Brevet FR2936716A1 — publié le 20100409

Domaine de l'invention La présente invention concerne une installation de filtre notamment pour filtrer un liquide de moteur à combustion comportant : - un élément filtrant placé dans un boîtier de filtre, - un couvercle comprenant une plaque de couverture appliquée sur une face frontale de l'élément filtrant et un manchon de passage. Etat de la technique Le document DE 20 2005 007 869 U 1 décrit une installation de filtre utilisée pour filtrer un liquide tel que de l'huile ou du carburant d'un véhicule automobile. L'installation de filtre se compose d'un boîtier de filtre en forme de pot, recevant un élément filtrant de forme annulaire. Les faces frontales axialement opposées de cet élément filtrant sont fermées chacune par une plaque ou disque de couverture. Le côté radial extérieur de l'élément filtrant constitue le côté � non filtré � (c'est-à-dire celui du liquide non filtré) et le côté intérieur constitue le côté filtré (c'est-à-dire celui du liquide filtré) par lequel le liquide filtré est évacué axialement hors de l'installation de filtre. Le côté frontal de l'élément filtrant tourné vers le côté ouvert du boîtier de filtre est fermé de manière étanche par une plaque de couverture faisant corps avec un manchon de passage central qui pénètre dans le volume intérieur de l'élément filtrant et formant le côté filtré. Le liquide filtré est évacué à partir de son volume intérieur. Un disque de couverture fait corps avec le disque de couverture et avec le manchon de passage. Ce disque de couverture est installé à distance de la plaque de couverture appliquée directement sur le côté frontal de l'élément filtrant. Des clapets anti-retour équipent le disque de couverture. Le liquide à nettoyer arrive dans le volume entre le disque de couverture et la plaque de couverture à travers ces clapets antiretour et le liquide non filtré alimente le côté non filtré de l'élément filtrant à partir de ce volume. La plaque de couverture, le manchon de passage et le disque de couverture sont en une seule pièce en matière plastique. But de l'invention La présente invention pour but de développer une installation de filtre de construction simple, de montage facile tout en 2 assurant une grande étanchéité entre le côté filtré et le côté non filtré de l'élément filtrant. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne une installation de filtre du type défini ci-dessus caractérisée en ce que le couvercle comporte un manchon de support, entourant coaxialement le manchon de passage, faisant corps avec le couvercle et sa face frontale axiale constitue une surface d'appui pour un disque de couverture qui ferme le côté frontal de l'installation de filtre, le couvercle formant une chambre à liquide délimitée par le côté du disque de couverture axialement à l'opposé de l'élément filtrant ainsi que par le côté du manchon de support radialement à l'opposé du manchon de passage. L'installation de filtre selon l'invention telle que définie ci- dessus est notamment destinée à filtrer des liquides de moteurs à combustion, par exemple filtrer l'huile ou le carburant. Cette installation comporte un boîtier de filtre équipé d'un élément filtrant. Une face frontale de l'élément filtrant est fermée par une plaque de couverture qui fait partie du couvercle auquel est en outre associé un manchon de passage. La plaque de couverture peut être soudée à l'élément filtrant par exemple par soudage par infrarouge ou être collé à celui-ci. Cela permet d'assurer l'étanchéité du côté frontal. Le boîtier de filtre est en général de forme cylindrique circulaire ou sensiblement cylindrique, en forme de pot cylindrique. L'élément filtrant placé dans le boîtier de filtre est de préférence de forme annulaire. Cet élément est traversé radialement par le fluide. De manière avantageuse le côté radial extérieur est le côté � non filtré � et le côté radial intérieur est le côté � filtré �. Le manchon de passage faisant partie du couvercle sert à évacuer axialement le liquide filtré du volume intérieur de l'élément filtrant. En plus de la plaque de couverture et du manchon de passage, le couvercle comporte un manchon de support entourant coaxialement le manchon de passage, à une distance radiale plus importante de façon à former un volume annulaire entre le manchon de passage et le manchon de support. Le manchon de support est 3 également en une seule pièce avec le couvercle de préférence sous la forme d'une pièce en matière plastique injectée. La face frontale axiale libre du manchon de support constitue une surface d'appui pour le disque de couverture fermant le côté frontal de l'installation de filtre. Ce disque est réalisé sous la forme d'un composant séparé. Le couvercle forme une chambre du liquide. La chambre de la plaque est délimitée par le côté axialement opposé du disque de couverture par rapport à l'élément filtrant ainsi que par le côté de l'élément d'appui non tourné radialement vers le manchon de passage. Une installation de filtre ayant de telles caractéristiques offre de nombreux avantages. Elle est simple à fabriquer comme pièce en matière plastique injectée et le couvercle porte le manchon de support qui assure une fonction d'appui pour le disque de couverture. Ce mode de réalisation est plus simple à fabriquer que les modes de réalisation de l'état de la technique car la plaque de couverture réalise uniquement au niveau d'une face frontale, une délimitation axiale du couvercle alors que la face axiale frontale du manchon de passage et celle du manchon de support sont librement accessibles. La même remarque s'applique à la chambre à liquide délimitée axialement par la plaque de couverture et radialement par le manchon de support. Le côté du disque non tourné vers la plaque de couverture est en revanche ouvert vers la chambre à liquide lorsque le couvercle n'est pas monté, ce qui simplifie considérablement la fabrication par injection. A l'état monté, pour avoir une bonne étanchéité on applique un disque de couverture sur la face frontale libre du couvercle ; ce disque en général parallèle à la surface du couvercle délimite directement la face frontale de l'élément filtrant. Le disque de couverture constitue la seconde limite axiale ou frontale de la chambre à liquide entre le couvercle et le disque de couverture. Le disque de couverture est appuyé sur des appuis qui le tiennent dans la direction axiale. Ainsi de façon analogue à l'état de la technique, on obtient de cette manière un couvercle appliqué sur la face frontale de l'élément filtrant et ayant deux disques parallèles délimitant entre eux 4 une chambre à liquide dans laquelle arrive le liquide non filtré pour arriver sur le côté non filtré de l'élément filtrant. Toutefois, comme toutefois le disque de couverture est un composant distinct du couvercle, sa fabrication est plus simple. Le montage de l'installation de filtre pourra ainsi se faire avec moins d'étapes de montage car il suffit de placer le disque de couverture sur la face frontale du manchon d'appui faisant partie du couvercle. Selon un développement avantageux, le manchon de passage a une plus grande extension axiale que le manchon d'appui entourant radialement le manchon de passage. Cela permet de prévoir une ouverture centrale dans le disque de couverture qui correspond à l'ouverture du manchon de passage et sa face radiale intérieure est adjacente à la surface enveloppe cylindrique du manchon de passage. En même temps le disque de couverture s'appuie par sa face frontale axiale tournée vers l'élément filtrant contre la face frontale du manchon d'appui. La différence de longueur axiale entre le manchon de passage et le manchon d'appui est ainsi occupée par le disque de couverture. Le disque de couverture comporte au moins une ouverture vers la chambre à liquide et de préférence il y a plusieurs telles ouvertures réparties de manière périphérique dans le disque de couverture. Les ouvertures allègent le disque de couverture. Pour une fermeture étanche, il est prévu avantageusement une membrane anti-retour sur la face du disque de couverture tournée vers l'élément filtrant ; cette membrane anti-retour évite que le liquide non filtré arrivant dans la chambre de liquide ne puisse sortir de nouveau par les ouvertures du disque de couverture. Le blocage par serrage entre le manchon de support et le disque de couverture constitue une solution simple et efficace pour monter la membrane anti-retour et la tenir de façon garantie dans cette position de montage. Cela permet d'éviter des installations de fixation supplémentaires. Le disque de couverture est muni de préférence d'au moins une ouverture réalisée dans le couvercle par laquelle la chambre à liquide réalisée dans le couvercle communique avec le côté non filtré de l'élément filtrant. Cette ouverture permet au liquide non filtré de la chambre à liquide de passer sur le côté non filtré ou côté d'entrée de l'élément filtrant. L'ouverture se trouve de préférence dans la zone radialement extérieure du disque de couverture et la section de l'ouverture, sur le côté tourné vers l'élément filtrant, est délimité par 5 l'arête extérieure du disque de couverture et par l'arête frontale de la paroi extérieure du couvercle. Pour agrandir la section de passage à cet endroit, il peut être intéressant de munir l'arête extérieure du disque de couverture et/ ou l'arête frontale de la paroi extérieure, d'un congé consistant à donner une forme en biais aux arêtes correspondantes ou io à les arrondir. Selon une réalisation préférentielle, le volume annulaire entre le manchon de passage situé radialement à l'intérieur et le manchon de support situé plus à l'extérieur dans la direction radiale, formé dans le couvercle, peut servir selon une réalisation préférentielle 15 à recevoir un segment du disque de couverture qui en position installée, vient au moins en partie en saillie dans ce volume annulaire. On réalise ainsi une meilleure étanchéité entre le côté filtré et le côté non filtré. Selon un autre développement avantageux, le couvercle comporte plusieurs nervures de support reliées au disque de couverture 20 et dirigées dans la direction radiale, ces nervures subdivisant la chambre à liquide en différents segments. La surface frontale des nervures de support convient pour servir d'appui de façon analogue à la bague d'appui, en particulier pour la membrane anti-retour ; le cas échéant, il peut également s'agir d'un appui pour le disque de 25 couverture. Les nervures de support sont avantageusement décroissantes radialement de l'intérieur vers l'extérieur dans leur extension axiale et ainsi dans la zone du manchon d'appui, à l'endroit où les nervures le rejoignent, elles présentent leur plus grande extension axiale, qui est de préférence égale à celle du manchon de 30 support. De façon avantageuse les nervures de support ont une face frontale concave. Le couvercle peut être soudé au boîtier de filtre par exemple par soudage par laser, infrarouge, ultra-sons, soudage au 35 miroir ou soudage par friction ; il peut également être collé. Selon une 6 variante le couvercle et le boîtier de filtre sont réunis mécaniquement, par exemple par des moyens d'enclipsage, de vissage ou par une liaison de type baïonnette et éventuellement avec un joint supplémentaire. Il peut en outre être avantageux de former des nervures sur le côté extérieur du boîtier de filtre, pour qu'elles dépassent de la surface enveloppe du boîtier de filtre par exemple d'une distance de l'ordre de 1/2 mm jusqu'à 1 mm et s'étendent notamment dans la direction axiale. Plusieurs telles nervures peuvent être prévues à la périphérie du boîtier de filtre par exemple on peut prévoir 15 telles nervures. Ces nervures facilitent la préhension du boîtier de filtre en forme de pot ; de plus elles facilitent le montage en ce qu'elles peuvent être adaptées à une installation d'aide au montage. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une coupe d'une installation de filtre à liquide de moteur à combustion, ayant un boîtier de filtre en forme de pot logeant un élément filtrant de forme annulaire dont la face frontale est munie d'un couvercle formé d'un disque de couverture, d'un manchon de passage situé à l'intérieur et d'un manchon de support qui l'entoure, - la figure 2 montre une vue en coupe partielle en perspective de l'installation de filtre de la figure 1, - la figure 3 montre en vue en coupe en perspective de l'élément filtrant avec le disque de couverture et les parties du couvercle, - la figure 4 est une vue de détail en perspective de l'ossature d'appui à insérer dans l'élément filtrant, - la figure 5 est une vue en coupe du couvercle appliqué sur la face frontale de l'élément filtrant y compris du disque de couverture relié au couvercle, la membrane anti-retour étant pincée entre le couvercle et le disque de couverture, - la figure 6 est une vue en perspective de l'objet de la figure 5, - la figure 7 est une vue en perspective du couvercle.35 7 Description de modes de réalisation de l'invention Dans les différentes figures on utilisera les mêmes références pour désigner les mêmes éléments. Selon les figures 1 et 2, l'installation de filtre 1 se compose d'un boîtier de filtre 2, sensiblement cylindrique, en forme de pot, recevant un élément filtrant 3 de forme annulaire. Le côté radial extérieur de l'élément filtrant 3 correspond au côté � non filtré � ou coté d'entrée du filtre ; le côté radialement intérieur du filtre constitue le côté � filtré � ou côté de sortie du filtre. Ainsi l'élément filtrant 3 est traversé de l'extérieur vers l'intérieur par le liquide à nettoyer, en particulier de l'huile ou du carburant d'un moteur à combustion. Les faces frontales de l'élément filtrant 3 sont rendues étanches au liquide par une plaque de couverture inférieure 5 et une plaque de couverture supérieure 7 ; la plaque de couverture supérieure 7 fait partie du couvercle 6 ; ce dernier comporte en outre un manchon de passage 8, un manchon de support 9 et une paroi extérieure 10 globalement une seule pièce, en matière plastique, de préférence fabriquée par injection. Le manchon de passage 8 a une chambre de passage axial qui pénètre dans le volume axial intérieur de l'élément filtrant 3 et permet de dévier axialement le liquide à filtrer. La paroi extérieure 10 se trouve dans la zone radiale extérieure du couvercle 6 ; la fixation à la paroi intérieure du boîtier de filtre 2 se fait par la paroi extérieure 10 en particulier par soudage, de préférence par un soudage par laser. Sur la paroi extérieure 10 à proximité de la face frontale, un bord en saillie 11 vers l'extérieur, s'appuie contre la face frontale du boîtier de filtre. Le soudage se fait par l'intermédiaire de deux anneaux de soudage, le premier étant entre la paroi extérieure 10 et la paroi intérieure du boîtier de filtre, axialement sensiblement à la hauteur du disque de couverture 7 et le second anneau étant dans l'axe sensiblement à la hauteur de la partie en saillie 11. Le manchon de support 9 entoure concentriquement le manchon de passage 8 situé à l'intérieur ; le manchon 9 se trouve à distance radiale du manchon de passage 8 en formant ainsi un volume annulaire périphérique 12 entre la paroi extérieure du manchon de passage 8 et la paroi intérieure du manchon de support 9. La paroi 8 extérieure du manchon de support 9, la face frontale en regard de la plaque de couverture 7 et le côté radial intérieur de la paroi extérieure 10 délimitent sur trois côtés, une chambre à liquide 13 dans laquelle arrive le liquide non filtré avant d'être nettoyé. La chambre à liquide 13 est reliée par des passages 14 au côté non filtré de l'élément filtrant 3 situé radialement à l'extérieur. Le passage 14 débouche dans une chambre annulaire comprise entre le côté radial extérieur de l'élément filtrant et la paroi intérieure de boîtier de filtre ; le liquide non filtré traverse le passage 14, axialement à partir de la chambre à liquide 13 pour arriver dans la chambre annulaire et de là il sort en traversant radialement l'élément filtrant 3. Le passage 14 est délimité radialement vers l'intérieur par l'arête extérieure de la plaque de couverture 7 et radialement vers l'extérieur, le passage est délimité par l'arête inférieure de la paroi extérieure 10. Pour avoir une section libre maximale pour le passage 14, les arêtes qui le délimitent sur la plaque de couverture 7 et la paroi extérieure 10 ont chacune un congé arrondi ou en biais. La plaque de couverture inférieure 5 possède au niveau de la cavité centrale intérieure de l'élément filtrant 3, un bossage en forme de pot qui pénètre dans la cavité centrale de l'élément filtrant. Cette réalisation en forme de pot comporte des passages fermés sur le côté extérieur entre l'ossature 4 et la réalisation en forme de pot par un clapet de trop-plein 15 réalisé sous la forme d'un tube. Au cas où la pression sur le côté non filtré dépasse une pression limite, la soupape de trop-plein 15 en forme de tube, s'élargit et libère directement le passage entre le côté filtré et le côté non filtré. L'ossature 4 évite que la soupape de trop-plein 15 de forme tubulaire ne se déplace à l'intérieur de l'élément filtrant à partir du bossage en forme de trop-plein en cas de surpression. Un disque de couverture 16 appliqué sur le couvercle 6, axialement en regard de la plaque de couverture 7, est une pièce séparée qui, à l'état monté, s'applique contre la face frontale du manchon de support 9. Une membrane anti-retour est pincée entre le disque de couverture 16 et le manchon d'appui 9. Cette membrane peut toutefois être fixée d'une autre manière ; par exemple elle peut être 9 emmanchée sur le manchon de support 9. Un segment radialement intérieur du disque de couverture 16 vient dans la chambre annulaire 12 entre le manchon de passage 8 et le manchon de support 9. Le disque de couverture 16 a une ouverture centrale correspondant à la cavité du manchon de passage 8 ; le côté radial intérieur du disque de couverture 16 s'applique contre la surface enveloppe cylindrique du manchon de passage 8. Le manchon de passage 8 a une extension axiale en direction de la face frontale libre du boîtier de filtre, qui est légèrement io supérieure à celle du manchon de support 9. Cette différence de longueur axiale est occupée par le disque de couverture 16 s'appliquant contre la face frontale du manchon de support 9 et radialement le disque rejoint la paroi extérieure du manchon de passage 8. Le côté du manchon de passage 8 à l'opposé de la face 15 frontale libre du boîtier de filtre comporte un bord axial en saillie par lequel le manchon de passage 8 vient dans le volume intérieur de l'élément filtrant. Au niveau de son bord radial extérieur, le disque de couverture 16 a un épaulement annulaire recevant un joint d'étanchéité 20 17. Le joint d'étanchéité est délimité radialement vers l'intérieur par l'épaulement annulaire et radialement vers l'extérieur, il est délimité par la paroi extérieure 10 faisant partie du couvercle 6. Une membrane anti-retour 18 est pincée entre la face frontale du manchon de support 9 et le disque de couverture 16 pour 25 être maintenue dans cette position. La membrane anti-retour 18 ferme les ouvertures 19 réalisées dans le disque de couverture 16 et qui sont réparties régulièrement à la périphérie du disque de couverture. Le couvercle 6 comporte en outre plusieurs nervures d'appui 20 réparties régulièrement à la périphérie et s'étendant dans la 30 direction radiale entre le manchon de support 9 et la paroi extérieure 10. Les nervures d'appui 20 subdivisent la chambre à liquide 13 en différents segments ; chacun de ces segments communique par un passage 14 avec la chambre annulaire entre le côté extérieur de l'élément filtrant et la paroi intérieure du boîtier de filtre. 10 Selon la figure 2, le côté extérieur du boîtier de filtre 2 comporte plusieurs nervures 21 réparties régulièrement à la périphérie et qui, partant du fond du boîtier de filtre, occupent sensiblement la demi-longueur axiale du boîtier de filtre. Les nervures 21 sont radialement en saillie par rapport à la surface enveloppe du boîtier de filtre ; le dépassement est de l'ordre d'environ 1/2 mm jusqu'à 1 mm. Les nervures 21 favorisent notamment la préhension manuelle ou encore servent d'aide au montage. Selon la figure 3 prise en combinaison avec les figures 5 à 7, les nervures d'appui 20 comportent au passage vers le côté intérieur de la paroi extérieure 10, des deux côtés du segment respectivement adjacent, chaque fois une rainure 22 dirigée axialement et débouchant dans le passage 14. La rainure 22 favorise l'écoulement du liquide de chaque segment de la chambre à liquide, en direction du côté non filtré de l'élément filtrant. La figure 3 montre également qu'un fil 23 est enroulé sur le côté extérieur de l'élément filtrant. La figure 4 montre le détail de l'ossature 4 intégrée dans l'élément filtrant. L'ossature 4 se compose de deux disques parallèles, coaxiaux et écartés qui sont reliés par des entretoises dirigées dans la direction axiale. Chaque disque est sous la forme d'un anneau et possède un croisillon intérieur. Dans la direction axiale, au-delà de la face frontale supérieure et la face frontale inférieure de chaque disque, il y a des segments d'appui en forme de segments répartis à la périphérie et qui, à l'état assemblé, s'appliquent contre le côté intérieur de l'élément filtrant. NOMENCLATURE 1 Installation de filtre 2 Boîtier de filtre 3 Elément filtrant 4 Ossature 5 Plaque de couverture inférieure 6 Couvercle 7 Plaque de couverture supérieure 8 Manchon de passage 9 Manchon de support 10 Paroi extérieure 11 Bord en saillie 12 Chambre annulaire 13 Chambre à liquide 14 Passage 15 Soupape de trop-plein 16 Disque de couverture 17 Joint d'étanchéité 18 Membrane anti-retour 19 Ouverture 20 Nervure d'appui 21 Nervure 22 Rainure 23 Fil REVENDICATIONS1 °) Installation de filtre notamment pour filtrer un liquide de moteur à combustion comportant : - un élément filtrant placé dans un boîtier de filtre (2), - un couvercle (6) comprenant une plaque de couverture (7) appliquée sur une face frontale de l'élément filtrant (3) et un manchon de passage (8), caractérisée en ce que le couvercle (6) comporte un manchon de support (9), entourant coaxialement le manchon de passage (8), faisant corps avec le couvercle (6) et sa face frontale axiale constitue une surface d'appui pour un disque de couverture (16) qui ferme le côté frontal de l'installation de filtre (1), le couvercle (6) formant une chambre à liquide (13) délimitée par le côté du disque de couverture (7) axialement à l'opposé de l'élément filtrant (3) ainsi que par le côté du manchon de support (9) radialement à l'opposé du manchon de passage (8). 2°) Installation de filtre selon la revendication 1, caractérisée en ce que le manchon de passage (8) est plus long axialement que le manchon de support (9) qui l'entoure. 3°) Installation de filtre selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le disque de couverture (16) rejoint la surface enveloppe cylindrique du manchon de passage (8). 4°) Installation de filtre selon la revendication 1, caractérisée en ce que le disque de couverture (16) comporte au moins une ouverture (19) tournée vers la chambre à liquide (13). 5°) Installation de filtre selon la revendication 4, caractérisée par 13 une membrane anti-retour (18) pincée entre le manchon de support (9) et le disque de couverture (16) couvrant l'ouverture (19) du disque de couverture (16). 6°) Installation de filtre selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la chambre à liquide (13) du couvercle (6) communique par au moins un passage (14) de la plaque de couverture (7) avec le côté non filtré de l'élément filtrant (3). 7°) Installation de filtre selon la revendication 6, caractérisée en ce que le passage (14) est situé entre l'arête radiale extérieure de la plaque de couverture (7) et l'arête frontale de la paroi extérieure (10) du couvercle (6). 8°) Installation de filtre selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'arête extérieure de la plaque de couverture (7) et/ ou l'arête frontale de la paroi extérieure (10) sont munies d'un congé pour agrandir la section d'écoulement du passage (14). 9°) Installation de filtre selon la revendication 1, caractérisée par un segment du disque de couverture (16) pénètre dans la chambre annulaire (12) formée entre le manchon de passage (8) et le manchon de support (9). 10°) Installation de filtre selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la paroi extérieure du couvercle (6) est soudée à la paroi intérieure du boîtier de filtre (2) au niveau de son côté frontal axial, notamment par une soudure par laser.35 14 11 °) Installation de filtre selon la revendication 1, caractérisée en ce que la plaque de couverture (7) du couvercle (6) comporte plusieurs nervures d'appui (20) dirigées radialement, qui subdivisent la chambre à liquide (13) en plusieurs segments distincts entre les nervures de support (20) adjacentes. 12°) Installation de filtre selon la revendication 11, caractérisée en ce que les nervures d'appui (20) ont un côté frontal concave. 13°) Installation de filtre selon la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce que les nervures d'appui (20) rejoignent le manchon de support (9 ) et dans la direction axiale elles ont la même longueur maximale que le manchon de support (9). 14°) Installation de filtre selon la revendication 11, caractérisée par un passage (14) associé à chaque segment est réalisé dans la plaque de couverture (7). 15°) Installation de filtre selon la revendication 1, caractérisée en ce que le côté extérieur du boîtier de filtre (2) comporte des nervures (21) dépassant la surface enveloppe du boîtier de filtre (2).