Brevet FR2802481A1 — publié le 20010622

La présente invention concerne un dispositif de mise à l'air libre d'un réservoir de carburant, notamment pour véhicule automobile. La mise à l'air libre d'un réservoir de carburant d'un véhicule automobile a pour but d'éviter toute surpression ou dépression dans le réservoir. Un dispositif de mise à l'air libre est ainsi prévu sur le réservoir afin de préserver dans ce dernier une pression interne raisonnable, quelle que soit la température extérieure et l'altitude à laquelle se situe le réservoir. On évite ainsi que le réservoir ne se déforme de manière importante, notamment lors de dépression. Ainsi, au fur et à mesure que le réservoir se vide de son carburant, il est nécessaire d'admettre de l'air à l'intérieur du réservoir pour éviter que la pression ne baisse trop. Au contraire, lorsque le réservoir est exposé à une forte élévation de température, par exemple lorsque le véhicule est garé au soleil, la pression des vapeurs contenue dans le réservoir peut augmenter fortement et il est alors nécessaire d'évacuer une partie de ces vapeurs vers l'extérieur. Outre cette fonction de mise à l'air libre du réservoir, il est par ailleurs nécessaire de prévoir des moyens qui permettent d'empêcher que le carburant ne puisse sortir au travers du dispositif de mise à l'air libre lorsque que niveau de carburant à proximité de ce dispositif augmente de manière importante, par exemple à la suite d'une accélération subie par le véhicule, ou encore d'un retournement de ce véhicule. On connaît un dispositif de mise à l'air libre d'un réservoir de carburant, tel que décrit dans la demande de brevet français FR 98 06727, qui comporte une chambre communiquant d'une part avec le réservoir, et d'autre part, au travers d'un orifice de sortie, avec une canalisation de mise à l'air libre. Afin d'assurer un système anti-fuite de carburant dans toutes les conditions de roulage, et éventuellement lors du retournement du véhicule, ce dispositif de mise à l'air libre comporte un flotteur, logé dans la chambre, adapté à solliciter vers le haut un pointeau lorsque le niveau de carburant atteint le dispositif, le pointeau venant alors obturer l'orifice de sortie pour éviter toute fuite du carburant vers l'extérieur. Comme illustré à la figure 1, un tel dispositif de mise à l'air libre est incorporé généralement dans une paroi supérieure 11 du réservoir 2 de carburant. Le dispositif de mise à l'air libre occupe ainsi l'espace séparant le réservoir 2 de carburant du châssis 3 du véhicule. Par ailleurs, une distance minimale G doit séparer le fond du réservoir 2 du sol 4. Enfin, une distance de sécurité m est prévue entre le dispositif de mise à l'air libre 1 plongeant dans le réservoir 2 et le niveau maximum M de carburant dans ce réservoir lorsque le véhicule est à l'arrêt. Ces contraintes techniques liées au montage du réservoir 2 dans le véhicule, entre le châssis 3 et le sol 4, limitent la place disponible pour le dispositif de mise à l'air libre. La présente invention a pour but notamment de réduire l'encombrement global d'un dispositif de mise à l'air libre d'un réservoir de carburant. A cet effet, la présente invention vise un dispositif de mise à l'air libre d'un réservoir de carburant comportant une chambre communiquant d'une part avec le réservoir et d'autre part, au travers d'un orifice de sortie, avec une canalisation de mise à l'air libre, et un flotteur, logé dans la chambre, comportant une jupe externe délimitant un volume interne du flotteur et un pointeau adapté à obturer l'orifice de sortie lorsque le niveau de carburant dépasse un seuil prédéterminé dans la chambre. Conformément à l'invention, le flotteur comporte au moins une cloison adaptée à compartimenter le volume interne du flotteur, de hauteur sensiblement égale à la hauteur de la jupe externe. Ce cloisonnement interne du flotteur permet ainsi d'augmenter le volume utile de flottaison dès lors que la surface du carburant en contact avec le flotteur n'est plus strictement horizontal dans le réservoir, c'est-àdire lors des phases d'accélération, de freinage, ou encore lors des virages, montées ou descentes du véhicule. En effet, le fonctionnement du flotteur est assuré grâce au volume interne de ce flotteur susceptible de renfermer un volume gazeux provenant de l'émanation des vapeurs de carburants. En augmentant le volume utile de flottaison, il est possible de réduire la hauteur globale du flotteur, pour un diamètre de jupe externe équivalent au diamètre usuel. En diminuant ainsi la hauteur du flotteur, on réduit également l'encombrement global du dispositif de mise à l'air libre et l'espace nécessaire à sa mise en place entre le châssis du véhicule et le réservoir. Selon une caractéristique préférée de l'invention, la jupe externe du flotteur et la cloison sont concentriques. Cette disposition de cloison permet ainsi de compartimenter le volume interne du flotteur dans toutes les directions autour de son axe de déplacement. On augmente ainsi le volume utile de flottaison dans le flotteur quelle que soit la direction dans laquelle le niveau de carburant est incliné dans le réservoir. Selon une caractéristique avantageuse, le flotteur comporte plusieurs cloisons concentriques, permettant ainsi de créer plusieurs compartiments à l'intérieur du flotteur. Alternativement, selon une autre caractéristique de l'invention, la jupe externe du flotteur et la cloison sont perpendiculaires, ce qui permet de compartimenter le volume interne du flotteur suivant des directions privilégiées. Dans une réalisation pratique de l'invention, le flotteur comporte une première série de cloisons concentriques délimitant des volumes internes annulaires dans le flotteur, et une seconde série de cloisons, perpendiculaires aux cloisons de la première série et adaptées à compartimenter les volumes internes annulaires. La disposition de cloisons à la fois concentriques et perpendiculaires permet d'accroître le nombre de compartiments cloisonnant le volume interne du flotteur, et d'augmenter ainsi le volume utile de flottaison de ce flotteur. La Demanderesse estime qu'il était ainsi possible de réduire la hauteur globale du flotteur d'environ 30 %. Selon une caractéristique particulièrement simple à mettre en oeuvre, le flotteur comporte une jupe externe tubulaire et au moins une cloison tubulaire interne. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif - la figure 1 illustre schématiquement la disposition d'un dispositif de mise à l'air libre d'un réservoir de carburant dans un véhicule automobile; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de mise à l'air libre conforme à un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 3 est une vue en coupe transversale du flotteur de la figure 2; - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de mise à l'air libre conforme à un second mode de réalisation de l'invention; et - la figure 5 est une vue en coupe transversale du flotteur de la figure 4. On va décrire tout d'abord, en référence à la figure 2, un dispositif pour la mise à l'air libre d'un réservoir de carburant de véhicule automobile selon un premier mode de réalisation de l'invention. Ce dispositif 10 est placé en partie haute d'un réservoir 2 de carburant dont on a représenté en partie une paroi supérieure 11 qui, lorsque le véhicule est en position normale sur un sol horizontal, est sensiblement horizontale. Le dispositif 10 comporte ainsi un boîtier 12 qui s'étend en partie à l'extérieur du réservoir et en partie à l'intérieur de celui-ci, grâce à une ouverture 13 aménagée dans la paroi supérieure 11 du réservoir. Le boîtier 12 comporte essentiellement un fût cylindrique 14 qui s'étend au travers de l'orifice 13 vers l'intérieur du réservoir. Ce fût cylindrique 14 est fermé d'une part par une paroi supérieure transversale 15, percé d'un orifice de sortie, et par une paroi transversale inférieure 16. Une chambre 17 est ainsi définie par le fût cylindrique 14 et les deux parois transversales 15, 16. Dans cet exemple, et de manière non limitative, la paroi transversale inférieure 16 est réalisée sous la forme d'une pièce rapportée fixée par exemple par clipsage à l'intérieur du fût 14. Cette paroi transversale inférieure 16 comporte au moins un orifice 18 (au nombre de deux sur la figure 2) qui permet à la chambre 17 de communiquer avec le réservoir. Cette paroi transversale inférieure 16, ainsi percée d'orifices 18, permet de ralentir le carburant avant que celui-ci ne pénètre dans la chambre 17. La paroi transversale supérieure 15 comporte également un orifice de sortie 19, situé dans cet exemple sensiblement au centre de la chambre 17. Grâce à cet orifice de sortie 19, la chambre 17 peut communiquer avec une canalisation de mise à l'air libre 20. Cette paroi transversale supérieure 15 a sensiblement une forme tronconique, évasée vers le haut, I'orifice de sortie 19 débouchant au centre de cette partie tronconique. Cette paroi transversale supérieure 15 se prolonge vers le haut par une paroi cylindrique 21. Le boîtier 12 comporte en outre une partie formant capot 22 venant coiffer cette paroi cylindrique 21. Une chambre intermédiaire 23 est ainsi définie entre ce capot 22, la paroi cylindrique 21 et la paroi transversale supérieure 15. La canalisation de mise à l'air libre 20 débouche dans cette chambre intermédiaire 23 grâce à des orifices prévus à cet effet dans le capot 22 et la paroi cylindrique 21. Une bille 24 est logée dans cette chambre intermédiaire 23. Cette bille 24 a un diamètre suffisant pour obturer l'orifice de sortie 19 de la paroi transversale 15. Lorsque le véhicule est en position normale, la bille 24 est, par gravité, au contact de la surface tronconique de la paroi transversale supérieure et, lorsque le véhicule est au repos, cette bille 24 vient obturer l'orifice de sortie 19. Le dispositif de mise à l'air libre 10 comporte en outre un flotteur 25 monté mobile dans la chambre 17. Ce flotteur 25 comporte essentiellement une paroi transversale supérieure 26 et une jupe tubulaire externe 27 délimitant un volume interne du flotteur. Le flotteur 25 est ainsi essentiellement un corps tubulaire d'axe sensiblement vertical A qui est ouvert à son extrémité inférieure et fermé à son extrémité supérieure. La face supérieure de la paroi transversale supérieure 26 porte un pointeau 28 qui est sensiblement conique et effilé vers le haut. Ce pointeau 28 est destiné à obturer l'orifice de sortie 19 lorsque le flotteur 25 est dans une position de fermeture, c'est-à-dire lorsque le flotteur 25 est rapproché de la paroi transversale supérieure 15 de la chambre 17. Conformément à l'invention, ce flotteur 25 comporte des cloisons 29 adaptées à compartimenter le volume interne du flotteur 25. Dans ce mode de réalisation, la jupe externe 27 du flotteur 25 et les cloisons 29 sont concentriques comme mieux illustré à la figure 3. La hauteur de ces cloisons 29 et de la jupe externe 27 du flotteur 25 sont sensiblement égales. Comme mieux illustré à la figure 3, dans ce mode de réalisation préféré, le flotteur 25 comporte deux cloisons concentriques 29 définissant ainsi deux volumes interne annulaires 30 à l'intérieur du flotteur 25 et un volume central cylindrique 31. Ces cloisons 29 sont ainsi dans cet exemple deux collerettes 29 cylindriques tubulaires de même axe que l'axe A du flotteur 25 et qui s'étendent vers le bas depuis la face inférieure de la cloison transversale supérieure 26 du flotteur 25. La longueur selon l'axe A du flotteur 25 de ces cloisons 29 est égale à la longueur de la jupe externe 27 de telle sorte que l'extrémité 27a de la jupe externe 27 et les extrémités 29a des cloisons 29 sont situées sensiblement dans un même plan, perpendiculaire à l'axe A du flotteur 25. Les figures 4 et 5 illustrent un second mode de réalisation de l'invention. Sur ces figures, le dispositif de mise à l'air libre 10 est en tout point identique à celui décrit en référence aux figures 2 et 3, hormis la structure du flotteur 25 qui seul sera détaillé ci-après. Le flotteur 25 comporte comme précédemment une cloison transversale supérieure 26 prolongée vers le bas par une jupe tubulaire externe 27. Il comprend également des cloisons intermédiaires 29, au nombre de deux dans cet exemple, de forme tubulaire cylindrique et concentrique avec la jupe externe 27. Dans ce mode de réalisation, le flotteur 25 comporte en outre une seconde série de cloisons 32, perpendiculaires aux cloisons concentriques 29, et adaptées à compartimenter les volumes internes annulaires 30 définies par les cloisons concentriques 29 et la jupe exteme 27. De préférence, comme illustré sur la figure 5, cette seconde série de cloisons 32 comporte une série de cloisons radiales disposées suivant un pas régulier dans chaque espace annulaire 30. Dans ce mode de réalisation, les cloisons radiales 32 des espaces annulaires adjacents 30 sont disposées en quinconce les unes par rapport aux autres. Les cloisons concentriques 29 et les cloisons radiales 32 définissent ainsi à l'intérieur du flotteur 25 une série de compartiments 33. Les cloisons concentriques 29 et les cloisons radiales 32 ont une longueur, à partir de la cloison transversale supérieure 26 du flotteur 25, égale à la longueur de la jupe externe 27. On va maintenant décrire plus particulièrement le fonctionnement du dispositif de mise à l'air libre 10 conforme à l'invention. Lorsque le véhicule est à l'arrêt sur une surface sensiblement horizontale, la bille 24 obture l'orifice de sortie 19 de sorte qu'il n'y a aucune communication entre l'intérieur du réservoir 2 et le circuit de mise à l'air libre auquel est reliée la canalisation de mise à l'air libre 20. En revanche, dès qu'il se produit une surpression à l'intérieur du réservoir, par exemple due à un réchauffement des gaz contenus dans celuici, ou lorsque le véhicule roule, du simple fait des vibrations qui sont inévitablement transmises au réservoir et au dispositif de mise à l'air libre 10, la bille 24 est déplacée de telle sorte que l'orifice de sortie 19 est libéré. Ainsi, les gaz peuvent circuler librement à travers la chambre 17, la chambre intermédiaire 23 et la canalisation de mise à l'air libre 20. Le dispositif de mise à l'air libre 10 permet ainsi dans une première fonction de conserver une pression interne dans le réservoir dans une plage de pressions admissibles. Par ailleurs, il arrive que le niveau de carburant dans le réservoir, à proximité du dispositif de mise à l'air libre 10, devient supérieur au niveau de la paroi transversale inférieure 16 du boîtier 12. Un tel cas peut survenir par exemple lorsque le véhicule repose sur une surface présentant une forte déclivité ou encore lors d'une accélération, d'un freinage ou dans un virage. Dans ces cas, le flux et reflux du carburant à l'intérieur du réservoir en condition de roulage se présente de telle sorte que la surface du carburant est généralement inclinée, par exemple, comme illustre, à environ 45 par rapport à l'axe A du dispositif de mise à l'air libre 10. Une telle situation est illustrée aux figures 2 et 4 dans lesquelles la surface du carburant est représentée en biais dans le flotteur 25, par des traits mixtes. Dans ces conditions d'utilisation, le dispositif de mise à l'air libre ne doit en aucun cas permettre une fuite du carburant quelles que soient les conditions de roulage, et éventuellement de retournement du véhicule. Dès lors que le carburant peut pénétrer à l'intérieur de la chambre 17, au travers des orifices 18 de la paroi transversale inférieure 16 du boîtier 12, le carburant pénètre également à l'intérieur de la jupe externe 27 du flotteur 25. Toutefois, dés que le niveau de carburant est suffisant à l'intérieur du flotteur 25, le carburant enferme à l'intérieur de ce flotteur 25 un volume de gaz V qui est compris entre la surface de carburant, la jupe externe 27 et la cloison transversale supérieure 26 de telle sorte que le flotteur 25 est poussé vers le haut à l'intérieur de la chambre 17 et que le pointeau 28 vient obturer l'orifice de sortie 19 prévenant ainsi tout risque d'échappement du carburant au travers de cet orifice 29 en direction de la canalisation de mise à l'air libre 20. Conformément à l'invention, en compartimentant le volume interne du flotteur 25, on augmente le volume utile de flottaison, c'est-à-dire le volume gazeux V emprisonné entre la surface du carburant, la cloison transversale supérieure 26, la jupe 27 et les cloisons concentriques 29, et éventuellement les cloisons radiales 32. En effet, sans cloisons internes 29, 32, le volume utile de flottaison est défini seulement par la jupe 27, la cloison transversale supérieure 26 et la surface du carburant inclinée à partir de l'extrémité inférieure 27a de la jupe externe 27. En revanche, la présence des cloisons internes 29, 32 permet d'emprisonner du gaz dans chaque compartiment 30, 31, 33 dès lors que la surface du carburant vient en contact avec les extrémités inférieures 29a des cloisons internes 29, 32. Il est ainsi possible, en considérant un flotteur 25 de même diamètre externe, de réduire la hauteur globale du flotteur 25 conforme à l'invention. L'adjonction de cloisons supplémentaires 29 et 32, permet de réduire la hauteur du flotteur 25 d'environ 30 % par rapport à un flotteur classique. On peut ainsi réduire l'encombrement global du dispositif de mise à l'air libre 10, ce qui facilite son montage au sein d'un véhicule automobile. Bien entendu, de nombreuses modifications pourraient être apportées aux exemples de réalisation décrits ci-dessus sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, le flotteur 25 pourrait comporter une seule cloison supplémentaire concentrique 29, ou au contraire des cloisons concentriques 29 en nombre supérieur à deux. Par ailleurs, le flotteur 25 pourrait ne comporter que des cloisons perpendiculaires 32 à la jupe externe 27, à l'exclusion de toute cloison concentrique 29. Il pourrait ainsi comporter une ou plusieurs cloisons disposées suivant un diamètre de la jupe externe 27. Le flotteur 25 et l'ensemble du dispositif 10 pourraient également avoir une autre forme que tubulaire. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mise à l'air libre d'un réservoir de carburant comportant une chambre (17) communiquant d'une part avec le réservoir (2) et d'autre part, au travers d'un orifice de sortie (19), avec une canalisation de mise à l'air libre (20), et un flotteur (25), logé dans la chambre (17), comportant une jupe externe (27) délimitant un volume interne du flotteur (25) et un pointeau (28) adapté à obturer l'orifice de sortie (19) lorsque le niveau de carburant dépasse un seuil prédéterminé dans la chambre (17), caractérisé en ce que le flotteur (25) comporte au moins une cloison (29, 32) adaptée à compartimenter le volume interne du flotteur (25), de hauteur sensiblement égale à la hauteur de la jupe externe (27). 2. Dispositif de mise à l'air libre conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la jupe externe (27) du flotteur (25) et ladite cloison (29) sont concentriques. 3. Dispositif de mise à l'air libre conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le flotteur (25) comporte plusieurs cloisons concentriques (29). 4. Dispositif de mise à l'air libre conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la jupe externe (27) du flotteur (25) et ladite cloison (31) sont perpendiculaires. 5. Dispositif de mise à l'air libre conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le flotteur (25) comporte une première série de cloisons concentriques (29) délimitant des volumes internes annulaires (30) dans le flotteur (25), et une seconde série de cloisons (32), perpendiculaires aux cloisons (29) de la première série et adaptées à compartimenter les volumes internes annulaires (30). 6. Dispositif de mise à l'air libre conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le flotteur (25) comporte une jupe externe tubulaire (27) et au moins une cloison tubulaire interne (29).