Brevet FR2693919A1 — publié le 19940128

Perfectionnements aux cartouches filtrantes pour liquide et aux filtres équipés de telles cartouches. L'invention est relative aux cartouches filtrantes pour liquide, destinées à être montées dans des boîtiers ou corps de filtres de façon amovible aux fins de rempla- cement après usure ou colmatage, ainsi qu'auxdits boîtiers ou corps, et elle concerne plus spécialement le cas o lesdites cartouches comprennent un élément filtrant tubulaire en papier plissé dont les extrémités sont adhérées respectivement sur deux rondelles. Dans les modes de réalisation connus de ces car- touches, les deux rondelles sont constituées en métal ou autre matériau rigide, sont adhérées par collage sur l'élément filtrant et sont entretoisées par un tube rigide intérieur perforé. L'utilisation de ces cartouches amovibles connues donne en général satisfaction, mais elle présente un certain nombre d'inconvénients et en particulier les suivants: lesdites cartouches ne sont pas intégralement recyclables ou dégradables en raison de la présence sur chacune d'elles de portions métalliques ou analogues (rondelles et tubes centraux); or il est de plus en plus demandé que les éléments usés et remplaçables des moteurs puissent, après usage, être simplement recyclés ou jetés, notamment aux fins de leur combustion ultérieure; le montage desdites cartouches dans leurs boîtiers exige, pour la réalisation d'une bonne étanchéité entre leurs rondelles terminales et des portées en regard des boîtiers, l'interposition de joints annulaires défor- mables destinés à être écrasés lors dudit montage: bien entendu, ces joints doivent être constamment en état d'assurer l'étanchéité qui leur est confiée, notamment par déformation élastique, ce qui peut poser des problèmes à la longue. L'invention a pour but, surtout, de remédier à l'un et/ou à l'autre de ces inconvénients. A cet effet, les cartouches filtrantes amovibles pour liquides du genre en question selon l'invention comprennent encore un élément filtrant tubulaire en papier plissé dont les deux extrémités sont adhérées respective- ment sur deux rondelles, et elles sont essentiellement caractérisées en ce qu'elles sont exemptes de toute armature centrale et en ce que leurs rondelles sont cons- tituées en une matière plastique souple dans laquelle sont enrobées les extrémités de l'élément tubulaire. Le plissage du papier est de préférence du type "plissé-chevronné", c'est-à-dire plissé selon des lignes en zig-zag brisé non seulement selon la direction circon- férentielle, mais également selon la direction axiale, ce qui facilite les légères déformations de l'ensemble de la cartouche dans toutes les directions de l'espace. Le diamètre intérieur de l'une des rondelles est de préférence inférieur au diamètre intérieur de l'élément filtrant. Chaque rondelle est de préférence venue de moulage avec trois oreilles faisant saillie radialement vers l'extérieur et propres à venir en contact avec une portion annulaire de la face intérieure du boîtier de réception de la cartouche aux fins de centrage de cette dernière dans ce boîtier. Pour ce qui est des boîtiers de réception des cartouches filtrantes considérées, boîtiers comprenant une cuve cylindrique et un couvercle, ils contiennent eux- mêmes, monté axialement sur leur couvercle, un tube rigide à paroi latérale perforée dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre intérieur de la cartouche et qui présente à ses deux extrémités des portées an- nulaires contre lesquelles viennent S 'appliquer automa- tiquement les deux rondelles de la cartouche, lors de la mise en place du couvercle équipé de la cartouche sur la cuve. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: le montage du tube rigide sur le couvercle est effectué par l'intermédiaire d'un raccord télescopique sollicitant le tube rigide à S 'écarter axialement du couvercle, l'une des portées ci-dessus est une tranche axiale terminale, du tube rigide, propre à S appliquer contre un rebord radial, de l'une des rondelles de la cartouche, faisant saillie sur la surface intérieure de cette cartouche, l'une des portées ci-dessus est une portion annulaire, de la face cylindrique externe du tube rigide, propre à être entourée jointivement par le bord cylindri- que intérieur de l'une des rondelles, l'une des portées ci-dessus est une collerette prolongeant radialement vers l'extérieur une extrémité du tube rigide et contre laquelle vient prendre appui axialement la portion intérieure de la face plane trans- versale extérieure de l'une des rondelles. L'invention comprend, mises à part ces disposi- tions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit, l'on va décrire un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limita- tive. La figure 1, de ce dessin, montre un filtre pour liquide équipé d'une cartouche filtrante conforme à l'invention. La figure 2 montre en vue perspective ladite cartouche. Le filtre ici considéré est destiné à filtrer un liquide tel que, de préférence, l'huile de lubrification d'un moteur à combustion interne. Il comprend: un boîtier cylindrique rigide 1, généralement en métal, dont le fond 2 est perforé par un alésage central fileté 3 et par une couronne de trous 4, un couvercle 5 monté sur le boîtier 1 de façon amovible et étanche et présentant en son centre un creux 6 à six pans permettant de commander à l'aide d'une clé hexagonale les vissages et dévissages de l'ensemble du boîtier revêtu de son couvercle sur un raccord fileté approprié en attente, un tube perforé central 7 sur lequel on reviendra plus loin, et une cartouche filtrante amovible 8. La cartouche 8 comprend elle-même: un élément filtrant cylindrique 9, et deux rondelles 10 et 11 dans lesquelles sont enrobées les extrémités axiales de l'élément 9. L'élément 9 est constitué en papier plissé chevronné, c'est-à- dire plié selon des lignes en zig-zag brisé aussi bien selon la direction circonférentielle de la cartouche que selon sa direction axiale. Chacune des deux rondelles 10 et 11 est constituée en un matériau plastique souple et élastique, tel qu'une colle à prise rapide et elle est relativement épaisse, son épaisseur étant notamment de l'ordre de 5 mm et plus généralement comprise entre 3 et 8 mm. L'une des rondelles 10 est prolongée radialement vers l'intérieur de l'élément 9 par un rebord annulaire 12. Chacune des deux rondelles est en outre prolongée radialement vers l'extérieur par trois oreilles de centrage 13 propres à venir en contact avec la face intérieure du boîtier 1. Le tube rigide 7, quant à lui, comprend: un tronçon tubulaire perforé 14 dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre intérieur de l'élément filtrant 9 de façon à pouvoir longer la face intérieure dudit élément et ainsi empêcher ses déformations indésirables, notamment sous la pression du liquide à filtrer, une collerette 15 prolongeant radialement vers l'intérieur et vers l'extérieur une extrémité axiale du tronçon 14, et une bague cylindrique 16 prolongeant axialement ladite extrémité, bague elle- même terminée par un rebord radialement extérieur 17. Ce rebord 17 est propre à coopérer aux fins d'accrochage avec trois crochets élastiques 18 compris par le couvercle 5 et la bague 16 sert alors de logement à un ressort hélicoïdal de compression 19 interposé entre la portion intérieure de la collerette 15 et le fond du couvercle. La détente de ce ressort 19 sollicite constamment le tube 7 en direction d'un épaulement annulaire 20 faisant partie du fond du boîtier, épaulement avantageuse- ment revêtu par la portion annulaire de plus petit diamètre d'une membrane annulaire 21 en caoutchouc faisant office de clapet anti-retour pour la circulation du liquide. Dans le mode de réalisation perfectionné représen- té à titre non limitatif, la portion interne de la collerette 15 supporte une cage 22, ici composée de trois barreaux longitudinaux, cage qui est disposée à l'inté- rieur du tronçon 14 et qui contient un clapet de décharge 23 à ressort 24. Comme bien visible sur la figure 1, la cartouche 8 est enfilée sur le tube 7 lui-même monté sur le couver- cle 5 et elle peut être facilement séparée de ce tube par simple coulissement axial relatif lorsque le couvercle 5 est lui-même séparé du boîtier 1. A la fin de son enfilage axial sur le tube 7, la portion annulaire de petit diamètre de la rondelle 11 vient buter contre la collerette 15 de ce tube et la tranche terminale T, dudit tube, la plus éloignée de la collerette 15 est disposée axialement en regard du rebord intérieur 12 de la rondelle 10. Lors du montage subséquent de l'ensemble couver- cle-tube-cartouche sur le boîtier 1, montage qui s'achève par la fermeture du couvercle 5, la résistance à la compression du ressort 19 a pour effet d'appliquer fermement en direction axiale la tranche T ci-dessus contre l'épaulement 20 du boîtier avec serrage entre eux du rebord 12. Cette application est obtenue moyennant une légère déformation axiale de l'élément filtrant 9, déformation qui est facilitée par le type "chevronné" du plissage adopté. L'étanchéité est ainsi automatiquement assurée vis-à-vis du liquide entre chacune des deux rondelles 10 et 11 et des portées en regard du boîtier 1 et/ou du tube 7. Après fermeture du couvercle 5, le filtre est prêt à être revissé sur l'embout fileté correspondant (non représenté) du moteur. Le circuit de l'huile ou autre liquide à filtrer est alors celui qui est représenté par les flèches. Ce liquide est admis à travers les trous 4 et, après avoir soulevé légèrement la membrane anti-retour 21, il parvient dans la chambre 25 qui entoure l'élément filtrant 9. Puis il traverse successivement, vers le centre du filtre, ledit élément 9, ce qui assure la filtration, puis le tronçon tubulaire perforé 14 pour parvenir dans la chambre centrale 26 d'o il est évacué axialement à travers l'alésage fileté 3. Il est à noter que l'étanchéité ci-dessus décrite entre la cartouche filtrante et son support est renforcée par le fait que la pression du liquide sur la cartouche exerce sur celle-ci une pression centripète: cette pression a pour effet d'appliquer radialement vers le centre le bord cylindrique intérieur de la rondelle 11 contre une plage cylindrique en regard comprise par le tube 7. Ici encore, une telle application radiale ferme est rendue possible par le fait que la cartouche se prête facilement à une légère déformation élastique selon les directions radiales. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient un filtre pour liquide dont la constitution, les montages et démontages, et le fonctionnement résultent suffisamment de ce qui précède. Ce filtre présente un certain nombre d'avantages par rapport à ceux antérieurement connus et en particulier les suivants: les cartouches filtrantes amovibles qui équipent ces filtres peuvent être facilement jetées, recyclées ou dégradées vu qu'elles ne comportent aucun composant métallique, leurs montages étanches dans les boîtiers qui les reçoivent n'exigent le recours à aucun joint d'étan- chéité indépendant desdites cartouches. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 Cartouche filtrante pour liquide comprenant un élément filtrant tubulaire ( 9) en papier plissé dont les deux extrémités sont adhérées respectivement sur deux rondelles ( 10,11), caractérisée en ce qu'elle est exempte de toute armature centrale et en ce que ses rondelles ( 10,11) sont constituées en une matière plastique souple dans laquelle sont enrobées les extrémités de l'élément tubulaire ( 9). 2 Cartouche filtrante selon la revendication 1, caractérisée en ce que le plissage du papier est du type "plissé-chevronné". 3 Cartouche filtrante selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisée en ce que le diamètre intérieur de l'une des rondelles ( 10,12) est inférieur au diamètre intérieur de 1 'élément filtrant ( 9). 4 Cartouche filtrante selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisée en ce que chaque rondelle ( 10,11) est venue de moulage avec trois oreilles ( 13) faisant saillie radialement vers l'extérieur et propres à venir en contact avec une portion annulaire de la face intérieure du boîtier ( 1) de réception de la cartouche aux fins de centrage de cette dernière dans ce boîtier. Boîtier de réception d'une cartouche filtrante selon l'une quelconque des précédentes revendications, comprenant une cuve cylindrique ( 1) et un couvercle ( 5), caractérisé en ce qu'il contient, monté axialement sur son couvercle, un tube rigide ( 7) à paroi latérale perforée dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre intérieur de la cartouche ( 8) et qui présente à ses deux extrémités des portées annulaires (T,15) contre lesquelles viennent s'appliquer automatiquement les deux rondelles ( 10,11) de la cartouche, lors de la mise en place du couvercle équipé de la cartouche sur la cuve. 6 Boîtier selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'entre le tube rigide ( 7) et le couvercle ( 5) est interposé un raccord télescopique ( 16-19) sollicitant le tube rigide à s'écarter axialement du couvercle. 7 Boîtier selon l'une quelconque des revendica- tions 5 et 6, caractérisé en ce que l'une des portées ci- dessus est une tranche axiale terminale (T), du tube rigide ( 7), propre à s'appliquer contre un rebord radial ( 12), de l'une des rondelles ( 10) de la cartouche, faisant saillie sur la surface intérieure de cette cartouche. 8 Boîtier selon l'une quelconque des revendica- tions 5 à 7, caractérisé en ce que l'une des portées ci- dessus est une portion annulaire, de la face cylindrique externe du tube rigide ( 7), propre à être entourée jointivement par le bord cylindrique intérieur de l'une des rondelles ( 11). 9 Boîtier selon l'une quelconque des revendica- tions 5 à 8, caractérisé en ce que l'une des portées ci- dessus est une collerette ( 15) prolongeant radialement vers l'extérieur une extrémité du tube rigide ( 7) et contre laquelle vient prendre appui axialement la portion intérieure de la face plane transversale extérieure de l'une des rondelles ( 11).