Brevet FR2598936A1 — publié le 19871127

La présente invention concerne un filtre pour l'élimination des impuretés de liquides, et notamment d'essence et de gazole, avec un corps plastique en deux parties qui contient un élément filtrant enroulé et dont les rebords circonférentiels des deux parties sont reliés avec étanchéité par des profils conjugués; avec une portée d'étanchéité qui entoure en anneau l'élément filtrant enroulé et sépare les côtés pollué et propre à l'intérieur du corps; et avec une nervure verticale circulaire dans la région de la portée d'étanchéité. La demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le n0 34 25 347 décrit un tel filtre dans lequel un élément filtrant enroulé est logé dans un corps plastique, constitué par un pot et un couvercle. Les rebords circonférentiels conjugués des deux parties du corps sont profilés de façon à produire un interstice annulaire de section en Z, qui atteint radialement le bord extérieur du couvercle et est rempli de colle. Une seule zone collée est ainsi produite, qui entoure la cartouche filtrante en anneau, relie les deux parties du corps et sépare aussi les côtés pollué et propre dans le corps. Il peut etre gênant pour la fabrication en série de filtres à carburant que cette zone collée exige une colle binaire fluide, qui durcit à froid après l'assemblage des pièces.Ce mode de construction du filtre entraîne en outre une manipulation fastidieuse de ses composants. Dans le cas d'un dosage imprécis de la colle binaire dans la poche du corps, il peut de plus arriver qu'un excès de colle soit refoulé vers l'intérieur lors de l'assemblage des deux parties du corps et réduise la section des canaux dans l'enroulement, dont le débit est ainsi perturbé. De tels éléments enroulés connus présentent sur leur circonférence extérieure un joint longitudinal souvent constitué par une colle thermoplastique. Deux types de colle différents se rencontrent au point d'intersection du joint longitudinal et de la zone collée en anneau, ce qui risque de poser des problèmes d'étaurhéité dans des conditions de service détavorables. De tels éléments enroulés ne sont en outre généralement pas parfaitement circulaires et constituent de plus des structures souples, qui exigent une manipulation particulièrement prudente lors du mon tage. La demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le n0 22 44 594 décrit un filtre jetable se prêtant à la production de grande série et dont le corps plastique en deux parties contient un élément filtrant discoide. La face intérieure d'une partie du corps en forme d'entonnoir présente une nervure annulaire qui est reliée avec étanchéité au bord circonférentiel de l'élément filtrant discoïde par soudage par ultrasons. L'inconvénient de ce filtre réside dans le fait que ce mode de production ne se prête pas au montage d'un élément filtrant enroulé. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, une collerette annulaire stable en matière plastique fusible est formée sur l'élément filtrant enroulé et pénètre dans une cavité en forme de gorge annulaire, formée par les deux parties dans la région de leurs bords profilés et ouverte vers l'intérieur du corps; et la portée d'étanchéité entre les côtés pollué et propre est formée par un soudage par ultrasons de la nervure et de la collerette. Le filtre selon l'invention présente l'avantage de permettre la réalisation d'un filtre jetable, de constitution simple et économique, avec un élément filtrant enroulé.Ce mode de réalisation permet d'obtenir entre les côtés pollué et propre une étanchéité parfaite, résistant aux sollicitations chimiques et physiques en service, même dans le cas d'un élément filtrant enroulé relativement souple, dont les propriétés sont conservées. La résistance de l'enroulement aux déformations est en outre augmentée, ce qui facilite sa manipulation lors du montage. Une rencontre de deux types de colle différents est évitée, ce qui facilite les problèmes d'étanchéité. Le mode de réalisation se prête en outre particulièrement bien à une production automatisée en grande série. Il n'y a pratiquement pas de gonflement de la colle par le carburant traité, de contraintes internes dans la zone collée dues audit gonflement, de séparation de la liaison collée et de fuites résultantes. Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux parties du corps sont reliées avec étanchéité par soudage par ultrasons d'épaulements aboutés. Selon une autre caractéristique de l'invention, la nervure se trouve sur un décrochement du pot en saillie. Une réalisation selon ces caractéristiques présente l'avantage suivant 1 'emploi de sotldures parées pour les parties du corps d'une part et pour 1'élément filtrant sur une partie du corps d'autre part pernet d'effectuer un contrôle d'étanchéité de l'élément filtrant soudé dans une partie du corps. Selon une autre caractéristique de l'invention, la nervure est disposée sur la face frontale du couvercle du corps limitant la cavité. Lts d.ux sondages par ultrasons peuvent alors être effectués en une seule e# opération. 1)'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aile de la description détaillée ci-dessous de deux exemples de réalisation et du dessin annexé sur lequel la figure 1 est une coupe longitudinale d'un premier exemple de réalisation du filtre; la tigure 2 représente à plus grande échelle un détail de la figure 1; et la figure 3 est une coupe partielle d'un second exemple de réalisation du filtre. La figure 1 représente un filtre à carburant 10, dont le corps est constitué par un pot 12 et un couvercle 13 correspondant. Les deux parties du corps sont en matière plastique. Le couvercle 13 du corps en forme d'entonnoir porte une tubulure coaxiale 14 d'arrivée. La base 15 du pot 12 porte des nervures intérieures 16 et une tubulure de départ 17 coaxiale à la tubulure d'arrivée 14. Un élément filtrant enroulé 18 connu, parcouru axialement, est disposé dans le corps 11, Cotre les tubulures d'arrivée 14 et de départ 17. Dans cet élément filtrant enroulé 18, une bande de papier filtre de section en V est enroulée avec adjonction d'une bande d'étanchéité en spirale autour d'un tube central 19. de fanon à former deux espaces hélicoidaux ouverts sur les faces frontales opposées. L'élément filtrant ullloule 18 prend appui d'une part sur les nervures 16 et d'autre i'.irt sur le couvercle 13 du corps par l'intermédiaire d'un chapeau L1 obturant le tube central 19. I.o pot 12 présente à partir de sa base 15 une première partie cylindrique 22 qui s. raccorde à une secundo partie cylindrique 24 plus large par un dévrochement radial 23. La face intérieure de cette seconde partie cylindrique 24 porte un épaulement oblique 25 sur lequel repose un épaulement conjugué 26 du couvercle 13. Pour ce faire, le bord circulaire extérieur du couvercle 13 introduit dans le pot et le bord circulaire intérieur conjugué de la seconde partie cylindrique 24 présentent un profil approprié.Les épaulements 25, 26 des deux parties 12 et 13 du corps sont reliés avec étanchéité pir un soudage par ultrasons 27, de sorte qu'une étanchéité parfaite de l'intérieur du corps 11 est assurée par rapport à l'extérieur, comme le montre la figure 2. Une cavité 29 en forme de gorge aurnilaire ouverte vers l'intérieur du corps 1 1 est formée dans la zone de la seconde partie cylindorique 24, entre une face frontale 28 du couvercle 13 et le décroche ment radial 23 en regard. Dans cette cavité 29 pénètre une nervure 31 circulaire, partant du décrochement 23 et disposée utilement sur un diamètre supérieur à celui de la première partie cylindrique 22. Le diamètre du soumet de cette nervure est avantageusement égal ou supérieur au diamètre extérieur de la première partie cylindrique 22. Une collerette 32 annulaire de l'élément filtrant enroulé 18 pénètre dans la cavité 29, comme le montre la figure 2. Cette collerette 32 en polyamide pur est moulée par injection sur la circonfé- rence extérieure de I 'élément enroulé et de plus formée en anneau circulaire de façon à présenter des faces de butée planes 33, de préférence perpendiculaires au grand axe du filtre. La collerette 32 moulée par injection forme une liaison étanche parfaite entre elle et l'élément filtrent enroulé 18.L'épaisseur et la largeur de cette collerette 32 notamment sont choisies de façon qu'elle soit stable et confère ainsi une meilleure stabilité à l'élément enroulé souple. Dans ce but, la largeur de la collerette 32 dans un plan perpendiculaire au grand axe du filtre est choisie triple environ de l'épaisseur de paroi du pot 12 dans la région de la première partie cylindrique 22, tandis que son épaisseur est sensiblement double. La face de butée 33 de la collerette annulaire 32 repose sur la nervure annulaire 31 à la laquelle elle est reliée avec étanchéité par un second soudage par ultrasons 34. La collerette 32 est réalisée avec un faible jeu par rapport à la face frontale 28 et à la seconde partie cylindrique 24. La collerette annulaire 32 est exempte de bulles internes et forme des faces de butée planes extérieures 33, de sorte que le soudage par ultrasons produit une liaison parfaite et étanche entre l'élément filtrant enroulé 18 et le pot 12. La face de surmoulage 35, d'épaisseur sensiblement double de celle de la collerette 32, garantit une liaison stable et étanche des deux pièces, en ne perturbant guère les sections de passage dans l'élément filtrant enroulé 18. Le montagé du filtre à carburant 10 s'effectue en introduisant l'élément filtrant enroulé 18 avec sa collerette 32 surmoulée dans le pot 12, jusqu'à ce que sa face de butée 33 repose sur le sommet de la nervure 31. L'étanchéité entre l'élément enroulé 18 et le pot 12 est ensuite effectuée par soudage par ultrasons 34. Un essai de soufflage en cours de fabrication permet le cas échéant de contrôler l'étanchéité du soudage par ultrasons 34. Le couvercle 13 du corps est ensuite introduit dans la seconde partie cylindrique 24 puis les deux épaulements 25, 26 sont reliés avec étanchéité par un soudage par ultrasons 27 au cours d'une seconde opération. Le filtre à carburant 10 est utilisé de façon connue. L'essence ou le gazole à nettoyer pénètre par la tubulure d'entrée 14 dans le côté pollué du filtre, traverse axialement l'élément filtrant enroulé 18 puis, débarrassé de ses impuretés, sort du côté propre 16 par la tubulure de départ 17. Le soudage par ultrasons 27 assure l'étanchéité du côté pollué vers l'extérieur, tandis que le second soudage par ultrasons 34 sépare le côté pollué du côté propre dans le filtre 10. La figure 3 est une coupe partielle d'un second exemple de réalisation d'un filtre à carburant 40, qui diffère comme suit de celui représenté à la figure 1, les mêmes pièces portant les mêmes références. Dans le second filtre 40, le décrochement radial 23 ne porte pas de rainure pénétrant dans la cavité 29 et forme donc une face d'appui plane 41 sur laquelle repose la face de butée 33 inférieure de la collerette 32. Le filtre 40 comprend en outre un couvercle 42 sur la face frontale 28 duquel est disposée une nervure 43 pénétrant dans la cavité 29. La nervure 43 prend appui sur une face de butée supérieure 44 de la collerette 32 et fonte un soudage par ultrasons 45 qui sépare les côtés pollué et propre à l'intérieur du corps 11. Le second filtre 40 présente l'avantage d'un montage plus simple. L'élément filtrant enroulé 18 est introduit dans le pot 12 où il se centre automatiquement. La face de butée plane 33 de la collerette 32 s'applique alors sur la face d'appui annulaire plane 41. Le couvercle 42 est ensuite introduit dans le pot et les deux soudages par ultrasons 45 et 27 sont réalisés simultanément en une seule opération. Les forces exercées par la nervure 43 sur la collerette 32 sont transmises par cette dernière au décrochement 23, de sorte qu'aucune force gênante n'est introduite dans l'élément filtrant enroulé 18. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées aux filtres présentés sans sortir du cadre de l'invention. Le mode de réalisation selon l'invention est ainsi applicable aussi à un filtre dans lequel les deux tubulures d'arrivée et de départ sont disposées sur une même partie du corps. Il est également possible de réaliser avec un biseau les faces de butée 33 perpendiculaires au grand axe du filtre et représentées sur les figures 1 à 3. il s'agit essentiellement de réaliser la collerette 32 sous forme d'un élément -stable, permettant des faces de butée planes appropriées pour un soudage parfait par ultrasons. Une autre matière plastique fusible appropriée peut être choisie à la place de polyamide pur pour la collerette surmoulée par injection. Revendications 1. Filtre pour l'élimination des impuretés de liquide, et notamment d'essence et de gazole, avec un corps plastique en deux parties qui contient un élément litrant enroulé et dont les rebords circonférentiales des deux parties sont reliés avec étanchéité par des profils conjugués; avec une portée d'étanchéité qui entoure en anneau l'élément filtrant enroulé et sépare les côtés pollué et propre j1 i l'intérieur du corps: et avec une nervure verticale circu- taire dans la région de la portée d'étanchéité, ledit filtre étant caractérisé en ce qu'une collerette (32) annulaire stable en matière plastique fusible est formée sur l'élément filtrant enroule (18) et péntre dans une cavité (29) en forme de gorge annulaire, formée par I es deux parties (12, 13) dans la région de leurs bords profilés et ouverte vers l'intérieur du corps (11); et li portée d'étanchéité entre les côtés pollué et propre est formée par un soudage par ultra sons (34, 35) de la nervure (31, 43) et de la collerette (32). 2. Filtre selon revendication 1, caractérisé en ce que les deux parties dll corps (12, 13) sont réunies avec étanchéité par un soudage par ultrasons (27) de leurs épaulements aboutés (25, 26) 3. Filtre selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la nervure (31) est disposée sur un décrochement (23) du pot (12) en saillie. 4. Filtre selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la nervure (43) est disposée sur la face frontale (28) du couvercte (42) du corps limitant la cavité (29). 5. Filtre selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérise en ce que la largeur de la collerette (32) radiale par rapport au grand axe du filtre (lO, 40), est supérieure j' à l'épaisseur de paroi du pot (2'), et en part ion lier égale à 1,5 i 3 foi s l'épaisseur de paroi (. Filtre selon revendication 5, caractérisé en ce que I a collerette (32) présente peur l'essentiel une section rectangulaire et des face".' de butée planes (33). 7. Filtre selon une quelconque des revendication 1 à 6, caractérisé en ce que la nervure (31, 43) se situé# sur un diamètre égal ou supé rieur au diamètre extérieur du pot (12) dans la région de sa première partie cylindrique (22). 8. Filtre selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la collerette (32) est en polyamide. 9. Filtre selon une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les deux soudages par ultrasons (27, 45) sont réalisés sur le couvercle (42) du corps et en une seule opération.