FR2598936A1

FR2598936A1 - Liquid filter

Info

Publication number: FR2598936A1
Application number: FR8707246A
Authority: FR
Inventors: Franz-Ulrich Bosch; Willi Muller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1986-05-23
Filing date: 1987-05-22
Publication date: 1987-11-27
Also published as: FR2598936B1; JPH07114894B2; IT8720609A0; DE3617420C2; JPS62279814A; IT1205658B; DE3617420A1

Abstract

Fuel filter with a plastic body made of two parts and a wound filter element. Ultrasonic welds 34, 27 ensure the leakproofing between the contaminated and clean sides and outwardly. A polyamide stable collar 32 is overmoulded on the outer circumference of the wound filter element 18 and has planar support faces 33. The collar 32 enters a cavity 29 in the form of an annular groove, formed between the pot and the cover 13 of the body, and is then connected to a rib 31 integrally attached to the body by ultrasonic welding 34.

Description

La présente invention concerne un filtre pour l'élimination des impuretés de liquides, et notamment d'essence et de gazole, avec un corps plastique en deux parties qui contient un élément filtrant enroulé et dont les rebords circonférentiels des deux parties sont reliés avec étanchéité par des profils conjugués; avec une portée d'étanchéité qui entoure en anneau l'élément filtrant enroulé et sépare les côtés pollué et propre à l'intérieur du corps; et avec une nervure verticale circulaire dans la région de la portée d'étanchéité. The present invention relates to a filter for removing impurities from liquids, and in particular from petrol and diesel, with a two-part plastic body which contains a wound filter element and the circumferential edges of the two parts of which are tightly connected by conjugate profiles; with a sealing surface which surrounds the wound filter element in a ring and separates the polluted and clean sides inside the body; and with a circular vertical rib in the region of the sealing surface.

La demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le n0 34 25 347 décrit un tel filtre dans lequel un élément filtrant enroulé est logé dans un corps plastique, constitué par un pot et un couvercle. Les rebords circonférentiels conjugués des deux parties du corps sont profilés de façon à produire un interstice annulaire de section en Z, qui atteint radialement le bord extérieur du couvercle et est rempli de colle. Une seule zone collée est ainsi produite, qui entoure la cartouche filtrante en anneau, relie les deux parties du corps et sépare aussi les côtés pollué et propre dans le corps. Il peut etre gênant pour la fabrication en série de filtres à carburant que cette zone collée exige une colle binaire fluide, qui durcit à froid après l'assemblage des pièces.Ce mode de construction du filtre entraîne en outre une manipulation fastidieuse de ses composants. Dans le cas d'un dosage imprécis de la colle binaire dans la poche du corps, il peut de plus arriver qu'un excès de colle soit refoulé vers l'intérieur lors de l'assemblage des deux parties du corps et réduise la section des canaux dans l'enroulement, dont le débit est ainsi perturbé. De tels éléments enroulés connus présentent sur leur circonférence extérieure un joint longitudinal souvent constitué par une colle thermoplastique. Deux types de colle différents se rencontrent au point d'intersection du joint longitudinal et de la zone collée en anneau, ce qui risque de poser des problèmes d'étaurhéité dans des conditions de service détavorables. The patent application of the Federal Republic of Germany published under No. 34 25 347 describes such a filter in which a wound filter element is housed in a plastic body, consisting of a pot and a lid. The combined circumferential edges of the two parts of the body are profiled so as to produce an annular gap of Z-section, which reaches radially the outer edge of the cover and is filled with glue. A single bonded area is thus produced, which surrounds the filter cartridge in a ring, connects the two parts of the body and also separates the polluted and clean sides in the body. It can be annoying for the mass production of fuel filters that this bonded area requires a fluid binary glue, which hardens cold after assembly of the parts. This method of construction of the filter also entails tedious handling of its components. In the case of an imprecise dosage of binary glue in the pocket of the body, it may also happen that an excess of glue is forced back inward during the assembly of the two parts of the body and reduces the section of the channels in the winding, the flow of which is thus disturbed. Such known coiled elements have on their outer circumference a longitudinal joint often formed by a thermoplastic adhesive. Two different types of glue meet at the point of intersection of the longitudinal joint and the zone glued in a ring, which may cause problems of ethereality under unfavorable service conditions.

De tels éléments enroulés ne sont en outre généralement pas parfaitement circulaires et constituent de plus des structures souples, qui exigent une manipulation particulièrement prudente lors du mon tage.Such wound elements are also generally not perfectly circular and also constitute flexible structures, which require particularly careful handling during assembly.

La demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le n0 22 44 594 décrit un filtre jetable se prêtant à la production de grande série et dont le corps plastique en deux parties contient un élément filtrant discoide. La face intérieure d'une partie du corps en forme d'entonnoir présente une nervure annulaire qui est reliée avec étanchéité au bord circonférentiel de l'élément filtrant discoïde par soudage par ultrasons. L'inconvénient de ce filtre réside dans le fait que ce mode de production ne se prête pas au montage d'un élément filtrant enroulé. The patent application of the Federal Republic of Germany published under No. 22 44 594 describes a disposable filter suitable for mass production and whose two-part plastic body contains a discoidal filter element. The inner face of a funnel-shaped part of the body has an annular rib which is sealingly connected to the circumferential edge of the discoid filter element by ultrasonic welding. The disadvantage of this filter lies in the fact that this production method does not lend itself to the mounting of a wound filter element.

Selon une caractéristique essentielle de l'invention, une collerette annulaire stable en matière plastique fusible est formée sur l'élément filtrant enroulé et pénètre dans une cavité en forme de gorge annulaire, formée par les deux parties dans la région de leurs bords profilés et ouverte vers l'intérieur du corps; et la portée d'étanchéité entre les côtés pollué et propre est formée par un soudage par ultrasons de la nervure et de la collerette. Le filtre selon l'invention présente l'avantage de permettre la réalisation d'un filtre jetable, de constitution simple et économique, avec un élément filtrant enroulé.Ce mode de réalisation permet d'obtenir entre les côtés pollué et propre une étanchéité parfaite, résistant aux sollicitations chimiques et physiques en service, même dans le cas d'un élément filtrant enroulé relativement souple, dont les propriétés sont conservées. La résistance de l'enroulement aux déformations est en outre augmentée, ce qui facilite sa manipulation lors du montage. According to an essential characteristic of the invention, a stable annular flange of fusible plastic material is formed on the rolled filter element and enters a cavity in the form of an annular groove, formed by the two parts in the region of their profiled and open edges. inward of the body; and the sealing surface between the polluted and clean sides is formed by ultrasonic welding of the rib and the flange. The filter according to the invention has the advantage of allowing the realization of a disposable filter, of simple and economical constitution, with a rolled up filter element. This embodiment makes it possible to obtain between the polluted and clean sides a perfect seal, resistant to chemical and physical stresses in service, even in the case of a relatively flexible wound filter element, the properties of which are preserved. The resistance of the winding to deformations is also increased, which facilitates its handling during assembly.

Une rencontre de deux types de colle différents est évitée, ce qui facilite les problèmes d'étanchéité. Le mode de réalisation se prête en outre particulièrement bien à une production automatisée en grande série. Il n'y a pratiquement pas de gonflement de la colle par le carburant traité, de contraintes internes dans la zone collée dues audit gonflement, de séparation de la liaison collée et de fuites résultantes.A meeting of two different types of glue is avoided, which facilitates sealing problems. The embodiment also lends itself particularly well to automated mass production. There is practically no swelling of the adhesive by the treated fuel, internal stresses in the bonded area due to said swelling, separation of the bonded bond and resulting leaks.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux parties du corps sont reliées avec étanchéité par soudage par ultrasons d'épaulements aboutés. Selon une autre caractéristique de l'invention, la nervure se trouve sur un décrochement du pot en saillie. Une réalisation selon ces caractéristiques présente l'avantage suivant 1 'emploi de sotldures parées pour les parties du corps d'une part et pour 1'élément filtrant sur une partie du corps d'autre part pernet d'effectuer un contrôle d'étanchéité de l'élément filtrant soudé dans une partie du corps. According to another characteristic of the invention, the two parts of the body are connected with sealing by ultrasonic welding of abutting shoulders. According to another characteristic of the invention, the rib is on a recess of the projecting pot. An embodiment according to these characteristics has the advantage according to the use of trimmed sills for the parts of the body on the one hand and for the filter element on a part of the body on the other hand to make a leakage check of the filter element welded in a part of the body.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la nervure est disposée sur la face frontale du couvercle du corps limitant la cavité. Lts d.ux sondages par ultrasons peuvent alors être effectués en une seule e# opération. According to another characteristic of the invention, the rib is arranged on the front face of the cover of the body limiting the cavity. Lts of the ultrasonic soundings can then be carried out in a single e # operation.

1)'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aile de la description détaillée ci-dessous de deux exemples de réalisation et du dessin annexé sur lequel la figure 1 est une coupe longitudinale d'un premier exemple de réalisation du filtre; la tigure 2 représente à plus grande échelle un détail de la figure 1; et la figure 3 est une coupe partielle d'un second exemple de réalisation du filtre. 1) other characteristics and advantages of the invention will be better understood on the wing of the detailed description below of two exemplary embodiments and of the appended drawing in which FIG. 1 is a longitudinal section of a first exemplary embodiment the filter; Figure 2 shows a detail of Figure 1 on a larger scale; and Figure 3 is a partial section of a second embodiment of the filter.

La figure 1 représente un filtre à carburant 10, dont le corps est constitué par un pot 12 et un couvercle 13 correspondant. Les deux parties du corps sont en matière plastique. Le couvercle 13 du corps en forme d'entonnoir porte une tubulure coaxiale 14 d'arrivée. FIG. 1 represents a fuel filter 10, the body of which consists of a pot 12 and a corresponding cover 13. The two parts of the body are made of plastic. The cover 13 of the funnel-shaped body carries a coaxial inlet pipe 14.

La base 15 du pot 12 porte des nervures intérieures 16 et une tubulure de départ 17 coaxiale à la tubulure d'arrivée 14. Un élément filtrant enroulé 18 connu, parcouru axialement, est disposé dans le corps 11, Cotre les tubulures d'arrivée 14 et de départ 17. Dans cet élément filtrant enroulé 18, une bande de papier filtre de section en V est enroulée avec adjonction d'une bande d'étanchéité en spirale autour d'un tube central 19. de fanon à former deux espaces hélicoidaux ouverts sur les faces frontales opposées. L'élément filtrant ullloule 18 prend appui d'une part sur les nervures 16 et d'autre i'.irt sur le couvercle 13 du corps par l'intermédiaire d'un chapeau L1 obturant le tube central 19.The base 15 of the pot 12 carries internal ribs 16 and a starting tube 17 coaxial with the inlet tube 14. A rolled-up filter element 18 known, traversed axially, is disposed in the body 11, Cutter the inlet tubes 14 and starting 17. In this wound filter element 18, a strip of filter paper of V-section is wound with the addition of a spiral sealing strip around a central tube 19. of baleen to form two open helical spaces on the opposite front faces. The filter element ullloule 18 bears on the one hand on the ribs 16 and on the other i'.irt on the cover 13 of the body by means of a cap L1 closing off the central tube 19.

I.o pot 12 présente à partir de sa base 15 une première partie cylindrique 22 qui s. raccorde à une secundo partie cylindrique 24 plus large par un dévrochement radial 23. La face intérieure de cette seconde partie cylindrique 24 porte un épaulement oblique 25 sur lequel repose un épaulement conjugué 26 du couvercle 13. Pour ce faire, le bord circulaire extérieur du couvercle 13 introduit dans le pot et le bord circulaire intérieur conjugué de la seconde partie cylindrique 24 présentent un profil approprié.Les épaulements 25, 26 des deux parties 12 et 13 du corps sont reliés avec étanchéité pir un soudage par ultrasons 27, de sorte qu'une étanchéité parfaite de l'intérieur du corps 11 est assurée par rapport à l'extérieur, comme le montre la figure 2. I.o pot 12 has from its base 15 a first cylindrical part 22 which s. connects to a second cylindrical part 24 wider by a radial projection 23. The inner face of this second cylindrical part 24 carries an oblique shoulder 25 on which rests a conjugate shoulder 26 of the cover 13. To do this, the outer circular edge of the cover 13 introduced into the pot and the conjugate inner circular edge of the second cylindrical part 24 have an appropriate profile. The shoulders 25, 26 of the two parts 12 and 13 of the body are tightly connected by ultrasonic welding 27, so that perfect sealing of the interior of the body 11 is ensured with respect to the exterior, as shown in FIG. 2.

Une cavité 29 en forme de gorge aurnilaire ouverte vers l'intérieur du corps 1 1 est formée dans la zone de la seconde partie cylindorique 24, entre une face frontale 28 du couvercle 13 et le décroche ment radial 23 en regard. Dans cette cavité 29 pénètre une nervure 31 circulaire, partant du décrochement 23 et disposée utilement sur un diamètre supérieur à celui de la première partie cylindrique 22. Le diamètre du soumet de cette nervure est avantageusement égal ou supérieur au diamètre extérieur de la première partie cylindrique 22. A cavity 29 in the shape of an atrial groove open towards the inside of the body 11 is formed in the region of the second cylindrical part 24, between a front face 28 of the cover 13 and the radial release 23 opposite. In this cavity 29 penetrates a circular rib 31, starting from the recess 23 and usefully disposed on a diameter greater than that of the first cylindrical part 22. The diameter of the subject of this rib is advantageously equal to or greater than the outside diameter of the first cylindrical part 22.

Une collerette 32 annulaire de l'élément filtrant enroulé 18 pénètre dans la cavité 29, comme le montre la figure 2. Cette collerette 32 en polyamide pur est moulée par injection sur la circonfé- rence extérieure de I 'élément enroulé et de plus formée en anneau circulaire de façon à présenter des faces de butée planes 33, de préférence perpendiculaires au grand axe du filtre. La collerette 32 moulée par
injection forme une liaison étanche parfaite entre elle et l'élément filtrent enroulé 18.L'épaisseur et la largeur de cette collerette 32 notamment sont choisies de façon qu'elle soit stable et confère ainsi une meilleure stabilité à l'élément enroulé souple. Dans ce but,
la largeur de la collerette 32 dans un plan perpendiculaire au grand axe du filtre est choisie triple environ de l'épaisseur de paroi du pot 12 dans la région de la première partie cylindrique 22, tandis que son épaisseur est sensiblement double. La face de butée 33 de
la collerette annulaire 32 repose sur la nervure annulaire 31 à la
laquelle elle est reliée avec étanchéité par un second soudage par ultrasons 34. La collerette 32 est réalisée avec un faible jeu par rapport à la face frontale 28 et à la seconde partie cylindrique 24.An annular flange 32 of the rolled-up filter element 18 penetrates into the cavity 29, as shown in FIG. 2. This flange 32 of pure polyamide is injection molded on the outer circumference of the rolled-up element and moreover formed circular ring so as to have planar abutment faces 33, preferably perpendicular to the long axis of the filter. The collar 32 molded by
injection forms a perfect tight connection between it and the wound filter element 18. The thickness and width of this flange 32 in particular are chosen so that it is stable and thus gives better stability to the flexible wound element. For this reason,
the width of the collar 32 in a plane perpendicular to the long axis of the filter is chosen to be approximately three times the wall thickness of the pot 12 in the region of the first cylindrical part 22, while its thickness is substantially double. The abutment face 33 of
the annular flange 32 rests on the annular rib 31 at the
which it is tightly connected by a second ultrasonic welding 34. The flange 32 is produced with a small clearance relative to the front face 28 and to the second cylindrical part 24.

La collerette annulaire 32 est exempte de bulles internes et forme des faces de butée planes extérieures 33, de sorte que le soudage par ultrasons produit une liaison parfaite et étanche entre l'élément filtrant enroulé 18 et le pot 12. La face de surmoulage 35, d'épaisseur sensiblement double de celle de la collerette 32, garantit une liaison stable et étanche des deux pièces, en ne perturbant guère les sections de passage dans l'élément filtrant enroulé 18.The annular collar 32 is free of internal bubbles and forms external planar abutment faces 33, so that the ultrasonic welding produces a perfect and sealed connection between the rolled-up filter element 18 and the pot 12. The overmoulding face 35, of thickness substantially double that of the flange 32, guarantees a stable and sealed connection of the two parts, hardly disturbing the passage sections in the wound filter element 18.

Le montagé du filtre à carburant 10 s'effectue en introduisant l'élément filtrant enroulé 18 avec sa collerette 32 surmoulée dans le pot 12, jusqu'à ce que sa face de butée 33 repose sur le sommet de la nervure 31. L'étanchéité entre l'élément enroulé 18 et le pot 12 est ensuite effectuée par soudage par ultrasons 34. Un essai de soufflage en cours de fabrication permet le cas échéant de contrôler l'étanchéité du soudage par ultrasons 34. Le couvercle 13 du corps est ensuite introduit dans la seconde partie cylindrique 24 puis les deux épaulements 25, 26 sont reliés avec étanchéité par un soudage par ultrasons 27 au cours d'une seconde opération. The fuel filter 10 is fitted by introducing the rolled-up filter element 18 with its flange 32 molded into the pot 12, until its abutment face 33 rests on the top of the rib 31. The seal between the wound element 18 and the pot 12 is then carried out by ultrasonic welding 34. A blowing test during manufacture makes it possible, if necessary, to check the tightness of the ultrasonic welding 34. The cover 13 of the body is then introduced in the second cylindrical part 24 then the two shoulders 25, 26 are connected with sealing by ultrasonic welding 27 during a second operation.

Le filtre à carburant 10 est utilisé de façon connue. L'essence ou le gazole à nettoyer pénètre par la tubulure d'entrée 14 dans le côté pollué du filtre, traverse axialement l'élément filtrant enroulé 18 puis, débarrassé de ses impuretés, sort du côté propre 16 par la tubulure de départ 17. Le soudage par ultrasons 27 assure l'étanchéité du côté pollué vers l'extérieur, tandis que le second soudage par ultrasons 34 sépare le côté pollué du côté propre dans le filtre 10. The fuel filter 10 is used in a known manner. The petrol or diesel oil to be cleaned enters via the inlet pipe 14 into the polluted side of the filter, passes axially through the wound filter element 18 then, freed of its impurities, leaves the clean side 16 through the outlet pipe 17. The ultrasonic welding 27 seals the polluted side outwards, while the second ultrasonic welding 34 separates the polluted side from the clean side in the filter 10.

La figure 3 est une coupe partielle d'un second exemple de réalisation d'un filtre à carburant 40, qui diffère comme suit de celui représenté à la figure 1, les mêmes pièces portant les mêmes références. Figure 3 is a partial section of a second embodiment of a fuel filter 40, which differs as follows from that shown in Figure 1, the same parts with the same references.

Dans le second filtre 40, le décrochement radial 23 ne porte pas de rainure pénétrant dans la cavité 29 et forme donc une face d'appui plane 41 sur laquelle repose la face de butée 33 inférieure de la collerette 32. Le filtre 40 comprend en outre un couvercle 42 sur la face frontale 28 duquel est disposée une nervure 43 pénétrant dans la cavité 29. La nervure 43 prend appui sur une face de butée supérieure 44 de la collerette 32 et fonte un soudage par ultrasons 45 qui sépare les côtés pollué et propre à l'intérieur du corps 11. In the second filter 40, the radial recess 23 does not have a groove penetrating into the cavity 29 and therefore forms a plane bearing face 41 on which the lower abutment face 33 of the flange 32 rests. The filter 40 further comprises a cover 42 on the front face 28 of which is disposed a rib 43 penetrating into the cavity 29. The rib 43 is supported on an upper abutment face 44 of the flange 32 and melts an ultrasonic welding 45 which separates the polluted and clean sides inside the body 11.

Le second filtre 40 présente l'avantage d'un montage plus simple. The second filter 40 has the advantage of simpler mounting.

L'élément filtrant enroulé 18 est introduit dans le pot 12 où il se centre automatiquement. La face de butée plane 33 de la collerette 32 s'applique alors sur la face d'appui annulaire plane 41. Le couvercle 42 est ensuite introduit dans le pot et les deux soudages par ultrasons 45 et 27 sont réalisés simultanément en une seule opération. Les forces exercées par la nervure 43 sur la collerette 32 sont transmises par cette dernière au décrochement 23, de sorte qu'aucune force gênante n'est introduite dans l'élément filtrant enroulé 18.The rolled up filter element 18 is introduced into the pot 12 where it centers itself automatically. The planar abutment face 33 of the flange 32 is then applied to the planar annular bearing face 41. The cover 42 is then introduced into the pot and the two ultrasonic welds 45 and 27 are produced simultaneously in a single operation. The forces exerted by the rib 43 on the flange 32 are transmitted by the latter to the recess 23, so that no annoying force is introduced into the wound filter element 18.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées aux filtres présentés sans sortir du cadre de l'invention. Le mode de réalisation selon l'invention est ainsi applicable aussi à un filtre dans lequel les deux tubulures d'arrivée et de départ sont disposées sur une même partie du corps. Il est également possible de réaliser avec un biseau les faces de butée 33 perpendiculaires au grand axe du filtre et représentées sur les figures 1 à 3. il s'agit essentiellement de réaliser la collerette 32 sous forme d'un élément -stable, permettant des faces de butée planes appropriées pour un soudage parfait par ultrasons. Une autre matière plastique fusible appropriée peut être choisie à la place de polyamide pur pour la collerette surmoulée par injection. Of course, various modifications can be made to the filters presented without departing from the scope of the invention. The embodiment according to the invention is thus also applicable to a filter in which the two inlet and outlet pipes are arranged on the same part of the body. It is also possible to produce with a bevel the abutment faces 33 perpendicular to the major axis of the filter and shown in FIGS. 1 to 3. it is essentially a matter of producing the flange 32 in the form of a -stable element, allowing flat abutment faces suitable for perfect ultrasonic welding. Another suitable fusible plastic material may be chosen instead of pure polyamide for the injection-molded flange.

Claims

1. Filter for removing impurities from liquids, in particular petrol and diesel, with a two-part plastic body which contains a rolled-up litter element and whose circumferential edges of the two parts are tightly connected by conjugated profiles ; with a sealing surface which surrounds the wound filter element in a ring and separates the polluted and clean sides inside the body: and with a vertical circular rib in the region of the sealing surface, said filter being characterized in that a stable annular flange (32) of fusible plastic material is formed on the rolled filter element (18) and enters a cavity (29) in the form of an annular groove, formed by the two parts (12 , 13) in the region of their profiled edges and open towards the inside of the body (11); and li sealing range between the polluted and clean sides is formed by ultrasonic welding (34, 35) of the rib (31, 43) and the flange (32).

2. Filter according to claim 1, characterized in that the two body parts dll (12, 13) are joined with sealing by ultrasonic welding (27) of their abutting shoulders (25, 26) 3. Filter according to one of claims 1 or 2, characterized in that the rib (31) is arranged on a recess (23) of the projecting pot (12).

4. Filter according to one of claims 1 or 2, characterized in that the rib (43) is arranged on the front face (28) of the cover (42) of the body limiting the cavity (29).

5. Filter according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the width of the flange (32) radial relative to the major axis of the filter (10, 40), is greater than the wall thickness of the pot (2 ′), and in part ion link equal to 1.5 i 3 times the wall thickness (. Filter according to claim 5, characterized in that the flange (32) has essentially a rectangular section and of the planar abutment faces ". '(33).

7. Filter according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the rib (31, 43) is located # on a diameter equal to or greater than the outside diameter of the pot (12) in the region of its first cylindrical part ( 22).

8. Filter according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the collar (32) is made of polyamide.

9. Filter according to any one of claims 4 to 8, characterized in that the two ultrasonic welds (27, 45) are produced on the cover (42) of the body and in a single operation.