Brevet FR2860454A1 — publié le 20050408

i Bouchon automatique de réservoir pour un réservoir de véhicule automobile L'invention concerne un bouchon automatique de réservoir pour un réservoir de véhicule automobile ayant un boîtier comportant une ouverture de ravitaillement, ayant un volet de fermeture monté basculant dans le boîtier entre une position de fermeture et une position d'ouverture, soumis à la force d'un ressort dans la direction de fermeture, fermant io l'ouverture de ravitaillement à partir de sa face intérieure, une bague d'étanchéité étant montée en la position de fermeture entre le volet de fermeture et le boîtier. Des bouchons de réservoir de ce genre, connus par exemple par le DE 198 37 783 Al, comportent un boîtier traversé par une ouverture de ravitaillement, l'ouverture pouvant être fermée depuis sa face intérieure par un volet de fermeture soumis à la force d'un ressort dans la direction de fermeture. II est présent sur le volet de fermeture, dans le bouchon de réservoir connu, une bague d'étanchéité réalisée en joint torique d'étanchéité, qui coopère avec une surface d'étanchéité d'un siège d'étanchéité s'élargissant de manière conique vers l'intérieur. Afin de satisfaire à de grandes exigences en matière d'étanchéité (par exemple Norme LEV II ou Norme PZEV) la bague d'étanchéité doit être comprimée avec une force relativement grande sur le siège d'étanchéité. Dans de nombreux cas, des bouchons de réservoir usuels travaillent par conséquent avec des ressorts puissants. Il est alors certes possible de se dispenser d'un dispositif de verrouillage, mais un inconvénient est qu'une grande force est nécessaire de la part de l'utilisateur pour ouvrir le volet de fermeture et que des mesures anti-vibratoires sont nécessaires pour empêcher une fermeture par déclic du volet de fermeture lié par exemple à l'injection haute pression de carburant ou même un danger de blessure. Dans d'autres genres de réalisation connus, par exemple suivant le DE 198 37 783 Al, on utilise des ressorts peu puissants, permettant une ouverture facile du volet de fermeture. Mais on a besoin de dispositifs de verrouillage complexes, comprimant la bague d'étanchéité sur le siège d'étanchéité, pour obtenir la force de compression nécessaire à une étanchéité suffisante. A partir de cela, l'invention vise un bouchon automatique de réservoir pour un réservoir de véhicule automobile, qui peut être ouvert facilement et qui assure une étanchéité suffisante sans l'utilisation d'un dispositif de verrouillage. On y parvient par un bouchon de fermeture caractérisé par un siège étanche coopérant avec la bague d'étanchéité, s'élargissant de façon conique vers l'intérieur du réservoir, et comportant une surface io d'étanchéité, et par une bague d'étanchéité réalisée en dispositif d'étanchéité à lèvres, qui comporte au moins une lèvre d'étanchéité coopérant avec la surface d'étanchéité. De manière très générale, la géométrie conique d'étanchéité réduit la force de fermeture nécessaire du volet de fermeture, si bien que l'on peut utiliser des ressorts de fermeture moins puissants en conséquence et obtenir tout de même de même forces de compression. On obtient une réduction supplémentaire de la force de compression et une augmentation de l'étanchéité par la conformation de la bague d'étanchéité en dispositif d'étanchéité à lèvres. Une lèvre d'étanchéité peut être déformée élastiquement sensiblement plus simplement en raison de sa géométrie, que cela n'est le cas pour un joint torique d'étanchéité pour lequel la capacité de déformation est déterminée pratiquement rien que par l'élasticité de l'élastomère utilisé. Par le fait de pouvoir déformer facilement, on réduit non seulement la force de compression notamment à des températures ambiantes basses, mais on peut aussi compenser même plus facilement des tolérances du côté des composants du bouchon de réservoir et de la bague d'étanchéité. Un avantage supplémentaire de la bague d'étanchéité proposée est que sa lèvre d'étanchéité peut être conformée de manière à pouvoir être repoussée par la pression intérieure du réservoir contre le siège d'étanchéité et y accroître son effet d'étanchéité. En raison du montage basculant excentré du volet de fermeture, on ne peut pas empêcher que, lors du basculement du volet de fermeture en sa position de fermeture, la bague d'étanchéité ne vienne en contact avec la surface d'étanchéité ou avec une partie de son pourtour. Le mouvement relatif entre la surface d'étanchéité et la bague d'étanchéité conduit dans le cas d'un joint torique d'étanchéité à ce que ce dernier se torsade ou se torde en soi. Cela se répercute négativement d'une part sur la solidité et d'autre part sur l'effet d'étanchéité du joint torique d'étanchéité. Une telle torsion est pratiquement exclue dans l'invention, notamment si, comme cela est proposé dans une variante de réalisation préférée, la bague d'étanchéité comporte une face latérale éloignée de la lèvre d'étanchéité, par laquelle elle s'appuie sur une surface antagoniste qui la porte. On améliore ainsi aussi le centrage du volet de fermeture io dans le siège d'étanchéité. Dans une variante de réalisation préférée, l'étanchéité est accrue par plusieurs, notamment deux lèvres d'étanchéité à distance dans la direction axiale. Mais, plusieurs lèvres d'étanchéité augmentent aussi la fiabilité de l'étanchéité dans le cas d'un salissement de la zone d'étanchéité. Si, en raison d'un salissement, une lèvre d'étanchéité ne s'applique plus de manière étanche à la surface d'étanchéité, l'autre lèvre d'étanchéité assure en effet la fonction d'étanchéité. Cela est le cas dans une mesure particulière si les deux lèvres d'étanchéité s'étendent en biais l'une par rapport à l'autre vue en coupe transversale, en faisant un angle ouvert par rapport à la surface d'étanchéité. Une amélioration de l'étanchéité de la bague d'étanchéité dans la région de sa surface plane peut être obtenue si celle-ci porte également plusieurs, notamment deux lèvres d'étanchéité à distance dans la direction axiale. Celles-ci sont conformées de manières similaires aux lèvres d'étanchéité décrites supra. Du fait que les lèvres d'étanchéité sont à distance dans la direction axiale, elles empêchent tout comme une application à plat dans un plan de la face plate, que la bague d'étanchéité ne se torde en soi lors de la phase finale de l'opération de fermeture. Dans un mode de réalisation préféré, le volet de fermeture est monté avec jeu sur le boîtier dans un palier basculant de telle manière qu'un centrage automatique du volet de fermeture dans le siège d'étanchéité est rendu possible. Par le centrage automatique du volet de fermeture dans le siège d'étanchéité conique, on a une compensation de tolérance généreuse pour les pièces individuelles du bouchon automatique de réservoir. On peut s ainsi compenser non seulement les tolérances de fabrication, qui apparaissent lors de la fabrication du bouchon de réservoir, mais aussi celles qui apparaissent au cours de la durée de vie du bouchon de réservoir, par exemple par vieillissement ou gonflement de l'élément d'étanchéité dû à des vapeurs de carburant. Des mesures auxiliaires io supplémentaires ne sont pas nécessaires pour le centrage automatique du volet de fermeture dans le siège d'étanchéité, car cela est une propriété générale, propre à chaque siège conique. Lors d'un gonflement de la bague d'étanchéité, son diamètre augmente. Il s'ensuit que le comportement de fermeture et d'ouverture du volet de fermeture et la force de compression se modifient, car la bague d'étanchéité, pour une même position axiale dans le siège d'étanchéité, doit être plus fortement déformée dans la direction axiale qu'en l'état non gonflé. Pour y remédier, il est prévu un palier basculant, qui permet un déplacement axial du volet de fermeture en la position de fermeture, la surface d'étanchéité ayant une longueur telle qu'elle est sollicitée par la bague d'étanchéité pour des positions axiales différentes du volet de fermeture, modifiées par un déplacement axial. Par cette conformation, la position axiale du volet de fermeture peut s'adapter automatiquement à une bague d'étanchéité radialement élargie par gonflement. De préférence, le réglage axial est obtenu par un palier basculant, qui est formé d'au moins un oeillet de basculement formé sur le volet de fermeture, réalisé en trou oblong, et par un axe de basculement traversant l'oeillet, s'étendant transversalement à la direction axiale. Dans une variante de réalisation préférée du point de vue de la simplicité de montage et de la sensibilité aux perturbations, la bague d'étanchéité est immobilisée sur une région de bords du volet de fermeture. s L'invention est maintenant explicitée plus en détail à l'aide d'exemples de réalisation représentés aux dessins annexés. Aux dessins: La figure 1 est une vue en perspective de d'un bouchon de s réservoir automatique, La figure 2 est une vue éclatée en perspective du bouchon de réservoir de la figure 1, to La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III III de la figure 1, La figure 4 représente une partie de la figure 3, La figure 5 est une reproduction suivant la figure 4, mais qui représente un bouchon de réservoir dont le volet 6 de fermeture ne se trouve pas en une position intermédiaire, La figure 6 est une vue correspondant à la figure 3 d'un bouchon 20 de réservoir dans lequel est introduit un pistolet de distribution, La figure 7 représente à plus grande échelle la partie VII de la figure 5, La figure 8 représente une variante de bague d'étanchéité dans une vue correspondant à la figure 7. Comme cela ressort notamment des figures 1 à 3, un bouchon de réservoir comprend comme composants principaux un boîtier 1 3o traversé en haut par une ouverture 2 de ravitaillement, un volet 3 de fermeture monté basculant dans le boîtier 1, fermant l'ouverture 2 de ravitaillement depuis sa face intérieure, et un siège 5 d'étanchéité coopérant avec le volet 3 de fermeture, comportant une surface 4 d'étanchéité. La surface 4 d'étanchéité est formée par la face intérieure d'une région 6 de paroi s'élargissant vers l'intérieur du réservoir. De manière correspondante, la surface 4 d'étanchéité est également élargie radialement, forme donc un cône s'ouvrant vers l'intérieur du réservoir. Il est formé en haut, sur la région 6 de paroi, une paroi 8 annulaire, qui s'étend radialement par rapport à l'axe 7 longitudinal central de l'ouverture 2 de ravitaillement ou du boîtier 1, et qui entoure l'ouverture 2 de ravitaillement. II est placé sur le boîtier 1, un entonnoir 9 d'introduction. L'entonnoir 9 d'introduction comporte une paroi 10 extérieure en forme de tronçon de tube sur la face intérieure de laquelle sont formées des parties 12 de paroi, qui s'étendent radialement vers l'intérieur et dont les petits io côtés tournés vers l'axe 7 longitudinal central sont des biseaux 13 d'introduction. La somme de tous les biseaux 13 d'introduction forme un conduit 14 de guidage, qui assure une introduction sans difficulté de l'embout 15 d'emplissage d'un pistolet 16 de distribution (figure 6) dans l'ouverture 2 de ravitaillement. L'entonnoir 9 d'emplissage est monté à l'intérieur d'un capuchon 17 en forme de douille dont le bord 18 inférieur est relié à la face frontale d'un collet 21a entourant la région 6 de paroi de manière coaxiale. Le volet 3 de fermeture est formé essentiellement d'un disque circulaire de la surface périphérique de laquelle font saillies radialement deux collerettes 19, 20. les collerettes 19, 20 forment entre elles, une gorge 22 annulaire dans laquelle, en l'état de montage, entre une bague 23 d'étanchéité constituée d'un élastomère résistant au carburant, par exemple FPM. La région de bords du volet 3 de fermeture est réalisée de façon à peu près complémentaire au siège 5 d'étanchéité en forme de cône. Le diamètre de la collerette 19 est par conséquent plus petit que le diamètre de la collerette 20. II est formé sur la collerette 20 intérieure, une jupe 24, qui s'étend à peu près sur la moitié du pourtour de la collerette 20. Au moins la face 25 extérieure de la jupe 24 forme la partie d'une surface latérale de cône, qui présente une inclinaison correspondant au siège 5 d'étanchéité et à la surface 4 d'étanchéité. Au dessous, il est formée sur la jupe 24, une branche 26, qui s'étend radialement vers l'extérieur, qui porte deux oeillets 27 de basculement à distance tangentielle qui sont traversé chacun par un trou 28 oblong s'étendant dans la direction de l'axe 31 longitudinal central du volet 3 de fermeture.les trous 28 oblongs sont, à l'état de montage, traversés par un axe 29 de basculement dont les extrémités rentrent respectivement dans une rainure 30 de guidage ménagée à l'intérieur du boîtier 1, s'étendant dans la direction de l'axe 27 longitudinal central. Pour immobiliser axialement l'axe 29 de basculement, on utilise dans chaque rainure 30 de guidage une agrafe 32. L'axe 29 de basculement est entouré d'un ressort 23 à branches, dont une branche 34 s'appuie sur le boîtier et dont l'autre branche 35 s'appuie à la face inférieure du volet 3 de fermeture. Ce dernier est ainsi maintenu en sa position de fermeture (figure 3, 4). La bague 23 d'étanchéité y est pressée io sur la surface 4 d'étanchéité. La bague 23 d'étanchéité insérée dans la gorge 22 annulaire du volet 3 de fermeture comporte de son côté coopérant avec la surface 4 d'étanchéité, deux lèvres 36, 37 d'étanchéité. Celles-ci sont disposées en is biais l'une par rapport à l'autre et forment un angle a ouvert par rapport à la surface 4 d'étanchéité (figure 7). Dans les exemples de réalisation représentés, l'angle a est égal à environ 90 . Les extrémités libres des lèvres 36, 37 d'étanchéité sont à peu près à angle droit dans la coupe radiale et comporte chacune un bord 38a, 38b intérieur et un bord 39a, 39b extérieur. Le côté de la bague 23 d'étanchéité éloigné des lèvres 36, 37 d'étanchéité est une face 40 plate, qui s'applique au fond 42 de gorge comme surface antagoniste avec précontrainte dirigée radialement vers l'intérieur. En haut et en bas, la bague 23 d'étanchéité comporte un rétrécissement 43. Le fond 42 de gorge fait partie d'une surface latérale de cône ayant une inclinaison correspondant à la surface 4 d'étanchéité. Si l'on introduit pour le ravitaillement un pistolet 16 de distribution, comme cela est représenté à la figure 6, dans l'ouverture 2 de ravitaillement, le volet 3 de fermeture est déplacé à sa position d'ouverture à l'encontre de l'effet du ressort 33 à branches. Pour ce basculement, en raison de la force relativement petite du ressort 33 à branches, une dépense de force petite en conséquence de la part de l'utilisateur est nécessaire. Si le pistolet 16 de distribution est retiré du bouchon de réservoir une fois l'opération de remplissage achevée, le volet de fermeture revient automatiquement en sa position de fermeture. En cette position, il s'applique par la bague 23 d'étanchéité à la surface 4 d'étanchéité. Le volet 3 de fermeture et la région 6 de paroi sont prévus de telle manière que soit présent entre eux, un interstice 48 en la position de fermeture. Afin qu'un centrage automatique puisse s'effectuer lors de ce basculement du volet 3 de fermeture dans le siège 4 d'étanchéité conique, le palier basculant du volet 3 de fermeture, formé de l'axe 29 de basculement et des oeillets 27 de basculement, est muni d'un jeu correspondant. Ce jeu résulte d'une part du fait que le diamètre 44 (figure 4) de l'axe 29 de basculement est plus petit que le diamètre 45 intérieur du io trou 28 oblong des oeillets 27 de basculement. Le volet 3 de fermeture peut ainsi se déplacer, lors d'un centrage automatique à l'intérieur du siège 5 d'étanchéité conique, dans une direction s'étendant à angle droit par rapport à l'axe 29 de basculement et dans un plan 41 radial, d'une distance qui correspond à la différence entre le diamètre 44 de l'axe de basculement et le diamètre 45 intérieur d'un trou 28 oblong. Comme le volet 3 de fermeture n'est pas immobilisé axialement sur l'axe 29 de basculement, il peut se déplacer aussi dans sa direction longitudinale. Lors du basculement du volet 3 de fermeture dans le siège 5 d'étanchéité conique, les lèvres 36, 37 d'étanchéité sont déformées élastiquement de manière à s'éloigner l'une de l'autre et à augmenter l'angle a qu'elles forment. Comme cela est visible à la figure 5, dans la région intérieure du dispositif d'étanchéité, d'abord le bord 38b intérieur arrive sur la surface 5 d'étanchéité (cf détail A) tandis que, dans la région extérieure du dispositif d'étanchéité, éloigné de l'axe 29 de basculement, d'abord le bord 38a intérieur arrive sur la surface 5 d'étanchéité (cf détail B). En la position de fermeture, les deux bords 28a, 38b intérieurs poussent alors la surface 5 d'étanchéité entièrement sur tout le pourtour. Lors d'un centrage automatique du volet 3 de fermeture dans le siège 5 d'étanchéité, l'effet de levier de la bague d'étanchéité est utilisé pour déplacer ou faire basculer le volet de fermeture en sa position centrée. L'application à plat dans un plan de la face 40 plate au fond 42 de gorge assure que la bague 23 d'étanchéité conserve sa position relative par rapport au volet 3 de fermeture, donc n'est pas soulevée du fond 42 de gorge et n'y est pas tordue en soi. On a une fixation sûre de la bague 23 d'étanchéité sur le volet 3 de fermeture, par exemple également si cette bague est complémentaire en matière avec le volet 3 de fermeture, par exemple de manière vulcanisée. Suivant le genre de la mauvaise position entre le volet 3 de fermeture et le siège 5 d'étanchéité, un déplacement de l'axe 29 de basculement dans la direction de l'axe 7 longitudinal central peut être nécessaire pour un centrage automatique. Un déplacement de ce genre est assuré par les trous 28 longitudinaux. Mais ceux-ci assurent aussi de plus une fonction supplémentaire: au cours de la durée d'utilisation d'un bouchon de réservoir, le matériau du boîtier 1 et io notamment le matériau de la bague 23 d'étanchéité peut absorber des vapeurs de carburant, ce qui fait que lesdites pièces enflent. Pour la bague 23 d'étanchéité, cela signifie que son diamètre augmente à la suite d'un gonflement. Une bague 23 d'étanchéité gonflée ne peut plus assurer sa fonction d'étanchéité en sa position initiale à l'intérieur du siège 5 d'étanchéité. Bien au contraire, en raison du diamètre accru de la bague 23 d'étanchéité, une mise en position du volet 3 de fermeture en une position se trouvant plus en dessous ou plus vers l'intérieur du réservoir est nécessaire. Une modification de ce genre de la position axiale du volet 3 de fermeture est assurée par les trous 28 oblongs par le fait que la surface 4 d'étanchéité a une longueur telle qu'elle peut être soumise à une force de la bague 23 d'étanchéité même pour des positions axiales différentes du volet 3 de fermeture, modifiées par un déplacement axial. La ligne de joint entre la face 40 plate et le fond 42 de gorge forme un chemin possible par lequel des vapeurs de carburant peuvent aller à l'extérieur. On peut obtenir dans ce cas, une étanchéité améliorée par le fait qu'il est présent sur la bague 23a (figure 8) d'étanchéité, au lieu de la face 40 plate, deux lèvres 46, 47 d'étanchéité, qui sont conformées de manière semblable aux lèvres 36, 37 d'étanchéité, qui s'éloignent donc également l'une de l'autre et qui forment un angle ouvert par rapport à la gorge 42 de fond. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 8, cet angle est un peu plus grand que 90 . Une perméation par l'intermédiaire de la ligne de joint entre la bague 23 d'étanchéité et la gorge 42 de fond peut être empêchée aussi d'une autre manière, par exemple par le fait que la bague 23 d'étanchéité est vulcanisée sur le volet Io 23 de fermeture. io 10 15 20 Enumération des signes de référence 1 Boîtier 2 Ouverture de ravitaillement 3 Volet de fermeture 4 Surface d'étanchéité Siège d'étanchéité 6 Région de paroi 7 Axe longitudinal central 8 Paroi annulaire 9 Entonnoir d'introduction Paroi extérieure 11 Partie de paroi 12 13 Biseau d'introduction 14 Conduit de guidage Embout d'introduction 16 Pistolet de distribution 17 Capuchon 18 Bord 19 Collerette Collerette 21 Surface frontale 21a Collet 22 Gorge annulaire 23 Bague d'étanchéité 24 Jupe Surface extérieure 26 Branche 27 illet de basculement 28 Trou oblong 29 Axe de basculement Rainure de guidage 31 Axe longitudinal central 35 32 Agrafe 33 Ressort à branche 34 Branche Branche 36 Lèvre d'étanchéité 37 Lèvre d'étanchéité 38 Bord intérieur 39 Bord extérieur Face plate 41 Plan radial 42 Fond de gorge 43 Rétrécissement 44 Diamètre Diamètre intérieur 46 Lèvre d'étanchéité 47 Lèvre d'étanchéité 48 Interstice Angle 20 Q Angle 15 REVENDICATIONS 1. Bouchon automatique de réservoir pour un réservoir de véhicule automobile, ayant un boîtier (1) comportant une ouverture (2) de ravitaillement, ayant un volet (3) de fermeture monté basculant dans le boîtier (1) entre une position de fermeture et une position d'ouverture, soumis à la force d'un ressort dans la direction de fermeture, fermant l'ouverture (2) de ravitaillement à partir de sa face intérieure, une bague (23) d'étanchéité étant montée en la position de fermeture entre le volet de fermeture et le boîtier, caractérisé par un siège (5) d'étanchéité coopérant avec la bague (23) d'étanchéité, s'élargissant de façon conique vers l'intérieur du réservoir, comportant une surface (4) d'étanchéité, et par une bague (23) d'étanchéité réalisée en dispositif d'étanchéité à lèvres, qui comporte au moins une lèvre (37) d'étanchéité coopérant avec la surface (4) d'étanchéité. 2. Bouchon de réservoir suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (23) d'étanchéité comporte une face (40) plate éloignée de la lèvre (37) d'étanchéité par laquelle elle s'appuie sur une surface antagoniste qui la porte. 3. Bouchon de réservoir suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par une bague (23) d'étanchéité comportant deux lèvres (36, 37) d'étanchéité à distance dans la direction axiale. 4. Bouchon de réservoir suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les deux lèvres (36, 37) d'étanchéité s'étendent en biais l'une par rapport à l'autre - vue en coupe transversale, en faisant un angle (a) ouvert par rapport à la surface (4) d'étanchéité. 5. Bouchon de réservoir suivant l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il est présent à la place de la face (40) plate, deux lèvres (46, 47) d'étanchéité axialement à distance, s'appliquant à la surface antagoniste. 6. Bouchon de réservoir suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par un palier basculant, qui permet un déplacement axial du volet (3) de fermeture en la position de fermeture, la surface (4) d'étanchéité ayant une longueur telle qu'elle est sollicitée par la bague (23) d'étanchéité pour des positions axiales différentes du volet (3) de fermeture, modifiées par un déplacement axial. 7. Bouchon de réservoir suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le palier basculant est formé d'au moins un oeillet (27) de basculement formé sur le volet (3) de fermeture, réalisé en trou (28) oblong, et d'un axe (29) de basculement traversant l'oeillet, et s'étendant transversalement à la direction axiale. 8. Bouchon de réservoir suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le volet (3) de fermeture est monté avec jeu sur le boîtier (1), de telle manière qu'il permet un centrage automatique du volet (3) de fermeture dans le siège (5) d'étanchéité. 9. Bouchon de réservoir suivant l'une des revendications 1 à 8, 25 caractérisé en ce que la bague (23) d'étanchéité est immobilisée sur une région de bords du volet (3) de fermeture.