Brevet FR2755911A1 — publié le 19980522

L'invention concerne un réservoir de carburant pour véhicules automobiles comportant une soupape de désaération qui est associée au récipient et peut être fermée automatiquement en fonction du niveau de carburant déterminé dans le récipient ainsi qu'en fonction de la force de pesanteur dans le cas o le véhicule est sur le toit, et qui possède un organe de fermeture pouvant être chargé par l'intermédiaire d'un élément produisant une force ascensionnelle. Les réservoirs de carburant du type indiqué précédemment sont connus dans la pratique et les soupapes de désaération du type décrit, qui sont utilisées en liaison avec de tels réservoirs de carburant, travaillent également d'une manière parfaitement fiable en ce qui concerne la fonction visant à empêcher une pénétration de carburant dans la canalisation de désaération aussi bien dans le cas du franchissement d'une courbe que lorsque le véhicule est retourné sur le toit, c'est-à- dire dans le cas de ce qu'on appelle un retournement. Cependant en liaison avec le fait que les soupapes de désaération sont éventuellement également disposées dans des évidements en forme de dômes dans des structures usuelles de réservoirs de carburant, dans la partie de cette structure, qui est la plus élevée par rapport à la position de montage dans le véhicule, il se pose le problème de garantir également, avec de telles soupapes de détente, une protection efficace vis-à-vis d'un remplissage excessif du réservoir, auquel cas il faut être certain que non seulement un remplissage excessif est évité, mais que, également dans le cas o le réservoir est rempli, un raccordement au système de désaération est également exécuté en temps opportun après l'arrêt du processus de remplissage, de manière à éviter l'apparition de pressions trop élevées dans le réservoir, pour des températures extérieures élevées. Ceci est également valable dans le cas o, lors du remplissage du réservoir, fréquemment à la fin de l'opération de remplissage on essaie de réaliser un remplissage complémentaire à petites doses, pour utiliser jusqu'à l'extrême la capacité préexistante du réservoir, ce qui peut conduire, dans le cas de solutions connues, au fait que la soupape de désaération est maintenue fermée par l'élément de poussée ascensionnelle. L'invention a pour but d'éviter des fonctions erronées de ce type et il faut utiliser pour le réservoir de carburant du type indiqué plus haut, un système d'aération du réservoir, qui fournisse une protection sûre vis-à-vis d'un remplissage excessif, et ce tout en garantissant d'une part le remplissage nécessaire du réservoir et d'autre part la sécurité requise contre un débordement. Ceci est obtenu dans un réservoir de carburant du type indiqué plus haut grâce au fait que l'élément produisant une force ascensionnelle comporte un élément de volume (flotteur), dont le volume utilisable de poussée ascensionnelle peut être modifié par l'absorption de carburant, c'est-à-dire qu'on utilise un élément de poussée ascensionnelle, dont le volume utile de poussée ascensionnelle peut être modifié par l'absorption de carburant, de telle sorte que par exemple lors de l'opération de remplissage du réservoir, l'organe de fermeture est amené dans sa position de fermeture tout d'abord sous l'effet de l'ensemble de volume de poussée ascensionnelle, et qu'ensuite le volume utile de poussée ascensionnelle est modifié de telle sorte que l'organe de poussée ascensionnelle, qui charge l'organe de fermeture, s'abaisse et libère l'organe de fermeture. La réduction du volume utile de poussée ascensionnelle s'effectue grâce au fait que l'élément de poussée ascensionnelle, qui est immergé dans le carburant lors du remplissage, alors que le niveau de remplissage monte, se remplit progressivement de carburant lorsque le temps de séjour dans le carburant augmente. Ceci peut être obtenu au moyen de perçages d'alimentation correspondants, qui agissent en tant qu'éléments d'étranglement et qui sont formés dans l'élément de poussée ascensionnelle agencé sous la forme d'un corps creux, ou bien grâce au fait que l'élément de poussée ascensionnelle est délimité en totalité ou en partie par une structure de paroi, qui possède uniquement une faible perméabilité pour le carburant, de sorte qu'un remplissage du volume de poussée ascensionnelle par le carburant s'effectue seulement lentement. En fonction du processus de remplissage, le volume utile de poussée ascensionnelle diminue et l'élément de poussée ascensionnelle s'abaisse. Etant donné que dans une certaine mesure seule une partie du volume de poussée ascensionnelle de l'élément de poussée ascensionnelle est utilisée et que l'abaissement de l'élément de poussée ascensionnelle agit sous l'effet du retard entre son remplissage par le carburant et l'opération de remplissage excessif agit uniquement à la fin de l'opération de remplissage, l'élément de poussée ascensionnelle agit avec son volume résiduel, dans le cas d'élévations du niveau de remplissage, qui sont dûs à des conditions de déplacement, par exemple dans le cas du franchissement d'une courbe lorsque le niveau de remplissage dans le réservoir de carburant correspond encore au niveau de remplissage maximum. Si le niveau de remplissage dans le réservoir de carburant s'est abaissé au-dessous de ce niveau, le remplissage de carburant diminue également dans l'élément de poussée ascensionnelle, et le volume utile de poussée ascensionnelle de cet élément augmente de façon correspondante étant donné que le carburant reflue à nouveau depuis le volume de la cavité de l'élément de poussée ascensionnelle, pour pénétrer dans l'espace libre du récipient. On peut obtenir des effets correspondants grâce au fait qu'au moins une partie de l'élément de poussée ascensionnelle est formée par des matériaux à pores ouverts, qui possèdent une structure en forme d'éponge, de sorte que lors de l'immersion dans le carburant, les pores peuvent se remplir lentement, et par ailleurs également se vident lentement lorsque le niveau de carburant s'abaisse de façon correspondante. Selon une autre caractéristique de l'invention, la taille du volume utilisable de poussée ascensionnelle de la partie de volume variable (flotteur) dépend de la hauteur du niveau du carburant ainsi que de la profondeur d'immersion et du temps de séjour de l'élément de poussée ascensionnelle dans le carburant. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément de poussée ascensionnelle comporte des éléments de volume séparés l'un de l'autre (flotteurs) et que le volume utilisable de poussée ascensionnelle de l'un de ces éléments de volume (flotteur) est variable. Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments de volume, qui sont séparés les uns des autres, de l'élément de poussée ascensionnelle sont associés à des corps séparés de poussée ascensionnelle (flotteurs). Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément de poussée ascensionnelle, dont le volume utile est variable, est agencé sous la forme d'un corps structurel au moins partiellement à pores ouverts, semblable à une mousse ou à une éponge. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément de poussée ascensionnelle, dont le volume utile est variable, est agencé sous la forme d'un corps creux (flotteur), qui possède au moins une ouverture d'alimentation réalisant un étranglement (orifice d'étranglement). Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu, comme ouvertures d'alimentation réalisant un étranglement, des structures de paroi perméables au carburant. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu, comme ouvertures d'alimentation réalisant un étranglement, des structures de paroi en forme de tamis. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu, comme ouvertures d'alimentation réalisant un étranglement, des orifices d'étranglement. Selon une autre caractéristique de l'invention, les corps de poussée ascensionnelle sont agencés sous la forme de flotteurs réciproquement indépendants, parmi lesquels le premier flotteur est situé dans la chaîne d'actionnement entre l'organe de fermeture et l'autre flotteur, à savoir le second flotteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le second flotteur est agencé sous la forme d'un élément de poussée ascensionnelle, dont le volume utile est variable. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'un des orifices d'étranglement est associé à la zone de fond du second flotteur, lorsque le véhicule est dans sa position normale. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'un des perçages à étranglement est associé à la zone de couvercle du flotteur, lorsque le véhicule est dans sa position normale. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels_: - la figure 1 représente la soupape de désaération dans sa position de fonctionnement en tant que système de protection contre un remplissage excessif; - la figure 2 représente une position de la soupape, dans laquelle cette dernière a à nouveau libéré la désaération, d'une manière décalée dans le temps par rapport à la fin de l'opération de remplissage; - la figure 3 représente une position de la soupape avec le système de désaération fermé, à partir d'un état de base selon la figure 2, dans le cas du niveau de carburant surélevé sous l'effet du franchissement d'une courbe; et - la figure 4 représente le système selon l'invention lorsque le véhicule est dans une position retournée sur le toit (retournement) lorsque la soupape de désaération est fermée sous l'effet de la force de pesanteur. Sur les figures, on a représenté schématiquement une partie d'un réservoir de carburant 1 qui comporte dans sa partie limite supérieure - dans le cas o le véhicule, dans lequel le réservoir de carburant 1 est monté et qui n'est pas représenté ici de façon détaillée, est dans une position normale - une soupape de désaération 2, qui est pourvue d'un raccord de désaération 3 qui est relié par l'intermédiaire d'une canalisation de désaération qui n'est pas représentée ici de façon détaillée, par exemple au système d'aspiration d'un moteur à combustion interne, à un filtre à charbon ou même simplement à l'atmosphère. Le raccord de désaération 3, ici représenté comme faisant partie du boîtier 4, ouvert en direction de l'espace intérieur 5 du réservoir, de la soupape de désaération 2 peut être bloqué par un organe de fermeture 6, qui est représenté symboliquement sous la forme d'un cône et auquel est associé un corps formant masse 7. Ce corps formant masse 7 est représenté symboliquement par une bille, qui est reliée à l'organe de fermeture 6; mais naturellement dans le cadre de l'invention il est possible de réunir l'organe de fermeture et le corps de masse pour former un élément. L'organe de fermeture 6 ou le corps formant masse 7 peut être chargé par un élément de poussée ascensionnelle 8, qui dans l'exemple de réalisation est agencé sous la forme de deux éléments et comprend deux flotteurs 9 et 10, qui pour leur part sont agencés sous la forme de corps creux. Le flotteur 9 est fermé sur lui-même, et le flotteur 10 comporte, dans l'exemple de réalisation, deux orifices d'étranglement 11 et 12. La section transversale des orifices d'étranglement 11 et 12 est dimensionnée de telle sorte que le flotteur 10 représenté également sous la forme d'un corps creux dans l'exemple de réalisation, peut se remplir ou se vider progressivement par l'intermédiaire de l'un ou de l'autre des orifices d'étranglement. Il faut comprendre par là qu'un intervalle de temps d'environ 5 à 15 minutes, mais éventuellement également un intervalle de temps plus long, doivent s'écouler avant que le flotteur 10 bloque ou inversement libère l'un des orifices d'étranglement 11 ou 12, cet intervalle de temps pouvant être également plus long ou plus bref d'une manière spécifique au véhicule en fonction de durées usuelles de remplissage. A la place d'un corps creux comportant des orifices d'étranglement, on peut naturellement utiliser également d'autres éléments de poussée ascensionnelle, utilisables en tant que flotteurs, par exemple des corps à l'état de mousse ou en forme d'éponge, qui contiennent de très petites cavités qui peuvent recevoir des quantités correspondantes de carburant et dont le remplissage ou le vidage requiert des durées comparables de sorte qu'il est possible de régler des fonctions, qui seront expliquées plus loin de façon plus détaillée en référence aux figures. La figure 1 représente une situation de remplissage du réservoir. Le réservoir de carburant, qui est désigné globalement par la référence 1, est rempli par du carburant d'une manière usuelle et non représentée ici de façon détaillée, et le niveau du carburant augmente progressivement à l'intérieur du réservoir de carburant, c'est-à-dire que le réservoir de carburant se remplit et ce avec réduction du volume entre la surface du carburant et la limite supérieure du réservoir, auquel cas en supposant que la soupape de désaération 2 est dans la position ouverte conformément à la figure 2, des gaz refoulés hors du réservoir de carburant lors du remplissage s'évacuent du réservoir de carburant 1 par l'intermédiaire du raccord de désaération 3 de la soupape de désaération 2. Lors de tels processus de remplissage, le réservoir de carburant ne doit pas être complètement rempli de carburant, mais il doit subsister certains espaces libres pour compenser des variations de volume, conditionnées par la température, du carburant ainsi que permettre une évacuation de l'air et des gaz par l'intermédiaire de la soupape de désaération, sans que simultanément du carburant soit entraîné. En rapport avec la situation intervenant lors du processus de remplissage, la soupape de désaération 2 assume le rôle d'un système de protection contre un remplissage excessif, ce qui est indiqué sur la figure 1. Le rôle du système de protection contre un remplissage excessif est garanti par le fait que lorsqu'un certain niveau de carburant est atteint, ici le niveau 13, la soupape de désaération 2 se ferme de sorte que la poursuite de l'introduction de carburant n'est plus possible en raison de la contre-pression qui s'établit. De même, lors du remplissage du réservoir, seul le flotteur 10 vient en contact avec le carburant, et il transfère sa force ascensionnelle par l'intermédiaire de la tringlerie 14 représentée symboliquement, à l'autre flotteur 9, et ce dernier agit sur le corps formant masse 7 et sur l'organe de fermeture 6, ce dernier étant repoussé dans sa position fermée. Si cette position de fermeture est atteinte, un certain remplissage complémentaire est encore possible jusqu'à ce que finalement on ne puisse plus introduire de carburant supplémentaire également au moyen d'un remplissage complémentaire par à-coups. Ceci garantit une protection contre un remplissage excessif. Une telle position fermée ne peut pas être maintenue pendant un long intervalle de temps à partir de la situation représentée, lorsque l'établissement d'une pression inadmissible dans le réservoir de carburant 1 est empêché, et qu'une aération doit être possible. En ce qui concerne cette fonction, le flotteur 10 est équipé des orifices d'étranglement 11 et 12, de sorte qu'à partir d'une situation correspondant à la figure 1, le niveau de carburant représenté symboliquement par la référence 15, peut monter progressivement à l'intérieur du flotteur 10 jusqu'à ce que soit atteinte une situation correspondant par exemple à la figure 2 et dans laquelle le niveau du carburant est situé à l'intérieur du flotteur 10, à proximité du bord inférieur de l'orifice d'étranglement 12. Lorsque le niveau du carburant augmente à l'intérieur du flotteur 10, ce dernier s'enfonce plus profondément dans le carburant, et par conséquent perd également de sa force ascensionnelle et on obtient finalement une situation correspondant à la figure 2, dans laquelle le flotteur 10 n'est plus chargé, par l'intermédiaire de sa tringlerie, dans la direction de fermeture de la soupape, mais reste encore quasiment seulement suspendu dans le boîtier 4. Le flotteur 9 est par conséquent déplaçable à l'intérieur du boîtier et, étant donné que le niveau 13 du carburant est plus bas, peut s'abaisser pour venir dans la position limite inférieure représentée sur la figure 2, dans laquelle la soupape de désaération est complètement ouverte, et par conséquent une liaison entre l'espace intérieur du réservoir de carburant 1 et le raccord de désaération 3 existe par l'intermédiaire du boîtier 4. En fonction de l'intervalle de temps nécessaire pour obtenir le remplissage correspondant du flotteur 10 par l'intermédiaire de l'orifice d'étranglement, on obtient une protection contre un remplissage excessif et par conséquent en définitive un remplissage complémentaire est impossible. Cet intervalle de temps doit correspondre au minimum à l'intervalle de temps qui est habituellement nécessaire pour une opération de remplissage pour obtenir le remplissage complet du réservoir de carburant. Ce qui est essentiel c'est que l'on soit certain, indépendamment de la fonction de protection d'un remplissage excessif, que par exemple même dans le cas contre un franchissement de courbes extrêmes, avec un niveau de carburant accru de façon correspondante, une évacuation du carburant par l'intermédiaire de la soupape de désaération est exclue de façon sûre. Cette situation est représentée sur la figure 3, dans laquelle ici le niveau du carburant est indiqué comme étant situé en 13, c'est-à-dire en d'autres termes que le carburant atteint un niveau, pour lequel le flotteur 9 de l'élément de poussée ascensionnelle 8 est chargé par le carburant. Conformément à cette charge, la soupape de désaération est fermée étant donné que l'organe de fermeture 6 est repoussé dans sa position de fermeture sous l'effet de la poussée ascensionnelle du flotteur 9. La figure 3 montre que cette fonction - protection contre un débordement lors du franchissement de courbes - est garantie indépendamment de la position initiale du flotteur 10. En supposant une position de départ conformément à la figure 2 - flotteur 10 rempli de carburant, faible poussée ascensionnelle -, c'est-à-dire dans le cas du franchissement d'une courbe alors que le réservoir est rempli pour l'essentiel, l'organe de fermeture 6 est chargé uniquement par l'intermédiaire de la poussée ascensionnelle du flotteur 9. Si la position de départ est différente, à savoir un déplacement en courbe à partir d'une situation de départ, dans laquelle le flotteur 10 n'est normalement plus rempli en raison du niveau donné de carburant, mais a pu déjà se vider, le flotteur 10 supporte le flotteur 9. En dehors de la protection vis-à-vis d'un remplissage excessif et de la protection contre un débordement dans le cas du franchissement d'une courbe ou lorsque le véhicule est dans une position oblique avec un niveau élevé correspondant de carburant, la soupape de désaération selon l'invention agit également en temps que système de sécurité contre une sortie de carburant lors de ce qu'on appelle un retournement, c'est-àdire pour toutes les positions dans lesquelles le véhicule est sur le toit. Cette situation est représentée sur la figure 4, sur laquelle on voit que la soupape de désaération 2 s'étend maintenant vers le bas avec son raccord de désaération 3 et par conséquent est située quasiment au-dessous du niveau 13 du carburant situé dans le réservoir de carburant 1. En supposant qu'on se trouve dans cette situation, aucune action de force n'est appliquée par l'intermédiaire de l'élément de poussée ascensionnelle 8, formé par les flotteurs 9 et 10, sur l'organe de fermeture 6 en direction de cette position de fermeture, et au contraire les forces de poussée ascensionnelle sont dirigées en sens opposé. Cependant l'organe de fermeture est chargé, dans sa position de retournement de la voiture, par l'intermédiaire du corps de masse 7 et est maintenu par ce dernier dans sa position fermée. Le guidage de l'élément de poussée ascensionnelle 8 dans sa position en direction de l'organe de fermeture 6 par le boîtier 4 est représenté seulement de façon symbolique sur les dessins. De même, les dessins n'indiquent pas comment une orientation correspondante du flotteur 9 par rapport au corps de masse 7 ou à l'organe de fermeture 6 peut être obtenue dans toutes les positions de fonctionnement. A cet effet il peut être approprié d'agencer la surface frontale du flotteur 9, tournée vers le corps formant masse 7, de manière à obtenir certaines fonctions de guidage, par exemple comme cela est indiqué par des lignes formées de tirets 16 sur la figure 4 ou par une configuration correspondante en forme de bouton de la surface frontale 16. Il faut en outre remarquer que la représentation donnée sur le dessin, également de l'élément de poussée ascensionnelle 8 équipé des flotteurs 9 et 10, est seulement symbolique et qu'il est naturellement possible de réunir également ces flotteurs pour former un seul élément, en tenant compte des fonctions décrites précédemment. REVENDICATIONS 1. Réservoir de carburant pour véhicule automobile comportant une soupape de désaération qui est associée au récipient et peut être fermée automatiquement en fonction du niveau de carburant déterminé dans le récipient ainsi qu'en fonction de la force de pesanteur dans le cas o le véhicule est sur le toit, et qui possède un organe de fermeture pouvant être chargé par l'intermédiaire d'un élément produisant une force ascensionnelle, caractérisé en ce que l'élément (8) produisant une force ascensionnelle comporte un élément de volume (10), dont le volume utilisable de poussée ascensionnelle peut être modifié par l'absorption de carburant. 2. Réservoir de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la taille du volume utilisable de poussée ascensionnelle de la partie de volume variable (10) dépend de la hauteur du niveau (13) du carburant ainsi que de la profondeur d'immersion et du temps de séjour de l'élément de poussée ascensionnelle (8) dans le carburant. 3. Réservoir de carburant selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément de poussée ascensionnelle (8) comporte des éléments de volume séparés l'un de l'autre (9, 10) et que le volume utilisable de poussée ascensionnelle de l'un de ces éléments de volume (10) est variable. 4. Réservoir de carburant selon l'une quelconque des revendications i à 3, caractérisé en ce que les éléments de volume, qui sont séparés les uns des autres, de l'élément de poussée ascensionnelle (8) sont associés à des corps séparés de poussée ascensionnelle (9, 10). 5. Réservoir de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de poussée ascensionnelle, dont le volume utile est variable, est agencé sous la forme d'un corps structurel au moins partiellement à pores ouverts, semblable à une mousse ou à une éponge. 6. Réservoir de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de poussée ascensionnelle, dont le volume utile est variable, est agencé sous la forme d'un corps creux (10), qui possède au moins une ouverture d'alimentation réalisant un étranglement (11, 12). 7. Réservoir de carburant selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est prévu, comme ouvertures d'alimentation réalisant un étranglement, des structures de paroi perméables au carburant. 8. Réservoir de carburant selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est prévu, comme ouvertures d'alimentation réalisant un étranglement, des structures de paroi en forme de tamis. 9. Réservoir de carburant selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est prévu, comme ouvertures d'alimentation réalisant un étranglement, des orifices d'étranglement (11,12). 10. Réservoir de carburant selon la revendication 4, caractérisé en ce que les corps de poussée ascensionnelle sont agencés sous la forme de flotteurs (9,10) réciproquement indépendants, parmi lesquels le premier flotteur (9) est situé dans la chaîne d'actionnement entre l'organe de fermeture (6) et l'autre flotteur, à savoir le second flotteur (10). 11. Réservoir de carburant selon la revendication 10, caractérisé en ce que le second flotteur (10) est agencé sous la forme d'un élément de poussée ascensionnelle, dont le volume utile est variable. 12. Réservoir de carburant selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que l'un (11) des orifices d'étranglement (11,12) est associé à la zone de fond du second flotteur (10), lorsque le véhicule est dans sa position normale. 13. Réservoir de carburant selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que l'un (12) des orifices d'étranglement (11,12) est associé à la zone de couvercle du flotteur (10), lorsque le véhicule est dans sa position normale.