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"Cartouche pour filtre."
La présente invention concerne une car- touche pour filtre à huile du type double dans le- quel une partie du débit d'huile a lieu , travers la aurface d'un élément filtrant du type en papier plissé en accordéon, et la reste du débit a lieu en profondeur dans un élément filtrant constitué par exemple par une épaisse masse fibreuse.
L'invention a plus partioulièrement pour objet un élement angulaire filtrant pour grand débit d'huile $ ou une cartouche et le bottier qui l'enve- loppe, dans lequel uns partie de cet élément filtrant
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est formée de papier plissé avie les plis s'éten" dant parallèlement à l'axe de la cartouche pour un
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vffat filtrant fin. La partio restante de l'élément annulaire filtrant wat formée d'une masse fibreuse épaisse# pour un affat filtrant plua grossier* Cet agencement de filtre double procure d'importante avantages comme on le verra en détail plus loin.
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Dans une formu de réalisation préférée, la masse fibrauae épaisse e'écend parallèlemunt à l'axe de la cartouche en formant un segment de cylindre.
Dans une autre forma de réalisation, la masse fi-
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breuse épaisse est dispoaêa sous forme d'anneau à une extrémité de la partis de papier plisaét D'autres avantagea importante de l'inven" tion réaultant de 1s présence d'un ensemble d#414.
monte de filtre qui non seulement assure une fil-
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tration améliorée et une longue durée de service de la cartouche; vole rend possible sa fabrication
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6. un prix relativement bas* On peut mieux ne rendre compte de cas particularités si l'on comprend que
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les filtres à huile à 3r<.nd débit du type visé principalement par la présente invention sont produite per des techniques do fabrication en grande série àôun répondre aux exigencea d'un fonctionnement e4vùro, et doivent Stre d'un prix suffisamment bas' cui' paraé%tro de rejeter la cartouche filtrante à intervalles réguliers detjrminés par la durée de service attendue de l'élément filtrant. ,
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L'élément ou cartouche de filtre double aolon.
It présente invontion est coegu prIncip4lementp?up--,"f'7
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ètre utilisé dans un boîtier de filtre à grand dé- bit, et la parsaité relative et l'étendue des aurfa- cas des daux parties de l'élément filtrant sontide préférence telles que, aussi longtemps que la partie en papier du filtra reste relativement pro- pre, la majeure partie de débit d'huile traverse ce papier.
Cette particularité est avantageuse parc. que la papier agit plus efficacement qua la masse fibreuse pour filtrer l'huile. Lorsque les aaleta s'accumulent dans los pores du papier, la pression difféle@lelle dans le filtre augmente , ce qui a pour offat d'augmenter le pourcentage du débit d'huile à travers la masse fibreuse épaisse.Cette masse fibreuse retient toutes les particules de saletés au-dessous d'una grosseur relativement petites et l'huile qui traverse la partie du papier partiellement bloquée n'est plus filtrée à fond.
Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, le papier plissé et la masse fibreu- se sont fixée l'un à l'autre paur 'un organe de rete ue s'étendant axialament, en forme de cuvette pour constituer un sous-ensemble d'élément de fil- tre annulaire qui facilita l'assemblage à grande vitesse de la cartouche de filtre. Le papier plissé et la masse fibreuse sont en principe de même étendue dans la sens axial, mais leur étendie circonféren- tille peut varier pour satisfaire aux exigence. de filtra e déterminées par les conditions dans lesquelles l'ensemble doit être utilisé.
Habituelle-
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ment, le papier plissé s'étend à peu près sur la majeure partie de la circonférence do l'ensemble et, pour obtenir les meilleurs résultats, la porosité relative et la surface du papier, et la, porosité et los dimensions de la masse fibreuse épaisse sont telles que lorsque le corps du filtra est propre la majeure partie du débit 4'huile tra- verse le papier.
La cartouche pour filtre double de la pré- sente invention peut être utilisée dans un bottier de filtre permanent dont on remplace de temps en temps la cartouche qu'il contient, ou dans un boit- tier vissé qui forme avec la cartouche un ensemble rejeté comme un tout. C'est ce dernier cas qui est représenté aux dessins annexée.
Les caractéristiques ci-dessus de l'inven- tion, ressortiront mieux de la description ci-après, et en se reportant aux dessine annexée dans lesquels; - la figure 1 est une élévation de côté, avec coupe axiale partielle, d'un type de boîtier vissé, à rejeter, pourvu d'une forme de réalisation pré- férée de la cartouche pour filtra double de l'inven- tion ; - la figure 2 est une coupa axiale de la car- touche filtrante montrée à la fig. 1; - la figure 3 est une vue en tout, observée de dessus, avec une partie arrachée de la cartouche fil- trante do la fig. 2 ;
- la figure 4 est une coupe axiale d'un élément de filtra à huile, vissé et à rejeter, pourvu d'une
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autre forme de réalisstien de là cartouche pour fil- tre double de l'invention; - la figure 5 est une vue en bout de l'en- semble de la fige 4, avec une partio arrachée ; - et la figure 6 est une vue similaire à la tige 4, mias montrant une autre variante de réa- lisation de la cartouche pour filtre double de l'in- vention.
A la fig. 1, 10 désigne un bottier embouti en forme de cuvette dans une tale ou feuille de mé- tal et présentant un fond supérieur fermé 11. A l'extrémité opposée de ce bottier est dispersée la plaque de renforcement 12 qui présente une ouverture centrale entourée par un rebord 13 à filetage inté- rieur- La plaqua 12 pressente à sa périphérie un re- bold 14 qui n'étend parallèlement à l'axe du bottier 10, et à l'extrémité ouverte de ce bottier est fi- xée la plaque 15 qui présente une grando ouverture centralecettd plaque 15 étant fixée au boîtier par agrafage ou sertissage en 16.
La plaque d'ox- trémité 15 ait soudée par points à la plaque de ren- forcement 12, et elle présente, 1 la périphérie dson ouverture centiale un bord roulé rabattu 17 pour retenir en place une rondelle d'étanchédité 18.
La plaque do renforcement 12 présonte un certain nombre do trous 19 répartis autour du rebord 13 et qui servent à admettre l'huile dans 1'intérieur du bottier. Ces trous 19 sont de préférence recouverte par une mince rcndolle de caoutchouc 20 qui tient lieu de clapet do retenue maintenu en position d'obturation des trous par des moyens élastiques
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comme,par exemple , une mince bague de métal dans laquelle sont découp@s et repousses des doigts élastiques recourbés 21 qui servent à maintenir le clapet de retenue appliquât sous une légère poussée en position de fermeture des trous 17.
Ce clapet de retenue pout ne pas être nécessaire ai le filtre à huile est supporté dans une position s'étendant de haut en bas. les caractéristiques qu'on vient de décrire à propos du bottier ne constituent pas uno partie essentielle de l'invention et, en fait, le bottier est analogue au boîtier de filtre décrit dans le Brevet des Etats-Unis d'Amérique N 2.888.141 du 26 liai 1959 . Le bottier de filtre,tel qu'on vient de 1 décrire, est construit pour être vissé sur un support analogue à la douille de rac- cordament du brevet antérieur ci-dessus. Ce boîtier de filtre et la cartouche filtrante qu'on va décrire maintenant sont conçus pour être utilisés comme fil- tre à grand débit pour filtrer toute l'huile envoyée aux paliers d'un moteur.
La tonne de réalisation préférée de la cartouche pour filtreà huile du type double selon l'invention est montrée aux fige. 1 à 3. La majeure partie de 1'élément filtrant de la cartouche cet @@emmés d'un élémert 22 do papier plissé dont les pais s'étendent parallèlement à l'axe de la car- touche de filtre annulaire et dane l'exemple con- sidéré, cet élément de papier s'étend autour de cet axe un laissant inoccupée une partie de 30 degrés
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de la circonférence de la cartouche, comme montré à la fig.
3' Le premier et le dernier plie, ou les parties 22A de l'élément filtrant 2c, sont repliés et engages dans un organe do serrage 24 en forme d'au- ge qui a'étend parallèlement à l'axe de la cartouche et dont les deux parois latérales ou ailes 25 main- tiennent les plis 22A contre les faces latérales opposées d'un élément filtrant 28, du type à couche profonde* L'organe de serrage ou agrafe 24 a sensi blement la même longueur que l'élément filtrant 22 de papier plissé accordéon, et, avec l'élément fil- trant 28, il occupe la partie restante, de 30 degrés environ, de la circonférence de la cartouche.
L'agrafe 24 est de préférence faite d'un métal approprié, par exemple d'acier laminé à froid et racouvert d'une couche protectrice d'étain, de plomb ou autre matière appropriée. Ainsi formée, cette agrafe 24 présente une éme arquée 24A perforée d'un grand nombre de troua, et à partir de laquelle s'étendent les ailes 25 L'agrafe 24 est suffisamment élastique pour que ,avec les plis 22A et l'élément filtrant 28, inséré ou coincé dans l'agrafe, l'ensem- ble formé par les trois éléments 22, 24 et 28 cons- titue un sous-ensemble qui se soutien par lui-même et qui facilite, d'une façon marquée l'assemblage de la cartouche.A l'extrémité supérieure de la car- touche telle qu'on vient de la décrire,
est disposée une rondelle de fermeture 26 (fige 2) en métal ou en papier, collée à l'extrémité supérievre des plis 22 et à l'extrémité supérieure de l'élément filtrant 28,
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gar une colle appropriée 27,comme,par exemple, un plactiaol. L'extrémité inférieure du corps de filtre, est de mêdme pourvue d'une rondelle d'étant chéité 26 fixée aux plis 22 et à l'élément filtrant 28 par une colle analogue 27.
Pour assurer une bonne étanchéité entra les rondelles de fermeture 26 et les élément" filtrante 22 et 28, l'agrafe 24 est de préférence légèrement plue courte que l'élé- ment de papier 22 et la masse fibreuse 28, l'espace libre qui en résulte étant rempli avec un agent de' collège quand les parties sont pressées l'une contre l'autre pour former le joint.
Pour obtenir un fonctionnement efficace de la cartouche à grand débit, la porosité et l'étendue de la surface du papier utilisé pour former l'élément filtrant plissé 22, par rapport à la porosité et aux dimensions de la masse fibreuse 28, sont d4ter- minées de façon que la majeure partie de l'huile fournie aux palier, du moteur traverse l'élément de papier 22 tant que cet élément route relativement propre.
L'élément de papier peut être établi en principe comme le papier plissé utilisé jusqu'alors dans les cartouches de papier à grand débit, et le papier est traité pour le raidir par un agent comme, par exemple, la formaldéhyde du phénol.
L'élément filtrent 28, sous la forme des fige.
1 à 3, comprend une masse ou bloo en forme de coin, relativement longue, compacte et fibreuse, conformée de façon à être enveloppée et ajustée dans l'agrafe
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24, Cette masse épaisse filtrante 28 peut être !or- mée de fibres naturelles ou synthétiques qui, de préférence, sont liées l'une à l'autre à leurs points de croisement par un agent qui n'altère pas de manière appréciable la porosité de cette masse fibreuse. Bien que la masse fibreuse 28 constitue un filtre plus grossier que l'élément 22 de papier plisse, ce dernier, du fait de l'étendue relative- ment grande 40 sa surface, laisse passer le gros de l'huile jusqu'à ce qu'il soit encrassé en service.
Un tube 23 à paroi perforée est disposé dans l'espace central entouré par las éléments filtrante 22 et 28 et l'agrafe 24 ,et les arêtes internes des plis de l'élément 22 peuvent s'appuyer contre ce tuba. De préférence, un manchon de tissu poreux 23A entoure le tube 23 pour empêcher les particule fibreuses d'être entraînées dans ce tube. Comme montré, le manchon 23A est dispos6 sur la coté d'amont du tube 23. Si l'on veut que l'écoulement ait lieu de l'intérieur à l'extérieur, le tube perforé ou écran doit entourer les éléments fil- trants 22 et 28 pour résister à la pression de l'huile dirigée vers l'extérieur.
Lorsqu'on le veut, on prévoit des moyens pour agir comme clapet de dérivation de façon que les paliers du moteur ne soient pas privés d'huile quand la cartouche du filtre est encrassée et se trouve bloquée par les saletés. Dans la forme de construction représentée, une plaque d'obturation 29 ast conformée pour s'ajuster étroitement dans
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l'extrémité supérieure du tube axial 23 , de la cartouche pour obturer cette extrémité. Cette pla- qua est pourvue de pattos élastiques 30 (fig.l) dont les extrémités libres s'appuient contre la face intérieure du tond supérieur 11 du bottier de filtre et appliquant une poussée élastique de haut en bas sur la cartouche de filtra.
A l'extré- mité inférieure de la cartouche filtrante ont dis- posée une bague de métal 31 présentant une lèvre extérieure 32 qui constitue un siège pour l'extré- mité inférieure de la cartouche, Cette bague 31 pré- sente aussi une paroi annulaire 33 dont le bord infériear repose de préférence sur la partie du clapet de retenue 20 où ce dernier ferme le re- bord 13 à fileta e intérieur. L'agencement est tel que la poussée élastique exercée de haut en bas par la plaque d'obturation 29-30 maintient l'ex- trémité intérieure de la cartouche filtrante fer- mazout appliquée aur la bague 31.
La plaque d'obturation 29-30 porte un clapet de dérivation constitué sensiblement comme dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique cité plus haut.
Ce clapet (fig.1) comprend un étrier en forme d'U @@@t les branches 34 présentent chacune un talon ra- battu vers l'extérieur et fixé par un rivet 35 sur la face interne de la plaque 29. Les branches de d'étrier-support en U ont de préférence une section transversale de forme arquée de façon à entourer approximativement un ressort en hélice 36 qui agit pour maintenir normalement un clapet 37 appliqué sur
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son siège dans sa position de fermetura qui est celle représentée aux dessins.
Ce clapet de déri- vation ou de décharge est de préférence réglé pour s'ouvrir quand il s'établit dans la cartouche de filtre une pression déterminée, par exemple égale à 0,56 Kg/cm.
Comme on l'a fait remarquer plus haut, la construction de cartouche pour filtre double décrite ci-dessus et représentée aux dessins facilite gran- dément la production en grande série de ces ensem- bies à bas prix de revient* En particulier, l'agrafe 24 qui,en le réunissant, à l'élément de papier 22, embrasas 1'élément filtrant profond 28, forme un sous-eneemble en une même pièce qui se soutient par lui-même et rnd possible la fixation des ron- delles 26 en centrage précis par rapport aux éléments filtrants, pour obturer de façon étanche les extré- mités de cet ensemble.
Le filtre est monté, par son manchon taraudé 13, sur le moteur qu'il doit desservir, à la ma- nière usuelle. Ce filtre étant du type à écoulement de l'extérieur à l'intérieur, le sens de l'écoule- ment, comme indiqué par les flèches de la fig. 1, a lieu da bas en haut par les trous d'entrée 19 et dans le bottier 10 qui entoure la cartouche. L'huile à filtrer passe ensuite en parallèle à travers l'élé- ment de papier plissé 22 et la masse du type épais 28, dans l'espace intérieur du tubo 23 d'où il sort par le rebord 13. L'élément 22 de papier plissé, qui forme ce qu'on appelle couramment un élément
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filtrant du type on surface, présente du fait de ses plis une étendue de surface beaucoup plus grande que l'élément filtrant 28 du type épais.
La porosité et la surface de l'élément plissé sont de préférence telles que lorsque la cartouche est propre, le débit à travers le papier plissé surpasse le débit à .travers l'élément filtrant 28 du type épais. Lorsque le présent filtre reste en service et que lessalctés s'accumulent sur le papier, le débit à travers la misse fibreuse modifia la pres- sion de l'huile qui s'applique contre le papier.
Cette particularité est importante parce qu'elle facilite la formation d'un gêtesu poreux sur la surface du papier au lieu du forcer les saletés dans les pores du papier et d'obturer ces pores.
Ce g&taau de filtre augnente l'efficacité du papier pour enlever de l'huile qui le traverse les très fines particules de saletés.
Lorsque la cartouche du filtre continue à fonctionner, le papier plissé, qui donne un filtrage plus poussé que la massa fibreuse: se colmate plus rapidement que cette dernière. Par suite, lorsque les saletés s'accumulent sur le papier du filtre, le débit d'huile qui le traverse diminue progressi- vement tandis qu'il augmente à travers la masse fibreuse 28 lorsque la pression différentielle dans la cartouche augmente. Il résulte de cettu consoruc- tion que la maace fibreuse 28, on modifiant la, pression qui s'établit, agit pour retarder le fonc- tionnement du clapet de dérivation 57 et la press/tion
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centra l'élément de papier filtrant augmente plus progressivement que ce serait la ces si la totalit4 du corps du filtre était formée de papier plissé.
Lorsque la pourcentage du débit d'huile A travers la masse fibreuse/augemente, cette masse sert à r&tonir les plus grosses particules du courant d'huile qui sont les plus sujettes à endommager les parties vitales du moteur. L'épaisseur et la densité, de l'avant à l'arrière, de la masse fibreur- se 28 sont suffisantes pour assurer l'effet de filtrege requis dans un seul passade à travers cette masse* Les ailes imperméables 25 de l'agrafe 24 et le contact ferme entre ces ailes et la masse 28 es- pochent 1 huile d'évier la traversée de cette masse en passant entre elle et les ailes ou parois laté- rales 25.
Dans las formes de réalisation des fige. 4 à 6, le bottier comprend une coquille 110 de métal embouti présentant un fond fermé 11. A son autre extrémité, la coquille 110 oct pourvue d'une plaque de renfor- cernent 112 qui présente un rebord central 113 taraudé pour pouvoir se visser sur ua support, non représenté* Sur l'autre face de la plaque 112, est soudée par points, ou autrement,la plaque de fermeture 114 munie d'une grande ouverture centrale et fixée à l'extré- mité de la coquille 110 par agrafage en 115. La plaqua 114 présente une dépression ou gorge annulaire pour recevoir la joint d'étanchéité 116.
Dans la variante de réalisation des fige. 4 et 5, est montée dans la coquille cu bottier 110 une
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cartouche filtrante cylindrique forcée en partie de papier plissé, et en partie d'une masse fibreuse annulaire épaisse disposée à une extrémité de l'élé- ment plissé. L'élément annulaire de papier plissé a ses plis 117 qui s'étendent parallèlement à l'axe de la cartouche et. à l'extrémité supérieure de cet élément est fixé le chapeau 118, de papier ou de métal, qui présente une large ouverture centrale.
Ce chapeau est collé aux extrémités des plie par du'plastisol ou autre agent de collage, comme dans la première forme de réalisation. Une autre rondelle d'extrémité, aimilaire au chapeau u rondelle 118, est fixée aux extrémités inférieures des plis 117.
Lea plia 117 entourent un tube central 119 à paroi perforée contre lequel ils s'appuient.
A l'extrémité supérieure des plia 117 est disposée une masse fibreuse annulaire épaisse 120 qui entoure la partie supérieure du tube aixle 119, cette masse reposant sur le chapeau ou la rondelle supérieure 118. Une autre rondelle 121, de papier ou de métal, à largo ouverture centrale, est fixée à la face supérieure de la couronne fibreuse 120, cette rondelle étant de préférence fixée à cette couronne par collage.
La cartouche & double élément filtrant formée de l'élément 117 de filtre en surface et de l'élément 120 do filtrage en profondeur est maintenue écartée de la plaque de renforcement 112 par un manchon 22 dont l'extrémité inférieure roulée repose sur un bague d'étanchéité 123 confinée entre le bord roulé
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du manchon 123 et la face supérieure de la,plaque 112' Le manchon 122 présente un rebord annulaire
124 sur lequel repose l'extrémité inférieure de la cartouche.
La cartouche a double élément filtrant 117-
120 *et maintenue fermentent appliquée sur le man- chon-support 122 par un pont présentant une partie centrale 125 en forme de disque qui s'ajuste étroi- tement dans l'extrémité supérieure du tube axial . 119. et cette partie 125 est pourvue de branches @lastiques 128 qui s'étendent vers l'extérieur et @ent @@@ extrémotés s'appuieuc sur la face interne au fons ill du bottier, La cartouche 117-120 est repiéentée avec 1'élément annulaire filtrant 120 à sa partie supérieures mais elle peut être utili- sée on position renversé$, ou sens dessus-dessous, avec l'élément 120 disposé près de la plaque de renforcement 112.
Cette forme de réalisation de cartouche fil- trante de la présente invention peut, comme la première, être pourvue d'un clapet de décharge qui permet à l'huile d'être refoulée dans le bot;,ier pour Gre dérivéo par rapport à la cartouche si colle-ci est colmatée par lessaletés. Le clapet de décharge représenté comprend un disque 12? normale- ment appliqué par un ressort en hélice 128 sur un siège formé autour d'un trou certral dans la pièce ou pont 125. Le ressort 128 cet enfermé dans un étrier 129 dont les branches sont pourvues de talons 130 s'étendant vers l'extérieur et rivés sur
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la face inférieure de la pièce 125.
Lo papier utilisé pour former les plis 117 peut être la même que dans la première forée de réalisation. L'élément filtrant épais 120 peut être formé de fibres naturalisa ou synthétiques comme l'élément filtrant 28 de la forme de réalisation préférée. Lorsque les saletés s'accumulent dans les pores du papier, la différence de pression dans la cartouche 117-120 augmente, ce qui a pour effet d'augmenter le débit d'huile à travers la masse filtrante 120.
La forme de réalisation montrée par la fig. 6 ent en principe la même que celle montrée par les figs. 4 et 5, avec cette différence que les moyens élastiques de maintien 125 et 126 de la fig. 4 sont supprimés dans la fige 6, et que le clapet de la fige 4 est placé A l'extrémité inférieure de 'la cartouche à la fige 6, Dans cette variante de réalisations la masse filtrante 131 occupe la totalité de l'espace compris entre l'extrémité au- périeure de l'élément filtrant plissé et la face interne du fond !11 du bottier, Dans ce ces, l'é- lasticité de la masse fibreuse est utilisée pour exercer une poussée continue de haut en bas sur l'élément filtrant plissé 117.
A la fig. 6, la cartouche de filtre 117-131 est maintenue espacée de la plaqua de renforcement
112 par le manchon de métal 132 supporté par la plaque 112. Ce manchon est pourvu d'une partie 133 qui s'étend latéralement et ne termina par une
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lèvre extérieure annulaire 134 qui supporte la cartouche de filtre. Les troua dans la partie 133 sont normalement formés par le clapet 133, en forme de rand.alla platu, maintenu élastiquement en posi- tion de fermeture par un ressort en hélice 136.
La spire supérieure de ce ressort s'appuie contre des languettes qui s'étendent vers l'intérieur à partir de la paroi interne du manchon de métal 119.
Comme dans la première forme de réalisation décrite, l'écoulement, dans les formes de réalisation dao fisse 4-6, a lieu da l'extérieur à l'intérieur, comme indiqué par les flèches. L'huile à filtrer pénètre dans le boîtier du filtre par las trous 138 pratiqués dans la plaque 112, autour du rebord 113, pour s'écouler autour de la cartouche, et intérieurs- mont à travers les éléments 11? et 120 ou 131, en direction radiale pour parvenir au tube axial 119.
Elle s'écoule ensuite de haut en bas dans ce tube pour sortir par l'ouverture entourée par le rebord 113.
Des avantages des cartouches pour filtres deu- bles de l'invention consistent en ce que toute l'huile qui arrive aux paliers du moteur est bien filtrée, et que celle qui traverse la cartouche est filtrée à un degr élavé, et que, étant donné que la messe fibreuse ce colmate plus lentement que le papier filtre, on obtient une longuo durée de service pour la cartouche.
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"Filter cartridge."
The present invention relates to a cartridge for a double-type oil filter in which part of the oil flow takes place, through the face of a filter element of the accordion-pleated paper type, and the rest of the flow. takes place in depth in a filter element consisting for example of a thick fibrous mass.
The invention more particularly relates to an angular filtering element for large oil flow $ or a cartridge and the casing which surrounds it, in which a part of this filtering element
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is formed of pleated paper with the pleats extending parallel to the axis of the cartridge for a
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fine filtering vffat. The remaining part of the annular filter element wat formed of a thick fibrous mass # for a coarser filter case * This dual filter arrangement provides important advantages as will be discussed in detail later.
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In a preferred embodiment, the thick fiber mass extends parallel to the axis of the cartridge forming a cylinder segment.
In another embodiment, the mass fi
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The thick breuse is available as a ring at one end of the pleated paper part. Another important advantage of the invention is the presence of a set of 414.
filter assembly which not only ensures a
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improved tration and long service life of the cartridge; steals makes it possible to manufacture
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6.a relatively low price * It is better not to account for specific cases if we understand that
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3r <.nd flow rate oil filters of the type primarily contemplated by the present invention are produced by mass production techniques to meet the demands of efficient operation, and must be sufficiently low in price. Pare% tro to reject the filter cartridge at regular intervals determined by the expected service life of the filter element. ,
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The aolon dual filter element or cartridge.
It present invontion is coegu prIncip4lementp? Up -, "f'7
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be used in a high-flow filter housing, and the relative parsaity and extent of the aurfa- cases of the parts of the filter element are preferably such that, as long as the paper part of the filter remains relatively pro - pre, most of the oil flow passes through this paper.
This particularity is advantageous park. that paper acts more effectively than fibrous mass in filtering oil. When aleta builds up in the pores of the paper, the differential pressure in the filter increases, which in turn increases the percentage of oil flow through the thick fibrous mass. This fibrous mass retains all the particles of dirt below a relatively small size and the oil which passes through the partially blocked portion of the paper is no longer thoroughly filtered.
In the preferred embodiment of the invention, the pleated paper and the fibrous mass are attached to each other by an axially extending retaining member in the form of a cup to form a sub-. Ring-shaped filter element assembly which facilitated high speed assembly of the filter cartridge. The pleated paper and the fibrous mass are in principle of the same extent in the axial direction, but their circumferential fire can vary to meet requirements. of filtration determined by the conditions under which the assembly is to be used.
Usual-
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The pleated paper extends approximately over most of the circumference of the assembly and, for best results, the relative porosity and surface area of the paper, and the porosity and dimensions of the fibrous mass. thick are such that when the filter body is clean most of the oil flow passes through the paper.
The dual filter cartridge of the present invention can be used in a permanent filter housing with the cartridge it contains replaced from time to time, or in a screw-on housing which together with the cartridge forms a discarded assembly as. a whole. It is the latter case which is shown in the accompanying drawings.
The above characteristics of the invention will emerge more clearly from the description below, and with reference to the accompanying drawings in which; Figure 1 is a side elevation, partially in axial section, of a type of screw-down, reject housing provided with a preferred embodiment of the dual filter cartridge of the invention; FIG. 2 is an axial section of the filter cartridge shown in FIG. 1; - Figure 3 is a complete view, seen from above, with a part cut away of the filter cartridge of fig. 2;
- Figure 4 is an axial section of an oil filter element, screwed and rejected, provided with a
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another embodiment of the dual filter cartridge of the invention; FIG. 5 is an end view of the assembly of the pin 4, with a part cut away; - and FIG. 6 is a view similar to the rod 4, but showing another variant embodiment of the cartridge for a double filter of the invention.
In fig. 1, 10 denotes a stamped casing in the form of a cup in a metal sheet or sheet and having a closed upper bottom 11. At the opposite end of this casing is dispersed the reinforcing plate 12 which has a central opening surrounded by an internally threaded flange 13 - The plate 12 presses at its periphery a flange 14 which does not extend parallel to the axis of the casing 10, and at the open end of this casing is fixed the plate 15 which has a large central opening, this plate 15 being fixed to the case by stapling or crimping at 16.
End plate 15 has been spot welded to reinforcement plate 12, and at the periphery of its cential opening it has a rolled edge 17 folded down to retain a seal washer 18 in place.
The reinforcement plate 12 has a number of holes 19 distributed around the flange 13 and which serve to admit the oil into the interior of the casing. These holes 19 are preferably covered by a thin rubber rcndolle 20 which acts as a retaining valve held in the closed position of the holes by elastic means.
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as, for example, a thin metal ring in which are cut and pushed back curved elastic fingers 21 which serve to keep the check valve applied under a slight push in the closed position of the holes 17.
This check valve may not be required if the oil filter is supported in a position extending from top to bottom. the features just described in relation to the housing do not constitute an essential part of the invention and, in fact, the housing is analogous to the filter housing described in United States Patent No. 2,888,141 of 26 liai 1959. The filter housing, as just described, is constructed to be screwed onto a support analogous to the connection socket of the earlier patent above. This filter housing and the filter cartridge which will now be described are designed for use as a high flow filter to filter all the oil sent to the bearings of an engine.
The preferred embodiment of the double type oil filter cartridge according to the invention is shown in figs. 1-3. Most of the filter element of the cartridge is enclosed in a pleated paper element 22, the thicknesses of which extend parallel to the axis of the annular filter cartridge and through the thickness of the cartridge. example considered, this paper element extends around this axis one leaving unoccupied part of 30 degrees
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of the circumference of the cartridge, as shown in fig.
3 'The first and last ply, or portions 22A of the filter element 2c, are folded over and engaged in a trough-shaped clamp 24 which extends parallel to the axis of the cartridge and the two side walls or wings 25 of which hold the pleats 22A against the opposite side faces of a filter element 28, of the deep layer type * The clamp or clip 24 has substantially the same length as the element accordion pleated paper filter 22, and together with the filter element 28 occupies the remaining portion, by about 30 degrees, of the circumference of the cartridge.
The clip 24 is preferably made of a suitable metal, for example cold rolled steel and covered with a protective layer of tin, lead or other suitable material. Thus formed, this clip 24 has an arcuate thimble 24A perforated with a large number of holes, and from which extend the wings 25 The clip 24 is sufficiently elastic so that, together with the pleats 22A and the filter element 28, inserted or stuck in the clip, the assembly formed by the three elements 22, 24 and 28 constitutes a sub-assembly which is supported by itself and which facilitates, in a marked way the assembly of the cartridge At the upper end of the cartridge as described above,
there is a closing washer 26 (pin 2) made of metal or paper, glued to the upper end of the folds 22 and to the upper end of the filter element 28,
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Gar a suitable glue 27, such as, for example, a plactiaol. The lower end of the filter body is likewise provided with a sealing washer 26 fixed to the pleats 22 and to the filter element 28 by a similar adhesive 27.
To ensure a good seal between the closing washers 26 and the filter elements 22 and 28, the clip 24 is preferably slightly shorter than the paper element 22 and the fibrous mass 28, the free space which results in being filled with a college agent when the parts are pressed together to form the seal.
To achieve efficient high flow rate cartridge operation, the porosity and surface area of the paper used to form the pleated filter element 22, relative to the porosity and dimensions of the fibrous mass 28, are determined. mined so that most of the oil supplied to the engine bearings passes through the paper element 22 as long as this element runs relatively clean.
The paper element can be established in principle like the pleated paper heretofore used in high volume paper cartridges, and the paper is treated to stiffen it with an agent such as, for example, phenol formaldehyde.
Element filter 28, in the form of freezes.
1 to 3, comprises a wedge-shaped mass or bloo, relatively long, compact and fibrous, shaped to be wrapped and fitted in the clip
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24, This thick filter media 28 may be formed from natural or synthetic fibers which are preferably bonded to each other at their crossing points by an agent which does not appreciably alter the porosity. of this fibrous mass. Although the fibrous mass 28 constitutes a coarser filter than the pleated paper element 22, the latter, due to the relatively large area of its surface, allows most of the oil to pass through until 'it is clogged in service.
A tube 23 with a perforated wall is disposed in the central space surrounded by the filter elements 22 and 28 and the clip 24, and the internal ridges of the folds of the element 22 can rest against this tuba. Preferably, a sleeve of porous fabric 23A surrounds the tube 23 to prevent fibrous particles from being drawn into this tube. As shown, the sleeve 23A is disposed on the upstream side of the tube 23. If the flow is to take place from the inside to the outside, the perforated tube or screen must surround the filter elements. 22 and 28 to resist the pressure of the oil directed outwards.
When desired, means are provided to act as a bypass valve so that the engine bearings are not deprived of oil when the filter cartridge is clogged and is blocked by dirt. In the form of construction shown, a blanking plate 29 is shaped to fit tightly into
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the upper end of the axial tube 23 of the cartridge to close this end. This plate is provided with elastic pattos 30 (fig.l), the free ends of which bear against the inner face of the upper shell 11 of the filter housing and applying an elastic thrust from top to bottom on the filter cartridge.
At the lower end of the filter cartridge there is a metal ring 31 having an outer lip 32 which constitutes a seat for the lower end of the cartridge. This ring 31 also has an annular wall. 33, the lower edge of which preferably rests on the part of the retaining valve 20 where the latter closes the flange 13 with internal thread. The arrangement is such that the resilient thrust exerted from top to bottom by the shutter plate 29-30 keeps the inner end of the oil-fired filter cartridge applied to the ring 31.
The closure plate 29-30 carries a bypass valve made substantially as in the US patent cited above.
This valve (fig. 1) comprises a U-shaped bracket. The branches 34 each have a heel folded outwards and fixed by a rivet 35 on the internal face of the plate 29. The branches of U-shaped bracket are preferably arcuate in cross section so as to approximately surround a coil spring 36 which acts to normally maintain a valve 37 applied to it.
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its seat in its closed position which is that shown in the drawings.
This bypass or discharge valve is preferably set to open when a determined pressure is established in the filter cartridge, for example equal to 0.56 kg / cm.
As noted above, the dual filter cartridge construction described above and shown in the drawings greatly facilitates the mass production of these low cost assemblies. In particular, the clip 24 which, by joining it to the paper element 22, embraces the deep filter element 28, forms a one-piece sub-assembly which supports itself and makes it possible to fix the washers 26 in precise centering with respect to the filter elements, to seal off the ends of this assembly.
The filter is mounted, by its threaded sleeve 13, on the engine which it is to serve, in the usual manner. Since this filter is of the type with flow from the outside to the inside, the direction of flow, as indicated by the arrows in fig. 1, takes place from the bottom up through the entry holes 19 and in the casing 10 which surrounds the cartridge. The oil to be filtered then passes in parallel through the pleated paper element 22 and the mass of the thick type 28, into the interior of the tubo 23 from which it exits via the rim 13. The element 22 of pleated paper, which forms what is commonly called an element
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surface type filter, has due to its folds a much larger surface area than the thick type filter element 28.
The porosity and the surface area of the pleated element are preferably such that when the cartridge is clean, the flow rate through the pleated paper exceeds the flow rate through the filter element 28 of the thick type. When the present filter is left in service and the fouling builds up on the paper, the flow through the fiber material will change the pressure of the oil which is applied against the paper.
This feature is important because it facilitates the formation of a porous gêteu on the surface of the paper instead of forcing the dirt into the pores of the paper and clogging these pores.
This filter cover increases the efficiency of the paper in removing very fine particles of dirt from the oil which passes through it.
When the filter cartridge continues to operate, the pleated paper, which provides more filtering than the fibrous mass: clogs more quickly than the latter. As a result, as dirt builds up on the filter paper, the oil flow through it gradually decreases as it increases through the fibrous mass 28 as the differential pressure across the cartridge increases. It follows from this consoruc- tion that the fibrous maace 28, modifying the pressure which is established, acts to delay the operation of the bypass valve 57 and the pressure.
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The center of the filter paper element increases more gradually than it would be if the entire filter body were made of pleated paper.
When the percentage of the oil flow through the fibrous mass / augement, this mass serves to remove the larger particles from the oil stream which are most prone to damage vital parts of the engine. The thickness and density, front to back, of the fiber mass 28 is sufficient to provide the filtering effect required in a single pass through this mass * The impermeable wings 25 of the clip 24 and the firm contact between these wings and the mass 28 drain sink oil from the crossing of this mass by passing between it and the wings or side walls 25.
In the embodiments of the figs. 4 to 6, the casing comprises a shell 110 of stamped metal having a closed bottom 11. At its other end, the shell 110 oct provided with a reinforcing plate 112 which has a central rim 113 threaded so that it can be screwed onto. ua support, not shown * On the other side of the plate 112, is spot welded, or otherwise, the closure plate 114 provided with a large central opening and fixed to the end of the shell 110 by stapling in 115. The plate 114 has an annular depression or groove to receive the seal 116.
In the variant embodiment of the freezes. 4 and 5, is mounted in the shell cu stacker 110 a
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Cylindrical filter cartridge forced partly of pleated paper, and partly of a thick annular fibrous mass disposed at one end of the pleated element. The annular pleated paper element has its folds 117 which extend parallel to the axis of the cartridge and. at the upper end of this element is fixed the cap 118, of paper or metal, which has a large central opening.
This cap is glued to the ends of the plies by du'plastisol or other sizing agent, as in the first embodiment. Another end washer, attached to the washer cap 118, is attached to the lower ends of the plies 117.
Lea folds 117 surround a central tube 119 with a perforated wall against which they rest.
At the upper end of the plies 117 is disposed a thick annular fibrous mass 120 which surrounds the upper part of the aixle tube 119, this mass resting on the cap or the upper washer 118. Another washer 121, of paper or metal, to large central opening, is fixed to the upper face of the fibrous crown 120, this washer preferably being fixed to this crown by gluing.
The cartridge & double filter element formed by the surface filter element 117 and the depth filter element 120 is held apart from the reinforcement plate 112 by a sleeve 22, the lower rolled end of which rests on a ring of the filter. 'seal 123 confined between the rolled edge
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of the sleeve 123 and the upper face of the plate 112 'The sleeve 122 has an annular rim
124 on which the lower end of the cartridge rests.
The cartridge has double filter element 117-
120 * and held ferment applied to the support sleeve 122 by a bridge having a disc-shaped central portion 125 which fits tightly into the upper end of the axial tube. 119. and this part 125 is provided with @lastic branches 128 which extend outwardly and @ent @@@ ends resting on the internal face in the form of the shoemaker, The cartridge 117-120 is repiéentée with 1 The annular filter element 120 at its top, but it can be used in an inverted position, or upside down, with the element 120 disposed near the backing plate 112.
This embodiment of the filter cartridge of the present invention can, like the first, be provided with a relief valve which allows the oil to be discharged into the bot;, ier for Gre derivivéo with respect to the cartridge if the glue is clogged with dirt. The relief valve shown includes a disc 12? normally applied by a helical spring 128 on a seat formed around a certral hole in the part or bridge 125. The spring 128 is enclosed in a stirrup 129 whose branches are provided with heels 130 extending towards the end. exterior and riveted on
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the underside of part 125.
The paper used to form the folds 117 may be the same as in the first borehole. The thick filter element 120 can be formed from natural or synthetic fibers such as the filter element 28 of the preferred embodiment. As dirt builds up in the pores of the paper, the pressure difference in the cartridge 117-120 increases, which in turn increases the oil flow through the filter mass 120.
The embodiment shown in FIG. 6 is in principle the same as that shown in FIGS. 4 and 5, with the difference that the elastic retaining means 125 and 126 of FIG. 4 are deleted in the pin 6, and that the valve of the pin 4 is placed at the lower end of the cartridge at the pin 6, In this variant of embodiments the filter mass 131 occupies the entire space between the lower end of the pleated filter element and the inner face of the bottom! 11 of the casing. In these, the elasticity of the fibrous mass is used to exert a continuous up and down thrust on the pleated filter element 117.
In fig. 6, the 117-131 filter cartridge is kept spaced from the reinforcement plate
112 by the metal sleeve 132 supported by the plate 112. This sleeve is provided with a part 133 which extends laterally and does not end in a
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annular outer lip 134 which supports the filter cartridge. The holes in portion 133 are normally formed by valve 133, in the shape of a rand.alla platu, resiliently held in the closed position by a coil spring 136.
The upper coil of this spring rests against tabs which extend inwardly from the inner wall of the metal sleeve 119.
As in the first embodiment described, the flow, in embodiments dao fisse 4-6, takes place from the outside to the inside, as indicated by the arrows. The oil to be filtered enters the filter housing through the holes 138 made in the plate 112, around the rim 113, to flow around the cartridge, and internally mounted through the elements 11? and 120 or 131, in a radial direction to reach the axial tube 119.
It then flows from top to bottom in this tube to exit through the opening surrounded by the rim 113.
Advantages of the double filter cartridges of the invention are that all the oil which arrives at the bearings of the engine is well filtered, and that that which passes through the cartridge is filtered to a low degree, and that, given that the fibrous mass this clogs more slowly than the filter paper, one obtains a long service life for the cartridge.