Brevet FR2334523A1 — publié le 19770708

L'invention concerne les bouchons de réservoirs de carburant et, notamment, un bouchon destiné au réservoir de carburant d'une automobile et comportant des soupapes faisant communiquer le réservoir avec l'atmosphère lorsque la pression régnant dans le réservoir dépasse une valeur prédéterminée supérieure à la pression atmosphérique, et lorsque cette pression descend au-dessous d'une valeur prédéterminée inférieure à la pression atmosphérique.De plus, le bouchon selon l'invention comporte un clapet interdisant tout écoulement de gaz par les soupapes dans le cas où l'automobile est renversée ou retournée au cours d'un accident. Be bouchon comporte en général deux soupapes normalement fermées et qui s2 ouvrent automatiquement sous lteffet de variations prédéterminées de pression dans le réservoir. L'une des soupapes, à savoir la soupape de pression, libère les vapeurs apparaissant en excès dans le réservoir lorsque la pression dépasse un niveau prédéterminé. L'autre soupape, à savoir la soupape de dépression, commande L'entrée de l'air de l'atmosphère dans le réservoir lorsque la pression régnant dans ce dernier descend au-dessous d'une valeur prédéterminée et inférieure à la pression atmosphérique.L'ensemble à soupapes est conçu pour assurer une protection de l'environne- ment. Bien qu'il existe dans l'art antérieur de nombreux exemples de soupapes à pression et à dépression et de soupapes à dépression assurant une protection contre les retournements, ensemble à soupapes selon ltinvention constitue un perfectionnement important par rapport à l'art antérieur, en raison de son faible prix, de sa facilité de fabrication et de sa grande efficacité. L'invention concerne donc un ensemble perfectionné de soupapes. de ventilation sensibles à une surpression et à une dépression. Cet ensemble comporte un clapet de protection qui ferme le passage de-ventilation traversant le bouchon dans le cas où l'automobile se retourne. l'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemp-es nullement limit;atifs et sur lesquels la figure l est une coupe axiale partielle du bou chon selon l'invention ; la figure 2 est une coupe axiale d'une variante du bouchon selon l'invention ; et la figure 3 est une coupe axiale d'une autre variante du bouchon selon l'invention. La figure l représente le bouchon 10 selon l'imren- tion, destiné à fermer un goulot 12 de remplissage du type présentant une surface périphérique supérieure 14 d'étanchéité, orientée radialement et concentrique à l'axe du goulot. Le bord radial interne de cette surface 14 est prolongé par un rebord périphérique 16, replié vers le bas, dans l'orientation de la figure, et dont le bord présente un profil de came, comme décrit plus en détail ci-après. le bouchon comporte une enveloppe extérieure ou capot 18, à laquelle une coupelle 20 et une poignée 22 sont fixées par un rivet concentrique 24. la coupelle 20, approximativement cylindrique, est disposée de manière que son ouverture soit orientée vers le bas.Elle présente un épaulement supérieure 26 espacé axialement de l'enveloppe 18 pour délimiter avec ce dernier un espace destiné à loger un joint intérieur 28, un joint extérieur 30 et un diaphragme flexible 32. le joint 30 porte contre l'épaulement 26 de la coupelle 20 et contre la surface 14 du goulot, de manière à assurer ltétanchéité entre cette coupelle 20 et ce goulot. les joints 28 et 30 peuvent & re réalisés en caoutchouc synthétique, et le diaphragme 32 peut etre réalisé en acier inoxydable, de manière à présenter la section transversale représentée et à constituer un ressort ten- dant à déplacer élastiquement le bord périphérique extérieur du joint 30 vers le bas.La coupelle 20 comporte des oreilles 34, orientées radialement vers l'extérieur, pouvant passer classiquement dans des encoches de la surface 14 d'étanchéité du rebord 16 afin de descendre et de porter contre une surface 36 de blocage présentée par le bord libre du rebord 16. Unc rotation de l'enveloppe 18 à laide de la poignée 22 fait tourner évidelrlment de fltnière c3 aosique le bouchon pour déplacer axialement la cou- pelle 20 et faire porter le joint 30 vers le bas contre la surface 14 d'étanchéité. La coupelle 20 et un corps 42 de soupape, qui aboutit dans 12 extrémité ouverte de la coupelle, forment un bEti relié à l'enveloppe 18 et descendant dans le goulot de remplissage, comme décrit précédemment. le corps 42 comporte un épaulement périphérique supérieur 44, orienté radialement vers l'extérieur et retenant, entre sa surface supérieure et la surface de l'épau- lement 26 orientée vers le bas, un joint 46 de caoutchouc synthétique. Un anneau 48 de blocage est introduit dans la coupelle et bloqué classiquement pour fixer le corps 42 dans la position dans laquelle il est représenté. la paroi de la coupelle 20 peut comporter des encoches ou des pattes assurant la fixation de l'anneau 48. le corps 42 peut etre avantageusement moulé en matière plastique, de manière à présenter, sur la plus grande partie de sa longueur, une ouverture axiale formant un canal 50. Un obturateur supérieur 52, qui présente une ouverture concentrique 54, est introduit dans l'extrémité supérieure du canal 50. Ce dernier peut présenter une rainure périphérique 56 dans laquelle se loge élastiquement une nervure périphérique 58, orientée radialement vers l'extérieur et présentée par lsobturatéur 52, comme représenté. le corps 42 représenté comporte un siège périphbri- que 62, orienté radialement vers l'intérieur et sur lequel peut porter une soupape 64 en forme de disque qui, dans la forme de réalisation représentée, comporte, à son bord extérieur, un bourrelet périphérique 66, orienté vers le bas et reposant sur le siège 62. Une coupelle 70 à ressort est placée classiquement sur le disque 64, et un ressort hélicoïdal 62 de compression tend à appliquer élastiquement la soupape 64 contre le siège 62 pour assurer ltobturation. BXexl;ré}rlité supérieure du ressort 72 se loge dans une gorge concentrique 74, orientée vers le bas. la soupape 64 présente une ouverture centrale 8O d'évent, utilisée en cas de dépression. le dispositif 10 com- prend un soupape 82 a dépression qu'un ressort 84 applique élas tiquement contre la surface inférieure de la soupape 64 pour fermer l'ouverture 80 évent. Dans la forme de réalisation représentée, l'extrémité inférieure du ressort 84 porte sur un autre obturateur 88 introduit vers le bas dans le corps de soupape avant son assemblage avec la coupelle 20. Cet obturateur 88 présente un canal 90 d'évent. Il comporte un siège concentrique 94, approximativement sphérique orienté axialement vers le bas et aligné sur le tronçon inférieur 96 du canal traversant le corps de soupape.Une bille 98 d'acier inoxydable est disposée librement dans le tronçon inférieur 96 du canal. Btextlé- mité éloignée ou inférieure du corps de soupape présente une fente transversale 100 qui fait communiquer le tronçon inférieur 96 du canal avec le goulot de remplissage et le réservoir. le canal du corps 42 de soupape du bouchon 10 présente un épaulement périphérique 104, orienté radialement vers l'intérieur et sur lequel l'obturateur 88 repose. La paroi du canal située au-dessus de l'épaulement et la paroi correspondante de 12 obturateur sont légèrement coniques et s1 évasent vers le haut jusqu'à des organes 108 faisant saillie vers l'intérieur et réalisés d'une seule pièce avec la paroi du canal.L'obturateur 88 peut entre, par exemple, suffisamment mou ou suffisanment élastique pour être emboîté élastiquement au-delà des organes périphériques et intérieurs 108 qui le retiennent ensuite vers le bas, contre l'épaulement 104-. le bouchon 10, et ses variantes 10t et 108 décrites ci-après, sont conçus de manière à permettre l'introduction et la fixation de différents types de corps 4-2 de soupape dans l'extrémité ouverte de la coupelle 20.Il en ré- sulte une grande souplesse de fabrication, car plusieurs types différents de corps 42 peuvent & re réalisés sous la forme de sous-ensembles comportant des ressorts de pression et des ressorts de dépression de différentes forces pour répondre aux diverses applications. Ces sous-ensembles peuvent être ensuite choisis et introduits et fixés dans les coupelles 20 pour achever l'assemblage du bouchon. le fonctionnement du bouillon selon ltinvention sera à présent décrit. 'lorsque la pression rétfnant dans le réservoir de carburant dépasse une valeur prédéterminée supérieure à la pression atmosphérique, le ressort étalonné 72 se comprime pour permettre aux vapeurs développées dans le réservoir de s'échapper en passant entre la soupape 64 et le siège 62 et en s'élevant et en sortant par des trous d'évent 112, espacés à la périphérie de la partie supérieure de la coupelle 20. Ces vapeurs circulent radialement vers l'extérieur dans des nervures faisant saillie vers le haut et ouvertes vers le bas (non représentées), présentées par la surface supérieure de l'enveloppe 18.Ces nervures, qui délimitent des gouttières, dépassent radialement vers ltex- térieur du bord externe du diaphragme 32, de manière que les vapeurs sortant du réservoir puissent s'échapper du goulot de remplissage. Puis, lorsque la pression dans le réservoir descend au-dessous d'une valeur prédéterminée et inférieure à la pression atmosphérique, le ressort étalonné 84 se comprime pour permettre à l'air de l'atmosphère de pénétrer dans le réservoir en passant par les trous 112 et 80 d'évent et par la soupape 82 à dépression. Afin d'éviter au carburant de s'écouler par le corps 42 de soupape dans le cas où l'automobile se retourne, le tron çon inférieur 96 du canal, la bille 98 et le siège sphérique 94 sont dimensionnés pour que la bille 96 roule vers le siège et ferme l'orifice 90 de l'obturateur 88. Les figures 2 et 3 représentent des variantes du bouchon selon l'invention. Les pièces communes à ces formes de réalisation et celle représentée sur la figure 1 portent les mimes références numériques, un signe prime étant ajouté aux références numériques des figures 2 et 3 lorsqutellesse rapportent à des pièces légèrement différentes des pièces correspondantes de la forme de réalisation de la figure 1. Ces figures 2 et 3 montrent que différents types de corps de soupape peuvent être introduits et bloqués dans la coupelle. Le bouchon 10E de la figure 2 comporte un corps 114 de soupape fixé dans la coupelle 20 par une rondelle 116 de métal qui est classiquement bloquée en place par pliage vers ltintérieur de pattes 118 présentes au bord libre de la coupelle.Le canal du corps 114 de soupape com porte un tronçon axial supérieur, cylir,frique et concentrique 120, prolongé à sa partie inférieure par un tronçon concentrique ou siège 122, présentant une certaine conicité orientée vers le bas. La partie inférieure du siège conique 122 se termine par une butée concentrique 124, orientée axialement vers le haut et délimitant une ouverture concentrique 126. la partie axiale in inférieure du corps 114 présente un tronçon inférieur 128 de canal qui, sur une grande partie de sa longueur axiale, est légèrement conique et s'évase vers le bas jusqu'à un tronçon inférieur cylindrique 129. L'extrémité supérieure du tronçon 128 forme un siège 130,orienté axialement vers le bas, approximativement sphérique et concentrique à 12 ouverture 126.Une bille 132 d'acier inoxydable, placée dans le tronçon 128 du canal, est mobile par rapport à une position de fermeture de ltouverture 126 d t évent. Un organe 133 de retenue, pouvant être emboîté élastiquement dans une gorge périphérique 133a et présentant des ouvertures 133b d'évent, retient la bille 132 dans le canal. le sous-ensemble du corps 114 de soupape est achevé ou fermé par l'introduction d'un obturateur supérieur 134 dans l'extrémité supérieure du canal 120. Cet obturateur comporte une patte périphérique 136, orientée vers l'extérieur et s'embof- tant élastiquement dans une rainure périphérique 138 du canal. l'obturateur 134 présente un trou 140 d'évent délimité par un rebord concentrique et périphérique 142, orienté vers le bas. le bouchon 10A comporte une soupape 144 de pression qui comprend un joint torique 146 portant concentriquement sur lé sigèe coni- que 122 et se logeant dans une gorge concentrique 148 présentée par la soupape 144. Cette dernière présente également une gorge 150, ouverte vers le haut et logeant l'extrémité inférieure d'un ressort hélicoïdal 152 de compression dont l'extrémité supérieure porte autour du rebord 142. La soupape 144 présente une ouverture 154 orientée vers le bas, délimitée par une paroi supé- rieur 1 55 approxirnativement horizontale et présentant un orj.- fiche central 156 d'évent. Un clapet conique 158 tend à être maintenu cn position de fermeture contre cet orifice 156 sous la forcie d'un ressort hélicodal 160 de comprc:ion qui porto sur la butée 124. Ce ressort 160 constitue évidemment le ressort de dépression du bouchon 1OA. La différence principale entre la forme de réalisation du bouchon de la figure 3 et celle du bouchon de la figure 2 réside dans la forme des soupapes 144 et 144' et dans le type de soupape à dépression utilisé. La soupape 144' du bouchon 109 de la figure 5 présente un trou central 170 dans lequel un clapet 172 est introduit. Ce clapet 172 comporte uns luge orientée vers le haut, présentant un bossage périphérique 174 et passant dans le trou 170. le bossage 174 fixe le clapet 172 à la soupape 144'. Cette dernière présente de petits trous 176 d'évent, espacés autour du trou central 170. le clapet 172 comporte une partie élastique et périphérique 178, orientée radialement vers l'extérieur et recouvrant les trous 176 d'évent. lorsque la pression régnant dans le réservoir descend au-dessous d'une valeur prédéterminée et inférieure à la pression atmosphérique, la partie 178 du clapet 172 est déviée vers le bas pour permettre à l'air de l'atmosphère de descendre par les trous 176 d'évent dans le réservoir. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent & re apportées au bouchon décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVEND IC AT IONS 1. Bouchon de réservoir, éliminant les surpressions et les dépressions, le réservoir comportant normalement un goulot de remplissage qui est orienté vers le haut et qui présente une surface radiale et périphérique d'étanchéité, orientée vers le haut et concentrique à l'axe longitudinal du goulot, le bouchon étant caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe, un bâti conccntrique descendant dans le goulot de remplissage et relié à l'enveloppe, un organe assurant l'étanchéité entre le bati et ladite surface d'étanchéité, le bati comprenant un corps de soupape qui présente un canal central et axial communiquant avec le réservoir, un ensemble de soupapes de pression et de dépression étant disposé dans le canal pour rendre normale la pres- sion régnant dans le réservoir en faisant communiquer ce dernier avec l'atmosphère lorsque la pression dudit réservoir est supé- rieure à un niveau prédéterminé supérieur à la pression atmosphé niveau rique,et lorsque ladite pression descend au-dessous d'un/prédéterminé inférieur à la pression atmosphérique, le canal du corps de soupape renfermant un obturateur élastique qui présente un siège orienté axialement vers le bas et traversé concentrique ment par une ouverture axiale d'évent, une bille étant disposée dans le canal pour s!appliquer contre le siège et obturer ledit canal afin d'empechel le fluide de sortir du réservoir lorsque le goulot de remplissage est incliné vers le bas d'un angle prédéterminé sur l'horizontale. 2. Bouchon de réservoir, éliminant les surpressions et les dépressions apparaissant dans ce réservoir, ce dernier comportant un goulot de remplissage qui est normalement orienté vers le haut et qui présente une surface périphérique et radiale d'étanchéité, concentrique à l'axe longitudinal du goulot, le bouchon étant caractérisé en ce qu?il comporte une enveloppe, un corps dur de soupape qui présente un canal axial central,concentrique au goulot avec lequel il communique, des organes reliant le corps de soupape à l'enveloppe, de manière que ledit corps descende axialement dans le goulot, un organe assurant l'étanchéité entre le corps de soupape et la surface d'étanchéité, le canal du corps comprenant un tronçon extrême axial supérieur et un tronçon extrême axial inférieur, un ensemble à soupapes de pression et de dépression étant disposé dans le tronçon extrême supérieur du canal pour rendre normale la pression régnant dans le réservoir en faisant communiquer ce dernier avec l'atmos- phère lorsque ladite pression dépasse un niveau prédéterminé supérieur à la pression atmosphérique, et lorsque ladite pression régnant dans le réservoir descend au-dessous dtun niveau prédéterminé inférieur à la pression atmosphérique, un obturateur élastique, introduit dans le tronçon inférieur d!canal, présentant un siège concentrique orienté axialement vers le bas, et une bille d'obturation, disposée dans le tronçon extreme inférieur du canal, pouvant s'appliquer contre le siège pour fermer ledit canal et interdire toute sortie du fluide du réservoir lorsque le goulot de remplissage est incliné vers le bas d'un angle prédéterminé sur l'horizontale. 3. Bouchon selon la revencication 1, caractérisé en ce que le corps de soupape comporte, entre les extrémités du canal, un siège périphérique, orienté axialement vers le haut et radialement vers l'intérieur, l'ensemble de soupapes à pression et dépression comprenant un joint en forme de disque, disposé concentriquement dans le canal de manière à porter par sa face inférIeure sur le dernier siège cité, un ressort de pressien appliquant élastiquement vers le bas le joint contre ce meme siège,ledit oint présentant une ouverture centrale d'évent, une soupape disposée concentriquement dans le canal étant destinée à fermer cette ouverture, et un ressort de dépression appliquant élastiquement ladite soupape en position de fermeture contre la face inférieure dudit joint, l'extrémité inférieure du corps de soupape étant au moins partiellement fernée pour empêcher ladite bille de sortir du canal en descendant, l'obturateur étant disposé au-dessus de ladite extrémité inférieure et empêchant la bille de s'élever excessivement. 4. Bouchon selon la revendication 3, caractérisé en ce que le corps de soupape est moulé en matière plastique et présente une ouverture délimitant ledit canal, cette ouverture présentant un épaulement périphérique, orienté vers le haut et à peu près radialement vers l'intérieur, ltobturateur élastique reposant sur cet épaulement. 5. Bouchon selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'ouverture du corps de soupape comporte des organes faisant saillie radialement vers l'intérieur, espacés au-dessus dudit épaulement et destinés à porter sur l'obturateur pour le retenir vers le bas contre cet épaulement.