Brevet FR2488193A1 — publié le 19820212

-1- L'invention concerne un dispositif de mise à l'atmosphère de réservoirs à carburant, en particulier pour véhicules automobiles, comportant un vase de compensation de volume disposé dans la zone supérieure de l'espace intérieur du réservoir, vase en communica- tion avec l'atmosphère par un conduit d'équilibrage et qui est muni de liaison avec l'espace intérieur du réservoir, ces liaisons pouvant être fermées par des organes d'arrêt déplaçables par inertie et chacune d'entre elles présentant une embouchure située dans la zone des parois frontales du réservoir orientées dans le sens longitudinal du véhicule. Les réservoirs à carburant doivent être mis à l'atmosphère pour pouvoir équilibrer les différences de pression entre l'espace intérieur du réservoir et l'atmosphère. On utilise à cet effet des conduits dé- bouchant à l'atmosphère, par lesquels les gaz formés peuvent être évacués quelle que soit leur quantité, sans que du carburant sorte du réservoir. On connait un dispositif du type cité au début (demande de brevet en Allemagne Fédérale DE-OS 23 63 900), dans lequel un vase de compensation de volume en forme de d8me est disposé symétriquement par rapport au plan médian longitudinal du réservoir à carburant. De chacune des ouvertures de ce vase, dis- posées latéralement part un conduit menant presque jusqu'à la cloison frontale du réservoir de carburant et débouchant dans celui-ci par une embouchure, les ouvertures du vase pouvant être fermées par inertie par un organe de fermeture auquel sont associés deux organes d'arrêt. Ces conduites plongent alternativement dans le carburant lorsque le véhicule s'engage dans des cour- bes se succédant dans des sens différents et, de ce 2488193 ' -2- fait, se remplissent peu à peu de carburant qui s'écoule dans le vase de compensation de volume dont les dimensions sont relativement réduites et qui est rapidement rempli. Ce carburant peut ainsi stécouler à l'air libre par le conduit d'équilibrage. Ceci se produit relativement rapidement lorsque dans le réservoir se forme une grosse quantité de gaz d'évent du fait de températures extérieures très élevées ou du fait du retour de carburant forte- ment réchauffé dans le cas de moteurs à injection fonctionnant par compression d'un mélange, d'o il résulte à l'intérieur du réservoir une surpression par rapport à l'atmosphère, surpression agissant sur les conduits remplis de carburant et emp&chant un reflux du carburant dans l'espace intérieur du réser- voir, d'o impossibilité d'une mise à l'atmosphère du réservoir. Un autre inconvénient du dispositif est que l'organe de fermeture est monté entre des éléments élastiques tendant à le maintenir dans sa position de repos, ce qui provoque un certain retard dans le processus de fermeture; du carburant peut ainsi s'introduire dans le vase de compensation de volume par le conduit situé côté carburant avant que l'or- gane d'arrêt ait pu fermer l'ouverture correspoedante du vase. L'invention a pour but de créer un dispositif du type cité au début, qui puisse garantir un équili- brage de pression entre l'espace intérieur du réser- voir et l'atmosphère et éviter une sortie de carburant lorsque le niveau de celui-ci prend une position in- clinée, en particulier lorsque le véhicule parcourt des courbes de sens alterné, et quelle que soit la quantité de gaz se formant dans le réservoir. 2488193 f -3- L'invention résout ce problème, dans un dispo- sitif du type cité au début, en ce que chacun des organes d'arrêt est associé à l'embouchure correspon- dante et disposé en amont de celle-ci en partant de l'espace intérieur du réservoir. Du fait que l'embouchure constitue ainsi en même temps l'ouverture du vase, il ne peut se consti- tuer lorsque des courbes de sens alterné se succèdent ou lorsque se forment de grosses quantités de gaz, contrairement à ce qu'il en est avec le dispositif, connu, aucun bouchon de carburant devant l'ouverture vers le vaoe de compensation de volume; le carburant ne peut donc pas pénétrer dans le vase et gagner l'extérieur par l'intermédiaire du conduit d'équili- brage. En outre, du fait de leur disposition en amont des embouchures, outre l'action des forces d'inertie, les organes d'arrêt subissent en plus, si l'on se réfère à la disposition connue dans le vase de com- pensation de volume,à l'action du carburant lorsque la surface de celuici prend des positions inclinées et lorsqu'on parcourt des courbes à sens alterné; le processus de fermeture se trouve de ce fait accéléré, un organe d'arrêt fermant à chaque fois l'ouverture côté carburant du vase de compensation de volume avant que le carburant ne puisse s'introduire dans le vase par cette ouverture, cependant que l'organe de ferme- ture de l'ouverture opposée libère celle-ci et que s'établit par elle un équilibrage de pression entre l'espace intérieur du réservoir et le vase de compen- sation de volume raccordé à l'atmosphère. Une charge réduite de carburant de fuite s'accumulant dans le vase après-plusieurs courbes à sens alterné revient au réservoir par l'une des deux ouvertures ou les deux 2488193 A -4- ouvertures, de sorte qu'est-dans tous les cas exclu le risque d'une surcharge du vase de-compensation de volume, et par conséquent celui d'une sortie de car- burant à l'air libre par le conduit d'équilibrage. De plus, par rapport à ce qu'il en est avec le système connu, une sortie de carburant alors que le véhicule se trouve sur le toit, par exemple à la suite d'un accident est exclue les deux organes d'arrêt disposés séparément et indépendamment l'un de l'autre fermant les embouchures, ce qui constitue une sécurité supplémentaire. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, le vase de compensation de volume atteint presque, par ses faces frontales, les parois frontales du réservoir, si bien que de grosses quantités de gaz se formant dans le réservoir peuvent être évacuées rapidement à l'atmosphère sans que le carburant de fuite accumulé gêne cet équilibrage de pression. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, en outre, pour des raisons de sécurité, le vase de compensation de volume est doté de conduits de mise à l'atmosphère débouchant par des parois frontales opposées du réservoir à l'intérieur de celui-ci et ces conduits conduisent de leur embouchure à une face frontale respective, opposée du vase, face par laquel- le ils débouchent dans ce vase; grâce à cette dispo- sition, une mise à l'atmosphère du réservoir est encore effective, même en cas de fermeture fortuite d'une ouverture du vase ou des deux à la fois. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, également les conduits de mise à l'atmosphère présen- tent une certaine pente, à leur embouchure dans l'espace intérieur du réservoir par rapport à leur embouchure dans le vase de compensation de volume; 2488193 i -5- grâce à cette disposition, le carburant introduit dans les conduits de mise à l'atmosphère alors que sa sur- face occupait des positions obliques peut revenir rapidement dans l'espace intérieur du réservoir. Selon une forme d'exécution de l'invention, le vase de compensation de volume est doté en son centre d'un espace complémentaire situé au-dessous de son fond, espace présentant un volume supérieur à celui du vase de compensation de volume. Grâce à cette disposition, le carburant qui, lorsque le véhi- cule est sur le toit, s'introduit par les conduits de mise à l'atmosphère dans l'espace intérieur du vase et remplit celui-ci peut, lorsque le véhicule prend une position sur le côté, revenir à l'intérieur du vase de compensation de volume Jusqu'au-dessous du niveau de la tuyauterie d'équilibrage à l'atmosphère. L'espace complémentaire est dimensionné de telle sorte que pour un remplissage optimal du vase, une sortie de carburant à l'air libre par le conduit d'équilibrage soit évitée. Selon une forme d'exécution de l'invention, en outre, les conduits de mise à l'air libre sont exé- cutés d'une seule pièce avec le vase de compensation de volume. Les conduits de mise à l'atmosphère sont alors formés par échappement à partir du vase de com- pensation de volume. Grâce à cette forme d'exécution, le dispositif conforme à l'invention peut être cons- truit de façon simple et sans dépense supplémentaire de montage. Selon une autre forme d'exécution simplifiée de l'invention, on peut renoncer aux conduits de mise à l'atmosphère, le fonctionnement du système conforme à l'invention étant toujours garanti. f488193 -6- Dans ce qui-suit, sont décrites des formes d'exécution de l'invention illustrées schématiquement par les figures. Ces figures représentent: Figure 1, en coupe longitudinale, la partie supérieure d'un réservoir à carburant équipé d'une forme d'exécution de l'invention; Figure 2, en vue de dessus, une autre forme d'exécution. La Figure 1 montre la partie supérieure d'un réservoir à carburant 1 disposée en position montée, transversalement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, réservoir dans l'espace intérieur 2 duquel est fixé un vase d'équilibrage de volume 3 allongé, en particulier tubulaire, qui s'étend le long et immédiatement au-dessous de la paroi supérieure 4 du réservoir à carburant 1 et dont les faces frontales et 6 se situent très près des parois frontales 7 et 8 du réservoir. Chacune des faces frontales 5 et 6 du vase de compensation 3 est dotée d'une ouverture d'introduction 9 et 10 pour un conduit de mise à l'atmosphère 11 et 12. Chacun des conduits de mise à l'atmosphère 11 et 12 a d'une part une extrémité située hors du vase de compensation de volume 3, près d'une paroi frontale respectivement 7 ou 8 du réser- voir, et d'autre part une autre extrémité située à l'intérieur du vase de compensation de volume 3, près de l'une des faces frontales, respectivement 5 ou 6, de celui-ci. Une extrémité de conduit respectivement 13 ou 14, située à l'intérieur du vase de compensation de volume se trouve, en position montée du réservoir à carburant 1, audessus de l'extrémité de conduit, respectivement 15 ou 16, débouchant dans l'espace intérieur 2 du réservoir. Au-dessus des ouvertures d'introduction 9 et 10, les faces frontales 5 et 6 du 2488193 I -7- vase sont dotée d'une autre ouverture 17 et 18 dans laquelle est montée une tubulure respective 19,20, à l'ouverture respective 21,22 de laquelle est associé un organe d'arrêt respectif 23,24. L'organe d'arrêt respectivement 23 ou 24, est un élément de fermeture respectivement 25 ou 26, de forme conique relié à un- balancier respectivement 27 ou 28, suspendu librement dans l'espace intérieur 2 du réservoir et infléchi en direction de la paroi frontale, respectivement 7 ou 8, du réservoir; l'organe d'arrêt se raccorde de façon articulée, par un support, respectivement 29 ou 30, au vase de compensation de volume 3. L'angle d'oscil- lation de l'organe d'arrgt 23 ou 24 est limité par des butées, respectivement 31 et 32. A la place du balan- cier infléchi peut également être utilisé un balancier coudé ou préchargé. Les éléments de fermeture 25 et 26 des organes d'arrêt peuvent aussi être associés directement aux ouvertures 17 et 18 du vase, lesquelles peuvent être prévues au-dessus des ouvertures d'introduction 9 et 10. De même, les organes d'arrêt peuvent être montés sur les parois frontales 7 et 8 du réservoir par les supports. Le vase de compensation de volume présente de plus un conduit 33 occupant une position centrale, raccordé à l'atmosphère par traversée de la paroi su- périeure 4 du réservoir à carburant 1. Ce conduit 33 peut, de plus être aussi muni d'un clapet monté dans la zone de son embouchure dans le vase. Au-dessous du fond 34 du vase de compensation de volume 3, est formé un espace complémentaire 35 disposé centralement et ayant à peu près la forme d'un parallélépipède rectangle. Le niveau atteint dans le réservoir par le 2488193 i -8- carburant lorsque le réservoir est au repos est repéré 36. Le repère 37 correspond à une position oblique et le repère 38 à une position sur le côté, Lorsque le véhicule franchit, par exemple, une courbe à gauche, le niveau du carburant prend, sous l'influence des forces d'inertie ou centrifuges, la position oblique 37. Dans le même temps, sous la pros- sion du liquide, l'organe dtarrêt 24 ferme l'ouverture côté carburant 22 du vase de compensation de volume. Le balancier est conçu de telle sorte que dès qu'un effort centrifuge ou d'inertie réduit commence à agir, cette ouverture 22 se ferme, ne permettant plus au carburant de gagner l'intérieur du vase 3 par celle- ci. Ce processus est favorisé par le fait que l'or- gane d'arrêt 24 est limité dans sa course par la butée 32, qui écourte ainsi le temps de fermeture de l'or- gane d'arrêt 24. Dans le même temps o s'opère la fermeture de l'ouverture 22, l'organe d'arrêt 23 libère l'ouverture 21 disposée sur la face frontale opposée 5 du vase, par cette ouverture libérée 21 comme par l'extrémité 15 du conduit de mise à l'at- mosphère 11 débouchant dans l'espace intérieur 2 du réservoir, une surpression établie dans l'espace inté- rieur 2 du réservoir se détend par le conduit de compensation 33 raccordé à l'atmosphère. Lorsque le véhicule franchit ensuite une courbe à droite, l'organe d'arrêt 23 ferme l'ouver- ture 21, cependant que l'organe d'arrêt 24 libère l'ouverture 22 fermée lors du franchissement de la courbe à gauche. Le carburant qui, lorsque le réservoir prend des positions obliques, s'introduit par l'extrémité respectivement 15 ou 16 de conduit située côté carbu- rant, dans le conduit de mise à l'atmosphère, respec- 2488193 i -9- tivement 11 ou 12, revient dans l'espace intérieur 2 du réservoir lors du franchissement par le véhicule de courbes alternées ou de portions rectilignes, ce qui est encore facilité par la disposition inclinée des conduits de mise à l'atmosphère 11 et 12. S'il advient que le réservoir à carburant 1 soit placé à l'envers, les deux organes d'arrêt 23 et 24 ferment les ouvertures 21 et 22 du vase 3, de sorte que du carburant ne peut s'introduire dans le vase de compensation de volume 3 que par les extrémités 15 et 16 des conduits de mise à l'atmosphère 11 et 12. Le débouché à l'atmosphère du conduit de compensation 33 se situe au-dessus du niveau de carburant dans le réservoir 1, de sorte qu'une sortie de carburant est exclue. De plus, le conduit 33 peut aussi être fermé par un clapet avant même que du carburant ne s'y introduise. Si le réservoir à carburant prend enfin une position sur le côté avec un niveau de carburant 38, l'organe d'arrêt 23 libère l'ouverture 21, il s'ensuit un équilibrage de pression entre l'espace intérieur 2 du réservoir et l'atmosphère, de sorte que le carburant qui s'est introduit dans le vase 3 lorsque le véhicule était sur le toit descend, dans le vase et dans l'espace complémentaire 35, au-dessous du niveau du conduit de compensation 33; une sortie du carburant est ainsi évitée. L'espace complémentaire 35 est dimensionné de telle sorte que lorsque le vase est plein, un écoule- ment de carburant dans l'atmosphère soit empêché. Lorsque le réservoir à carburant reprend ensuite la position normale, le carburant relue comme il a été décrit précédemment pour le franchissement des courbes. Ce dispositif de mise à l'atmosphère de réser- 2488193 s -10- voir à carburant demeure fiable et efficace même pour les plus grandes quantités possibles de gaz à évacuer dans l'atmosphère. La Figure 2 présente en vue de dessus une autre forme d'exécution du dispositif de mise à l'at- mosphère de réservoirs à carburant, selon laquelle chacun des conduits de mise à l'atmosphère 11 et 12 est formé par échappement à partir d'un vase de com- pensation de volume 3 pratiquement tubulaire; les conduits présentent à des extrémités opposées respec- tivement 13 et 14, une liaison libre, respectivement ou 16, avec l'intérieur du vase de compensation de volume 3, cependant que leurs extrémités opposées, respectivement 15 et 16, débouchent dans l'espace intérieur 2 du réservoir à proximité des parois fron- tales de ce dernier, non représenté. Sur les faces frontales 5 et 6 du vase 3 sont formées des tubulures 19 et 20 aux ouvertures 21 et 22 desquelles sont respectivement associés les organes d'arrêt respec- tifs 23 et 24. Le fonctionnement est le même que celui qui a été décrit pour la Figure 1. Dans les exemples qui viennent d'être décrits et illustrés, le dispositif de mise à l'atmosphère de réservoirs à carburant peut aussi être exécuté sans mise en place des conduits de mise à l'air libre. L'équilibrage de pression entre l'espace intérieur du réservoir et le vase de compensation de volume en com- munication avec l'atmosphère s'effectue uniquement par les ouvertures du vase de compensation de volume. Dans toutes les positions du réservoir à carburant, et quelles que soient les quantités de gaz à évacuer, un écoulement vers l'extérieur du carburant est également évité avec efficacité. 2488193 i -11- - R E V E N D I C A T I O N S - 1. - Dispositif de mise à l'atmosphère de réservoirs à carburant, en particulier pour véhicules automobiles comportant un vase de compensation de volume disposé dans la zone supérieure de l'espace intérieur du réservoir, vase en communication avec l'atmosphère par un conduit r'équilibrage et qui est muni de liaisons avec l'espace intérieur du réservoir, ces liaisons pouvant être fermées par des organes d'arrêt déplaçables par inertie et chacune d'entre elles présentant une embouchure située dans la zone des parois frontales du réservoir orientées dans le sens longitudinal du véhicule, caractérisé par le fait que chacun des organes d'arrêt,(respectivement 23,24), est associé à l'embouchure correspondante (respective- ment 17,18) et est placé en amont de celle-ci en par- tant de l'espace intérieur (2) du réservoir. 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le vase de compensation de volume (3) atte4nt presqje les parois frontales (respec- tivement 7,8) du réservoir par ses faces frontales (respectivement 5,6). 3. - Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le vase de compen- sation de volume (3) est équipé de conduits (11,12) de mise à l'atmosphère. 4. - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les conduits de mise à l'atmosphère (respectivement 11,12) débouchent dans l'espace intérieur du réservoir (2) par des parois frontales opposées du réservoir (respectivement 7,8) et conduisent de leur embouchure à une face frontale respective opposée du vase (respectivement 5,6) par 2488193 t -12- laquelle ils débouchent dans le vase de compensation de volume (3). 5. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les conduits de mise à l'atmosphère (11,12) sont disposés à leur embouchure dans l'espace intérieur (2) du réservoir, en pente par rapport à leur embouchure dans le vase de compen- sation de volume (3). 6. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le vase de compen- sation de volume (3) est équipé d'un espace complémen- taire (35) formé en son centre au-dessous de son fond (34). 7. - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'espace complémentaire (35) présente un volume plus grand que celui du vase de compensation de volume (3). 8. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les conduits de mise à l'atmosphère (11,12) sont exécutés d'une seule pièce avec le vase de compensation de volume (3).