Brevet FR2879521A1 — publié le 20060623

Système d'obturation pour tubulure de remplissage de réservoir à carburant La présente invention concerne un système d'obturation pour tubulure de remplissage de réservoir à carburant. Les tubulures de remplissage présentes sur les réservoirs à carburant, en particulier les réservoirs embarqués dans les véhicules automobiles, sont obturées pendant l'utilisation normale du réservoir, en dehors des périodes de remplissage. L'obturation est généralement réalisée au moyen d'un bouchon que l'on introduit dans la partie supérieure de la tubulure tout en lui imprimant un mouvement de rotation afin de fermer la tubulure de manière étanche aux liquides et aux gaz. Divers types de bouchons se rencontrent, en métal et/ou en matière plastique, l'étanchéité étant réalisée par serrage d'un joint obtenu par vissage ou par la rotation d'une clé introduite au centre de la partie extérieure à la tubulure. Les opérations d'enlèvement du bouchon avant remplissage du réservoir et de replacement de ce bouchon et de fermeture de la tubulure après remplissage sont la plupart du temps effectuées manuellement par l'utilisateur ou le préposé d'une station-service délivrant du carburant. Lorsque le remplissage du réservoir se termine, un oubli de replacement du bouchon peut parfois se produire et donne lieu alors à la perte de ce dernier et au maintien de la tubulure ouverte à l'atmosphère pendant un temps plus ou moins long. Durant cette période, des pertes en carburant liquide peuvent survenir et des vapeurs s'échappent dans l'atmosphère ambiante. Dans le but d'éviter les pertes de bouchon et la contamination de l'atmosphère qui s'ensuit, des systèmes d'obturation intégrés à la tubulure de remplissage ont été proposés, en remplacement du bouchon traditionnel. Les versions améliorées de ceux-ci comprennent généralement des moyens de blocage permettant d'éviter que lesdits systèmes ne s'ouvrent intempestivement, par exemple lors du nettoyage du bol (renfoncement dans la carrosserie où se situe la tubulure de remplissage et qui est obturé par la trappe à carburant) au moyen d'un nettoyeur haute pression. Ainsi par exemple, dans la demande WO 03/010022 au nom de la demanderesse, on décrit un dispositif d'obturation muni de moyens de blocage débrayables par un effort de poussée parallèle à l'axe de la tête de tubulure, et 2879521 -2 réenclenchés automatiquement lors de la fermeture de la trappe à carburant. Un tel système présente l'avantage d'un verrouillage automatique, couplé à la fermeture de la trappe, ainsi que d'être opérationnel même en cas de panne de courant sur le véhicule (puisque le débrayage est manuel, via la poussée du pistolet). Toutefois, il présente le risque qu'un jet d'eau sous haute pression, dirigé de manière substantiellement parallèle à l'axe de la tête de la tubulure, puisse malgré tout débrayer les moyens de blocage au même titre qu'un pistolet de remplissage. En outre, le système particulier illustré dans cette demande (système à baïonnette incluant un ressort en épingle; un tringle; une lunette rotative, deux ressorts...) est complexe. Un système plus simple et qui permet de remédier à l'inconvénient d'une ouverture intempestive précité, est décrit dans la demande EP2004/052156 au nom de la demanderesse également. Ce système comprend: un levier solidaire du mécanisme d'obturation et ayant pour effet de le verrouiller/déverrouiller selon sa position; É un bras de levier solidaire de la trappe à carburant qui ne peut effectivement agir sur le levier que pour verrouiller le mécanisme lorsqu'il est déverrouillé et que l'on ferme la trappe à carburant. Dans cette demande, des variantes à baïonnette sont illustrées, qui sont relativement simples et impliquent un mouvement relatif en rotation pure et simple des deux pièces complémentaires du dispositif Toutefois, la demanderesse a constaté qu'un tel système pouvait mener à un défaut d'étanchéité. Des systèmes plus sophistiqués ont également été présentés, qui permettent à la fois de résoudre le problème d'étanchéité et d'ouverture intempestive, mais moyennant le recours à des dispositifs souvent complexes. Ainsi par exemple, on trouve sur le marché, des têtes capless (sans bouchon) incluant un volet pivotant maintenu fermé à l'aide d'un ressort (principal) taré de manière à ce que l'effort requis pour vaincre ce ressort soit suffisamment élevé pour éviter l'ouverture intempestive. Pour permettre malgré tout l'ouverture du clapet sous la poussée manuelle de l'utilisateur à l'aide du pistolet sans endommager ledit clapet, ces têtes comprennent un deuxième ressort (secondaire), à tarage plus faible et imposant une bonne position du pistolet (voir par exemple la demande FR 2753138). Enfin, pour éviter que le pistolet ne reste bloqué dans la tête étant donné la force de rappel du ressort principal, ces dispositifs sont en outre souvent 2879521 3 munis d'un ralentisseur, par exemple tel que celui décrit dans la demande EP 46886. Un tel système est donc bien compliqué et coûteux. La présente demande vise dès lors à fournir un système capless simple, peu encombrant et résolvant à la fois les problèmes d'étanchéité et d'ouverture intempestive. A cet effet, la présente invention concerne un système d'obturation pour tête de tubulure de remplissage de réservoir à carburant, ledit système comprenant un obturateur permettant l'ouverture automatique de la tubulure via l'action d'un pistolet distributeur de carburant, cet obturateur étant: escamotable sous l'action d'une poussée dirigée contre lui selon un axe parallèle à l'axe de la tête de tubulure; solidaire d'un ressort de rappel permettant de le maintenir en position fermée, ledit système comprenant également un anneau mobile susceptible de bloquer le mouvement de l'obturateur par un système à baïonnette, et dont le mouvement entre l'ouverture et la fermeture (ou vice versa) du système à baïonnette est conditionné par un actuateur spécifique et consiste en un mouvement hélicoïdal progressif qui permet de comprimer (ou de décomprimer) de manière progressive, un joint apposé entre l'obturateur et la tête de tubulure. Un tel système permet effectivement de résoudre: le problème d'ouverture intempestive grâce au recours à un actuateur spécifique qui conditionne l'ouverture du système à baïonnette; le problème d'étanchéité grâce à la présence du joint apposé entre l'obturateur et la tête de tubulure, et au fait que ce j oint est comprimé de manière progressive lors du mouvement en fermeture de la baïonnette; une telle compression progressive diminue les efforts à la fermeture et ce faisant, augmente la durabilité du système; les problèmes de complexité et de coût; en effet, la présence du mécanisme à baïonnette et du joint permet de réduire la force de rappel du ressort principal et donc, de supprimer le ralentisseur utilisé sur les solutions sophistiquées décrites ci avant. Par réservoir à carburant, on entend désigner tout type de réservoir capable de stocker un carburant liquide et/ou gazeux dans des conditions de pression et température variées. Plus particulièrement visés sont les réservoirs du type de ceux que l'on rencontre dans les véhicules automobiles. Dans le vocable 2879521 -4 "véhicule automobile", on entend inclure aussi bien les voitures, les motocyclettes et les camions. La tubulure de remplissage est un conduit qui communique avec l'intérieur du réservoir et qui permet l'introduction de carburant. Le réservoir et la tubulure peuvent être réalisés en métal ou en matière plastique. Le système d'obturation conforme à l'invention est bien adapté à un ensemble réservoir et tubulure de remplissage dont au moins un des deux composants de l'ensemble est réalisé en matière plastique. Il est particulièrement bien adapté à un ensemble dont la tubulure de remplissage est réalisée en matière plastique. De préférence, ce système d'obturation comprend lui-même au moins une pièce en matière plastique. De manière tout particulièrement préférée, il est principalement en matière plastique. Par matière plastique, on entend désigner toute matière comprenant au moins un polymère en résine de synthèse. Tous les types de matière plastique peuvent convenir. Des matières plastiques convenant bien appartiennent à la catégorie des matières thermoplastiques. Par matière thermoplastique, on désigne tout polymère thermoplastique, y compris les élastomères thermoplastiques, ainsi que leurs mélanges. On désigne par le terme "polymère" aussi bien les homopolymères que les copolymères (binaires ou ternaires notamment). Des exemples de tels copolymères sont, de manière non limitative: les copolymères à distribution aléatoire, les copolymères séquencés, les copolymères à blocs et les copolymères greffés. Tout type de polymère ou de copolymère thermoplastique dont la température de fusion est inférieure à la température de décomposition conviennent. Les matières thermoplastiques de synthèse qui présentent une plage de fusion étalée sur au moins 10 degrés Celsius conviennent particulièrement bien. Comme exemple de telles matières, on trouve celles qui présentent une polydispersion de leur masse moléculaire. En particulier, on peut utiliser des polyoléfines, des polyhalogénures de vinyle, des polyesters thermoplastiques, des polycétones, des polyamides et leurs copolymères. Un mélange de polymères ou de copolymères peut aussi être utilisé, de même qu'un mélange de matières polymériques avec des charges inorganiques, organiques et/ou naturelles comme, par exemple, mais non limitativement: le carbone, les sels et autres dérivés inorganiques, les fibres 2879521 5 naturelles ou polymériques. En particulier, les polyamides chargées de fibres (de verre par exemple) conviennent bien. Avantageusement, au moins une partie de ces matériaux polymériques contient une charge conductrice (noir de carbone par exemple) en vue d'éviter les problèmes liés à l'électricité statique. Il est également possible d'utiliser des structures multicouches constituées de couches empilées et solidaires comprenant au moins un des polymères ou copolymères décrits supra. Le système d'obturation selon l'invention a pour but de jouer le rôle d'un bouchon qui ferme de manière étanche la partie supérieure de la tubulure de remplissage en dehors des périodes de remplissage du réservoir dans le but d'éviter tout dégagement et perte de carburant liquide et vapeur vers l'atmosphère lorsque le réservoir contient du carburant. De préférence, le système d'obturation selon l'invention est intégré à la tête de tubulure de remplissage, c'est-à-dire qu'il est incorporé à un ensemble de pièces qui sont montées sur l'extrémité supérieure de la tubulure de remplissage et qui ont pour but de guider d'un pistolet distributeur de carburant et de faciliter le remplissage. A cet effet, la tête-de tubulure comprend une ouverture qui communique avec (est dans le prolongement de) la tubulure de remplissage et que l'obturateur du système selon l'invention permet d'obturer de manière étanche en position fermée (verrouillée). Le système d'obturation selon l'invention permet notamment l'ouverture automatique de la tubulure via l'action du pistolet de remplissage. Par ouverture automatique, on entend une ouverture réalisée sous la seule action du pistolet distributeur, à l'exclusion de toute autre sollicitation mécanique. Le pistolet distributeur est celui qui équipe les tuyaux souples des pompes à carburant dans les stations- service. Le système d'obturation comprend un obturateur, c'est-à-dire un dispositif fermant le passage des gaz et des liquides à travers l'ouverture précitée dans la tête de tubulure. Cet obturateur peut se trouver sous différentes formes. Une forme qui convient bien est une forme de plaque mobile qui bouche le passage lorsqu'elle se trouve en position fermée. De préférence, cette plaque bascule autour d'un axe. Elle est avantageusement en matière plastique mais est de préférence munie d'une coiffe métallique, notamment pour des aspects d'esthétique et de résistance à l'abrasion (usure suite aux multiples insertions de pistolets de remplissage). 2879521 6 Cette plaque peut éventuellement être couplée à un boisseau rotatif comprenant une ouverture cylindrique (comme dans la demande FR 03.12782 au nom de la demanderesse). Cette plaque peut également comprendre un dispositif de tarage de la pression dans la tubulure de remplissage et en particulier, un clapet dit SPD (de Sécurité en Pression et Dépression), comme décrit dans la demande FR 2753138. Selon l'invention, l'obturateur est escamotable sous l'action d'une poussée dirigée contre lui selon un axe parallèle à l'axe de la tête de tubulure. Divers moyens peuvent être présents pour rendre l'obturateur escamotable. Un moyen ayant donné de bons résultats est une tige solidaire de la tête de tubulure et située à la périphérie de l'obturateur, qui peut servir d'axe de rotation permettant le basculement de l'obturateur. L'obturateur est maintenu en position fermée par un ressort de rappel. Un ressort convenant bien est un ressort de torsion disposé autour de la tige et dont une extrémité est solidaire de l'obturateur. Selon l'invention, l'obturateur est solidaire d'un anneau mobile selon un système à baïonnette dont les parties qui coopèrent sont de préférence disposées, respectivement, sur la surface cylindrique intérieure de l'anneau et sur le pourtour de l'obturateur. Ces parties du dispositif à baïonnette doivent être d'une géométrie telle qu'elle permet un mouvement hélicoïdal progressif de l'anneau entre la position de verrouillage et de déverrouillage de la baïonnette. Ainsi par exemple, une pièce (l'anneau par exemple) peut comprendre des évidements de taille et forme adéquate pour permettre le mouvement et le passage d'ergots disposés sur l'autre pièce (l'obturateur). En particulier, les évidements dans l'anneau (ou dans l'obturateur) comprennent avantageusement une rampe hélicoïdale et des encoches en un nombre correspondant au nombre d'ergots disposés sur l'obturateur (ou sur l'anneau). La variante selon laquelle l'obturateur porte les ergots et l'anneau, les évidements est préférée. A noter par exemple que des têtes existantes peuvent ainsi aisément être munie d'un dispositif selon l'invention. Il suffit en effet de munir l'obturateur existant d'un bouclier portant des ergots, d'insérer un joint 2879521 7 entre ce bouclier et la tête de tubulure et de venir fixer un anneau mobile avec des évidements tels que décrits précédemment par-dessus le tout. Par conséquent, la présente invention concerne également un procédé pour le verrouillage étanche d'une tête de tubulure de remplissage de réservoir à carburant comprenant un obturateur permettant l'ouverture automatique de la tubulure via l'action d'un pistolet distributeur de carburant, cet obturateur étant: escamotable sous l'action d'une poussée dirigée contre lui selon un axe parallèle à l'axe de la tête de tubulure; solidaire d'un ressort de rappel permettant de le maintenir en position fermée; ledit procédé consistant à munir l'obturateur d'un bouclier portant des ergots à sa périphérie, à insérer un joint entre ledit bouclier et la tête de tubulure et à fixer par- dessus le tout, un anneau mobile muni d'une rampe hélicoïdale et d'encoches dont la forme, le nombre et l'emplacement correspondent à ceux des ergots de l'obturateur. Dans de tels systèmes, en position verrouillée de la baïonnette, les évidements sont engagés dans la rampe et bloquent l'obturateur (une poussée le long de l'axe ne permettant pas son basculement). Lors de l'ouverture de la baïonnette, l'anneau est animé d'un mouvement hélicoïdal qui est en fait la combinaison d'une rotation autour de l'axe de l'obturateur (par exemple en décrivant au moins 1/8, voire 1/6 et de préférence, au moins 1/4 de tour (cette fraction étant en fait tributaire du nombre d'ergots)) et d'une translation parallèlement à cet axe (par exemple de l'ordre desl/10 de mm, voire du mm et ce en fonction de la nature du joint (afin que sa compression soit suffisante pour assurer l'étanchéité souhaitée)). Il en résulte que les ergots se déplacent sur la rampe (ou vice versa en fait, les ergots étant fixes) jusqu'à atteindre les encoches prévues dans la rampe à leur effet et ainsi, permettre le basculement de l'obturateur. Une caractéristique importante du système selon l'invention consiste en la présence d'un joint d'étanchéité apposé entre l'obturateur et la tête de la tubulure ou plus exactement, sur le pourtour de l'ouverture dans celle-ci que l'obturateur vise à obturer. Le mouvement hélicoïdal de l'anneau décrit précédemment doit être tel qu'il permet respectivement la mise sous compression de ce joint lors de la fermeture de la baïonnette, et la décompression dudit joint lors de son ouverture. Ce joint peut être de tout type. Un joint de type O-ring donne de bons résultats. Le matériau constitutif de ce joint sera de préférence choisi de manière à résister aux vapeurs de carburant. Des élastomères fluorés conviennent bien à cet effet. Enfin, une autre caractéristique importante de l'invention réside dans le recours à un actuateur qui doit spécifiquement être activé pour permettre le mouvement de l'anneau. Tout type d'actuateur convient à cet effet. Il peut par exemple s'agir d'un actuateur manuel (levier, câble, clé de contact...). Il peut également s'agir d'un actuateur automatique (mécanique (moteur), électrique ou pneumatique). La présente invention concerne enfin un véhicule automobile équipé d'un système d'obturation tel que décrit précédemment. De préférence, ce véhicule est doté d'un capteur de contrôle (voyant lumineux ou indication sonore) du bon verrouillage du système d'obturation, qui peut avantageusement être intégré dans l'habitacle véhicule, pour plus de sûreté. Pour la même raison (sécurité), on peut également choisir d'utiliser sur ce véhicule, un système d'obturation où l'actuateur ne peut être activé que par la clé de contact. Un exemple de tel système est celui où l'anneau de la baïonnette est entraîné à l'aide d'un train de pignons mis en rotation par un barillet sous l'action de la clé de contact du véhicule. La rotation de la clé d'un quart de tour par exemple, permet le déverrouillage de la baïonnette, laquelle permet alors le basculement de l'obturateur. En position de déverrouillage de la baïonnette, il est de préférence (dans un tel système) impossible de retirer la clé du barillet. Celle-ci ne peut être retirée que lorsque, moyennant un quart de tour inverse à l'aide de la clé, la baïonnette est verrouillée. Ce dispositif permet de sécuriser l'accès à l'orifice de remplissage de la tête tout en garantissant que le véhicule ne puisse être remis en marche sans que la tête ne soit verrouillée et sécurisée (fonction d'un bouchon anti-vol). 9 REVENDICATIONS 1 - Système d'obturation pour tête de tubulure de remplissage de réservoir à carburant, ledit système comprenant un obturateur permettant l'ouverture automatique de la tubulure via l'action d'un pistolet distributeur de carburant, cet obturateur étant: É escamotable sous l'action d'une poussée dirigée contre lui selon un axe parallèle à l'axe de la tête de tubulure; É solidaire d'un ressort de rappel permettant de le maintenir en position fermée; ledit système comprenant également un anneau mobile susceptible de bloquer le mouvement de l'obturateur par un système à baïonnette, et dont le mouvement entre l'ouverture et la fermeture (ou vice versa) du système à baïonnette est conditionné par un actuateur spécifique et consiste en un mouvement hélicoïdal progressif qui permet de comprimer (ou de décomprimer) de manière progressive, un joint apposé entre l'obturateur et la tête de tubulure. 2 - Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'obturateur a une forme de plaque mobile basculant autour d'un axe. 3 - Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la plaque est en matière plastique et est munie d'une coiffe métallique. 4 - Système selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la plaque comprend un dispositif de tarage de la pression dans la tubulure de remplissage. - Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une tige solidaire de la tête de tubulure, située à la périphérie de l'obturateur et qui permet le basculement de l'obturateur, ladite tige étant munie d'un ressort de torsion dont une extrémité est solidaire de l'obturateur et qui permet de maintenir l'obturateur en position fermée. 6 - Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'obturateur comprend des ergots et en ce que l'anneau mobile comprend une rampe hélicoïdale et des encoches dont la forme, le nombre et l'emplacement correspondent à ceux des ergots de l'obturateur. 2879521 -10- 7 - Procédé pour le verrouillage étanche d'une tête de tubulure de remplissage de réservoir à carburant comprenant un obturateur permettant l'ouverture automatique de la tubulure via l'action d'un pistolet distributeur de carburant, cet obturateur étant: escamotable sous l'action d'une poussée dirigée contre lui selon un axe parallèle à l'axe de la tête de tubulure; É solidaire d'un ressort de rappel permettant de le maintenir en position fermée; ledit procédé consistant à munir l'obturateur d'un bouclier portant des ergots à sa périphérie, à insérer un joint entre ledit bouclier et la tête de tubulure et à fixer par-dessus le tout, un anneau mobile muni d'une rampe hélicoïdale et d'encoches dont la forme, le nombre et l'emplacement correspondent à ceux des ergots de l'obturateur. 8 - Véhicule automobile équipé d'un système d'obturation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 9 - Véhicule selon la revendication précédente et comprenant un capteur de contrôle du bon verrouillage du système d'obturation. - Véhicule selon la revendication 8 ou 9, caractérise en ce que le l'actuateur du système d'obturation ne peut être activé que par la clé de contact.