Brevet FR2822394A1 — publié le 20020927

Ensemble de filtrage pourvu de moyens facilitant le remplacement de la cartouche de filtration. 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 de filtration est classiquement délimité par deux flasques d'extrémité. De telles cartouches de filtration coopèrent généralement avec un tube central, solidaire ou non des flasques, dont le diamètre extérieur avoisine le diamètre intérieur du medium de filtration de façon à limiter les déformations du medium sous l'effet de la pression s'exerçant à l'intérieur de l'ensemble de filtrage. Les flasques inférieurs peuvent se prolonger pour présenter des moyens de mise en place et de maintien de la cartouche dans l'ensemble de filtrage. Alternativement, on connaît des ensembles de filtration mettant en oeuvre un tube support sur lequel est rapportée la cartouche de filtration, le tube étant monté à demeure dans l'ensemble de filtrage. Lorsque la cartouche placée dans la cuve est usagée, c'est-à-dire lorsque l'élément filtrant ne remplit plus son rôle de filtration de façon satisfaisante, on ôte la cartouche usagée de la cuve et on la remplace par une nouvelle cartouche. Lors de ce changement, l'opérateur doit extraire la cartouche de la cuve de l'ensemble de filtrage afin de pouvoir insérer une cartouche neuve dans celle-ci. Selon une approche prévoyant que l'enlèvement du couvercle de l'ensemble de filtrage entraîne l'extraction de la cartouche, une solution classique consiste à intégrer au couvercle un tube support, la cartouche étant maintenue sur le tube support à l'aide d'un joint feutre. La manipulation de ces ensembles de filtrage s'avère peu aisée en pratique. De plus, pour procéder au remplacement de la cartouche, l'opérateur est amené à se saisir à pleine main de la cartouche usagée pour la séparer de la cuve et/ou de son tube support. Outre la sensation désagréable que cela procure, les mains de l'opérateur sont rapidement tachées de façon difficilement réversible, avec des fluides dont l'innocuité ne peut être garantie (en particulier lorsqu'ils contiennent des métaux lourds). Pour faciliter l'extraction des cartouches usagées, diverses solutions ont été proposées. On connaît notamment, selon le document DE-197 16 085, un ensemble de filtrage muni d'un couvercle qui coopère par clipsage avec la cartouche de filtration, de telle sorte que, l'enlèvement du couvercle entraîne l'extraction de la cartouche de filtration. L'opérateur sépare ensuite la cartouche du couvercle à l'aide d'un outil quelconque, fixe sur le couvercle une cartouche neuve et replace l'ensemble sur la cuve. L'avantage de cette solution réside essentiellement dans le fait que, pendant toute son intervention, l'opérateur n'est pas contraint de se saisir directement de la cartouche de filtration et évite donc le contact du liquide. Cette solution présente toutefois plusieurs inconvénients. En premier lieu, la cartouche de filtration présente une structure complexe, intégrant le medium de filtration, les flasques inférieur et supérieur, mais aussi le tube support formant une pièce unique avec le flasque supérieur et les moyens de clipsage coopérant avec le couvercle. L'ensemble s'avère donc coûteux, tant à produire qu'à remplacer. En second lieu, un tel ensemble est remplacé solidairement à chaque renouvellement de cartouche. Comme cela vient d'être indiqué, le nombre de pièces composant cet ensemble et leur masse sont relativement importants. Or, les cartouches usagées sont destinées à être incinérées et la tendance actuelle est de diminuer notablement la proportion de matériau plastique nécessaire à la fabrication de telles cartouches pour en faciliter leur destruction ultérieure. La solution décrite dans le document DE-197 16 085 ne contribue donc pas à aller dans le sens de la tendance actuelle visant à diminuer la production de déchets organiques. L'invention a notamment pour objectif de palier les inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de fournir un ensemble de filtrage qui permet le remplacement de la cartouche de filtration sans contact direct de l'opérateur avec celle-ci. L'invention a également pour objectif de permettre un tel remplacement qui limite la quantité de pièces et/ou de matière à éliminer après renouvellement de la cartouche. Un autre objectif de l'invention est de proposer un tel ensemble de filtrage qui favorise le retour de liquide, lors du changement de la cartouche, vers le réservoir de liquide. L'invention a aussi pour objectif de fournir un tel ensemble qui permette le dégazage de l'élément de filtrage lors du remplissage en liquide de la cuve. Encore un autre objectif de l'invention est de proposer un tel ensemble de filtrage dont les pièces impliquées dans le renouvellement de la cartouche sont sensiblement symétriques de façon à faciliter le montage (pas de sens de montage). Ces différents objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'un ensemble de filtrage pour liquide circulant dans un moteur ou un équipement hydraulique, du type comprenant une cuve, un couvercle et un élément cylindrique destiné à supporter une cartouche de filtration comprenant un medium de filtration délimité par un flasque supérieur et un flasque inférieur. Selon l'invention, ledit élément cylindrique comprend un élément de liaison à pivotement susceptible de coopérer avec ledit couvercle, et ledit couvercle comprend au moins un moyen de retenue dudit flasque supérieur. On obtient ainsi un ensemble de filtrage permettant à l'opérateur de retirer la cartouche par l'intermédiaire du couvercle, sans avoir à se saisir de la cartouche. Contrairement à l'art antérieur, la cartouche et l'élément cylindrique sont séparables à l'aide de la liaison à pivotement comme on le verra par la suite. De cette façon, seule la cartouche est destinée à être remplacée, et donc détruite, limitant ainsi la production de déchets. Selon une solution avantageuse, ledit élément de liaison dudit élément cylindrique forme une rotule et ledit couvercle présente des moyens de coopération avec ladite rotule. Cette caractéristique assure un montage aisé de l'élément cylindrique ainsi que de la cartouche sur le couvercle de l'élément de filtrage. En effet, d'une part, il n'est pas nécessaire de respecter un sens de montage particulier pour associer l'élément cylindrique et le couvercle. D'autre part, la liaison rotule assure la possibilité d'incliner indifféremment l'élément cylindrique par rapport au couvercle pour l'extraction de la cartouche comme cela va être indiqué ciaprès. Selon une solution avantageuse, lesdits moyens de coopération incluent des doigts de retenue délimitant un espace sensiblement cylindrique destiné à recevoir ladite rotule. De cette façon, l'élément cylindrique est couplé au couvercle par un montage légèrement à force au cours duquel la rotule de l'élément cylindrique s'encliquète dans l'espace délimité par les doigts de retenue. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, ledit couvercle comprend des moyens susceptibles de former un levier pour ledit flasque supérieur de façon à dégager celui-ci dudit moyen de retenue compris dans le couvercle. De cette façon, aucun outil n'est nécessaire pour procéder à la séparation de la cartouche du couvercle. L'opération est ainsi notablement simplifiée dans la mesure où il suffit d'incliner l'élément cylindrique et la cartouche par rapport au couvercle en leur faisant prendre appui sur un support quelconque, jusqu'à ce que la cartouche se désengage des moyens de retenue intégrés au couvercle. Avantageusement, ledit moyen de retenue dudit flasque supérieur comprend au moins un ergot d'encliquetage. Préférentiellement, ledit moyen de retenue dudit flasque supérieur comprend au moins deux ergots d'encliquetage. L'opérateur dispose ainsi d'un moyen simple et efficace lui permettant de ressentir clairement, lors du montage, l'engagement de la cartouche dans le couvercle, et, au moment du remplacement de la cartouche, le désengagement de celle-ci. Selon une solution préférentielle, ledit élément cylindrique comprend un évidement central. On obtient ainsi un conduit central à l'intérieur de l'élément cylindrique, ce conduit pouvant être mis en relation ou non avec d'autres conduits (évacuation de liquide filtré, retour au réservoir, dégazage...) selon les fonctions souhaitées. Selon une autre caractéristique, ledit évidement central débouche au travers dudit élément de liaison par un évent, l'autre extrémité dudit évidement central étant susceptible de communiquer avec un conduit ménagé dans ladite cuve pour le retour dudit liquide, et éventuellement du gaz, au réservoir dudit moteur ou dudit équipement hydraulique. Le conduit central de l'élément cylindrique est ainsi utilisé pour une fonction de dégazage de l'ensemble de filtrage, opérant essentiellement au moment du remplissage en liquide de l'ensemble de filtrage. Avantageusement, ledit élément cylindrique comprend des ailettes de centrage susceptibles de coopérer avec ladite cartouche de filtration. Cette caractéristique contribue à faciliter le montage de la cartouche sur le couvercle en relation avec l'élément cylindrique. Bien entendu, d'autres moyens remplissant la même fonction peuvent être envisagés sans sortir du cadre de l'invention. Préférentiellement, ladite cuve comprend un logement destiné à recevoir la base de l'élément cylindrique. Dans ce cas, ledit logement est susceptible de communiquer avec ledit conduit ménagé dans ladite cuve pour le retour dudit liquide, et éventuellement du gaz, au réservoir dudit moteur ou dudit équipement hydraulique. De cette façon, lors de l'extraction de la cartouche de filtration, le logement est libéré de la présence de l'élément cylindrique et le liquide contenu dans la cuve peut s'écouler par l'orifice vers le réservoir de liquide, jusqu'à vidange complète ou quasi complète de la cuve. L'invention concerne également un élément cylindrique comprenant un élément de liaison à pivotement susceptible de coopérer avec ledit couvercle d'un ensemble de filtrage tel que décrit précédemment. Préférentiellement, ledit élément de liaison à pivotement est une rotule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention donné à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins parmi lesquels : - la figure 1 illustre en coupe un ensemble de filtrage à l'état monté selon l'invention ; - les figures 2 à 6 illustrent les différentes étapes de l'opération d'extraction de la cartouche à l'aide de l'ensemble de filtrage selon l'invention - les figures 7 et 8 illustrent selon des vues respectivement de dessous et en perspective d'un couvercle comprenant des moyens de retenue selon l'invention ; - les figures 9 à 11 illustrent selon des vues respectivement de dessous, en perspective et en coupe d'une variante d'un couvercle comprenant des moyens de retenue selon l'invention. En référence à la figure 1, un ensemble de filtrage pour liquide circulant dans un moteur ou un équipement hydraulique comprend une cuve 1 et un couvercle 2 délimitant un volume à l'intérieur duquel est monté un élément cylindrique 3 qui supporte une cartouche de filtration comprenant un medium de filtration 4 délimité par un flasque supérieur 41 et un flasque inférieur 42. La cuve 1 comprend un orifice d'admission 101 de liquide, un orifice 102 d'un conduit de sortie de liquide filtré, un orifice 103 d'un conduit de retour au réservoir de liquide. L'élément cylindrique 3 présente en son extrémité supérieure une rotule 31 formant élément de liaison avec le couvercle 2, celui-ci incluant des moyens de coopération avec la rotule 31 formés par des doigts de retenue 21. Selon le mode de réalisation illustré par les figures 7 et 8, le couvercle 2 intègre six ergots 22 formant moyens de retenue par encliquetage du flasque supérieur 41 de la cartouche de filtration. Le couvercle 2 présente en outre six épaulements 23, chacun intercalé entre deux ergots 22, susceptibles de former une surface contre laquelle le flasque supérieur 41 peut être mis en appui de façon à former un levier au moment de l'extraction de la cartouche comme cela va être expliqué par la suite. Selon une variante illustrée par les figures 9 à 11, le couvercle 2 intègre cinq ergots 22 et cinq épaulements 23. Comme cela apparaît clairement sur les figures 9 et 11, un nombre impair d'ergots et d'épaulements permet d'obtenir une configuration dans laquelle chaque ergot est diamétralement opposé à un épaulement. Pour le montage de la cartouche, l'élément cylindrique 3 est préalablement couplé au couvercle 2 (séparé de la cuve 1) par introduction de la rotule 31 entre les doigts de retenue 21. La cartouche est ensuite emmanchée sur l'élément cylindrique 3, le centrage de la cartouche par rapport à l'élément cylindrique étant assuré par les ailettes de centrage 32. L'emmanchement de la cartouche est poursuivi jusqu'à ce que le flasque supérieur s'encliquète sur le couvercle 2 par l'intermédiaire des ergots 22. L'ensemble ainsi formé est alors mis en place dans la cuve 1, de telle sorte que la base de l'élément cylindrique 3 prenne place dans un logement 104 prévu à cet effet au fond de la cuve 1, la liaison entre l'élément cylindrique 3 et le logement 104 étant rendue étanche à l'aide d'un joint 34. Tel que cela apparaît clairement sur la figure 1, le logement 104 communique avec l'orifice 103 du conduit de retour au réservoir de liquide. De cette façon, lors de l'extraction de la cartouche de filtration, le logement 104 est libéré de la présence de l'élément cylindrique 3 et le liquide contenu dans la cuve 1 peut s'écouler par l'orifice 103 vers le réservoir de liquide, jusqu'à vidange complète ou quasi complète de la cuve. Selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention, un évidement central 33 est ménagé dans l'élément cylindrique 3. Cet évidement central 33 communique avec l'orifice 103 du conduit de retour au réservoir de liquide, tandis qu'il débouche, par son autre extrémité, au travers de la rotule 31 par un évent 311. Ainsi, lors du remplissage en liquide de l'ensemble de filtrage, l'air contenu dans la cuve 1 passe par l'évent 311, puis par l'évidement central 33 pour être redirigé vers le réservoir de liquide. Les dimensions de l'évent 311, de l'ordre de 0,5 mm, permettent de limiter, et de rendre acceptable, la fuite de liquide non filtré qui retourne au réservoir. Les différentes étapes de l'opération d'extraction de la cartouche de filtration vont maintenant être détaillées à l'aide des figures 2 à 6. L'état initial de l'ensemble de filtrage à l'état monté correspond à la figure 2, le couvercle 2 étant solidarisé à la cuve 1, l'élément cylindrique 3 couplé au couvercle et la cartouche, par l'intermédiaire de son flasque supérieur 41, étant maintenue par les ergots 22 sur le couvercle 2. L'ensemble formé par le couvercle 2, l'élément cylindrique 3 et la cartouche de filtration est séparé et désengagé de la cuve 1, tel que représenté à la figure 3. On procède ensuite à une inclinaison de l'élément cylindrique 3 et de la cartouche de filtration par rapport au couvercle 2 (figure 4), jusqu'à dégagement du flasque supérieur 41 de l'ergot 22, en faisant levier contre l'épaulement 23 tel qu'illustré par la figure 5. La cartouche de filtration peut alors être séparée de l'élément cylindrique 3 essentiellement sous l'effet de la gravité. L'opérateur procède à la succession de ces étapes en ne se saisissant que du couvercle, qui constitue une partie généralement relativement propre des ensembles de filtrage. D'autres modes de réalisation basés sur le principe de l'ensemble de filtrage et du procédé d'extraction d'une cartouche de filtration qui viennent d'être décrits sont bien sûr envisageables sans sortir du cadre de l'invention REVENDICATIONS 1-Ensemble de filtrage pour liquide circulant dans un moteur ou un équipement hydraulique, du type comprenant une cuve (1), un couvercle (2) et un élément cylindrique (3) destiné à supporter une cartouche de filtration comprenant un medium de filtration (4) délimité par un flasque supérieur (41) et un flasque inférieur (42), caractérisé en ce que ledit élément cylindrique (3) comprend un élément de liaison (31) à pivotement susceptible de coopérer avec ledit couvercle (2), et en ce que ledit couvercle (2) comprend au moins un moyen de retenue (22) dudit flasque supérieur (41). 2-Ensemble de filtrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément de liaison (31) dudit élément cylindrique (3) forme une rotule et en ce que ledit couvercle (2) présente des moyens de coopération (21) avec ladite rotule. 3-Ensemble de filtrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de coopération (21) incluent des doigts de retenue délimitant un espace sensiblement cylindrique destiné à recevoir ladite rotule. 4-Ensemble de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit couvercle (2) comprend des moyens (23) susceptibles de former un levier pour ledit flasque supérieur (41) de façon à dégager celui-ci dudit moyen de retenue (22) compris dans le couvercle. 5-Ensemble de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit moyen de retenue (22) dudit flasque supérieur (41) comprend au moins un ergot d'encliquetage. 6-Ensemble de filtrage selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit moyen de retenue (22) dudit flasque supérieur (41) comprend au moins deux ergots d'encliquetage. 7-Ensemble de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce ledit élément cylindrique (3) comprend un évidement central (33). 8-Ensemble de filtrage selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit évidement central (33) débouche au travers dudit élément de liaison (31) par un évent (311) et en ce que l'autre extrémité dudit évidement central (33) est susceptible de communiquer avec un conduit (103) ménagé dans ladite cuve (1) pour le retour dudit liquide, et éventuellement du gaz, au réservoir dudit moteur ou dudit équipement hydraulique. 9-Ensemble de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit élément cylindrique (3) comprend des ailettes de centrage (32) susceptibles de coopérer avec ladite cartouche de filtration. 10-Ensemble de filtrage selon le l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite cuve (1) comprend un logement (104) destiné à recevoir la base de l'élément cylindrique (3). 11-Ensemble de filtrage selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit logement (104) est susceptible de communiquer avec ledit conduit (103) ménagé dans ladite cuve (1) pour le retour dudit liquide, et éventuellement du gaz, au réservoir dudit moteur ou dudit équipement hydraulique. 12-Elément cylindrique (3) comprenant un élément de liaison (31) à pivotement susceptible de coopérer avec ledit couvercle (2) d'un ensemble de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11. 13-Elément cylindrique selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit élément de liaison (31) à pivotement est une rotule.