Brevet FR2908088A1 — publié le 20080509

Système de remplissage d'un réservoir La présente invention concerne un système de remplissage d'un réservoir, en particulier d'un 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. Les opérations d'enlèvement du bouchon avant remplissage du réservoir, de replacement de ce bouchon et de fermeture de la tubulure après remplissage sont la plupart du temps effectuées manuellement par l'utilisateur. 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'en suit, des systèmes d'obturation intégrés à la tubulure de remplissage, souvent appelés systèmes "capless", ont été proposés, en remplacement du bouchon traditionnel. Ainsi par exemple, dans la demande FR 2 861 655 au nom de la demanderesse, on décrit un système de tubulure avec une chambre dans laquelle est agencé un obturateur déplaçable entre une position d'ouverture, dans laquelle l'ouverture de passage est en alignement avec des ouvertures d'entrée et de sortie de la chambre, et une position de fermeture, dans laquelle l'ouverture de sortie est obturée. Un tel système de tubulure présente l'avantage que l'obturateur est intégré dans la tête de tubulure et ne peut pas être égaré ou oublié. En outre, une ouverture et fermeture automatique de la tête de tubulure par l'introduction et la rétraction d'un pistolet de remplissage permet de faciliter la tâche de l'utilisateur. Cette ouverture est rendue possible par une poussé axiale sur un volet d'entrée relié à l'obturateur (qui a la forme d'un 2908088 2 boisseau rotatif) par un organe d'accouplement. Une telle géométrie favorise une obturation automatique et étanche sans même le recours à un joint. Par ailleurs, en vue d'éviter de remplir les réservoirs avec un carburant non approprié susceptible d'endommager le moteur, des systèmes avec détrompeur 5 ont été mis au point. Pour éviter de remplir un réservoir à essence avec du diesel, il suffit de prévoir une ouverture d'introduction de diamètre suffisamment faible (les pistolets distributeurs d'essence ayant un diamètre nominal standard de 20.6 mm environ (qualifié de petit diamètre dans le présent mémoire) alors les pistolets distributeurs de diesel ont un diamètre nominal standard de 23. 8 mm 10 (qualifié de grand diamètre dans le présent mémoire). Par contre, l'inverse (empêcher l'introduction d'essence dans un réservoir à diesel) est plus compliqué et implique généralement le recours à des dispositifs coûteux (tels que des capteurs de contact: voir par exemple le brevet US 6,382,270) et/ou compliqués à fabriquer et installer (tels que des bras écartables munis de crochets: voir par 15 exemple le brevet US 6,302,169). Or, pour les systèmes tels que celui décrit dans la demande FR 2 861 655 susmentionnée et où une poussée appliquée sur un volet provoque l'ouverture et/ou le déverrouillage d'un obturateur sous jacent, la demanderesse a imaginé un moyen nettement plus simple pour réaliser un tel effet détrompeur. Ce moyen 20 consiste à découpler le volet en deux parties concentriques dont seule la partie périphérique est couplée à l'obturateur et susceptible de provoquer l'ouverture ou le déverrouillage de celui-ci sous la poussée d'un pistolet de grand diamètre (typiquement pour diesel), la partie centrale étant mobile par rapport à cette partie périphérique de manière à pouvoir basculer sous l'action d'un pistolet de 25 petit diamètre (typiquement pour essence) sans agir sur l'obturateur, tout en étant liée à cette même partie périphérique cle manière à être entraînée et basculer avec elle lorsqu'un pistolet de plus gros diamètre vient appuyer sur celle-ci. Dès lors, la présente invention concerne un système de remplissage d'un réservoir comprenant une tubulure de remplissage et une tête de tubulure 30 comprenant un volet d'entrée et un obturateur mobile dans la tête sous le volet, caractérisé en ce que le volet comprend une partie périphérique et une partie centrale et en ce que seule la partie périphérique est couplée à l'obturateur et susceptible de provoquer l'ouverture et/ou le déverrouillage de celui-ci sous la poussée d'un pistolet de remplissage de grand diamètre, la partie centrale étant mobile par rapport à cette partie périphérique de manière à pouvoir basculer sous l'action d'un pistolet de remplissage de plus petit diamètre sans agir sur 2908088 3 l'obturateur, tout en étant liée à cette même partie périphérique de manière à être entraînée et basculer avec elle sous la poussée du pistolet de grand diamètre. La présente invention peut s'appliquer à tout type de réservoir destiné à être rempli au moyen d'un pistolet de remplissage automatique (qui déclenche 5 automatiquement en fin de remplissage). Elle donne de bons résultats avec les réservoirs à carburant. Dans le dispositif selon l'invention, le réservoir est constitué d'une enceinte fermée, dont la forme n'est pas critique. Le réservoir doit normalement être réalisé en une matière étanche et inerte chimiquement aux liquides auxquels 10 il est destiné, par exemple aux combustibles liquides volatils dérivés du pétrole, utilisés pour la propulsion automobile. Des exemples de liquides utilisables dans le réservoir auquel l'invention se rapporte comprennent les carburants pour l'alimentation des moteurs thermiques des véhicules automobiles, en particulier l'essence et le gasoil, les liquides organiques utilisés comme combustible ou 15 comme comburant pour l'alimentation des piles à combustibles destinées à générer un courant électrique. Des matières utilisables pour la réalisation du réservoir comprennent notamment les métaux (particulièrement l'acier) et les matières plastiques. On utilise avec avantage des polymères et des copolymères dérivés d'oléfines, particulièrement de l'éthylène. Le polyéthylène, et en 20 particulier le polyéthylène haute densité (HDPE) est spécialement recommandé dans le cas de réservoirs destinés à des liquides combustibles volatils dérivés du pétrole. La paroi du réservoir peut être constituée d'une seule couche de matière thermoplastique ou de deux couches. Une ou plusieurs autres couches 25 supplémentaires possibles peuvent, de manière avantageuse, être constituées de couches en matériau barrière aux liquides et/ou aux gaz. De préférence, la nature et l'épaisseur de la couche barrière sont choisies de manière à limiter au maximum la perméabilité des liquides et des gaz en contact avec la surface intérieure du réservoir. De préférence, cette couche est à base d'une résine 30 barrière c'est-à-dire d'une résine imperméable au carburant telle que dEVOH par exemple (copolymère éthylène û acétate de vinyle partiellement hydrolysé). Alternativement, le réservoir peut être soumis à un traitement de surface (fluoration ou sulfonation) ayant pour but de le rendre imperméable au carburant. Le réservoir selon l'invention comprend de préférence une couche barrière 35 à base d'EVOH située entre des couches externes à base de PEHD. 2908088 4 Le système de remplissage selon l'invention comprend une tubulure de remplissage et une tête de tubulure comprenant de préférence une ouverture d'entrée obturée par un volet pivotant, une ouverture de sortie et un obturateur mobile dans ladite tête. Ce volet peut avoir une forme quelconque. Toutefois, 5 étant donné que les ouvertures d'entrée et de sortie de la tête sont généralement circulaires, il s'agit généralement d'une plaque circulaire. De préférence, les matériaux constitutifs possibles et préférés pour la tubulure, la tête, le volet et l'obturateur sont des matières plastiques. Les polyamides (de préférence renforcés par des fibres de verre ou de carbone par 10 exemple) et les polyacétals (tel que le POM ou polyoxyméthylène) donnent de bons résultats. Selon l'invention, le volet d'entrée comprend deux parties concentriques reliées entre elles de manière à ce que le mouvement de la partie périphérique conditionne l'ouverture/déverrouillage de l'obturateur, la partie centrale étant 15 mobile par rapport à cette partie périphérique mais basculant avec elle lorsque cette partie périphérique pivote par rapport à sa position de fermeture. Un moyen qui convient bien pour obtenir une telle liaison consiste à faire pivoter/basculer la partie périphérique autour d'un axe solidaire de la tête de tubulure et à faire pivoter/basculer ou translater la partie centrale autour d'un axe solidaire de la 20 partie périphérique. Un pivotement/basculement donne de bons résultats. Dans ce qui précède, par pivotement/basculement , on entend en fait un mouvement de rotation autour de l'axe qui est dès lors de préférence situé en une extrémité (au voisinage d'une tangente à la circonférence) du volet. Pour autoriser un tel mouvement, les parties centrale et périphérique du volet sont de 25 préférence munies d'un moins un évidement à travers lequel l'axe est inséré. Ce mouvement n'est de préférence possible que vers l'intérieur de la tête. Pour ce faire, on peut prévoir un épaulement sur la partie centrale et monter celle-ci par en dessous sur l'axe. De manière tout particulièrement préférée, par défaut (c.à.d. au repos, 30 lorsque aucune tubulure n'agit sur le volet), les parties de ce volet sont maintenues dans leur position fermée (c.à.d. poussées vers le haut) à l'aide d'un dispositif adéquat. Un dispositif qui convient bien à cet effet est un ressort précontraint ou une pièce déformable dans la limite de ses contraintes élastiques. L'obturateur du système selon l'invention peut être quelconque. Il peut par 35 exemple s'agir d'un second volet pivotant obturant l'ouverture de sortie de la tête et dont le mouvement est soit autorisé, soit bloqué selon que la partie 2908088 5 périphérique du volet d'entrée ait ou non pivoté dans sa position d'ouverture. Dans cette variante, la partie périphérique du volet d'entrée peut par exemple agir sur un actuateur permettant respectivement de (dé)verrouiller le mouvement du volet pivotant secondaire. 5 Selon une autre variante, qui est préférée, l'obturateur est un boisseau rotatif tel que décrit dans la demande FR 2 861 655 susmentionnée. Dans cette variante, la partie périphérique du volet d'entrée est relié au boisseau par un organe d'accouplement de telle sorte qu'une poussée exercée sur cette partie du volet par un embout tubulaire de grand diamètre provoque un basculement du 10 volet dans la tête de remplissage et une rotation du boisseau, plaçant une ouverture cylindrique dudit boisseau dans l'alignement des ouvertures d'entrée et de sortie de la tête. Dans un mode de réalisation particulier, l'organe d'accouplement comprend deux pignons en prise, l'un des pignons étant solidaire du boisseau et 15 l'autre pignon étant solidaire de la partie périphérique du volet. Dans ce mode de réalisation, la rotation de la partie périphérique du volet sur son pivot provoque automatiquement une rotation correspondante du boisseau dans la tête de tubulure, par l'intermédiaire des deux pignons. De la sorte, une poussée exercée sur la partie périphérique du volet avec un pistolet de remplissage ayant un grand 20 diamètre provoque bien un basculement de la partie périphérique du volet dans la tête et une rotation du boisseau plaçant une ouverture cylindrique dudit boisseau dans l'alignement des ouvertures d'entrée et de sortie de la tête. Dans le dispositif selon l'invention, il est souvent avantageux de prévoir un mécanisme de verrouillage, qui peut être manoeuvré en direct (à proximité dudit 25 mécanisme) ou depuis l'habitacle du véhicule, et qui empêche l'accès au réservoir par exemple en bloquant le mouvement de la partie périphérique du volet d'entrée. Le blocage et le déblocage de cette partie de volet peuvent être réalisés manuellement ou par l'intermédiaire d'un moteur électrique ou un actionneur (sorte de vérin) à commande électrique, électromagnétique ou 30 manuelle. Ce système de verrouillage peut être associée au verrouillage des portes du véhicule par exemple. Un tel système permet de lutter efficacement pour l'inviolabilité du système. En outre, les fonctions d'ouverture, de fermeture et de verrouillage réunies sur une même pièce permettent un gain économique non 35 négligeable et facilitent l'assemblage sur véhicule. 2908088 -6 Le plus souvent sur les véhicules, pour une raison d'esthétique principalement, une trappe masque l'entrée du circuit à carburant et possède un verrouillage centralisé. Avec le système de verrouillage selon la variante avantageuse décrite ci-dessus, la trappe ne doit plus être pourvue de fonction 5 verrouillage et peut alors être ouverte manuellement, ce qui permet par exemple le nettoyage du bol au moyen d'un nettoyeur haute pression. D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation avantageux présenté ci-dessous, à titre d'illustration, en se référant aux dessins annexés, qui montrent: 10 - Fig.l : une vue du dessus de la partie supérieure d'un système selon une variante de l'invention dans sa position de fermeture totale; Fig.2: une vue du dessous de cette même partie supérieure dans la même position; et Fig. 3: une vue de face/profil de cette même partie supérieure mais dans sa 15 position d'ouverture de la partie centrale du volet et de fermeture de sa partie périphérique, et complétée par un boisseau rotatif tel que décrit précédemment et illustrant le mécanisme de couplage entre la partie périphérique du volet et ledit boisseau. En ce qui concerne la partie du système située en dessous des parties 20 illustrées dans ces figures, référence est à nouveau faite à la demande FR 2 861 655. Dans ces figures, des éléments identiques portent des n identiques. On peut y voir un volet comprenant une partie périphérique (1) et une partie centrale (2) maintenue au repos contre la précédente par un ressort de torsion (3) 25 uniquement visible à la figure 2. Un dispositif similaire (mais non représenté) agit sur la partie périphérique pour la maintenir au repos dans sa position de fermeture illustrée dans toutes ces figures. La partie périphérique (1) du volet est munie d'une excroissance (4) comprenant des évidements cylindriques (5) pour un axe de 30 pivotement/basculement (non représenté) solidaire de la tête (également non représentée mais entourant l'ensembles des éléments illustrés). Elle est également pourvue d'une paire de pignons (6) complémentaire d'une paire de pignons (7) solidaires du boisseau (8) et uniquement visibles à la figure 3, tout comme le boisseau lui-même. Ce boisseau (8) comprend une ouverture 2908088 7 cylindrique (9) dont les extrémités sont destinées à s'aligner (position non illustrée) ou non avec les ouvertures d'entrée et de sortie de la tête de remplissage. Celles-ci ne sont (tout comme la tête elle-même) pas illustrées dans les figures, mais elles sont substantiellement parallèles et dans le prolongement 5 de l'ouverture (10) dégagée dans le volet par le basculement de sa partie centrale (2). Le boisseau (8) comprend également des excroissances (11) permettant d'assurer sa rotation dans la tête. Pour passer de la position de fenneture totale illustrée au figures 1 et 2 à la 10 position illustrée à la figure 3, on a exercé (par exemple au moyen d'une tubulure de remplissage essence ), une poussée sur la partie centrale (2) du volet uniquement, provoquant ainsi son basculement dans sa position d'ouverture. Toutefois, la partie périphérique (1) du volet n'ayant pas basculé, ses pignons (6) n'ont pas interagi avec (fait tourner) les pignons (7) du boisseau (8) et donc, 15 l'ouverture cylindrique du boisseau (8) n'est pas alignée avec l'ouverture (10) et la tubulure de remplissage ne peut être insérée correctement dans la tête. Pour obtenir une position d'ouverture totale (non illustrée), il aurait fallu exercer une poussée sur la partie périphérique (1) du volet (par exemple à l'aide d'un pistolet de remplissage diesel ) et ce faisant, faire tourner les pignons (6,7) 20 de manière à redresser le boisseau (8) et aligner son ouverture cylindrique (9) avec les ouvertures d'entrée et de sortie de la tête. Une telle poussée aurait bien entendu également entraîné la partie centrale (2) du volet, celle-ci ne pouvant se mouvoir que vers le bas par rapport à la partie périphérique de par la présence d'un bord (12) de scellage de diamètre supérieur à l'ouverture (10). 25 Afin d'éviter une ouverture intempestive en cas de poussée décentrée avec un pistolet essence (c.à.d. en appuyant à la fois sur la partie centrale et sur la partie périphérique), on peut munir la partie périphérique de pentes qui guident le pistolet vers le milieu. REVENDICATIONS 1. Système de remplissage d'un réservoir comprenant une tubulure de remplissage et une tête de tubulure comprenant un volet d'entrée et un obturateur mobile dans la tête sous le volet, caractérisé en ce que le volet comprend une partie périphérique et une partie centrale et en ce que seule la partie périphérique est couplée à l'obturateur et susceptible de provoquer l'ouverture et/ou le déverrouillage de celui-ci sous la poussée d'un pistolet de remplissage de grand diamètre, la partie centrale étant mobile par rapport à cette partie périphérique de manière à pouvoir basculer sous l'action d'un pistolet de remplissage de plus petit diamètre sans agir sur l'obturateur, tout en étant liée à cette même partie périphérique de manière à être entraînée et basculer avec elle sous la poussée du pistolet de grand diamètre. 2. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la partie périphérique du volet peut basculer autour d'un axe solidaire de la tête de tubulure et en ce que la partie centrale du volet peut basculer autour d'un axe solidaire de la partie périphérique volet. 3. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les parties centrale et périphérique du volet ne peuvent basculer autour de leur axe respectif que vers l'intérieur de la tête. 4. Système selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en que les parties du volet sont maintenues par défaut dans leur position de fermeture par un ressort précontraint. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'obturateur est un second volet pivotant dont le mouvement est soit autorisé, soit bloqué selon que la partie périphérique du volet d'entrée ait ou non pivoté dans sa position d'ouverture. 6. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la partie périphérique du volet agit sur un actionneur permettant de (dé)verrouiller le mouvement du second volet pivotant. 7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la tête de tubulure comprend une ouverture d'entrée et une ouverture 2908088 -9 de sortie, et en ce que l'obturateur est un boisseau rotatif relié à la partie périphérique du volet d'entrée par un organe d'accouplement de telle sorte qu'une poussée exercée sur cette partie du volet par un pistolet de remplissage de grand diamètre provoque un basculement du volet dans la tête de remplissage et 5 une rotation du boisseau, plaçant une ouverture cylindrique dudit boisseau dans l'alignement des ouvertures d'entrée et de sortie de la tête. 8. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'organe d'accouplement comprend deux pignons en prise, l'un des pignons étant solidaire du boisseau et l'autre pignon étant solidaire de la partie périphérique du 10 volet. 9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un mécanisme de verrouillage qui empêche l'accès au réservoir en bloquant le mouvement de la partie périphérique du volet d'entrée. 15 10. Réservoir à carburant équipé d'un système selon l'une quelconque des revendications précédentes.