Brevet FR2756519A1 — publié le 19980605

DISPOSITIF DE LIMITATION DU NIVEAU DE REMPLISSAGE D'UN RESERVOIR A CARBURANT La présente invention concerne un dispositif de limitation du niveau de remplissage d'un réservoir à carburant, comprenant une soupape à clapet, disposée dans la zone d'extrémité de la tubulure de remplissage, dont le clapet peut être fermé, par l'intermédiaire d'un biellage de poussée à quatre joints articulés, à l'aide d'un flotteur agissant comme un élément de poussée sous l'effet de la montée du carburant liquide pendant le processus de remplissage, l'élément de poussée s'articulant par l'intermédiaire d'une tige de couplage sur une bielle disposée sur le clapet. Un dispositif de ce type est connu de par le brevet allemand DE-PS 697 551. Dans ce dispositif, une conduite de remplissage est munie d'une soupape d'étranglement ou un élément analogue actionné par un flotteur. Lorsque le flotteur exécute un mouvement ascendant par suite de la montée du liquide, la soupape d'étranglement obture partiellement ou complètement la conduite de remplissage à la fin du processus de remplissage. Le flotteur et la soupape d'étranglement constituent une partie d'un mécanisme de poussée vertical centré. Les différents éléments du mécanisme sont couplés de telle sorte qu'à chaque position du flotteur corresponde une position déterminée de la soupape d'étranglement. De ce fait, la conduite de remplissage ne s'ouvre à nouveau que lorsque le réservoir s'est vidé jusqu'à un niveau auquel le flotteur est libre, c'est-à- dire qu'il n'est plus soumis à la poussée ascendante exercée par le liquide. Ceci, dans les réservoirs plats, tels que ceux utilisés dans les véhicules automobiles, présente l'inconvénient que la soupape d'étranglement maintient fermés le réservoir et la tubulure de remplissage pendant un temps relativement long et gêne ou empêche le remplissage ultérieur du réservoir partiellement vide. En outre, le liquide s'accumule dans la conduite de remplissage de ce dispositif jusqu'à ce que le flotteur ouvre la soupape d'étranglement à la suite du déplacement vers le bas du niveau du liquide. Dans les réservoirs mobiles, il est possible dans ce cas, par suite des oscillations du niveau, par exemple, que la conduite de remplissage se vide au moins partiellement par son orifice de remplissage. C'est pourquoi l'objet de la présente invention est de concevoir un dispositif qui empêche un trop-plein du réservoir et permette de refaire le plein après une consommation de quelques pour-cent du contenu du réservoir. Le dispositif doit garantir, avec un nombre aussi réduit que possible d'organes mobiles, un fonctionnement fiable et ne nécessitant aucun entretien. En outre, il est fait en sorte que le dispositif, en cas de montage dans des réservoirs mobiles, émette le moins possible de bruits gênants et, par ailleurs, que la tubulure de remplissage ne se vide pas partiellement par son orifice de remplissage à la fin du processus de remplissage du réservoir. Cet objet est résolu selon l'invention par les caractéristiques suivantes: le clapet du dispositif est excentré et orienté à l'encontre du flux du carburant et se prolonge, sur l'autre côté de son axe de pivotement, par une bielle; la tige de couplage du dispositif est logée de manière à se déplacer dans le flotteur dans le sens longitudinal sur une distance correspondant à une course finale entre deux butées avec un jeu latéral; la course totale du flotteur est constituée dans ce cas par la course finale et une course de manoeuvre du clapet, la course de manoeuvre du clapet étant la course nécessaire au flotteur pour déplacer le clapet dans le flux de carburant qui pénètre, sur au moins 1/5 de sa plage de pivotement à partir de sa position d'ouverture. Dans ce biellage de poussée, le flotteur est fixé contre la tige de couplage par l'intermédiaire d'une articulation à deux degrés de liberté. D'autre part, la tige de couplage est logée de manière à pouvoir pivoter sur une courte distance dans le plan du mécanisme, entre ses deux disques de butée et, d'autre part, le flotteur peut se déplacer presque linéairement sur la distance de la course finale entre les deux disques de butée, lorsque la tige de couplage est en position verticale. Le mécanisme ne constitue pas un accouplement rigide dans cette zone. Toutes les positions du flotteur qui sont possibles entre les deux disques de butée correspondent à une position du clapet. De cette manière, le flotteur peut, au cours d'un processus de remplissage-du réservoir, juste avant la fin du processus de remplissage actionner la fermeture du clapet, afin de l'ouvrir à nouveau en grande partie à la fin du processus de remplissage, sans vider précédemment, au moins partiellement, le réservoir à carburant. Le niveau de remplissage, c'est- à-dire le niveau du liquide dans le réservoir, n'est pas en corrélation proportionnelle avec la position du clapet. Cela présente l'avantage que, au cours du remplissage avec un pistolet de distribution normal, le clapet est placé seulement temporairement en position de fermeture, juste avant que le niveau de remplissage du réservoir ne soit atteint, lorsque, par exemple, il manque encore deux litres pour faire le plein du réservoir. Le carburant accumulé dans la tubulure de remplissage actionne la déconnexion du pistolet de distribution. Par les possibilités de fuites existantes, le contenu de la tubulure de remplissage s'écoule au moins partiellement dans le réservoir à carburant. Lorsque les niveaux du liquide dans la tubulure de remplissage et le réservoir à carburant sont identiques, le clapet s'ouvre à nouveau. Le mouvement vers la position d'ouverture correspond à la course finale entre les deux disques de butée sur la tige de couplage. Par conséquent, le dispositif permet également, même en présence de réservoirs plats, de refaire le plein du réservoir après une faible vidange partielle, telle que la consommation de plusieurs litres. L'ouverture du clapet après un court laps de temps présente en outre l'avantage de permettre de vider le réservoir à l'aide d'une sonde classique par l'intermédiaire de la tubulure de remplissage, en cas de travaux d'entretien, par exemple. Par ailleurs, le clapet ne provoque pas, en règle générale, de bruits gênants avec un mode de conduite dans des conditions normales. Lorsque le réservoir est intégralement plein, le carburant soumis à des mouvements d'oscillation s'écoule sous le clapet sans que ce dernier ne bute en permanence contre ses butées dans la position de fermeture et/ou la position d'ouverture. Une fente de vidange est réalisée, au moins par zone, entre le clapet fermé et la zone d'extrémité de la tubulure de remplissage. La fente de vidange, prévue par construction, permet, d'une part, un écoulement défini du carburant depuis la tubulure de remplissage dans le réservoir et permet, d'autre part, l'ouverture et la fermeture du clapet sans frottement grâce à un jeu minimal entre le clapet et la zone d'extrémité de la tubulure de remplissage. L'axe de pivotement du clapet et l'axe de symétrie du système de guidage du flotteur se croisent de façon décalée. Avec un mécanisme de poussée vertical excentré conçu de cette manière, il est possible en outre de décaler, l'un par rapport à l'autre, l'axe de symétrie de la zone d'extrémité de la tubulure de remplissage et celui du système de guidage du flotteur. Ces mesures constructives permettent de réaliser des conceptions simples avec des coûts favorables pour toutes les pièces du dispositif. En outre, par cette conception, le carburant s'écoule à côté du mécanisme de poussée, ce qui favorise un fonctionnement aisé dudit mécanisme. D'autres détails de la présente invention se dégagent de la description ci-après d'un mode de réalisation représenté schématiquement à la figure 1 qui montre une coupe d'un réservoir à carburant comprenant un dispositif de délimitation du niveau du liquide, commandé par un flotteur. La figure 1 montre la partie d'un réservoir à carburant 1 à laquelle est raccordée une tubulure de remplissage 2. Un dispositif de délimitation du niveau est situé dans cette partie, dans le réservoir à carburant 1. Ce dispositif contient un clapet 31 actionné par un flotteur, lequel clapet constitue avec un flotteur 21 et un système de leviers 25, 32 un biellage de poussée excentré. L'organe d'entraînement est le flotteur 21. Il agit par l'intermédiaire d'une tige de couplage 25, qui sert d'organe de couplage, sur l'organe récepteur, qui dans le cas présent est un clapet 31 actionné par une bielle 32. Le corps du flotteur 21 est en forme de caisson avec un contour extérieur cylindrique. Par son contour extérieur, il est posé de manière à pouvoir se déplacer presque verticalement dans un tube de guidage 14 en forme de douille ouverte vers le bas. Le fond comporte un orifice 22. La tige de couplage 25 traverse l'orifice 22. Lorsque le flotteur est dans la position représentée sur la figure 1, ladite tige de couplage repose par l'intermédiaire de son disque de butée supérieur 26 sur le fond du flotteur. Le disque de butée 26 est fixé par exemple à l'aide d'une vis 28 au centre de l'extrémité supérieure de la tige de couplage. Dans la zone d'appui, il est possible de réaliser dans le fond plusieurs entailles 23 ou autres évidements, afin que le carburant puisse pénétrer sans engorgement dans la cavité du flotteur. La tige de couplage 25 est munie d'un deuxième disque de butée 27, disposé au-dessous du premier. Le flotteur 21 repose sur ce disque de butée 27, lorsque son poids est supérieur à sa poussée ascendante. La bielle 32 est articulée sur l'extrémité inférieure de la tige de couplage 25. La bielle 32 est fourchue dans la zone de l'articulation pivotante. Dans le présent mode de réalisation, ladite bielle est moulée avec le clapet 31, latéralement par rapport à ce dernier, et forme avec ce dernier un angle de 1500 environ. Le clapet 31 est, par exemple, un plateau plan et plat avec un contour en U. Son axe de pivotement 33 s'étend dans la zone de la partie supérieure horizontale, plane du contour. Le clapet 31 est logé dans un canal d'admission 11 pratiquement horizontal. Ce dernier est conçu en forme de tube dans la partie en dehors de la zone du clapet et constitue la zone d'extrémité inférieure de la tubulure de remplissage 2, à l'intérieur du réservoir 1. Le canal d'admission 11 est conçu avec une section en forme de U dans la zone du clapet. Dans sa partie la plus basse, il comporte une butée 12 pour le clapet 31. Le tube de guidage 14 et le canal d'admission 11 sont décalés l'un par rapport à l'autre. Leurs axes de symétrie se situent dans deux plans parallèles. Dans la représentation de la figure 1, le canal d'admission 11 est décalé en arrière par rapport au tube de guidage 14 jusqu'à une distance telle que la paroi latérale avant du canal d'admission 11, qui se prolonge par le haut en formant un raidisseur 16, soit située légèrement derrière le plan médian du tube de guidage 14. Par cette disposition, la tige de couplage 24 et la bielle 32 sont situées dans le même plan. Le raidisseur 16 est l'élément d'assemblage entre le tube de guidage 14 et le canal d'admission 11. Il peut également être utilisé comme fixation de ce dispositif au réservoir à carburant 1. Le tube de guidage 14 se termine légèrement au-dessous de la paroi supérieure du réservoir à carburant 1. Son extrémité supérieure est fermée à l'exception d'un orifice 15. Si l'orifice 15 est conçu comme un étranglement, il peut atténuer le mouvement linéaire du flotteur 21 à l'intérieur du tube de guidage 14. Au début d'un processus de remplissage normal du réservoir à carburant, le clapet 31 est entièrement ouvert, en raison de son poids propre. La tige de couplage 25 se trouve au point mort. Le clapet 31, qui sert d'appui à cette dernière, est situé contre la paroi supérieure du canal d'admission 11. Le flotteur 21 repose sur le disque de butée inférieur 27 de la tige de couplage 25. Le carburant pénètre sans rencontrer d'obstacle dans le réservoir à carburant 1. Le processus de remplissage arrive à sa fin, dès que le niveau du carburant qui monte a atteint le flotteur 21. Tout d'abord, le flotteur 21 flotte sur le carburant en se déplaçant vers le haut, jusqu'à ce qu'il entre en contact avec le disque de butée supérieur 26. Jusque là, la poussée ascendante du flotteur ne rencontre comme force antagoniste que le poids du flotteur. Les frottements dus au guidage n'interviennent pas dans cette observation. A la fin de la poussée ascendante du flotteur 21 entre les deux disques de butée 26 et 27, vient s'additionner à la force antagoniste le poids du système de leviers - moins la poussée ascendante subie par ce dernier - qui, lorsque le réservoir est vide, maintient le clapet 31 ouvert sans le poids du flotteur 21. Lorsque le niveau de carburant continue à monter et dès que la poussée ascendante a dépassé la force antagoniste qui s'additionne, le flotteur 21 monte à nouveau et actionne le système de leviers 25, 32. De ce fait, il initie le mouvement de fermeture du clapet 31 qui bascule vers le bas. Le clapet 31 est dirigé dans le flux du carburant qui pénètre. Le mouvement de pivotement assurant la fermeture décrit en couplage forcé un angle de 20 environ. A cette occasion, le flotteur 21 monte en décrivant ce que l'on appelle une course de manoeuvre du clapet. Cette dernière se termine lorsque le flotteur 21 entre en butée avec l'extrémité supérieure du tube de guidage 14. Pendant que le clapet 31 exécute le mouvement de pivotement pour la fermeture, ledit clapet est saisi par le carburant qui pénètre dans le réservoir et est poussé vers sa position de fermeture. Alors, il entre en contact avec la butée 12. Dès que le clapet 31 est entraîné par le flux de carburant, le disque de butée supérieur 26 est détaché du flotteur 21. Le clapet 31 soulève la tige de couplage 25 sur la course finale et la pousse avec le disque de butée inférieur 27 contre le flotteur 21. La somme formée par la course de manoeuvre du clapet et la course finale est égale à la course totale du flotteur. Le rapport de grandeur entre les deux courses dépend, entre autres, du flux volumique du carburant, de l'état d'usure des articulations et du jeu entre les organes mobiles du dispositif, lequel jeu est fonction de la température. Lorsque le clapet 31 se ferme, le carburant qui entre par le pistolet de distribution s'accumule dans la tubulure de remplissage 2. Dès que le niveau de carburant dans ladite tubulure arrive en contact avec le pistolet de distribution, celui-ci stoppe le processus de remplissage du réservoir. Ensuite, la tubulure de remplissage 2 se vide par l'intermédiaire de la fente de vidange étroite entre le clapet 31 et le canal d'admission 11, jusqu'à ce que le niveau de liquide dans la tubulure de remplissage 2 corresponde au niveau dans le réservoir à carburant 1. A la disparition de la surpression dans la tubulure de remplissage 2, le clapet 31 s'ouvre partiellement. Il pivote vers le haut sur au moins 2/3 de sa plage de pivotement. Le pivotement vers le haut est arrêté lorsque le disque de butée supérieur 26 entre à nouveau en contact avec le fond du flotteur 21 et lorsque le poids et la poussée ascendante sur le flotteur 21 et sur le système de leviers 25, 32 sont en équilibre. L'ouverture partielle permet de faire en sorte qu'un remplissage ultérieur immédiat entraînant le remplissage de la tubulure de remplissage soit interrompu par la déconnexion automatique du pistolet de distribution. En effet, dès que le carburant afflue sur le clapet 31, ce dernier se referme. Il est donc impossible de dépasser la limite de remplissage. Déjà après une faible consommation de carburant le fond du flotteur 21 se détache du disque de butée supérieur 26. Dans ce cas, le clapet 31 s'ouvre entièrement. Le poids de la tige de couplage 25, moins la poussée ascendante, maintient le clapet 31 dans sa position d'ouverture. Lorsque le niveau du carburant a chuté de cette position sur une distance égale à la course finale, le flotteur 21 repose à nouveau sur le disque de butée inférieur 27 et assure ainsi en plus la position d'ouverture du clapet 31. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de limitation du niveau de remplissage d'un réservoir à carburant, comprenant une soupape à clapet, disposée dans la zone d'extrémité de la tubulure de remplissage, dont le clapet peut être fermé, par l'intermédiaire d'un biellage de poussée à quatre joints articulés, à l'aide d'un flotteur agissant comme un élément de poussée sous l'effet de la montée du carburant liquide pendant le processus de remplissage, l'élément de poussée s'articulant par l'intermédiaire d'une tige de couplage sur une bielle disposée sur le clapet, caractérisé - en ce que le clapet (31) est excentré et orienté à l'encontre du flux de carburant et se prolonge, sur l'autre côté de son axe de pivotement (33), par une bielle (32), - en ce que la tige de couplage (25) est logée de manière à se déplacer dans le flotteur (21) dans le sens longitudinal sur une distance correspondant à une course finale entre deux butées (26) et (27) avec un jeu latéral, - en ce que la course totale du flotteur (21) est constituée dans ce cas par la course finale et une course de manoeuvre du clapet, la course de manoeuvre du clapet étant la course nécessaire au flotteur pour déplacer le clapet (31) dans le flux de carburant qui pénètre, sur au moins 1/5 de sa plage de pivotement à partir de sa position d'ouverture. 2 - Dispositif de délimitation du niveau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une fente de vidange est réalisée, au moins par zone, entre le clapet (31) fermé et la zone d'extrémité de la tubulure de remplissage (2). 3 - Dispositif de délimitation du niveau selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de pivotement (33) du clapet (31) et l'axe de symétrie du système de guidage (14) du flotteur (21) se croisent de façon décalée. 4 - Dispositif de délimitation du niveau selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de symétrie de la zone d'extrémité de la tubulure de remplissage (2) et l'axe de symétrie du système de guidage (14) du flotteur (21) se croisent de façon décalée. - Dispositif de délimitation du niveau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone d'extrémité de la tubulure de remplissage (2) présente une section en forme de U dans la zone du clapet (31), section dans la zone horizontale de laquelle s'étend l'axe de pivotement (33) du clapet (31). 6 - Dispositif de délimitation du niveau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de guidage (14) est une douille ouverte vers le bas, dont la partie supérieure fermée comporte un orifice étranglé (15).