Brevet FR2922870A1 — publié le 20090501

Réservoir comportant un dispositif de vidange. L'invention porte sur un réservoir comportant un orifice de vidange en partie basse, et s'applique en particulier à un réservoir de lubrifiant d'un moteur à combustion interne. Ce réservoir est du type comportant un bouchon assurant le serrage d'un joint d'étanchéité, un écrou dans lequel le bouchon peut être vissé, un moyen formant ressort écartant l'écrou du fond du réservoir lors de la vidange, et un moyen assurant le guidage de l'écrou. Les moteurs à combustion internes sont munis d'un circuit de lubrification ayant diverses fonctions, notamment celle d'assurer la présence d'un film lubrifiant entre deux pièces en mouvement relatif l'une par rapport à l'autre. Cela diminue les frottements entre ces deux pièces, réduit les pertes énergétiques et diminue fortement l'usure de ces pièces. L'huile assurant cette fonction de lubrification tend à se dégrader lors de son utilisation. Cette dégradation a des origines multiples. En premier lieu, l'huile subit une dégradation thermique et s'oxyde. Elle accumule également des particules provenant de l'usure des pièces ou de la combustion du carburant. D'autre part, elle est diluée par du carburant imbrûlé venant directement de la chambre de combustion et transitant vers la réserve d'huile le long des parois des cylindres du moteur, sous forme de liquide ou de vapeur. Enfin, elle peut accumuler de l'eau pouvant se former lors de la combustion du carburant dans le moteur. On comprend aisément qu'il est nécessaire de vidanger périodiquement l'huile afin de la remplacer pour préserver l'intégrité du moteur. Cette vidange doit être la plus complète possible. En d'autre termes, la quantité d'huile qui n'est pas vidangée, dite huile de rétention, doit être la plus faible possible. Classiquement, les réservoirs sont munis d'un bouchon de vidange en partie basse. Ce bouchon peut avoir la forme d'une vis filetée, assurant la compression d'un joint d'étanchéité métallique entre la tête de la vis et une zone d'appui formée sur fond du réservoir. Pour assurer une bonne tenue mécanique du bouchon ainsi qu'une bonne étanchéité du réservoir, mais également pour éviter d'avoir un élément trop saillant à l'extérieur du réservoir, la partie taraudée formant écrou dans laquelle vient se visser le bouchon de vidange est généralement placée à l'intérieur du réservoir. Cet écrou est fixé autour de l'orifice de vidange du réservoir, créant ainsi une quantité non négligeable d'huile de rétention, dans le volume situé entre le fond du réservoir et le haut de dudit écrou. Il est connu au travers des brevets JP2006009765 et JP2006299750 de ménager un orifice sensiblement horizontal dans la partie inférieure de l'écrou afin de permettre l'écoulement de l'huile lors de sa vidange. Cependant, la taille de cet orifice d'écoulement est limitée par la nécessité de conserver un taraudage permettant un bon maintien du bouchon de vidange. En outre, l'efficacité de cet orifice ne peut pas être garantie si l'huile à vidanger est très visqueuse ù par exemple dans le cas d'une vidange d'huile froide ù ou si l'huile est fortement polluée par des particules. La quantité d'huile de rétention est alors importante, ou au mieux l'écoulement de l'huile est fortement ralenti en fin de vidange. La présente invention se propose de résoudre ce problème en assurant à 25 l'aide d'un dispositif mécanique simple la vidange d'un maximum d'huile sans entraver son libre écoulement. Dans l'invention, la solution à ce problème consiste à rendre mobile l'écrou interne au réservoir et dans lequel vient se visser le bouchon, afin d'adopter 30 pendant la vidange une position éloignée du fond du réservoir. Ainsi, l'invention a plus précisément pour objet un réservoir comportant un orifice de vidange positionné en sa partie basse et muni d'un bouchon présentant un filetage, d'un écrou positionné à l'intérieur du réservoir, écrou dans lequel peut se visser le bouchon, d'un joint d'étanchéité positionné entre le bouchon et le fond du réservoir, caractérisé par un moyen formant ressort pour écarter l'écrou du fond du réservoir lors du dévissage du bouchon. Cet écrou peut se translater à l'intérieur du réservoir pour s'éloigner de son fond en suivant un ou plusieurs moyens de guidage entourant l'orifice de vidange du réservoir. Ce moyen de guidage peut être simplement constitué de parois verticales espacées les unes des autres, afin de pouvoir permettre l'écoulement de l'huile entre ces parois. L'espace entre les parois peut constituer les guides de translation pour l'écrou qui est quant à lui muni d'excroissances venant coïncider géométriquement avec ces espaces. On obtient ainsi un moyen simple de guider la translation de l'écrou. De plus, ce guide permet de bloquer l'écrou en rotation. Pendant la vidange, au moins un moyen formant ressort assure la remontée de l'écrou. Ce ressort peut être de divers types, par exemple hélicoïdal, à lame, voire mettre en jeu un système à linguet, ou plus simplement être constitué d'une rondelle élastique. Afin de limiter la course de l'écrou, une butée est prévue en partie haute. Cette butée peut être réalisée par divers moyens, par exemple une plaque maintenue par une vis en prise dans le moyen faisant guide. Selon un autre mode de réalisation, le moyen servant de guide à l'écrou peut être constitué d'une seule pièce pliée ou emboutie, qui offre l'avantage de servir également de butée verticale. Dans ce cas, le moyen de guidage peut être simplement constitué d'une tôle pliée en U fixée sur le fond du réservoir afin de coiffer l'orifice de vidange, la face supérieure du U présentant deux languettes latérales rabattues sur les faces ouvertes du U pour compléter l'encagement de l'écrou. L'écoulement du liquide s'effectue alors par les faces ouvertes de la coiffe en U, autour des languettes de maintien de l'écrou, ainsi que par un orifice réalisé sur la face supérieure du U, et positionné en regard du trou taraudé de l'écrou et de l'orifice de vidange du réservoir. Dans ce cas, l'écrou peut avoir avantageusement une forme sensiblement rectangulaire ou carré vu de dessus. Ainsi, il ne nécessite pas d'excroissance supplémentaire pour son guidage, et est également bloqué en rotation. Quel que soit son mode de réalisation, le ou les moyens de guidage peuvent être soudés à l'intérieur du réservoir autour de l'orifice de vidange. L'écrou est donc totalement encagé entre le fonds du réservoir, les guides de translation, et la butée en partie haute, que cette dernière soit rapportée 15 ou partie intégrante du moyen de guidage. L'écrou est relevé pendant la vidange, et l'écoulement de l'huile s'effectue ainsi librement sous la face inférieure de l'écrou, en plus de l'écoulement par le trou taraudé de l'écrou. Entre les vidanges, quand le réservoir est en position fermée, le bouchon de 20 vidange est vissé dans l'écrou. Lors du vissage du bouchon dans le taraud de l'écrou, ce dernier descend vers le fond du réservoir en comprimant le moyen formant ressort. Au moins une face de l'écrou vient au moins partiellement en contact avec le réservoir. Par exemple, un bossage circulaire peut être ménagé sur la face inférieure de l'écrou, sur le pourtour 25 de l'orifice taraudé. Ce bossage vient en contact avec le fond du réservoir, et participe ainsi au bon serrage du joint métallique d'étanchéité entre la tête du bouchon et le fond du réservoir. On comprend aisément que l'invention peut faire l'objet de nombreuses 30 variantes dans sa réalisation, notamment sur la réalisation du moyen de guidage de l'écrou et plus généralement sur sa constitution, sur la forme de l'écrou qui peut présenter une forme complémentaire des moyens de guidage, sur le moyen mis en jeu pour réaliser la butée limitant le mouvement de l'écrou, ou encore sur le type et le nombre de ressorts mis en jeu pour soulever l'écrou. L'invention est décrite plus en détail ci-après et en référence aux figures représentant schématiquement le système dans deux modes de réalisation préférentiels. La figure 1 représente le dispositif selon un premier mode de réalisation, en position fermée, selon une vue en coupe transversale. La figure 2 représente le dispositif en position fermée selon un premier mode de réalisation, vu par le dessus de l'intérieur du réservoir. La figure 3 représente le dispositif selon un premier mode de réalisation en position ouverte, selon une vue en coupe transversale. La figue 4 représente le dispositif selon un second mode de réalisation, selon deux demi-coupes transversales figurant respectivement la position fermée et la position ouverte. La figure 5 représente le dispositif selon un second mode de réalisation, selon une demi-vue de profil La figure 6 représente dispositif selon un second mode de réalisation, vu par le dessus, de l'intérieur du réservoir. La figure 7 est une représentation schématique de l'intérêt du système vis- à-vis de la quantité d'huile de rétention. Dans un premier mode de réalisation, le dispositif de vidange du réservoir étant en position fermée, comme représenté sur la figure 1, le réservoir 3 contient le liquide à vidanger, typiquement de l'huile dans l'application préférentielle de l'invention. L'étanchéité est garantie par la compression du joint métallique 2 entre la tête du bouchon 1 et le fonds du réservoir 3. L'écrou 4 vient en appui sur le fonds du réservoir 3, ce qui assure un pincement efficace du joint et du fond du réservoir. Le moyen formant ressort 5 est alors comprimé. On comprend mieux sur la figure 2 l'une des constitutions préférentielles du système. Quatre parois verticales positionnées selon un agencement sensiblement en carré constituent le moyen de guidage 6. Ces parois peuvent être de simples bossages verticaux ménagés au fonds du réservoir autour de l'orifice de vidange. L'écoulement du fluide se fera lors de la vidange par les espaces ménagés entre les parois, au niveau des 4 coins du carré matérialisé par les parois vues de dessus. Ces espaces doivent être d'une largeur suffisante pour ne pas entraver l'écoulement du fluide, même si ce dernier présente une viscosité importante ou est chargé de particules. L'écrou 4 se présente sous la forme d'une pièce adaptée pour se translater librement dans la forme déterminée par l'agencement des guides 6. Typiquement, dans le cas d'un agencement sensiblement en carré des parois, l'écrou 4 aura une forme sensiblement carrée vue de dessus. Ainsi, il ne peut pas bouger en rotation entre les parois servant de guide 6. L'écrou 4 présente un trou taraudé permettant le vissage du bouchon 1. Aux angles de l'écrou, des excroissances 9 sont réalisées pour s'adapter aux espaces ménagés entre les parois du moyen de guidage 6, et assurer un meilleur guidage de l'écrou 4. Ces excroissances 9 peuvent également servir de points d'appuis au moyen formant ressort 5. Pour assurer une remontée uniforme de l'écrou (4), un ressort (5) peut être prévu sous chacune des quatre excroissances 9. Lorsque l'on souhaite vidanger le réservoir, le bouchon 1 est dévissé, ce qui relâche progressivement le moyen formant ressort 5. L'écrou 4 remonte progressivement sous l'action du moyen formant ressort 5. En remontant, l'écrou libère un passage 10 pour le fluide à vidanger, passage délimité par le fond du réservoir, deux parois du moyen de guidage 6, et la face inférieure de l'écrou 4. En position ouverte, telle qu'on peut la voir sur la figure 3, l'écrou 4 est en position haute. Le passage 10 présente alors sa section maximale. Afin d'éviter que l'écrou 4 ne s'échappe du moyen de guidage 6, une butée 7 limite son déplacement vertical. Cette butée peut être une lame métallique ou une plaque maintenue sur au moins une des parois du moyen de guidage par une vis de fixation 8. Cette disposition est particulièrement avantageuse car elle permet un montage aisé du système. L'écrou 4 est mis en place, puis la butée 7 est positionnée et fixée par la vis 8 afin de fermer l'encagement. En position haute, l'écrou 4 doit évidemment demeurer suffisamment bas dans le réservoir 3 pour être en prise avec le filetage du bouchon 1. Une fois la vidange du liquide terminée, un nouveau joint d'étanchéité 2 est mis en place sur la tête du bouchon 1, et ce dernier est inséré par l'orifice de vidange. En vissant le bouchon 1, son filetage rentre en prise avec le taraud de l'écrou 4, qui descend et comprime le moyen formant ressort 5 au fur et a mesure du vissage. La partie inférieure de l'écrou 4 entrant en contact avec le fond du réservoir 3, le pincement du joint 2 entre la tête du bouchon 1 et le fond du réservoir 3 est assuré. Selon un autre mode de réalisation, tel que présenté sur les figures 4 à 6, le guide 6' est constitué d'une tôle pliée ou emboutie sensiblement en forme de U. Les branches du U sont prolongées par deux pliages perpendiculaires 11 permettant son soudage afin qu'il coiffe l'orifice de vidange, dans le fond du réservoir 3. Sur chacune des faces ouvertes de cette coiffe en U, une languette 12 ménagée sur la face supérieure de la coiffe en U est rabattue afin d'encager complètement l'écrou 4'. Dans ce mode de réalisation, le moyen formant ressort est préférentiellement une rondelle élastique 5', qui entoure un bossage circulaire 13 ménagé sur la face inférieure de l'écrou 4'. Ce bossage 13 vient en appui sur le fonds du réservoir dans la position fermée du dispositif, et assure pour une part le bon écrasement du joint d'étanchéité 2'. En position ouverte du réservoir lors de la vidange, la forme prise par la rondelle 5', qui maintient alors l'écrou 4' en position haute, ne s'oppose pas à l'écoulement du liquide. Comme on le voit sur la figure 6, l'écoulement du liquide se fait par les faces 10 ouvertes de la coiffe en U servant de moyen de guidage 6', mais également par un orifice 14 ménagé sur la face supérieure de ladite coiffe. L'intérêt de l'invention apparaît de façon évidente sur la figure 7. On y compare de façon schématique le niveau de liquide de rétention 15 dans un 15 réservoir muni d'un système de bouchon de vidange 16 tel que décrit dans l'art antérieur, et le niveau le liquide de rétention 17 dans un réservoir selon la présente l'invention. Dans le réservoir 16 classiquement employé dans l'art antérieur, l'écrou interne génère une quantité de liquide de rétention importante, tandis 20 qu'avec le dispositif de l'invention, la quantité d'huile de rétention est limitée aux volumes strictement compris sous le niveau de l'orifice de vidange. L'invention s'applique tout particulièrement à un réservoir de lubrifiant pour 25 moteur à combustion interne, mais peut également avoir de nombreuses autres applications, dès lors que la vidange la plus complète possible est souhaitée. En effet le réservoir décrit dans l'invention peut être plus complètement vidangé que ne le peuvent l'être les réservoirs classiquement employés. 30 Revendications : 1. Réservoir comportant un orifice de vidange positionné en sa partie basse et muni d'un bouchon (1) présentant un filetage, d'un écrou (4,4') positionné à l'intérieur du réservoir (3), écrou (4,4') dans lequel peut se visser le bouchon (1), d'un joint d'étanchéité (2, 2') positionné entre le bouchon et le fond du réservoir (1), caractérisé par un moyen formant ressort (5,5') pour écarter l'écrou du fond du réservoir (3) lors du dévissage du bouchon (1). 2. Réservoir selon la revendication 1 caractérisé par au moins un moyen de guidage (6, 6') en translation de l'écrou (4,4'), ménagé sur le fonds du réservoir autour dudit écrou (4,4'). 3. Réservoir selon la revendication 1 ou 2 caractérisé par un moyen d'antirotation de l'écrou (4, 4') pour limiter la rotation de l'écrou (4, 4'). 4. Réservoir selon la revendication 3 caractérisé en ce que ledit moyen antirotation de l'écrou (4) constitue le moyen de guidage (6) de l'écrou (4) et comporte au moins trois parois espacées les unes des autres, l'écrou (4) présentant par ailleurs des excroissances (9) ayant une forme complémentaire des espaces situés entre les parois du moyen de guidage (6). 5. Réservoir selon la revendication 4 caractérisé en ce que le moyen formant ressort (5) prend appui sur au moins une des excroissances (9) de l'écrou (4). 6. Réservoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par une butée (7) pour limiter l'écartement de l'écrou (4) du fond du réservoir (3). 7. Réservoir selon la revendication 2 caractérisé en ce que le moyen de guidage (6') est constitué par une tôle sensiblement en forme sensiblement en U, formant une coiffe au dessus de l'orifice de vidange, et présentant deux faces ouvertes. 8. Réservoir selon la revendication 7, caractérisé en ce que la face supérieure du moyen de guidage (6') présente des languettes (12) rabattues sur des faces ouvertes dudit moyen de guidage (6') afin de compléter l'encagement de l'écrou (4'). 9. Réservoir selon la revendication 7 ou 8 caractérisé par un orifice (14) sur la face supérieure du moyen de guidage (6') en regard du trou taraudé de l'écrou (4') et de l'orifice de vidange du réservoir (3). 10. Réservoir selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que la face de l'écrou 4 orientée vers le fond du réservoir (3) présente, lorsque le bouchon (1) est vissé, une ou plusieurs zones en contact avec le réservoir (3) et une ou plusieurs zones qui ne sont pas en contact avec le fonds du réservoir, ces zones qui ne sont pas en contact pouvant servir de zones d'appui pour le moyen formant ressort (5,5'). 11. Réservoir selon la revendication 10 caractérisé en ce que la zone de contact entre l'écrou et le fond du réservoir (3) est un bossage circulaire (13) situé autour de l'orifice taraudé de l'écrou (4, 4'). 12. Réservoir selon la revendication 11 caractérisé en ce que le moyen formant ressort (5, 5') mis en jeu comporte au moins une rondelle élastique positionnée autour du bossage entourant le trou taraudé. 13. Réservoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que le moyen formant ressort (5, 5') est de type hélicoïdal ou muni d'un renvoi mécanique de type linguet.