Brevet FR2534535A1 — publié le 19840420

La présente invention concerne un bouchon et une tubulure de remplissage pour un radiateur de véhicule, avec un couvercle obturant l'extrémité de la tubulure de remplissage et une soupape de surpression comprenant un clapet auquel est affecté un siège formé par la tubulure de remplissage et disposé à l'intérieur de cette dernière et à distance de son extrémité, et avec une soupape de dépression comprenant un clapet auquel est affecté un siège formé par le clapet de la soupape de surpression. Pour admettre des températures plus élevées d'entrée de l'eau de refroidissement, il est connu de faire fonctionner l'ensemble du système de refroidissement sous pression. Une soupape de surpression est prévue pour limiter la pression à une valeur prédéterminée et permet à l'eau de refroidissement de s'échapper vers un vase d'expans ion par exemple quand la pression augmente. Pour éviter une dépression dans le système lors d'un refroidissement, une soupape de dépression est en outre prévue, par laquelle de l'eau est aspirée du vase d'expansion dans le système de refroidissement lors d'un refroidissement. I1 est connu d'intégrer la soupape de surpression et la soupape de dépression dans le bouchon de la tubulure de remplissage, à laquelle est relié le vase d'expansion, qui peut être un réservoir distinct ou intégré dans le boîtier d'eau du radiateur. Le bouchon comporte un couvercle obturant ltex- trémité de la tubulure de remplissage vers l'extérieur. A distance de l'extrémité de la tubulure de remplissage se trouve un siège de soupape, formé par la tubulure et auquel est affecté un clapet de soupape de surpression, maintenu par le bouchon.Le raccordement au vase d'expansion ou à l'air libre se trouve entre l'extrémité de la tubulure de remplissage et le siège de soupape. Le clapet de la soupape de surpression porte le clapet d'une soupape de dépression et constitue son siège. Pour obtenir une section d'éeoulement suffisante quand la soupape de surpression est ouverte, le diamètre de son clapet est nettement inférieur à celui de la paroi intérieure de la tubulure de remplissage, de façon à laisser une section libre suffisante. te clapet de la soupape de surpression est constitué par un corps cylindrique, formé à partir d'une tôle de laiton en particulier, guidé axialement par un axe fixé sur le couvercle et chargé par un ressort de compression, disposé entre le clapet de la soupape de surpression et le couvercle.Dans cette forme de réalisation, le clapet de la soupape de surpression n'est pas bloqué radialement par rapport au siège de soupape formé par la tubulure de remplissage ou par rapport à son axe. Il en résulte une charge irrégulière du siège par le clapet de la soupape de surpression, du fait d'une action excentrée du ressort de compression. La pression d'étanchéité et d'ouverture est ainsi répartie ïrrégulièrement sur la circonférence, de sorte que la valeur effective ne correspond pas à la valeur de dimensionnement. Des problèmes notables risquent ainsi de se poser pendant le fonctionnement du moteur du véhicule, notamment dans le cas d'une charge importante. L'invention a pour objet un bouchon du type précité, garantissant une répartition plus régulière de la pression d'étanchéité et d'ouverture sur la circonférence du siège de soupape, de façon à réduire le risque de perturbation du fonctionnement de la soupape de surpression. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le clapet de la soupape de surpression présente des guides en regard de la paroi intérieure de la tubulure de remplissage, entre lesquels des espaces libres demeurent dans la zone comprise entre la paroi intérieure de la tubulure de remplissage et le siège de soupape. Cette forme de réalisation prévoit un guidage entre la paroi intérieure de la tubulure de remplissage et le clapet de la soupape de surpression, intervenant en particulier lors de la mise en place du bouchon et assurant un alignement suffisamment précis du clapet de la soupape de surpression dans la tubulure de remplissage et son positionnement concentrique sur le siège de soupape. Il est facile de dimensionner les espaces libres entre les guides de façon à obtenir une section d'écoulement suffisamment grande quand la soupape de surpression est ouverte. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, le corps du clapet de la soupape de surpression est une pièce plastique injectée. Une telle pièce présente des propriétés de glissement meilleures que celles d'une pièce métallique, de sorte que le risque de grippage et de blocage est également diminué. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et du dessin annexé sur lequel la figure 1 est une coupe axiale d'un bouchon et d'une tubulure de remplissage selon l'invention pour un radiateur de véhicule; la figure 2 est une élévation partielle à plus grande échelle du corps de la soupape de surpression du bouchon selon figure 1; et la figure 3 est une coupera plus grande échelle encore d'un détail suivant l'axe III-III de la figure 2. La tubulure de remplissage 2 représentée à la figure 1 est destinée au montage sur la tubulure de remplissage d'un boîtier d'eau de radiateur. L'extrémité extérieure 21 de la tubulure de remplissage 2 est rabattue vers l'extérieur et munie d'un profilage du type bossage, que vient entourer un rebord de verrouillage du couvercle 6 d'un bouchon. Le couvercle 6, réalisé sous forme d'une pièce plastique injectées est muni d'une lèvre d'étanchéité 23, s'appliquant sur la paroi intérieure de la tubulure de remplissage 2 et présentant en outre avantageusement un profilage formant un joint à labyrinthe. Cette lèvre d'étanchéité 23 se raccorde à une gorge annulaire 26 dans laquelle est disposé un joint torique 27. A distance de l'extrémité supérieure de la tubulure de remplissage 2, un siège 4 de soupape est formé dans cette dernière, sous forme d'un bourrelet annulaire circulaire, de diamètre inférieur à celui de la paroi intérieure de-la tubulure 2. Un raccord 28 est disposé entre le siège 4 de soupape et l'extrémité supérieure de la tubulure de remplissage 2, sur cette dernière, et aboutit soit à un vase d'espansion non représenté, soit à l'air libre. Le joint torique 27 est avantageux uniquement quand un vase d'expansion est prévu. Le siège 4 formé par la tubulure de remplissage 2 fait partie d'une soupape de surpression comprenant un clapet 1, fixé sur le couvercle 6. Le clapet 1 de soupape est constitué par un corps cylindrique 7, produit sous forme-d'une pièce plastique injectée et dont le fond muni d'une ouverture est encliqueté sur un axe expansible 5, en saillie sur le couvercle 6 vers l'intérieur. L'axe expansible 5, formant une seule pièce plastique avec le couvercle 6, est muni de fentes axiales 24 et de becs d'encliquetage 25 venant se placer sous le bord de l'ouverture du fond du corps 7. Entre le corps 7 et le couvercle 6 est disposé un ressort de compression 13, centré sur une collerette 29 du couvercle 6 et extérieurement sur la partie cylindrique du corps 7.Ce dernier, qui est également une pièce plastique injectée, est muni d'une rondelle d'appui élastique 10 en tôle, dont la face en regard du siège 4 de soupape porte un joint 11 de clapet en caoutchouc ou en matériau élastique similaire. Le diamètre du joint 11 de clapet est inférieur à celui de la rondelle d'appui 10, qui est maintenue par des saillies 9 du corps 7 en forme de griffes. Les saillies 9 sont constituées chacune par deux branches 14 sensiblement radiales et parallèles, repliées radialement à l'extérieur, vers le siège 4 de soupape, et dont les extrémités sont réunies par une traverse 15. Dans la zone comprise entre les branches 14, les traverses 15 forment des talons d'en- cliquetage 16, maintenant la rondelle d'appui axialement tout en lui assurant une mobilité circonférentielle. Cette conception permet de produire le corps avec les talons d'encliquetage sous forme d'une pièce injectée, à l'aide de moules simples, sans glissières pour la réalisation de dépouilles ou d'éléments semblables.Les bords des branches 14, repliés axialement, forment des guides 3 situés en regard et à faible distance de la paroi intérieure de la tubulure de remplissage 2. Ils constituent ainsi un guidage du clapet 1 de la soupape de surpression, qui est par suite aligné et guidé dans la tubulure de remplissage 2, de sorte que ie risque de gauchissement est notablement réduit lors de la mise en place du bouchon, et que surtout un positionnement centré du clapet 1 de la soupape de surpression sur le siège 4 est garanti. Afin de permettre un encliquetage sur de la rondelle d'appui élastique 10 et d'utuliser son élasticité pour ce faire, le corps 7 ne prend appui sur la rondelle 10 que par une collerette 12 qui s'étend jusque dans la zone située en regard du point d'appui du ressort de compression 13. La mobilité axiale de la partie de la rondelle d'appui extérieure à la collerette 12 compense les aspérités du siège 4 de la soupape. La mobilité de la rondelle d'appui 10 (avec le joint 11 de clapet) dans le sens circonférentiel par rapport au corps 7 évite tout mouvement relatif entre le siège 4 et le joint li lors de la fermeture et pratiquement toute transmission de couple au ressort de compression 13, ce qui régularise la force exercée par le ressort pendant la fermeture.Il est avanta- geux de choisir un faible diamètre de la collerette 13, car il en résulte un faible couple de frottement, en particulier aussi du fait du faible coefficient de frottement entre la matière plastique et le métal. Le bouchon comporte en outre une soupape de dépression, cons tituée par un clapet 17 produit sous forme d'une pièce plastique injectée et en regard duquel le joint 11 constitue un siège. Le clapet 17 de la soupape de dépression est produit en une seule pièce avec un axe 18 de section cruciforme, qui traverse la rondelle d'appui 10 et le joint 11 de clapets et dont l'extrémité 19 présente un profilage sur lequel prend appui l'extrémité d'un ressort de compression 20 conique, dont l'autre extrémité prend appui intérieurement sur la rondelle 10. Une légère déformation élastique permet de glisser facilement la spire de plus faible diamètre du ressort de compression 20 sur l'extrémité 19 de l'axe 18, biseautée coni quement vers I'extérieurs ladite spire s' encliquetant alors dans le profilage Le bouchon selon l'invention offre non seulement une sécurité de fonctionnement accrue, mais en outre l'avantage d'entre constitué par des pièces faciles à produire, pratiquement toutes realisees sous forme de pièces plastiques injectées et réunies par encliquetage, de sorte qu'un montage facile est possible sans recours à des outils et en particulier sans utilisation d'outils de déformation. Bien entendu, diverses modifications peuvent etre apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Bouchon et tubulure de remplissage pour un radiateur de véhicule, avec un couvercle obturant l'extrémité de la tubulure de remplissage et une soupape de surpression comprenant un clapet auquel est affecté un siège formé par la tubulure de remplissage, à l'intérieur de cette dernière et à distance de son extrémité, et avec une soupape de dépression comprenant un clapet auquel est affecté un siège formé par le clapet de la soupape de surpression, ledit bouchon étant caractérisé en ce que le clapet (1) de la soupape de surpression présente des guides (3) en regard de la paroi intérieure de la tubulure de remplissage (2) et entre lesquels des espaces libres demeurent dans la zone comprise entre la paroi intérieure de la tubulure de remplissage (2) et le siège (4) de soupape. 2. Bouchon selon revendication 1, caractérisé en ce que le clapet (1) de la soupape de surpression comprend un corps cylindrique (7), dont le côté ouvert est muni d'une bride (8) en regard du siège (4), dont le bord présente plusieurs saillies (9) en forme de griffes qui constituent les guides (3) et entourent une rondelle d'appui (10) de diamètre adapté au siège (4) et dont la face située en regard du siège (4) est recouverte d'un joint (11) de clapet en caoutchouc ou matériau similaire. 3. Bouchon selon revendication 2, caractérisé en ce que le corps (7) présente une collerette (12) de diamètre plus faible, soutenant la rondelle d'appui (10) et en regard de laquelle se trouve la surface d'appui du ressort de compression (13) disposé entre le couvercle (6) et le corps (7). 4. Bouchon selon une des revenedications 2 ou 3, caractérisé en ce que le corps (7) est réalisé sous forme d'une pièce plastique injectée. 5. Bouchon selon revendication 4, caractérisé en ce que les saillies (9) en forme de griffes sont constituées chacune par deux branches (14) sensiblement radiales, parallèles et dont les extrémité sont repliées axialement et réunies par une traverse (15) qui forme un talon (16) en saillie à l'intérieur vers le centre. 6. Bouchon selon revendication 5, caractérisé en ce que le bord des talons (16) est biseaute. 7. Bouchon selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le clapet (17) de la soupape de dépression est une pièce plastique injectée, sur laquelle est formé un axe (18) de section cruciforme, qui traverse le joint (11) de clapet en caoutchouc ou matériau similaire et la rondelle d'appui (10), et dont l'extrémité (19) est réalisée en appui pour un ressort de compression (20), dont la seconde extrémité prend appui sur la rondelle (10). 8. Bouchon selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le couvercle (6)- est produit sous forme d'une seule pièce plastique injectée avec le rebord de verrouillage (22) entourant le rebord (21) de la tubulure de remplissage (2), une lèvre d'étanchéité (23) pénétrant dans ladite tubulure (2), et un axe expansible (5) fixant le corps cylindrique (7) et présentant des fentes axiales (24) et des becs d'encliquetage (25) qui se placent sous le fond du corps cylindrique (7).