Brevet FR2879169A1 — publié le 20060616

Dispositif de bouchon-filtre pour un réservoir, en particulier pour un réservoir d'un condenseur de 5 climatisation L'invention concerne un dispositif de bouchon-filtre propre à être installé dans une extrémité ouverte d'un réservoir tubulaire, en particulier d'un réservoir associé à un condenseur de climatisation. On connaît déjà des dispositifs de bouchon-filtre de ce genre qui comportent un corps de bouchon muni d'un joint d'étanchéité, ainsi qu'un filtre situé dans le prolongement du bouchon et muni d'un joint d'étanchéité de manière à définir dans le réservoir une zone amont pour un fluide à filtrer et une zone aval pour le fluide filtré. Dans une application préférentielle de l'invention, le 20 réservoir tubulaire est associé à un condenseur de climatisation, en particulier pour un véhicule automobile. Lorsqu'un tel dispositif de bouchon-filtre est installé dans l'extrémité ouverte d'un réservoir tubulaire, il contribue, par ses deux joints d'étanchéité, à définir les zones amont et aval précitées. Il suffit alors de prévoir dans le réservoir tubulaire deux orifices différents, un orifice d'entrée débouchant dans la zone amont et un orifice de sortie débouchant dans la zone aval. Dans l'application particulière à un condenseur de climatisation, l'orifice d'entrée reçoit le fluide réfrigérant condensé, c'est-à-dire à l'état liquide, qui débouche dans la zone amont du réservoir Le fluide réfrigérant est alors filtré, gagne la zone aval et quitte ensuite le réservoir par l'orifice de sortie pour gagner habituellement une partie du condenseur où le fluide condensé est sous-refroidi. Pour cela, l'orifice d'entrée du réservoir communique habituellement avec une dernière passe de condensation du faisceau de tubes du condenseur, tandis que l'orifice de sortie communique habituellement avec une passe de sous-refroidissement du faisceau de tubes. Le réservoir de fluide loge en outre, dans cette application 5 particulière, une cartouche destinée à assurer une dessiccation ou déshydratation du fluide réfrigérant. Pour assurer le remplacement de cette cartouche et éventuellement du filtre, il est nécessaire de pouvoir monter et démonter l'ensemble de bouchon-filtre, cette opération s'effectuant habituellement par vissage ou dévissage. On connaît déjà différents dispositifs de bouchon-filtre de ce genre. Ainsi, par exemple, la publication JP 2001/333030 (Denso) divulgue un bouchon en matière plastique intégrant une partie filtre rapportée sur le corps du bouchon, l'ensemble bouchon-filtre constituant une seule pièce. Toutefois, la mise en place de cet ensemble s'effectue par l'intermédiaire d'un insert métallique qui est rapporté à l'intérieur du réservoir et dans lequel vient se visser le bouchon. Cet ensemble comporte une gorge d'étanchéité dans laquelle vient se loger un joint d'étanchéité. Du fait que le bouchon est obtenu par injection d'une matière plastique en une seule étape, le risque de présence de bavures au fond de la gorge ne peut être évité, ce qui peut compromettre la fonction d'étanchéité. En outre, la présence d'un insert métallique complique la réalisation du bouchon. Le document KR 10 2001/0065605 (Halla) décrit un bouchon formé par injection de matière plastique, le bouchon et le filtre étant formés en une seule pièce. Le bouchon comprend deux gorges dans lesquelles sont logés des joints d'étanchéité. Là aussi, comme dans le cas de la publication citée précédemment, le risque de former des bavures dans les deux gorges est pratiquement incontournable, d'où des risques de compromettre l'étanchéité. Le document DE 10 213 176 (Behr) concerne un ensemble de bouchon- filtre dans lequel la partie filtre est rapportée sur le corps du bouchon en matière plastique ou en aluminium par des moyens d'encliquetage. Dans une autre version, le filtre et le bouchon forment une seule pièce obtenue par injection de matière plastique. En ce cas, le bouchon-filtre comprend deux gorges dans lesquelles l'étanchéité est assurée par la compression des joints contre la paroi interne du réservoir. Dans sa partie terminale du côté filtre, une lèvre circulaire vient en contact avec la paroi interne du réservoir pour séparer celui-ci en deux zones. Cette solution connue a pour inconvénient de nécessiter un respect particulier des jeux d'assemblage après encliquetage de la partie filtre sur le corps du bouchon, ceci afin de permettre une position correcte du joint et donc d'assurer la fonction d'étanchéité. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités. Elle vise en particulier à procurer un dispositif de bouchon- filtre pouvant être obtenu de manière particulièrement simple et comportant deux joints d'étanchéité susceptibles de garantir la fonction d'étanchéité requise. L'invention vise aussi à procurer un tel dispositif de bouchon- filtre qui ne nécessite pas l'utilisation d'un insert lors du montage du dispositif dans l'extrémité ouverte d'un réservoir tubulaire. Elle vise encore à procurer un tel dispositif de bouchon-filtre qui peut être utilisé dans de nombreuses applications. L'invention vise en particulier à procurer un tel dispositif de bouchon-filtre qui peut être utilisé dans un réservoir tubulaire associé à un condenseur de climatisation, notamment pour véhicule automobile. L'invention propose à cet effet un dispositif de bouchon-filtre du type défini en introduction, dans lequel le corps de bouchon et le filtre sont obtenus par moulage de deux matières plastiques différentes, le filtre étant réalisé dans une matière plus souple que le corps de bouchon en intégrant au moulage le joint d'étanchéité du filtre, et dans lequel le filtre comporte une extrémité proximale qui est surmoulée sur une extrémité distale du corps de bouchon. Ainsi, le corps de bouchon est réalisé dans une matière plastique relativement rigide, tandis que le filtre est réalisé dans une matière plastique plus souple en intégrant le joint d'étanchéité du filtre, si bien que ce joint, par sa souplesse, peut garantir l'étanchéité. Par ailleurs, le joint d'étanchéité, qui est associé au bouchon, peut être réalisé d'une autre manière. Du fait que le bouchon et le filtre sont obtenus à partir de matières plastiques différentes et que le filtre est surmoulé sur le bouchon, on obtient un ensemble monobloc avec une résistance mécanique élevée pour le corps du bouchon et une souplesse du joint d'étanchéité du filtre, pour assurer une meilleure étanchéité. Selon une autre caractéristique de l'invention, le filtre comporte en outre une extrémité distale qui porte le joint d'étanchéité du filtre et qui est reliée à l'extrémité proximale par des bras de liaison. Ces bras de liaison peuvent porter des guides de centrage pour guider le filtre lors de son installation dans l'extrémité ouverte du réservoir. Ceci permet d'éviter un endommagement éventuel du filtre à l'occasion de son installation. Le joint d'étanchéité du filtre est avantageusement réalisé sous la forme d'une lèvre annulaire souple déformable. Par ailleurs, le filtre comporte avantageusement une toile filtrante venue de moulage. Le joint d'étanchéité du bouchon est de préférence réalisé sous la forme d'un joint torique logé dans une gorge annulaire formée entre l'extrémité distale du corps de bouchon et l'extrémité proximale du filtre. Une telle réalisation est particulièrement avantageuse puisqu'elle permet d'éviter la formation de bavures dans la gorge annulaire. Celle-ci résulte en effet de l'assemblage de deux parties d'extrémité, à savoir l'extrémité distale du corps de bouchon et l'extrémité proximale du filtre. Il est avantageux pour cela que la gorge annulaire soit délimitée par un fond et une paroi annulaire formés par le corps de bouchon et par une paroi annulaire opposée formée par le filtre. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le corps de bouchon présente un filetage externe pour permettre un montage vissé à l'intérieur du réservoir. Dans une réalisation préférentielle, le corps de bouchon est réalisé dans une matière plastique du type polyamide chargée, tandis que le filtre est réalisé dans une matière plastique du type polyamide, non chargée. Sous un autre aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif de bouchon-filtre tel que défini précédemment, lequel comprend les opérations suivantes: a) réaliser par moulage un corps de bouchon en une matière plastique relativement rigide; b) réaliser par moulage un filtre en une matière plastique relativement souple comportant un joint d'étanchéité du 35 filtre venu de moulage; c) surmouler une extrémité proximale du filtre sur une extrémité distale du corps de bouchon de sorte que le filtre se situe dans le prolongement du corps de bouchon en formant un ensemble monobloc; et d) placer un joint d'étanchéité autour du corps de bouchon. Dans l'opération d), le joint d'étanchéité du bouchon est avantageusement placé dans une gorge formée en partie par le corps de bouchon et en partie par le filtre. Sous un autre aspect, l'invention concerne un réservoir de fluide à paroi tubulaire comportant une extrémité ouverte propre à recevoir un dispositif de bouchon-filtre tel qu'obtenu précédemment. La paroi tubulaire du réservoir comporte avantageusement une entrée de fluide débouchant dans une zone amont du réservoir située en amont du filtre et une sortie de fluide débouchant dans une zone aval du réservoir située en aval du filtre et comprise entre le joint d'étanchéité du corps de bouchon et le joint d'étanchéité du filtre. Dans une application préférentielle, le réservoir est agencé pour être relié à un condenseur de climatisation et contenir un fluide réfrigérant. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue latérale d'un dispositif de 30 bouchon-filtre selon l'invention avant assemblage par surmoulage; - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 après assemblage mutuel par surmoulage du corps de bouchon et du 35 filtre; et la figure 3 montre le dispositif de bouchon-filtre de la figure 2 une fois installé dans l'extrémité ouverte d'un réservoir tubulaire, ce réservoir étant représenté partiellement et en coupe longitudinale. On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente un dispositif de bouchon-filtre, désigné dans son ensemble par la référence 10, avant assemblage d'un corps de bouchon 12 et d'un filtre 14. Le corps de bouchon 12 a sensiblement la forme d'un corps de révolution d'axe XX. Il comporte une extrémité proximale 16 formant un couvercle, une extrémité distale 18 formant un épaulement, et une partie intermédiaire 20 filetée, agencée pour permettre le montage du bouchon à l'intérieur d'une extrémité ouverte d'un réservoir, comme on le verra plus loin. L'extrémité distale 18, formant épaulement, délimite un fond 22 sensiblement parallèle à l'axe XX et une paroi annulaire 24 sensiblement perpendiculaire à l'axe XX, le fond 22 et la paroi annulaire 24 étant ainsi formés par le corps de bouchon 12. Ce dernier est réalisé dans une matière plastique relativement rigide, par exemple du type polyamide, chargée. La charge utilisée est avantageusement du talc. L'utilisation d'une telle matière chargée permet de réaliser un corps de bouchon présentant une résistance mécanique élevée. Le filtre 14 est, en revanche, réalisé dans une matière plastique plus souple, par exemple une matière de type polyamide, non chargée. L'utilisation d'une telle matière permet, comme on le verra plus loin, d'assurer une certaine souplesse au filtre pour garantir une étanchéité. Le filtre 14 présente une forme générale cylindrique de révolution par rapport à l'axe XX précité. Il comporte une extrémité proximale 26 destinée à être assemblée par surmoulage avec l'extrémité distale 18 du corps de bouchon et une extrémité distale 28 qui porte un joint d'étanchéité 30 formant partie intégrante du filtre et venu du moulage avec celui-ci. Ce joint d'étanchéité est réalisé sous la forme d'une lèvre annulaire 30 qui, du fait de la matière utilisée pour le filtre, est souple et déformable. Ce caractère de souplesse et de déformabilité ne pourrait pas être obtenu si le filtre était réalisé dans la même matière que le corps de bouchon 12. Les extrémités proximale 26 et distale 28 sont reliées entre elles par des bras de liaison 32, ici au nombre de quatre, qui s'étendent chacun dans une direction longitudinale, c'est-à-dire parallèlement à l'axe XX. Dans l'exemple représenté, chacun des bras de liaison 32 porte un guide de centrage 34 réalisé sous la forme d'un bossage arrondi et allongé de manière à faciliter le guidage du filtre, lors de l'installation du dispositif, comme on le verra plus loin. Par ailleurs, le filtre 14 comporte une toile filtrante 36 présentant une partie cylindrique s'étendant entre les bras de liaison 32 et une partie annulaire placée au niveau de l'extrémité distale 28. L'extrémité proximale 26 délimite une paroi annulaire 38 qui, du fait qu'elle est formée à l'extrémité peut être venue de moulage sans bavure. De la paroi annulaire 38 s'étendent une pluralité de dents de surmoulage 39 qui s'étendent sensiblement dans la direction axiale et qui sont destinées à réaliser une liaison par surmoulage avec le corps de bouchon, comme on le verra plus loin. Le dispositif 10 comprend en outre un joint d'étanchéité 40 de forme torique (figure 2) réalisé de façon indépendante et destiné à être placé autour du corps de bouchon 12, et plus précisément entre l'extrémité distale 18 du corps de bouchon 12 et l'extrémité proximale 26 du filtre 14. Sur la figure 2, le joint d'étanchéité 40 est représenté dans sa condition après montage. Pour assurer l'assemblage du corps de bouchon 12 et du filtre 14, on surmoule l'extrémité proximale 26 du filtre sur l'extrémité distale 18 du corps de bouchon de sorte que le filtre se situe dans le prolongement du corps de bouchon, ce qui permet d'obtenir ainsi un ensemble monobloc (figure 2). Lors de cette opération, les dents de surmoulage viennent se loger dans une cavité (non représentée) de l'extrémité distale 18 du corps de bouchon 12 pour assurer une liaison par surmoulage. Le surmoulage peut s'effectuer par toute coopération de forme appropriée. L'extrémité distale 18 du corps de bouchon 12 peut aussi, en complément ou en variante, comporter toute forme d'accrochage appropriée sur laquelle viendra se surmouler l'extrémité 26 pour réaliser une liaison définitive entre le corps de bouchon et le filtre. Après l'assemblage, on insère le joint d'étanchéité 40 qui vient se loger naturellement dans une gorge annulaire 41 à profil en U (figure 2) qui est formée en partie par le corps de bouchon 12 (fond 22 et paroi annulaire 24) et en partie par le filtre 14 (paroi annulaire 38). Lorsque les deux parties du filtre sont assemblées, les parois annulaires 24 et 38 sont opposées l'une à l'autre et contribuent à définir la gorge annulaire 41, comme on le voit sur la figure 2, ce qui assure le maintien du joint 40. Ceci permet de réaliser une gorge à partir de deux parties différentes assemblées entre elles, ce qui évite la formation de bavures pouvant nuire à l'étanchéité. Pour mettre en place le joint d'étanchéité 40, on l'élargit radialement, puis on l'enfile axialement, de préférence en le passant autour du filtre, pour l'amener autour de la gorge 41 dans laquelle il vient se loger en reprenant sa configuration initiale. Le procédé de fabrication du dispositif de bouchon-filtre de l'invention comprend donc essentiellement les opérations suivantes: a) réaliser par moulage le corps de bouchon 12 entre une matière plastique relativement rigide; b) réaliser par moulage le filtre 14 en une matière plastique 5 relativement souple comportant le joint d'étanchéité 30 venu de moulage; c) surmouler l'extrémité proximale 26 du filtre sur l'extrémité distale 18 du corps de bouchon de sorte que le filtre se situe dans le prolongement du corps de bouchon en formant un ensemble monobloc; et d) placer le joint d'étanchéité 40 autour du corps de bouchon. On se réfère maintenant à la figure 3 qui montre un réservoir 42 comportant une paroi tubulaire 44 délimitant un logement cylindrique de section circulaire d'axe XX. Le réservoir 42 comporte une extrémité ouverte 46 dans laquelle est introduit axialement le dispositif de bouchon-filtre 10, le filtre étant introduit en premier lieu. Lors de l'introduction du filtre, celui-ci est guidé contre la paroi 44 par les guides de centrage 34, évitant ainsi un endommagement éventuel du filtre. Le joint d'étanchéité 30 se trouve comprimé et serré pour garantir l'étanchéité. Le montage du dispositif se fait en vissant la partie filetée 20 dans un filetage interne 48 réalisé dans la paroi tubulaire 44. L'extrémité proximale 16 est aménagée pour faciliter l'entraînement en rotation. Elle peut comporter, par exemple, un logement à six pans pour faciliter le vissage ou au contraire le dévissage. Lors du montage, le joint d'étanchéité 40 se trouve comprimé radialement comme on le voit sur la figure 3. Après installation du dispositif 10, le volume intérieur du réservoir 42 se trouve divisé en une zone amont 50 située en amont du filtre et une zone aval 52 comprise entre les joints d'étanchéité 30 et 40. Les termes "amont" et "aval" se réfèrent au sens d'écoulement du fluide. La paroi 44 du réservoir comporte un orifice d'entrée 54 qui débouche dans la zone amont 50 et un orifice de sortie 56 qui débouche dans la zone aval 52, ces orifices constituant respectivement une entrée et une sortie de fluide. Le fluide à filtrer pénètre par l'orifice d'entrée 54 (flèche F1) dans la zone amont 50, est ensuite filtré par le filtre pour gagner la zone aval 52. Le filtre filtré quitte ensuite le réservoir par l'orifice de sortie 56. Dans une application préférentielle de l'invention, le réservoir est associé à un condenseur de climatisation, notamment de véhicule automobile. L'orifice d'entrée 54 est alors relié à la dernière passe de condensation PC du faisceau de tubes du condenseur, tandis que l'orifice de sortie 56 est relié à une passe de sous-refroidissement PSR de ce faisceau. Le fluide condensé, donc essentiellement à l'état liquide, pénètre dans la zone amont 50 du réservoir, est ensuite filtré par le filtre, gagne la zone aval 52 puis est envoyé dans la passe de sousrefroidissement où le fluide surchauffé est refroidi. Dans cette application particulière, le réservoir contient en outre une cartouche desséchante 58 (représentée schématiquement) qui permet de déshydrater le fluide réfrigérant. Le dispositif 10 peut être dévissé pour permettre le remplacement de la cartouche et habituellement l'échange pur et simple du dispositif de bouchon-filtre contre un dispositif neuf. L'invention trouve également des applications à d'autres réservoirs ou collecteurs de fluide. Revendications 1. Dispositif de bouchon-filtre propre à être installé dans une extrémité ouverte (46) d'un réservoir tubulaire {42) et comportant un corps de bouchon (12) muni d'un joint d'étanchéité (40) ainsi qu'un filtre (14) situé dans le prolongement du bouchon et muni d'un joint d'étanchéité (30) de manière à définir dans le réservoir une zone amont (50) pour un fluide à filtrer et une zone aval (52) pour le fluide filtré, caractérisé en ce que le corps de bouchon (12) et le filtre (14) sont obtenus par moulage de deux matières plastiques différentes, le filtre (14) étant réalisé dans une matière plus souple que le corps de bouchon (12) en intégrant au moulage le joint d'étanchéité (30) du filtre, et en ce que le filtre comporte une extrémité proximale (26) qui est surmoulée sur une extrémité distale (18) du corps de bouchon. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre comporte en outre une extrémité distale (28) qui porte le joint d'étanchéité (30) du filtre et qui est reliée à l'extrémité proximale (28) par des bras de liaison (32). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bras de liaison (32) portent des guides de centrage (34) pour guider le filtre (14) lors de son installation dans l'extrémité ouverte du réservoir tubulaire. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (30) du filtre (14) est réalisé sous la forme d'une lèvre annulaire souple déformable. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le filtre (14) comporte une toile filtrante (36) venue du moulage. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité du bouchon est réalisé sous la forme d'un joint torique (40) logé dans une gorge annulaire (41) formée entre l'extrémité distale (18) du corps de bouchon (12) et l'extrémité proximale (26) du filtre (14). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la gorge annulaire (41) est délimitée par un fond (22) et une paroi annulaire (44) formés par le corps de bouchon (12) et par une paroi annulaire opposée (38) formée par le filtre (14). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le corps de bouchon (12) présente un filetage externe (20) pour permettre un montage vissé à l'intérieur du réservoir (42). 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le corps de bouchon (12) est réalisé dans une matière plastique du type polyamide chargée, tandis que le filtre (14) est réalisé dans une matière plastique du type polyamide, non chargée. 10. Procédé de fabrication d'un dispositif de bouchon-filtre selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: a) réaliser par moulage un corps de bouchon (12) en une 30 matière plastique relativement rigide; b) réaliser par moulage un filtre (14) en une matière plastique relativement souple comportant un joint d'étanchéité du filtre (30) venu de moulage; c) surmouler une extrémité proximale (26) du filtre (14) sur une extrémité distale (18) du corps de bouchon (12) de sorte que le filtre se situe dans le prolongement du corps de bouchon en formant un ensemble monobloc; et d) placer le joint d'étanchéité (40) autour du corps de bouchon (12). 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que dans l'opération d) le joint d'étanchéité (40) du bouchon est placé dans une gorge (41) formée en partie par le corps de bouchon (12) et en partie par le filtre (14). 12. Réservoir de fluide à paroi tubulaire, comportant une extrémité ouverte (46) propre à recevoir un dispositif de bouchon-filtre, caractérisé en ce que le dispositif de bouchon-filtre (10) est conforme à l'une des revendications 1 à 9 ou tel qu'obtenu par le procédé de l'une des revendications 10 et 11. 13. Réservoir de fluide selon la revendication 12, caractérisé en ce que la paroi tubulaire (44) du réservoir comporte une entrée de fluide (54) débouchant dans une zone amont (50) du réservoir située en amont du filtre, et une sortie de fluide (56) débouchant dans une zone aval (52) du réservoir située en aval du filtre et comprise entre le joint d'étanchéité (40) du corps de bouchon et le joint d'étanchéité (30) du filtre. 14. Réservoir de fluide selon l'une des revendications 12 et 13, caractérisé en ce qu'il est agencé pour être relié à un condenseur de climatisation et contenir un fluide réfrigérant.