Brevet FR2903971A1 — publié le 20080125

La présente invention concerne un bouchon pour une ouverture d'un réservoir, ainsi qu'un réservoir comprenant un tel bouchon. L'invention s'applique à des réservoirs dans lesquels un fluide doit être stocké sous pression atmosphérique tels que, par exemple, des réservoirs de systèmes hydrauliques: Un réservoir destiné à contenir un fluide sous pression atmosphérique doit être pourvu d'un dispositif dit de mise à l'air libre afin de garantir que le fluide ne soit pas exposé à des variations de pression dues, par exemple, à des changements de température du fluide. Et cette condition doit être remplie aussi bien pour des systèmes avec variation de volume que pour Et ceci s'applique aussi bien à des systèmes pour des applications avec variation de volume qu'à des systèmes dits à volume constant, en raison des variations de température et des dilatations relatives. Un tel système est utilisé, par exemple, dans des systèmes de direction assistée, des systèmes de freinage ou d'embrayage, en ce qui concerne le domaine de l'automobile. Dans sa forme la plus simple, un dispositif de mise à l'air libre consiste en un trou pratiqué dans la paroi du réservoir. De préférence, ce trou est coiffé d'un cache destiné à recouvrir le trou de manière à empêcher l'introduction accidentelle de corps solides ou de liquides dans l'intérieur du réservoir sans pour autant gêner l'évacuation de l'air ou de vapeurs du fluide stocké dans le réservoir, vers l'extérieur. Un tel évent sera alors disposé plus ou moins éloigné de l'ouverture servant au remplissage du réservoir. Cependant, une telle disposition, quoique simple, signifie qu'il faut pourvoir le réservoir de deux perçages, l'un pour l'évent et l'autre pour l'ouverture de remplissage. Aussi, d'autres solutions ont été cherchées, notamment des solutions intégrant des moyens de mise à l'air libre dans le bouchon conformé pour obturer l'ouverture de remplissage du réservoir. 2903971 2 Les solutions les plus courantes dans ce sens sont basées sur des bouchons comportant plusieurs éléments. Ces bouchons comprennent alors un système de fixation et un trou pour assurer le passage d'air. De plus, ils comprennent un 5 système déflecteur sous la forme d'une pièce supplémentaire assurant une fonction de rétention temporaire du fluide contenu dans le réservoir et d'évacuation afin d'éviter que le fluide sorte directement par l'évent. Cette disposition crée ainsi un système anti-vague. En effet, en cas d'arrivée 10 d'une vague de fluide, celle-ci est partiellement stoppée par le système anti-vague et ensuite, en cas de passage de la vague de fluide, le fluide est dirigé vers une cavité. La sortie vers l'extérieur est disposée sur une partie haute du système pour permettre un passage d'air éloigné du volume de 15 fluide. Sur les bouchons les plus performants, le fluide maintenu dans la cavité est ensuite évacué directement vers la réserve de fluide à travers un trou d'évacuation. L'inconvénient de ce type de bouchon vient du fait 20 qu'il nécessite plusieurs pièces, à savoir un corps de bouchon, un composant assurant le système anti-vague et un système de rétention et d'évacuation du fluide. A ceci, il faut généralement ajouter un joint. D'autres bouchons sont composés d'un corps de bouchon 25 muni d'un trou sur lequel est ajoutée une membrane spécifique dont la propriété est de laisser passer l'air et d'empêcher le passage de fluide. Ces bouchons sont performants mais présentent l'inconvénient de nécessiter une membrane spécifique et un moyen de fixation de cette dernière. Le coût 30 de ce type de bouchon est en conséquence assez élevé. Les bouchons les plus simples sont réalisés en une seule partie et le passage d'air est assuré par un évidement disposé sous le joint et débouchant sur un trou d'évacuation ou sur les filets extérieurs. Cependant, ces bouchons sont 35 peu performants, puisque la distance qui sépare le fluide de 2903971 3 l'extérieur n'est pas très grande. De plus, ces bouchons ne sont pas équipés de système anti-vague. Aussi, ces bouchons ne permettent pas de garantir, par exemple, l'absence de coulure des fluides hydrauliques. 5 Le but de l'invention est de proposer un bouchon palliant les inconvénients présentés ci-avant. Le but de l'invention est atteint avec un bouchon pour une ouverture d'un réservoir, le bouchon comportant un corps de bouchon avec une première partie servant à l'obturation 10 proprement dite de l'ouverture, une deuxième partie servant à la fixation du bouchon sur l'ouverture et une troisième partie conformée pour pouvoir s'étendre à l'intérieur de l'ouverture du réservoir, le bouchon étant pourvu d'un joint d'étanchéité. 15 Conformément à l'invention, le bouchon est réalisé en une seule pièce et le corps de bouchon est pourvu de moyens de chicanage destinés à relier l'intérieur du réservoir à un évent formé dans le bouchon et débouchant vers l'extérieur. Grâce aux dispositions de l'invention, le bouchon de 20 l'invention réunit en une seule pièce, outre une partie servant à la fixation du bouchon sur l'ouverture du réservoir, un système anti-vague et un système d'évacuation d'air de grande longueur pour éviter, par un chicanage important des reflux de fluide. 25 Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le système anti-vague est réalisé en forme de filets formés sur la troisième partie du corps de bouchon avec une forme leur permettant d'être démoulés facilement. Dans le cas d'un bouchon destiné à être réalisé par moulage par injection et 30 conformé pour être fixé, par une partie taraudée, sur un goulot de réservoir par vissage, les filets du système antivague ont la même pente que le taraudage et peuvent ainsi être démoulés en même temps et aussi facilement que le taraudage de fixation du bouchon. 2903971 4 Les filets du système anti-vague peuvent être réalisés de manière à former un filetage ou, selon une variante de réalisation, des bourrelets successifs et sans former un filetage. En effet, les filets du système anti-vague 5 délimitent entre eux des cavités et permettent ainsi d'arrêter des projections de fluide venant de la partie intérieure du réservoir. Leur réalisation en forme de filetage n'est donc pas nécessaire pour la réalisation de la présente invention. Cependant, si l'on veut améliorer l'effet 10 d'évacuation par gravité des cavités, par reflux des gouttelettes du fluide vers l'intérieur du réservoir, la réalisation des filets avec une pente, donc sous la forme d'un filetage, est préférable. Selon un second mode de réalisation de l'invention, le 15 système anti-vague est réalisé en forme d'un espace annulaire entourant la troisième partie du corps de bouchon avec des dimensions adaptées aux dimensions intérieures de l'ouverture du réservoir. Le système anti-vague débouche sur un perçage court 20 couvert par le joint et ne débouche donc pas directement vers l'extérieur. Ce passage court est également conformé pour pouvoir être démoulé facilement et notamment de la même façon que les filets de taraudage du bouchon. Avantageusement, l'évent débouche en partie haute du 25 bouchon. Aussi bien selon le premier mode de réalisation que selon le second mode de réalisation de l'invention, les moyens de chicanage comportent une gorge recouverte par le joint d'étanchéité et reliée à l'intérieur du bouchon. Cette 30 gorge peut avoir différentes formes et être disposée de différentes manières. De telles réalisations peuvent être, par exemple, que : - la gorge est disposée au moins approximativement radialement par rapport à l'axe du bouchon et est reliée 35 aussi à l'évent, 2903971 5 - la gorge a une forme spirale et est reliée aussi à l'évent, - la gorge a une forme circulaire et est reliée d'une part à l'évent et d'autre part, moyennant un tronçon de gorge 5 disposé au moins approximativement radialement par rapport à l'axe du bouchon, à l'intérieur du bouchon, - les moyens de chicanage comportent un tronçon de gorge disposé parallèlement à l'axe du bouchon et relié soit à une partie radialement disposée de la gorge soit à une partie 10 circulaire ou en spirale de la gorge. La position de l'évent peut être choisie, par exemple, de façon qu'il soit disposé angulairement décalé par rapport au tronçon de gorge radial ou par rapport au tronçon de gorge disposé parallèlement à l'axe du bouchon. 15 Lorsque le chicanage comporte une gorge supplémentaire de forme circulaire s'étendant sur toute la longueur du joint, on obtient un chicanage le plus important possible en disposant l'évent sur la gorge circulaire diamétralement opposée au passage sous le joint d'étanchéité. Quelle que 20 soit la forme de la gorge, circulaire ou à spirale, ou du ou des tronçons de gorge, radiale ou parallèle par rapport à l'axe du bouchon, l'ensemble des formes est conçu de manière à pouvoir être démoulé simplement et en même temps que les autres parties du bouchon. C'est d'ailleurs aussi pour ces 25 questions pratiques de réalisation du bouchon, notamment la facilité de démoulage, que les filets du système anti-vague sont avantageusement du même angle que le taraudage servant à la fixation du bouchon sur l'ouverture de réservoir. Le bouchon de l'invention est décrit et représenté avec 30 une partie taraudée pour une fixation par vissage du bouchon sur l'ouverture du réservoir. Il va sans dire que la présente invention s'applique également, sans que cela ne soit décrit ici en détail et sans sortir du principe de la présente invention, par exemple à un bouchon comportant un mécanisme à 35 la baïonnette ou à vissage de type "quart de tour", à un 2903971 6 bouchon attaché au réservoir de manière imperdable et pourvu d'une fixation moyennant une traverse de blocage et à un bouchon retenu par serrage ou clippage au réservoir. D'autres caractéristiques et avantages de la présente 5 invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation du bouchon de l'invention. Cette description est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : -la figure 1 représente un bouchon selon un premier mode de réalisation de l'invention en une coupe axiale, 10 - la figure 2 montre le bouchon de la figure 1 en une vue latérale partiellement découpée - la figure 3, montre par extrait, un détail du bouchon de la figure 1 autour du joint d'étanchéité et - la figure 4 représente un bouchon selon un second mode 15 de réalisation de l'invention en une coupe axiale. Selon le premier mode de réalisation représenté sur la figure 1, un bouchon de l'invention, destiné à obturer une ouverture 31 d'un réservoir, par exemple d'un réservoir de fluide hydraulique dans un système hydraulique d'assistance 20 de direction ou de freinage, comporte un corps de bouchon 1 avec une première partie 11, centrale et sensiblement en forme d'un disque autour d'un axe longitudinal A du bouchon, servant à l'obturation proprement dite de l'ouverture 31, une deuxième partie 12 servant à la fixation du bouchon sur un 25 goulot 32 de l'ouverture 31 et une troisième partie 13 conformée pour pouvoir s'étendre à l'intérieur de l'ouverture 31 du réservoir. La première partie 11 du corps de bouchon 1 comporte une surface intérieure 16 et une surface extérieure 17 du 30 bouchon. Alors que la surface extérieure 17 est disponible pour y apporter des éléments tels que des logos, qui n'interviennent pas dans la mise en oeuvre de l'invention, la surface intérieure 16 doit être formée et avoir des dimensions telles que le bouchon puisse venir en appui, par 35 l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité 21, sur le goulot 32 2903971 7 de l'ouverture 31 et assurer ainsi l'étanchéité de l'obturation de l'ouverture 31. Alors que la deuxième partie 12 du bouchon est pourvue d'un taraudage 22 à plusieurs filets, le goulot 32 est pourvu 5 d'un filetage 33 ayant une forme et des dimensions complémentaires par rapport au taraudage 22. Le corps de bouchon 1 comprend en outre une quatrième partie 14 ayant dans l'exemple représenté une forme approximativement tronconique autour de l'axe A et disposée 10 coaxialement à l'intérieur de la troisième partie 13. La quatrième partie 14 est conformée d'une part pour pouvoir remplir la fonction d'une jauge pour le réservoir et d'autre part pour laisser subsister entre elle et la troisième partie 13 un espace annulaire 15 facilitant la réalisation du 15 bouchon par moulage par injection. Le corps de bouchon 1 est par ailleurs pourvu de moyens de chicanage 3 destinés à relier l'intérieur du réservoir à un évent 4 formé dans le bouchon et débouchant vers l'extérieur du réservoir. La figure 1 représente le bouchon 20 de l'invention avec un évent 4 disposé dans la première partie 11 du corps de bouchon 1, dans une zone annulaire délimitée entre des jonctions de la première partie 11 respectivement avec la deuxième et la troisième parties 12, 13. Cependant, il est également concevable, sans sortir du 25 principe de la présente invention, que l'évent soit disposé, par exemple, dans la partie supérieure de la deuxième partie 12 du corps de bouchon 1 et débouche transversalement par rapport à l'axe A du bouchon. Les moyens de chicanage 3 comportent d'une part des 30 filets 5 formés sur le corps de bouchon 1 et d'autre part un conduit tortueux formé à partir de gorges 6, 7, 8 recouvertes d'un joint d'étanchéité 21 posé à l'intérieur du bouchon. Les filets 5 délimitent des cavités 34 qui permettent d'arrêter des projections de fluide venant de l'intérieur du 35 réservoir et qui constituent ainsi un système antivague 2903971 8 assurant une fonction de rétention temporaire de fluide. En effet, la longueur axiale de la troisième partie 13 du corps de bouchon 1 sur laquelle les filets 5 sont formés, est choisie suffisamment grande afin que la distance entre le 5 niveau du fluide contenu dans le réservoir et la partie supérieure du bouchon, notamment entre le niveau du fluide et l'entrée dans le conduit tortueux, soit si grande que du fluide projeté ne puisse normalement pas atteindre l'entrée du conduit tortueux. De plus, les gouttelettes du fluide 10 projeté retombent, chacune selon sa vitesse de déplacement et l'énergie de projection qui en est la cause, dans l'une ou l'autre des cavités 34 où elles sont retenues jusqu'à ce qu'elles retombent dans, ou coulent le long des filets 5 vers le réservoir. L'effet de la longueur du chemin le long des 15 cavités 34 est encore augmenté par le fait que la largeur de l'espace entre les filets 5 et le goulot 32 de l'ouverture 31 du réservoir est adapté à la longueur axiale de la troisième partie 13 du corps de bouchon 1 et que, de ce fait, la quantité de fluide éventuellement projeté vers le haut du 20 bouchon est limitée et évite la rétention des gouttelettes dans les filets 5. En général, ledit espace entre les filets 5 et le goulot 32 est assez étroit. Pour prévenir le cas où l'air ou des vapeurs du fluide entraîneraient des gouttelettes du fluide jusque dans le 25 conduit tortueux vers l'évent 4, le système anti-vague débouche sur un premier passage court 6 du conduit tortueux s'étendant parallèlement à l'axe A du bouchon. Le passage 6 est délimité par la gorge portant le même numéro de référence et la face en regard du joint d'étanchéité 21. Le passage 6 30 ne débouche pas directement vers l'extérieur, mais dans un deuxième passage court 7 délimité par la gorge portant le même numéro de référence et la face en regard du joint d'étanchéité 21. La gorge 7 est disposée approximativement radialement par rapport à l'axe A du bouchon et débouche dans 35 la gorge 8 formant, avec la face en regard du joint 2903971 9 d'étanchéité 21, un passage circulaire. Et ce n'est qu'à partir de la gorge 8 que l'évent 4 s'étend vers l'extérieur. Les dimensions du joint d'étanchéité 21 sont déterminées telles que le joint puisse former avec chacune des gorges 6, 5 7, 8 des conduits partiels du conduit tortueux par lequel l'air s'échappe, et que les gorges puissent avoir une forme favorable à un démoulage facile du bouchon au moment de sa fabrication. Le bouchon de l'invention est, comme déjà indiqué plus 10 haut, une pièce monobloc, c'est-à-dire il est réalisé en une seule pièce, abstraction faite du joint d'étanchéité. Les dimensions du corps de bouchon 1 sont choisies de manière telle que la deuxième partie 12 de fixation puisse avoir les formes et dimensions complémentaires nécessaires 15 par rapport à l'ouverture 31 du réservoir, que le joint d'étanchéité 21 soit pleinement en appui sur la surface intérieure 16 de la première partie 11 du corps de bouchon 1 aux abords des gorges 6, 7, 8 et qu'un volume cylindrique creux 35 soit assuré à l'intérieur du bouchon dans lequel de 20 l'air et des vapeurs puissent monter et s'échapper par l'évent 4. La figure 2 montre le bouchon selon le premier mode de réalisation de l'invention en une vue latérale avec, grâce à une coupe partielle pratiquée sur la deuxième partie 12 du 25 corps de bouchon 1, une vue latérale sur la troisième partie 13 du corps de bouchon 1. Cette figure montre plus particulièrement que les filets 5 sont réalisés à la façon d'un filetage. La figure 3 montre en détail le haut du bouchon aux 30 alentours du joint d'étanchéité 21 sous la forme d'une coupe axiale. Cette figure représente plus particulièrement la gorge circulaire 8 pratiquée dans la première partie 11 du corps de bouchon 1 et le passage circulaire délimité entre le joint 21 et la gorge 8. Il est à noter que la coupe axiale 35 n'est pas placée au même endroit que celle de la figure 1. En 2903971 10 effet, alors que la coupe de la figure 1 passe par le passage 6 parallèle à l'axe A du bouchon et par l'évent 4, la coupe de la figure 3 passe en dehors de l'évent 4. Selon le second mode de réalisation représenté sur la 5 figure 4, un bouchon de l'invention, destiné à obturer une ouverture 31 d'un réservoir, par exemple d'un réservoir de fluide hydraulique dans un système hydraulique d'assistance de direction ou de freinage, comporte - comme le bouchon selon le premier mode de réalisation - un corps de bouchon 10 100 avec une première partie 11, centrale et sensiblement en forme d'un disque autour d'un axe longitudinal A du bouchon, servant à l'obturation proprement dite de l'ouverture 31, une deuxième partie 12 servant à la fixation du bouchon sur un goulot 32 de l'ouverture 31 et une troisième partie 113 15 conformée pour pouvoir s'étendre à l'intérieur de l'ouverture 31 du réservoir. Alors que la première et la deuxième parties 11, 12 du corps de bouchon 100 correspondent aux première et deuxième parties 11, 12 du corps de bouchon selon le premier mode de 20 réalisation, la troisième partie 113 du corps de bouchon selon le second mode de réalisation se distingue de manière substantielle de la troisième partie 13 du corps de bouchon 1 selon le premier mode de réalisation de l'invention. En effet, la troisième partie 113 du corps de bouchon 25 100 est un élément cylindrique de révolution autour de l'axe A du bouchon, qui ne comporte pas de filets. Au contraire, la troisième partie 113 est pourvue d'une surface extérieure 131 coaxiale par rapport à une surface intérieure 132 de la partie 113, chacune des deux surfaces ayant une forme 30 générale d'un cylindre de révolution droit. Ainsi, la troisième partie 113 délimite entre elle et le goulot 32 un espace cylindrique 35 droit sans cavités ni d'autres éléments pour une rétention temporaire de gouttelettes de fluide. Les dimensions de la troisième partie 113 sont choisies de 2903971 11 manière à pouvoir empêcher le plus possible toute remontée de gouttelettes de fluide. La figure 4 représente par ailleurs un bouchon selon le second mode de réalisation de l'invention, dont le corps de 5 bouchon 100 ne comporte pas de quatrième partie. En effet, comme il est dit plus haut, les bouchons de l'invention peuvent être pourvus d'une pièce servant comme jauge pour le réservoir de fluide. Toutefois, la présence ou l'absence d'une telle pièce est indépendante de l'appartenance du 10 bouchon au premier ou au second mode de réalisation. Les combinaisons représentées respectivement sur la figure 1 et sur la figure 4, à savoir une troisième partie 13 avec filets 5 et présence d'une quatrième partie 14 pour la figure 1 et une troisième partie 113 sans filets et absence d'une 15 quatrième partie pour la figure 4, ont donc été choisies arbitrairement et ne présentent aucun caractère limitatif pour l'invention. REVENDICATIONS 1. Bouchon pour une ouverture (31) d'un réservoir avec un moyen de mise à l'air libre (4) de l'intérieur du réservoir, le bouchon comportant un corps de bouchon (1 ; 100) avec une première partie (11) servant à l'obturation proprement dite de l'ouverture (31), une deuxième partie (12) servant à la fixation du bouchon sur l'ouverture (31) et une troisième partie (13) conformée pour pouvoir s'étendre à l'intérieur de l'ouverture {31) du réservoir, le bouchon étant pourvu d'un joint d'étanchéité (21), caractérisé en ce que le bouchon est réalisé en une seule pièce et en ce que le corps de bouchon (1 ; 100) est pourvu de moyens de chicanage (3) destinés à relier l'intérieur du réservoir à un évent (4) formé dans le bouchon et débouchant vers l'extérieur. 2. Bouchon selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de chicanage (3) comportent des filets (5) formés sur la troisième partie (13) du corps de bouchon (1). 3. Bouchon selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de chicanage (3) comportent un espace annulaire (35) entourant la troisième partie (113) du corps de bouchon (100). 4. Bouchon selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'évent (4) débouche en partie haute du bouchon. 5. Bouchon selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de chicanage (3) 30 comportent une gorge (8) recouverte par le joint d'étanchéité (21) et reliée à l'intérieur du bouchon. 6. Bouchon selon la revendication 5, caractérisé en ce que la gorge (7) est disposée au moins approximativement radialement par rapport à un axe (A) du bouchon et est reliée 35 aussi à l'évent (4). 2903971 13 7. Bouchon selon la revendication 5, caractérisé en ce que la gorge (8) a une forme spirale et est reliée aussi à l'évent (4). 8. Bouchon selon la revendication 5, caractérisé en ce 5 que la gorge (8) a une forme circulaire et est reliée d'une part à l'évent (4) et d'autre part, moyennant un tronçon de gorge (7) disposée au moins approximativement radialement par rapport à un axe (A) du bouchon, à l'intérieur du bouchon. 9. Bouchon selon la revendication 8, caractérisé en ce 10 que l'évent (4) est disposé angulairement décalé par rapport au tronçon de gorge (7) radial. 10. Bouchon selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que les moyens de chicanage (3) comportent un tronçon de gorge (6) disposé parallèlement à un 15 axe (A) du bouchon. 11. Bouchon selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la deuxième partie (12) du corps de bouchon {1 ; 100) servant à la fixation du bouchon sur l'ouverture (31, 32) est pourvue d'un taraudage (22) destiné 20 à coopérer avec un filetage de forme complémentaire réalisé sur un goulot (32) formant l'ouverture du réservoir. 12. Bouchon selon la revendication 11, caractérisé en ce que les filets (5) formés sur la troisième partie (13) du corps de bouchon (1) ont la même pente que le taraudage (22). 25 13. Bouchon selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le corps de bouchon (1) comprend une quatrième partie (14) disposée à l'intérieur de la troisième partie (13) et conformée pour remplir la fonction de jauge du réservoir. 14. Réservoir pour un système hydraulique, caractérisé en ce qu'il comprend un bouchon selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.35