Brevet FR2636573A1 — publié le 19900323

La présente invention est relative à un dispositif d'aération d'un réservoir de carburant de véhicule automobile. comportant, pour assurer la mise à l'air libre de la partie interne supérieure du réservoir - d'une part un tube de dégazage dont l'extrémité agencée dans la partie interne supérieure du réservoir est située notablement plus bas qu'une cloison supérieure du réservoir, de sorte qu'une capacité d'expansion dite intégrée est délimitée. lors du remplissage maximal du réservoir, entre cette cloison et le niveau de carburant atteignant ladite extrémité ; et - d'autre part, un conduit de mise à l'air libre reliant la partie interne supérieure du réservoir à l'atmosphére à travers une valve dont le corps est porté par la cloison supérieure et comportant un flotteur monté mobile verticalement par rapport au corps entre une position basse d'ouverture du conduit de mise à l'air libre dans laquelle le flotteur est susceptible d'être soulevé par le carburant lorsque le niveau de ce dernier atteint ladite extrémité, le fond du flotteur étant situé plus bas que cette dernière. et une position haute dans laquelle l'extrémité supérieure du flotteur est en butée contre une portion du corps de valve. La capacité d'expansion intégrée permet au carburant liquide contenu dans le réservoir de se dilater sans risque de débordement, la dilatation pouvant etre due à un accroissement de la température du carburant, notamment du fait d'une exposition prolongée du véhicule au soleil. Un dispositif d'aération de ce type est décrit et représenté dans la demande de brevet français n 86 10705. On .constate toutefois que, bien que ce dispositif permette d'éviter le remplissage au "goutte-à-goutte" en un temps raisonnable, il n'est pas entièrement satisfaisant en ce que le temps de protection contre le phénomène de goutte-à-goutte n'est pas clairement délimité et en ce qu'il ne permet pas d'assurer de manière fiable une remise ultérieure de la partie supérieure du réservoir en communication avec l'air libre. Le phénomène de goutte-å-goutte s'explique de la manière suivante, Lorsque le carburant atteint le niveau de fin de remplissage du réservoir en provoquant une évacuation rapide des gaz dans le tube de dégazage, la capacité d'expansion intégrée diminue progressivement au rythme de l'evacuation des gaz par le conduit de mise à l'air libre, si une valve à flotteur n'est pas prévue sur le réservoir. L' abais- sement du niveau du carburant dans la tubulure de remplissage, remplie à son maximum autorisé, s'effectue par un phénomène d'équilibrage avec celui du réservoir à carburant d'une manière plus lente, le diamètre intérieur du conduit de mise à l'air libre, sans valve flotteur, étant beaucoup moins important que le diamètre intérieur du conduit de dégazage. Le goutte-å-goutte s'explique par le fait que l'on doit attendre l'abaissement du niveau de carburant dans la tubulure de remplissage pour refaire de nouveau une mise à niveau dans la tubulure. L'inconvénient du remplissage de la capacité d'expansion intégrée par ooutte-à-goutte est qu'il ote toute possibilité de compensation lors de l'augmentation du volume du carburant causé par son échauffement. La présente invention a pour but de proposer un dispositif d'aération qui rende impossible le remplissage complet d'un réservoir de carburant, par le phénomène de goutte-à-goutte, pendant un laps de temps prédéterminé et qui, à l'issue de ce laps de temps, permet d'avoir une mise à l'air libre permanente de la partie supérieure du réservoir. Dans ce but l'invention propose un dispositif d'aération du type mentionné plus haut caractérisé en ce que le flotteur comporte une chambre interne de temporisation qui communique par un orifice supérieur avec la partie interne supérieure du réservoir ou avec le conduit de mise à l'air libre, et qui comporte à sa partie inférieure un trou de section réduite de manière à permettre une pénétration lente du carburant dans la chambre à la fin de l'opération de remplissage du réservoir, en maintenant le flotteur dans sa position haute pendant un temps prédétermine. Grâce à cet agencement, en fin d'opération de remplissage, le carburant pousse le flotteur vers le haut afin d'assurer une étanchéité partielle ou totale entre le flotteur et le conduit de mise à l'air libre. Dans le même temps le carburant commence à remplir la chambre de temporisation du flotteur par l'intermédiaire du trou de section réduite, l'air contenu dans la chambre de temporisation étant progressivement évacué de cette dernière par l'orifice supérieur. La durée de remplissage du flotteur, qui est choisie en fonction de la facilité de remplissage du réservoir par la tubulure de remplissage. est fonction du volume intérieur de la chambre ainsi que diamètre du trou pour permettre une temporisation prédéterminée par exemple de 120s. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - l'orifice supérieur communique avec le conduit de mise à l'air libre, la position haute étant dans ce cas une position de fermeture partielle du conduit de mise à l'air libre - l'orifice supérieur communique -avec la partie supérieure du réservoir, la position haute étant dans ce cas une position de fermeture totale du conduit de mise à l'air libre - la face supérieure du flotteur comporte un organe obturateur qui, en position haute est en butée étanche contre ladite portion en vis-à-vis du corps qui forme un siège de valve relié au conduit de mise à l'air libre - l'orifice supérieur peut traverser l'organe obturateur pour déboucher dans le conduit de mise à l'air libre dans le cas ou l'orifice supérieur communique avec le conduit de mise à l'air libre, ou l'orifice supérieur peut entre formé dans la face supérieure du corps de valve de manière à déboucher à l'intérieur de la partie interne supérieure du réservoir ; ; - le trou de remplissage et d'évacuation de la chambre de temporisation est formé sensiblement dans le fond du flotteur - le corps de valve comporte des moyens de butée avec lesquels coopère le flotteur pour définir la position basse de ce dernier et au moins une ouverture pour permettre la circulation du carburant à l'intérieur du corps de valve - la valve comporte une bille propre à provoquer, en cas de retournement du véhicule, la mise en butée de ladite extrémité supérieure du flotteur contre ladite portion du corps de valve - la bille est interposée entre le fond du flotteur et le fond en vis-à-vis du corps de valve et - le flotteur comporte également au moins un compartiment étanche au carburant. D'autres caractéristiques et avantages de 1 invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue en coupe simplifiez d'un réservoir de carburant de véhicule automobile équipé d'un dispositif d'aération conforme aux enseignements de 1 invention ;; - la figure 2A est une vue en coupe verticale partielle à échelle agrandie de la valve du dispositif d aération selon l'invention, le réservoir étant en cours de remplissage et son niveau étant inférieur à celui du fond du corps de valve - la figure 2B est une vue similaire à celle de la figure ZA dans laquelle le niveau de remplissage a atteint l'extrémité du tube de dégazage, le remplissage de la chambre de temporisation n'ayant pas encore début8 :: - la figure 2C est une vue similaire à celle de la figure 26 dans laquelle la chambre de temporisation du flotteur s'est remplie de carburant et a provoqué la descente de celui-ci - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2A représentant une variante de réalisation de la valve du dispositif d'aération - la figure s est une vue en coupe partielle d'un autre mode de réalisation de la valve du dispositif d'aération - les figures 5A à 5D sont des vues schématiques représentant des variantes de réalisation du flotteur de la valve d'aération dans le cas ou l'orifice supérieur débouche à l'intérieur du corps de valve ; et - les figures 6 et 7 représentent des variantes de réalisation du flotteur dans le cas où l'orifice supérieur débouche en vis-à-vis du conduit de mise à l'air libre. On a représenté à la figure 1 un réservoir 10 de carburant d'un véhicule automobile, comportant une cloison supérieure 12 et une tubulure de remplissage 14 fermée par un bouchon étanche la. Le réservoir 10 est équipé d'un tube de dégazage 18 qui pénètre dans une capacité 20 d'expansion intégrée du volume du carburant à la partie interne supérieure du réservoir 10. L extrémité inférieure 22 du tube de dégazage 18 correspond au niveau maximal 24 du carburant 21 lorsque le réservoir 10 est rempli. La capacité d'expansion 20 est ainsi délimitée par le niveau maximal du carburant 24 et par la cloison supérieure 12. L'extrémité 22 du tube de degazage 18 débouche donc dans la partie interne supérieure du réservoir notablement plus bas que la cloison supérieure 12. Le dispositif d'aération du réservoir 10 comprend également un conduit de mise à l'air libre 26 reliant la partie interne supérieure du réservoir 10 à l'extérieur, par l'intermédiaire d'une valve 28 portée par la cloison supérieure 12. La valve 28 comprend un corps de valve 30 présentant la forme d'un cylindre crex dont l'axe est agencé verticalement et qui délimite un compartiment interne 32 dans lequel est monté coulissant un flotteur cylindrique 34. La partie supérieure 36 du corps de valve 30 est fixée sur la cloison supérieure 12 du réservoir de manière à ce que le corps de valve se prolonge à l'intérieur de la capacité d'expansion intégrée 20. Le corps de valve 30 est fermé à sa partie inférieure 38 par un bouchon visse 40 présentant une face supérieure conique 42 tournée vers le haut sur la pointe 44 de laquelle peut éventuellement reposer le fond 46 du flotteur cylindrique 34. A sa partie supérieure 36, le corps de valve 30 comporte une portion de profil conique 48 constituant un siége de valve qui débouche vers le haut dans le conduit de mise à l'air libre 26. La face supérieure 50 du flotteur 34 comporte une protubérance 52 qui se termine par une portion sphérique 54 qui constitue un organe obturateur de valve susceptible de coopérer de manière étanche avec le siège de valve 48. La paroi cylindrique latérale du corps de valve 30 comporte une ou plusieurs ouvertures, ou fenêtres, 56 dimensionnées de manière suffisamment importante pour permettre au carburant 21 de pénétrer librement à l'intérieur du compartiment 32 du corps de valve 30. Afin d'éviter la penétration d'impuretés dans le compartiment 32, la paroi latérale cylindrique du corps de valve 30 est entourée par un tamis cytindrique de filtrage 58. Conformément à l'invention, le flotteur 34 comporte une chambre interne de temporisation 60. La chambre interne de temporisation 60 communique avec le compartiment 32 du corps de valve par un trou 62 de remplissage et d'évacuation du carburant qui est formé dans le fond 46 du flotteur 34. Le trou 62 est de section trés réduite pour permettre la pénétration progressive du carburant à l'intérieur de la chambre de temporisation 60. La chambre de temporisation 60 communique également, dans ce mode de réalisation, avec le compartiment 32 du corps de valve 30 par un orifice supérieur 64 de section très réduite qui permet au gaz contenu dans la chambre de temporisation 60 de s'évacuer progressivement en fonction du remplissage éventuel de cette dernière par le carburant, Le bouchon 40 au lieu d'être vissé, peut en variante étre fixé au corps 30 par collage, sertissage, ou accrochage élastique. On décrira maintenant le fonctionnement de ce premier mode de réalisation de la valve 28 en se référant aux figures 2A à 2C. A la figure 2A, le réservoir est en cours de remplissage et le niveau 24A du carburant est encore inférieur au fond du corps de valve 30 et donc au fond 46 du flotteur, ce dernier étant situé notablement plus bas que l'extrémité inférieure 22 du tube de dégazage 18. Le remplissage du réservoir se continuant, le carburant 21 atteint le niveau 246 représenté à la figure 26 correspondant à l'altitude de l'extrémité inférieure 22 du tube de dégazage 18. Dans cette position le carburant 21 a pénétré dans le compartiment 32 du flotteur 30 et a provoque immédiatement la montée de ce dernier vers sa position haute dans laquelle l'organe d'obturation sphérique 54 est en contact étanche avec le siège de valve 48 de manière à interrompre la communication entre le conduit de mise à l'air libre 26 et la partie interne supérieure du réservoir 10. Etant donné la section très réduite des trous 62 et 64, la montée en position haute du flotteur 34 se produit immédiatement et ce avant que la chambre de temporisation 60 ne commence à se remplir. Immédiatement après la mise en butée haute du flotteur 3s, la chambre de temporisation 60 se remplit en carburant par le trou 62, les gaz étant évacués progressivement par l'orifice supérieur 64, Ce remplissage provoque un alourdissement du flotteur 34 jusqu'à ce que son poids soit suffisant pour provoquer sa redescente dans la position représentée à la figure 2C. C'est le temps de remplissage progressif de la chambre de temporisation 60 puis de redescente du flotteur 34 en position basse en appui sur la face supérieure 42 du bouchon 40 qui détermine la durée de la temporisation obtenue grace au dispositif de mise à l'air libre selon l'invention. Dans la position représentée à la figure 2C le niveau du carburant 2rC est le même que le niveau 246. et la partie supérieure interne du réservoir 10 est à nouveau en communication avec l'extérieur par le conduit de mise à l'air libre 26 afin de permettre à la capacité d'expansion intégrée 20 d'assurer sa fonction. Dans la variante de réalisation représentée à la figure 3, la valve 28 comporte également une bille 68 qui est agencée dans le fond conique 42 du bouchon vissé 40, Comme on peut le constater le bouchon 40 peut selon que la valve est à bille ou non, être vissé dans l'une ou l'autre des positions représentées à la figure 2A ou à la figure 3. La bille 68 a pour fonction, en cas de retournement du véhicule, de provoquer la mise en butée de l'organe obturateur 54 contre le siège de valve 48 afin d'éviter un écoulement du carburant 21 hors du réservoir par le conduit de mise à l'air libre 26. Dans la variante de réalisation représentée à la figure 4, les moyens de butée axiale délimitant la position basse du flotteur 34 par rapport au corps de valve 30 sont constitués par un épaulement 70 qui fait saillie radialement vers l'extérieur depuis la paroi latérale cylindrique du flotteur 34 et qui est reçue dans une gorge 71 formée dans la face cylindrique interne de la paroi latérale du corps de valve 30. Dans le cas où le flotteur 34 et le corps de valve 30 sont réalisés en matière plastique suffisamment souple, la mise en place de l'épaulement 70 dans la gorge 71 se fait en appliquant une légère compression radiale sur le flotteur 30 et en introduisant celui-ci légèrement en force dans le corps de valve 30. Dans toutes les variantes de réalisation qui viennent d'être décrites et représentées, le flotteur 34, en position haute, assure une fermeture totale du conduit de mise à l'air libre 26. On a représenté aux figures 5A à 50 des variantes de réalisation du flotteur 34, ce dernier comportant éventuellement un compartiment étanche au carburant 72 permettant, selon sa forme et ses dimensions, d'obtenir des flottabilités différentes pour chaque type de flotteur, Les moyens de filtration du carburant peuvent, comme cela est représenté aux figures 5C et 5D etre aménagés sous forme de tamis filtrants 74 fixés directement sur le flotteur 34 autour du trou 62 et de l'orifice supérieur 64. Dans les deux variantes de réalisation représentées aux figures 6 et 7, l'orifice supérieur 64 traverse l'organe obturateur de valve 54 en son centre et débouche directement, au milieu du siège d'étanchéité. 48, dans le conduit de mise à l'air libre 26. Dans ce cas, en position haute. le flotteur n'assure pas une fermeture totale du conduit de mise à l'air libre 26, une communication de section très réduite existant entre la partie interne supérieure du réservoir et l'extérieur via le trou 62, la chambre de temporisation 60, l'orifice supérieur 64 et le conduit de mise à l'air libre 26. Toutefois la section de passage de ce trajet mettant en communication l'intérieur du réservoir avec l'extérieur est très réduite et n'est pratiquement pas susceptible de permettre un remplissage au goutte-å- goutte. De plus. en cas de retournement du véhicule. l'écoulement de carburant à l'extérieur du réservoir rendu possible par ce trajet de communication avec l'extérieur est d'un débit très faible qui est admis par les normes de sécurité en vigueur, Une valve de mise à l'air libre du type de celles représentées aux figures 6 et 7, dans laquelle la chambre de temporisation 60 communique par son orifice supérieur 64 avec le conduit de mise à l'air libre 26, est souhaitable dans le cas où elle est utilisée pour une installation sur un véhicule automobile dans lequel la différence d'altitude entre le niveau de carburant dans le réservoir et dans la tubulure est importante.En effet cette différence d'altitude provoque une légère pression dans la capacité d'expansion intégrée 20 qui s'oppose au remplissage de la chambre 60 du flotteur 34 quand celle-ci est reliée directement à la partie interne supérieure du réservoir (cas des figures 2A à 5D) et qui ne s'oppose pas à ce remplissage lorsque la chambre 60 est reliée au conduit de mise à l'air libre 26 (cas des figures 6 et 7). Le choix de tamis très fin permet également de réaliser le trou de mise à l'air libre 64 et le trou de remplissage et d'évacuation du carburant 62 de section plus ou moins réduite. En variante, au moins un de ces trous est pratiqué dans une rondelle métallique fixée au flotteur par exemple par sertissage. Par ailleurs, le fond 46 du flotteur peut etre supprimé si la section du trou 64 est suffisamment faible pour procurer une résistance au passage de gaz assez grande pour obtenir la temporisation nécessaire. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'aération d'un réservoir de carburant (10) comprenant un tube de dégazage (18) dont l'extrémité (22) agencée dans la partie interne supérieure du réservoir est située notablement plus bas qu'une cloison supérieure (12) du réservoir, et un conduit (26) de mise à l'air libre reliant la partie interne supérieure du réservoir à l'atmosphère à travers une valve (281 dont le corps (30) est porté par la cloison supérieure (12) et comportant un flotteur (34) monté mobile verticalement par rapport au corps t301 entre une position basse d'ouverture du conduit de mise à l'air libre (261 dans laquelle le flotteur est susceptible d entre soulevé par le carburant (21) lorsque le niveau (241 de ce dernier atteint ladite extrémité, le fond (461 du flotteur étant situé plus bas que cette dernière (22), et une position haute dans laquelle l'extrémité supérieure (54 > du flotteur est en butée contre une portion (48) du corps de valve, caractérisé en ce que le flotteur (34 > comporte une chambre interne de temporisation (60) qui communique par un orifice supérieur (64) avec la partie interne supérieure du réservoir ou avec le conduit de mise à l'air libre (261, et qui comporte à sa partie inférieure un trou (62) de section réduite de manière à permettre une pénétration lente du carburant dans la chambre (60) à la fin de l'opération de remplissage du réservoir, en maintenant le flotteur (34) dans sa position haute pendant un temps prédéterminé. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit orifice supérieur (64) communique avec le conduit de mise à l'air libre (26). ladite position haute étant une position de fermeture partielle dudit conduit (26), 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit orifice supérieur (64l communique avec la partie supérieure du réservoir, ladite position haute étant une position de fermeture totale dudit conduit (26). 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la face supérieure (50) du flotteur comporte un organe obturateur (54) qui, en position haute, est en butée étanche contre ladite portion en vis-å-vis du corps qui forme un siège de valve (48) relié audit conduit (26). 5. Dispositif selon la revendication 4 prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que ledit orifice supérieur (64) traverse ledit organe obturateur (54) pour déboucher dans ledit conduit (26). 6. Dispositif selon la revendication 4 prise en combinaison avec la revendication 3 caractérisé en ce que ledit orifice supérieur (64) est formé dans la face supérieure (50) du flotteur (34) de manière à déboucher à l'intérieur de la partie interne supérieure du réservoir. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes. caractérisé en ce que ledit trou (62) est formé dans le fond (46) du flotteur. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de valve (30) comporte des moyens de butée (40, 71) avec lesquels coopère le flotteur (34) pour définir la position basse de ce dernier et au moins une ouverture (56) pour permettre la circulation du carburant à l'intérieur du corps de valve (30). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valve (28) comporte une bille (68 > propre à provoquer, en cas de retournement du véhicule, la mise en butée de ladite extrémité supérieure (54 > du flotteur contre ladite portion (48) du corps de valve (30) 10. Dispositif selon la revendication 9. caractérisé en ce que la bille (68) est interposée entre le fond du flotteur (46) et un fond (42) en vis-å-vis du corps de valve (34). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes. caractérisé en ce que le flotteur t34) comporte également au moins un compartiment (72) étanche au carburant.