Brevet FR2872458A1 — publié le 20060106

La présente invention concerne une trappe à carburant pour véhicule automobile, c'est-à-dire un dispositif donnant accés au réservoir pour son remplissage en carburant, à l'aide d'un pistolet habituel de pompe à carburant. Plus particulièrement, cette invention se rapporte à une trappe à carburant automatisée. Sur la plupart des véhicules automobiles actuels, l'accès au réservoir de carburant se fait par un bouchon vissé, éventuellement à serrure, logé dans un compartiment de la carrosserie normalement fermé par un volet de trappe, qui s'ouvre par pivotement vers l'extérieur du véhicule. Tout le dispositif, c'est-à-dire le bouchon et le volet de trappe, reste entièrement manuel. Ce type habituel de trappe à carburant présente un certain nombre d'inconvénients. La seule présence d'un bouchon vissé fait déjà du remplissage en carburant une manipulation longue et salissante pour l'utilisateur, et l'ouverture manuelle du volet de trappe représente une opération supplémentaire à effectuer. De plus, l'ouverture de ce volet de trappe vers l'extérieur provoque un surdimensionnement des organes mécaniques de liaison, qui doivent ici répondre à des normes et exigences sévères. Enfin, les volets de trappe actuels nuisent à l'esthétique extérieure de l'automobile concernée, car dans la plupart des cas ces volets, possédant des dimensions importantes notamment comprises entre 115 et 220 millimètres, ne parviennent pas en raison de telles dimensions à affleurer parfaitement la carrosserie dans leur position fermée. En particulier pour des véhicules automobiles de haut de gamme, il a déjà été proposé des trappes à carburant plus perfectionnées, qui tendent vers une certaine automatisation de leurs fonctions. Ainsi, les documents EP 1293374 A et DE 4436601 A indiquent des volets de trappe à mouvement d'ouverture/fermeture motorisé. D'autres propositions concernent l'ouverture plus ou moins mécanisée du bouchon lui-même, coordonnée avec l'ouverture du volet de trappe, comme le montrent pas exemple les documents US 2151249 A et DE 19919251 A. Enfin, il a aussi été proposé des dispositifs qui, pour faciliter le remplissage, déploient vers l'extérieur un manchon télescopique dans lequel sera introduit le pistolet de la pompe à carburant voir les documents US 2 598 670 A et JP 07-329585 A. Toutefois, ces diverses propositions ne résolvent que partiellement le problème posé, soit parce qu'elles ne suppriment pas toutes les opérations manuelles habituelles, soit parce qu'elles ne coordonnent pas l'ouverture du volet de trappe avec celle du bouchon ou avec l'avancée du manchon télescopique, en rendant tout le processus automatique. La présente invention vise à éviter ces inconvénients, en fournissant une trappe à carburant réllement automatisée, supprimant aussi bien l'ouverture manuelle d'un volet de trappe que la manipulation d'un bouchon, tout en réduisant l'encombrement et notamment les dimensions du volet de trappe, de manière à procurer aussi une solution qui améliore l'esthétique, en offrant aussi la protection souhaitable contre l'effraction. A cet effet, l'invention a pour objet une trappe à carburant automatisée pour véhicule automobile, laquelle comprend essentiellement, en combinaison: - un volet de trappe mobile entre une position d'obturation d'une ouverture d'accès depuis l'extérieur, et une position effacée dégageant cette 15 ouverture, - un corps tubulaire avec clapet intérieur, prolongé par un manchon mobile en translation entre une position située en retrait par rapport à l'ouverture précitée et une position avancée, engagée dans cette ouverture, et - des moyens moteurs et de transmission de mouvement pour les déplacements coordonnés du volet de trappe et du manchon, tels que le manchon soit maintenu en retrait de l'ouverture lorsque le volet de trappe obture l'ouverture, et soit avancé vers cette ouverture lorsque le volet de trappe est effacé pour dégager ladite ouverture. Ainsi, l'idée à la base de l'invention consiste à réaliser une trappe à carburant automatisée, intégrant un volet de trappe, un dispositif de déploiement d'un manchon servant au guidage du pistolet de la pompe à carburant, et des organes mécaniques et électriques nécessaires à la fermeture et à l'ouverture automatiques du volet de trappe, ainsi qu'au déploiement et au retour en arrière du manchon, ce retour en arrière étant nécessaire après utilisation de la trappe pour laisser de nouveau le volet de trappe prendre place dans l'ouverture d'accès. Selon un mode de réalisation préféré de la trappe à carburant automatisée objet de l'invention, le volet de trappe est fixé sur un support monté pivotant, autour d'un axe transversal, sur un chariot déplaçable en translation par les moyens moteurs et de transmission de mouvement, de sorte que l'effacement du volet de trappe s'effectue par un mouvement combiné de translation et de pivotement, qui peut amener le volet de trappe dans une position sensiblement parallèle à l'axe du corps tubulaire. Pour la commande coordonnée des mouvements du volet de trappe et du manchon mobile, les moyens moteurs et de transmission de mouvement comprennent, selon une forme de réalisation avantageuse, un moteur électrique qui est accouplé, d'une part, à une première vis d'entraînement rotative, autour de laquelle est monté un premier écrou lié au support du volet de trappe, et qui est accouplé, d'autre part, à une seconde vis d'entraînement, autour de laquelle est monté un second écrou solidaire du manchon mobile prolongeant le corps tubulaire. En particulier, les deux vis d'entraînement peuvent avoir leurs axes respectifs parallèles entre eux et à l'axe du corps tubulaire, le moteur électrique étant directement accouplé à l'une des vis d'entraînement, et les deux vis d'entraînement étant accouplées entre elles par l'intermédiaire de pignons. Selon une autre disposition avantageuse, il est prévu qu'en position avancée, le manchon mobile dépasse légèrement à l'extérieur ou travers de l'ouverture dégagée par l'effacement du volet de trappe. Selon encore une autre disposition avantageuse, un détecteur est prévu au niveau du clapet du corps tubulaire, pour émettre un signal donnant 20 un ordre temporisé de refermerture de la trappe à carburant. Dans l'ensemble, il est ainsi obtenu une trappe à carburant qui présente les avantages suivants: La trappe à carburant possède un fonctionnement entièrement automatique, tant à l'ouverture qu'à la fermeture, d'où une grande simplicité de maniement pour l'utilisateur, et l'obtention d'une grande propreté d'utilisation. En particulier, le simple actionnement d'un bouton, prévu dans l'habitacle du véhicule concerné, permet de commander la séquence d'ouverture de la trappe; à la fin du remplissage du réservoir de carburant, le capteur détecte la sortie du pistolet et émet l'ordre de refermeture de la trappe, qui se réalise automatiquement après une certaine temporisation. La structure de la trappe à carburant supprime le bouchon vissé, tout en assurant parfaitement l'étanchéité vis-à-vis de l'extérieur, en position fermée, tant par une application étanche du volet de trappe contre le bord de l'ouverture d'accès, que par l'effet du clapet intérieur qui joue le rôle du bouchon habituel. De plus, en position fermée, le volet de trappe assure une fonction de verrouillage anti-effraction, notamment par le fait que la transmission de mouvement à vis et écrou constitue un mécanisme "irréversible". Dans la position ouverte de la trappe à carburant, l'avancée du manchon mobile au travers de l'ouverture d'accès, jusqu'à l'extérieur, permet de guider convenablement le pistolet de la pompe à carburant, et de protéger la carrosserie du véhicule des impacts à l'approche du pistolet, tout en maintenant le pistolet en appui dans le corps tubulaire, à l'aide d'une butée qui sert de surface d'appui au pistolet. La trappe à carburant présente un encombrement réduit d'environ 35% par rapport à une trappe classique, en raison de la structure compacte de son mécanisme, et du mouvement particulier de rabattement du volet de trappe. En particulier, le volet de trappe peut posséder un diamètre réduit, de l'ordre de 50 millimètres, ce qui contribue à l'esthétique. La solution proposée reste relativement simple et économique, tout en intégrant de nombreuses fonctions, des fonctions complémentaires telles qu'un éclairage étant encore envisageables. Enfin, cette solution est aisément adaptable à toutes les carrosseries et à toutes les tubulures de remplissage en carburant existantes, l'adaptation à chaque véhicule se limitant au volet de trappe (esthétique) et à l'embout de tubulure, pour le raccordement avec le réservoir de carburant. L'invention sera de toute façon mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant à titre d'exemple une forme d'exécution de cette trappe à carburant automatisée pour véhicule automobile. - Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une trappe à carburant conforme à la présente invention, en position fermée; Figure 2 est une vue en coupe similaire à la figure 1, mais montrant la trappe à carburant en position ouverte. La trappe à carburant, représentée au dessin, comprend un carter 2 fixé sous la tôle 3 de la carosserie du véhicule automobile concerné. Comme indiqué en 4, le carter 2 et la tôle 3 présentent des ouvertures circulaires correspondantes, prévues pour recevoir un volet de trappe 5 mobile, de forme circulaire et de diamètre correspondant. Le diamètre de l'ouverture 4 et du volet de trappe 5 est, par exemple, d'environ 50 millimètres. A l'intérieur du carter 2 est monté un corps tubulaire 6 fixe, dont l'axe longitudinal A intersecte l'ouverture 4 sensiblement en son centre. Un clapet 7 est monté pivotant dans le corps 6, autour d'un axe transversal 8, le clapet 7 étant rappelé par un ressort 9 contre un siège annulaire 10 formé à l'intérieur du corps tubulaire 6. Un manchon 11 est monté mobile en translation, suivant l'axe A, autour du corps tubulaire 6, de manière à pouvoir être rapproché ou éloigné de l'ouverture 4. Un petit moteur électrique 12, logé dans le carter 2, entraîne directement en rotation une première vis d'entraînement 13, dont l'extrémité opposée au moteur 12 est montée tournante dans un palier 14. L'axe de rotation B de la vis 13 est parallèle à l'axe A précédemment défini. Un premier pignon 15, lié en rotation à la première vis d'entraînement 13, est en prise avec un second pignon 16, lié en rotation à une seconde vis d'entraînement 17, montée tournante autour d'un axe C, parallèle aux deux axes A et B, et situé entre ces deux axes. La seconde vis 17 est montée tournante dans un palier 18. Un premier écrou 19, monté autour de la première vis d'entraînement 13 et coopérant avec celle-ci, est solidaire d'un chariot 20 en forme de fourche, dont les branches s'étendent de part et d'autre du corps tubulaire 6 et portent à leur extrémité un axe transversal 21. Sur cet axe 21 est monté pivotant un support 22, auquel est fixé le volet de trappe 5. Un second écrou 23, monté autour de la seconde vis d'entraînement 17 et coopérant avec celle-ci, est solidaire du manchon 11 25 mobile en translation autour du corps tubulaire 6. La mise en marche du moteur 12, dans un sens rotation ou dans l'autre, fait simultanément tourner la première vis d'entraînement 13 et la seconde vis d'entraînement 17, accouplées l'une à l'autre par l'intermédiaire des deux pignons 15 et 16. La rotation de la première vis d'entraînement 13 provoque le déplacement en translation, suivant l'axe B, du premier écrou 19, et par conséquent le déplacement du volet de trappe 5. La rotation simultanée de la seconde vis d'entraînement 17 provoque le déplacement en translation, suivant l'axe C, du second écrou 23, donc le déplacement en translation du manchon 11 suivant l'axe A. Ces déplacements s'effectuent entre deux positions extrêmes, respectivement de fermeture et d'ouverture de la trappe, représentées l'une sur la figure 1, l'autre sur la figure 2. En position fermée (figure 1), le premier écrou 19 et le chariot 20 avec l'axe 21 occupent leur position extrême la plus à gauche (par référence au dessin). Le support 22 prend alors une position oblique, dans laquelle le volet de trappe 5 est inséré dans l'ouverture 4, qu'il obture alors de façon complète et étanche. Dans cette position de fermeture, le second écrou 23 occupe sa position extrême le plus à droite (par référence au dessin) ; il en est de même pour le manchon 11, dont l'extrémité libre se trouve alors en retrait, par rapport à l'ouverture 4 et au volet 5 inséré dans cette ouverture. On notera que cette position de fermeture est verrouillée, en raison de l'irréversibilité des deux mécanismes vis-écrou, respectivement 13-19 et 17-23. En position ouverte (figure 2), le premier écrou 19 et le chariot 20 avec l'axe 21 occupent leur position extrême la plus à droite (par référence au dessin). Le support 22 et le volet de trappe 5 sont alors rétractés à l'intérieur du carter 2, parallèlement au corps tubulaire 6, de sorte que l'ouverture 4 se trouve entièrement dégagée. Dans cette position d'ouverture, le second écrou 23 occupe sa position extrême la plus à gauche (par référence au dessin) ; il en est de même pour le manchon 11, qui s'étend alors dans le prolongement du corps tubulaire 6 jusqu'à s'engager au travers de l'ouverture 4, en dépassant légèrement à l'extérieur. La commande de la trappe à carburant, précédemment décrite, s'effectue depuis l'habitacle du véhicule. En particulier, partant de la position fermée montrée sur la figure 1, il suffit à l'utilisateur d'actionner un bouton de commande spécifique pour commander électriquement l'alimentation du moteur 12, qui va simultanément: - provoquer, par la mise en rotation de la première vis d'entraînement 13, l'effacement du volet de trappe 5 à l'intérieur du carter 2, 30 donc l'ouverture de la trappe; et - provoquer, par la mise en rotation de la seconde vis d'entraînement 17, l'avancée du manchon 11 et son engagement dans l'ouverture 4. Ces mouvements d'effacement du volet 5 et de déploiement du 35 manchon 11 sont synchronisés, de manière à éviter tout risque de collision entre le volet 5 ou son support 22, d'une part, et le manchon 11 d'autre part. Parvenue en position ouverte, la trappe à carburant devient utilisable pour le remplissage du réservoir de carburant du véhicule. L'introduction du pistolet de la pompe à carburant est guidée par le manchon 11 déployé, et le pistolet ainsi guidé vient, par son extrémité, faire pivoter le clapet 7 à l'encontre de l'action du ressort 9, de manière à ouvrir le passage par le corps tubulaire 6. A la fin du remplissage, un détecteur (non représenté) placé au niveau du clapet 7 détecte la sortie du pistolet, et émet un signal donnant un ordre de refermer la trappe à carburant. Ce signal est transmis au boîtier 10 électronique du véhicule qui, après une certaine temporisation, commande à nouveau l'alimentation du moteur 12 pour, simultanément: - provoquer, par la mise en rotation de la première vis d'entraînement 13 dans le sens inverse de la manoeuvre précédente, le retour du volet de trappe 5 dans sa position d'obturation étanche de l'ouverture 4; et - provoquer, par la mise en rotation de la seconde vis d'entraînement 17 dans le sens inverse de la manoeuvre précédente, le recul du manchon 11 sur le corps tubulaire 6. La trappe à carburant retrouve ainsi sa position fermée et verrouillée, donc protégée contre l'effraction. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette trappe à carburant automatisée qui a été décrite cidessus, à titre d'exemple; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe, quels que soient notamment: les détails de forme des divers composants mécaniques; la position du moteur et la réalisation de son accouplement aux deux vis d'entraînement; les détails de ces vis d'entraînement, lesquelles peuvent en particulier être à pas constant ou à pas variable, selon les caractéristiques souhaitées pour les mouvements qu'elles commandent; le mouvement décrit par le volet de trappe lors de son effacement; les détails des détecteurs, contacts, temporisations et autres moyens utilisables pour le contrôle du fonctionnement automatique de la trappe à carburant. 30 35 De plus, l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention en ayant recours à tous équivalents, notamment en remplaçant le moteur unique et commun par deux moteurs distincts associés respectivement aux deux vis d'entraînement, ou en remplaçant le moteur et les vis décrits par tous actionneurs et les moyens de transmission de mouvement appropriés. REVENDICATIONS 1. Trappe à carburant automatisée pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend, en combinaison: - un volet de trappe (5) mobile entre une position d'obturation d'une ouverture (4) d'accès depuis l'extérieur, et une position effacée dégageant cette ouverture (4), - un corps tubulaire (6) avec clapet intérieur (7), prolongé par un manchon (11) mobile en translation entre une position située en retrait par rapport à l'ouverture (4) précitée et une position avancée, engagée dans cette ouverture (4), et - des moyens moteurs et de transmission de mouvement (12 à 23) pour les déplacements coordonnés du volet de trappe (5) et du manchon (Il), tels que le manchon (11) soit maintenu en retrait de l'ouverture (4) lorsque le volet de trappe (5) obture l'ouverture (4), et soit avancé vers cette ouverture (4) lorsque le volet de trappe (5) est effacé pour dégager ladite ouverture (4). 2. Trappe à carburant automatisée selon la revendication 1, caractérisée en ce que le volet de trappe (5) est fixé sur un support (22) monté pivotant, autour d'un axe transversal (21), sur un chariot (20) déplaçable en translation par les moyens moteurs et de transmission de mouvement, de sorte que l'effacement du volet de trappe (5) s'effectue par un mouvement combiné de translation et de pivotement, pouvant amener le volet de trappe (5) dans une position sensiblement parallèle à l'axe (A) du corps tubulaire (6). 3. Trappe à carburant automatisée selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens moteurs et de transmission de mouvement comprennent un moteur électrique (12) qui est accouplé, d'une part, à une première vis d'entraînement rotative (13), autour de laquelle est monté un premier écrou (19) lié au support (22) du volet de trappe (5), et qui est accouplé, d'autre part, à une seconde vis d'entraînement (17), autour de laquelle est monté un second écrou (23) solidaire du manchon mobile (11) prolongeant le corps tubulaire (6). 4. Trappe à carburant automatisée selon la revendication 3, caractérisée en ce que les deux vis d'entraînement (13,17) ont leur axes respectifs (B, C) parallèles entre eux et à l'axe (A) du corps tubulaire (6), en ce que le moteur électrique (12) est directement accouplé à l'une des vis d'entraînement (13), et en ce que les deux vis d'entraînement (13,17) sont accouplées entre elles par l'intermédiaire de pignons (15,16). 5. Trappe à carburant automatisée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que, en position avancée, le manchon mobile (11) dépasse légèrement à l'extérieur au travers de l'ouverture (4) dégagée par l'effacement du volet de trappe (5). 6. Trappe à carburant automatisée selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'un détecteur est prévu au niveau du clapet (7) du corps tubulaire (6), pour émettre un signal donnant un ordre temporisé de refermeture de cette trappe à carburant.