Brevet FR2797197A1 — publié le 20010209

Dispositif de maintien d'un medium filtrant pour liquide circulant dans un moteur ou un équipement hydraulique, cartouche et ensemble de filtrage correspondants. L'invention concerne le domaine de la conception et de la réalisation des ensembles de filtrage utilisés pour filtrer les liquides circulant dans les moteurs ou les équipements hydrauliques. De tels ensembles de filtrage sont constitués par un corps de filtre à l'intérieur duquel est disposée une cartouche de filtrage, qui présente généralement une forme cylindrique et qui inclut un medium de filtration, pouvant par exemple être en papier, en carton ou encore en feutre. Ce medium est délimité par deux flasques d'extrémité. La tendance actuelle est de réaliser de telles cartouches de filtrage en matériaux incinérables. Notamment, en ce qui concerne les flasques, la tendance actuelle est à la réalisation de flasques en matière plastique. On notera que dans de nombreux cas, il est souhaitable de prévoir deux circuits du liquide à filtrer, à savoir un circuit principal et un circuit de dérivation permettant de limiter la perte de charge se produisant lors du filtrage du liquide transitant dans le circuit principal. Toutefois, dans un tel cas de figure, on n'utilise généralement qu'une seule cartouche de filtrage, celle-ci étant alors constituée de deux parties essentielles intégrant deux media de filtration, l'un pour traiter le liquide du circuit principal et l'autre pour filtrer le liquide du circuit de dérivation. Le medium de filtration utilisé pour filtrer le liquide du circuit de dérivation est classiquement constitué par un empilement de disques de papier ou de carton présentant une lumière centrale et pouvant montrer une forme circulaire, hexagonale, octogonale ou autre. (Les termes empilement de disques utilisés dans la présente demande de brevet visent à couvrir toute structure laminaire constituée par la superposition de plusieurs couches de medium filtrant en papier, en carton ou en tout autre matériau équivalent, par exemple en fibres synthétiques ou inorganiques, pouvant présenter une forme géométrique quelconque). Les disques constituant l'empilement en question incluent un ou plusieurs trous et forment une colonne présentant une lumière centrale. Un problème posé par ce type de medium de filtration est constitué par le fait que la hauteur de l'empilement diminue peu à peu dans le temps. En effet, afin d'éviter un parcours radial du fluide à filtrer dans un tel empilement, ce qui diminuerait la qualité de la filtration, il est nécessaire de comprimer ledit empilement de façon à assurer en permanence une bonne cohésion des disques le constituant. A cette fin, les ensembles de filtrage accueillant une telle cartouche à double medium de filtration sont généralement pourvus d'un ressort disposé entre le couvercle et ladite cartouche, permettant de plaquer celle-ci au fond de la cuve et de comprimer l'empilement de disques. Complémentairement à l'utilisation d'un tel ressort, il a été également envisagé de prévoir des bras extérieurs autour de cet empilement coopérant avec un flasque inférieur, lesdits bras étant pourvus de cliquets qui s'engrènent dans le flasque et permettent de maintenir la cohésion des disques lorsque la hauteur de l'empilement diminue sous l'effet de la pression. Une telle technique est décrite dans le brevet américain US 5,665,231. Un tel art antérieur montre cependant de nombreux inconvénients. En premier lieu, on notera que le dispositif décrit est relativement complexe à fabriquer. Par ailleurs, il n'empêche pas, dans certains cas, les disques constituant l'empilement de tourner sur eux-mêmes ce qui contribue à détériorer la qualité de la filtration. Enfin, il nécessite toujours l'utilisation d'un ressort de compression ce qui augmente le coût de fabrication de l'ensemble de filtrage et complexifie le changement de la cartouche. L'objectif principal de la présente invention, est de proposer un dispositif de maintien d'un empilement de disques utilisé dans un filtre de dérivation ne présentant pas les inconvénients de l'état de la technique. Notamment, un objectif de la présente invention est de proposer un tel dispositif de maintien qui puisse permettre de s'affranchir de l'utilisation d'un ressort de compression de la cartouche dans la cuve. Encore un autre objectif de la présente invention est de proposer un tel dispositif de dérivation qui puisse être facilement intégré sur une cartouche à double medium de filtration. Egalement un objectif de la présente invention est de proposer une cartouche équipée d'un tel dispositif de maintien permettant à celle-ci d'être évacuée proprement de la cuve de l'ensemble de filtrage. Encore un objectif de la présente invention est de proposer un tel dispositif de maintien qui permette également de centrer les disques constituant l'empilement et d'indexer ceux-ci. Ces différents objectifs sont atteints grâce à l'invention qui concerne un dispositif de maintien pour medium filtrant constitué par un empilement de disques de filtration présentant une lumière centrale, caractérisé en ce qu'il comprend un premier flasque présentant au moins une ouverture centrale, un deuxième flasque, et au moins un premier élément central ajouré destiné à coopérer avec ladite lumière centrale dudit empilement de disques de filtration, ledit premier élément central étant solidarisé à une de ses extrémités audit deuxième flasque et étant pourvu à son autre extrémité de cliquets destinés à coopérer avec ladite ouverture centrale dudit premier flasque. Par rapport à l'état de la technique, la présente invention propose de prévoir un mécanisme à cliquets non pas à l'extérieur de l'empilement de disques mais à l'intérieur de celui-ci. Une telle caractéristique permet d'assurer une robustesse plus élevée au dispositif de maintien et de ne pas gêner la filtration. On notera que pour permettre le passage du fluide filtré de l'extérieur de l'empilement vers la lumière centrale de celui-ci, l'élément central devra nécessairement être ajouré. On pourra évidemment envisager différentes architectures pour permettre le passage de ce fluide dans la lumière centrale. Selon une variante préférentielle, ce premier élément central présente une première partie de section essentiellement pleine et une deuxième constituée d'une pluralité de pattes pourvues de cliquets. On pourra envisager un nombre de pattes pourvues de cliquets et une forme de première partie pouvant varier selon la forme de la lumière centrale de l'empilement de disques. En effet, selon les modes de réalisation, cette lumière centrale pourra présenter une forme variable (circulaire, longue, hexagonale, octogonale, etc). Préférentiellement, ledit premier flasque présente autant d'ouvertures centrales que ledit premier élément central présente de pattes pourvues de cliquets, chaque patte coopérant avec une desdites ouvertures centrales. Selon un mode de réalisation intéressant de l'invention, la deuxième partie du premier élément central sera constituée de quatre pattes pourvues de cliquets. Egalement selon un mode de réalisation intéressant de l'invention, la première partie de cet élément central présentera une section non circulaire de façon à coopérer avec un empilement de disques dont la lumière centrale ne sera pas circulaire. De cette façon, il sera possible d'indexer facilement le centrage de l'empilement de disques autour de l'élément central. Egalement selon une variante préférentielle, l'élément central est formé monobloc avec le deuxième flasque. Une telle caractéristique permet de diminuer les coûts de fabrication du dispositif de maintien selon l'invention. Selon l'invention décrite ci-dessus, le dispositif de maintien pourra donc être constitué de deux flasques et d'un élément central à cliquets. Lors de l'utilisation d'un tel dispositif, l'empilement de disques sera enfilé sur l'élément central et bloqué entre les deux flasques, en faisant coopérer les cliquets de cet élément central avec les ouvertures du premier flasque. Au fur et à mesure du fluage du medium de filtration se traduisant par une diminution de la hauteur de l'empilement de disques, le deuxième flasque se rapproche du premier flasque sous l'effet de la pression du fluide à filtrer et/ou éventuellement d'un ressort positionné dans l'ensemble de filtrage pour plaquer la cartouche dans la cuve, le rapprochement du deuxième flasque vers le premier flasque se traduisant par la coopération des cliquets avec les ouvertures de ce premier flasque. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le dispositif de maintien selon celle-ci ne comprend pas deux flasques, à savoir un flasque fixe et un flasque mobile mais trois flasques à savoir un premier flasque fixe un deuxième flasque intermédiaire mobile et un troisième flasque fixe. Dans ce cas, on concevera le premier élément central préférentiellement creux et le dispositif comprendra un troisième flasque et un deuxième élément central solidarisé par une de ses extrémités audit premier flasque et par l'autre de ses extrémités audit troisième flasque, ledit deuxième élément central étant de section inférieure audit premier élément central et coulissant dans celui-ci. Dans ce cas, un joint sera disposé entre le premier élément central et ledit deuxième élément central pour empêcher la fuite de liquide filtré. Selon un mode de réalisation préférentiel, le deuxième élément central sera formé monobloc avec le troisième flasque. Les cliquets décrits ci-dessus répartis sur le premier élément central seront par ailleurs avantageusement prévus sur une hauteur h correspondant environ 10 à 20% de la hauteur initiale H de l'empilement de disques de filtration. L'invention concerne également toute cartouche de filtrage caractérisée en ce qu'elle présente un medium filtrant constitué par un empilement de disques de filtration présentant une lumière centrale et d'un dispositif de maintien tel que décrit ci-dessus, ledit premier élément central de celui-ci s'étendant dans ladite lumière centrale dudit empilement. Préférentiellement, une telle cartouche intègre un deuxième medium filtrant délimité par un flasque supérieur et un flasque inférieur, ledit flasque supérieur étant constitué par ledit premier flasque dudit dispositif de maintien. Enfin, l'invention concerne également tout ensemble de filtrage comprenant un corps de filtre constitué d'une cuve et d'un couvercle, et une cartouche telle que décrite ci-dessus, ladite cartouche étant conçue jetable après usage, caractérisé en ce que ledit couvercle présente un rebord périphérique interne conçu pour coopérer avec un flasque de ladite cartouche de façon à entraîner ladite cartouche lors du retrait du couvercle de la cuve. Préférentiellement ledit ensemble de filtrage, ne comprend pas de ressort pour plaquer la cartouche dans la cuve et comprimer l'empilement de disques. L'invention, ainsi que les différents avantages qu'elle présente seront plus facilement compris grâce à la description qui va suivre d'un mode préférentiel de réalisation de celle-ci, donné en référence aux figures, dans lesquelles - la figure 1 représente une vue en coupe d'un ensemble de filtrage intégrant une cartouche de filtrage pourvue d'un dispositif de maintien d'un empilement de disques de filtration selon la présente invention ; - la figure 2 représente une vue en perspective de l'ensemble constitué par le deuxième flasque et le premier élément central du dispositif de maintien montré sur la cartouche représentée à la figure 1 ; - la figure 3 représente une vue en coupe transversale du premier élément central ; - la figure 4 représente une vue en perspective du premier et du deuxième flasques ainsi que du deuxième élément central du dispositif de maintien intégré à la cartouche de filtration représenté à la figure 1. En référence à la figure 1, un ensemble de filtrage d'un liquide provenant d'un bloc moteur est représenté en coupe longitudinale. Cet ensemble de filtrage inclut un corps de filtre 12 constitué d'une cuve 13 sur laquelle est vissé un couvercle 14. Ce corps de filtre 12 accueille une cartouche 15 intégrant deux media de filtration et permettant le filtrage d'un circuit principal de liquide à filtrer et le filtrage d'un circuit de dérivation de celui-ci. Plus précisément, cette cartouche 15 présente deux parties - à savoir une partie supérieure intégrant un empilement 1 de disques de filtration en carton, ledit empilement 1 présentant une hauteur initiale H , ledit empilement 1 étant maintenu par un dispositif de maintien selon la présente invention qui sera décrit ci-après plus en détail ; et - une partie inférieure présentant un medium filtrant 10 constitué par un papier plissé en accordéon disposé autour d'un tube central 17 ajouré en matière plastique et délimité par un flasque inférieur 11 également en matière plastique. Une telle cartouche est constituée de matériaux incinérables. La cartouche 15 est calée dans la cuve 13 sur un orifice d'évacuation 18 du liquide filtré. Un joint à quatre lobes 19 est utilisé pour assurer l'étanchéité entre le liquide non filtré et l'orifice 18. Conformément à la présente invention, le dispositif de maintien de l'empilement 1 de disques comprend un premier flasque 2 pourvu d'ouvertures 3 (également visibles sur la figure 3), un second flasque 4 prolongé par un élément central monobloc 5 ajouré dont l'extrémité est pourvue de cliquets 6 coopérant avec les ouvertures 3 du premier flasque 2. Le dispositif de maintien de l'empilement 1 de disques présente également un troisième flasque 7 prolongé par un deuxième élément central 8 formé monobloc avec celui-ci dont l'extrémité est solidarisée par des moyens adéquats 20 au premier flasque 2. On notera que ce troisième flasque 7 est conçu pour coopérer avec un rebord périphérique interne 16 prévu dans le couvercle 14 de l'ensemble de filtrage représenté. De cette façon, lorsque le couvercle 14 est dévissé et retiré de la cuve 13, ce retrait entraîne la cartouche 15, ce qui permet de la retirer proprement de celle-ci, c'est-à-dire sans avoir à la toucher directement La cartouche peut ensuite être désolidarisée facilement du couvercle et incinérée. Comme on peut le voir plus précisément sur la figure 2, l'élément central 5 pourvu de cliquets 6 prolongeant le flasque 4 présente deux parties, à savoir - une première partie 5a de section pleine présentant une section non circulaire pourvue de nervures 5d (également visibles sur le figure 3) permettant de centrer l'empilement 1 de disques et d'indexer ce centrage ; - une deuxième partie 5b constituée de quatre pattes 5c pourvues de cliquets 6. Sur la figure 4, on peut voir le troisième flasque 7 prolongé par le deuxième élément central 8 pourvu d'une gorge 9a permettant de positionner un joint 9 (voir figure 1). L'ensemble monobloc constitué par le troisième flasque 7 et le deuxième élément central est représenté avec le flasque 2 auquel il est fixé et qui constitue le flasque supérieur délimitant le deuxième medium de filtration 10 dédié à la filtration du circuit principal du liquide à filtrer. L'ensemble constitué à la figure 3 est destiné à être associé à l'ensemble représenté à la figure 2 dans la position montrée à la figure 1. Au cours du fonctionnement de l'ensemble de filtrage, la hauteur H de l'empilement 1 de disques diminue peu à peu. Sous l'effet de la pression du liquide à filtrer, l'ensemble constitué par le flasque mobile 4 et le premier élément central 5 s'enfonce dans le premier flasque 2, les cliquets 6 empêchant l'éloignement ultérieur du flasque 4 du flasque 2. On notera que les cliquets 6 sont répartis sur une hauteur h représentant environ 15% de la hauteur H initiale de l'empilement 1 de disques de filtration. De cette façon, le dispositif de maintien peut assurer la compression de cet empilement selon toute la durée de vie de la cartouche 15. Quand on remonte le flasque 7 en manoeuvrant le couvercle, on remonte le flasque 2 qui lui est fixé et donc l'ensemble de la cartouche, et ce, quelle que soit la compression du medium 6 et la position du flasque mobile 4. On notera aussi que grâce à l'architecture du dispositif de maintien représenté à la figure 1, il n'est plus nécessaire d'avoir recours à un ressort entre le couvercle et la cartouche pour plaquer celle-ci au fond de la cuve, ce qui représente un avantage important par rapport à l'art antérieur. REVENDICATIONS 1. Dispositif de maintien pour medium filtrant constitué par un empilement (1) de disques de filtration présentant une lumière centrale, caractérisé en ce qu'il comprend un premier flasque (2) présentant au moins une ouverture centrale (3), un deuxième flasque (4), et au moins un premier élément central (5) ajouré destiné à coopérer avec ladite lumière centrale dudit empilement (1) de disques de filtration, ledit premier élément central (5) étant solidarisé à une de ses extrémités audit deuxième flasque (4) et étant pourvu à son autre extrémité de cliquets (6) destinés à coopérer avec ladite ouverture centrale (6) dudit premier flasque (2). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit premier élément central (5) présente une première partie (5a) de section essentiellement pleine et une deuxième partie (5b) constituée d'une pluralité de pattes (5c) pourvues de cliquets (6). 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite deuxième partie (5b) dudit premier élément central (5) est constituée de quatre pattes (5c) pourvues de cliquets (6). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce que ladite première partie (5a) dudit premier élément central (5) présente une section non circulaire. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que ledit premier flasque (2) présente autant d'ouvertures centrales (3) que ledit premier élément central (5) présente de pattes (5c) pourvues de cliquets (6), chaque patte (5c) coopérant avec une desdites ouvertures centrales (3). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que ledit élément central (5) est formé monobloc avec ledit deuxième flasque (4). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que ledit premier élément central (5) est creux. 8. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'il comprend un troisième flasque (7) et un deuxième élément central (8) solidarisé par une de ses extrémités audit premier flasque (2) et par l'autre de ses extrémités audit troisième flasque (7), ledit deuxième élément central (8) étant de section inférieure audit premier élément central (5) et coulissant dans celui-ci. 9. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'il comprend au moins un joint (9) disposé entre ledit premier élément central (5) et ledit deuxième élément central (8). 10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9 caractérisé en ce que ledit deuxième élément central (8) est formé monobloc avec ledit troisième flasque (7). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que lesdits cliquets (6) sont répartis sur ledit premier élément central sur une hauteur "h" correspondant à environ 10 % à 20 % de la hauteur initiale "H" dudit empilement (1) de disques de filtration. 12. Cartouche de filtrage caractérisée en ce qu'elle présente un medium filtrant constitué par un empilement (1) de disques de filtration montrant une lumière centrale et d'un dispositif de maintien selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, ledit premier élément central (5) s'étendant dans ladite lumière centrale dudit empilement (1 ). 13. Cartouche (15) selon la revendication 12 caractérisée en ce qu'elle intègre un deuxième medium filtrant (10) délimité par un flasque supérieur et un flasque inférieure (11) , ledit flasque supérieur étant constitué par ledit premier flasque (2) dudit dispositif de maintien. 14. Ensemble de filtrage comprenant un corps de filtre (12)constitué d'une cuve (13) et d'un couvercle (14), et une cartouche de filtrage (15) selon l'une des revendications 12 ou 13, ladite cartouche (15) étant conçue jetable après usage, caractérisé en ce que ledit couvercle (14) présente un rebord périphérique interne (16) conçu pour coopérer avec un flasque (7) de ladite cartouche (15) de façon â entraîner ladite cartouche lors du retrait du couvercle (14) de la cuve (13). 15. Ensemble de filtrage selon la revendication 14 caractérisé en ce qu'il ne comprend pas de ressort de placage de la cartouche dans la cuve.