Brevet FR2914198A1 — publié le 20081003

Ensemble de filtrage comprenant un corps, une tête, une cartouche et des moyens de retenue de la cartouche à la tête et au corps, et cartouche de filtration correspondante. 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 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. Ce type de solution s'applique cependant de façon limitative aux ensembles de filtrage à cuve/couvercle, c'est-à-dire aux ensembles de filtrage dans lesquels la circulation de liquide est organisée par l'intermédiaire de la cuve. Dans de tels ensembles de filtrage, la cuve est reliée à des conduits d'entrée et de sortie de liquide et est, par conséquent, montée fixement sur les conduits. En d'autres termes, le renouvellement de la cartouche de filtration s'opère en retirant le couvercle (qui lui n'est pas couplé à des organes fixes de son environnement autres que la cuve elle-même), celui-ci une fois retiré donnant accès à la cartouche. Selon un autre type de montage des ensembles de filtrage, ceux-ci comprennent un ensemble tête/corps selon lequel c'est la tête (généralement une pièce de fonderie) qui est reliée à des conduits d'entrée et de sortie de liquide, la circulation de liquide étant donc organisée par l'intermédiaire de cette tête. Dans cette configuration, une fois l'ensemble de filtrage monté sur les conduits, la tête est fixe par rapport à son environnement et le renouvellement de la cartouche de filtration s'opère en retirant le corps (par exemple par dévissage de celui-ci par rapport à la tête). Or, pour ce type de configuration, le problème de la manipulation de la cartouche lors du renouvellement de celle-ci se pose également et ce problème ne peut être résolu avec les solutions existantes des ensembles cuve/couvercle . L'invention a notamment pour objectif de pallier cet inconvénient de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer un ensemble de filtrage du type tête/corps 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 fournir un tel ensemble de filtrage qui permette une installation et un retrait rapide et aisé de la cartouche de filtration. L'invention a aussi pour objectif de fournir un tel ensemble de filtrage qui soit simple de conception, facile à mettre en oeuvre et peu coûteux à réaliser. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet un ensemble de filtrage pour liquide circulant dans un moteur ou un équipement hydraulique, du type comprenant un corps surmonté par une tête, 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, caractérisé en ce que ledit flasque supérieur est couplé à ladite tête par des premiers moyens de retenue longitudinale, ladite cartouche comprenant des deuxièmes moyens de retenue longitudinale destinés à coopérer avec ledit corps, lesdits premiers moyens de retenue présentant une résistance en traction longitudinale inférieure à la résistance en traction longitudinale desdits deuxièmes moyens de retenue. On obtient ainsi un ensemble de filtrage permettant à l'opérateur de retirer la cartouche de filtration par l'intermédiaire du corps, sans avoir à se saisir directement de la cartouche. En effet, il suffit à l'opérateur de séparer le corps de la tête : le corps retiré inclut la cartouche et il suffit ensuite, comme cela va être expliqué plus en détails par la suite, de séparer la cartouche du corps par une manipulation simple et rapide, sans qu'il soit nécessaire pour l'opérateur de se saisir de la cartouche. L'étape de retrait du corps avec maintien dans celui-ci de la cartouche s'effectue en toute simplicité pour l'opérateur grâce au principe de l'invention : au moment de la séparation du corps à partir de la tête (on rappelle que la tête reste fixe au cours de toute l'opération de renouvellement de la cartouche), les premiers et deuxièmes moyens de retenue longitudinale de la cartouche sont sollicités, les premiers moyens cédant à la traction exercée par l'opérateur tandis que les deuxièmes moyens maintiennent la retenue de la cartouche. En d'autres termes, en écartant le corps de la tête, la cartouche se sépare de la tête tandis qu'elle est maintenue dans le corps, ceci sans intervention particulière de l'opérateur. Selon une solution avantageuse, lesdits premiers moyens de retenue sont des moyens de clipage. On obtient de cette façon des moyens de retenue dont la résistance à la traction peut être aisément calculée et dimensionnée. De plus, de tels moyens de retenue s'avèrent particulièrement pratiques d'utilisation pour l'opérateur lors de l'installation de la cartouche sur la tête, ceci en permettant une mise en place simple et rapide. Préférentiellement, lesdits deuxièmes moyens de retenue sont portés par ledit flasque inférieur. Comme cela va apparaître plus clairement par la suite, on peut ainsi intégrer au flasque inférieur existant les deuxièmes moyens de retenue, sans modifications majeures de celui-ci et sans engendrer des surcoûts importants de fabrication. Dans ce cas, selon une solution avantageuse, lesdits deuxièmes moyens de retenue comprennent au moins un élément faisant saillie radialement dans le plan dudit flasque inférieur, lesdits moyens de retenue comprenant préférentiellement quatre ergots régulièrement répartis autour dudit flasque, lesdits corps présentant une butée annulaire destinée à coopérer avec lesdits ergots. On obtient ainsi des moyens de retenue qui exercent une résistance répartie sur la périphérie du flasque inférieur, permettant là encore d'être aisément calculés et dimensionnés, ceci en particulier en fonction de la résistance en traction des premiers moyens de retenue. Avantageusement, lesdits ergots présentent une forme de portion de disque. De cette façon, on évite la réalisation d'ergots présentant des angles vifs qui, soumis à des contraintes, sont susceptibles de casser. Au contraire, l'ergot s'élargit au niveau du flasque, conférant une résistance satisfaisante et fiable à la liaison ergots/flasques. Selon un mode de réalisation particulier, lesdits premiers moyens de retenue présentent une résistance en traction comprise entre 30N et 50N, lesdits deuxièmes moyens de retenue présentant une résistance en traction comprise entre 90N et 110N. On obtient ainsi des moyens de retenue permettant : ù d'assurer chacun la retenue de la cartouche de façon fiable ; ù d'assurer l'ordre de séparation des éléments dans le respect du principe de l'invention ; de permettre à chacun une séparation sans effort excessif de la part de l'opérateur. Selon une autre caractéristique, ledit élément cylindrique et ladite cartouche sont solidaires. On réduit ainsi le nombre de manipulations nécessaires au renouvellement d'une cartouche, celle-ci et l'élément cylindrique étant manipulés solidairement. Selon encore une caractéristique avantageuse, ladite butée annulaire est positionnée en hauteur à l'intérieur dudit corps de façon à offrir une course de ladite cartouche entre une position de service et une position intermédiaire d'extraction, un passage ménagé en partie centrale dudit corps étant susceptible d'être libéré le long de ladite course pour permettre un écoulement dudit liquide, ledit corps présentant préférentiellement un fond pourvu d'une valve de vidange. On peut ainsi, préalablement au retrait du corps de l'ensemble de filtrage, vidanger le corps (que ce soit en huile propre ou en huile sale), ce qui permet : de travailler dans des conditions propres pour l'opérateur ; de favoriser le retour de liquide au réservoir correspondant, ce qui évite de devoir gérer (stockage, élimination...) le liquide extrait de l'ensemble de filtrage lors du renouvellement. L'invention concerne également une cartouche de filtration pour ensemble de filtrage d'un liquide circulant dans un moteur ou un équipement hydraulique, ledit ensemble étant du type comprenant un corps surmonté par une tête, et un élément cylindrique destiné à supporter ladite cartouche, ladite cartouche comprenant un medium de filtration délimité par un flasque supérieur et un flasque inférieur, caractérisée en ce qu'elle comprend des premiers moyens de retenue longitudinale destinés à coupler ledit flasque supérieur à ladite tête, et des deuxièmes moyens de retenue longitudinale destinés à coupler ladite cartouche audit corps, lesdits premiers moyens de retenue présentant une résistance en traction longitudinale inférieure à la résistance en traction longitudinale desdits deuxièmes moyens de retenue. 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 annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'un ensemble de filtrage selon l'invention ; la figure 2 est une vue partielle en coupe d'un ensemble de filtrage selon l'invention, au niveau des premiers moyens de retenue ; la figure 3 est une vue partielle en coupe d'un ensemble de filtrage selon l'invention, au niveau des deuxièmes moyens de retenue ; -la figure 4 est une vue partielle en coupe d'un ensemble de filtrage selon l'invention au niveau des premiers moyens de retenue, dans une phase d'extraction de la cartouche ; la figure 5 est une vue partielle en coupe d'un ensemble de filtrage selon l'invention, au niveau des deuxièmes moyens de retenue, dans une phase d'extraction de la cartouche ; - la figure 6 est une vue en perspective d'une cartouche de filtration d'un ensemble de filtrage selon l'invention ; la figure 7 est une vue illustrant l'opération d'extraction de la cartouche de filtration à partir du corps d'un ensemble de filtrage selon l'invention. Tel que mentionné précédemment, le principe de l'invention réside dans le fait de concevoir un ensemble de filtrage du type tête/corps de telle sorte qu'il inclut des moyens de retenue de la cartouche à la tête et au corps prévus de telle sorte que, lors du démontage, les moyens de retenue à la tête cèdent en premier. Un tel ensemble de filtrage est illustré par la figure 1 qui montre : une tête 1 (en l'occurrence une pièce de fonderie) présentant des conduits d'admission et de sortie de liquide et destinée à être montée fixernent sur des conduits correspondants reliés au réservoir de liquide et au moteur (ou à un équipement hydraulique) ; un corps 2, en matière plastique, vissé sur la tête 1 ; une cartouche de filtration 3 comprenant un medium de filtration 33 s'étendant entre un flasque supérieur 31 et un flasque inférieur 32 ; ù un élément cylindrique 4 (ajouré pour permettre le passage d'huile dans l'évidement central 5) formant support de la cartouche 3 dans le corps 2, cet élément 4 étant, selon le présent mode de réalisation, solidaire de la cartouche. Selon le principe de l'invention, le flasque supérieur 31 porte des premiers moyens de retenue 34 permettant de coupler la cartouche à la tête 1, la 15 cartouche comprenant également des deuxièmes moyens de retenue 35 destinés à coopérer avec le corps 2. En référence à la figure 2, les premiers moyens de retenue 34 sont prévus pour coopérer avec la tête au moins longitudinalement, et comprennent plus précisément des moyens de clipage formés par une double couronne s'étendant à 20 partir du flasque supérieur (et perpendiculairement à celui-ci), les extrémités de chaque couronne étant destinées à être engagées dans une gorge annulaire de la tête et à prendre appui sur un rebord inférieur de la tête. Une fois les moyens de retenue 34 enclenchés sur la tête 1, la cartouche est retenue longitudinalement par rapport à la tête, ceci avec une résistance à la 25 traction prédéterminée comprise entre 30N et 50N. En d'autres termes, si une traction supérieure à ladite résistance prédéterminée est exercée sur la cartouche, les moyens de retenue sont prévus pour se désengager de la tête 1, la cartouche 3 étant alors séparée de la tête 1. 10 Parallèlement, les deuxièmes moyens de retenue 35 sont portés, tel que cela apparaît sur la figure 3, par le flasque inférieur 32 et sont destinés à coopérer avec une butée annulaire 21 ménagée sur la paroi intérieure du corps 2. Selon le présent mode de réalisation, les moyens de retenue 35 sont 5 constitués par quatre ergots (figure 4) régulièrement répartis autour du flasque 32 et faisant saillie radialement dans le plan de celui-ci. On note que le corps 2 est préférentiellement une pièce obtenue par moulage d'une matière plastique, la butée annulaire 21 étant obtenue directement à l'issue du moulage et le démoulage s'opérant à force pour dégager 10 longitudinalement l'empreinte de moule correspondante du corps, ceci en faisant plier légèrement la butée 21 (celle-ci présentant à titre indicatif une épaisseur d'environ 0,5 mm. De plus, lorsque les ergots 35 sont au contact de la butée 21, il est prévu que ceux-ci offrent une résistance à la traction supérieure à celle des premiers 15 moyens de retenue 34. En d'autres termes, lorsqu'un opérateur exerce une certaine traction longitudinale sur la cartouche par rapport au corps 2, les ergots 35 et/ou la butée 21 sont prévus pour plier et permettre l'extraction de la cartouche 3 à partir du corps 2. A titre indicatif, les ergots présentent : 20 ù une épaisseur de 2 mm ; une résistance à la traction supérieure à celle des moyens de retenue 34, comprise entre 90N et 110N. On note de plus que, tel qu'illustré par la figure 4, les ergots 35 présentent une forme arrondie et s'étendent à partir du flasque inférieur 32 selon 25 une portion du disque. Par ailleurs, la butée annulaire 21 est positionnée à une hauteur à l'intérieur du corps 2 prévue de telle sorte que, lorsque l'ensemble cle filtrage est en service, le flasque inférieur 32 (et donc les ergots 35) se trouve en dessous de la butée 21. Ainsi, lors du démontage, le flasque 32 parcourt une course c (de l'ordre de 12 mm selon le présent mode de réalisation) avant que les ergots viennent en appui contre la butée 21. De plus, le manchon central 23 (sur lequel vient s'emmancher l'élément cylindrique 4) s'étendant à partir du fond 22 du corps 2 présente une réduction de son diamètre extérieur de telle sorte que, lors d'une translation de la cartouche sur la course c, un passage soit formé (entre le diamètre intérieur de la cartouche 3 et le diamètre extérieur du manchon 23) pour permettre l'écoulement du liquide vers le fond du corps 2. Le liquide recueilli dans le fond du corps 2 peut alors être vidangé à l'aide d'une valve de vidange 6. Le montage et le démontage d'un ensemble de filtration tel que celui qui vient d'être décrit est explicité ci-après. L'installation d'une cartouche de filtration s'effectue de la façon suivante : la cartouche de filtration 3 est introduite longitudinalement dans le corps 2, un effort étant nécessaire pour forcer le passage des ergots 35 sur la butée 21 du corps ; l'engagement longitudinal de la cartouche dans le corps est poursuivi jusqu'à obtenir l'emmanchement de l'élément cylindrique 4 sur le manchon, 23 et la mise en appui du flasque inférieur 32 sur une butée annulaire 24 (figure 3) ; ù le corps 2 intégrant la cartouche est vissé sur la tête 1, cette opération s'accompagnant de l'engagement des premiers moyens de retenue 34 dans la tête 1 (figure 2), le vissage étant poursuivi jusqu'à serrer le corps 2 sur la tête 1. L'extraction de la cartouche s'effectue de la façon suivante : 5 10 15 20 25 30 û le dévissage du corps 2 à partir de la tête 1 est débuté : pendant une première phase du dévissage, la cartouche reste engagée sur la tête ce qui entraîne une translation de la cartouche par rapport au corps 2, ceci sur une distance correspondant à la course c (figure 5) ; le passage de liquide propre (présent dans l'évidement central) est alors autorisé entre le manchon 23 et l'évidement central de la cartouche (tel qu'illustré par les flèches F indiquées sur la figure 5) tandis que le liquide sale (présent entre les parois du corps 2 et le medium 33) s'écoule entre les ergots ; û la valve de vidange 6 est ouverte pour extraire du corps 2 le liquide recueilli au fond de celui-ci ; le dévissage du corps 2 est poursuivi jusqu'à ce que les ergots 35 viennent en appui sur la butée 21, la cartouche et le corps étant alors solidaires en translation, ce qui tend à engendrer une force de traction de la cartouche par rapport à la tête jusqu'à ce que cette force entraîne le désengagement des premiers moyens de retenue 34 à partir des moyens complémentaires 340 de la tête 1 (figure 4) ; le corps 2 et la cartouche sont à ce stade séparés de la tête 1 ; la cartouche est extraite du corps, ceci par exemple en insérant un outil 7 (tel qu'illustré par la figure 5) sous les moyens de retenue 34 de façon à exercer un effet de levier sur la cartouche tout en maintenant le corps, cet effet de levier devant être supérieur à la résistance à la traction des moyens de retenue 35 (ce qui entraîne une légère déformation des ergots et/ou de la butée permettant le passage des ergots sur la butée). REVENDICATIONS 1. Ensemble de filtrage pour liquide circulant dans un moteur ou un équipement hydraulique, du type comprenant un corps (2) surmonté par une tête (1), et un élément cylindrique (4) destiné à supporter une cartouche de filtration (3) comprenant un medium de filtration (33) délimité par un flasque supérieur (31) et un flasque inférieur (32), caractérisé en ce que ledit flasque supérieur (31) est couplé à ladite tête (1) par des premiers moyens de retenue (34) longitudinale, ladite cartouche (3) comprenant des deuxièmes moyens de retenue (35) longitudinale destinés à coopérer avec ledit corps (2), lesdits premiers moyens de retenue présentant une résistance en traction longitudinale inférieure à la résistance en traction longitudinale desdits deuxièmes moyens de retenue (35). 2. Ensemble de filtrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de retenue (34) sont des moyens de clipage. 3. Ensemble de filtrage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits deuxièmes moyens de retenue (35) sont portés par ledit flasque inférieur (32). 4. Ensemble de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits deuxièmes moyens de retenue (35) comprennent au moins un élément faisant saillie radialement dans le plan dudit flasque inférieur (32). 5. Ensemble de filtrage selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits deuxièmes moyens de retenue (35) comprennent quatre ergots régulièrement répartis autour dudit flasque (32), lesdits corps (2) présentant une butée annulaire (21) destinée à coopérer avec lesdits ergots. 6. Ensemble de filtrage selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits ergots présentent une forme de portion de disque. 7. Ensemble de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,' caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de retenue (34) présentent une résistance en traction comprise entre environ 30N et environ 50N, lesdits deuxièmes moyens de retenue (35) présentant une résistance en traction comprise entre environ 90N et environ 110N. 8. Ensemble de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit élément cylindrique (4) et ladite cartouche (3) sont solidaires. 9. Ensemble de filtrage selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que ladite butée annulaire (21) est positionnée en hauteur à l'intérieur dudit corps (2) de façon à offrir une course de ladite cartouche (3) entre une position de service et une position intermédiaire d'extraction, un passage ménagé en partie centrale dudit corps (2) étant susceptible d'être libéré le long de ladite course pour permettre un écoulement dudit liquide. 10. Ensemble de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit corps (2) présente un fond (22) pourvu d'une valve de vidange (6). 11. Cartouche de filtration pour ensemble de filtrage d'un liquide circulant dans un moteur ou un équipement hydraulique, ledit ensemble étant du type comprenant un corps (2) surmonté par une tête (1), et un élément cylindrique (4) destiné à supporter ladite cartouche (3), ladite cartouche comprenant un medium de filtration (33) délimité par un flasque supérieur (31) et un flasque inférieur (32), caractérisée en ce qu'elle comprend des premiers moyens de retenue (34) longitudinale destinés à coupler ledit flasque supérieur (31) à ladite tête (1), et des deuxièmes moyens de retenue (35) longitudinale destinés à coupler ladite cartouche (3) audit corps (2), lesdits premiers moyens de retenue (34) présentant une résistance en traction longitudinale inférieure à la résistance en traction longitudinale desdits deuxièmes moyens de retenue (35).