Brevet FR2896024A1 — publié le 20070713

La présente invention a pour objet un bouchon équipé d'un clapet de surpression. Un tel bouchon est plus particulièrement destiné à obturer un composant d'un véhicule automobile situé sous le capot moteur tel que bouchon de remplissage d'huile, bouchon de liquide de refroidissement, bouchon de réservoir de liquide de frein ou encore clapet back-fire sur ré-partiteur. Pour des raisons de sécurité évidentes, différents éléments de véhicules automobiles doivent être équipés de dispositifs d'obturation 10 munis de clapets de pression. De tels dispositifs doivent satisfaire à différentes exigences, en particulier ne pas être sujets à des phénomènes de dégradation et résister aux contraintes propres aux conditions existant sous un capot moteur (température, hygrométrie, vibrations, chocs thermiques, agressions 15 chimiques...). Les clapets de pression classiquement utilisés dans ce domaine présentent l'inconvénient de présenter un nombre important de pièces, donc d'être relativement onéreux, et en outre d'être peu aisés à as-sembler et à mettre en place. 20 Pour remédier à ces inconvénients, on a déjà proposé conformément au document non publié FR 04 52 739 un dispositif d'obturation monobloc réalisé sous la forme d'un capuchon muni sur sa périphérie externe d'une rainure essentiellement annulaire dans laquelle est d'une part percé au moins un orifice d'évacuation de fluide communi- 25 quant avec la partie interne du composant à obturer, et sont d'autre part introduites à force les deux branches latérales d'une agrafe élastiquement déformable essentiellement en forme de U, de part et d'autre du capuchon. Au moins l'une des branches de cette agrafe est équipée 30 d'un joint d'étanchéité surmoulé ou rapporté sur celle-ci. Ce joint d'étanchéité s'applique contre l'orifice d'évacuation de fluide pour garantir l'étanchéité lorsque la pression régnant à la partie interne du composant à obturer est inférieure à une valeur prédéterminée et ouvre cet orifice lorsque cette pression est supérieure à cette valeur 35 prédéterminée. Un tel dispositif d'obturation présente l'avantage d'être simple et peu onéreux, de ne pas nécessiter d'outils particuliers pour sa mise en place et en outre d'être susceptible de pouvoir fonctionner dans une plage de température comprise entre --30 et + 150 C. Malgré ses avantages certains, un tel dispositif d'obturation ne peut pas satisfaire à toutes les exigences de l'industrie automobile, notamment lorsqu'il s'agit d'un bouchon de remplissage d'huile, en particulier en raison d'un débit de ventilation trop faible, et d'une insuffisance en ce qui concerne les exigences de propreté. La présente invention a pour objet de proposer un bouchon équipé d'un clapet de surpression de nature à remédier à ces inconvénients. Selon l'invention, un tel bouchon est caractérisé en ce qu'il comporte : un corps de bouchon destiné à être fixé hermétiquement sur le composant à obturer, muni d'un perçage médian et définissant une ouverture 15 d'éventation, un clapet de surpression soumis à l'action d'un ressort de rappel de façon à fermer hermétiquement le perçage médian du corps de bouchon lorsque la pression régnant à la partie interne du composant à obturer est inférieure à une valeur prédéterminée ou pression de déclenchement et à ouvrir ce perçage lorsque la pression régnant à la partie interne de ce composant est supérieure à cette valeur, et un capuchon d'obturation monté à force sur le corps de bouchon. Il est à noter que conformément à l'invention, la pression de déclenchement ne doit pas être considérée en valeur absolue, mais en va- 25 leur relative par rapport à la pression du milieu extérieur. Dans le cas particulier d'un bouchon de remplissage d'huile, cette pression de déclenchement peut avantageusement être égale à 135 20 mbar. Selon l'invention, le clapet de surpression peut donc se dé- 30 placer entre une position d'étanchéité dans laquelle il obture hermétique-ment le composant à obturer et une position d'éventation dans laquelle il permet l'évacuation vers l'extérieur d'un débit donné du fluide contenu dans ce composant qui peut être, à titre d'exemple, de 2301/mn à 250 mbar. 35 Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, le clapet de surpression et le capuchon d'obturation constituent un ensemble monobloc. Cette configuration présente l'avantage de permettre de réaliser le clapet de surpression en seulement deux parties principales distinctes, à savoir le corps de bouchon et l'ensemble monobloc, outre le ressort de rappel et les joints d'étanchéité nécessaires. La fabrication de ce clapet se trouve ainsi largement facilitée, en particulier le montage de l'ouverture d'éventation qui peut avoir une section importante. Selon une autre caractéristique préférentielle de l'invention, le clapet de surpression ou l'ensemble monobloc formé par le clapet de surpression et le capuchon d'obturation est constitué par un élément formant couvercle s'appliquant hermétiquement contre la périphérie du perçage médian du corps de bouchon et se prolongeant à la partie interne de celui-ci par une série de pattes de fixation dirigées axialement, respectivement équipées à leur extrémité libre d'un embout en forme de crochet permettant de retenir et de maintenir le ressort de rappel. Ces pattes de fixation qui peuvent avantageusement être au nombre de quatre sont de préférence montées autour d'un fût de guidage médian introduit dans une tubulure centrale du corps de bouchon. Il est ainsi possible de garantir la symétrie du bouchon lors du déplacement du clapet de surpression entre la position d'étanchéité et la position d'éventation. Selon une autre caractéristique de l'invention, le corps de bouchon est équipé à sa partie interne de nervures radiales sur lesquelles s'appuie le ressort de rappel à son extrémité opposée aux embouts en forme de crochet des pattes de fixation du clapet de surpression ou de l'ensemble monobloc formé par le clapet de surpression et le capuchon d'obturation. Le ressort de rappel s'appuie ainsi d'une part contre les embouts en forme de crochet des pattes de fixation du clapet de surpres- Sion ou de l'ensemble monobloc formé par ce clapet et le capuchon d'obturation et d'autre part contre les nervures radiales du corps de bouchon. Lorsque la pression régnant à la partie interne du composant à obturer est inférieure à la pression de déclenchement, le ressort de rappel tend à appliquer l'élément formant couvercle contre la périphérie du perçage médian pour fermer hermétiquement ce perçage. Lorsque la pression régnant à la partie interne de ce composant est supérieure à la pression de déclenchement, la force du ressort de rappel est insuffisante pour obtenir cette fermeture hermétique ; par suite le fluide contenu dans le composant à obturer peut s'échapper vers l'extérieur par l'orifice médian, puis par l'ouverture d'éventation du corps de bouchon. Selon l'invention, le corps de bouchon est de préférence constitué par un élément injecté en matériau synthétique comportant deux joints annulaires surmoulés sur celui-ci, à savoir d'une part un joint externe permettant de garantir l'étanchéité entre le bouchon et le composant à obturer et d'autre part un joint interne entourant le perçage mé- lo dian pour permettre de garantir l'étanchéité entre le corps de bouchon et le clapet de surpression ou l'ensemble monobloc formé par ce clapet et le capuchon d'obturation. Le clapet de surpression ou l'ensemble monobloc formé par ce clapet et le capuchon d'obturation peut lui aussi avantageusement être 15 constitué par un élément injecté en matériau synthétique. Le joint interne pourrait également, sans pour cela sortir du cadre de l'invention, être surmoulé sur le clapet de surpression ou l'ensemble monobloc formé par ce clapet et le capuchon d'obturation à la périphérie de l'élément formant couvercle de celui-ci. 20 Il est à noter que le fait de surmouler les joints d'étanchéité directement sur le bouchon ou le clapet de suppression ou l'ensemble monobloc fermé par ce clapet et le capuchon d'obturation permet d'éviter les risques de perte auxquels on se heurte constamment dans le cas de joints rapportés. 25 Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ouverture d'éventation est constituée par un canal d'éventation radial percé dans le corps de bouchon et coopérant le cas échéant avec un canal d'éventation associé percé dans le capuchon d'obturation. La présence de ces deux canaux d'éventation offre la possi-30 bilité d'adapter l'orientation de l'éventation donc le débit de fluide en fonction des besoins. Il est à noter que dans le cas où le clapet de suppression et le capuchon d'obturation constituent un ensemble monobloc, cet ensemble peut se déplacer de 1 à 2 mm par rapport au corps de bouchon lors- 35 que la pression régnant à la partie interne du composant à obturer est supérieure à la pression de déclenchement. L'orifice ainsi crée constitue alors l'ouverture d'éventation. 25 30 35 Les caractéristiques du bouchon qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en coupe d'un bouchon correspondant à une première variante de l'invention, les figures 2 et 3 sont des vues en perspective du corps de bouchon de ce bouchon, la figure 4 est une vue en perspective du clapet de surpression de ce bouchon, la figure 5 est une vue de dessous du capuchon d'obturation de ce bouchon, la figure 6 est une coupe représentative de la première étape de l'assemblage du clapet de ce bouchon, la figure 7 est une vue en perspective du bouchon correspondant à cette première variante de l'invention une fois assemblé, la figure 8 est une vue en coupe d'un bouchon correspondant à une seconde variante de l'invention, la figure 9 est une vue en perspective de l'ensemble monobloc constitue par le clapet de suppression et le capuchon d'obturation de ce bou- chon. Selon la figure 1, le bouchon correspondant à une première variante de l'invention est constitué de quatre éléments essentiels, à savoir un corps de bouchon 1, un clapet de surpression 2, un ressort de rappel 3 et un capuchon d'obturation 4. Selon les figures 2 et 3, le corps de bouchon 1 qui est destiné à être fixé hermétiquement sur un composant à obturer non représenté sur les figures est un élément injecté en matériau synthétique de forme essentiellement cylindrique comportant à l'une de ses extrémités une collerette 5 dans laquelle est percé un canal d'éventation radial 6. Le corps de bouchon 1 est équipé de deux joints d'étanchéité annulaires, à savoir un joint externe 7 et un joint interne 8 représenté sur la figure 2. Le joint externe 7 permet de garantir l'étanchéité entre le corps de bouchon 1 et le composant à obturer. Le joint interne 8 est situé à la partie interne d'un épaule-ment 9 de la collerette 5 faisant office de siège pour le clapet de surpression 2 et entourant un perçage médian 10 ; il a pour fonction de garantir l'étanchéité entre le corps de bouchon 1 et le clapet de surpression 2. Selon la figure 2, le perçage médian est muni d'une tubulure centrale 11 solidarisée à la paroi interne du perçage médian 10 par quatre nervures radiales 12. Selon la figure 4, le clapet de surpression 2 est également 5 constitué par un élément injecté en matériau synthétique. Ce clapet 2 comporte un élément discoïdal formant couvercle 13 qui se prolonge par un fût de guidage médian 14 dirigé axialement ainsi que par quatre pattes de fixation 15 elles aussi dirigées axialement et entourant ce fût 14. 10 Les pattes de fixation 15 sont équipées à leur extrémité libre d'un embout en forme de crochet 16. Selon la figure 1, l'élément discoïdal formant couvercle 13 du clapet de surpression 2 comporte un épaulement périphérique 17 définissant une portée annulaire par laquelle cet élément s'applique contre le 15 joint d'étanchéité interne 8 du corps de bouchon 1 pour permettre de fer-mer hermétiquement le perçage médian 10. Le ressort de rappel 3 s'appuie quant à lui d'une part par une première de ses extrémités sur les embouts en forme de crochet 16 des pattes de fixation 15 du clapet de surpression 2 et d'autre part par 20 son extrémité opposée contre les nervures radiales 12 du corps de joint 1. Selon la figure 5, le capuchon d'obturation 4 est équipé lui aussi d'un canal d'éventation radial 18 qui coopère avec le canal d'éventation 6 percé dans la collerette 5 du corps de bouchon 1. Le capuchon d'obturation 4 comporte par ailleurs des clips 25 d'assemblage périphériques 19 qui coopèrent avec des ergots d'assemblage 20 prévus à la périphérie de la collerette 5 du corps de bouchon 1 pour permettre le montage à force de ces deux éléments 1, 4 l'un sur l'autre. Selon les figures 6 et 7, l'assemblage des différents éléments constitutifs du bouchon est particulièrement simple. 30 Selon la figure 6, la première étape consiste à poser l'élément discoïdal formant couvercle 13 du clapet de surpression 2 sur un support. La seconde étape consiste à mettre en place le corps de bouchon 1 autour du clapet de suppression 2 en enfilant la tubulure 35 centrale 11 autour du fût de guidage médian 14. La troisième étape consiste à introduire le ressort de rappel 3 autour des pattes de fixation 15 en rétractant les embouts en forme de crochet 16. 20 25 30 35 L'élasticité des pattes de fixation 15 permet d'effectuer cette opération. Selon la figure 7, il ne reste alors plus qu'à encliqueter le capuchon d'obturation 4 sur l'ensemble ainsi constitué grâce aux élé-5 ments d'assemblage 19, 20. Selon la figure 1, lorsque la pression régnant à la partie in-terne du composant à obturer est inférieure à une valeur prédéterminée ou pression de déclenchement, le ressort de rappel 3 applique hermétiquement la portée 17 de l'élément discoïdal formant couvercle 13 du clapet de surpression 2 contre le joint interne 8 du corps de bouchon 1 de façon à fermer l'orifice médian 10 de celui-ci. Lorsque la pression régnant à la partie interne du composant à obturer devient supérieure à la pression de déclenchement, la force du ressort de rappel 3 devient insuffisante pour maintenir cette étanchéi- 15 té. Par suite l'élément discoïdal formant couvercle 13 se sou-lève de son siège 9 et le fluide contenu dans le composant à obturer peut s'échapper vers l'extérieur en passant par les canaux d'éventation 6, 18 percés dans le corps de bouchon 1 et dans le capuchon d'obturation 3. Selon la figure 8, le bouchon correspondant à une seconde variante de l'invention n'est constitué que de deux parties principales distinctes, à savoir un corps de bouchon 21 et un ensemble monobloc 22 correspondant au clapet de surpression et au capuchon d'obturation du bouchon selon la première variante de l'invention. Selon la figure 9, cet ensemble monobloc 22 comporte sur sa face interne, une surface plane 23 munie d'un joint annulaire 34 logé dans un évidement correspondant et se prolongeant par un fût de guidage médian 24 dirigé axialement ainsi que par quatre pattes de fixation 25 el-les aussi dirigées axialement et entourant ce fût 24. Les pattes de fixation 25 sont équipées à leur extrémité libre d'un embout en forme de crochet 26. Ces éléments ont une configuration largement similaire à celle des éléments correspondants du clapet de surpression 2 du bouchon selon la première variante de l'invention et ont la même fonction. La surface interne plane 23 de l'ensemble monobloc 22 est par ailleurs équipée, sur sa périphérie, de quatre barrettes d'assemblage 27 coudées vers l'intérieur. Selon la figure 8, la configuration du corps de bouchon 21 est largement similaire à celle du corps de bouchon 1 correspondant à la première variante de l'invention et comporte à l'une de ses extrémités, une collerette 28 formant siège pour la surface interne plane 23 de l'ensemble monobloc 22 et se prolongeant à sa périphérie par des ergots d'assemblage 29 coopérant avec les barrettes d'assemblage 27 de l'ensemble monobloc 22 pour permettre l'assemblages de ces deux éléments 21, 22. La configuration de la partie médiane du corps de bouchon 21 est identique à celle du corps de bouchon 1 représenté sur les figures 2 et 3 : le corps de bouchon 21 comporte en effet un perçage médian muni d'une tubulure centrale destinée à recevoir le fût de guidage médian 24 de l'ensemble monobloc 22 et solidarisée à la paroi interne du perçage médian par quatre nervures centrales. Lorsque la pression régnant à la partie interne du compo- sant à obturer est inférieure à une valeur prédéterminée ou pression de déclenchement, un ressort de rappel 30 s'appuie d'une part par une première des ses extrémités sur les embouts en forme de crochet 26 des pat-tes de fixation 25 de l'ensemble monobloc 22 et d'autre part, par son extrémité opposée contre les nervures radiales du corps de bouchon 21 de façon à appliquer hermétiquement la face externe de la collerette 28 contre le joint d'étanchéité 34 et la surface interne plane 23 de l'ensemble monobloc 22. Selon la figure 8, lorsque la pression régnant à la partie in-terne du composant à obturer devient supérieure à la pression de déclen- chement, la force du ressort de rappel 30 devient insuffisante pour maintenir cette étanchéité. Par suite et compte tenu de la configuration particulière des barrettes d'assemblage 27, l'ensemble monobloc 22 se soulève de 1 à 2 mm par rapport au corps de bouchon 21 et le fluide contenu dans le corn- posant à obturer peut s'échapper vers l'extérieur selon les flèches A en passant entre les deux éléments 21, 22.35 REVENDICATIONS 1 ) Bouchon équipé d'un clapet de surpression plus particulièrement destiné à obturer un composant d'un véhicule automobile situé sous le capot moteur, tel que bouchon de remplissage d'huile, bouchon de liquide de refroidissement ou bouchon de réservoir de liquide de frein caractérisé en ce qu' il comporte : un corps de bouchon (1) destiné à être fixé hermétiquement sur le composant à obturer, muni d'un perçage médian (10) et définissant 10 une ouverture d'éventation (6), un clapet de surpression (2) soumis à l'action d'un ressort de rappel (3) de façon à fermer hermétiquement le perçage médian (10) du corps de bouchon (1) lorsque la pression régnant à la partie interne du composant à obturer est inférieure à une valeur prédéterminée ou pression de 15 déclenchement et à ouvrir ce perçage (10) lorsque la pression régnant à la partie interne de ce composant est supérieure à cette valeur, et un capuchon d'obturation (4) monté à force sur le corps de bouchon (1). 20 2 ) Bouchon selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet de surpression (2) et le capuchon d'obturation (4) constituent un ensemble monobloc (22). 25 3 ) Bouchon selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le clapet de surpression (2) ou l'ensemble formé par le clapet de surpression (2) et le capuchon d'obturation (4) est constitué par un élément discoïdal formant couvercle (13) s'appliquant hermétiquement contre la 30 périphérie du perçage médian (10) du corps de bouchon (1) et se prolongeant à la partie interne de celui-ci par une série de pattes de fixation (15) dirigées axialement, respectivement équipées à leur extrémité libre d'un embout en forme de crochet (16) permettant de retenir et de maintenir le ressort de rappel (3). 35 4 ) Bouchon selon la revendication 3, caractérisé en ce que le corps de bouchon (1) est équipé à sa partie interne de nervures radiales (12) sur lesquelles s'appuie le ressort de rappel (3) à son extrémité opposée aux embouts en forme de crochet (16) des pattes de fixation (15) du clapet de surpression (2) ou de l'ensemble monobloc formé par le clapet de sur- pression (2) et le capuchon d'obturation (4). 5 ) Bouchon selon la revendication 3, caractérisé en ce que les pattes de fixation (15) du clapet de surpression (2) ou de l'ensemble monobloc formé par le clapet de surpression (2) et le capuchon d'obturation (4) entourent un fût de guidage médian (14) introduit dans une tubulure centrale (11) du corps de bouchon (1). 6 ) Bouchon selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de bouchon (1) est constitué par un élément injecté en matériau synthétique comportant deux joints annulaires surmoulés sur celui-ci, à savoir d'une part un joint externe (7) permettant de garantir l'étanchéité entre le bouchon et le composant à obturer et d'autre part un joint interne (8) entourant le perçage médian (10) pour permettre de garantir l'étanchéité entre le corps de bouchon (1) et le clapet de surpression (2) ou l'ensemble monobloc formé par le clapet de surpression et le capuchon d'obturation. 7 ) Bouchon selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture d'éventation est constituée par un canal d'éventation radial (6) percé dans le corps de bouchon (1) et coopérant le cas échéant avec un canal d'éventation associé (18) percé dans le capuchon d'obturation (4). 30