Brevet FR3046203A1 — publié le 20170630

La présente invention concerne un système de filtre à air pour véhicule automobile. Sur un véhicule équipé d'un moteur à combustion interne, le flux d'air qui alimente le moteur passe au travers d'un filtre à air qui retire les particules indésirables telles que poussières, sable, insectes...Les particules présentes dans l'air ont un effet perturbateur sur le fonctionnement du moteur, en augmentent l'usure et risquent de l'endommager. Par filtre à air, on entend un élément filtrant en papier ou en matériau synthétique, généralement plissé afin d'augmenter la surface filtrante. Ces éléments filtrants sont dotés d'un joint qui assure l'étanchéité entre l'élément filtrant et le boitier de filtre à air qui constitue le réceptacle de l'élément filtrant. La gestion de l'étancheité est un point critique puisqu'il convient de garantir une séparation stricte entre un volume d'air non filtré communément appelé « air sale » et un volume contenant l'air filtré communément appelé « air propre ». Le joint disposé en périphérie de l'élément filtrant peut présenter différentes compositions, telles que du polyuréthane ou de la résine thermoplastique surmoulés sur l'élément filtrant. Des inconvénients relatifs à l'usage d'un joint polyuréthane résident en ce que sa fabrication nécessite la mise en oeuvre d'une réaction chimique avec des équipements spécifiques, tel qu'un dispositif de dosage des réactifs chimiques, des procédures de protection des opérateurs, des opérations manuelles de reprise des bavures formées lors du surmoulage. De plus, le procédé de production par surmoulage est lourd en investissement dans la mesure où il nécessite un ou plusieurs moule(s) de surmoulage pour chaque dimension de filtre. Le procédé génère également une disparité de performance des éléments filtrants car, lors du surmoulage, le polyuréthane ou la résine thermoplastique peut migrer à l'intérieur des plis de l'element filtrant et réduire ainsi la surface de filtration. En outre, il est très difficile de séparer un joint en polyuréthane ou en résine thermoplastique obtenu par surmoulage du panneau filtrant en matériau non tissé de sorte que le recyclage est quasimement impossible. Selon une autre possibilité, le joint peut être formé par thermoformage du pourtour du panneau filtrant, sans ajout de matière ou de composant, mais nécessite cependant un procédé de production complexe. Cette méthode nécessite également de prévoir un moule de thermoformage pour chaque taille de filtre. De plus, la zone de joint thermoformée réduit la surface de filtration utile. Le joint peut également être formé à partir d'un média non tissé collé ou soudé au panneau filtrant. Ce média non tissé peut, par exemple, être formé à partir 3046203 2 d'une pièce pleine qui sera évidée pour former un cadre aux dimensions adaptées au panneau filtrant. Un inconvénient de cette méthode réside en ce qu'une perte importante de matière résulte de l'évidement, ce qui se répercute sur son coût de revient. Un autre inconvénient de cette méthode réside en ce que la mise en place de 5 ce cadre prédécoupé à la périphérie des quatre cotés d'une des faces supérieure ou inférieur du panneau filtrant est difficile à réaliser dans le flux de production. Le joint en média non tissé peut également être disposé sous forme de quatre bandelettes superposées à la périphérie des quatre cotés d'une des faces supérieure ou inférieur du panneau filtrant mais cette configuration nécessite de 10 gérer le positionnement précis de chaque bandelette et de prévoir un robot ou un opérateur pour les mettre en place. Le joint en média non tissé peut également être disposé sous forme de deux bandelettes disposées sur les extrémités latérales des plis du panneau filtrant, mais cette solution ne permet pas d'assurer simplement une continuité d'étanchéité 15 sur tout le pourtour de l'élément filtrant. On connait également par le document FR-A-3 006 908, un élément filtrant dont l'étanchéité est réalisée par des bandes qui sont rapportées latéralement. L'élément filtrant fabriqué selon l'enseignement de ce document nécessite cependant des opérations industrielles pour rapporter les bandes latérales. 20 Dans ce contexte technique, un but de l'invention est de fournir un système de filtration d'air assurant une haute qualité de filtration tout en utilisant un élément filtrant simple et peu onéreux à fabriquer. La présente invention propose un système de filtration d'air pour véhicule automobile qui comprend un élément filtrant constitué d'une nappe pliée en 25 accordéon formant un ensemble de plis parallèles s'étendant transversalement entre des premier et second rebords longitudinaux, ledit élément fitrant étant interposé entre (i) une cuve présentant des moyens de support d'élément fitrant et (ii) un couvercle équipé d'un joint présentant des premiers moyens d'étanchéité entre le couvercle et l'élément filtrant et des seconds moyens d'étanchéité entre le couvercle 30 et la cuve. Ainsi, l'invention permet l'utilisation d'un élément filtrant qui est lui-même dépourvu d'accessoire de gestion d'étanchéité en créant une double étanchéité (i) d'une part, pour une étanchéité air sale/air propre à l'intérieur du boitier, et (ii) d'autre part, pour une étanchéité couvercle /cuve . 35 Dans une forme de réalisation préférée, le couvercle comprend un rebord sur lequel est disposé un joint présentant une première lèvre intérieure 3046203 3 destinée à venir en appui contre les rebords longitudinaux de l'élément filtrant et contre les plis d'extrémité de l'élément filtrant et une seconde lèvre destinée à venir en appui contre le couvercle. Dans cette forme de réalisation, la double étanchéité est créée (i) d'une 5 part, par la première lèvre qui est en appui contre les rebords de l'élément filtrant, et (ii) d'autre part, par la seconde lèvre vient en appui contre le rebord la cuve. De préférence, les rebords longitudinaux de l'élément filtrant présentent une surface plane. Il peut être prévu que la cuve comprenne des parois longitudinales sur 10 lesquelles sont ménagées des nervures à proximité de l'extrémité libre desdites parois longitudinales de manière à assurer un support longitudinal à l'élément filtrant. De plus, la cuve peut présenter deux lames de support qui s'étendent transversalement entre les parois longitudinales de manière à assurer un support transversal à l'élément filtrant. 15 Préférentiellement, la cuve possède un rebord périphérique qui ceinture l'ouverture de la cuve. Selon une forme de réalisation, le joint présente une semelle qui est destinée à venir en applique contre le rebord périphérique du couvercle, de laquelle s'étendent la première lèvre et la seconde lèvre. 20 De plus, il est envisagé que système comprenne des moyens de verrouillage du couvercle sur la cuve permettant de mettre sous contrainte le joint entre la cuve et le couvercle. Selon une forme de réalisation, le joint est co moulé avec le couvercle. Selon une autre forme de réalisation, le joint est déposé in situ sur le 25 couvercle. Pour sa bonne compréhension, l'invention est décrite en référence aux dessins ci-annexés représentant à titre d'exemple non limitatif une forme de réalisation d'un système de filtration d'air selon celle-ci. Figure 1 est une vue en perspective d'un système de filtration, 30 Figures 2 et 3 sont des vues en coupe respectivement transversale et longitudinale du système de filtration, Figure 4 est une vue en perspective d'une cuve du système de filtration, Figure 5 est une vue en perspective d'un couvercle du système de filtration, 35 Figure 6 est une vue en perspective d'un élément filtrant du système de filtration, 3046203 4 Figure 7 est une vue partielle en coupe transversale à une échelle agrandie. Le système de filtration d'air représenté aux figures 1 à 7 comprend un boitier de filtre à air 2 destiné à être positionné dans un compartiment moteur d'un 5 véhicule et un élément filtrant 3 qui est disposé dans le boitier de filtre à air. La figure 1 montre en perspective le boitier de filtre à air 2 ; celui-ci comprend une cuve 4 qui est conçue pour être fixée dans le compartiment moteur d'un véhicule et un couvercle 5 qui est fixé, de manière amovible, sur la cuve 4. Dans l'exemple de réalisation montré sur les figures, la cuve 4 présente 10 une géométrie générale parallélépipédique. La cuve 4 qui apparait plus précisément à la figure 4, possède, de façon schématique, une paroi de fond 7 de laquelle s'étendent deux parois longitudinales 8 parallèles et deux parois transversales 9 parallèles. Dans l'exemple de réalisation présentement décrit, l'une des parois transversales 9 est équipée d'un raccord de 15 connexion 10 à un tube du circuit d'air du véhicule qui n'est pas représenté. On note que les parois latérales transversales et longitudinales présentent un décrochement 12 qui forme un épaulement 13 continu sur la face intérieure de la cuve 4. La cuve 4 est, de plus, dotée de nervures 15 disposées selon un pas 20 régulier sur les parois longitudinales 8 à proximité de l'extrémité libre de ces dernières. La cuve 4 présente, en outre, deux lames de support 16 qui s'étendent transversalement entre les parois longitudinales 8. Les deux lames de support 16 sont placées au même niveau que les nervures 15 et sont disposées à proximité des parois 25 transversales 9. On note, de plus, que la cuve 4 possède un rebord périphérique 17 qui ceinture l'ouverture de la cuve 4. Le rebord périphérique 17 s'étend de manière sensiblement perpendiculaire aux parois longitudinales 8 et aux parois transversales 9 et s'inscrit dans un plan. Une nervure 18 dépasse du rebord périphérique 17. La 30 nervure 18 est continue et est fermée sur elle-même. La cuve 4 est réalisée, de préférence, en matériau thermoplastique et est fabriquée par moulage par injection. La cuve 4 présente des moyens de fixations tels que les cavaliers 20 qui sont positionnés sur l'une des parois longitudinales 8. 35 Le couvercle 5 qui est représenté plus précisément à la figure 5 présente une forme schématique en auge et a pour fonction de fermer la cuve 4. Le couvercle 5 3046203 5 est réalisé dans un matériau thermoplastique tel que par exemple un polypropylène ; le couvercle 5 est de préférence fabriqué par moulage par injection. La face dorsale du couvercle 5 est dotée d'un raccord de connexion 22 au circuit d'admission d'air du véhicule. 5 Le couvercle 5 présente un rebord périphérique 23 plan sur lequel est rapporté un joint 24 d'étanchéité. Le joint 24 possède une première zone d'étanchéité intérieure formée par une première lèvre 25 et une deuxième zone d'étanchéité extérieure formée par une seconde lèvre 26. Dans la forme de réalisation montrée sur les figures, le joint 24 présente 10 une semelle 27 qui est destinée à venir en applique contre le rebord périphérique du couvercle 5, de laquelle s'étendent la première lèvre 25 et la seconde lèvre 26. Le joint 24 est réalisé dans un élastomère thermoplastique ou du type polyuréthane ; le joint 24 est de préférence réalisé par co-moulage avec le couvercle 5. Il est également possible de rapporter le joint 24 sur le couvercle 5 et de le fixer par 15 collage, ou de le déposer in situ ou de le déposer dans une gorge ou tout autre moyen approprié d'assemblage et de fixation. Le couvercle 5 peut, de plus, être doté de moyens de clipsage pour réaliser une fixation amovible sur la cuve 4. Comme on peut le voir sur la figure 5, le couvercle 5 peut être équipé de deux doigts 28 destinés à coopérer avec les organes 20 de fixation des de la cuve 4. Le système de filtration comprend, de plus, l'élément filtrant 3 qui est représenté de manière à la figure 6. L'élément filtrant 3 est obtenu à partir d'une nappe d'un média filtrant, tel qu'un matériau synthétique non tissé résilient tel qu'un matériau polyester ou 25 cellulosique. La nappe est pliée en accordéon de sorte à présenter un ensemble de plis 30 parallèles s'étendant transversalement. On note que l'élément filtrant 3 présente des premier et second rebords longitudinaux 31 communément appelés 'pleat lock' disposés au sommet des plis parallèles 3 et qui sont formés par un écrasement latéral des plis 30. 30 L'un des points distinctifs de l'élément filtrant 3 tient au fait qu'il est essentiellement mono matière et qu'il est dépourvu de tout élément rapporté destiné à gérer l'étanchéité. L'élément filtrant 3 présente donc une structure essentiellement mono matière très simple. 35 La mise en place de l'élément filtrant 3 se fait de la manière suivante. L'élément filtrant 3 est inséré dans la cuve 4. 3046203 6 Comme on peut le voir sur la figure 1, l'élément filtrant 3 vient reposer longitudinalement sur les nervures 15 de la cuve 4; les plis 30 qui forment l'élément filtrant 3 sont ainsi intercalés entre les nervures 15. Transversalement, l'élément filtrant 3 vient, à chacune de ses extrémités, 5 se placer sur les deux lames de support 16 ; les plis 31 de chaque extrémité viennent se positionner sur chacune des lames de support 16. L'élément filtrant 3 est alors calé dans la cuve 4. Le couvercle 5 est rabattu sur la cuve 4. On peut se reporter à la figure 7 pour apprécier la manière avec laquelle 10 s'effectue une double gestion de l'étanchéité. Lors de l'accostage du couvercle 5 sur la cuve 4, la première lèvre 25 vient en appui sur les rebords longitudinaux 31 ou pleat-lock de l'élément filtrant 3 et la seconde lèvre 26 vient en appui sur le rebord de la cuve 4, plus précisément, contre la nervure 18. 15 Le couvercle 5 est ensuite verrouillé sur la cuve 4 par des moyens de verrouillage appropriés qui mettent sous contrainte le joint 24 contre la cuve 4. La figure 7 illustre bien la double étanchéité qui est créée : (i) d'une part, pour une étanchéité air sale/air propre à l'intérieur du boitier, la première lèvre 25 est en appui contre les rebords de l'élément filtrant 3 qui 20 est lui-même en supporté longitudinalement par les nervures et transversalement par les lames de support, et (ii) d'autre part, pour une étanchéité couvercle 5/cuve 4, la seconde lèvre 26 vient en appui contre le rebord la cuve 4, étant précisé que l'élément filtrant 3 est lui-même dépourvu d'accessoire 25 de gestion d'étanchéité et est essentiellement mono matière. L'invention fournit ainsi un système de filtration d'air pour véhicule automobile qui utilise un élément filtrant simple, peu onéreux à fabriquer et facilement recyclable tout en garantissant un haut niveau de filtration. REVENDICATIONS1. Système de filtration d'air pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un élément filtrant (3) constitué d'une nappe pliée en accordéon 5 formant un ensemble de plis (30) parallèles s'étendant transversalement entre des premier et second rebords longitudinaux (31), ledit élément fitrant étant interposé entre (i) une cuve (4) présentant des moyens de support d'élément fitrant et (ii) un couvercle (5) équipé d'un joint (24) présentant des premiers moyens d'étanchéité entre le couvercle (5) et l'élément filtrant (3) et des seconds moyens d'étanchéité 10 entre le couvercle (5) et la cuve (4). 2. Système de filtration d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couvercle (5) comprend un rebord (23) sur lequel est disposé un joint (24) présentant une première lèvre (25) intérieure destinée à venir en appui contre les rebords longitudinaux (31) de l'élément filtrant (3) et contre les plis d'extrémité de 15 l'élément filtrant (3) et une seconde lèvre (26) destinée à venir en appui contre le couvercle (5). 3. Système de filtration d'air selon la revendication 2 caractérisé en ce que les rebords longitudinaux (31) de l'élément filtrant (3) présentent une surface plane. 20 4. Système de filtration d'air selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la cuve (4) comprend des parois longitudinales (8) sur lesquelles sont ménagées des nervures (15) à proximité de l'extrémité libre desdites parois longitudinales. 5. Système de filtration d'air selon la revendication 4, caractérisé en ce 25 que la cuve (4) présente deux lames de support (16) qui s'étendent transversalement entre les parois longitudinales (8). 6. Système de filtration d'air selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la cuve (4) possède un rebord périphérique qui ceinture l'ouverture de la cuve (4). 30 7. Système de filtration d'air selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le joint (24) présente une semelle (27) qui est destinée à venir en applique contre le rebord périphérique du couvercle (5), de laquelle s'étendent la première lèvre (25) et la seconde lèvre (26). 8. Système de filtration d'air selon l'une des revendication 1 à 7, 35 caractérisé en ce que le système comprend des moyens de verrouillage du 3046203 8 couvercle (5) sur la cuve (4) permettant de mettre sous contrainte le joint (24) entre la cuve (4) et le couvercle (5). 9. Système de filtration d'air selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le joint (24) est co moulé avec le couvercle (5). 10. Système de filtration d'air selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le joint (24) est déposé in situ (5) sur le couvercle (5).