieure 141 est logée dans un anneau à rebord 142 qui est porté par la plaque terminale 134, et maintient la bague 1-41 contre tout déplacement radialement vers l'extérieur, mais qui peut -être réalisé de manière à jouer le rôle d'une soupape de sûreté lorsque le filtre se colmate ; la bague 142 comporte dans ce cas des parties affaiblies qui cèdent radialement vers l'intérieur sous l'effet d'un excés de pression pour laisser l'huile fuir et par suite court-circuiter les éléments filtrants. La tête de montage 115 comporte une tubulure filetée 143 qui est vissée dans la plaque terminale pour assembler le filtre en position de travail. Le filtre fonctionne de la façon suivante. L'huile est amenée au filtre par un alesage d'entrée 146 ménagé dans la tête de montage 115 et pénètre dans le boîtier 111 par les ouvertures 117. Ensuite, l'huile doit traverser l'élément extérieur 21 avant de pouvoir sortir du filtre par l'espace annulaire 23 entre les éléments filtrants 21 et 22.La plus grande partie de l'huile sort alors du boîtier par les ouvertures 116, après avoir été filtrée par l'élément filtrant le moins fin, et quitte le filtre par un passage de sortie 145 prévu dans la tête de montage. toutefois, la contre-pression règnant dans le circuit de lubrification aspire une certaine proportion de l'huile à travers l'élément filtrant 22 le plus fin pour la faire pénètrer dans la cavité centrale 137, et sortir du boîtier par l'orifice central 136 et par un passage de sortie central 144 dans la tubulure 143. L'orifice 136 est étranglé de manière à permettre l'établissement d'une légère pression dans la cavité centrale 137. Ainsi que déjà décrit plus haut, la pression créée dans la cavité centrale peut être utilisée pour régler la proportion de fluide qui traverse 11 élément filtrant le plus fin. Ceci est important parce que la plus grande partie de l'huile, qui traverse 11 élément filtrant le moins fin, peut lubrifier, par exemple, les paliers principaux du moteur et qu'il est important que ces paliers ne soient pas privés de lubrification par suite du passage d'un débit excessif d'huile à travers le deuxième filtre. REVE#I CAT IONS 1.- Filtre à liquide comprenant deux éléments filtrants de porosités différentes, logés dans un récipient muni d'un organe de fermeture dans lequel sont ménagés un passage d'entrée et un passage de sortie pour le fluide qui doit traverser les éléments filtrants, c#aractérisé en ce que les éléments filtrants (21) et (22) sont montés en série, l'élément filtrant possèdant les pores les plus fins étant situé en aval, et en ce qu'un passage de sortie intermédiaire (29, 32) est prévu pour l'évacuation de la majeure partie du filtrat à partir de l'espace entre les éléments filtrants (21) et (22). 2.- Filtre suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un étranglement (1-7) est intercalé dans le trajet d'écoulement d'un passage de sortie (33) en aval du passage intermédiaire (2.9, 32), et limite la proportion de liquide qui traverse successivement les deux éléments filtrants (21) et (22) 3.- Filtre suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments filtrants (21 et 22) sont constitués par deux éléments coaxiaux et espacés, formant ensemble un ensemble filtrant unique (19) et en ce que le passage de sortie intermédiaire (32) communique avec l'espace (23) entre les éléments annulaires (21) et (22). 4.- Filtre suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'ensemble filtrant (19) est logé de manière démontable dans un boîtier (11) qui est lui-même fixé à une tête de montage (12) présentant un passage de sortie central fileté (14), par une vis coaxiale (13) qui comporte l'étranglement (17) et un conduit de sortie (18) vers le passage de sortie (33), le passage de sortie intermédiaire (32) étant formé par un passage annulaire qui entoure le passage de sortie central (14) et communique avec l'espace (23) entre les éléments filtrants (21) et (22). 5.- Filtre suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'ensemble filtrant (19) est fixé définitivement dans un boîtier (111) par une plaque terminale (112) fixée à l'orifice de ce boîtier et présentant une ouverture centrale filetée (114) par laquelle le boîtier (111) est fixé, en utilisation à une tête de montage (115) solidaire d'un moteur à combustion interne s et en ce que deux couronnes concentriques d'ouvertures, espacées circonférentiellement, (117. et 116) sont ménagées dans la plaque terminale (112) autour de l'ouverture centrale (114) et forment respectivement des moyens d'accès du liquide à l'ensemble filtrant (19) et des passages d'évacuation du filtrat hors de l'espace entre les éléments filtrants. 6.- Filtre suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'une bague d'étanchéité (141) est montée entre la plaque terminale (112)- et l'ensemble filtrant (119), pour isoler les passages (117) d'entrée du liquide des passages (116) d'évacua- tion de ce liquide, communiquant avec l'espace entre les éléments filtrants (21 et 22), et en ce que cette bague d'étanchéité (141) comprend une partie affaiblie qui peut se déformer radialement vers l'intérieur sous l'effet d'une pression excessive pour laisser le liquide passer directement vers les passages d'évacuation (116) sans traverser l'ensemble filtrant.