Brevet FR2824750A1 — publié le 20021122

s D OMAINE DE L' INVENTION La présente invention concerne un élément de filtre rond formé d'un milieu filtrant de forme annulaire, regroupé sous la forme d'un cylindre creux et notamment plié en zigzag, de deux disques d'extrémité s en forme de films ainsi que d'un tube de support, intogré dans l'élément de filtre rond et sur lequel s'engage le milieu filtrant, plié. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel élément de filtre. ARRIERE PLAN TECHNOLOGI UE DE L'INVENTION/ETAT DE LA 0 TECHNIgUE Les éléments de filtre ronds avec des disques d'extrémité en film comme terminaison sont connus par exemple selon le document DE 44 28 139. Les disques d'extrémité au niveau des faces frontales de l'élément de filtre sont élastiques et sont formés de films que l'on chauffe lS pour les relier au milieu filtrant. En chanffant, le film se dilate vers le mi lieu filtrant et celui-ci est en partie traversé par le film, ce qui crée l'étanchéité des plis de filtre sur la face frontale. En chauffant, on durcit en même temps la matière du film, ce qui donne une liaison ferme par collage avec la matière de filtre. Selon le document WO 95/19832, on connaît une garniture de filtre placée dans un boîtier ayant une entrée d'air non filtrée et une sortie d'air filtrée. Un tel filtre sert à nettoyer l'air aspiré par un moteur à combustion interne. La garniture de filtre est serrée entre deux surfaces concentriques du boîtier de filtre; le serrage assure en même temps 2s l'étanchéité. Cette étanchéité doit être garantie, même exposée aux se cousses ou aux vibrations. Le document DE 199 30 614 A1 décrit une garniture de fil tre notamment pour le filtre à air d'un moteur à combustion interne. Cette garniture est du papier filtre plié en zigzag (ou en accordéon) regroupé en une enveloppe cylindrique suivant une forme annulaire pour l'élément de filtre. Les faces frontales du milieu filtrant sont coulées dans un disque de fond et un disque de couvercle. Dans le volume cylindrique intérieur de l'élément de flltre, on a un tube de support dont l'extrémité correspondant au côté de sortie présente une zone élastique formée par des fentes axiales ss à l'extrémité du tube. Cette zone élastique donne l'élasticité à l'extrémité du tube de support dans la direction radiale. Comme il est noyé dans le disque formant couvercle, lors de cet assemblage, au montage de l'élément filtrant sur le tube de support, le disque de couvercle s'élargit et conserve une liaison par la forme entre le tube de support et le disque formant cou- vercle. Enfin selon le document DE 198 29 989 A1, on connâît un élément de filtre rond comportant des disques d'extrémité élastiques s comme terminaisons des surfaces frontales d'un milieu filtrant. Un tube de support présente à ses extrémités des zones élastiques formoes par des fentes qui sont en liaison par la forme avec les disques d'extrémité élasti- ques. Cette liaison cède lors du montage des surfaces d'étanchéité sur les supports correspondants dans le boîtier de filtre, de sorte qu'il n'est pas o nécessaire d'avoir une étanchéité supplémentaire. L'intégration du tube de support dans l'élément de filtre facilite le montage dans le boîtier. Les disques d'extrémité en forme de fllms des éléments de filtre connus sont en général collés à plat sur le tube de support. I1 en ré- sulte souvent une mauvaise qualité de collage du fait du procédé de fabri s cation au cours duquel le film est exposé par exemple pendant un temps prolongé à une température élevée (d'environ 220 C) et il n'y a pas de dur- cissement complet. Les disques d'extrémité peuvent gonfler et la liaison collée peut se dissoudre en partie ou s'arracher dans certaines conditions. Cela est un inconvénient en particulier lorsqu'on utilise le flltre comme filtre à carburant. EXPOSE DE L'INVENTION La présente invention a pour but de remédier aux inconvé- nients des solutions de l'état de la technique et de développer un élément de filtre de fabrication économique, assurant une meilleure liaison entre le 2s tube de support et le film de collage. A cet effet, l'invention concerne un élément de filtre rond du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le tube de support comporte au niveau des disques d'extrémité de film, chaque fois un composant an- nulaire en liaison par la forme avec les disques d'extrémité de film et qui est relié à un élément d'étanchéité. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses le compo- sant comporte au moins un bourrelet annulaire périphérique, le compo- sant comporte un prolongement en forme de doigt, les disques d'extrémité de film entourent le prolongement en forme de doigt, le composant com 3s porte une ouverture dans laquelle se place un élément d'étanchéité, l'ouverture comporte au moins une arête intérieure qui va en diminuant en direction du tube de support, le composant est en matière plastique, le composant comporte une rainure annulaire, la rainure annulaire présente une aréte inclince en direction du milieu filtrant, le composant présente une rainure périphérique, le composant présente une surface d'appui qui peut étre reliée à une surface correspondante de l'élément d'étanchéité. L'invention concerne également un procédé de fabrication s d'un tel filtre. Ce procédé est caractérisé par un composant annulaire relié par une liaison de forme avec un disque d'extrémité en film et relié à un élément d'étanchéité annulaire. DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera décrite ci-après de manière plus to détaillée à l'aide de modes de réalisation représentés dans les dessins, dans lesquels: - la figure 1A est une coupe transversale d'un élément de filtre rond se lon l'invention, - la figure 1B est un détail de la figure 1A correspondant à un premier s mode de réalisation de la liaison selon l'invention entre le film collant et le tube de support, - la figure 2 montre un second mode de réalisation de la liaison selon l'invention entre le film collant et le tube de support, - la figure 3 montre un troisième mode de réalisation de la liaison selon l'invention du film collant et du tube de support, - la figure 4 montre un quatrième mode de réalisation de la liaison selon l'invention entre le film collant et le tube de support. DESCRIPTION DETAILLEE DES EXEMPLES DE REALISATION La figure 1A est une coupe d'un élément de filtre rond 2. s Cet élément se compose d'un milieu filtrant 6 plié en zigzag ou accordéon. Au niveau des faces frontales de l'élément de filtre 6, on a un disque de fond 9 et un disque couvercle 10 dans lesquels le milieu filtrant est coulé. Les disques de fond et le disque couvercle sont formés par des ébauches de film avec lesquelles ont met en contact le milieu filtrant 6 plié. La com binaison ainsi obtenue est ensuite chauffée. La matière de film se dilate dans la direction de la face frontale du milieu filtrant 6 pour étre noyée dans la matière du film. Après prise de la matière du film, on obtient les disques d'extrémité de film 8, 10. Le milieu filtrant 6 plié est engagé sur un tube de support 3s 12 intogré dans l'élément de filtre rond 2. Ce tube de support peut étre formé d'une ou de plusieurs parties. Dans le cas d'un montage en plu sieurs parties, ces différentes parties peuvent étre accrochées les unes aux autres par enclipsage. La figure 1B montre un détail de la figure 1A représentant la zone inférieure du tube de support 12 avec le disque de fond 8. Le tube de support 12 porte dans sa zone inférieure, du côté tourné vers l'élément de filtre 6, un composant annulaire 14 dont l'extrémité inférieure ferme la s surface frontale du disque de fond 8. Le composant 14 peut par exemple étre en matière plastique telle qu'une polyamide. Sur le côté du composant 14 tourné vers le milieu filtrant 6, celui-ci comporte un épaulement 16 formant une rainure annulaire 18 au niveau du disque de fond 8. Le côté du disque de fond 8 tourné vers le tube d'appui 12 vient se loger dans o cette rainure annulaire. En dessous de l'épaulement 16, le composant 14 comporte au niveau de la rainure annulaire 18 au moins un, et dans le présent exemple deux bourrelets annulaires périphériques 20 qui viennent en contact avec la matière du film du disque de fond 8. Le fond chauffe la matière de film, celui-ci se dilate en direction du tube de support et après s prise, on a une liaison par la forme entre le disque de fond 8 et le compo- sant 14. Le composant 14 comporte en outre une rainure périphéri- que 22 présentant des arétes latérales 26 allant en diminuant en direction du tube de support, vers la zone supérieure de son ouverture 24 tournée o vers la face frontale du disque de fond 8. La profondeur de la rainure 22 correspond de préférence à la hauteur de la rainure annulaire 18. La rai- nure 22 reçoit un élément d'étanchéité 28 périphérique. L'élément de filtre est rendu étanche dans la direction axiale dans le boitier. C'est pourquoi, le joint dépasse d'environ 4 mm par rapport aux arétes latérales 26. s Lors de la fabrication de l'élément de filtre rond, on prend le tube de support 12 qui, comme déjà indiqué, peut se composer d'une ou plusieurs parties dont le montage est terminé, et on le colle au milieu fil trant 6. Pour cela, la surface de collage doit étre aussi grande que possi ble. Le papier filtre ou le milieu flltrant 6 ne doit pas étre endommagé par le collage. Cela permet de réaliser une étanchéité fiable entre les disques d'extrémité, le milieu filtrant et le tube de support. Ainsi, on réalise une étanchéité fiable notamment pour les applications à des carburants, car de cette manière, on évite le gonflement des disques d' extrémité en forme de films sous l'action de l' agressivité du 3s carburant. Bien que la présente invention ne soit décrite ici que pour la liaison entre le tube de support 12 et le disque de fond 8, il est clair qu'il s existe également une liaison correspondante à celle du disque de fond 8 et du tube de support pour le disque couvercle 10. La liaison perfectionnée, telle que décrite entre le tube de support et les disques d'extrémité en forme de films permet de supprimer s les points d'étanchéité nécessaires jusqu'alors selon l'état de la technique, ce qui est également important lorsque l'élément de flltre est utilisé comme filtre à carburant (l'unité de filtre ou les exigences relatives au filtre pour les carburants sont beaucoup plus strictes que par exemple pour de l'huile) et de plus on simplifie la fabrication de l'élément de filtre rond par o une réduction importante des temps de cycle de fabrication. La figure 2 montre un autre développement avantageux de la liaison selon l'invention. Dans cette réalisation, on a utilisé les mêmes références pour désigner les mêmes composants. Dans ce cas, le composant 14 à l'extrémité inférieure du s tube de support 12 est réalisé pour que son côté tourné vers le milieu fil- trant 6 ne se termine pas par la face frontale du disque de fond 8, mais comporte un prolongement 30 en forme de doigt formé par l'épaulement 16 réalisé sur le côté du composant 14 tourné vers le milieu filtrant 6; ce prolongement 30 se termine juste en dessous de la face frontale du disque de fond 8. L'épaulement 16 est alors plus étroit que dans le mode de réali- sation de la figure 1B, ce qui augmente l'ouverture 24. Dans ce mode de réalisation, seul le côté du composant 14 tourné vers le tube de support 12 présente dans sa zone supérieure tournée vers la face frontale du dis- que de fond 8, une arête latérale 26 qui diminue en direction du tube de support. De cette manière, la matière en forme de film du disque de fond 8 entoure lors de la mise en place sur le milieu filtrant 6, le prolon- gement 30 en forme de doigt en remplissant à la fois le volume situé en dessous de l'épaulement 16 et aussi en partie l'ouverture 24 du compo sant 14. De cette manière, le côté du disque de fond 8 tourné vers le tube de support 12 et l'élément d'étanchéité 28 qui se place dans l'ouverture 24 sont directement liés. Après prise de la matière en forme de film, on a une étanchéité garantie pour le milieu filtrant 6. De plus, la surface d'encollage active est plus grande et on a une liaison par la forme entre le disque 3s d'extrémité et le milieu filtrant 6. Comme déjà indiqué en liaison avec le mode de réalisation de la figure 1B, on a une liaison correspondant à celle du disque de fond 8 et du tube de support pour le disque de couvercle 1O qui se trouve en face. La figure 3 montre un autre mode de réalisation avantageux de l'invention. Comme à la figure 1B, le tube de support 12 comporte éga- lement à sa partie inférieure, sur son côté tourné vers le milieu filtrant 6, s un composant annulaire 14 qui se termine avec son extrémité inférieure au niveau de la face frontale du disque de fond 8. Le composant 14 pré- sente sur son côté tourné vers le milieu filtrant 6, un épaulement 16 for- mant une rainure annulaire 18 dans la zone du disque de fond 8. Toutefois dans cet exemple de réalisation, l'arête 32 de la rainure annu o laire 18 tournée vers la face frontale du disque de fond 8 est inclinée en direction du milieu filtrant 6, de sorte que la rainure annulaire 18 va en diminuant en direction de la face frontale du disque de fond 8. La figure 4 montre un autre développement avantageux de l'invention. i5 Comme dans le mode de réalisation de la figure 2, le com posant annulaire 14 comporte un prolongement 30 en forme de doigt en touré par la matière du film du disque de fond 8. Le composant ne comporte toutefois aucune ouverture dans laquelle peut se placer l'élément d'étanchéité 28. Au contraire, le composant a un côté droit tour o né vers le tube de support 12 et présente une surface d'appui 34 par laquelle il est relié à la surface 36 correspondante de l'élément d'étanchéité 28. Sur son côté opposé au disque de fond 8, le composant 14 comporte un décrochement 38 dans lequel peut pénétrer une pièce à s épaulement 40 de forme correspondante de l'élément d'étanchéité 28; cet élément d'étanchéité 28 nécessite de la place suffisante pour avoir un siège parfait. Suivant les conditions de fabrication, par exemple pour le démoulage de pièces en matière plastique, on peut réunir en partie également plusieurs pièces en un ensemble utilisable tel quel. REVEND I CATI O N S 1 ) Elément de filtre rond (2) formé d'un milieu filtrant (6) de forme annu laire, regroupé sous la forme d'un cylindre creux et notamment plié en zig zag, de deux disques d'extrémité en forme de films (8, 10) ainsi que d'un tube de support (12), intégré dans l'élément de filtre rond et sur lequel s'engage le milieu filtrant (6), plié, caractérisé en ce que le tube de support (12) comporte au niveau des disques d'extrémité de film (8, 10), chaque fois un composant annulaire (14) en liaison par la forme o avec les disques d'extrémité de film (8, 10) et qui est relié à un élément d'étanchéité (28). 2 ) Elément de filtre rond selon la revendication 1, caractérisé en ce que s le composant (14) comporte au moins un bourrelet annulaire périphérique (20). 3 ) Elément de filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composant (14) comporte un prolongement (30) en forme de doigt. 4 ) Elément de filtre selon la revendication 3, caractérisé en ce que les disques d'extrémité de film (8, 10) entourent le prolongement (30) en 2s forme de doigt. ) Elément de filtre selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé en ce que so le composant (14) comporte une ouverture (24) dans laquelle se place un élément d'étanchéité (28). 6 ) Elément de filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que s5 l'ouverture comporte au moins une arête intérieure qui va en diminuant en direction du tube de support (12). 7 ) Elément de filtre selon l'une quelconque des revendications précéden tes, caractérisé en ce que le composant (14) est en matière plastique. 8 ) Elément de filtre selon l'une quelconque des revendications précéden tes, caractérisé en ce que le composant (14) comporte une rainure annulaire (18). 9 ) Elément de flltre selon la revendication 8, caractérisé en ce que la rainure annulaire (18) présente une arête (32) inclinée en direction du milieu filtrant (6). ) Elément de filtre selon l'une quelconque des revendications précé dentes, caractérisé en ce que le composant présente une rainure périphérique (22). 11 ) Elément de filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composant (14) présente une surface d'appui (34) qui peut être reliée à une surface correspondante (36) de l'élément d'étanchéité (28). 12 ) Procédé de fabrication d'un élément de filtre rond selon l'une quel conque des revendications 1 à 11, caractérisé par un composant annulaire (14) relié par une liaison de forme avec un disque