FR2954428A1 - Dispositif limiteur de couple et bouchon pour tete de tubulure comportant un tel dispositif - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif limiteur de couple comportant : - un premier élément, - un second élément, et - des moyens d'accouplement débrayables comportant sur le premier élément (30) une série de crans (42) disposée annulairement, et comportant sur le second élément un mécanisme d'engagement, ce mécanisme d'engagement comportant un doigt mobile (25) orienté radialement, et un ressort de rappel élastique du doigt (25), lequel est adapté à être logé entre deux crans (42), chaque doigt (25) et chaque cran (42) présentant respectivement une première et une deuxième faces de contact inclinées (26, 46) formant des rampes adaptées à être en contact lorsqu'un un couple inférieur au couple limite prédéterminé s'applique entre les éléments dans le sens de rotation déterminé (V), le mécanisme d'engagement comportant un arceau élastiquement déformable (22) duquel saille ledit doigt (25), ledit arceau (22) et ledit doigt (25) étant en une seule pièce.

Description

L'invention concerne les bouchons pour obturer une tête de tubulure, notamment pour le remplissage d'un réservoir de carburant, par exemple pour véhicules, et plus particulièrement les bouchons de ce type qui comportent un dispositif limiteur de couple.

L'invention concerne également les dispositifs limiteurs de couple d'une façon générale. On connaît déjà des bouchons du type susmentionné qui comportent une embase cylindrique adaptée à obturer la tête de tubulure et une coiffe de préhension adaptée à manoeuvrer l'embase entre une position ouverte et une position fermée du bouchon dans cette tête de tubulure. L'embase comporte un espace intérieur présentant une série de crans disposée annulairement. La coiffe comporte un fût cylindrique adapté à être inséré partiellement dans l'espace intérieur de l'embase.

La coiffe comporte également un doigt monté à coulissement sur le fût selon une direction radiale, et un ressort disposé entre le fût et le doigt pour exercer sur ce doigt une force de rappel élastique le sollicitant vers une position où le doigt saille extérieurement du fût. Le doigt est adapté à être logé entre deux crans successifs de l'embase pour lier en rotation la coiffe et l'embase, et donc pour permettre que l'embase soit entraînée en rotation lorsque la coiffe de préhension est tournée sur elle-même, tant qu'un couple inférieur à un couple limite prédéterminé est appliqué entre la coiffe et l'embase. Si le couple devient supérieur au couple limite, le doigt coulisse à l'encontre de la force exercée par le ressort jusqu'à ce que l'accouplement entre le doigt et la série de crans cesse, désolidarisant ainsi en rotation la coiffe et l'embase. Cela permet de ne pas trop serrer le bouchon dans la tête de tubulure.

Lorsque le couple appliqué cesse ou redevient inférieur au couple limite, le ressort ramène le doigt ; et la coiffe et l'embase sont à nouveau solidaires en rotation lorsque le doigt se loge entre les crans suivants.

Ce bouchon connu présente l'inconvénient de comporter plusieurs pièces à assembler pour former un limiteur de couple, et plus particulièrement sur la coiffe. Ce même inconvénient se retrouve dans des dispositifs limiteurs de couple pour d'autres applications qu'un bouchon, par exemple pour tête de visseuse électrique. Il existe un besoin pour remédier à l'inconvénient précité. L'invention vise, sous un premier aspect, à fournir un dispositif limiteur de couple simple, commode et économique.

L'invention a ainsi pour objet un dispositif limiteur de couple comportant : - un premier élément, - un second élément, et - des moyens d'accouplement débrayables adaptés à lier en rotation les premier et second éléments lorsqu'un couple inférieur à un couple limite prédéterminé s'applique entre ces éléments dans un sens de rotation déterminé, et à débrayer la liaison entre les éléments lorsqu'un couple supérieur au couple limite prédéterminé s'applique entre ces éléments dans le sens de rotation déterminé, ces moyens d'accouplement débrayables comportant sur le premier élément une série de crans disposée annulairement, et comportant sur le second élément un mécanisme d'engagement, ce mécanisme d'engagement comportant un doigt mobile orienté radialement, et un ressort de rappel élastique du doigt, lequel est adapté à être logé entre deux crans, chaque doigt et chaque cran présentant respectivement une première et une deuxième faces de contact inclinées formant des rampes adaptées à être en contact lorsqu'un couple inférieur au couple limite prédéterminé s'applique entre les éléments dans le sens de rotation déterminé (V), le mécanisme d'engagement comportant en outre un arceau élastiquement déformable duquel saille ledit doigt, ledit arceau et ledit doigt étant en une seule pièce. Ainsi, dans le limiteur de couple selon l'invention, le guidage mécanique du doigt et le ressort sont réalisés en une seule pièce formée par l'arceau élastiquement déformable, lequel arceau est au surplus d'une seule pièce avec le doigt. Le nombre de pièces nécessaires pour former le dispositif limiteur de couple selon l'invention est ainsi particulièrement réduit.

Selon un exemple particulièrement avantageux de mise en oeuvre de l'invention, le second élément est en matière plastique moulée d'une seule pièce. Selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, chaque doigt et chaque cran présentent respectivement une troisième et une quatrième faces de contact droites adaptées à être en contact lorsqu'un couple s'applique entre les éléments dans un sens inverse du sens de rotation de manière à lier en rotation les premier et second éléments. De préférence, le mécanisme d'engagement comporte deux dits doigts.

Selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, l'arceau élastiquement déformable comporte deux jambages prenant racine sur le second élément et un cintre reliant les deux jambages. De préférence encore, l'arceau élastiquement déformable est incurvé comme la série de crans.

Si on le souhaite, le dispositif comporte deux mécanismes d'engagement diamétralement opposés. L'invention a également pour objet, sous un deuxième aspect, un bouchon à mettre en place en le faisant tourner sur lui-même dans une tête de tubulure, notamment pour le remplissage d'un réservoir de carburant, par exemple pour véhicules, comportant un dispositif limiteur de couple tel que décrit ci-dessus. Selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le premier élément est formé par une embase adaptée à obturer la tête de tubulure, et le second élément est formé par une coiffe de préhension adaptée à manoeuvrer l'embase entre une position ouverte et une position fermée du bouchon dans la tête de tubulure.

Si on le souhaite, la coiffe comporte un fût cylindrique sur lequel l'arceau élastiquement déformable prend racine. Selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, l'embase comporte un espace intérieur dans lequel est disposée une couronne comportant la série de crans, et cet espace intérieur est adapté à recevoir au moins partiellement le fût de la coiffe. On va maintenant poursuivre l'exposé de l'invention par la description d'un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue de face d'un bouchon conforme à un mode de réalisation de l'invention et d'une tête de tubulure montrée en section ; - la figure 2 est une vue en perspective éclatée de ce bouchon ; - la figure 3 en est une vue en perspective à l'état assemblé ; - la figure 4 est la vue en coupe repérée par IV-IV sur la figure 1 ; et - la figure 5 est un agrandissement d'une partie de la figure 4. Les figures 1 et 2 illustrent un bouchon 1 à vis, respectivement aux états assemblé et désassemblé, pour une tête de tubulure 2 pour le remplissage d'un réservoir de carburant (non représenté), par exemple pour véhicules (non représentés).

Ce bouchon 1 comporte une coiffe de préhension 10, une embase 30 et un joint d'étanchéité 7. La coiffe de préhension 10 comporte une poignée de préhension 11 pour la prise en main du bouchon 1, une jupe cylindrique 12, et deux épaulements 13 et 14 s'étendant de chaque côté de la poignée 11 vers la jupe cylindrique 12 pour raccorder la jupe 12 à la poignée 11. Comme visible à la figure 2, la coiffe 10 comporte des ergots d'encliquetage 16 sur une surface annulaire interne 17 de la jupe 12. La coiffe 10 comporte en outre un fût cylindrique 18 creux s'étendant longitudinalement du côté opposé à la poignée 11.

Le fût 18 comporte une extrémité libre 19 et présente sur une paroi latérale 20 à proximité de cette extrémité libre 19, deux arceaux élastiquement déformables 22 disposés de manière diamétralement opposée.

Chaque arceau élastiquement déformable 22 comporte deux jambages 23 prenant racine sur la paroi latérale 20 du fût 18, et un cintre 24 reliant les deux jambages 23 (voir plus particulièrement la figure 5). Un espace est ainsi présent entre le cintre 24 et la paroi latérale 20 du fût 18. La coiffe 10 comporte en outre deux doigts 25 qui saillent de chaque cintre 24, ces doigts 25 étant orientés transversalement au fût 18. Chaque doigt 25 a la forme générale d'une dent trapézoïdale et présente une face inclinée 26 par rapport à la direction du doigt 25 et une face droite 27, autrement dit parallèle à la direction du doigt 25, ces faces inclinée 26 et droite 27 étant opposées. La coiffe 10 est en matière plastique moulée d'une seule pièce. Le bouchon 1 comporte en outre une embase cylindrique 30 comportant une portion inférieure 31 pourvue de plusieurs épaulements 32 en gradins et d'un orifice 33. L'épaulement 32 le plus large se raccorde à une portion filetée 35 présentant quatre renfoncements 36, visibles à la figure 2. Ainsi, la portion filetée 35 se divise en quatre secteurs régulièrement répartis autour de l'embase 30, deux secteurs successifs étant séparés par un 20 renfoncement 36. La portion filetée 35 se raccorde également à une gorge annulaire 37 autour de l'embase 30. Cette gorge 37 se raccorde à une collerette 38 comportant quatre trous de ventilation 39 régulièrement répartis à la périphérie de la collerette 38. 25 Comme visible encore à la figure 3, l'embase 30 comporte en outre un dégagement annulaire formant un espace intérieur 40, dans lequel s'étend une couronne annulaire 41 pourvue d'une série de crans 42 s'étendant transversalement dans l'espace intérieur 40. La couronne 41 se raccorde à une paroi intérieure cylindrique 45 de 30 l'embase 30 par quatre bras de raccordement 44 (mieux visibles à la figure 4). Chaque cran 42 a la forme générale d'une dent trapézoïdale et présente une face inclinée 46 par rapport à la direction du cran 42 et une face droite 47, autrement dit parallèle à la direction du cran 42, ces faces inclinée 46 et droite 47 étant opposées, comme cela est visible à la figure 4. Comme visible à la figure 1, la tête de tubulure 2 comporte un corps tubulaire 3 comportant un orifice 4, une portion filetée 5, et un bord supérieur 6.

Le joint annulaire d'étanchéité 7 (figure 2) est adapté à être positionné sur le bouchon 1, contre le bord 6 de la tête de tubulure 2. Comme visible à la figure 3, le joint d'étanchéité 7 comporte un profil incurvé adapté à s'engager dans la gorge 37 de l'embase 30. Ce joint 7 assure l'étanchéité entre le bouchon 1 et le bord 6 de la tête de tubulure 2. Comme visible à la figure 3, la jupe 12 de la coiffe 10 recouvre la collerette 38 de l'embase 30, ainsi que sa gorge 37 munie du joint 7. La collerette 38 est bloquée en translation axiale par les ergots d'encliquetage 16 de la coiffe 10.

Les portions filetée 35 et inférieure 31 sont en saillie de la coiffe 10. Le fût 18 de la coiffe 10 est inséré partiellement dans l'espace intérieur 40 de l'embase 30. Le cintre 24 de chaque arceau élastiquement déformable 22 est incurvé comme la série de crans 42 sur la couronne 41.

Les doigts 25 des arceaux élastiquement déformables 22 sont logés dans des creux formés entre des crans 42 successifs de la couronne 41. Les quatre trous de ventilation 39 permettent de créer un circuit d'air entre l'extérieur du bouchon 1 et l'intérieur du réservoir lorsque le bouchon 1 est fixé sur la tête de tubulure 2.

Le flux d'air en pression dans le réservoir circule tout d'abord via un clapet de ventilation (non représenté) situé dans la portion inférieure 31 de l'embase 30, puis dans l'espace intérieur 40 de cet embase 30 par une première zone comportant les arceaux élastiquement déformables 22 et la série de crans 42, puis par une seconde zone à proximité du joint 7, pour que ce flux d'air en pression s'échappe enfin vers l'extérieur via les trous 39. Le flux d'air en dépression suit le chemin inverse.

La portion filetée 35 de l'embase est adaptée à coopérer avec la portion filetée 5 de la tête de tubulure 2 pour l'obturer. Le bouchon 1 comporte un limiteur de couple intégré pour empêcher de surcomprimer et de détériorer le joint 7 qui fait l'étanchéité entre la tête de tubulure 2 et le bouchon 1. On va maintenant décrire le fonctionnement du bouchon 1 à limiteur de couple intégré, en référence aux figures 4 et 5. Les doigts 25, qui sont orientés radialement, sont mobiles à l'encontre d'une force de rappel élastique exercée par les arceaux 22 sur lesquels ils sont situés. En position de repos, les jambages 23 et le cintre 24 de chaque arceau 22 ne sont pas déformés. Lorsque la coiffe de préhension 10 est manoeuvrée par un utilisateur dans un sens de verrouillage V du bouchon 1 pour le faire passer d'une position ouverte à une position fermée du bouchon 1 dans la tête de tubulure 2, un couple s'applique entre la coiffe 10 et l'embase 30. La face inclinée 26 de chaque doigt 25 de chaque arceau 22 vient s'appliquer contre la face inclinée 46 d'un cran 42 de la couronne 41, et la coiffe 10 entraîne l'embase 30 en rotation dans le sens de verrouillage du bouchon 1, jusqu'à ce que le bouchon 1 atteigne sa position de fermeture dans la tête de tubulure 2. Lors de cette manoeuvre, les doigts 25 sont engagés dans des creux entre des crans 42, et les arceaux 22 sont encore dans leur position de repos, dans laquelle les jambages 23 et le cintre 24 ne se déforment pas, ou presque.

Lorsque l'utilisateur poursuit la manoeuvre de la coiffe 10 dans ce même sens de verrouillage et que la valeur du couple s'appliquant entre la coiffe 10 et l'embase 30 dépasse une valeur de seuil prédéterminée correspondant à un couple limite, les faces inclinées 26 et 46 formant des rampes font que l'arceau 22 est soumis à une force tendant à le rapprocher du fût 18, laquelle force devient supérieure au seuil de déformation de l'arceau 22, de sorte que l'arceau 22 se déforme et que les dents 23 glissent sur les crans 42, la coiffe 10 pouvant ainsi tourner sans faire tourner l'embase 30.

Lorsque le couple cesse ou redevient inférieur au couple limite, l'arceau 25 reprend sa forme initiale, ce qui permet aux doigts 25 de pouvoir se réengager dans des creux entre les crans 42 suivants. Ainsi, la face inclinée 26 de chaque doigt 25 se déplace jusqu'au cran 42 suivant dans le sens de verrouillage V, et ainsi de suite, jusqu'à ce que la valeur du couple s'appliquant entre la coiffe 10 et l'embase 30 soit inférieure à la valeur de seuil. De cette manière, le serrage du bouchon 1 dans la tête de tubulure 2 est réalisé simplement de manière optimale et sécurisée.

Lorsque la coiffe de préhension 10 est manoeuvrée par l'utilisateur dans un sens de déverrouillage D du bouchon 1 pour le faire passer de la position fermée à la position ouverte du bouchon 1 dans l'orifice 4, un couple s'applique entre la coiffe 10 et l'embase 30. La face droite 27 de chaque doigt 25 de chaque arceau 22 vient buter contre la face droite 47 d'un cran 42 de la couronne 41, et la coiffe 10 entraîne l'embase 30 en rotation dans le sens de déverrouillage du bouchon 1, jusqu'à ce que le bouchon 1 atteigne sa position d'ouverture, et puisse être retiré de la tête de tubulure 2. Le cas échéant, peu importe la valeur du couple s'appliquant entre la coiffe 10 et l'embase 30, tant qu'elle est suffisante pour amorcer le déverrouillage, les faces droites 27 et 47 ne risquent pas de se désengager. Ainsi, le déverrouillage du bouchon 1 de la tête de tubulure 2 est assuré de manière simple. La coiffe 10 comporte deux doigts 25 qui saillent de chaque arceau 22 pour assurer la robustesse du limiteur de couple, réalisé en matière plastique. De nombreuses variantes sont possibles en fonction des circonstances. Par exemple, la coiffe peut ne comporter qu'un seul doigt qui saille d'un seul arceau.

Dans une variante non illustrée, l'embase présente une portion filetée continue autour de ladite embase, autrement dit l'embase ne comporte pas les renforcements 36 visibles à la figure 2. Dans une autre variante non illustrée, l'embase ne comporte pas de bras de raccordement entre la couronne et la paroi cylindrique de l'embase. Encore dans une autre variante, l'embase ne comporte pas de trou de ventilation, ni d'orifice du type de l'orifice 33 visible à la figure 2. Par exemple encore, le bouchon et la tête de tubulure peuvent être fixés ensemble par le biais d'un montage du type baïonnette à la place d'un vissage. Selon un autre exemple de mise en oeuvre de l'invention, le bouchon est verrouillable dans la tête de tubulure. Pour cela, un barillet de serrure est logé dans le fût de la coiffe. En variante, le bouchon n'est pas verrouillable dans la tête de tubulure. Dans une variante non représentée, le dispositif limiteur de couple (arceau tel que 22, dents telles que 25 et crans tels que 42) fait partie d'un ensemble différent d'un bouchon, par exemple une tête de visseuse. On rappelle plus généralement que l'invention ne se limite pas aux exemples décrits et représentés.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif limiteur de couple comportant : - un premier élément (30), - un second élément (10), et - des moyens d'accouplement débrayables adaptés à lier en rotation les premier et second éléments (30, 10) lorsqu'un couple inférieur à un couple limite prédéterminé s'applique entre ces éléments dans un sens de rotation déterminé (V), et à débrayer la liaison entre les éléments (10, 30) lorsqu'un couple supérieur au couple limite prédéterminé s'applique entre ces éléments (10, 30) dans le sens de rotation déterminé (V), ces moyens d'accouplement débrayables comportant sur le premier élément (30) une série de crans (42) disposée annulairement, et comportant sur le second élément (10) un mécanisme d'engagement, ce mécanisme d'engagement comportant un doigt mobile (25) orienté radialement, et un ressort de rappel élastique du doigt (25), lequel est adapté à être logé entre deux crans (42), chaque doigt (25) et chaque cran (42) présentant respectivement une première et une deuxième faces de contact inclinées (26, 46) formant des rampes adaptées à être en contact lorsqu'un couple inférieur au couple limite prédéterminé s'applique entre les éléments (10, 30) dans le sens de rotation déterminé (V), le dispositif (1) étant caractérisé en ce que le mécanisme d'engagement comporte un arceau élastiquement déformable (22) duquel saille ledit doigt (25), ledit arceau (22) et ledit doigt (25) étant en une seule pièce.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second élément (10) est en matière plastique moulée d'une seule pièce.
3. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque doigt (25) et chaque cran (42) présentent respectivement une troisième et une quatrième faces de contact droites (27, 47) adaptées à être en contact lorsqu'un couple s'applique entre les éléments (10, 30) dans un sens inverse du sens de rotation (D) de manière à lier en rotation les premier et second éléments (10, 30).
4. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mécanisme d'engagement comporte deux dits doigts (25).
5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'arceau élastiquement déformable (22) comporte deux jambages (23) prenant racine sur le second élément (10) et un cintre (24) reliant les deux jambages (23).
6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le cintre (24) de l'arceau élastiquement déformable (22) est incurvé comme la série de 10 crans (42).
7. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte deux mécanismes d'engagement diamétralement opposés.
8. 8. Bouchon (1) à mettre en place en le faisant tourner sur lui-même 15 dans une tête de tubulure (2), notamment pour le remplissage d'un réservoir de carburant, par exemple pour véhicules, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif limiteur de couple selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
9. 9. Bouchon (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le premier élément est formé par une embase (30) adaptée à obturer la tête de 20 tubulure (2), et en ce que le second élément est formé par une coiffe de préhension (10) adaptée à manoeuvrer l'embase entre une position ouverte et une position fermée du bouchon (1) dans la tête de tubulure (2).
10. 10. Bouchon (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la coiffe comporte un fût (18) cylindrique sur lequel l'arceau élastiquement 25 déformable (22) prend racine.
11. 11. Bouchon (1) selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que l'embase (30) comporte un espace intérieur (40) dans lequel est disposée une couronne (41) comportant la série de crans (42), et en ce que cet espace intérieur (40) est adapté à recevoir au moins partiellement le fût (18) de 30 la coiffe (10).