Brevet FR2720469A1 — publié le 19951201

La présente invention concerne un bouchon, notamment pour un circuit de refroidissement d'un moteur à combustion de véhicule automobile. Selon une conception connue, afin d'assurer l'équilibrage des pressions régnant de part et d'autre du bouchon, la pression dans le circuit de refroidissement variant notamment de manière importante en fonction des variations de température du liquide de refroidissement contenu dans le circuit, il est connu d'équiper un bouchon avec deux clapets d'équilibrage des pressions. Le bouchon comporte ainsi - un clapet de surpression comportant un siège annulaire fixe de surpression formé dans le corps du bouchon, un corps de clapet de surpression, monté mobile par rapport au corps du bouchon, qui porte une membrane d'étanchéité de surpression et un ressort de tarage de la valeur de la surpression qui sollicite le corps de clapet de surpression et la membrane d'étanchéité de surpression en appui contre le siège annulaire fixe ; et - un clapet de dépression comportant un siège annulaire mobile de dépression formé sur un corps de clapet de dépression, monté mobile par rapport au corps de clapet de surpression, une membrane d'étanchéité de dépression portée par le corps de clapet de surpression, et un ressort de tarage de la valeur de la dépression qui sollicite le siège du corps de clapet de surpression en appui étanche contre la membrane d'étanchéité de dépression. Selon un exemple de réalisation connu d'un tel bouchon qui est le plus couramment utilisé dans le domaine de la construction automobile, le corps du clapet de surpression est réalisé en deux parties qui enserrent entre elles les deux membranes d'étanchéité et les ressorts de tarage de dépression et de surpression sont réalisés sous la forme de ressorts hélicoïdaux de compression agencés entre les différents composants du bouchon, l'ensemble étant maintenu dans le corps du bouchon par un couvercle de fermeture rapporté sur le corps du bouchon. Une telle structure est donc particulièrement complexe, d'une part du fait du nombre important de ses composants et, d'autre part, du fait du procédé d'assemblage des différents composants qui est particulièrement long et difficile à automatiser. De plus, la multiplicité des composants et leurs tolérances de fabrication rend particulièrement difficile la maîtrise du tarage des valeurs de dépression et de surpression au-delà desquelles se déclenchent respectivement les clapets de dépression et de surpression. La présente invention a pour but de proposer un bouchon du type mentionné précédemment dont la conception soit particulièrement simple pour remédier aux inconvénients qui viennent d'être mentionnés. Dans ce but, le bouchon selon l'invention est caractérisé en ce que les membranes d'étanchéité de dépression et de surpression sont réalisées sous la forme d'une membrane d'étanchéité unique portée par le corps de clapet de surpression. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la membrane d'étanchéité est un anneau plat, et les sièges de surpression et de dépression sont agencés sensiblement dans un même plan et coopèrent avec une même face de la membrane d'étanchéité unique - le corps de clapet de surpression est réalisé sous la forme d'un disque dont une face inférieure porte la membrane d'étanchéité unique - le ressort de tarage de surpression est un ressort de compression qui prend appui contre la face supérieure du corps de clapet de surpression et contre un couvercle supérieur porté par le corps du bouchon - le ressort de tarage de surpression est constitué par une série de lames déformables élastiquement qui s'étendent depuis la face inférieure du couvercle et dont les extrémités libres prennent appui contre la face supérieure du corps de clapet de surpression - le corps de clapet de dépression est réalisé sous la forme d'un plateau dont la face supérieure comporte un pied central qui traverse le corps de clapet de surpression, et le ressort de tarage de de dépression prend appui contre une surface d'appui formée sur une partie du pied central qui s'étend au-dessus de la face supérieure du clapet de surpression - la surface d'appui est un collet radial extérieur formé à l'extrémité libre du pied central - le ressort de tarage de dépression est un ressort de compression interposé entre la surface d'appui du pied central et la face supérieure du corps de clapet de surpression - le ressort de tarage de dépression est constitué par une série de lames déformables élastiquement qui s'étendent depuis la face supérieure du corps de clapet de surpression et dont les extrémités libres prennent appui contre la surface d'appui du pied central - le pied central traverse un couvercle supérieur porté par le bouchon, la surface d'appui du pied central s'étend au-dessus de la face supérieure du couvercle, et le ressort de tarage de dépression est un ressort de compression interposé entre la surface d'appui du pied central et la face supérieure du couvercle - le ressort de tarage de dépression est constitué par une série de lames déformables élastiquement qui s'étendent depuis la face supérieure du couvercle et dont les extrémités libres prennent appui contre la surface d'appui du pied central - les lames déformables élastiquement sont réalisées venues de matière avec le couvercle du bouchon - le couvercle est une pièce en tôle découpée et emboutie ou une pièce moulée en matière plastique - le corps du bouchon est constitué par une jupe annulaire cylindrique à l'intérieur de laquelle sont agencés les clapets de surpression et de dépression. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un bouchon réalisé conformément aux enseignements de la technique - la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 qui illustre un premier mode de réalisation d'un bouchon selon l'invention - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2 qui illustre un mode de réalisation préféré d'un bouchon selon l'invention ; et - les figures 4 et 5 sont deux vues en perspective et à plus grande échelle du couvercle d'un exemple de réalisation du corps de bouchon illustré à la figure 3. On a représenté sur la figure 1 un bouchon 10 qui est pour l'essentiel constitué par un corps de bouchon réalisé sous la forme d'une jupe annulaire cylindrique 12, d'axe de révolution X-X. La jupe 12 du bouchon 10 peut par exemple comporter un filetage 14 pour le vissage du bouchon à l'extrémité libre d'une canalisation (non représentée) appartenant au circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, ou à l'orifice de remplissage du radiateur de refroidissement du véhicule. Selon une conception connue, la jupe 12 délimite une chambre interne 16 dans laquelle sont agencés un clapet de surpression et un clapet de dépression. Le clapet de surpression est pour l'essentiel constitué par un siège annulaire fixe de surpression 18S formé dans le corps du bouchon au voisinage de l'extrémité inférieure, en considérant la figure 1, de la jupe 12. Le clapet de surpression comporte également un corps de clapet de surpression 20S en deux parties 22S et 24S qui sont emmanchées à force l'une dans l'autre. Le corps de clapet de surpression 20S porte une membrane d'étanchéité de surpression 26S qui est maintenue entre les deux parties 22S, 24S du corps de clapet de surpression 20S et qui est réalisée sous la forme d'un anneau plat dont la face inférieure 19S coopère de manière étanche avec le siège fixe de surpression 18S. Le corps de clapet de surpression 20S est monté mobile, selon l'axe X-X, dans la chambre 16 à l'intérieur du corps du bouchon 12 et il est sollicité élastiquement vers sa position d'étanchéité de surpression, illustrée sur la figure 1, par l'intermédiaire d'un ressort 28S hélicoïdal de tarage de la valeur de surpression dont une extrémité prend appui contre une portion de face supérieure 30S du corps de clapet de surpression 20S et dont l'autre extrémité prend appui contre la face inférieure 32 d'un couvercle supérieur 34 de fermeture du corps du bouchon 12 qui est serti à l'extrémité supérieure de la jupe annulaire cylindrique 12 et qui est percé en son centre par un trou 36 qui met la chambre 16 en communication avec l'extérieur. Le clapet de dépression comporte un siège annulaire mobile de dépression 18D qui est formé sur un corps de clapet de dépression 20D qui est lui-même monté mobile, selon la direction de l'axe X-X, par rapport au corps de clapet de surpression 20S. Le clapet de dépression comporte également une membrane d'étanchéité de dépression 26D qui est enserrée entre les deux parties 22S, 24S du corps de clapet de surpression 20S et dont la face inférieure 19D coopère de manière étanche avec le siège annulaire mobile 18D sous l'action d'un ressort hélicoïdal 28D de tarage de la valeur de la dépression. A cet effet, une première extrémité du ressort 28D de tarage de dépression prend appui contre une portion de face supérieure 30S de la partie 22S du corps de clapet de surpression, tandis que l'extrémité supérieure du ressort hélicoïdal 28D prend appui contre une portion de face inférieure 38D du corps de clapet de dépression 20D. Une partie centrale 40D du corps de clapet de dépression 20D s'étend verticalement depuis une portion de face supérieure 42D du plateau inférieur 44D du corps de clapet de dépression et traverse la membrane d'étanchéité de dépression 26D et la partie supérieure en forme de disque 44S de la partie 24S du corps de clapet de surpression en passant, avec un jeu radial, dans un trou 46S formé dans cette dernière. Enfin, la face supérieure 30S sur laquelle prend appui le ressort 28D de tarage de dépression comporte des trous 48S qui mettent en communication la chambre 16 avec l'intérieur du circuit obturé par le bouchon 16. Selon une conception connue, les clapets de surpression et de dépression qui viennent d'être décrits s'ouvrent, en fonction des pressions régnant de part et d'autre du bouchon 10, pour procéder à un rééquilibrage taré de la pression régnant dans le circuit de refroidissement par rapport à la pression extérieure. On décrira maintenant le premier mode de réalisation d'un bouchon selon l'invention illustré sur la figure 2 sur laquelle des composants identiques ou similaires à ceux illustrés sur la figure 1 sont désignés par les mêmes chiffres de référence augmentés de 100. Dans la conception selon l'invention, les membranes d'étanchéité de surpression 26S et de dépression 26D sont remplacées par une membrane unique d'étanchéité 126 réalisée sous la forme d'un anneau plat dont la face inférieure 119 coopère de manière étanche avec le siège d'étanchéité fixe de surpression 118S et avec le siège d'étanchéité mobile de dépression 118D. La membrane unique d'étanchéité est fixée, par exemple par collage, sur la face inférieure en vis-à-vis 150 du corps de clapet de surpression 120S qui est ici réalisé en une seule pièce qui présente une forme générale de disque 144S percé en son centre d'un trou 146S pour le passage de la partie centrale 140D du corps de clapet de dépression 120D, qui est ici réalisée sous la forme d'un pied central cylindrique fendu axialement qui s'étend depuis la face supérieure 142D de la partie principale en forme de plateau 144D du corps de clapet de dépression 120D. Le plateau 144D s'étend en regard de la face inférieure 150 du corps de clapet de surpression en forme de disque 144S et sa face supérieure 142D comporte, à sa périphérie, le siège annulaire mobile de dépression 118D formé en relief. Le pied central fendu 140D délimite quatre languettes axiales 152D dont chacune se termine par un bec 154D dont la face inférieure constitue une surface d'appui 158D pour le ressort 128S de tarage de la valeur de dépression La conception sous forme de languettes 152D permet de faire passer, par encliquetage, le pied central 140D dans le trou 146S formé dans le corps de clapet de surpression 144S. Dans le premier mode de réalisation selon l'invention illustré sur la figure 2, le ressort 128S de tarage de la valeur de surpression est, comme dans l'état de la technique, un ressort hélicoïdal de compression qui prend appui sur une portion de la face supérieure 130S du corps de clapet de surpression 144S. Afin de réduire encore le nombre des composants du bouchon, le ressort 128D de tarage de la valeur de dépression est réalisé sous la forme de deux lames déformables élastiquement 156D qui sont réalisées venues de matière avec le corps de clapet de surpression en forme de disque 144S, qui s'étendent depuis la face supérieure 130S de ce dernier et dont les extrémités supérieures libres 158D prennent appui contre les portions de surface d'appui 138D de manière à solliciter élastiquement le siège annulaire mobile de dépression 118D en appui contre la face inférieure 119 de la membrane unique d'étanchéité 126 portée par le corps de clapet de surpression 120S. On décrira maintenant le deuxième mode de réalisation selon l'invention illustré aux figures 3 à 5 sur lesquelles les composants identiques ou similaires à ceux décrits et représentés en référence à la figure 2 sont désignés par les mêmes chiffres de référence. Ce second mode de réalisation diffère du précédent par la conception du ressort 128D de tarage de la valeur de dépression et par la conception du ressort 128S de tarage de la valeur de surpression. Le pied central 140D du corps de clapet de dépression 120D présente une hauteur plus grande et il s'étend à travers le trou 136 formé dans le couvercle supérieur 134 au-dessus de la face supérieure 160 de ce dernier. Le ressort 128D de tarage de la valeur de dépression est réalisé sous la forme d'une série de pattes déformables élastiquement 162D qui sont réalisées venues de matière avec le couvercle et qui s'étendent depuis la face supérieure 160 de ce dernier de manière que leurs extrémités libres supérieures 164D prennent appui contre les portions de surfaces d'appui 138D formées sous les becs d'accrochage 154D du pied central 140D. Le ressort 128S de tarage de la valeur de surpression est également réalisé sous la forme d'une série de lames déformables élastiquement 166S qui sont réalisées venues de matière avec le couvercle supérieur 134 et qui s'étendent depuis la face inférieure 132 de ce dernier de manière que leurs extrémités libres 168S coopèrent avec une portion en vis-à-vis de la face supérieure 130S du corps de clapet de surpression en forme de disque 144S. Un exemple de réalisation en une seule pièce du couvercle 134 et des différentes pattes déformables élastiquement qui constituent les deux ressorts de tarage des valeurs de la surpression et de la dépression est illustrée en détail aux figures 4 et 5. Comme on peut le voir sur ces figures, le couvercle peut par exemple être réalisé en une seule pièce en tôle découpée et emboutie. Les lames déformables élastiquement 162D et 166S sont réalisées en forme d'arcs de cercle de manière à posséder une longueur suffisante pour assurer leur fonction de ressort. Comme on peut le voir sur la figure 3, le nombre des composants du bouchon est particulièrement réduit par rapport à l'état de la technique, l'assemblage de l'ensemble est particulièrement simplifié du fait de l'intégration des ressorts au couvercle et la hauteur globale du corps du bouchon est réduite de manière très importante. REVENDICATIONS 1. Bouchon (110) du type comportant deux clapets pour l'équilibrage des pressions régnant de part et d'autre du bouchon dont - un clapet de surpression comportant un siège annulaire fixe de surpression (118S) formé dans le corps (112) du bouchon, un corps de clapet de surpression (120S, 144S), monté mobile par rapport au corps (112) du bouchon, qui porte une membrane d'étanchéité de surpression et un ressort (128S) de tarage de la valeur de la surpression qui sollicite le corps de clapet de surpression (120S) et la membrane d'étanchéité de surpression en appui contre le siège annulaire fixe (118S); et - un clapet de dépression comportant un siège annulaire mobile de dépression (118D) formé sur un corps de clapet de dépression (120D), monté mobile par rapport au corps de clapet de surpression (12 OS), une membrane d'étanchéité de dépression portée par le corps de clapet de surpression (120S), et un ressort (128D) de tarage de la valeur de la dépression qui sollicite le siège (118D) du corps de clapet de surpression (120S) en appui étanche contre la membrane d'étanchéité de dépression caractérisé en ce que les membranes d'étanchéité de dépression et de surpression sont réalisées sous la forme d'une membrane d'étanchéité unique (126) portée par le corps de clapet de surpression (120S, 144S). 2. Bouchon selon la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane d'étanchéité (126) est un anneau plat, et en ce que les sièges de surpression (118S) et de dépression (118D) sont agencés sensiblement dans un même plan et coopèrent avec une même face (119) de la membrane d'étanchéité unique (126). 3. Bouchon selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps de clapet de surpression (120S) est réalisé sous la forme d'un disque (144S) dont une face inférieure (150) porte la membrane d'étanchéité unique (126). 4. Bouchon selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ressort (128S) de tarage de surpression est un ressort de compression qui prend appui contre la face supérieure (130S) du corps de clapet de surpression (120S, 144S) et contre un couvercle supérieur (134) porté par le corps (112) du bouchon (110). 5. Bouchon selon la revendication 4, caractérisé en ce que le ressort (128S)de tarage de surpression est constitué par une série de lames déformables élastiquement (166S) qui s'étendent depuis la face inférieure (132) du couvercle (134) et dont les extrémités libres (168S) prennent appui contre la face supérieure (130S) du corps de clapet de surpression (120S, 144S). 6. Bouchon selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le corps de clapet de dépression (120D) est réalisé sous la forme d'un plateau (144D) dont la face supérieure (142D) comporte un pied central (140D) qui traverse le corps de clapet de surpression (120S), et en ce que le ressort (128D) de tarage de de dépression prend appui contre une surface d'appui (138D) formée sur une partie (154D) du pied central (140D) qui s'étend au-dessus de la face supérieure (130S) du clapet de surpression (120S, 144S). 7. Bouchon selon la revendication 6, caractérisé en ce que la surface d'appui est un collet radial (154D, 138D) extérieur formé à l'extrémité libre du pied central (140D) 8. Bouchon selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le ressort (128D) de tarage de dépression est un ressort de compression interposé entre la surface d'appui (138D) du pied central (140D) et la face supérieure (130S) du corps de clapet de surpression (120S, l44S) 9.Bouchon selon la revendication 8, caractérisé en ce que le ressort de tarage (128D) de dépression est constitué par une série de lames déformables élastiquement (156D) qui s'étendent depuis la face supérieure (130S) du corps de clapet de surpression (120S, 144S) et dont les extrémités libres (158D) prennent appui contre la surface d'appui (138D) du pied central (140D) . 10. Bouchon selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le pied central (140D) traverse un couvercle supérieur (134, 136) porté par le bouchon (10), en ce que la surface d'appui (138D) du pied central (140D) s'étend au-dessus de la face supérieure (160) du couvercle (134), et en ce que le ressort (128D) de tarage de dépression est un ressort de compression interposé entre la surface d'appui (138D) du pied central (140D) et la face supérieure (160) du couvercle (134). 11. Bouchon selon la revendication 10, caractérisé en ce que le ressort (128D) de tarage de dépression est constitué par une série de lames déformables élastiquement (162D) qui s'étendent depuis la face supérieure (160) du couvercle (134) et dont les extrémités libres (164D) prennent appui contre la surface d'appui (138D) du pied central (140D). 12. Bouchon selon les revendications 5 et 11 prises en combinaison, caractérisé en ce que les lames déformables élastiquement (162D, 166S) sont réalisées venues de matière avec le couvercle (134) du bouchon (110) . 13. Bouchon selon la revendication 12, caractérisé en ce que le couvercle est une pièce en tôle découpée et emboutie ou une pièce moulée en matière plastique. 14. Bouchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps du bouchon est constitué par une jupe annulaire cylindrique (112) à l'intérieur (116) de laquelle sont agencés les clapets de surpression et de dépression.