FR2810257A1 - Filtre a fluide et son procede de fabrication - Google Patents
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Abstract
Filtre à fluide comportant un médium filtrant (2) qui présente deux faces perméables (2a, 2b), respectivement d'amont et d'aval, destinées à être traversées par le fluide à filtrer. Le filtre comporte en outre un joint souple annulaire (3), constitué par un bourrelet non moulé (3) de matière synthétique souple cellulaire qui présente une peau externe continue et étanche.
Description
<U>Filtre à fluide et son procédé de fabrication</U>.
La présente invention est relative aux filtres à fluide, notamment filtres à air, et à leurs procédés de fabrication.
Plus particulièrement, l'invention concerne filtre à fluide, comportant - un médium filtrant qui présente deux faces perméables, respectivement d'amont et d'aval, destinées a être traversées par le fluide à filtrer, - et un joint souple annulaire en matière synthétique qui se raccorde avec étanchéité au médium filtrant en bordant l'une desdites faces perméables médium filtrant, ce joint étant destiné à faire étanchéité avec une surface d'appui annulaire pour séparer les faces amont et d'aval du filtre.
Dans les filtres connus de ce type, notamment filtres à air pour véhicules automobiles (filtres pour moteur ou filtres pour habitacle), le joint souple est genéralement surmoulé sur le médium filtrant, lequel médium filtrant est le plus souvent constitué par une feuille plissée de papier filtre ou similaire. Cette étape de moulage est relativement coûteuse et complique le processus fabrication du filtre. De plus, lors du moulage, la matière synthétique du joint souple migre généralement par capillarité le long des plis du papier filtre en formant des bavures qui empiètent sur l'une des faces perméables du médium filtrant, en diminuant ainsi la surface filtrante et donc l'efficacité du filtre. Enfin, des bavures se forment parfois sur les faces du moule, ce qui oblige à procéder à une opération manuelle d'ébavurage pour obtenir une bonne étanchéité et un bon aspect du filtre.
La présente invention a notamment pour but de pallier ces inconvénients.
A cet effet, selon l'invention, un filtre à fluide du genre en question est caractérisé en ce que le joint souple est constitué par un bourrelet non moule de matière synthétique souple cellulaire qui présente une peau externe continue et étanche.
Grâce à ces dispositions, on simplifie considérablement le processus de fabrication filtre, et grâce à l'absence de moulage par injection, évite les bavures du matériau formant le joint d'étanchéité vers les faces perméables du médium filtrant. De façon surprenante, on obtient ainsi une bonne étanchéité du joint avec le boîtier ou similaire dans lequel est reçu le filtre, bien que la forme extérieure du joint puisse le cas échéant être définie façon moins précise que dans les joints moulés de l'art antérieur.
Dans des modes de réalisation préférés du filtre selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à 'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes le joint est en matière cellulaire et présente une peau externe continue et étanche ; le joint présente une dureté inférieure à 15 shore A le filtre se présente sous la forme d'une plaque sensiblement plane comportant deux faces principales présentant chacune un bord périphérique, qui sont séparées par une certaine épaisseur de médium filtrant et qui forment lesdites faces perméables d'amont et d'aval, le joint souple étant formé en saillie sur une desdites faces principales du filtre, le long du bord périphérique de cette face principale ; le joint souple est entièrement disposé à l'intérieur du bord périphérique de la face principale sur laquelle il est formé ; - le joint souple déborde latéralement du bord périphérique de la face principale sur laquelle il est formé, sur au moins une partie de l'épaisseur du filtre ; - le médium filtrant comprend une feuille perméable plissée qui forme une pluralité de plis parallèles les uns aux autres délimitant entre eux des interstices libres, le médium filtrant se présentant sous le forme d'une plaque comportant au moins deux bords non parallèles aux plis, au moins deux cordons de maintien en matière synthétique étant collés sur le médium filtrant le long desdits bords non parallèles aux plis, en remplissant localement lesdits interstices, et ce cordon de maintien étant recouvert par le joint souple ; - le joint souple est réalisé en mousse de polyurethane ; - le filtre est un filtre ' air pour véhicule automobile.
Par ailleurs, l'invention a également pour objet un procède de fabrication d'un filtre que défini ci- dessus, ce procédé comprenant au moins les étapes suivantes (a)déposer sur le médium filtrant un cordon annulaire régulier de mélange réactionnel thixotrope adapté pour former une matière synthétique souple, ce mélange réactionnel présentant une viscosité suffisante pour que le cordon de mélange réactionnel reste au moins partiellement en saillie sur le médium filtrant, (b)laisser polymériser le mélange réactionnel sans moule, de façon à former le joint souple Grâce à son caractère thixotrope, le mélange réactionnel forme un cordon qui s'adapte parfaitement à la géométrie de la surface du médium filtrant, sans migrer par capillarité le long des plis ou interstices de cette surface.
Dans des modes de réalisation préférés du procédé selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - le mélange réactionnel présente une viscosité comprise entre 16 250 et 16 750 cP (centipoises) lors de son dépôt sur le médium filtrant ; - le mélange réactionnel thixotrope est adapté pour former une mousse de polyuréthane ; - le mélange réactionnel thixotrope comprend au moins un polyol polyfonctionnel et un isocyanate ; - ledit polyol polyfonctionnel est de la tisccorine et ledit isocyanate est du méthylène bis 4 phénylisocyanate ; le médium filtrant comprend une feuille perméable plissée qui forme une pluralité plis parallèles les uns aux autres délimitant entre des interstices, le médium filtrant se présentant sous la forme d'une plaque comportant au moins deux bords non parallèles aux plis, l'étape (a) étant précédée d'une étape préliminaire au cours de laquelle on colle au moins deux cordons maintien en matière synthétique sur le médium filtrant respectivement le long desdits bords non parallèles aux plis, en remplissant localement lesdits interstices, et au cours de 1 étape (a), on dépose le cordon mélange réactionnel sur ce cordon de maintien ; le filtre se présente sous la forme d'une plaque plane présentant deux faces principales parallèles qui forment lesdites faces perméables d'amont et d'aval et au cours des étapes (a) et (b), les faces principales du filtre sont disposées horizontalement, la face principale qui reçoit le mélange réactionnel étant orientée vers le haut.
'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante de deux de ses formes de réalisation, données à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins joints.
les dessins la figure 1 est une vue schématique représentant un véhicule automobile pouvant être équipé d'un filtre à air selon l'invention, - la figure 2 est une vue en plan d'un filtre à selon une première forme de réalisation de l'invention, susceptible d'équiper le véhicule de la figure 1, - la figure 3 est une vue de détail en perspective en coupe selon la ligne III-III de la figure 2, - la figure 4 est une vue de détail coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3, - et la figure 5 est une vue de détail en coupe d'un filtre selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, susceptible d'équiper le véhicule de la figure 1 Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
la figure 1 représente un véhicule automobile V dont l'habitacle est équipé d'un filtre à air 1 adapté pour filtrer un flux d'air frais F entrant dans 'habitacle du véhicule et/ou un flux d'air recyclé R provenant de l'habitacle du véhicule et destiné à retourner dans cet habitacle.
Bien entendu, le filtre à air selon l'invention pourrait également constituer un filtre à pour moteur, ou plus généralement tout autre filtre pour fluide, dans des applications automobiles ou autres.
Comme représenté sur les figures 2 a 4, le filtre à air 1 se présente généralement sous la forme d'une plaque plane de médium filtrant 2, présentant deux faces principales parallèles perméables 2a, 2b séparées l'une de l'autre par une certaine épaisseur, l'une de ces faces (par exemple la face 2a) formant la face d'aval du filtre et l'autre face (par exemple la face 2b) formant la face d'amont du filtre.
Le médium filtrant 2 est généralement constitué par une feuille plissée de papier filtre ou autre matériau perméable, qui forme des plis parallèles 2c.
Pour faire étanchéite avec un cadre ou similaire dans lequel est engagé le filtre en cours d'utilisation, le filtre comporte en outre un joint d'étanchéité 3 formé par un bourrelet annulaire de matière synthétique souple (cellulaire ou non cellulaire) qui borde l'une des faces principales 2a, 2b du filtre (soit la face d'amont, sous la phase d'aval), en l'occurrence la face 2a. Ce bourrelet fait saillie au-dessus de la face 2a et déborde latéralement de cette face, sur tout ou partie de l'épaisseur du filtre : ainsi, lorsque le filtre est engagé dans son boîtier, le joint est comprimé axialement et latéralement par appui sur portée annulaire parallèle à la face 2a et sur une portée annulaire parallèle aux faces latérales formant l'épaisseur du filtre, de façon à isoler les faces 2a, 2b l'une de l'autre.
Pour réaliser le bourrelet annulaire 3, on commence de préférence par coller sur la face 2a du filtre un cordon de maintien 4 en matière thermoplastique synthétique ("hot melt"), le long des deux bords du filtre qui sont perpendiculaires aux plis 2c, de façon à maintenir un écartement précis et constant de ces plis et de façon à remplir localement les interstices 2d laissés libres entre les plis 2c (figure 4).
De préférence, la matière thermoplastique 4 est déposée à chaud lorsque les plis 2c sont en position relativement ouverte, puis les plis 2c sont resserrés jusqu'à leur position définitive, ce qui permet un bon remplissage des interstices 2d entre les plis le long du cordon 4. Comme le cordon 4 est moins volumineux que le joint 3, la matière thermoplastique du cordon 4 ne migre quasiment pas le long des plis 2c, d'autant que ladite matière thermoplastique se solidifie rapidement au contact du médium filtrant 2.
Une fois cette opération préliminaire effectuée, on dépose un cordon annulaire de mélange réactionnel thixotrope, adapté pour former une matière cellulaire le long du bord de la face 2a du filtre, en recouvrant le cordon de maintien 4. Pendant cette opération, le filtre est posé à plat sur une surface horizontale avec sa face 2a orientée vers le haut. De préférence, le mélange réactionnel thixotrope présente une viscosité comprise entre 16 250 et 16 750 cP (centipoises), lors de son dépôt, ce qui permet d'obtenir un cordon de mélange réactionnel faisant saillie sur la face 2a. Du fait du caractère thixotrope du mélange, celui-ci retrouve en outre une assez grande viscosité peu après son dépôt sur la face du filtre, de sorte qu'il ne pénètre quasiment pas dans les interstices 2d entre les plis et ne migre pas par capillarité le long des plis 2c, ce qui évite des bavures diminuant la surface filtrante du filtre.
L'opération de dépôt du cordon de matière thixotrope est de préférence réalisée de façon automatique une buse mobile appartenant à une installation robotisée, ce qui permet un dépôt régulier du cordon de matière thixotrope.
Le mélange réactionnel en question peut notamment etre adapté pour former une mousse polyuréthane : il peut agir en particulier d'un mélange réactionnel comprenant moins un polyol polyfonctionnel, notamment trifonctionnel (par exemple la tisccorine, c'est à dire de l'huile de ricin hydrogénée) et du polyisocyanate (par exemple du méthylène-bis 4 phénylisocyanate).
On laisse ensuite polymériser le mélange réactionnel à l'air libre. Ce mélange réactionnel réagit avec la vapeur d'eau naturellement contenue dans l'air pour former la mousse de polyuréthane du bourrelet 3.
Du fait de l'absence de moule, la mousse de polyuréthane ainsi formée présente une peau externe lisse, continue et étanche, ce qui améliore l'efficacité du joint 3. Grâce à cette peau externe étanche, et grâce à la faible dureté du joint 3 (de préférence, cette dureté est inférieure à 15 shore A), on obtient une parfaite étanchéité vis-à-vis de l'air au contact entre le joint 3 et le boîtier du filtre, et ce malgré les légères irrégularités qui peuvent être dues à l'obtention joint 3 sans moulage (variations locales d'épaisseur dues à une expansion plus ou moins importante de la mousse de polyuréthane lors de sa polymérisation, légère surépaisseur au niveau du point de raccord entre le début et fin du cordon de mélange réactionnel, etc.).
En variante, comme représenté sur la figure 5, le mélange réactionnel peut être déposé plus vers l'intérieur de face 2a (ou de la face 2b), de façon que le bourrelet 3 dépasse pas latéralement de ladite face 2a . dans ce cas, lors de la mise en place du joint dans son boîtier, le joint 3 est simplement comprimé entre la face 2a du filtre et une portée annulaire parallèle à ladite face 2a.
Claims (11)
1. Filtre à fluide, comportant . - un médium filtrant (2) qui présente deux faces perméables (2a, 2b), respectivement amont et d'aval, destinées à être traversées par le fluide à filtrer, - et un joint souple annulaire (3) en matière synthétique qui se raccorde avec étanchéité au médium filtrant en bordant l'une (2a) desdites faces perméables du médium filtrant, ce joint étant destiné ' faire étanchéité avec une surface d'appui annulaire pour séparer les faces d'amont et d'aval du filtre, caractérisé en ce que le joint souple est constitué par un bourrelet non moulé (3) de matière synthétique souple.
2. Filtre à fluide selon la revendication 1, dans lequel le joint est en matière cellulaire et présente une peau externe continue et étanche.
3. Filtre selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le joint (3) présente une dureté inférieure à 15 shore A.
4. Filtre selon l'une quelconque des revendications précédentes, se présentant sous la forme d'une plaque sensiblement plane comportant deux faces principales (2a, 2b) présentant chacune un bord périphérique, qui sont séparées par une certaine épaisseur de médium filtrant et qui forment lesdites faces perméables d'amont et d'aval, le joint souple (3) étant formé en saillie sur une desdites faces principales du filtre, le long du bord périphérique de cette face principale.
5. Filtre selon la revendication 4, dans lequel le joint souple (3) est entièrement disposé à l'intérieur du bord périphérique de la face principale (2a) sur laquelle il est formé.
6. Filtre selon la revendication 4, dans lequel le joint souple (3) déborde latéralement du bord périphérique la face principale (2a) sur laquelle il est formé, sur moins une partie de l'épaisseur du filtre.
7. Filtre selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le médium filtrant (2) comprend une feuille perméable plissée qui forme une pluralité de plis (2c) parallèles les uns aux autres délimitant entre eux des interstices (2d), le médium filtrant (2) présentant sous la forme d'une plaque comportant au moins deux bords non parallèles aux plis (2c), au moins deux cordons de maintien (4) en matière synthétique étant colles sur le médium filtrant (2), respectivement le long desdits bords non parallèles aux plis (2c) en remplissant localement lesdits interstices (2c), et ce cordon de maintien étant recouvert par le joint souple (3).
8. Filtre selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le joint souple (3) est réalisé en mousse de polyuréthane.
9. Filtre selon l'une quelconque des revendications précédentes, constituant un filtre à air pour véhicule automobile.
10. Procédé de fabrication d'un filtre selon l'une quelconque des revendications précédentes, ce procédé comprenant au moins les étapes suivantes (a) déposer sur le médium filtrant (2) un cordon annulaire régulier de mélange réactionnel thixotrope adapté pour former une matière synthétique souple, ce mélange réactionnel présentant une viscosité suffisante pour que le cordon de mélange réactionnel reste au moins partiellement saillie sur le médium filtrant, (b) laisser polymériser le mélange réactionnel sans moule, de façon à former le joint souple (3).
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel mélange réactionnel présente une viscosité comprise entre 16 250 et 16 750 cP lors de son dépôt sur le médium filtrant (2). . Procédé selon la revendication 10 ou la revendication 11, dans lequel le mélange réactionnel thixotrope est adapté pour former une mousse de polyuréthane. . Procédé selon la revendication 12, dans lequel le mélange réactionnel thixotrope comprend moins un polyol polyfonctionnel et un isocyanate. 14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel ledit polyol polyfonctionnel est de la tisccorine et ledit isocyanate est du méthylène-bis 4 phénylisocyanate. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, dans lequel le médium filtrant (2) comprend une feuille perméable plissée forme une pluralite de plis (2c) parallèles les aux autres délimitant entre eux des interstices (2d), le médium filtrant (2) se présentant sous la forme d'une plaque comportant au moins deux bords non parallèles aux plis (2c), l'etape (a) étant précédée d'une étape préliminaire au cours de laquelle on colle au moins deux cordons de maintien en matière synthétique sur le médium filtrant (2) respectivement le long desdits bords non parallèles aux plis (2c en remplissant localement lesdits interstices (2d), et au cours de 1 étape (a), on dépose le cordon de mélange réactionnel sur ce cordon de maintien (4). 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 15, dans lequel le filtre (1) se présente sous la forme d'une plaque plane présentant deux faces principales parallèles (2a, 2b) qui forment lesdites faces perméables d'amont et d'aval, et au cours des étapes (a) et (b), les faces principales du filtre sont disposées horizontalement, la face principale (2a) qui reçoit le mélange réactionnel étant orientée vers le haut.
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