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"Cartouche pour filtre."
La présente invention concerne une car- touche pour filtre à huile du type double dans le- quel une partie du débit d'huile a lieu , travers la aurface d'un élément filtrant du type en papier plissé en accordéon, et la reste du débit a lieu en profondeur dans un élément filtrant constitué par exemple par une épaisse masse fibreuse.
L'invention a plus partioulièrement pour objet un élement angulaire filtrant pour grand débit d'huile $ ou une cartouche et le bottier qui l'enve- loppe, dans lequel uns partie de cet élément filtrant
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est formée de papier plissé avie les plis s'éten" dant parallèlement à l'axe de la cartouche pour un
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vffat filtrant fin. La partio restante de l'élément annulaire filtrant wat formée d'une masse fibreuse épaisse# pour un affat filtrant plua grossier* Cet agencement de filtre double procure d'importante avantages comme on le verra en détail plus loin.
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Dans une formu de réalisation préférée, la masse fibrauae épaisse e'écend parallèlemunt à l'axe de la cartouche en formant un segment de cylindre.
Dans une autre forma de réalisation, la masse fi-
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breuse épaisse est dispoaêa sous forme d'anneau à une extrémité de la partis de papier plisaét D'autres avantagea importante de l'inven" tion réaultant de 1s présence d'un ensemble d#414.
monte de filtre qui non seulement assure une fil-
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tration améliorée et une longue durée de service de la cartouche; vole rend possible sa fabrication
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6. un prix relativement bas* On peut mieux ne rendre compte de cas particularités si l'on comprend que
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les filtres à huile à 3r<.nd débit du type visé principalement par la présente invention sont produite per des techniques do fabrication en grande série àôun répondre aux exigencea d'un fonctionnement e4vùro, et doivent Stre d'un prix suffisamment bas' cui' paraé%tro de rejeter la cartouche filtrante à intervalles réguliers detjrminés par la durée de service attendue de l'élément filtrant. ,
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L'élément ou cartouche de filtre double aolon.
It présente invontion est coegu prIncip4lementp?up--,"f'7
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ètre utilisé dans un boîtier de filtre à grand dé- bit, et la parsaité relative et l'étendue des aurfa- cas des daux parties de l'élément filtrant sontide préférence telles que, aussi longtemps que la partie en papier du filtra reste relativement pro- pre, la majeure partie de débit d'huile traverse ce papier.
Cette particularité est avantageuse parc. que la papier agit plus efficacement qua la masse fibreuse pour filtrer l'huile. Lorsque les aaleta s'accumulent dans los pores du papier, la pression difféle@lelle dans le filtre augmente , ce qui a pour offat d'augmenter le pourcentage du débit d'huile à travers la masse fibreuse épaisse.Cette masse fibreuse retient toutes les particules de saletés au-dessous d'una grosseur relativement petites et l'huile qui traverse la partie du papier partiellement bloquée n'est plus filtrée à fond.
Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, le papier plissé et la masse fibreu- se sont fixée l'un à l'autre paur 'un organe de rete ue s'étendant axialament, en forme de cuvette pour constituer un sous-ensemble d'élément de fil- tre annulaire qui facilita l'assemblage à grande vitesse de la cartouche de filtre. Le papier plissé et la masse fibreuse sont en principe de même étendue dans la sens axial, mais leur étendie circonféren- tille peut varier pour satisfaire aux exigence. de filtra e déterminées par les conditions dans lesquelles l'ensemble doit être utilisé.
Habituelle-
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ment, le papier plissé s'étend à peu près sur la majeure partie de la circonférence do l'ensemble et, pour obtenir les meilleurs résultats, la porosité relative et la surface du papier, et la, porosité et los dimensions de la masse fibreuse épaisse sont telles que lorsque le corps du filtra est propre la majeure partie du débit 4'huile tra- verse le papier.
La cartouche pour filtre double de la pré- sente invention peut être utilisée dans un bottier de filtre permanent dont on remplace de temps en temps la cartouche qu'il contient, ou dans un boit- tier vissé qui forme avec la cartouche un ensemble rejeté comme un tout. C'est ce dernier cas qui est représenté aux dessins annexée.
Les caractéristiques ci-dessus de l'inven- tion, ressortiront mieux de la description ci-après, et en se reportant aux dessine annexée dans lesquels; - la figure 1 est une élévation de côté, avec coupe axiale partielle, d'un type de boîtier vissé, à rejeter, pourvu d'une forme de réalisation pré- férée de la cartouche pour filtra double de l'inven- tion ; - la figure 2 est une coupa axiale de la car- touche filtrante montrée à la fig. 1; - la figure 3 est une vue en tout, observée de dessus, avec une partie arrachée de la cartouche fil- trante do la fig. 2 ;
- la figure 4 est une coupe axiale d'un élément de filtra à huile, vissé et à rejeter, pourvu d'une
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autre forme de réalisstien de là cartouche pour fil- tre double de l'invention; - la figure 5 est une vue en bout de l'en- semble de la fige 4, avec une partio arrachée ; - et la figure 6 est une vue similaire à la tige 4, mias montrant une autre variante de réa- lisation de la cartouche pour filtre double de l'in- vention.
A la fig. 1, 10 désigne un bottier embouti en forme de cuvette dans une tale ou feuille de mé- tal et présentant un fond supérieur fermé 11. A l'extrémité opposée de ce bottier est dispersée la plaque de renforcement 12 qui présente une ouverture centrale entourée par un rebord 13 à filetage inté- rieur- La plaqua 12 pressente à sa périphérie un re- bold 14 qui n'étend parallèlement à l'axe du bottier 10, et à l'extrémité ouverte de ce bottier est fi- xée la plaque 15 qui présente une grando ouverture centralecettd plaque 15 étant fixée au boîtier par agrafage ou sertissage en 16.
La plaque d'ox- trémité 15 ait soudée par points à la plaque de ren- forcement 12, et elle présente, 1 la périphérie dson ouverture centiale un bord roulé rabattu 17 pour retenir en place une rondelle d'étanchédité 18.
La plaque do renforcement 12 présonte un certain nombre do trous 19 répartis autour du rebord 13 et qui servent à admettre l'huile dans 1'intérieur du bottier. Ces trous 19 sont de préférence recouverte par une mince rcndolle de caoutchouc 20 qui tient lieu de clapet do retenue maintenu en position d'obturation des trous par des moyens élastiques
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comme,par exemple , une mince bague de métal dans laquelle sont découp@s et repousses des doigts élastiques recourbés 21 qui servent à maintenir le clapet de retenue appliquât sous une légère poussée en position de fermeture des trous 17.
Ce clapet de retenue pout ne pas être nécessaire ai le filtre à huile est supporté dans une position s'étendant de haut en bas. les caractéristiques qu'on vient de décrire à propos du bottier ne constituent pas uno partie essentielle de l'invention et, en fait, le bottier est analogue au boîtier de filtre décrit dans le Brevet des Etats-Unis d'Amérique N 2.888.141 du 26 liai 1959 . Le bottier de filtre,tel qu'on vient de 1 décrire, est construit pour être vissé sur un support analogue à la douille de rac- cordament du brevet antérieur ci-dessus. Ce boîtier de filtre et la cartouche filtrante qu'on va décrire maintenant sont conçus pour être utilisés comme fil- tre à grand débit pour filtrer toute l'huile envoyée aux paliers d'un moteur.
La tonne de réalisation préférée de la cartouche pour filtreà huile du type double selon l'invention est montrée aux fige. 1 à 3. La majeure partie de 1'élément filtrant de la cartouche cet @@emmés d'un élémert 22 do papier plissé dont les pais s'étendent parallèlement à l'axe de la car- touche de filtre annulaire et dane l'exemple con- sidéré, cet élément de papier s'étend autour de cet axe un laissant inoccupée une partie de 30 degrés
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de la circonférence de la cartouche, comme montré à la fig.
3' Le premier et le dernier plie, ou les parties 22A de l'élément filtrant 2c, sont repliés et engages dans un organe do serrage 24 en forme d'au- ge qui a'étend parallèlement à l'axe de la cartouche et dont les deux parois latérales ou ailes 25 main- tiennent les plis 22A contre les faces latérales opposées d'un élément filtrant 28, du type à couche profonde* L'organe de serrage ou agrafe 24 a sensi blement la même longueur que l'élément filtrant 22 de papier plissé accordéon, et, avec l'élément fil- trant 28, il occupe la partie restante, de 30 degrés environ, de la circonférence de la cartouche.
L'agrafe 24 est de préférence faite d'un métal approprié, par exemple d'acier laminé à froid et racouvert d'une couche protectrice d'étain, de plomb ou autre matière appropriée. Ainsi formée, cette agrafe 24 présente une éme arquée 24A perforée d'un grand nombre de troua, et à partir de laquelle s'étendent les ailes 25 L'agrafe 24 est suffisamment élastique pour que ,avec les plis 22A et l'élément filtrant 28, inséré ou coincé dans l'agrafe, l'ensem- ble formé par les trois éléments 22, 24 et 28 cons- titue un sous-ensemble qui se soutien par lui-même et qui facilite, d'une façon marquée l'assemblage de la cartouche.A l'extrémité supérieure de la car- touche telle qu'on vient de la décrire,
est disposée une rondelle de fermeture 26 (fige 2) en métal ou en papier, collée à l'extrémité supérievre des plis 22 et à l'extrémité supérieure de l'élément filtrant 28,
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gar une colle appropriée 27,comme,par exemple, un plactiaol. L'extrémité inférieure du corps de filtre, est de mêdme pourvue d'une rondelle d'étant chéité 26 fixée aux plis 22 et à l'élément filtrant 28 par une colle analogue 27.
Pour assurer une bonne étanchéité entra les rondelles de fermeture 26 et les élément" filtrante 22 et 28, l'agrafe 24 est de préférence légèrement plue courte que l'élé- ment de papier 22 et la masse fibreuse 28, l'espace libre qui en résulte étant rempli avec un agent de' collège quand les parties sont pressées l'une contre l'autre pour former le joint.
Pour obtenir un fonctionnement efficace de la cartouche à grand débit, la porosité et l'étendue de la surface du papier utilisé pour former l'élément filtrant plissé 22, par rapport à la porosité et aux dimensions de la masse fibreuse 28, sont d4ter- minées de façon que la majeure partie de l'huile fournie aux palier, du moteur traverse l'élément de papier 22 tant que cet élément route relativement propre.
L'élément de papier peut être établi en principe comme le papier plissé utilisé jusqu'alors dans les cartouches de papier à grand débit, et le papier est traité pour le raidir par un agent comme, par exemple, la formaldéhyde du phénol.
L'élément filtrent 28, sous la forme des fige.
1 à 3, comprend une masse ou bloo en forme de coin, relativement longue, compacte et fibreuse, conformée de façon à être enveloppée et ajustée dans l'agrafe
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24, Cette masse épaisse filtrante 28 peut être !or- mée de fibres naturelles ou synthétiques qui, de préférence, sont liées l'une à l'autre à leurs points de croisement par un agent qui n'altère pas de manière appréciable la porosité de cette masse fibreuse. Bien que la masse fibreuse 28 constitue un filtre plus grossier que l'élément 22 de papier plisse, ce dernier, du fait de l'étendue relative- ment grande 40 sa surface, laisse passer le gros de l'huile jusqu'à ce qu'il soit encrassé en service.
Un tube 23 à paroi perforée est disposé dans l'espace central entouré par las éléments filtrante 22 et 28 et l'agrafe 24 ,et les arêtes internes des plis de l'élément 22 peuvent s'appuyer contre ce tuba. De préférence, un manchon de tissu poreux 23A entoure le tube 23 pour empêcher les particule fibreuses d'être entraînées dans ce tube. Comme montré, le manchon 23A est dispos6 sur la coté d'amont du tube 23. Si l'on veut que l'écoulement ait lieu de l'intérieur à l'extérieur, le tube perforé ou écran doit entourer les éléments fil- trants 22 et 28 pour résister à la pression de l'huile dirigée vers l'extérieur.
Lorsqu'on le veut, on prévoit des moyens pour agir comme clapet de dérivation de façon que les paliers du moteur ne soient pas privés d'huile quand la cartouche du filtre est encrassée et se trouve bloquée par les saletés. Dans la forme de construction représentée, une plaque d'obturation 29 ast conformée pour s'ajuster étroitement dans
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l'extrémité supérieure du tube axial 23 , de la cartouche pour obturer cette extrémité. Cette pla- qua est pourvue de pattos élastiques 30 (fig.l) dont les extrémités libres s'appuient contre la face intérieure du tond supérieur 11 du bottier de filtre et appliquant une poussée élastique de haut en bas sur la cartouche de filtra.
A l'extré- mité inférieure de la cartouche filtrante ont dis- posée une bague de métal 31 présentant une lèvre extérieure 32 qui constitue un siège pour l'extré- mité inférieure de la cartouche, Cette bague 31 pré- sente aussi une paroi annulaire 33 dont le bord infériear repose de préférence sur la partie du clapet de retenue 20 où ce dernier ferme le re- bord 13 à fileta e intérieur. L'agencement est tel que la poussée élastique exercée de haut en bas par la plaque d'obturation 29-30 maintient l'ex- trémité intérieure de la cartouche filtrante fer- mazout appliquée aur la bague 31.
La plaque d'obturation 29-30 porte un clapet de dérivation constitué sensiblement comme dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique cité plus haut.
Ce clapet (fig.1) comprend un étrier en forme d'U @@@t les branches 34 présentent chacune un talon ra- battu vers l'extérieur et fixé par un rivet 35 sur la face interne de la plaque 29. Les branches de d'étrier-support en U ont de préférence une section transversale de forme arquée de façon à entourer approximativement un ressort en hélice 36 qui agit pour maintenir normalement un clapet 37 appliqué sur
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son siège dans sa position de fermetura qui est celle représentée aux dessins.
Ce clapet de déri- vation ou de décharge est de préférence réglé pour s'ouvrir quand il s'établit dans la cartouche de filtre une pression déterminée, par exemple égale à 0,56 Kg/cm.
Comme on l'a fait remarquer plus haut, la construction de cartouche pour filtre double décrite ci-dessus et représentée aux dessins facilite gran- dément la production en grande série de ces ensem- bies à bas prix de revient* En particulier, l'agrafe 24 qui,en le réunissant, à l'élément de papier 22, embrasas 1'élément filtrant profond 28, forme un sous-eneemble en une même pièce qui se soutient par lui-même et rnd possible la fixation des ron- delles 26 en centrage précis par rapport aux éléments filtrants, pour obturer de façon étanche les extré- mités de cet ensemble.
Le filtre est monté, par son manchon taraudé 13, sur le moteur qu'il doit desservir, à la ma- nière usuelle. Ce filtre étant du type à écoulement de l'extérieur à l'intérieur, le sens de l'écoule- ment, comme indiqué par les flèches de la fig. 1, a lieu da bas en haut par les trous d'entrée 19 et dans le bottier 10 qui entoure la cartouche. L'huile à filtrer passe ensuite en parallèle à travers l'élé- ment de papier plissé 22 et la masse du type épais 28, dans l'espace intérieur du tubo 23 d'où il sort par le rebord 13. L'élément 22 de papier plissé, qui forme ce qu'on appelle couramment un élément
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filtrant du type on surface, présente du fait de ses plis une étendue de surface beaucoup plus grande que l'élément filtrant 28 du type épais.
La porosité et la surface de l'élément plissé sont de préférence telles que lorsque la cartouche est propre, le débit à travers le papier plissé surpasse le débit à .travers l'élément filtrant 28 du type épais. Lorsque le présent filtre reste en service et que lessalctés s'accumulent sur le papier, le débit à travers la misse fibreuse modifia la pres- sion de l'huile qui s'applique contre le papier.
Cette particularité est importante parce qu'elle facilite la formation d'un gêtesu poreux sur la surface du papier au lieu du forcer les saletés dans les pores du papier et d'obturer ces pores.
Ce g&taau de filtre augnente l'efficacité du papier pour enlever de l'huile qui le traverse les très fines particules de saletés.
Lorsque la cartouche du filtre continue à fonctionner, le papier plissé, qui donne un filtrage plus poussé que la massa fibreuse: se colmate plus rapidement que cette dernière. Par suite, lorsque les saletés s'accumulent sur le papier du filtre, le débit d'huile qui le traverse diminue progressi- vement tandis qu'il augmente à travers la masse fibreuse 28 lorsque la pression différentielle dans la cartouche augmente. Il résulte de cettu consoruc- tion que la maace fibreuse 28, on modifiant la, pression qui s'établit, agit pour retarder le fonc- tionnement du clapet de dérivation 57 et la press/tion
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centra l'élément de papier filtrant augmente plus progressivement que ce serait la ces si la totalit4 du corps du filtre était formée de papier plissé.
Lorsque la pourcentage du débit d'huile A travers la masse fibreuse/augemente, cette masse sert à r&tonir les plus grosses particules du courant d'huile qui sont les plus sujettes à endommager les parties vitales du moteur. L'épaisseur et la densité, de l'avant à l'arrière, de la masse fibreur- se 28 sont suffisantes pour assurer l'effet de filtrege requis dans un seul passade à travers cette masse* Les ailes imperméables 25 de l'agrafe 24 et le contact ferme entre ces ailes et la masse 28 es- pochent 1 huile d'évier la traversée de cette masse en passant entre elle et les ailes ou parois laté- rales 25.
Dans las formes de réalisation des fige. 4 à 6, le bottier comprend une coquille 110 de métal embouti présentant un fond fermé 11. A son autre extrémité, la coquille 110 oct pourvue d'une plaque de renfor- cernent 112 qui présente un rebord central 113 taraudé pour pouvoir se visser sur ua support, non représenté* Sur l'autre face de la plaque 112, est soudée par points, ou autrement,la plaque de fermeture 114 munie d'une grande ouverture centrale et fixée à l'extré- mité de la coquille 110 par agrafage en 115. La plaqua 114 présente une dépression ou gorge annulaire pour recevoir la joint d'étanchéité 116.
Dans la variante de réalisation des fige. 4 et 5, est montée dans la coquille cu bottier 110 une
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cartouche filtrante cylindrique forcée en partie de papier plissé, et en partie d'une masse fibreuse annulaire épaisse disposée à une extrémité de l'élé- ment plissé. L'élément annulaire de papier plissé a ses plis 117 qui s'étendent parallèlement à l'axe de la cartouche et. à l'extrémité supérieure de cet élément est fixé le chapeau 118, de papier ou de métal, qui présente une large ouverture centrale.
Ce chapeau est collé aux extrémités des plie par du'plastisol ou autre agent de collage, comme dans la première forme de réalisation. Une autre rondelle d'extrémité, aimilaire au chapeau u rondelle 118, est fixée aux extrémités inférieures des plis 117.
Lea plia 117 entourent un tube central 119 à paroi perforée contre lequel ils s'appuient.
A l'extrémité supérieure des plia 117 est disposée une masse fibreuse annulaire épaisse 120 qui entoure la partie supérieure du tube aixle 119, cette masse reposant sur le chapeau ou la rondelle supérieure 118. Une autre rondelle 121, de papier ou de métal, à largo ouverture centrale, est fixée à la face supérieure de la couronne fibreuse 120, cette rondelle étant de préférence fixée à cette couronne par collage.
La cartouche & double élément filtrant formée de l'élément 117 de filtre en surface et de l'élément 120 do filtrage en profondeur est maintenue écartée de la plaque de renforcement 112 par un manchon 22 dont l'extrémité inférieure roulée repose sur un bague d'étanchéité 123 confinée entre le bord roulé
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du manchon 123 et la face supérieure de la,plaque 112' Le manchon 122 présente un rebord annulaire
124 sur lequel repose l'extrémité inférieure de la cartouche.
La cartouche a double élément filtrant 117-
120 *et maintenue fermentent appliquée sur le man- chon-support 122 par un pont présentant une partie centrale 125 en forme de disque qui s'ajuste étroi- tement dans l'extrémité supérieure du tube axial . 119. et cette partie 125 est pourvue de branches @lastiques 128 qui s'étendent vers l'extérieur et @ent @@@ extrémotés s'appuieuc sur la face interne au fons ill du bottier, La cartouche 117-120 est repiéentée avec 1'élément annulaire filtrant 120 à sa partie supérieures mais elle peut être utili- sée on position renversé$, ou sens dessus-dessous, avec l'élément 120 disposé près de la plaque de renforcement 112.
Cette forme de réalisation de cartouche fil- trante de la présente invention peut, comme la première, être pourvue d'un clapet de décharge qui permet à l'huile d'être refoulée dans le bot;,ier pour Gre dérivéo par rapport à la cartouche si colle-ci est colmatée par lessaletés. Le clapet de décharge représenté comprend un disque 12? normale- ment appliqué par un ressort en hélice 128 sur un siège formé autour d'un trou certral dans la pièce ou pont 125. Le ressort 128 cet enfermé dans un étrier 129 dont les branches sont pourvues de talons 130 s'étendant vers l'extérieur et rivés sur
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la face inférieure de la pièce 125.
Lo papier utilisé pour former les plis 117 peut être la même que dans la première forée de réalisation. L'élément filtrant épais 120 peut être formé de fibres naturalisa ou synthétiques comme l'élément filtrant 28 de la forme de réalisation préférée. Lorsque les saletés s'accumulent dans les pores du papier, la différence de pression dans la cartouche 117-120 augmente, ce qui a pour effet d'augmenter le débit d'huile à travers la masse filtrante 120.
La forme de réalisation montrée par la fig. 6 ent en principe la même que celle montrée par les figs. 4 et 5, avec cette différence que les moyens élastiques de maintien 125 et 126 de la fig. 4 sont supprimés dans la fige 6, et que le clapet de la fige 4 est placé A l'extrémité inférieure de 'la cartouche à la fige 6, Dans cette variante de réalisations la masse filtrante 131 occupe la totalité de l'espace compris entre l'extrémité au- périeure de l'élément filtrant plissé et la face interne du fond !11 du bottier, Dans ce ces, l'é- lasticité de la masse fibreuse est utilisée pour exercer une poussée continue de haut en bas sur l'élément filtrant plissé 117.
A la fig. 6, la cartouche de filtre 117-131 est maintenue espacée de la plaqua de renforcement
112 par le manchon de métal 132 supporté par la plaque 112. Ce manchon est pourvu d'une partie 133 qui s'étend latéralement et ne termina par une
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lèvre extérieure annulaire 134 qui supporte la cartouche de filtre. Les troua dans la partie 133 sont normalement formés par le clapet 133, en forme de rand.alla platu, maintenu élastiquement en posi- tion de fermeture par un ressort en hélice 136.
La spire supérieure de ce ressort s'appuie contre des languettes qui s'étendent vers l'intérieur à partir de la paroi interne du manchon de métal 119.
Comme dans la première forme de réalisation décrite, l'écoulement, dans les formes de réalisation dao fisse 4-6, a lieu da l'extérieur à l'intérieur, comme indiqué par les flèches. L'huile à filtrer pénètre dans le boîtier du filtre par las trous 138 pratiqués dans la plaque 112, autour du rebord 113, pour s'écouler autour de la cartouche, et intérieurs- mont à travers les éléments 11? et 120 ou 131, en direction radiale pour parvenir au tube axial 119.
Elle s'écoule ensuite de haut en bas dans ce tube pour sortir par l'ouverture entourée par le rebord 113.
Des avantages des cartouches pour filtres deu- bles de l'invention consistent en ce que toute l'huile qui arrive aux paliers du moteur est bien filtrée, et que celle qui traverse la cartouche est filtrée à un degr élavé, et que, étant donné que la messe fibreuse ce colmate plus lentement que le papier filtre, on obtient une longuo durée de service pour la cartouche.