WO2020065235A1 - Filtre à carburant avec réchauffeur permettant l'évacuation de charges électrostatiques - Google Patents

Filtre à carburant avec réchauffeur permettant l'évacuation de charges électrostatiques Download PDF

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WO2020065235A1
WO2020065235A1 PCT/FR2019/052282 FR2019052282W WO2020065235A1 WO 2020065235 A1 WO2020065235 A1 WO 2020065235A1 FR 2019052282 W FR2019052282 W FR 2019052282W WO 2020065235 A1 WO2020065235 A1 WO 2020065235A1
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WO
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housing
filter
flange
dissipative
conductive device
Prior art date
Application number
PCT/FR2019/052282
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English (en)
Inventor
Xavier Lalleman
Original Assignee
Sogefi Filtration
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Publication date
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/18—Heating or cooling the filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/29—Filter cartridge constructions
    • B01D2201/291—End caps
    • B01D2201/295—End caps with projections extending in a radial outward direction, e.g. for use as a guide, spacing means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/50—Means for dissipating electrostatic charges

Definitions

  • the technical field of the present invention is that of fuel filters and more particularly fuel filters in which is integrated at least one electrical device such as a heater.
  • a first solution disclosed by US Pat. No. 6,168,713 consists in making the external filter body in conductive or dissipative material (for example in metal or plastic loaded with conductive fibers or particles) and in connecting the filter body to the vehicle mass.
  • this solution has a drawback when the filter body includes an electrical connector, for example for supplying an electrical appliance such as a heater or a sensor. Indeed, the filter body being conductive, it may cause a short circuit between the connector terminals and affect the efficiency of the electrical appliance.
  • the subject of the invention is therefore a fuel filter (of the diesel type in particular) of simple and inexpensive design making it possible to easily dissipate electrostatic charges.
  • the invention proposes a fuel filter, intended to be mounted in a motor vehicle, and which comprises: - a filter element, comprising an annular filter medium extending around a central axis and a determined flange covering a first axial end of the annular filter medium;
  • a housing comprising a raw fuel inlet and a filtered fuel outlet and housing the filter element and heating means of the heater, knowing that a connector allowing an electrical connection of the heater to an external power supply is supported by a part of the housing,
  • the filter element forming part of a filter insert comprising a conductive device, designed separately from the determined flange and mounted integral with the filter element,
  • the conductive device provided axially fixed relative to the filter element (in a mounted state of the filter insert in the housing), is directly in contact with the filter medium, the heater including or being directly supported by a dissipative contactor (typically elastic / elastically deformable) to electrically connect a dissipative portion of the conductive device to the ground of the heater or connector, in order to create a dissipation path internal to the housing, from the filter medium of the filter element to the connector, and allow dissipation without the use of housing walls.
  • a dissipative contactor typically elastic / elastically deformable
  • the flange can be made of non-conductive material.
  • the thermofusion to adhere to the corresponding axial end of the annular filter medium does not allow easy use of conductive flanges, because in this case, the material mixture is not optimum; in the end, the flange could come off.
  • the expression “designed separately” is understood in its usual sense, and therefore that reference is made to an earlier design with respect to the mounting of the conductive device. More generally, it is quite clear that the respective “design” of the flange (not conductive here) and of the conductive device (based on conductive material) precedes the mounting of the conductive device so that it is integral with the filter element.
  • the determined flange is hot molded on the basis of a plastic material, so that fibrous material of the filtering medium passes through and / or is incorporated in a receiving layer constituting all or part of the determined flange (the material of the media typically includes a non-woven fabric, that is, with randomly oriented fibers).
  • the determined flange is electrically non-conductive, preferably made of uncharged polyamide.
  • the polyamide may be, without limitation, based on Polyamide 6 or Polyamide 6.6.
  • the electrical heater is interposed axially between the inlet and the determined flange, in an area upstream of the filter media where circulates raw fuel.
  • the housing comprises a cover forming the part of the housing supporting the connector and including one of the inlet and the outlet.
  • the housing can extend axially around the longitudinal axis between the inlet and the outlet, the determined flange being housed in the interior volume of the cover or close to the cover (which makes the integration of the device compact heater, with easy design).
  • the filter can be an in-line filter, with for example parallel tubes and in opposite directions to form the inlet (typically on the cover which is traversed by electrical conduction lines of the heater) and the outlet .
  • the housing includes a raw fuel inlet and a filtered fuel outlet, the electric heater extending axially between the inlet and the determined flange, in an area upstream of the filter media where raw fuel flows.
  • the determined flange covering the first axial end of the filter medium (closest to the heater), seals the hollow interior space delimited by the filter medium, on the side close to the inlet, in order to separate the area into upstream of the hollow interior space where filtered fuel circulates (this space forming all or part of the zone downstream of the filtration).
  • the heating element (s) of the heater are located in the upstream area.
  • the filter element comprises a distal flange distant from the heater, opposite the determined flange and covering the second axial end of the filter medium.
  • the filter insert has a distal flange axially opposite the determined flange and which has at least one central opening to communicate a hollow interior space of the filter element, delimited by an internal lateral face of the filter medium, with the outlet.
  • the distal flange is hot molded or undergoes a heat fusion to adhere to an axial end of the filtering medium close to the outlet of the filter.
  • the distal flange has a central tubular projection forming a tight connection with a cylindrical conduit present in the housing (cylindrical conduit aligned with or constituting the axial outlet) and communicating with or forming the outlet, this axial outlet being able to be central while being crossed by the central (virtual) axis of the filter element.
  • the central tubular projection has an annular bead projecting radially outward from a lateral face of the connector, to form an annular seal against the internal face of the cylindrical conduit.
  • At least a portion of the dissipative contactor constitutes an elastic return member in the form of a helical or leaf spring, in contact with the dissipative portion of the conductive device, preferably by being placed in axial abutment on the portion dissipative.
  • an elastic return member belonging to the dissipative contactor, extends through a slot or opening provided in a support structure belonging to the heater device to support at least one heating element.
  • the part of the housing supporting the connector is a cover, preferably in the form of a dome, mounted directly on a tank or bowl of the housing.
  • the cover is welded to the bowl.
  • the cover is removably attached to the bowl.
  • the cover is in the form of an electrically non-conductive plastic part which includes a socket of the connector, the socket projecting outwards, preferably in an axial direction parallel to the longitudinal axis.
  • the conductive device is made in one piece, preferably metallic.
  • the conductive device has, in a wall transverse to the central axis, a central centering orifice through which extends an axial projection of the determined flange (typically the central axis passes through the conductive device via the central orifice ); this allows the conductive device to be positioned reliably, without risk for the connection to be established between the filtering medium and the heating appliance.
  • a radial portion of the determined, flat flange can form an axial abutment surface with respect to the conductive device to ensure a desired final positioning of the conductive device.
  • the conductive device is made in one piece, preferably metallic.
  • the piece constituting the conductive device is a clamping piece (for example the conductive device is provided with a plurality of claws or clips distributed over the periphery of a radial portion, preferably with a regular distribution).
  • the conductive device has a symmetry of revolution about an axis coincident with the central axis of the filter element in the assembled position of the conductive device on the filter element.
  • the conductive device has a planar annular radial portion, parallel to and preferably in abutment against a radial portion of the determined flange.
  • the axial projection of the determined flange can project from a radial portion of the flange partially covered by an annular radial portion of the conductive device.
  • the axial projection of the determined flange is tubular and protrudes parallel to the central axis from a substantially flat non-perforated face of the determined flange.
  • the axial projection of the determined flange can face the heating device, in particular by facing a bottom wall or closure, on which rests at least one male anchoring member engaging in a female connector of the cover, passing through a support stack on which one or more heating elements are fixed, typically with a positive temperature coefficient (commonly called PCT elements, from the abbreviation “Positive Temperature Coefficient”).
  • PCT elements typically with a positive temperature coefficient
  • the conductive device has at least two elastic legs which can be deformed radially outwards and each provided with a contact part for radial contact against an external lateral face of the filtering medium, each of the elastic legs exerting an elastic return action towards the inside.
  • the conductive device has at least three elastic legs which can be deformed radially outwards, preferably regularly spaced apart (with this arrangement, two consecutive legs of the conductive device can be angularly spaced at an angle less than or equal to 100 °, and preferably between 30 and 70 °, which allows a homogeneous distribution with respect to the face of the receiving medium of the flux to be filtered, to eliminate the risk of electrostatic discharge).
  • the conductive device made in one piece, has and / or consists of the following elements:
  • a first annular portion preferably forming a substantially planar radial part, resting on the flange determined in a state biased axially towards the flange determined by an elastic return member belonging to the dissipative contactor;
  • each edge end having a typically curved longitudinal profile and / or forming an elbow connection connecting a second portion of margin (radial slot) to at least one of the elastic tabs (deformable axial tabs with a radial clearance).
  • the filter belongs to the category of in-line filters, with the inlet and outlet arranged at two opposite ends.
  • the housing has a tubular wall which extends around a longitudinal axis, parallel to the central axis, between a first housing end proximal to the determined flange and a second housing end.
  • the heater including heating elements placed entirely in the housing, between the first housing end and the flange determined, the dissipative contactor extending between the heating elements and the determined flange.
  • the heater has two conductive terminals elongated axially, each having an external end which extends inside an external socket cavity of the connector (the two terminals can be elongated and of identical length).
  • a transverse plate which is:
  • the dissipative contactor is inserted axially between two elements of the heater, one of these elements being a closing plate of the heater.
  • the contactor has a leaf spring or a contact projection projecting axially relative to a closing plate of the heater.
  • the dissipative contactor is part of the heater without the need to add a part, for example by forming the leaf spring or the projection of projecting contact directly in a closure plate of conductive material. Provision may be made to mount, on this closing element with dissipative contactor function, an anchoring member such as a screw (possibly a rigid plastic screw and / or with a coating or an electrically insulating intermediate between the screw and the closing plate).
  • an anchoring member such as a screw (possibly a rigid plastic screw and / or with a coating or an electrically insulating intermediate between the screw and the closing plate).
  • An advantage of the present solution lies in the fact that it allows the dissipation of electrostatic charges and avoids the formation of electric arcs between the filter and the structure of the vehicle.
  • Another advantage lies in the use of a dissipative contactor, easily deformable (having an at least elastically deformable part), which allows compensation for radial and axial play.
  • the conductive device when it has a clamping function, can also have this advantage for taking up radial play, thanks to the elastic return effect of the claws or clip elements coming to bear on the lateral face of the media. filtering.
  • Yet another advantage lies in the ease of assembly and disassembly of the filter element which does not require special skills in electricity.
  • Another advantage lies in the recyclability of the filter element, the conductive device being easily separable from the filter element.
  • He also proposed according to the invention a method of inserting, into the housing of a fuel filter fitted to a motorized vehicle (typically a motor vehicle), an electrically conductive interface for making the connection between the annular filter medium of a filter element present in the housing and a heater device powered by an electrical connector supported by a housing cover, in order to allow a dissipation of electrostatic charges to pass through the walls of the housing, by use in said interface of a conductive device, produced in one piece, mounted on the filter element on the side of a determined flange of the filter element covering a first axial end of said filter medium, the determined flange being nonconductive,
  • a dissipation path is established internal to the housing, from the filter medium of the filter element to the electrical connector, when the cover is closed, bypassing the non-conductive material of the flange determined by the conductive device.
  • the contact device may have a portion of annular contact surface, symmetrical about a longitudinal axis of the filter element, which simplifies obtaining the electrical connection against an axially projecting point contactor secured to the device. electric heater.
  • the conductive device may have a projection projecting axially to form a connection terminal, while the contactor secured to the electrical appliance has a portion of annular contact surface, symmetrical about a longitudinal axis of the filter element to the mounted state of the cover.
  • the filter element can be designed without any metallic material or loaded material (the filter element having no conductive flange to form the axial covering layer of the annular filter medium).
  • the conductive device before closing the cover by fixing to a bowl to form the housing, the conductive device is fixed on the filter element superimposed on a radial portion (preferably annular) of the determined flange, the conductive device being provided one or more legs plunging axially from the radial portion to go along an external lateral face of the filtering medium and coming directly into contact with the filtering medium on this external lateral face in the fixed state.
  • the internal dissipation pathway is established in the housing, using a dissipative contactor at least partially internal to the heating device and made in one piece, in order to electrically connect a dissipative portion of the conductive device to the ground of the heater or electrical connector.
  • the dissipative contactor formed in one piece includes a leaf spring (with elastic return effect in a first axial direction) and at least one elastic return member capable of pushing a support plate of one or more heating elements in a second axial direction opposite to the first axial direction.
  • FIG. 1 represents an example of insertion of a conduction interface between the filter cover and the media of the fuel filtering element, according to the invention.
  • Figure 2 shows in a longitudinal section, a fuel filter according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of a filter insert in the state inserted in the bowl of the housing.
  • Figure 4 shows in perspective, the components involved in the path of dissipation of electrostatic charges, between the filter media and the terminals of the heater.
  • FIG. 5 shows in perspective an example of a part constituting the conductive device capable of covering the element.
  • Figure 6 shows in perspective the functional components of the filter heater of Figure 2, and illustrates a leaf spring forming part of the dissipative contactor.
  • a technical effect sought by the invention is the dissipation of electrostatic charges.
  • the materials conductive, dissipative, Asian and insulating.
  • the term “insulator” is understood to mean a material which does not conduct current and which does not allow the dissipation of electrostatic charges.
  • Such materials have a surface resistivity greater than 10 12 Ohms.
  • “Asian” materials have a surface resistivity between 10 9 and 10 12 Ohms
  • “dissipative” materials have a surface resistivity between 10 5 and 10 9 Ohms
  • conductive have a surface resistivity less than 10 5 Ohms.
  • the term “dissipative” will apply to both conductive and dissipative materials and will designate a property allowing electrostatic discharge.
  • FIG. 2 is a sectional view illustrating a fuel filter 1 according to the invention, while Figure 1 shows how to integrate heating means, hereinafter called “heater” in the housing (2 , 3) of the filter 1.
  • the socket 7a of the electrical connector 7 will be considered as an external covering part belonging to the heater 6, the socket 7a being complementary to contacts 7b, here a pair of contacts, to form the connector 7 electric.
  • the housing is broken down here into a bowl 2 and a cover 3 fixed on the bowl (here by welding or possibly by screwing or other removable fixing) in order to form an enclosure in which are arranged, in alignment around the same longitudinal axis X , a filter element EF, the electric heater 6 and a conductive device DC.
  • the conductive device DC can come over the filter element EF to be interposed between a flange 31 of this filter element EF and the heater 6.
  • the bowl 2 is made of a plastic part, forming the lateral tubular wall 2b and a bottom B, and the cover 3 is also made of a plastic part.
  • the plastic material used is typically rigid and can be Polyamide, for example PA 6.6.
  • the housing can be designed differently, with three parts for example.
  • the bowl 2 and the cover 3 are made of plastic or insulating polymer material.
  • the cover 3 conventionally comprises an inlet 4 of unfiltered fuel but can be devoid of an outlet, the outlet 8 of filtered fuel being formed integrally with the bowl 2, on the side of a bottom end B.
  • the cover 3 may have a dome shape or include a cavity forming an interior volume V3 to accommodate the heating components of the heater 6.
  • the cover 3 also includes the socket 7a of the connector 7 allowing the electrical connection of the heater 6 to a external power supply.
  • the cover 3 has a side wall surrounding a stack for supporting the heating element or elements, for example of the PTC type, of the heater 6.
  • the filter element EF comprises a first flange or determined flange 31, said to be proximal (relative to the heater 6), a second flange 32, said to be distal, and an annular filter medium 5 extending around of the central axis A of the filter element EF, between the two flanges 31, 32.
  • the filter element EF can also include a support T of substantially tubular shape (perforated tube typically made of non-conductive plastic) around which the annular filter medium 5 is arranged.
  • the fuel to be filtered can pass through the annular filter medium 5 and join the outlet 8 by crossing the distal flange 32, opposite the inlet 4 and the heater 6.
  • the support T is perforated by openings radial 17 to allow the passage of fuel.
  • the filtering medium 5 has an external lateral face 5a delimiting the zone Z1 upstream of the filtration, where charges can accumulate during the operation of the filter. It also has an internal face 5b delimiting a hollow interior space 9 of the filter element EF.
  • the filter medium 5 is interposed between the proximal flange 31 and the distal flange 32, so that the only path between the zone Z1 upstream and the zone downstream Z2 (including the space 9) which communicates with the outlet 8 is a centripetal path (towards the central axis A) passing through the filter medium 5.
  • the filter medium 5 can have an at least two-layer structure.
  • a multi-layer composite structure improves filtration efficiency for diesel.
  • Part of the structure of the media 5 is created by extrusion blow molding, so that the media 5 can include at least one layer of microfibers (microfiber obtained by extrusion / blowing).
  • One of the layers may be based on cellulose, impregnated cellulose (for example cellulose impregnated with a phenolic resin).
  • fiberglass can be provided between two layers constituting the filter medium 5.
  • a coalescing felt and / or a hydrophobic fabric can be added for the separation of water downstream of the bilayer media.
  • the filter medium 5 is produced in the form of a cylinder.
  • the cylindrical shape can be obtained, in a known manner, by winding or by pleating (for example straight, chevron or curved) of a medium.
  • the media link 5 - flange 31 or 32 can be produced by thermofusion, each flange 31, 32 being hot molded from a plastic material.
  • the axial end 5c or 5d of the medium 5 is brought into contact with the plastic / molten resin, so that fibrous material of the filtering medium 5 passes through and / or is incorporated in a receiving layer constituting all or part of the flange concerned 31 or 32.
  • the proximal flange 31 may constitute a disc without opening covering the other axial end 5c, which makes it possible to separate the hollow interior space 9 from the upstream zone where the raw fuel is heated.
  • the filter element EF can support a conductive device DC extending in the upstream zone Z1.
  • This DC conductive device is designed separately from the proximal flange 31 and mounted integral with the filter element EF so as to form an axial bearing surface facing the end of the housing 3a, here constituted by the cover 3, where is formed the input 4 and where the contacts 7b of the connector are located.
  • the DC conductive device is also directly in contact with the filtering medium 5.
  • the contactor device DC can be in contact with a plurality of zones, angularly spaced apart. , of the lateral lateral face 5a.
  • the conductive device DC can have an annular radial portion PR to delimit the support surface and cover the flange 31, constituting all or part of a conductive axial end of a filter insert 15.
  • the prior installation of the conductive device DC, here superimposed on the filter element EF (by being fixed on the external side of the proximal flange 31 blocking the hollow interior space 9, as visible in FIG. 3 in particular), in fact makes it possible to insert into the bowl 2, d 'in one piece, a filter insert 15 including the filter element EF and the conductive device DC.
  • the fact of mounting the conductive device DC on the filter element EF before placing the filter element EF in the bowl 2 is advantageous to allow deflections of elastic parts of the conductive device DC around the filter element EF during setting place, which can be more difficult to implement inside the bowl 2, at a high assembly rate.
  • the seal between the outlet 8 and the hollow interior space 9 can be achieved by using an annular seal, for example by means of an external bead a projection of the flange 32, so that filtered fuel can circulate selectively through the central opening 02 or other access through the distal flange 32 to directly reach the outlet 8.
  • the filter element EF can firstly be mounted in the bowl 2 by forming a seal between the outlet 8 and the projection delimiting the central opening 02 of the distal flange 32.
  • the conductive device is positioned DC facing the flange 31, so that in the assembled state of the filter 1 the DC conducting device is in an interposed position between the heater 6 and the flange 31.
  • the conductive device DC can be fixed axially with respect to the filter element EF at the end of the assembly, so that an elastic dissipative contactor 12 typically included in the heater 6, can come into contact on the bearing surface of the conductive device DC in order to electrically connect the radial portion PR annular or other dissipative portion of the conductive device DC to the mass of the heater 6 or of the connector 7.
  • the dissipative contactor 12 is supported in axial contact, by a spring blade or other elastic return member 16, directly against the bearing surface of the radial portion PR which is continuously annular around the central axis A. In this sense, the contactor is deformable with an elastic return effect towards the contact zone (typically for axial contact towards the device the elastic return can be made downwards).
  • the connector 7 has terminals 61, 62 one of which (terminal 61) is electrically connected, for example indirectly via a support structure for heating elements 19, to the dissipative elastic contactor 12.
  • An internal dissipation path is thus created at the housing (2, 3), from the filter medium 5 of the filter element EF to the connector 7, passing through the support structure (PF, P1, P2, V).
  • the dissipative contactor 12 can be a part, for example metallic or electrically conductive, which is an integral part of the support structure (PF,
  • the DC conductive device can have, in a wall transverse to the central axis A, a central orifice O for centering through which extends an axial projection 31 p of the flange proximal 31.
  • the interior space of the axial projection 31p does not open into the interior space 9 because of the central closure portion 31c of the flange 31.
  • raw fuel flowing from the inlet can be reheated and immediately diverted, bypassing the proximal flange 31 from the outside.
  • the DC device does not disturb this deflection effect.
  • the central orifice O can be delimited in a crenellated manner, for example by using tongues 35 projecting radially inwards from a border 33, here circular, of the central orifice O.
  • Such tongues 35 are inclined in the way a truncated cone (in the direction of the heater 6, without however reaching this heater 6 or beyond beyond the projection 31 p).
  • Such tongues 35 can limit the radial clearance between the projection 31 p and the conductive device DC, as clearly visible in FIG. 3, without risking creating to rest axially on a base portion of the projection 31 p which can be wider than the passage delimited by the tabs 35.
  • the DC conductive device can be made in a single piece, for example to form a metal clamping piece.
  • a metal sheet can be cut to form the central hole O and spaces between the external legs of the DC conductive device. Then, folding steps are carried out, in particular so that the external legs extend generally in a direction perpendicular to the plane of the central orifice O.
  • the DC conductive device has at least one pair of elastic tabs 24, external, diametrically opposite or located in opposite angular zones. More generally, the conductive device DC can have at least two or three elastic tabs 24 which are radially deformable towards the outside and each provided with a contact part 24c for radial contact against an external lateral face 5a of the filter medium 5. Thus, each of the elastic tabs 24 exerts an elastic return action towards the inside.
  • the elastic tabs 24 delimit between them an inscribed circle, at the level of the contact parts 24c.
  • the diameter of this inscribed circle is smaller (slightly smaller by a few millimeters for example) than the external diameter of the annular filter medium 5. Consequently, the elastic tabs 24 exert pressure on the external lateral face 5a, here in the region of the contact parts 24c.
  • Each of the elastic tabs 24 can be connected to an annular radial portion PR covering the filter element EF axially. Following a longitudinal section of the part constituting the DC conductive device, as visible by example in FIG. 2, the radial portion PR is extended externally by extensions folded in the direction of the opening 8.
  • the radial portion PR can form a support base for the dissipative contactor 12.
  • the radial portion PR can have a continuous and symmetrical annular band around the central axis A in the mounted state of the device DC on the filter element EF .
  • any angular position for a projecting element of the dissipative contactor 12 can allow electrical conduction contact, which facilitates the fixing of the cover 3 (with more versatility for the connection of the cover 3).
  • Figures 3, 4 and 5 show, after folding such extensions, that the part has:
  • a first annular portion constituted by the radial portion PR which here is substantially planar, in order to be able to rest on the proximal flange 31 in a state urged axially towards this flange 31 by the dissipative author contact 12;
  • each edge end 27 can constitute an elbow connection connecting a second margin portion 26 to at least one of the elastic tabs 24.
  • the part of FIG. 5 includes margin portions 26 in the form slots with the same width as the elastic tabs
  • margin portions 26 may be wider, common to several elastic tabs, or alternatively narrower than the elastic tabs 24.
  • the elastic tabs 24, here provided with corrugations, run along the external lateral face 5a to filter media 5.
  • a free end of the elastic tab 24 is folded at a transverse fold line (perpendicular by example at central axis A).
  • This free end may have a longitudinal V-shaped profile (with the point of the V on the fold), forming a return towards the inside from another fold line closer to the flange 31.
  • This type of structure of the elastic tabs 24 makes it possible to form, on the face of the tab opposite the filtering medium 5, a proximal internal relief which forms the contact part 24c. As the margin portions 26 project towards outside with respect to the flange 31, the portions of the tabs 24 adjacent to the margin parts 26 are kept distant / distal from the filtering medium 5.
  • the contact part 24c may be axially distant at least 5 mm from the flange 31, so that the contacts cannot generate a risk of detachment of the filtering medium 5 relative to the flange 31.
  • the radial portion PR can be in any suitable form, preferably with a centering and / or guiding function relative to the flange 31 of the filter element EF, while keeping the conductive device DC away from the walls of the housing (2, 3 ).
  • a central orifice O in the radial portion PR other forms of attachment can be used to position the conductive device DC away from the housing walls: for example, a protruding relief on the flange 31 can serve as seat and / or guide for sliding an annular tab, centered or off-center, of the conductive device DC, so as to come to position this conductive device in a predetermined manner and prevent a radial deflection relative to the filter element EF.
  • a nonlimiting example of a dissipative contactor 12 (so-called elastic contactor) will now be described in more detail, with reference to FIGS. 4 and 6.
  • the dissipative contactor 12 can be obtained by folding a metal sheet or similar piece of conductive material. By appropriate cutting, external branches 14 are formed, the folding being carried out only on these branches 14.
  • the elastic return member 16 of the dissipative contactor 12 joins an annular portion of the contactor 12 which can surround a fixing screw V or similar anchoring member for fixing the heating means to a housing part such as the cover 3 for example.
  • This screw V or anchoring member belongs to the support structure (PF, P1, P2, V) which here supports a plurality of heating elements 9 distributed regularly around the longitudinal axis X of the filter 1 (axis X typically combined with the central axis A).
  • Such an annular portion facilitates the integration of the dissipative elastic contactor 12 into a stack of plates PF, P1, P2.
  • the annular portion of the contactor 12 constitutes a perforated central body with a central opening for the passage of the screw V and which may also have a slight concavity oriented towards the screw head of the screw V. This concavity may result from an annular flange similar to that of a table plate.
  • Several branches 14 are generally shaped as spider legs, with a rise in each of the branches 14 (rise relative to the level of the body / annular portion) to allow contact with the adjacent plate P1, conductive, which supports heating elements 19.
  • the heating elements have a format of pellets whose thickness is typically less than 4 or 5 mm.
  • the branches 14 participate in the dissipation path by coming to bear on the plate P1.
  • terminals 61, 62 are elongated axially and pass through the non-conductive plastic wall of the cover 3, up to external ends projecting within the external socket cavity of the connector 7 These terminals 61, 62 can partially cross the stack and here have an identical length.
  • Each of these terminals 61, 62 corresponds to a connection with a plate, respectively P1 or P2, belonging to the support structure of the heating means of the heating appliance 6.
  • the plate P2 closest to the connector 7 can have a lateral extension with a return part for connecting to a terminal 62 at a level more axially distant from the connector 7 than the plate P2, here at the same level as the plate P1.
  • Terminal 62 is thus adjacent to plate P1, given its length identical to terminal 61, but does not touch this plate P1 (here, it occupies a recessed area or a cavity of a shell portion 38 belonging to the plate P1).
  • the cover 3 or similar axial part of the housing can form a cavity for receiving the stack, in the interior volume V3.
  • the transverse plate P2 can be directly supported on the plastic of the cover 3, for example on the shoulders of axial pins.
  • the heating elements 19 extend between another transverse plate P1 closer to the filter element EF than the transverse plate P2, these two plates being typically parallel.
  • the terminal 61 is for example electrically connected to the transverse plate P1 which is:
  • the other of the terminals 62 is electrically connected to the second plate P2.
  • the plate P1 optionally has a larger surface opposite a smaller surface of the plate P2 because this plate P2 is more perforated (with multiple openings 01 visible in FIG. 3) than the first plate P1, to facilitate the entry of raw fuel into an inter-heating plate space. Indeed, all of the heating elements 19 can be located in such a space between the two plates P1, P2.
  • the plate P1 is less perforated, in particular to avoid too short fuel leak lines towards the peripheral region around the filtering medium 5, which allows more homogeneous heating of the fuel (diesel) passing through the heater 6.
  • the dissipative contactor 12 typically made in one piece, has: the portions or branches 14 located on the same side with respect to a closing plate PF of the heater 6, which can form the compression portions 14a against the transverse plate P1 ; and
  • the screw V bears directly on the closure plate PF, which constitutes a transverse end wall of the stack, opposite the transverse plate P2 receiving frontally the flow of fuel supplied via the inlet 4.
  • the dissipative elastic contactor 12 is here represented in the form of a metal part, preferably in the form of a star seen from the end of the housing 3a where the inlet 4 is formed.
  • the dissipative elastic contactor 12 may possibly consist in an assembly of metal parts, including the elastic return member 16.
  • the dissipative contactor 12 has branches 14, preferably at least three or four branches 14, each coming to bear on the transverse plate P1.
  • branches 14 preferably at least three or four branches 14, each coming to bear on the transverse plate P1.
  • five or six branches 14 are provided, attached to the same annular portion (one of the branches being able to form the element for receiving the electrons from the DC conductive device, while the other branches transmit the electrons to the 'one of the terminals, via plate P1).
  • One or more shell portions are provided, attached to the same annular portion (one of the branches being able to form the element for receiving the electrons from the DC conductive device, while the other branches transmit the electrons to the 'one of the terminals, via plate P1).
  • the support structure 38 may be provided in the support structure, in order to accommodate the respective internal ends of the terminals 61, 62 and protect them from contact by the branches 14.
  • each branch 14 makes it possible to obtain an elastic return effect in order to push the plate P1 towards the plate P2, which contributes to the tight maintenance of the heating elements 19 between these plates 19, including in radially distal / distant zones.
  • of the central passage for insertion of the screw V or similar anchoring member (passage delimited by the respective central openings of the plates of the stack, an annular portion of the dissipative contactor 12 being typically centered around this passage).
  • the plate P2 can be, directly or indirectly, in axial abutment against the cover 3 or a similar housing component including the inlet 4.
  • the elastic return member 16 which can bear / be attached to the conductive device DC, typically forms a leaf spring.
  • the elastic return member 16 extends through a slot F6 or opening provided in the support structure (PF, P1, P2, V), here in the closure plate PF forming a end of the heater 6 opposite the inlet 4.
  • the elastic return member 16 may be in the form of a helical spring attached to the dissipative portion PR of the conductive device DC.
  • filter 1 in the state installed in a vehicle (installation which may be horizontal, or possibly with a vertical component), filter 1 is connected to a supply circuit of an engine internal combustion and can constitute an in-line filter (the plug 80 closing the outlet 8 is obviously replaced by an adequate connection, just like the inlet 4).
  • the fuel is sucked into the filter 1 and enters the enclosure through the inlet 4, here axially through the housing end 3a. It is immediately reheated by the heating means of the heater 6 and then joins the region peripheral to the filter medium 5, bypassing the flange 31 externally to join the region peripheral to the media 5, in order to be filtered centripetally. After joining the hollow interior space 9, passing through the tubular support T, the fuel flows to the opening 02 in order to reach the outlet 8.
  • the circulation of the electrostatic charges in the filter 1 is as follows: the passage of the fuel in the medium 5 generates losses of electrons, the electrons migrate towards the contact portions 24c of the DC conductive device, pass through the spring leaf 16 of the dissipative elastic contactor 12, to the support structure (PF, P1, P2, V) of the heating appliance, to which one of the terminals 61 can be directly fixed for power supply, this terminal 61 having one end projecting outwardly within the connector 7. In other words, the electrons go up to the connector 7 where they are typically removed by a ground wire or by a suitable connection.
  • the DC conductive device allows dissipative continuity between the filtering medium 5 and the electrical heater 6, without adding significant bulk and compatible with an inexpensive filter housing (2, 3).
  • the electrical device is a heater 6. It is also possible to implement the invention by using other electrical devices intended for a fuel filter 1, for example a sensor having the same kind of connector 7 and having a similar anchoring mode as close as possible to the fuel inlet 4, using a closure plate and a screw V for example.
  • the connector 7 may also be supported by the bowl 2, for example on the side of the bottom B where the inlet is located, instead of the cover
  • a spring blade to form the elastic return member 16 between the electrical appliance, here a heater, and the conductive device DC attached to the filter element EF is given by way of illustration.
  • a dissipative contact may also be produced by simple contact, by a wire connection or an intermittent contact on the side of the dissipative contactor.
  • dissipative materials and conductive materials can be modified to establish the dissipation path; indeed these materials allow the dissipation of electrostatic charges.
  • the use of elastically deformable portions for the production of the dissipative contactor 12 makes it possible to permanently ensure contact between the filter element 20 and the connector 7 of the heating appliance 6.
  • the elastic dissipative contactor 12 deforms when it is supported on the filter insert 15, at the support surface of the DC conductive device and remains continuously in contact with the DC conductive device.
  • the deformation of the dissipative elastic contactor 12 is sufficient for taking up axial and / or radial play, without however subjecting them to a stress which may affect the mountability or the functioning of the filter 1.

Abstract

Le filtre à carburant (1) présente, entre l'élément filtrant et un composant de boîtier (3), un appareil électrique constituant typiquement un réchauffeur (6). L'élément filtrant (EF)inclut un média filtrant (5) annulaireet dispose d'un flasque (31) non conducteurcoiffé d'un dispositif conducteur (DC), de préférence réalisé d'une pièce, conçu séparément de l'élément filtrant. Ce dispositif conducteur (DC)est directement en contact avecle média filtrant (5) de l'élément filtrant et forme une base d'appui pour uncontacteur dissipatif (12) qui relie électriquement, par exemple en utilisant un organe de rappel élastique (16),une portion dissipative du dispositif conducteur (DC) à la masse de l'appareil (6) ou d'unconnecteur (7)decelui-ci. Il est ainsi permis decréer une voie de dissipation interne au boîtier (2, 3), depuis le média filtrant (5) jusqu'au connecteur (7), et permettre une dissipation sans utilisation de parois du boîtier (2, 3).

Description

Filtre à carburant avec réchauffeur permettant l’évacuation de charges électrostatiques
Le domaine technique de la présente invention est celui des filtres à carburant et plus particulièrement des filtres à carburant dans lesquels est intégré au moins un appareil électrique tel qu’un réchauffeur.
Lors de la circulation d’un fluide, et plus particulièrement lorsqu’un carburant circule dans un filtre, les frottements du fluide lors de son passage dans le média filtrant engendrent des pertes d’électrons qui s’accumulent au niveau de l'élément filtrant et du bol de filtre, ce qui provoque une importante concentration de charges électrostatiques. Il est alors impératif de prévoir un chemin dissipatif permettant la dissipation de ces charges afin d'éviter la formation d’arcs électriques entre le filtre et la structure du véhicule (masse) pouvant engendrer une perforation de l’enveloppe du filtre et donc des fuites de carburant.
Une première solution, divulguée par le brevet US6168713 consiste à réaliser le corps externe de filtre en matériau conducteur ou dissipateur (par exemple en métal ou en plastique chargé de fibres ou particules conductrices) et de relier le corps de filtre à la masse du véhicule. Cette solution présente cependant un inconvénient lorsque le corps de filtre comporte un connecteur électrique, par exemple pour alimenter un appareil électrique tel qu’un réchauffeur ou un capteur. En effet, le corps de filtre étant conducteur, il risque de réaliser un court-circuit entre les bornes du connecteur et d'affecter l'efficacité de l'appareil électrique.
Dans la solution du document EP 2857669, il est décrit un exemple de filtre à gazole muni d’un boîtier complémentaire pour loger un dispositif réchauffeur, le boîtier complémentaire disposant d’une entrée de gazole et se fixant de manière amovible sur le boîtier principal, en participant à la dissipation de charges électriques s’accumulant à l’intérieur du boîtier principal. Ce type d’agencement nécessite que le bol du boîtier principal et le boîtier du dispositif réchauffeur soient tous les deux en matériau plastique conducteur de sorte à pouvoir décharger les charges électrostatiques. Cependant, l’utilisation de plastiques ou polymères chargés/conducteurs est particulièrement onéreuse.
L’invention a donc pour objet un filtre à carburant (de type gazole en particulier) de conception simple et peu onéreuse permettant de réaliser aisément la dissipation des charges électrostatiques.
L’invention propose à cet effet un filtre à carburant, destiné à être monté dans un véhicule motorisé, et qui comporte : - un élément filtrant, comprenant un média filtrant annulaire s'étendant autour d’un axe central et un flasque déterminé recouvrant une première extrémité axiale du média filtrant annulaire ;
- un appareil réchauffeur ;
- un boîtier comprenant une entrée de carburant brut et une sortie de de carburant filtré et logeant l’élément filtrant et des moyens chauffants de l’appareil réchauffeur, sachant qu’un connecteur permettant une connexion électrique de l’appareil réchauffeur à une alimentation extérieure est supporté par une partie du boîtier,
l’élément filtrant faisant partie d’un insert filtrant comprenant un dispositif conducteur, conçu séparément du flasque déterminé et monté solidaire de l’élément filtrant,
avec la particularité que le dispositif conducteur, prévu fixe axialement par rapport à l’élément filtrant (dans un état monté de l'insert filtrant dans le boîtier), est directement en contact avec le média filtrant, l’appareil réchauffeur incluant ou étant directement en appui sur un contacteur (typiquement élastique/élastiquement déformable) dissipatif pour relier électriquement une portion dissipative du dispositif conducteur à la masse de l’appareil réchauffeur ou du connecteur, afin de créer une voie de dissipation interne au boîtier, depuis le média filtrant de l’élément filtrant jusqu’au connecteur, et permettre une dissipation sans utilisation de parois du boîtier.
Il est alors permis de réaliser un filtre à carburant de conception aisée et à coût réduit, tout en garantissant une continuité dissipative entre l'élément filtrant (à la face côté amont de la filtration) et le connecteur du réchauffeur. Il peut être avantageux d’utiliser le connecteur du réchauffeur, ce qui ne nécessite pas l’intégration d’un connecteur spécifique à la décharge électrostatique. Le/les matériaux (typiquement en plastique) constitutifs des parois de boîtier pour délimiter l’enceinte de filtration n’interviennent pas dans la dissipation.
En outre, le flasque peut être réalisé en matériau non conducteur. Pour des faibles épaisseurs de flasque et/ou pour des méthodes de conception robustes et peu onéreuses, il est intéressant de pouvoir former le flasque déterminé sous la forme d’une couche de polymère ou matériau plastique non conducteur. Notamment, la thermo-fusion pour adhérer à l’extrémité axiale correspondante du média filtrant annulaire ne permet pas d’utiliser aisément des flasques conducteurs, car dans ce cas, le mélange de matière n'est pas optimum ; au final le flasque risquerait de se décoller. Bien entendu, l’expression « conçu séparément » est comprise dans son sens habituel, et donc qu’il est fait référence à une conception antérieure par rapport au montage du dispositif conducteur. Plus généralement, il est bien clair que la « conception » respective du flasque (non conducteur ici) et du dispositif conducteur (à base de matériau conducteur) précède le montage du dispositif conducteur afin qu’il soit solidaire de l’élément filtrant.
Selon une particularité, le flasque déterminé est moulé à chaud à base d’une matière plastique, de sorte que du matériau fibreux du média filtrant traverse et/ou est incorporé dans une couche réceptrice constitutive de tout ou partie du flasque déterminé (le matériau du média inclut typiquement une toile de non tissé, c’est-à-dire aves des fibres orientées de façon aléatoire).
Optionnellement, le flasque déterminé est électriquement non conducteur, de préférence en polyamide non chargé. Le polyamide peut être, de manière non limitative à base de Polyamide 6 ou Polyamide 6.6.
De préférence, à l'intérieur du boîtier qui définit l’entrée de carburant brut et la sortie de carburant filtré, l’appareil électrique réchauffeur est interposé axialement entre l’entrée et le flasque déterminé, dans une zone en amont du média filtrant où circule du carburant brut.
Selon une particularité, le boîtier comprend un couvercle formant la partie du boîtier supportant le connecteur et incluant l’une parmi l'entrée et la sortie. Typiquement, le boîtier peut s’étendre axialement autour de l’axe longitudinal entre l’entrée et la sortie, le flasque déterminé étant logé dans le volume intérieur du couvercle ou à proximité du couvercle (ce qui rend l’intégration de l’appareil réchauffeur compacte, avec une conception aisée).
On peut prévoir de positionner le réchauffeur au plus près de l’élément filtrant, avec par exemple un agencement sous forme d’un empilement de plaques (de façon semblable à l’assemblage décrit dans le document EP 0162939 pour ce qui concerne l’intégration d’élément réchauffeurs de type PTC) qui constitue une solution particulièrement compacte.
On comprend que le filtre peut être un filtre en ligne, avec par exemple des tubulures parallèles et de sens opposé pour former l’entrée (typiquement sur le couvercle qui est parcouru par des lignes de conduction électrique de l’appareil réchauffeur) et la sortie.
Dans des formes de réalisation de l’invention, on peut avoir recours à une ou plusieurs des dispositions suivantes :
- le boîtier comprend une entrée de carburant brut et une sortie de carburant filtré, l’appareil électrique réchauffeur s’étendant axialement entre l’entrée et le flasque déterminé, dans une zone en amont du média filtrant où circule du carburant brut.
- le flasque déterminé, recouvrant la première extrémité axiale du média filtrant (la plus proche de l’appareil réchauffeur), obture l’espace intérieur creux délimité par le média filtrant, du côté proche de l’entrée, afin de séparer la zone en amont de l’espace intérieur creux où circule du carburant filtré (cet espace formant tout ou partie de la zone en aval de la filtration).
- le/les éléments chauffants de l’appareil réchauffeur se situent en zone amont.
- l’élément filtrant comprend un flasque distal éloigné de l’appareil réchauffeur, opposé au flasque déterminé et recouvrant la deuxième extrémité axiale du média filtrant.
- l’insert filtrant présente un flasque distal axialement opposé au flasque déterminé et qui présente au moins une ouverture centrale pour faire communiquer un espace intérieur creux de l’élément filtrant, délimité par une face latérale interne du média filtrant, avec la sortie.
- le flasque distal est moulé à chaud ou subit une thermo-fusion pour adhérer à une extrémité axiale du média filtrant proche de la sortie du filtre.
- le flasque distal présente une projection tubulaire centrale formant un raccord étanche avec un conduit cylindrique présent dans le boîtier (conduit cylindrique aligné avec ou constitutif de la sortie axiale) et communiquant avec ou formant la sortie, cette sortie axiale pouvant être centrale en étant traversée par l’axe central (virtuel) de l'élément filtrant.
- la projection tubulaire centrale présente un bourrelet annulaire saillant radialement vers l’extérieur depuis une face latérale du raccord, pour former une étanchéité annulaire contre la face interne du conduit cylindrique.
- au moins une portion du contacteur dissipatif constitue un organe de rappel élastique se présentant sous la forme d’un ressort, hélicoïdal ou à lame, en contact sur la portion dissipative du dispositif conducteur, de préférence en étant posé en appui axial sur la portion dissipative.
- un organe de rappel élastique, appartenant au contacteur dissipatif, s’étend au travers d’une fente ou ouverture prévue dans une structure de support appartenant à l’appareil réchauffeur pour supporter au moins un élément chauffant.
- la partie du boîtier supportant le connecteur est un couvercle, de préférence en forme de dôme, se montant directement sur une cuve ou bol du boîtier.
- le couvercle est soudé au bol. - le couvercle est fixé de manière amovible au bol.
- le couvercle se présente sous la forme d’une pièce en matière plastique électriquement non conductrice qui inclut une douille du connecteur, la douille faisant saillie vers l’extérieur, de préférence suivant une direction axiale parallèle à l’axe longitudinal.
- le dispositif conducteur est réalisé en une seule pièce, de préférence métallique.
- le dispositif conducteur présente, dans une paroi transversale par rapport à l’axe central, un orifice central de centrage à travers lequel s’étend une projection axiale du flasque déterminé (typiquement l’axe central traverse le dispositif conducteur via l’orifice central) ; ceci permet de positionner le dispositif conducteur de façon fiable, sans risque pour la connexion à établir entre le média filtrant et l’appareil réchauffeur.
- une portion radiale du flasque déterminé, plane, peut former une surface de butée axiale vis-à-vis du dispositif conducteur pour s’assurer d’un positionnement final souhaité du dispositif conducteur.
- le dispositif conducteur est réalisé en une seule pièce, de préférence métallique.
- la pièce constituant le dispositif conducteur est une pièce d’enserrement (par exemple le dispositif conducteur est pourvu d’une pluralité de griffes ou clips répartis sur la périphérie d’une portion radiale, de préférence avec une répartition régulière).
- le dispositif conducteur présente une symétrie de révolution autour d’un axe confondu avec l’axe central de l'élément filtrant dans la position assemblée du dispositif conducteur sur l’élément filtrant.
- le dispositif conducteur présente une portion radiale annulaire plane, parallèle à et de préférence en appui contre une portion radiale du flasque déterminé.
- la projection axiale du flasque déterminé peut faire saillie depuis une portion radiale du flasque partiellement recouverte par une portion radiale annulaire du dispositif conducteur.
- la projection axiale du flasque déterminé est tubulaire et fait saillie parallèlement à l’axe central depuis une face sensiblement plane non ajourée du flasque déterminé.
- la projection axiale du flasque déterminé peut faire face à l’appareil réchauffeur, en particulier en faisant face à une paroi de fond ou fermeture, sur laquelle prend appui au moins un organe d’ancrage mâle venant en prise dans un connecteur femelle du couvercle, en traversant un empilement de support sur lequel sont fixés un ou plusieurs éléments chauffants, typiquement à coefficient de température positif (appelés couramment éléments PCT, de l’abréviation anglaise « Positive Température Coefficient »).
- le dispositif conducteur présente au moins deux pattes élastiques déformables radialement vers l’extérieur et munies chacune d’une partie de contact pour un contact radial contre une face latérale externe du média filtrant, chacune des pattes élastiques exerçant une action de rappel élastique vers l’intérieur.
- le dispositif conducteur présente au moins trois pattes élastiques déformables radialement vers l’extérieur, de préférence régulièrement espacées entre elles (avec cette disposition, deux pattes consécutives du dispositif conducteur peuvent être espacée angulairement d’un angle inférieur ou égal à 100°, et de préférence compris entre 30 et 70°, ce qui permet une répartition homogène par rapport à la face du média réceptrice du flux à filtrer, pour supprimer le risque de décharge électrostatique).
- le dispositif conducteur, réalisé d’une pièce, présente et/ou est constitué des éléments qui suivent :
- une première portion annulaire, formant de préférence une partie radiale sensiblement plane, reposant sur le flasque déterminé dans un état sollicité axialement vers le flasque déterminé par un organe de rappel élastique appartenant au contacteur dissipatif ; et
- au moins une deuxième portion de marge (ayant une forme de créneau) qui fait saillie radialement vers l’extérieur depuis la première portion annulaire en s’étendant jusqu’à une extrémité de bord qui est saillante par rapport à une bordure externe annulaire du flasque déterminé, chaque extrémité de bord ayant un profil longitudinal typiquement courbé et/ou formant une liaison en coude raccordant une deuxième portion de marge (créneau radial) à au moins une des pattes élastiques (pattes axiales déformables avec un débattement radial).
Selon une particularité, le filtre appartient à la catégorie des filtres en ligne, avec l’entrée et la sortie disposées à deux extrémités opposées.
Dans certains modes de réalisation, on peut avoir recours à l’une ou l’autre des options qui suivent :
- le boîtier présente une paroi tubulaire qui s’étend autour d’un axe longitudinal, parallèle à l'axe central, entre une première extrémité de boîtier proximale par rapport au flasque déterminé et une deuxième extrémité de boîtier.
- l’appareil réchauffeur incluant des éléments chauffants placés entièrement dans le boîtier, entre la première extrémité de boîtier et le flasque déterminé, le contacteur dissipatif s’étendant entre les éléments chauffants et le flasque déterminé.
- l’appareil réchauffeur présente deux bornes conductrices allongées axialement, ayant chacune une extrémité externe qui s’étend à l’intérieur d’une cavité externe de douille du connecteur (les deux bornes peuvent être allongées et de longueur identique).
- l’une des bornes est reliée électriquement à une plaque transversale déterminée qui est :
- adjacente aux éléments chauffants ; et
- en contact avec le contacteur dissipatif, de préférence en contact avec des portions de compression du contacteur dissipatif poussant axialement la plaque transversale déterminée en direction de la première extrémité de boîtier.
Dans une option préférée, le contacteur dissipatif, typiquement réalisé d’une pièce, s’intercale axialement entre deux éléments de l’appareil réchauffeur, l’un de ces éléments étant une plaque de fermeture de l’appareil réchauffeur. Typiquement, le contacteur présente une lame ressort ou une projection de contact saillante axialement par rapport à une plaque de fermeture de l’appareil réchauffeur.
Dans une variante, le contacteur dissipatif fait partie de l’appareil réchauffeur sans qu’il soit nécessaire d’ajouter une pièce, par exemple en formant la lame ressort ou la projection de contact saillante directement dans une plaque de fermeture en matériau conducteur. On peut prévoir de monter, sur cet élément de fermeture à fonction de contacteur dissipatif, un organe d’ancrage tel qu’une vis (éventuellement une vis en plastique rigide et/ou avec un revêtement ou un intermédiaire électriquement isolant entre la vis et la plaque de fermeture).
Un avantage de la présente solution réside dans le fait qu’elle permet la dissipation des charges électrostatique et évite la formation d’arcs électriques entre le filtre et la structure du véhicule.
Un autre avantage réside dans l’utilisation d'un contacteur dissipatif, facilement déformable (présentant une partie au moins élastiquement déformable), qui permet un rattrapage de jeu radial et axial.
Le dispositif conducteur, lorsqu’il présente une fonction d’enserrement, peut présenter aussi cet avantage pour le rattrapage de jeu radial, grâce à l’effet de rappel élastique des griffes ou éléments de clip venant s’appuyer sur la face latérale du média filtrant.
Un autre avantage encore réside dans la facilité de montage et de démontage de l’élément filtrant ne nécessitant pas de compétences spéciales en électricité.
Un autre avantage réside dans la recyclabilité de l’élément filtrant, le dispositif conducteur étant aisément séparable de l’élément filtrant.
Il également proposé selon l’invention une méthode d’insertion, dans le boîtier d’un filtre à carburant équipant un véhicule motorisé (typiquement un véhicule automobile), d’une interface électriquement conductrice pour faire la liaison entre le média filtrant annulaire d’un élément filtrant présent dans le boîtier et un appareil réchauffeur alimenté par un connecteur électrique supporté par un couvercle du boîtier, afin de permettre une dissipation de charges électrostatiques passer par des parois du boîtier, par utilisation dans ladite interface d’un dispositif conducteur, réalisé d’une pièce, monté sur l’élément filtrant du côté d'un flasque déterminé de l’élément filtrant recouvrant une première extrémité axiale dudit média filtrant, le flasque déterminé étant non conducteur de courant,
dans laquelle on établit une voie de dissipation interne au boîtier, depuis le média filtrant de l’élément filtrant jusqu'au connecteur électrique, au moment de la fermeture du couvercle, en contournant le matériau non conducteur du flasque déterminé par le dispositif conducteur.
Avec cette méthode, l’assemblage est aisé et le dispositif conducteur peut être adapté au type de conception de l’appareil réchauffeur. Par exemple le dispositif de contact peut présenter une portion de surface de contact annulaire, symétrique autour d’un axe longitudinal de l’élément filtrant, ce qui simplifie l’obtention de la liaison électrique contre un contacteur ponctuel axialement saillant solidarisé à l’appareil réchauffeur électrique.
Alternativement, le dispositif conducteur peut présenter une projection saillante axialement pour former une borne de connexion, tandis que le contacteur solidarisé à l’appareil électrique présente une portion de surface de contact annulaire, symétrique autour d’un axe longitudinal de l’élément filtrant à l’état monté du couvercle.
On comprend que l’élément filtrant peut être conçu sans le moindre matériau métallique ni matériau chargé (l’élément filtrant ne disposant d’aucun flasque conducteur pour former la couche de recouvrement axial du média filtrant annulaire).
Selon une particularité, avant de fermer le couvercle par fixation sur un bol pour former le boîtier, on fixe le dispositif conducteur sur l'élément filtrant de façon superposée sur une portion radiale (de préférence annulaire) du flasque déterminé, le dispositif conducteur étant pourvu d’une ou plusieurs pattes plongeant axialement depuis la portion radiale pour longer une face latérale externe du média filtrant et venant directement en contact avec le média filtrant sur cette face latérale externe à l’état fixé.
Typiquement, on établit la voie de dissipation interne au boîtier, en utilisant un contacteur dissipatif au moins en partie interne à l’appareil réchauffeur et réalisé d’une pièce, afin de relier électriquement une portion dissipative du dispositif conducteur à la masse de l’appareil réchauffeur ou du connecteur électrique.
Dans une option, le contacteur dissipatif formé d’une pièce inclut une lame ressort (à effet de rappel élastique dans une première direction axiale) et au moins un organe de rappel élastique apte à pousser une plaque de support d’un ou plusieurs éléments chauffants dans une deuxième direction axiale de sens opposé à la première direction axiale.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins joints dans lesquels :
La figure 1 représente un exemple d’insertion d’une interface de conduction entre le couvercle du filtre est le média de l’élément filtrant le carburant, conformément à l’invention.
La figure 2 représente suivant une coupe longitudinale, un filtre à carburant selon une forme de réalisation de l’invention.
La figure 3 est une vue en perspective montrant un exemple d’insert filtrant à l’état inséré dans le bol du boîtier.
La figure 4 représente en perspective, les composants impliqués dans la voie de dissipation des charges électrostatiques, entre le média filtrant et les bornes de l’appareil réchauffeur.
La figure 5 représente en perspective un exemple de pièce constituant le dispositif conducteur apte à coiffer l’élément.
La figure 6 représente en perspective les composants fonctionnels de l’appareil réchauffeur du filtre de la figure 2, et illustre une lame ressort formant partie du contacteur dissipatif.
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
Un effet technique recherché par l’invention est la dissipation des charges électrostatique. A cet effet, il est important de préciser les terminologies utilisées pour qualifier les propriétés des matériaux. On différencie les matériaux conducteurs, dissipatifs, asiatiques et isolants. On entend par "isolant" un matériau non conducteur de courant et ne permettant pas la dissipation des charges électrostatiques. De tels matériaux ont une résistivité de surface supérieure à 1012 Ohms. Les matériaux "asiatiques" ont une résistivité de surface comprise entre 109 et 1012 Ohms, les matériaux "dissipatifs" ont une résistivité de surface comprise entre 105 et 109 Ohms et les matériaux "conducteurs" ont une résistivité de surface inférieure à 105 Ohms. Dans la présente description, le terme "dissipatif" s'appliquera aussi bien aux matériaux conducteurs que dissipatifs et désignera une propriété permettant la décharge électrostatique.
La figure 2 est une vue en coupe illustrant un filtre à carburant 1 selon l’invention, tandis que la figure 1 montre la façon d’intégrer des moyens de chauffage, appelés dans ce qui suit « appareil réchauffeur », dans le boîtier (2, 3) du filtre 1. La douille 7a du connecteur 7 électrique sera considérée comme une partie d’habillage externe appartenant à l’appareil réchauffeur 6, la douille 7a étant complémentaire de contacts 7b, ici une paire de contacts, pour former le connecteur 7 électrique.
Le boîtier se décompose ici en un bol 2 et un couvercle 3 fixé sur le bol (ici par soudure ou éventuellement par vissage ou autre fixation amovible) afin de former une enceinte dans laquelle sont disposés, en alignement autour d’un même axe longitudinal X, un élément filtrant EF, l’appareil réchauffeur 6 électrique et un dispositif conducteur DC. Le dispositif conducteur DC peut venir coiffer l’élément filtrant EF pour s’interposer entre un flasque 31 de cet élément filtrant EF et l’appareil réchauffeur 6.
Ici le bol 2 est réalisé d’une pièce en matière plastique, en formant la paroi tubulaire 2b latérale et un fond B, et le couvercle 3 est également réalisé d’une pièce en matière plastique. Le matière plastique utilisée est typiquement rigide et peut être du Polyamide, par exemple PA 6.6. Bien entendu, le boîtier peut être conçu différemment, avec trois parties par exemple.
On comprend que le bol 2 et le couvercle 3 sont réalisés en matériau plastique ou polymère isolant.
Le couvercle 3 comporte classiquement une entrée 4 de carburant non filtré mais peut être dépourvu d’une sortie, la sortie 8 de carburant filtré étant formée intégralement avec le bol 2, du côté d’une extrémité de fond B. Le couvercle 3 peut présenter une forme de dôme ou inclure une cavité formant un volume intérieur V3 pour loger les composants de chauffage de l’appareil réchauffeur 6.
En référence à la figure 1 , le couvercle 3 inclut aussi la douille 7a du connecteur 7 permettant la connexion électrique de l’appareil réchauffeur 6 à une alimentation extérieure. Le couvercle 3 présente une paroi latérale entourant un empilement pour supporter le ou les éléments chauffants, par exemple de type PTC, de l’appareil réchauffeur 6.
On peut voir aussi que l'élément filtrant EF comporte un premier flasque ou flasque déterminé 31 , dit proximal (par rapport à l’appareil réchauffeur 6), un deuxième flasque 32, dit distal, et un média filtrant 5 annulaire s’étendant autour de l’axe central A de l’élément filtrant EF, entre les deux flasques 31 , 32.
En référence à la figure 2, l’élément filtrant EF peut aussi inclure un support T de forme sensiblement tubulaire (tube ajouré typiquement en plastique non conducteur) autour duquel le média filtrant 5 annulaire est disposé. Le carburant à filtrer peut passer à travers le média filtrant 5 annulaire et rejoint la sortie 8 en traversant le flasque distal 32, à l’opposé de l’entrée 4 et de l’appareil réchauffeur 6. Le support T est ajouré par des ouvertures radiales 17 afin de permettre le passage du carburant.
Le média filtrant 5 présente une face latérale externe 5a délimitant la zone Z1 en amont de la filtration, où peuvent s’accumuler des charges pendant le fonctionnement du filtre. Il présente aussi une face interne 5b délimitant un espace intérieur creux 9 de l’élément filtrant EF. Le média filtrant 5 est interposé entre le flasque proximal 31 et le flasque distal 32, de façon à ce que le seul chemin entre la zone Z1 en amont et la zone en aval Z2 (incluant l’espace 9) qui communique avec la sortie 8 est un chemin centripète (vers l’axe central A) passant par le média filtrant 5.
Le média filtrant 5 peut présenter une structure au moins bicouche. Une structure composite multicouches améliore l’efficacité de filtration pour du gazole. Une partie de la structure du média 5 est créée par extrusion-soufflage, de sorte que le média 5 peut inclure au moins une couche de microfibres (microfibre obtenue par extrusion/soufflage). Une des couches peut être à base de cellulose, cellulose imprégnée (par exemple cellulose imprégnée par une résine phénolique). Dans certaines options, de la fibre de verre peut être prévue entre deux couches constitutives du média filtrant 5.
Eventuellement, on peut ajouter un feutre coalescent et/ou une toile hydrophobe pour la séparation d'eau en aval du média bicouche. Dans ce cas, on peut optionnellement prévoir une zone d’accumulation d’eau à proximité de la sortie 8 et/ou un conduit avec vis de purge.
Dans une option, le média filtrant 5 est réalisé sous la forme d’un cylindre. Par exemple la forme cylindrique peut être obtenue, de façon connue, par enroulage ou par plissage (par exemple droit, chevron ou courbe) d’un média. La liaison média 5 - flasque 31 ou 32 peut être réalisée par thermo-fusion, chaque flasque 31 , 32 étant moulé à chaud à base d’une matière plastique. L’extrémité axiale 5c ou 5d du média 5 est mise en contact avec la matière plastique/résine en fusion, de sorte que du matériau fibreux du média filtrant 5 traverse et/ou est incorporé dans une couche réceptrice constitutive de tout ou partie du flasque concerné 31 ou 32.
Tandis que le flasque distal 32 présente une portion radiale de forme sensiblement annulaire pour recouvrir l’extrémité axiale 5d du média filtrant 5, le flasque proximal 31 peut constituer un disque dépourvu d’ouverture recouvrant l’autre extrémité axiale 5c, ce qui permet de séparer l’espace intérieur creux 9 de la zone amont où est réchauffé le carburant brut.
L’élément filtrant EF peut supporter un dispositif conducteur DC s'étendant dans la zone d’amont Z1. Ce dispositif conducteur DC est conçu séparément du flasque proximal 31 et monté solidaire de l’élément filtrant EF de façon à former une surface d’appui axiale en regard de l’extrémité de boîtier 3a, ici constituée par le couvercle 3, où est formée l’entrée 4 et où se situent les contacts 7b du connecteur 7. Le dispositif conducteur DC est aussi directement en contact avec le média filtrant 5.
Par exemple, à l’aide de pattes flexibles 24 ou par des organes plongeurs similaires formant des extensions depuis une partie d’appui axial recouvrant le flasque 31 , le dispositif contacteur DC peut être en contact avec une pluralité de zones, angulairement espacées entre elles, de la face externe latérale 5a.
Le dispositif conducteur DC peut présenter une portion radiale PR annulaire pour délimiter la surface d’appui et recouvrir le flasque 31 , en constituant tout ou partie d'une extrémité axiale conductrice d’un insert filtrant 15. La mise en place préalable du dispositif conducteur DC, ici superposé à l’élément filtrant EF (en étant fixé du côté externe du flasque proximal 31 bouchant l'espace intérieur creux 9, comme visible sur la figure 3 notamment), permet en effet d’insérer dans le bol 2, d'un seul tenant, un insert filtrant 15 incluant l’élément filtrant EF et le dispositif conducteur DC.
Le fait de monter le dispositif conducteur DC sur l’élément filtrant EF avant de placer l’élément filtrant EF dans le bol 2 est avantageux pour permettre des débattements de parties élastiques du dispositif conducteur DC autour de l’élément filtrant EF pendant la mise en place, ce qui peut être plus délicat à mettre en œuvre à l’intérieur du bol 2, à une cadence d’assemblage élevée.
L’étanchéité entre la sortie 8 et l’espace intérieur creux 9 peut être réalisée par utilisation d’une étanchéité annulaire, par exemple grâce à un bourrelet externe d’une projection du flasque 32, de sorte que du carburant filtré puisse circuler sélectivement par l’ouverture centrale 02 ou autre accès traversant du flasque distal 32 pour rejoindre directement la sortie 8.
Dans certaines variantes, l’élément filtrant EF peut d’abord être monté dans le bol 2 en formant l’étanchéité entre la sortie 8 et la projection délimitant l’ouverture centrale 02 du flasque distal 32. Ensuite, on vient positionner le dispositif conducteur DC en regard du flasque 31 , de sorte qu’à l’état assemblé du filtre 1 le dispositif conducteur DC soit dans une position intercalée entre l’appareil réchauffeur 6 et le flasque 31.
Plus généralement, comme visible sur le cas non limitatif des figures 1 et 2, on comprend que le dispositif conducteur DC peut être fixe axialement par rapport à l’élément filtrant EF à l’issue du montage, de sorte qu’un contacteur élastique dissipatif 12 typiquement inclus dans l’appareil réchauffeur 6, peut venir en contact sur la surface d’appui du dispositif conducteur DC afin de relier électriquement la portion radiale PR annulaire ou autre portion dissipative du dispositif conducteur DC à la masse de l’appareil réchauffeur 6 ou du connecteur 7. De préférence le contacteur dissipatif 12 s’appuie en contact axial, par une lame ressort ou autre organe de rappel élastique 16, directement contre la surface d’appui de la portion radiale PR qui est continûment annulaire autour de l’axe central A. En ce sens, le contacteur est déformable avec un effet de rappel élastique vers la zone de contact (typiquement pour un contact axial vers le dispositif conducteur, le rappel élastique peut s’effectuer vers le bas).
Le connecteur 7 dispose de bornes 61 , 62 dont l’une (borne 61 ) est électriquement reliée, par exemple indirectement via une structure de support d’éléments chauffants 19, au contacteur élastique dissipatif 12. On crée ainsi une voie de dissipation interne au boîtier (2, 3), depuis le média filtrant 5 de l’élément filtrant EF jusqu’au connecteur 7, en traversant la structure de support (PF, P1 , P2, V).
Le contacteur dissipatif 12 peut être une pièce, par exemple métallique ou électriquement conductrice, qui fait partie intégrante de la structure de support (PF,
P 1 , P2, V) tout en formant, par une partie saillante, une zone de contact venant buter axialement sur la surface d’appui du dispositif conducteur DC.
Un exemple non limitatif de dispositif conducteur DC va à présent être décrit plus en détail, en référence aux figures 2, 3, 4 et 5.
Comme montré sur les figures 3 et 5, le dispositif conducteur DC peut présenter, dans une paroi transversale par rapport à l’axe central A, un orifice central O de centrage à travers lequel s’étend une projection axiale 31 p du flasque proximal 31. L’espace intérieur de la projection axiale 31 p ne débouche pas dans l’espace intérieur 9 à cause de la portion centrale d’obturation 31 c du flasque 31 . Ainsi du carburant brut circulant en provenance de l’entrée peut être réchauffé puis aussitôt dévié en contournant par l’extérieur le flasque proximal 31. Le dispositif DC ne perturbe pas cet effet de déviation.
L’orifice central O peut être délimité de façon crénelée, par exemple par utilisation de languettes 35 en saillie radialement vers l’intérieur depuis une bordure 33, ici circulaire, de l’orifice central O. De telles languettes 35 sont inclinées à la façon d’un tronc de cône (en direction de l’appareil réchauffeur 6, sans atteindre cependant cet appareil 6 ni dépasser au-delà de la projection 31 p). De telles languettes 35 peuvent limiter le jeu radial entre la projection 31 p et le dispositif conducteur DC, comme bien visible sur la figure 3, sans risquer de créer de s’appuyer axialement sur une portion de base de la projection 31 p qui peut être plus large que le passage délimité par les languettes 35.
Le dispositif conducteur DC peut être réalisé en une seule pièce, par exemple pour former une pièce d’enserrement métallique. Une tôle métallique peut être découpée pour former l’orifice central O et des espaces entre des pattes externes du dispositif conducteur DC. Ensuite, des étapes de pliage sont réalisées, notamment pour que les pattes externes s’étendent de façon générale suivant une direction perpendiculaire au plan de l’orifice central O.
Ici, le dispositif conducteur DC présente au moins une paire de pattes élastiques 24, externes, diamétralement opposées ou situées dans des zones angulaires opposées. Plus généralement, le dispositif conducteur DC peut présenter au moins deux ou trois pattes élastiques 24 qui sont déformables radialement vers l’extérieur et munies chacune d’une partie de contact 24c pour un contact radial contre une face latérale externe 5a du média filtrant 5. Ainsi, chacune des pattes élastiques 24 exerce une action de rappel élastique vers l’intérieur.
Typiquement, les pattes élastiques 24 délimitent entre elles un cercle inscrit, au niveau des parties de contact 24c. Le diamètre de ce cercle inscrit est inférieur (légèrement inférieur de quelques millimètres par exemple) au diamètre externe du média filtrant 5 annulaire. Par conséquent, les pattes élastiques 24 exercent une pression sur la face latérale externe 5a, ici dans la zone des parties de contact 24c.
Chacune des pattes élastiques 24 peut être reliée à une portion radiale PR annulaire couvrant axialement l’élément filtrant EF. Suivant une coupe longitudinale de la pièce constituant le dispositif conducteur DC, comme visible par exemple sur la figure 2, la portion radiale PR est prolongée extérieurement par des extensions pliées en direction de l’ouverture 8.
La portion radiale PR peut former une base d’appui pour le contacteur dissipatif 12. La portion radiale PR peut présenter une bande annulaire continue et symétrique autour de l’axe central A à l’état monté du dispositif DC sur l’élément filtrant EF. Ainsi, n’importe quelle position angulaire pour un élément saillant du contacteur dissipatif 12 peut permettre un contact de conduction électrique, ce qui facilite la fixation du couvercle 3 (avec plus de versatilité pour la connexion du couvercle 3).
Les figures 3, 4 et 5 montrent, après pliage de telles extensions, que la pièce présente :
- une première portion annulaire constituée par la portion radiale PR, qui est ici sensiblement plane, afin de pouvoir reposer sur le flasque proximal 31 dans un état sollicité axialement vers ce flasque 31 par le contact auteur dissipatives 12 ;
- une pluralité de deuxièmes portions de marge 26 qui font saillie essentiellement radialement chacune vers l’extérieur en s’étendant depuis la portion radiale PR jusqu’à une extrémité de bord 27 saillante par rapport à une bordure externe annulaire 31 d du flasque 31 ; et
- les pattes élastiques 24 qui s’étendent chacune depuis une des extrémités de bord 27, en plongeant de façon sensiblement axiale dans la région périphérique entourant le média filtrant 5.
Comme montré sur la figure 5, chaque extrémité de bord 27 peut constituer une liaison en coude raccordant une deuxième portion de marge 26 à au moins une des pattes élastiques 24. Bien que la pièce de la figure 5 inclut des portions de marge 26 en forme de créneaux ayant une même largeur que les pattes élastiques
24, on comprend que les portions de marge 26 peuvent être plus larges, commune à plusieurs pattes élastiques, où en variante plus étroites que les pattes élastiques 24.
On comprend que les pattes élastiques 24, ici pourvues d’ondulations, longent la face latérale externe 5a à du média filtrant 5. Ici, une extrémité libre de la patte élastique 24 est pliée au niveau d’une ligne de pliure transversale (perpendiculaire par exemple à l’axe central A). Cette extrémité libre peut avoir un profil longitudinal en V (avec la pointe du V sur la pliure), formant un retour vers l’intérieur depuis une autre ligne de pliure plus proche du flasque 31 .
Ce type de structure des pattes élastiques 24 permet de former, sur la face de la patte en regard du média filtrant 5, un relief interne proximal qui forme la partie de contact 24c. Comme les portions de marge 26 sont saillantes vers l’extérieur par rapport au flasque 31 , les portions des pattes 24 adjacentes aux parties de marge 26 sont maintenues éloignées/distales du média filtrant 5.
Plus généralement, la partie de contact 24c peut-être axialement distante d’au moins 5 mm du flasque 31 , afin que les contacts ne puissent pas engendrer un risque de décollement du média filtrant 5 par rapport au flasque 31 .
La portion radiale PR peut se présenter sous toute forme adaptée, de préférence avec une fonction de centrage et/ou guidage par rapport au flasque 31 de l’élément filtrant EF, en maintenant le dispositif conducteur DC éloigné des parois du boîtier (2, 3). Bien que le dessin montre un orifice central O dans la portion radiale PR, d’autres formes d’attache peuvent être utilisées pour positionner le dispositif conducteur DC éloigné des parois de boîtier : par exemple, un relief saillant sur le flasque 31 peut servir de siège et/ou de guide pour faire coulisser un patte annulaire, centrée ou décentrée, du dispositif conducteur DC, de sorte à venir positionner ce dispositif conducteur de manière prédéterminée et empêcher un débattement radial par rapport à l’élément filtrant EF.
Un exemple non limitatif de contacteur dissipatif 12 (contacteur dit élastique) va à présent être décrit plus en détail, en référence aux figures 4 et 6.
Le contacteur dissipatif 12 peut être obtenu par pliage d’une tôle métallique ou pièce similaire en matériau conducteur. Par une découpe appropriée, on forme des branches 14 extérieures, le pliage étant réalisé seulement sur ces branches 14.
L’organe de rappel élastique 16 du contacteur dissipatif 12 rejoint une portion annulaire du contacteur 12 pouvant entourer une vis V de fixation ou organe d’ancrage similaire pour la fixation des moyens chauffants à une partie de boîtier telle que le couvercle 3 par exemple. Cette vis V ou organe d’ancrage appartient à la structure de support (PF, P1 , P2, V) qui supporte ici une pluralité d’éléments chauffants 9 répartis régulièrement autour de l’axe longitudinal X du filtre 1 (axe X confondu typiquement avec l’axe central A). Une telle portion annulaire facilite l’intégration du contacteur élastique dissipatif 12 dans un empilement de plaques PF, P1 , P2.
La portion annulaire du contacteur 12 constitue un corps central ajouré avec une ouverture centrale pour le passage de la vis V et qui peut aussi présenter une légère concavité orientée vers la tête de vis de la vis V. Cette concavité peut résulter d’un rebord annulaire similaire à celui d’une assiette de table. Plusieurs branches 14 sont conformées de façon générale en pattes d’araignées, avec une remontée de chacune des branches 14 (remontée par rapport au niveau du corps/portion annulaire) pour permettre un contact avec la plaque adjacente P1 , conductrice, qui supporte des éléments chauffants 19. Sur les dessins, les éléments chauffants ont un format de pastilles dont l’épaisseur est typiquement inférieure à 4 ou 5 mm. Les branches 14 participent à la voie de dissipation en venant en appui sur la plaque P1 .
Sur les figures 4 et 6, on peut voir que les bornes 61 , 62 sont allongés axialement et traversent la paroi en plastique non conducteur du couvercle 3, jusqu’à des extrémités externes en saillie au sein de la cavité externe de douille du connecteur 7. Ces bornes 61 , 62 peuvent traverser en partie l’empilement et présentent ici une longueur identique.
A chacune de ces bornes 61 , 62 correspond une liaison avec une plaque, respectivement P1 ou P2, appartenant à la structure de support des moyens chauffants de l’appareil réchauffeur 6. La plaque P2 la plus proche du connecteur 7 peut présenter une extension latérale avec une partie de retour pour se connecter à une borne 62 à un niveau plus éloigné axialement du connecteur 7 que la plaque P2, ici au même niveau que la plaque P1 . La borne 62 est ainsi adjacente à la plaque P1 , compte tenu de sa longueur identique à la borne 61 , mais ne touche pas cette plaque P1 (ici, elle occupe une zone évidée ou une cavité d’une portion de coque 38 appartenant à la plaque P1 ).
Dans l’exemple illustré, le couvercle 3 ou partie axiale similaire de boîtier peut former une cavité de réception de l’empilement, dans le volume intérieur V3. La plaque transversale P2 peut directement s’appuyer sur le plastique du couvercle 3, par exemple sur des épaulements de pions axiaux.
Les éléments chauffants 19 s'étendent entre une autre plaque transversale P1 plus proche de l’élément filtrant EF que la plaque transversale P2, ces deux plaques étant typiquement parallèles. La borne 61 est par exemple reliée électriquement à la plaque transversale P1 qui est :
- adjacente aux éléments chauffants 19 ; et
- en contact avec le contacteur dissipatif 12, de préférence en contact avec des portions de compression 14a du contacteur dissipatif 12 poussant axialement cette plaque transversale P1 en direction de la première extrémité de boîtier 3a.
L’autre des bornes 62 est reliée électriquement à la deuxième plaque P2. La plaque P1 a optionnellement une surface plus grande en vis-à-vis d’une surface plus petite de la plaque P2 car cette plaque P2 est plus ajourée (avec de multiples ouvertures 01 visibles sur la figure 3) que la première plaque P1 , afin de faciliter l’entrée de carburant brut dans un espace inter-plaques de réchauffement. En effet, la totalité des éléments chauffants 19 peut se situer dans un tel espace entre les deux plaques P1 , P2. La plaque P1 est moins ajourée, notamment pour éviter des lignes de fuites du carburant trop courtes vers la région périphérique autour du média filtrant 5, ce qui permet un chauffage plus homogène du carburant (gazole) traversant l’appareil réchauffeur 6.
Le contacteur dissipatif 12, typiquement réalisé d’une pièce, présente : les portions ou branches 14 situées du même côté par rapport à une plaque de fermeture PF de l’appareil réchauffeur 6, pouvant former les portions de compression 14a contre la plaque transversale P1 ; et
au moins une languette coudée pour former l’organe de rappel élastique 16, située au moins en partie de l’autre côté de la plaque de fermeture PF.
La vis V prend appui directement sur la plaque de fermeture PF, qui constitue une paroi transversale d’extrémité de l’empilement, opposée à la plaque transversale P2 recevant frontalement le flux de carburant acheminé via l’entrée 4.
Le contacteur élastique dissipatif 12 est ici représenté sous la forme d’une pièce métallique, de préférence en forme d’étoile vue depuis l'extrémité de boîtier 3a ou est formée l’entrée 4. Alternativement, le contacteur élastique dissipatif 12 peut éventuellement consister en un assemblage de pièces métalliques, incluant l’organe de rappel élastique 16.
Dans une forme de réalisation optionnelle qui est préférée, le contacteur dissipatif 12 présente des branches 14, de préférence au moins trois ou quatre branches 14, venant chacune s’appuyer sur la plaque transversale P1. Dans l’exemple illustré, il est prévu cinq ou six branches 14 rattachées à la même portion annulaire (l’une des branches pouvant former l’élément pour recevoir les électrons du dispositif conducteur DC, tandis que les autres branches transmettent les électrons vers l’une des bornes, via la plaque P1 ). Une ou des portions de coque
38 peuvent être prévues dans la structure de support, afin de loger les extrémités internes respectives des bornes 61 , 62 et les protéger vis-à-vis d’un contact par les branches 14.
Les ondulations dans chaque branche 14 permettent d’obtenir un effet de rappel élastique afin de pousser la plaque P1 vers la plaque P2, ce qui contribue au maintien serré des éléments chauffants 19 entre ces plaques 19, y compris dans des zones radialement distales/éloignées du passage central d’insertion de la vis V ou organe d’ancrage analogue (passage délimité par les ouvertures centrales respectives des plaques de l’empilement, une portion annulaire du contacteur dissipatif 12 étant typiquement centré autour de ce passage). La plaque P2 peut être, directement ou indirectement, en appui axial contre le couvercle 3 ou un composant de boîtier similaire incluant l’entrée 4. Sur les figures 4 et 6, on peut voir que l’organe de rappel élastique 16, pouvant s’appuyer/être rapporté sur le dispositif conducteur DC, forme typiquement une lame ressort. Dans l’option illustrée, l’organe de rappel élastique 16 s’étend au travers d’une fente F6 ou ouverture prévue dans la structure de support (PF, P1 , P2, V), ici dans la plaque de fermeture PF formant une extrémité de l’appareil réchauffeur 6 opposée à l’entrée 4. Alternativement, l’organe de rappel élastique 16 peut être sous la forme d’un ressort hélicoïdal rapporté sur la portion dissipative PR du dispositif conducteur DC.
La circulation du carburant dans le filtre 1 est la suivante : à l’état installé dans un véhicule (installation qui peut être horizontale, ou éventuellement à composante verticale), le filtre 1 est en liaison avec un circuit d’alimentation d’un moteur à combustion interne et peut constituer un filtre en ligne (le bouchon 80 obturant la sortie 8 étant évidemment remplacé par une connexion adéquate, tout comme l’entrée 4). Le carburant est aspiré dans le filtre 1 et pénètre dans l’enceinte par l’entrée 4, ici de façon axiale par l’extrémité de boîtier 3a. Il est aussitôt réchauffé par les moyens chauffants de l’appareil réchauffeur 6 et rejoint ensuite la région périphérique au média filtrant 5, en contournant extérieurement le flasque 31 pour rejoindre la région périphérique au média 5, afin d’être filtré de façon centripète. Après avoir rejoint l’espace intérieur creux 9, en traversant le support tubulaire T, le carburant s’écoule jusqu’à l’ouverture 02 afin de rejoindre la sortie 8.
Dans l’exemple de réalisation illustré par la figure 2, la circulation des charges électrostatiques dans le filtre 1 est la suivante : le passage du carburant dans le média 5 engendre des pertes d'électrons, les électrons migrent vers les portions de contact 24c du dispositif conducteur DC, passent par la lame ressort 16 du contacteur élastique dissipatif 12, jusqu’à la structure de support (PF, P1 , P2, V) de l’appareil réchauffeur, sur laquelle peut être directement fixée l’une des bornes 61 pour l’alimentation électrique, cette borne 61 ayant une extrémité saillante vers l’extérieur au sein du connecteur 7. Autrement dit, les électrons remontent jusqu'au connecteur 7 où ils sont typiquement évacués par un fil de masse ou par une liaison adaptée.
Le dispositif conducteur DC permet une continuité dissipative entre le média filtrant 5 et l'appareil électrique réchauffeur 6, sans ajouter un encombrement significatif et compatible avec un boîtier de filtre (2, 3) peu coûteux.
II peut suffire de clipper (suivant un encliquetage élastique) le dispositif conducteur DC sur l’élément filtrant EF, ce qui permet de s’affranchir de colle, matière adhésive ou organe/insert de fixation séparé compliquant l’assemblage de l’insert filtrant 15.
Le ou les exemples de réalisation ont été donnés à titre illustratif et ne sont pas limitatifs de la portée de l’invention. Dans les exemples de réalisation décrits en relation avec les figures illustratives, l'appareil électrique est un appareil réchauffeur 6. On pourra également mettre en oeuvre l’invention en utilisant d’autres appareils électriques destinés à un filtre à carburant 1 , par exemple un capteur disposant du même genre de connecteur 7 et ayant un mode d’ancrage similaire au plus près de l’entrée 4 de carburant, utilisant une plaque de fermeture et une vis V par exemple.
A titre de variante, le connecteur 7 pourra également être supporté par le bol 2, par exemple du côté du fond B où se situe l’entrée, à la place du couvercle
3.
L’utilisation d’une lame ressort pour former l’organe de rappel élastique 16 entre l’appareil électrique, ici un réchauffeur, et le dispositif conducteur DC rapporté sur l’élément filtrant EF est donnée à titre illustratif. Un tel contact dissipatif pourra également être réalisé par simple contact, par une liaison filaire ou un contact intermittent du côté du contacteur dissipatif.
Le choix entre des matériaux dissipatifs et des matériaux conducteurs peut être modifié pour établir la voie de dissipation; en effet ces matériaux permettent la dissipation des charges électrostatiques.
Avantageusement, l’utilisation de portions élastiquement déformables pour la réalisation du contacteur dissipatif 12 permet d'assurer en permanence un contact entre l’élément filtrant 20 et le connecteur 7 de l’appareil réchauffeur 6. Le contacteur élastique dissipatif 12 se déforme lorsqu’il s’appuie sur l’insert filtrant 15, au niveau de la surface d'appui du dispositif conducteur DC et demeure continuellement en appui contre le dispositif conducteur DC. La déformation du contacteur élastique dissipatif 12 est suffisante pour un rattrapage de jeu axial et/ou radial, sans pour autant les soumettre à une contrainte pouvant nuire à la montabilité ou au fonctionnement du filtre 1.

Claims

REVENDICATIONS
1. Filtre à carburant (1 ) destiné à être monté dans un véhicule motorisé, comprenant :
- un élément filtrant (EF), comprenant un média filtrant (5) annulaire s'étendant autour d’un axe central (A) et un flasque déterminé (31 ) recouvrant une première extrémité axiale (5c) du média filtrant annulaire ;
- un appareil réchauffeur (6) incluant des moyens chauffants ;
- un boîtier (2, 3) comprenant une entrée (4) de carburant brut et une sortie de (8) de carburant filtré et logeant l’élément filtrant (EF) et les moyens chauffants, sachant qu’un connecteur (7) permettant une connexion électrique de l’appareil réchauffeur (6) à une alimentation extérieure est supporté par une partie (3) du boîtier,
l’élément filtrant (EF) faisant partie d'un insert filtrant (15) comprenant un dispositif conducteur (DC), conçu séparément du flasque déterminé (31 ) et monté solidaire de l’élément filtrant,
caractérisé en ce que le dispositif conducteur (DC), fixe axialement par rapport à l’élément filtrant (EF) dans un état monté de l’insert filtrant (15) dans le boîtier, est directement en contact avec le média filtrant (5), et en ce que l’appareil réchauffeur (6) inclut ou est directement en appui sur un contacteur dissipatif (12) pour relier électriquement une portion dissipative (PR) du dispositif conducteur (DC) à la masse de l’appareil réchauffeur (6) ou du connecteur (7), afin de créer une voie de dissipation interne au boîtier (2, 3), depuis le média filtrant (5) de l’élément filtrant (EF) jusqu’au connecteur (7), et permettre une dissipation sans utilisation de parois du boîtier (2, 3).
2. Filtre selon la revendication 1 , dans lequel le boîtier (2, 3) comprend :
- une entrée (4) de carburant brut ;
- une sortie (8) de carburant filtré ;
- un couvercle (3) formant ladite partie du boîtier supportant le connecteur (7) et incluant l’une parmi ladite entrée (4) et ladite sortie (8),
et dans lequel le boîtier (2, 3) s’étend axialement autour de l’axe longitudinal (X) entre l’entrée (4) et la sortie (8), le flasque déterminé (31 ) étant logé dans le volume intérieur (V3) du couvercle ou à proximité du couvercle (3).
3. Filtre selon la revendication 1 ou 2, dans lequel à l’intérieur du boîtier (2, 3) qui définit l’entrée (4) de carburant brut et la sortie (8) de carburant filtré, l’appareil électrique réchauffeur (6) est axialement interposé entre l’entrée (4) et le flasque déterminé (31 ), dans une zone (Z1 ) en amont du média filtrant (5) où circule du carburant brut.
4. Filtre selon l’une quelconque des revendication 1 , 2 ou 3, dans lequel la partie (3) du boîtier supportant le connecteur (7) est un couvercle (3) se montant directement sur une cuve ou bol (2) du boîtier (2, 3) et se présente sous la forme d’une pièce en matière plastique électriquement non conductrice qui inclut une douille (7a) du connecteur (7), la douille (7a) faisant saillie vers l’extérieur, de préférence suivant une direction axiale parallèle à un axe longitudinal (X) du boîtier.
5. Filtre selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif conducteur (DC) présente, dans une paroi transversale par rapport à l’axe central (A), un orifice central (O) de centrage à travers lequel s’étend une projection axiale (31 p) du flasque déterminé (31 ).
6. Filtre selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif conducteur (DC) est réalisé en une seule pièce, de préférence une pièce d’enserrement métallique.
7. Filtre selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif conducteur (DC) présente au moins deux pattes élastiques (24) déformables radialement vers l’extérieur et munies chacune d’une partie de contact (24c) pour un contact radial contre une face latérale externe (5a) du média filtrant (5), chacune des pattes élastiques (24) exerçant une action de rappel élastique vers l’intérieur.
8. Filtre selon la revendication 7, dans lequel le dispositif conducteur (DC), réalisé d’une pièce, présente :
- une première portion annulaire, formant de préférence une partie radiale (PR) sensiblement plane, reposant sur le flasque déterminé (31 ) dans un état sollicité axialement vers le flasque déterminé par un organe de rappel élastique (16) appartenant au contacteur dissipatif (12) ; et
- au moins une deuxième portion de marge (26) qui fait saillie radialement vers l’extérieur en s’étendant depuis la première portion annulaire jusqu'à une extrémité de bord (27) saillante par rapport à une bordure externe annulaire (31 d) du flasque déterminé (31 ), chaque extrémité de bord (27) formant une liaison en coude raccordant une deuxième portion de marge (26) à au moins une des pattes élastiques (24).
9. Filtre selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le flasque déterminé (31 ) est moulé à chaud à base d’une matière plastique, de sorte que du matériau fibreux du média filtrant (5) traverse et/ou est incorporé dans une couche réceptrice constitutive de tout ou partie du flasque déterminé (31 ).
10. Filtre selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le flasque déterminé (31 ) est électriquement non conducteur, de préférence en polyamide non chargé.
11. Filtre selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le boîtier (2, 3) présente une paroi tubulaire (2b) qui s’étend autour d'un axe longitudinal (X), parallèle à l'axe central (A), entre une première extrémité de boîtier (3a) proximale par rapport au flasque déterminé (31 ) et une deuxième extrémité de boîtier (B), l’appareil réchauffeur (6) incluant des éléments chauffants (19) placés entièrement dans le boîtier (2, 3), entre la première extrémité de boîtier (3a) et le flasque déterminé (31 ), le contacteur dissipatif (12) s’étendant entre les éléments chauffants (19) et le flasque déterminé (31 ).
12. Filtre selon la revendication 1 1 , dans lequel l’appareil réchauffeur (6) présente deux bornes conductrices (61 , 62) allongées axialement, ayant chacune une extrémité externe qui s’étend à l’intérieur d’une cavité externe de douille du connecteur (7), l’une des bornes (61 ) étant reliée électriquement à une plaque transversale déterminée (P1 ) qui est :
- adjacente aux éléments chauffants (19) ; et
- en contact avec le contacteur dissipatif (12), de préférence en contact avec des portions de compression (14a) du contacteur dissipatif (12) poussant axialement la plaque transversale déterminée (P1 ) en direction de la première extrémité de boîtier (3a).
13. Filtre selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’insert filtrant (15) présente un flasque distal (32) axialement opposé au flasque déterminé (31 ) et qui présente au moins une ouverture centrale (02) pour faire communiquer un espace intérieur creux (9) de l’élément filtrant (EF), délimité par une face latérale interne (5b) du média filtrant (5), avec la sortie (8).
14. Filtre selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une portion du contacteur dissipatif (12) constitue un organe de rappel élastique (16) qui :
- s’étend au travers d’une fente (F6) ou ouverture prévue dans une structure de support (PF, P1 , P2, V) appartenant à l’appareil réchauffeur (6) pour supporter au moins un élément chauffant (19) ; et
- se présente sous la forme d’un ressort, hélicoïdal ou à lame, en contact sur la portion dissipative (PR) du dispositif conducteur (DC), de préférence en étant posé en appui axial sur ladite portion dissipative (PR).
15. Méthode d’insertion, dans le boîtier (2, 3) d’un filtre à carburant (1 ) équipant un véhicule motorisé, d’une interface électriquement conductrice entre le média filtrant (5) annulaire d’un élément filtrant (EF) présent dans le boîtier et un appareil réchauffeur (6) alimenté par un connecteur (7) électrique supporté par un couvercle (3) du boîtier, afin de permettre une dissipation de charges électrostatiques sans passer par des parois du boîtier (2, 3), par utilisation dans ladite interface d’un dispositif conducteur (DC), réalisé d’une pièce, monté sur l’élément filtrant du côté d’un flasque déterminé (31 ) de l’élément filtrant recouvrant une première extrémité axiale (5c) dudit média filtrant (5), le flasque déterminé (31 ) étant non conducteur de courant,
dans laquelle on établit une voie de dissipation interne au boîtier, depuis le média filtrant (5) de l’élément filtrant (EF) jusqu’au connecteur (7) électrique, au moment de la fermeture du couvercle (3), en contournant le matériau non conducteur du flasque déterminé (31 ) par ledit dispositif conducteur (DC).
16. Méthode selon la revendication 15, dans laquelle, avant de fermer le couvercle (3) par fixation sur un bol (2) pour former le boîtier (2, 3), on fixe le dispositif conducteur (DC) sur l’élément filtrant (EF) de façon superposée sur une portion radiale (PR), de préférence annulaire, du flasque déterminé (31 ), le dispositif conducteur (DC) disposant d’une ou plusieurs pattes (24) plongeant axialement depuis la portion radiale (PR) pour longer une face latérale externe (5a) du média filtrant (5) et venant directement en contact avec le média filtrant (5) sur la face latérale externe (5a) à l’état fixé,
et dans laquelle on établit ladite voie de dissipation interne au boîtier (2, 3), en utilisant en outre un contacteur dissipatif (12) au moins en partie interne à l’appareil réchauffeur (6) et réalisé d’une pièce, afin de relier électriquement une portion dissipative (PR) du dispositif conducteur (DC) à la masse de l’appareil réchauffeur (6) ou du connecteur (7) électrique.
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