Brevet FR2736131A1 — publié le 19970103

L'invention se rapporte à une soupape de ventilation et de purge d'un récipient, en particulier d'un réservoir de carburant d'un outil se menant à la main. WO 92/22932 décrit une soupape de retenue destinée à des trous de récipients et se composant d'un couvercle avec lequel est venu d'usinage un élément circonférentiel de paroi. Cette soupape est par ailleurs en forme de capuchon et comprend sur le côté intérieur de la paroi de ce dernier un bourrelet circonférentiel d'étanchéité qui comporte un rebord saillant. Des canaux de commande, par lesquels la surpression régnant dans le récipient déforme l'élément circonférentiel de paroi et ainsi soulève le rebord d'étanchéité de la surface d'appui et permet donc l'élimination de la pression, sont réalisés sur le côté intérieur du capuchon et vont du couvercle jusqu'au bourrelet d'étanchéité. La structure de cette disposition connue est simple et son mode de fonctionnement est fiable; elle ne permet toutefois que la purge d'une cavité, mais par contre ne permet pas sa ventilation. En général, il n'y a pas de place pour deux de ces éléments qui permettent un équilibre de pression dans les deux sens, en particulier lorsque la soupape correspondante doit pouvoir être logée dans un élément d'obturation du trou d'un récipient. La présente invention a pour objet la réalisation d'une soupape de ventilation et de purge d'un récipient, dont la structure est simple et le mode de fonctionnement, fiable et qui de plus a un faible encombrement. Selon une particularité essentielle de l'invention, un espace annulaire formé dans une cage de soupape loge un élément annulaire dont chacune des extrémités axiales comporte une lèvre d'étanchéité et deux canaux sont formés en direction axiale le long de l'élément annulaire, chacun d'eux étant obturable par l'une des lèvres d'étanchéité à la manière d'une soupape de retenue et les sens de la circulation dans les canaux étant inverses. L'avantage essentiel de l'invention réside dans le fait qu'une soupape est réalisée de manière simple, qu'elle convient aussi bien à la ventilation qu'à la purge d'un récipient et que sa conception permet le réglage d'une pression définie d'ouverture. Selon un mode de réalisation avantageux, l'élément annulaire est monobloc avec les deux lèvres d'étanchéité et il est réalisé en élastomère. Ainsi, le nombre des pièces nécessaires est réduit, comme l'est le travail nécessaire de montage. Selon un premier mode de réalisation, les lèvres d'étanchéité sont annulaires et l'une d'elles est en appui contre une surface extérieure de l'enveloppe de l'espace annulaire, tandis que l'autre entoure sous précontrainte une surface intérieure de l'enveloppe de cet espace annulaire. La cage de la soupape est avantageusement en deux parties concentriques dont l'une forme essentiellement un cylindre et l'autre, un bouchon. Il est avantageux que le bouchon comporte centralement un trou borgne dont l'extrémité ouverte soit tournée vers un filtre pour faciliter son montage dans le cylindre. Il est judicieux que le cylindre comporte à l'extrémité une paroi radiale contre laquelle le bouchon prend appui pour déterminer de façon simple la profondeur de montage de ce dernier dans le cylindre. La paroi radiale du cylindre ou la cloison elle-même de ce dernier comporte au moins un trou reliant son volume interne à son côté extérieur afin que l'espace annulaire communique avec le volume interne du réservoir. Il est avantageux que le bouchon comporte un collet radial, dont la circonférence extérieure forme un ajustage serré avec le cylindre, pour permettre de fixer ce bouchon dans le cylindre sans aucun élément accessoire d'assujettissement. Le serrage entre ces deux composants suffit à assurer une retenue fiable et à former une assise durable. Le bouchon comporte avantageusement un prolongement de diamètre réduit sur lequel l'élément annulaire est fixé. Cette disposition permet d'obtenir un faible diamètre de l'élément annulaire et donc une rigidité suffisante de celui-ci qui en garantit la retenue fiable sur le bouchon. Une protubérance radiale prévue à l'extrémité antérieure du bouchon s'accroche derrière une surface radiale de l'élément annulaire afin que celui-ci soit fiablement fixé lors du montage du bouchon dans le cylindre. L'élément annulaire étant élastique, il est possible de le monter facilement en l'enfilant à force sur le prolongement de diamètre réduit du bouchon. La première lèvre d'étanchéité a de préférence un contour s'évasant en cône et elle prend appui par son élasticité contre la surface extérieure de l'enveloppe de l'espace annulaire. La seconde lèvre d'étanchéité comprend une partie cylindrique qui entoure le bouchon à distance radiale, ainsi qu'un bourrelet d'étanchéité orienté radialement vers l'extérieur et venu de moulage avec son extrémité antérieure. La partie du bouchon sur laquelle l'élément annulaire est fixé comporte au moins une rainure orientée en direction axiale afin qu'il existe une communication entre le côté extérieur et l'espace formé entre les deux lèvres d'étanchéité et le bouchon. Suivant une variante de réalisation, la cage de la soupape est monobloc. L'espace annulaire est formé par une rainure annulaire épaulée qui est située entre un bouchon et une douille, un trou qui est prévu dans le fond de la rainure annulaire faisant communiquer l'espace annulaire avec le côté extérieur de la cage de la soupape. Le mode d'exécution monobloc de la cage de la soupape réduit davantage encore le nombre de pièces qui doivent être réalisées et montées, ce qui abaisse les frais de fabrication. Aucun élément séparé n'est nécessaire à la fixation de l'élément annulaire, car celui-ci est avantageusement encastré par sa surface circonférentielle extérieure dans la douille et il prend appui contre un épaulement de la rainure annulaire pour sa fixation axiale. Les deux canaux qui sont diamétralement opposés sur la surface de l'enveloppe du bouchon sont avantageusement formés entre l'élément annulaire et ce dernier. Il existe ainsi des canaux séparés avec un encombrement minimal, sans agrandissement de la cote radiale. Il est avantageux que les canaux soient formés par des évidements réalisés dans l'élément annulaire afin qu'aucune passe supplémentaire de travail ne soit nécessaire pour leur formation, mais qu'ils proviennent du processus d'injection de cet élément en matière élastique. Les canaux peuvent se prolonger sur un angle au centre d'arc de cercle d'environ 80' ainsi que sur la totalité de la longueur axiale de l'élément annulaire, les lèvres d'étanchéité étant disposées aux extrémités opposées des canaux. La soupape de ventilation et de purge est de préférence disposée dans le couvercle d'obturation du réservoir de carburant d'un engin se menant à la main tel que par exemple une scie à chaîne motorisée à élaguer ou analogue. Ce couvercle d'obturation est en général en forme de godet. Il est de plus particulièrement avantageux que la cage de la soupape soit formée d'une pièce rapportée, disposée concentriquement dans le couvercle et tenue par complémentarité de formes sur ce dernier. Cette pièce rapportée peut assumer plusieurs fonctions, par exemple celle de retenue d'un joint d'étanchéité logé dans le couvercle et celle de fixation d'un câble, d'une chaîne ou analogue d'un étrier de retenue. Une cavité formée entre la pièce rapportée formant la cage de la soupape et le fond du couvercle est raccordée par au moins un trou au côté extérieur, c'est à dire à l'air ambiant. Ce trou est avantageusement prévu dans le fond du couvercle d'obturation conformé en godet. Il est avantageux de disposer dans la cavité un filtre de préférence en matière plastique frittée afin d'empêcher la pénétration de poussière ou d'humidité pendant la ventilation et la sortie de carburant pendant la purge. Une matière particulièrement avantageuse pour le filtre est un polyéthylène ayant une grosseur de pores d'environ 50 gm. L'invention va être décrite plus en détail à titre d'exemple en regard des dessins annexés sur lesquels: la Figure 1 est une coupe axiale d'un couvercle d'obturation d'un réservoir de carburant, la Figure 2 est une représentation à échelle agrandie du détail II de la Figure 1, la Figure 3 est une représentation, analogue à celle de la Figure 2, d'une variante de réalisation, la Figure 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la Figure 3, la Figure 5 est une coupe selon la ligne V-V de la Figure 3. Le couvercle d'obturation 10 que représente la Figure 1 est essentiellement en forme de godet et comprend un fond 11 ainsi qu'une cloison cylindrique 12 dont le côté intérieur comporte un taraudage 13. Une paroi annulaire 19, à l'extrémité antérieure de laquelle un bourrelet 19* orienté radialement vers l'extérieur est prévu, part concentriquement du fond 11. Une protubérance 18, orientée radialement vers l'extérieur, d'une pièce rapportée 15 fixée à la paroi annulaire 19 s'accroche par complémentarité de formes derrière le bourrelet 19*. La pièce rapportée 15 comporte un collet 16 voisin du fond 11 ainsi qu'une collerette 17 placée à distance axiale de ce collet et un joint d'étanchéité 14 est retenu de manière imperdable entre celui-ci et la collerette 17. La pièce rapportée 15 comprend par ailleurs un cylindre 20 dont l'extrémité tournée vers le fond 11 pénètre dans une cavité 29 délimitée par la paroi annulaire 19. Un trou 28 du fond 11 raccorde la cavité 29 au côté extérieur du couvercle d'obturation 10. Un filtre 38 disposé dans la cavité 29 est de préférence en matière plastique frittée, par exemple en polyéthylène dont la grosseur des pores est d'environ gm. Le cylindre 20 comporte à l'extrémité tournée vers le réservoir de matière plastique non représenté - une paroi radiale 21 sur laquelle est venu de moulage un élément de logement 23 qui pénètre dans le réservoir. Une tête sphérique 24 d'une pièce d'extrémité 25 fixée à un câble 26 se trouve dans l'élément de logement 23. Une autre pièce d'extrémité 25' comportant une tête 24' suspendue dans un élément de logement 23' d'un étrier de retenue 27 se trouve à l'autre extrémité du câble 26. Une soupape 50 disposée à l'intérieur du cylindre 20 est destinée à la ventilation et à la purge du réservoir de carburant. Cette soupape 50 est représentée sur la Figure 2 à échelle agrandie sous forme de détail II de la Figure 1 par souci de clarté du dessin. La soupape 50 comprend une cage 49 qui se compose du cylindre 20 dans lequel est disposé un bouchon 30. Un collet radial 31, qui est venu de moulage avec ce dernier, présente une surface circonférentielle 33 dont la cote est légèrement supérieure à celle de la surface intérieure du cylindre 20, de manière que le bouchon 30 soit retenu par serrage dans ce dernier. Un espace annulaire 39 formé entre le bouchon 30 et le cylindre 20 loge un élément annulaire 40 comprenant une première lèvre d'étanchéité 41 et une seconde lèvre d'étanchéité 42. L'élément annulaire 40 est monobloc avec les deux lèvres d'étanchéité et il est de préférence en caoutchouc fluoré ou en caoutchouc nitryle. Un prolongement 32 de diamètre réduit est venu de moulage avec le bouchon 30 sur le côté tourné vers l'extrémité antérieure du cylindre 20 et l'élément annulaire 40 est fixé sur la surface circonférentielle de ce prolongement par la force de serrage produite par l'élasticité de sa matière. L'extrémité antérieure de ce prolongement 32 comporte une protubérance 34 en forme de bourrelet qui en permet l'assemblage par complémentarité de formes avec l'élément annulaire 40. La première lèvre d'étanchéité 41 s'évase en cône dirigé vers la surface extérieure 43 de l'enveloppe de l'espace annulaire 39 et elle est en appui contre celle-ci avec une certaine précontrainte. La seconde lèvre d'étanchéité 42 comprend une partie cylindrique 45 qui est à distance radiale de la surface de l'enveloppe intérieure 44 de l'espace annulaire 49 et qui forme ainsi un canal 48. La partie cylindrique 45 comporte à proximité de l'extrémité extérieure un bourrelet d'étanchéité 46 orienté radialement vers l'intérieur, en appui contre la surface de l'enveloppe intérieure 44 de l'espace annulaire 39 et obturant le canal 48. Le prolongement 32 du bouchon comporte sur le côté tourné vers la cavité 29 un trou borgne 36 destiné à loger un mandrin pour le montage du bouchon 30 dans le cylindre 20. Le bouchon 30 équipé de l'élément annulaire 40 s'introduit dans le cylindre 20 jusqu'à ce que le collet radial 31 prenne appui contre la paroi radiale 21 de ce dernier. Un trou 37 prévu dans le collet 31 est à recouvrement avec un trou 22 de la paroi radiale 21 de manière que l'espace annulaire 39 de la soupape 50 communique avec le volume interne du réservoir de carburant. La Figure 3 représente une variante de réalisation de la soupape 50 dans laquelle une rainure annulaire 60 est prévue dans une cage 59 de manière à former une douille extérieure 62 et un bouchon intérieur 61. La rainure annulaire 60 comporte un épaulement 64 sur lequel est fixé axialement un élément annulaire 70 dont la surface circonférentielle extérieure est serrée contre la paroi intérieure de la douille 62. Un trou 63 est prévu dans la cage 59 de la soupape, dans le fond de la rainure annulaire 60, de manière à établir une communication entre celle-ci et le côté extérieur de la cage 59. L'élément annulaire 70 est disposé, sur le côté gauche de la Figure 3, à une distance déterminée du contour du bouchon 61 de manière à former un canal 67 qui se prolonge sur la totalité de la longueur axiale de l'élément annulaire 70. Une lèvre d'étanchéité 71 venue de moulage avec l'extrémité supérieure de l'élément annulaire 70 est en appui contre le bouchon 61. L'élément annulaire 70 est également disposé, sur le côté droit de la Figure 3, à distance du bouchon 61 de manière à former un autre canal 68 dont l'extrémité inférieure est obturée par une lèvre d'étanchéité 72 venue de moulage avec l'élément annulaire 70. La Figure 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la Figure 3. Cette représentation montre que l'élément annulaire 70 est en appui contre le bouchon 61 sur une grande partie de la circonférence cylindrique de ce dernier et que les canaux portant les références 67 et 68 sur la Figure 3 sont formés par deux évidements 65 et 66 situés dans cet élément annulaire 70. La Figure 5, sur laquelle les mêmes références désignent les mêmes éléments que sur la Figure 3, est une coupe selon la ligne V-V de cette dernière. Comme le montrent bien les Figures 3 et 5, les évidements 65 et 66 se prolongent sur un angle au centre d'un arc de cercle d'environ 80' et sur la totalité de la longueur axiale de l'élément annulaire 70. La lèvre d'étanchéité 71 située à l'extrémité supérieure de l'élément annulaire 70 forme une soupape de purge, tandis que la lèvre d'étanchéité 72 située à l'extrémité inférieure de cet élément forme une soupape de ventilation. En cas de surpression régnant dans le réservoir de carburant et donc aussi dans le canal annulaire 47 situé entre l'élément annulaire et le cylindre 20 ou dans le canal 67, une purge se produit du fait que la première lèvre d'étanchéité 41 ou 71 se soulève de la surface de l'enveloppe 43 ou du bouchon 61, de sorte qu'un volume déterminé d'air ou de gaz se trouvant dans la cavité 29 peut s'échapper. Le filtre 38 empêche alors le carburant de sortir s'il n'y a pas que des composants gazeux qui s'échappent par la soupape de purge. Lorsque qu'apparaît dans le réservoir une dépression qui dépasse une différence déterminée de pression par rapport à celle de l'atmosphère, la pression qui règne dans le canal 48 ou 68 a pour effet que le bourrelet d'étanchéité 46 s'écarte de la surface de l'enveloppe 44 ou que la lèvre d'étanchéité 72 s'écarte du bouchon 61 et donc qu'un volume déterminé d'air ambiant pénètre dans le réservoir de carburant jusqu'à ce que la force de rappel de la seconde lèvre d'étanchéité 42 suffise à rabattre le bourrelet d'étanchéité 46 contre la surface de l'enveloppe 44 ou à rabattre la lèvre d'étanchéité 72 contre le bouchon 61 et donc à fermer ainsi la soupape 50. La pression particulière d'ouverture de la soupape 50, qui s'exerce contre les lèvres d'étanchéité 41 et 42 ou 71 et 72 peut être différemment dimensionnée et elle est avantageusement de à 50 kPa. REVENDICATIONS 1. Soupape (50) de ventilation et de purge d'un récipient, en particulier d'un réservoir de carburant d'un outil se menant à la main, caractérisée en ce qu'un espace annulaire (39, 69) formé dans une cage (49, 59) de la soupape loge un élément annulaire (40, 70) qui comporte à chacune des extrémités axiales une lèvre d'étanchéité (41, 42; 71, 72) et en ce que deux canaux (47, 48; 67, 68) sont formés en direction axiale le long de l'élément annulaire (40, 70), chacun d'eux étant obturable par l'une des lèvres d'étanchéité (41, 42; 71, 72) à la manière d'une soupape de retenue et les sens de circulation dans les canaux étant inverses. 2. Soupape selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément annulaire (40, 70) est monobloc avec les deux lèvres d'étanchéité (41, 42; 71, 72) et en ce qu'il est en élastomère. 3. Soupape selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les lèvres d'étanchéité (41, 42) sont annulaires, la première (41) étant en appui contre une surface d'enveloppe extérieure (43) de l'espace annulaire (35), et la seconde (42) entourant sous précontrainte une surface d'enveloppe intérieure (44) de l'espace annulaire (39, 69). 4. Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la cage (49) consiste en deux composants concentriques dont l'un forme essentiellement un cylindre (20) et l'autre, un bouchon (30), le bouchon (30) comportant avantageusement au centre un trou borgne (36) dont l'extrémité ouverte est tournée vers un filtre (38). 5. Soupape selon la revendication 4, caractérisée en ce que le cylindre (20) comporte à une extrémité une paroi radiale (21) contre laquelle le bouchon (30) prend appui et en ce qu'au moins un trou (22) reliant l'espace annulaire (35) situé à l'intérieur du cylindre (20) et le côté extérieur de ce dernier est prévu dans la paroi radiale (21) ou dans le cylindre (20), le bouchon (30) comportant de préférence un collet radial (31) dont la circonférence extérieure (32) forme un ajustage serré avec le cylindre (20). ' 6. Soupape selon l'une ou l'autre des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que le bouchon (30) comporte un prolongement (32) de diamètre réduit sur lequel l'élément annulaire (40) est fixé, une protubérance radiale (34) qui est prévue à l'extrémité antérieure du bouchon (30) s'accrochant derrière une surface radiale de l'élément annulaire (40) et au moins une rainure (35) orientée en direction axiale étant disposée de préférence sur le prolongement (32) du bouchon (30). 7. Soupape selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que la première lèvre d'étanchéité (41) a un contour qui s'évase en cône vers l'extérieur et la seconde lèvre d'étanchéité (42) comprend une partie cylindrique (45) qui entoure le bouchon (30) à distance radiale, ainsi qu'un bourrelet d'étanchéité (46) venu de moulage avec cette partie cylindrique, à proximité de son extrémité antérieure, et orienté radialement vers l'intérieur. 8. Soupape selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la cage (59) est monobloc et l'espace annulaire (69) est formé d'une rainure annulaire épaulée (60) située entre un bouchon (61) et une douille (62), l'élément annulaire (70) étant en particulier encastré par sa surface circonférentielle extérieure dans la douille (62) et étant en appui contre un épaulement (64) de la rainure annulaire (60) et les deux canaux (67, 68), qui sont de préférence diamétralement opposés sur la surface de l'enveloppe du bouchon (61), étant formés entre ce dernier et ledit élément annulaire (70). 9. Soupape selon la revendication 8, caractérisée en ce que les canaux (67, 68) sont formés par des évidements (65, 66) réalisés dans l'élément annulaire (70) et se prolongeant sur un angle au centre d'un arc de cercle d'environ 80 et sur la totalité de la longueur axiale de cet élément annulaire, les lèvres d'étanchéité (71, 72) étant disposées aux extrémités opposées des canaux (67, 68). 10. Soupape selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la cage (49, 59) est disposée dans un couvercle (10) en forme de godet qui obture un réservoir de carburant, la cage (49, 59) étant avantageusement formée d'une pièce rapportée (15) disposée concentriquement dans le couvercle d'obturation (10) et tenue par complémentarité de formes sur ce dernier et ce qu'une cavité (29) est formée entre la pièce rapportée (15) formant la cage de la soupape (49, 59) et le fond (11) du couvercle (10), et le fond (11) comporte au moins un trou (28) qui fait communiquer la cavité (29) avec le côté extérieur. 11. Soupape selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'un filtre (38) de préférence en matière plastique frittée est disposé dans la cavité (29), le filtre (38) étant en particulier en polyéthylène ayant une grosseur de pores d'environ 50 glm.