Brevet FR2653074A1 — publié le 19910419

L'invention concerne un dispositif pour refouler du carburant dans le réservoir d'un véhicule automobile. Ce dispositif comporte un récipient, qui est installé dans un réservoir de carburant et dans lequel est disposée une pompe électrique à carburant, dans lequel débouche une conduite de retour du carburant et qui présente un conduit d'arrivée et d'acheminement de carburant au réservoir de carburant, ce conduit pouvant être obturé par un robinet lorsque le niveau de carburant n'est pas suffisant au voi- sinage de l'arrivée du carburant. De tels dispositifs à refouler le carburant sont installés dans les réservoirs de carburant des véhicules à moteur actuels et sont donc con- nus de façon générale. Les réservoirs de carburant des véhicules de tou- risme modernes sont généralement de forme très plate. C'est pourquoi, il est souvent inévitable que, par exemple lors d'un virage ou d'une position inclinée du véhicule, l'arri- vée du carburant provenant du dispositif à refouler le carburant dans le réservoir de carburant ne soit temporai- rement pas entourée de carburant. Pour, dans de tels cas, éviter d'aspirer de l'air, le robinet obture alors l'arri- vée du carburant. Au lieu d'être alors aspiré directement dans le réservoir de carburant, le carburant est alors aspiré dans le récipient du dispositif à refouler le carburant. Dans le cas de ce dispositif à refouler le carbu- rant, connu, il est désavantageux que le robinet, après une fermeture, puisse encore rester à l'état fermé, même si le niveau monte à nouveau suffisamment pour permettre d'aspi- rer dans le réservoir de carburant. La cause peut en être la pression d'aspiration qui règne dans le récipient et qui maintient l'obturateur en position de fermeture. Un autre inconvénient du dispositif à refouler le carburant connu réside dans le fait que l'obturateur est relativement sen- sible à la position du véhicule. En cas de position oblique du véhicule ou en cas de vibrations, il peut se produire que l'obturateur ne vienne pas exactement sur son siège et que le robinet ne soit donc pas fiablement étanche. On en vient alors à aspirer de l'air. L'invention a pour but de concevoir un dispositif à refouler le carburant, du type mentionné au début, de façon telle que son robinet puisse travailler le plus possible indépendamment de la position du véhicule, et s'ouvre et se ferme de façon fiable dans toutes les conditions de marche qui peuvent survenir. Selon l'invention, on atteint ce but par le fait que le robinet est un robinet-vanne à piston coulissant actionné par un flotteur. Grâce au remplacement, conforme à l'invention, d'un robinet à soupape, présentant une soupape coulissant axia- lement et mobile en direction de son siège, par un robinet- vanne à piston coulissant, l'ouverture d'entrée du réci- pient peut s'ouvrir et se fermer fiablement et complètement dans toutes les conditions de marche qui peuvent survenir. Le robinet-vanne à piston coulissant peut présenter une importante longueur de guidage, ce qui exclut un coincement et donc un blocage de son guidage. En outre, ce robinet- vanne peut être conçu de façon à libérer une surface de section suffisamment grande pour que la perte de charge de carburant refoulé par l'ouverture d'entrée reste faible, ce qui s'oppose au risque d'une formation de bulles. De par sa conception, le dispositif à refouler le carburant est particulièrement simple à réaliser si le robinet-vanne présente un piston coulissant lié au flotteur et disposé de façon à pouvoir coulisser axialement dans un cylindre et si le cylindre, par une zone supérieure, pénètre dans le récipient, et, par une zone inférieure, pénètre dans une zone d'aspiration et présente, à l'inté- rieur du récipient et à l'intérieur de l'espace d'aspira- tion, respectivement, au moins une ouverture d'entrée com- mandée par le piston coulissant. Dans un tel dispositif à refouler le carburant, l'ouverture d'entrée, par laquelle est aspiré le carburant provenant du réservoir de carbu- rant, peut être disposé à l'endroit le plus bas du réser- voir de carburant, de sorte que la totalité du volume du réservoir peut être aspirée. La liaison entre le piston coulissant et le flotteur peut se réaliser de façon très simple par le fait que le cylindre présente une fente, qui est dirigée dans la direc- tion longitudinale et par laquelle une vis de fixation passe, depuis le flotteur, dans le piston coulissant. Dans toute position du robinet-vanne à piston cou- lissant, les surfaces des sections d'aspiration peuvent être toujours de même valeur si le piston coulissant est conçu de façon que l'ouverture d'entrée prévue dans le récipient puisse être obturée par le piston coulissant dans la mesure o l'ouverture d'entrée prévue dans l'espace d'aspiration, est libérée par le piston coulissant. Grâce à cette conception, on évite un rétrécissement passager de la section d'aspiration lors de l'intervention du piston cou- lissant, et donc la formation d'une dépression provoquant l'apparition de bulles de vapeur du fait de l'accroissement de résistance à un écoulement. Le piston coulissant est guidé de façon particuliè- rement fiable dans le cylindre si son diamètre est infé- rieur à sa longueur. Le carburant ne peut pas sortir hors du récipient vers le bas, même si le piston coulissant est guidé dans le cylindre avec un jeu notable, si, selon une autre forme d'exécution de l'invention, le récipient présente une sortie, conduisant dans le réservoir de carburant, avec un clapet anti-retour qui s'ouvre en direction du réservoir de carburant. Ce clapet anti-retour interdit que de l'air provenant du réservoir de carburant puisse s'écouler dans le récipient. Une dépression y apparaîtrait si du carburant pouvait en sortir, ce qui, grâce cette disposition, n'est pas possible dans les conditions habituelles. Même dans le cas o la surface du carburant devient inclinée par suite d'une position oblique du véhicule ou de l'action des forces centrifuges, le flotteur ne peut pas exercer sur le piston coulissant des forces qui le sollici- teraient en risquant de le coincer, si, à la face frontale inférieure du piston coulissant, le flotteur est relié avec celui-ci avec liberté de pivoter de tous côtés. Si l'on emploie comme matériau filtrant pour l'espace d'raspiration une toile filtrante très fine, les bulles de gaz qui se forment dans l'espace d'aspiration ne peuvent passer à l'extérieur à travers ce matériau fil- trant. Toutefois, une purge de l'air de l'espace d'aspira- tion est possible de façon simple si, depuis l'espace d'as- piration, une conduite de purge de l'air conduit, à travers le récipient, vers le haut dans le réservoir de carburant. Dans la position la plus basse du piston coulissant, le récipient est obturé de façon complètement étanche par rapport à l'espace d'aspiration, si le cylindre présente un décrochement et si le piston coulissant présente un décro- chement correspondant avec une garniture d'étanchéité péri- phérique, par laquelle le piston coulissant, dans sa posi- tion la plus basse, a son assise étanche sur le décroche- ment du cylindre. Au lieu de concevoir le robinet-vanne à piston cou- lissant sous forme d'un piston pouvant coulisser axiale- ment, il est également possible, selon une autre forme d'exécution, que le robinet-vanne à piston coulissant soit un robinet à boisseau tournant et que le flotteur soit rapporté à l'extrémité libre d'un bras de levier fixé ra- dialement au corps tournant. Dans le cas d'un niveau de carburant trop faible, on peut empêcher de façon simple l'aspiration de l'air dans l'espace d'aspiration par le fait que l'ouverture d'entrée dans l'espace ou chambre d'aspiration n'est libérée par le piston coulissant que lorsque le niveau dans le réservoir de carburant dépasse fiablement le bord supérieur de l'ou- verture d'entrée. L'invention autorise de nombreuses formes d'exécu- tion. Plusieurs en sont représentées sur le dessin et décrites ci-dessous pour permettre de mieux comprendre son principe de base. Sur le dessin annexé: la figure 1 est une coupe verticale d'un dispositif à refouler le carburant, conforme à l'invention, la figure 2 est une vue de dessus du dispositif à refouler le carburant, la figure 3 représente une zone inférieure, à échelle agrandie par rapport à la figure 1, du dispositif, la figure 4 représente une forme de réalisation modifiée par rapport à la figure 1, d'un piston coulissant avec flotteur, la figure 5 représente une autre forme de réalisa- tion du piston coulissant avec les composants voisins, et la figure 6 représente un robinet-vanne à piston coulissant conçu sous forme de boisseau tournant du dispo- sitif conforme à l'invention. Le dispositif à refouler le carburant représenté globalement sur la figure 1 comporte un récipient 1 dans lequel est disposée une pompe électrique 2 à carburant. Cette pompe 2 à carburant permet de refouler le carburant par une sortie 3. Ce carburant parvient, de la façon non représentée mais habituelle, à un système d'injection d'un moteur de véhicule motorisé. La quantité de carburant refoulée, mais non injectée, revient dans le récipient 1 par l'intermédiaire d'une conduite 4 de retour du carburant. A sa face frontale inférieure, la pompe 2 à carbu- rant présente une tubulure 5 d'aspiration qui pénètre dans un cylindre 6 qui, par son extrémité supérieure, est relié de façon étanche avec la pompe 2 à carburant et passe dans un espace 7 (ou chambre 7) d'aspiration qui se trouve sous le récipient 1. Dans l'espace 7 d'aspiration, l'extrémité inférieure du cylindre 6 est reliée de façon étanche à une surface de fond 8 de l'espace d'aspiration 7. Le carburant provenant du récipient 1 ne peut parvenir dans le cylindre 6 que par une ouverture d'entrée 9 prévue dans le cylindre 6, et le carburant provenant de l'espace 7 d'aspiration ne peut parvenir dans le cylindre 6 que par une ouverture d'entrée 10 prévue dans la zone de l'espace 7 d'aspiration. A l'intérieur du cylindre 6 est disposé un piston 11, qui peut coulisser axialement et qui, selon chaque fois la position d'un flotteur 12, libère l'ouverture d'entrée 9 prévue dans le récipient 1 ou l'ouverture 10 prévue dans l'espace 7 d'aspiration, de sorte que la pompe 2 à carbu- rant aspire soit dans le récipient 1, soit dans l'espace 7 d'aspiration. Le cylindre 6 et le piston coulissant 11 forment donc ensemble un robinet- vanne 15 à piston coulissant. L'espace 7 d'aspiration présente comme surface laté- rale un matériau filtrant 13, constitué d'une toile fil- trante très fine qui ne laisse pas sortir vers l'extérieur l'air provenant de l'espace 7 d'aspiration. C'est pourquoi dans le récipient 1 est prévue une conduite 14 de purge de l'air qui, depuis la face supérieure de l'espace 7 d'aspi- ration, passe à travers le récipient 1 et débouche dans la surface latérale de ce récipient, près de sa zone supé- rieure, de sorte que l'air provenant de l'espace 7 d'aspi- ration peut y être évacué. Dans la zone supérieure de sa surface latérale, le récipient 1 présente une sortie 21 dans laquelle est dis- posé un clapet 22 anti-retour ouvrant vers l'extérieur. De ce fait, lorsque le récipient 1 est plein, du carburant qui en provient peut s'écouler vers l'extérieur, dans le réser- voir de carburant non représenté, lorsque du carburant provient dans le récipient 1 par l'intermédiaire de la conduite 4 de retour de carburant. La vue de dessus, selon la figure 2, permet de voir que le récipient 1 a en coupe une section cylindrique. La figure 2 montre en outre le départ 3 et la conduite 4 de retour du carburant. On voit en outre les raccords électri- ques 16, 17 pour la pompe 2 à carburant. La figure 3 montre la structure du robinet-vanne 15 à piston coulissant. On peut y voir que le cylindre 6 com- porte une fente 18, qui est dirigée dans la direction lon- gitudinale et par laquelle une vis 19 de fixation passe, du flotteur 12, dans le piston coulissant 11. De ce fait, le piston coulissant 11 est solidarisé avec le flotteur 12 et le flotteur 12 peut coulisser en hauteur sur toute la lon- gueur de la fente 18. Dans la position représentée du pis- ton coulissant 11, du carburant provenant du récipient 1 peut, en passant par l'ouverture d'entrée 9 radiale du cylindre 6 et par un passage 20 correspondant prévu dans le piston coulissant 11, parvenir à l'intérieur du cylindre 6 et donc dans la pompe 2 à carburant représentée sur la figure 1. Si le niveau monte dans l'espace 7 d'aspiration, le flotteur 12 se soulève. De façon correspondante, le piston coulissant 11 monte dans le cylindre 6 et obture progressivement l'ouverture d'entrée 9 dans la mesure o, par son bord inférieur, il libère l'ouverture d'entrée 10 dans l'espace 7 d'aspiration. Lorsque le piston coulissant 11 est soulevé, le carburant ne provient donc que de l'espace 7 d'aspiration. Dans le cas de la forme de réalisation selon la figure 4, à l'extrémité inférieure du piston coulissant 11 est venue de forme une rotule mâle 23, par laquelle le flotteur 12 est en prise avec une rotule femelle 24. Le flotteur 12 est ainsi relié à la façon d'un joint de cardan avec le piston coulissant 11. Si la surface supérieure du liquide se déplace, le piston coulissant peut effectuer des mouvements de pivotement sans qu'il en résulte le coince- ment du piston coulissant 11. Selon la figure 5, le cylindre 6 présente un décro- chement 25, sur lequel le piston coulissant 11 a son siège par l'intermédiaire d'une garniture périphérique 26 d'étan- chement d'un décrochement 27 correspondant, lorsqu'il se trouve dans sa position la plus basse. On évite ainsi que du carburant puisse s'échapper hors du récipient 1. La figure 6 représente une forme de réalisation dans le cas de laquelle le robinet-vanne 15 à piston coulissant est conçu sous forme d'un robinet à boisseau tournant. Ce boisseau présente un corps tournant 28 cylindrique et creux, auquel est fixé un bras de levier 29 radial qui, à son extrémité libre, porte le flotteur 12. Dans la position représentée, le corps tournant 28 relie une entrée inférieure 30 à une sortie 31 qui conduit à la pompe à carburant. Si le niveau du carburant monte, le bras de levier 29 fait tourner le corps tournant 28 dans le sens anti-horaire, de sorte que l'entrée 30 est obturée et qu'une seconde entrée 32, placée plus haut, vient en liai- son avec la sortie 31. REVENDICATIONS 1. Dispositif à refouler le carburant, comportant un récipient à installer dans un réservoir de carburant, dans lequel est disposée une pompe électrique à carburant, dans lequel débouche une conduite de retour du carburant et qui présente un conduit d'arrivée et d'acheminement de carbu- rant au réservoir de carburant, ce conduit pouvant être obturé par un robinet lorsque le niveau de carburant n'est pas suffisant au voisinage de l'arrivée du carburant, dis- positif caractérisé par le fait que le robinet est un robinet-vanne (15) à piston coulissant (11) actionné par un flotteur (12). 2. Dispositif à refouler le carburant selon la re- vendication 1, caractérisé par le fait que le robinet-vanne présente un piston coulissant (11) lié au flotteur (12) et disposé de façon à pouvoir coulisser axialement dans un cylindre (6), et par le fait que le cylindre (6), par une zone supérieure, pénètre dans le récipient (1), et, par une zone inférieure, pénètre dans un espace (7) d'aspiration et présente, à l'intérieur du récipient (1) et à l'intérieur de l'espace (7) d'aspiration, respectivement, au moins une ouverture d'entrée (9, 10) commandée par le piston coulissant (11). 3. Dispositif à refouler le carburant selon la re- vendication 2, caractérisé par le fait que le cylindre (6) présente une fente (18) qui est dirigée dans la direction longitudinale et par laquelle une vis (19) de fixation passe, depuis le flotteur (12), dans le piston coulissant (11). 4. Dispositif à refouler le carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le piston coulissant (11) est conçu de façon que l'ouverture d'entrée (9) prévue dans le récipient (1) puisse être obturée par le piston coulissant (11), dans la mesure o l'ouverture d'entrée (10) prévue dans l'espace (7) d'aspiration, est libérée par le piston coulissant (11). 5. Dispositif à refouler le carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le diamètre du piston coulissant (11) est infé- rieur à sa longueur. 6. Dispositif à refouler le carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le récipient (1) présente une sortie (21), conduisant dans le réservoir de carburant, avec un clapet anti-retour (22) qui s'ouvre en direction du réservoir de carburant. 7. Dispositif à refouler le carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'à la face frontale inférieure du piston coulis- sant (11), le flotteur (12) est relié au piston (11) avec liberté de pivoter de tous côtés. 8. Dispositif à refouler le carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que depuis l'espace (7) d'aspiration, une conduite (14) de purge de l'air conduit, à travers le récipient (1), vers le haut dans le réservoir de carburant. 9. Dispositif à refouler le carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le cylindre (6) présente un décrochement (25) et par le fait que le piston coulissant (11) présente un décrochement (27) correspondant muni d'une garniture (26) périphérique d'étanchéité permettant au piston coulissant, dans sa position la plus basse, d'avoir son assise étanche sur le décrochement (25) du cylindre (6). 10. Dispositif à refouler le carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le robinet-vanne à piston coulissant est un robinet à boisseau tournant et par le fait que le flotteur (12) est rapporté à l'extrémité libre d'un bras de levier (29) fixé radialement au corps tournant (28). 11. Dispositif à refouler le carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'ouverture d'entrée (10) dans l'espace (7) d'aspiration n'est libérée par le piston coulissant (11) que lorsque le niveau dans le réservoir de carburant dépasse fiablement le bord supérieur de l'ouverture d'entrée (10).