Brevet FR2606856A1 — publié le 19880520

La présente invention a pour objet une soupape de sûreté de réservoirs de carburant de véhicules automobiles, qui permet un échappement vers l'extérieur du réservoir lorsque la pression régnant à l'intérieur de celui-ci est supérieure à une valeur donnée, et permet l'arrivée d'air dans le réservoir lorsque la pression régnant à l'intérieur de celui-ci descend au-dessous d'une certaine valeur, et qui empêche par ailleurs la fuite de carburant par ces moyens de soupape lorsque l'inclinaison du véhicule est supérieure à certaines valeurs, par exemple sur des parcours vallonnés et à virages, ou encore dans l'éventualité d'un renversement du véhicule. On connait des soupapes qui assurent ces fonctions, mais elles sont assez complexes, souvent réalisées dans des structures séparées, et la soupape de sûreté anti-renversement est souvent associée à la fonction de flotteur qui, dans certaines conditions, rend critique le fonctionnement de la soupape elle- même. La présente invention a pour but de réaliser une soupape de sûreté assurant au moins les trois fonctions décrites, avec une construction assez simple et économique, et avec une grande efficacité dans toutes les conditions de fonctionnement. Ce but est atteint avec la soupape de sûreté pour réservoirs de carburant de véhicules automobiles suivant l'invention, par le fait qu'elle comporte des premiers moyens de soupape permettant d'établir une communication de l'intérieur vers l'extérieur du réservoir lorsque la pression à l'intérieur de celui- ci est supérieure à une première valeur donnée, des deuxièmes moyens de soupape permettant d'établir une communication de l'extérieur vers l'intérieur du 2 2606856 réservoir lorsque la pression régnant à l'intérieur de celui-ci baisse audessous d'une deuxième valeur donnée, et des troisièmes moyens de soupape permettant de bloquer l'action des premiers et des deuxièmes moyens de soupape lorsque l'inclinaison du véhicule dépasse une valeur donnée. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description détaillée qui suit. Un mode de réalisation de l'invention est représenté à titre d'exemple non limitatif aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue latérale, en coupe, de la soupape de sûreté réalisée suivant l'invention; et la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la soupape de la:figure 1. Sur la figure 1, la référence 1 désigne un corps de support principal, réalisé avantageusement en matière plastique moulée, comportant en une seule pièce une partie principale 2 de forme cylindrique et creuse intérieurement, et une partie supérieure 3 convenablement profilée, et formant à l'intérieur un compartiment 4 qui communique avec l'extérieur par un conduit 5 formé par un tube radial 6 réalisé d'une seule pièce avec la partie supérieure 3. Les parties 2 et 3 sont séparées par une portion intermédiaire 7, de diamètre inférieur à celui de la partie principale 2, et au droitdelaquellesetrouve une paroi supérieure 8 d'un réservoir de carburant 9 (représenté partiellement et en pointillés) à l'intérieur duquel est logée la partie principale 2. Cette parai supérieure 8 présente en effet un trou 10 de diamètre à peu prés égal à celui de la partie principale 2 qui, par conséquent, est introduite à travers ce trou 10, jusqu'à ce qu'une paroi inférieure 12 de la partie 3 prenne appui sur la face 3 2606856 supérieure de cette paroi 8; la partie 2, dans sa zone supérieure, présente deux saillies à baionnette 13 avec des surfaces en forme de cae qui, pour l'introduction du corps 1, passent dans des ouvertures correspondantes du trou 10, et qui donc prennent appui sur le côté inférieur de la paroi 8, lorsque l'on fait tourner le corps 1 qui est ainsi bloqué contre le réservoir 9. La partie principale 2 forme par conséquent à l'intérieur un compartiment 15 qui est séparé du compartiment supérieur 4 par une cloison 16 qui vient d'une seule pièce avec la partie 2 et vers la zone supérieure de celle-ci, perpendiculairement à l'axe du corps 1. Cette partie principale 2 présente, vers la zone supérieure du compartiment 15, un trou calibré débouchant 17. Le fond du compartiment 15 est fermé par un culot 19 qui présente au centre un trou calibré 18. Ce culot 19 est fixé par son bord sur la zone annulaire intérieure d'un bord inférieur 20 de la partie 2, et forme axialement une portion tronconique 21 dont le sommet orienté vers la partie 2 dépasse le fond de celle-ci, et sur laquelle prend appui une sphère 22 de masse relativement élevée, sur laquelle prend appui à sa partie supérieure, une portion creuse 23 de forme conique réalisée sur le fond d'un corps cylindrique 24 logé axialement dans le compartiment 15, et ayant à sa partie supérieure une portion conique 26. A l'intérieur du compartiment , la partie principale 2 forme trois tiges verticales 27, régulièrement espacées de 120 , qui servent à guider le déplacement vertical du corps cylindrique 24. La cloison 16 présente une portion centrale 29, réalisée en paliers tournés vers le fond du compartiment supérieur 4 et, dans cette portion 29, est pratiqué axialement un orifice 30 qui peut 4 2606856 être obturé par la pointe de la portion conique 26, comme décrit ci-après. Cette portion 29 présente, pro- gressivement, de l'autre côté du compartiment 15, coa- xialement avec l'orifice 30, deux trous tronconiques 31 et 32 de section croissante. Vers une zone latérale de la cloison 16,. est pratiqué un trou débouchant 33 au niveau duquel, sur le côté inférieur de la cloison 16, est fixée une cuvette 34 percée d'un trou axial 35 qui est obturé par une tête semisphérique 36 d'un élément obturateur 37 réalisant une soupape de surpression; l'élément obturateur 37 est poussé pour obturer ce trou 36 par un ressort cylindrique 38 qui prend appui, à son autre extrémité, sur une cloison 39 réalisée entre la face interne du compartiment 4 et la face externe d'une paroi cylindrique annulaire verticale 40 qui prend naissance sur la face supérieure de la cloison 16, à l'intérieur du compartiment 4. La cloison 39 d'appui du ressort cylindrique 38 est naturellement réalisée sur le même axe que le trou débouchant 33 pratiqué dans la cloison 16, et la paroi annulaire 40 est interrompue, sur un tronçon intermédiaire de sa hauteur, par une ouverture 42 pratiquée au niveau de la cloison 39, et est assemblée à la face interne du compartiment 4 par deux portions courbées opposées 43 (figure 2) qui définissent par conséquent un compartiment 44 dans lequel est logé l'élément obturateur 37, et qui ne communique avec le compartiment 34 qu. par l'ou- verture 42. Le bord supérieur de la paroi annulaire 40 est continu et présente une arête vive 45 sur laquelle prend appui, comme élément obturateur, le fond d'un plateau 46, de préférence en caoutchouc, qui présente un trou axial 47 et dont une portion centrale 48 est 2606856 forcée dans un trou central 49 d'un élément de guidage 50, présentant une paroi circulaire de base 51 de diamètre à peu près égal à celui du compartiment 4, et qui constitue d'un côté un appui pour le plateau en caoutchouc 46'et, de l'autre, un appui pour un ressort cylindrique 52 qui, à l'autre extrémité,prend appui sur un couvercle 53 fixé sur la partie supérieure 3, par repliage d'un bord annulaire 54 de cette partie 3, et par interposition d'un joint annulaire 55. Ce couvercle 53 présente en son centre une portion annulaire cylindrique 56, formée vers l'intérieur du compartiment 4, qui sert à guider une portion annulaire coaxiale et supérieure 57 de l'élément 50. Sur le fond du plateau en caoutchouc 46 prend appui un sommet annulaire 58 d'une cuvette d'obturation 59 qui sert à obturer le trou central 47 et qui est poussée par un ressort cylindrique 60 qui à son autre extrémité, prend appui sur la face supérieure de la cloison 16. La partie supérieure 3 présente donc une portion annulaire externe 61 sur laquelle est retourné un bord supérieur d'un élément annulaire 62 qui, par sa portion inférieure annulaire 63, prend appui sur la paroi 8 du réservoir 9, et presse contre la partie 3 un joint d'étanchéité annulaire 64. Le fonctionnement de la soupape de sûreté décrite de la présente invention, est le suivant. La communication entre l'intérieur du réservoir 9 et le milieu extérieur est normalement fermée par le plateau en caoutchouc 46 qui prend appui sur l'arête 45 de la paroi 40. Lorsque la pression à l'intérieur du réservoir 9 dépasse une première valeur donnée, cette pression agit, par l'orifice 30, sur le plateau 46, en le soulevant à l'encontre de 6 2606856 l'action du ressort 52, et il s'établit donc une communication vers l'extérieur, par le compartiment 4 et le conduit 5. Cette communication est naturel- lement interrompue dès que la valeur de la pression régnant dans le réservoir 9 descend à nouveau au- dessous de cette première valeur donnée. Si par contre, la pression régnant à l'intérieur du réservoir 9 descend au-dessous d'une deuxième valeur donnée, pour éviter une dépression, on surmonte la force élastique du ressort 60, ce qui fait que la cuvette d'obturation 59, avec son sommet annulaire 58, se détache du plateau 46, établissant ainsi une communication de l'extérieur vers l'intérieur du réservoir 9, par le conduit 5, le compartiment 4, le trou central 47 du plateau 46, et l'orifice 30; cette communication aussi est interrompue dès que la pression régnant dans le réservoir 9 revient aux valeurs de fonctionnement définies. Lorsque l'inclinaison du véhicule dépasse une valeur limite fixée, par exemple 35 , la sphère 22 se déplace de l'axe du corps 1; en conséquence, du fait de l'action combinée sur les portions tronconiques 21 et 23, on a un déplacement du corps cylindrique 24 vers la cloison 16, et donc une obturation de l'orifice 30 par la pointe de la portion conique 26. Toute communication entre les compartiments 15 et 4 est ainsi interrompue, ce qu.i empêche une fuite de carburant à l'extérieur du conduit 5, quelle que soit la position du plateau en caoutchouc 46 et/ou de la cuvette 59. L'élément obturateur 37 sert en outre de soupape de sûreté pour les surpressions, et plus particulièrement d'élément de sûreté dans le cas o, à la suite d'une défaillance quelconque, l'orifice 30 est obturé en permanence par la portion conique 26. 7 2606856 Sous l'action d'une surpression à l'intérieur du réservoir 9 (que l'on peut fixer à une valeur comprise par exemple entre 1,5 et deux fois la valeur de la pression d'ouverture du plateau 46), la tête semi-sphérique 36 est poussée, de sorte qu'elle se détache du trou 35 et qu'il s'établit une communication entre le compartiment 15 et le compartiment 44, et donc par l'ouverture 42, avec le compartiment 4, ce qui fait que la pression régnant à l'intérieur du réservoir 9 peut agir sur le plateau 46 en le faisant se détacher de l'arête 45, et en permettant l'échappement vers l'extérieur de la surpression, par le conduit 5. Les avantages obtenus avec la soupape de sûreté de la présente invention'ressortent à l'évidence de la description ci-dessus. En particulier, dans le corps unique de support 1, on a réalisé de manière relativement simple, la soupape de surpression avec le plateau 46, la soupape de dépression avec la cuvette 59, et la soupape qui évite la fuite de carburant lorsque l'inclinaison du véhicule est supérieure à un angle fixé. Cette dernière soupape est réalisée par le corps 24 dont le déplacement ne dépend que de la valeur d'inclinaison du véhicule, et non de fluctuations du carburant. En outre, l'appui de la sphère 22 sur une double portion de surface tronconique 21 et 23 permet d'obtenir une grande précision de commande, dans la mesure o pour de petits déplacements de la sphère 22, à partir de la position axiale du corps 1, on a un déplacement axial du corps 24 plus important. La réalisation de la soupape de sûreté de surpression par l'élément obturateur 37 permet en outre de garantir le bon fonctionnement de la soupape de pression principale réalisée avec le plateau 46, indépendamment des 8 2606856 défaillances ou du blocage qui pourraient survenir accidentellement sur l'orifice 30. Il est évident enfin que le mode de réalisation décrit et illustré de la soupape de sûreté de la présente invention peut subir des modifications et des variantes sans pour autant sortir du cadre de l'invention. 9 2606856 REVENDICATIONS 1. Soupape de sûreté pour réservoirs de carburant (9) de véhicules automobiles, caractérisée en ce qu'elle comporte des premiers moyens de soupape (45, 46) permettant d'établir une communication de l'intérieur vers l'extérieur du réservor (9) lorsque la pression à l'intérieur de celui-ci est supérieure à une première valeur donnée, des deuxièmes moyens de soupape (58, 46) permettant d'établir une communication de l'extérieur vers l'intérieur du réservoir (9) lorsque la pression régnant à l'intérieur de celui-ci baisse au-dessous d'une deuxième valeur donnée, et des troisièmes moyens de soupape (26, 30) permettant de bloquer l'action des premiers (45, 46) et des deuxièmes (58, 46) moyens de soupape lorsque l'inclinaison du véhicule dépasse une valeur donnée. 2. Soupape selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des quatrièmes moyens de soupape (35, 36) autorisant l'activité des premiers moyens de soupape (45, 46) indépendamment des troisièmes moyens de soupape (26, 30), lorsque la pression à l'intérieur du réservoir (9) dépasse une troisième valeur donnée. 3. Soupape selon la revendication 2, caractérisée en ce que la troisième valeur est supérieure à la première valeur donnée. 4. Soupape selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que les premiers (45, 46) et deuxièmes (58, 46) moyens de soupape sont disposés parallèlement, et que les troisièmes (26, 30) et quatrièmes (35, 36) moyens de soupape sont montés en parallèle et en amont, vers le réservoir (9), des 2606856 premiers (45, 46) et deuxièmes (58, 46) moyens de soupape. 5. Soupape selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que les quatrièmes moyens de soupape (35, 36) sont disposés de manière à fermer normalement un orifice (33) pratiqué dans une paroi (16) dans laquelle sont disposés en outre les troisièmes moyens de soupape (26, 30). 6. Soupape selon la revendication 5, caractérisée en ce que les quatrièmes moyens de soupape comportent une tige (37) avec une tête (36) d'obturation, poussée par des moyens élastiques (38) pour obturer l'orifice (33). 7. Soupape selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que les troisièmes moyens de soupape (26, 30) comportent un orifice (30) pouvant être obturé par une portion (26) d'un corps (24) dont le déplacement vers l'orifice (30) est déterminé par le déplacement d'une sphère (22) causé par l'inclinaison du véhicule. 8. Soupape selon la revendication 7, caractérisée en ce que le corps (24) présente,du côté opposé à la portion d'obturation (26), une surface conique (23) sur laquelle agit la sphère (22) qui prend appui sur une autre surface conique (21). 9. Soupape selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'autre surface conique (21) fait partie d'un corps (1) de support des premiers (45, 46), deuxièmes (58, 46), troisièmes (26, 30) et quatrièmes(35, 36) moyens de soupape. 10. Soupape selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les premiers moyens de soupape comportent un premier plateau (46) poussé par l'action d'un ressort (52) contre le profil (45) de l'ouverture, et que les deuxièmes moyens de soupape il 2606856 comportent un deuxième élément (59) poussé par l'action d'un ressort (60) contre une zone de la surface du premier plateau (46), autour de l'une de ses ouvertures (47).