FR2958000A1 - Installation de filtre de carburant ou d'uree de vehicule automobile - Google Patents

Abstract

Installation de filtre (10) comportant une soupape (30) avec un siège de soupape (32) et un corps de soupape (34) pour fermer et ouvrir sélectivement la soupape (30) par déplacement du corps de soupape (30) par rapport au siège (32). Le corps de soupape (34) est retenu par rapport au siège (32) par une structure de retenue (42) réalisée en une seule pièce avec le siège de soupape (32).

Description

1 Domaine de l'invention L'invention se rapporte à une installation de filtre comportant une soupape ayant un siège de soupape et un organe de soupape pour fermer sélectivement la soupape en s'appliquant contre le siège de soupape et ouvrir la soupape en se soulevant du siège de soupape. Une telle installation de filtre s'applique tant au carburant qu'à l'urée dans un moteur de véhicule automobile. Etat de la technique Les installations de filtre des systèmes d'alimentation en carburant des véhicules automobiles actuels tels que par exemple les véhicules de tourisme ou les véhicules utilitaires, ont notamment pour fonction de nettoyer le carburant pour enlever les particules de saleté dans une installation de filtre. Pour réaliser cette fonction il est connu d'installer un élément de filtre notamment sous la forme d'une cartouche de filtre dans un boîtier de filtre. Le boîtier de filtre est en forme de pot fermé de manière étanche par un couvercle de boîtier. Le couvercle comporte plusieurs branchements pour l'arrivée et la sortie du carburant à filtrer. Ces branchements laissent passer le carburant à travers l'élément de filtre pour retenir et déposer les particules de saleté entraînées dans le carburant ainsi que l'eau. Certaines de ces installations de filtre comportent deux branchements d'alimentation et un branchement de sortie. Ces branchements se présentent sous la forme d'ajutages qui débouchent à l'intérieur du boîtier. Le premier des deux ajutages d'alimentation fournit le carburant du réservoir à l'élément de filtre alors que le second ajutage d'alimentation reçoit le carburant du retour de la pompe haute pression de carburant vers l'installation de filtre. A la température de fonctionnement normale, seul le carburant du réservoir arrive dans l'installation de filtre à travers le premier branchement d'alimentation. Mais si la température à l'intérieur de l'installation de filtre est très basse (par exemple au démarrage à froid du véhicule automobile ainsi équipé) une soupape s'ouvre à l'intérieur de l'installation de filtre pour dégager le second branchement d'alimentation en permettant de cette manière à du

2 carburant venant de l'installation de filtre, et qui provient de la pompe de carburant à haute pression et est de ce fait relativement chaud. Les deux veines de carburant ainsi fournies se mélangent dans l'installation de filtre en aval de l'élément de filtre de sorte que celui-ci sera traversé par du carburant globalement à la bonne température. Lorsque la température du carburant atteint une température prédéfinie, la soupape se ferme et l'installation de filtre est alors seulement alimentée par du carburant venant du premier branchement.

Pour fermer la soupape on applique le corps de soupape de manière étanche au fluide contre son siège. Exposé et avantages de l'invention L'invention a pour objet une installation de filtre du type défini ci-dessus caractérisé en ce que le corps de soupape est retenu par rapport au siège de soupape par une structure de retenue réalisée en une seule pièce avec le siège de soupape. En d'autres termes l'installation comporte un corps muni du siège de soupape ainsi que de la structure de retenue. La structure de retenue retient le corps de soupape au niveau du siège de soupape de façon qu'il puisse être soulevé de celui-ci par l'ouverture de la soupape mais que par ailleurs il est néanmoins seulement éloigné de manière prédéfinie par rapport au siège de soupape. La structure de retenue selon l'invention assure qu'après son montage, le corps de soupape ne risque pas de tomber de la soupape et de se perdre. Cette sécurité du corps de soupape dans le siège de soupape est avantageuse précisément pour la chaîne logistique en aval du montage et du transport qui en résulte pour la soupape préassemblée ou montée terminée. Comme le corps de soupape selon l'invention est tenu de manière imperdable à la structure de retenue le composant préassemblé peut être retourné ou secoué. Selon l'invention, le corps de soupape est tenu en sécurité par rapport au siège de soupape correspondant pour tout le procédé de fabrication consécutif et aussi pour l'usage consécutif et il peut néanmoins se soulever et s'appliquer en fonctionnant correctement.

3 Cette fonction très avantageuse pour le corps de soupape est créée par l'invention pratiquement sans nécessiter des moyens supplémentaires de sorte que la structure de retenue est réalisée en une seule pièce avec le siège de soupape. Cette réalisation se fait avantageusement par injection de matière plastique. La pièce en matière plastique ainsi fabriquée combine la fonction du siège de soupape et celle de la structure de retenue. La structure de retenue limite également la course de l'organe de soupape ce qui lui donne un comportement en fermeture 10 particulièrement rapide. Selon un développement avantageux de l'installation de filtre selon l'invention, la structure de retenue comporte au moins un bec qui retient le corps de soupape en regard du siège de soupape par une liaison par la forme. 15 Au moins un bec entoure le corps de soupape sur son côté non tourné vers le siège de soupape c'est-à-dire sur le côté opposé de sorte que globalement le corps de soupape est tenu dans un volume ou une cage dans laquelle il ne peut bouger que de façon limitée. Au moins un bec peut être réalisé d'une manière particulièrement simple 20 avec la fabrication de la pièce correspondante. Selon un autre développement avantageux de l'installation de filtre de l'invention on peut passer le bec en particulier pour insérer le corps de soupape dans la structure de retenue ou par celle-ci pour arriver dans la soupape. Pour cela, on écarte élastiquement 25 le bec. Selon un développement, au montage le bec présente avantageusement une certaine souplesse permettant au corps de soupape de s'encliper derrière le ou les becs. Selon un autre développement de l'installation de filtre de 30 l'invention on réalise une structure de maintien pour tenir un ajutage en une seule pièce avec le siège de soupape et la structure de retenue. En d'autres termes la soupape de l'installation de filtre comporte un corps qui réunit le siège de soupape, la structure de retenue et la structure de maintien.

4 Une telle structure de maintien peut également se réaliser d'une façon particulièrement économique ; elle permet de plus de monter sur l'installation de filtre selon l'invention, un ajutage, au cours d'une étape relativement tardive dans le procédé de fabrication mais également seulement au moment du montage de l'installation de filtre dans le système d'alimentation en carburant. L'installation de filtre selon l'invention peut ainsi d'une manière particulièrement avantageuse, s'adapter à différents types d'ajutage. De manière préférentielle, au moins une partie de la structure de maintient a une forme de doigts et l'ajutage se pince alors par une liaison par la force entre les doigts. Un tel corps comportant un siège de soupape, une structure de retenue et une structure de maintien comporte également avantageusement un moyen d'étanchéité pour assurer le branchement étanche de l'ajutage. Le cas échant on ne prévoit pas de joint entre l'ajutage et le boîtier de l'installation de filtre. Selon un autre développement avantageux de l'installation de filtre de l'invention, un moyen de fixation d'un élément de rappel, en particulier d'un élément de rappel en bimétal du corps de soupape est réalisé en une seule pièce avec le siège de soupape et la structure de retenue. L'élément de rappel permet alors au corps de soupape d'être soulevé de manière active par rapport au siège de soupape et au liquide de passer à travers la soupape. L'élément de rappel est de préférence sous la forme d'un ressort-lame en bimétal dont notamment l'extrémité mobile porte un doigt ou une broche traversant l'ouverture formée par le siège de soupape, pour pousser par son extrémité opposée contre le corps de soupape. Le ressort-lame en bimétal se déforme en fonction de la température ambiante. Le ressort-lame en bimétal est installé pour être baigné dans le carburant arrivant du réservoir pour passer dans l'installation de filtre. La température du carburant du réservoir détermine ainsi à quel moment la soupape doit s'ouvrir ou se fermer. Si la température est élevée ou suffisante, la soupape se ferme ; si la température est basse ou trop faible, la soupape s'ouvre et le carburant se mélange avec celui de la pompe à carburant à haute pression. Selon un autre développement avantageux de l'installation de filtre de l'invention, le siège de soupape et la structure de retenue ainsi que notamment la structure de maintien sont réalisés dans un corps installé à l'intérieur d'un boîtier de filtre notamment d'un 5 couvercle de boîtier pour l'installation de filtre. Le corps constitue une seule pièce combinant une multiplicité de fonctions réalisables d'une manière économique. Le corps peut être installé simplement contre le côté intérieur du boîtier de filtre et il constitue notamment une possibilité de branchement pour au moins un ajutage. Pour réaliser l'étanchéité au niveau du boîtier de filtre pour les ajutages à brancher, on peut en outre réaliser un moyen d'étanchéité au niveau du corps ce qui est intéressant du point de vue de la fabrication. La matière utilisée pour la réalisation du corps et les épaisseurs de paroi possible, donneront une très grande solidité aux surfaces du boîtier de filtre par ailleurs plutôt minces. Selon un autre développement avantageux de l'installation de filtre de l'invention, deux ajutages traversent le couvercle du boîtier et le corps a une forme en L avec deux branches dont les extrémités libres se terminent chacune au niveau d'un ajutage.

Les ajutages sont tenus de manière fixe ou solidaire sur le corps. Un tel corps en forme de L permet de coupler plusieurs ajutages (en particulier deux ajutages) d'en assurer l'étanchéité et de les monter de manière fixe. Le corps assure ainsi avantageusement des fonctions réalisées jusqu'alors par le boîtier ce qui évite toute adaptation du boîtier. Il est en outre avantageux de prévoir un autre ajutage au niveau du sommet de la forme en L et celui-ci n'est pas couplé au corps. Les ajutages ainsi installés sont alors branchés en même temps en série ce qui est avantageux pour le montage d'ensemble à fabriquer.

Le corps en forme de L et les ajutages reliés à celui-ci peuvent en outre servir avantageusement de chambre de mélange pour réunir et mélanger les veines de carburant arrivant des ajutages. En outre l'élément de rappel du corps de soupape se trouve de préférence à l'intérieur du corps qui est ainsi baigné avantageusement par les veines de carburant à mélanger.

6 Selon un autre développement de l'installation de filtre le corps en forme de L a une branche longue et une branche courte. La branche longue (c'est-à-dire le bras du corps) est prévue de préférence pour le montage de l'élément de rappel comme cela a été décrit ci-dessus. L'élément de rappel peut avoir une longueur particulièrement importante notamment s'il s'agit d'un ressort-lame en bimétal. En revanche la branche courte constitue une liaison courte vers l'ajutage voisin. Selon un autre développement avantageux de 10 l'installation de filtre un élément d'étanchéité qui entoure au moins un ajutage est prévu entre le couvercle du boîtier et le corps. Pour réaliser l'étanchéité du boîtier de filtre par rapport à son environnement et les branchements à relier, selon un développement, la simple mise en place de l'élément d'étanchéité entre 15 le corps et le boîtier crée une étanchéité permanente pendant la durée de fonctionnement de l'installation de filtre. En outre l'élément d'étanchéité ainsi installé se répercute avantageusement sur le comportement vibrant des parois du boîtier en particulier du couvercle. 20 Selon un autre développement avantageux de l'installation de filtre de l'invention, l'élément d'étanchéité est suffisamment grand pour que le corps et l'élément de filtre soient appliqués de manière étanche. Selon ce développement, l'élément d'étanchéité assure 25 non seulement un couplage étanche pour un ou plusieurs ajutages mais cet élément sert en même temps à réaliser l'étanchéité de l'élément de filtre par rapport au côté intérieur du boîtier de filtre. Cette étanchéité est nécessaire pour réaliser à l'intérieur du boîtier de filtre le cheminement recherché du carburant, dans tout son volume dans la 30 matière filtrante de l'élément de filtre. Dessins La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation d'une installation de filtre selon l'invention représentée schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels :

7 - la figure 1 est une vue de dessus en perspective de l'installation de filtre selon l'invention, - la figure 2 est une vue de l'installation de filtre de la figure 1 dont le couvercle du boîtier a été enlevé, - la figure 3 est une vue selon la figure 2 de l'installation dont l'élément d'étanchéité a été enlevé, - la figure 4 est une vue en perspective de dessous et en coupe selon IV-IV de la figure 3, - la figure 5 est une vue selon la direction V de la figure 4 sur le io corps et de la soupape logée dans celui-ci, l'ensemble étant représenté à échelle agrandie, - la figure 6 est une vue en coupe selon VI-VI de la figure 5, - la figure 7 montre une autre vue agrandie selon la figure 5, - la figure 8 est une vue selon la direction VIII de la figure 4. 15 Description du mode de réalisation de l'invention La figure 1 montre une installation de filtre 10 pour filtrer du carburant. L'installation de filtre 10 comporte un boîtier de filtre 12 en forme de cartouche, composé d'un pot 14 et d'un couvercle 16 fermant le pot. 20 Le couvercle 16 du boîtier comporte trois ajutages 18, 20, 22 venant en saillie dans une direction pratiquement perpendiculaire. L'ajutage 18 permet l'alimentation en carburant à partir d'un réservoir de carburant non représenté vers l'installation de filtre 10. L'ajutage 20 reçoit le carburant de la pompe à haute pression, non représentée vers 25 l'installation de filtre 10 et l'ajutage 22 sert à coupler une conduite qui alimente le moteur à combustion non représenté avec le carburant filtré par l'installation de filtre 10. Selon la figure 2, sous le couvercle 16 du boîtier se trouve un élément d'étanchéité 24 plat, c'est-à-dire en forme de plaque, 30 constitué par un feutre ainsi qu'un corps 26 et sous celui-ci un élément de filtre 28 arrivant jusqu'au fond du pot 14. Sous l'ajutage 20 (voir figure 4) le corps 26 forme une soupape 30 constituée par un siège de soupape 32, annulaire réalisé en une seule pièce avec le corps 26 et par un corps de soupape 34 en 35 forme de bille. L'ajutage 20 vient en saillie dans le corps 26 par une

8 zone d'extrémité en y étant reçu par une structure de maintien 36 sous la forme de doigts en une seule pièce sur le corps 26. La soupape 30 constitue une installation de commutation qui permet au choix de faire passer ou de bloquer le passage de carburant à travers l'ajutage 20 et dans l'installation de filtre 10. Pour bloquer le passage, l'organe de soupape 34 s'applique contre le siège de soupape 32 alors que le passage est libéré lorsque le corps de soupape 34 est soulevé du siège de soupape 32 comme cela paraît à la figure 4.

Le soulèvement du corps de soupape 34 par rapport au siège de soupape 32 est assuré par un élément de rappel 38 en forme de ressort-lame en bimétal ; le ressort-lame passe avec un doigt de soulèvement 40 à travers le siège de soupape 32 à partir du dessous selon la figure 4 sous le corps de soupape 34.

Le corps de soupape 34 est retenu au siège de soupape 32 par l'intermédiaire d'une structure de retenue 42 sous la forme de trois becs 43 répartis de manière équidistante autour du corps de soupape 34 ; la structure de retenue 42 est réalisée en une seule pièce avec le corps 26 et ainsi avec le siège de soupape. La structure de retenue 42 retient le corps de soupape 34 après son montage qui se fait par un simple enclipage entre les cames ou becs du corps 26 en évitant de cette manière qu'il ne puisse s'échapper. Le corps de soupape 34 ne risque pas de se perdre dans la chaîne logistique après son montage et pendant le transport. Le corps de soupape 34 est retenu en sécurité pendant toute l'opération ultérieure de montage et aussi pour le fonctionnement ultérieur, sur le corps 26. En même temps le corps de soupape 34 pourra se soulever pendant le fonctionnement suivant la course de soulèvement nécessaire, par rapport au siège de soupape 32. La réalisation très avantageuse de la fixation du corps de soupape 34 se fait pratiquement sans nécessiter de moyens supplémentaires en ce que les becs 43 de la structure de retenue 42 se réalisent simplement au cours de l'opération d'injection servant à fabriquer le corps 26. Les becs 43 sont réalisés dans une matière choisie de manière appropriée, ayant une légère élasticité.

9 La structure de retenue 42 limite en outre la course du corps de soupape 34 qui présente de ce fait un comportement en fermeture particulièrement rapide. Les trois becs 43 de la structure de retenue 42 retiennent le corps de soupape 34 par une liaison par la forme par leurs côtés opposés au siège de soupape 32 de sorte que le corps de soupape 34 est retenu au-dessus du siège de soupape 32 dans l'espace limité, comme le montre la figure 4. La structure de retenue 36 est également réalisée de manière économique au cours de l'opération d'injection. L'ajutage 20 tenu dans cette structure de retenue est emmanché, et pincé et ce qui le tient ainsi par une liaison par la force. Le corps 26 sert en outre à fixer l'élément de rappel 38. Pour cela l'élément de rappel 38 comporte une ouverture 44 réalisée pour le passage de la matière 46 du corps 26 pour tenir de cette façon l'élément de rappel 38 par une liaison par la forme (voir figure 8). L'élément de rappel 38 soulève l'organe de soupape 34 par rapport à son siège 32 de manière active en se déformant au niveau de son extension longitudinale sous l'effet d'une variation de température. La déformation se fait en fonction de la température régnant dans l'environnement de l'élément de rappel 38. Dans cet environnement il y a toutefois le carburant arrivant du réservoir. Ainsi pour une température élevée ou suffisante du carburant sortant du réservoir, la soupape 30 est fermée alors que pour une température basse ou trop faible, la soupape 30 est ouverte, l'élément de rappel 38 soulevant le corps de soupape 34 par rapport au siège 32. Le carburant de la pompe à carburant haute pression peut alors se mélanger dans la partie supérieure du boîtier de filtre 12 ce qui élève de façon adéquate la température du carburant arrivant sur l'élément de filtre 28. Le corps 26 est installé directement sur le côté intérieur du couvercle de boîtier 16 et il y constitue à cet endroit la possibilité de raccordement des trois ajutages 18, 20, 22 sans nécessiter d'adaptation particulière du couvercle de boîtier 16. Le corps 26 réunit ainsi de manière économique plusieurs fonctions. L'élément d'étanchéité 24 est

10 installé entre le corps 26 et le couvercle 16 du boîtier pour réaliser de manière appropriée l'étanchéité du corps 26 et des ajutages 18, 20, 22 reliés à celui-ci. En outre l'élément de filtre 28 est appliqué par un col central 48 de l'intérieur contre l'élément d'étanchéité 24 de manière à conduire le chemin de passage du carburant dans le boîtier de filtre 12 pour que le carburant ne puisse passer sur l'élément de filtre 28 sans être filtré. Dans un mode de réalisation non représenté, l'étanchéité est prévue directement sur le corps 26. Le corps 26 a une forme de L avec deux branches 50, 52 ; les ajutages 18 et 20 se trouvent au niveau des extrémités libres des branches 50, 52. Les deux ajutages 18 et 20 sont ainsi couplés au corps 26 en forme de L et au sommet de la forme de L se trouve l'ajutage 22 ; celui-ci ne communique pas avec le corps 26 dans le sens du passage du fluide mais conduit le carburant du col 48 vers l'extérieur. Le corps 26 en forme de L forme une cavité 54 utilisée comme chambre de mélange pour réunir et mélanger les veines de carburant arrivant des ajutages 18 et 20. L'élément de rappel 38 est installé sur la branche longue 52 du corps 26 en couvrant le volume intérieur 54.25 NOMENCLATURE 10 installation de filtre pour filtrer du carburant 12 boîtier de filtre 14 peau du boîtier 16 couvercle du boîtier 18, 20, 22 ajutage 24 élément d'étanchéité en forme de plaque 26 corps l0 28 élément de filtre 30 soupape 32 siège de soupape 34 corps de soupape 36 structure de maintien 15 38 élément de rappel 42 structure de maintien 43 bec 46 matière du corps 26 48 col central 20 50, 52 branches du corps 26 54 cavité 25

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1 °) Installation de filtre (10) comportant une soupape (30) ayant un siège de soupape (32) et un organe de soupape (34) pour fermer sélectivement la soupape (30) en s'appliquant contre le siège de soupape (32) et ouvrir la soupape (30) en se soulevant du siège de soupape (32), installation caractérisée en ce que le corps de soupape (34) est retenu par rapport au siège de soupape (32) par une structure de retenue (42) réalisée en une seule pièce avec le siège de soupape (32). 2°) Installation de filtre selon la revendication 1, caractérisée en ce que la structure de retenue (42) est formée d'au moins un bec (43) qui retient par une liaison par la forme, le corps de soupape (34) en regard 15 du siège de soupape (32). 3°) Installation de filtre selon la revendication 2, caractérisée en ce que le bec (43) est réalisé dans une matière ayant une légère élasticité. 20 4°) Installation de filtre selon la revendication 1 caractérisée en ce qu' une structure de maintien (36) pour tenir un ajutage de branchement (20) est réalisée en une seule pièce avec le siège de soupape (32) et la 25 structure de retenue (42). 5°) Installation de filtre selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' un moyen de fixation (46) pour fixer un élément de rappel (38) 30 notamment un élément de rappel en bimétal du corps de soupape (34) est réalisé en une seule pièce avec le siège de soupape (32) et la structure de retenue (42). 6°) Installation de filtre selon la revendication 4, 35 caractérisée en ce qu'15le siège de soupape (32) et la structure de retenue (42), et en particulier aussi la structure de maintien (36) sont munis d'un corps (26) prévu sur le côté intérieur du boîtier de filtre (12) notamment du couvercle (16) de l'installation de filtre (10). 7°) Installation de filtre selon la revendication 6, caractérisée par deux ajutages (18, 20) traversant le couvercle (16) du boîtier (26) en forme de L avec deux branches (50, 52) dont les extrémités libres se 10 terminent respectivement au niveau d'un ajutage (18, 20). 8°) Installation de filtre selon la revendication 7, caractérisée en ce que les ajutages (18, 20) sont tenus de manière fixe au corps (26). 9°) Installation de filtre selon la revendication 7, caractérisée en ce que la forme en L du corps (26) comporte une branche courte et une branche longue (50, 52). 20 10°) Installation de filtre selon la revendication 6, caractérisée par au moins un ajutage (20, 22) entouré d'un élément d'étanchéité (24) et prévu entre le couvercle de boîtier (16) et le corps (26). 25 11 °) Installation de filtre selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'élément d'étanchéité (24) est suffisamment grand pour que le corps (26) et l'élément de filtre (28) de l'installation de filtre (10) soient 30 appliqués de manière étanche. 35