Brevet FR2918610A1 — publié le 20090116

Système de remplissage d'un réservoir La présente invention concerne un système de sécurité pour une tubulure de remplissage d'un réservoir, en particulier d'un réservoir à carburant. L'invention concerne notamment un système de sécurité permettant d'éviter l'introduction d'un pistolet distributeur non adapté dans la tubulure de remplissage. 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 ou sur 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 -2 rétraction d'un pistolet de remplissage permet de faciliter la tâche de l'utilisateur. Cette ouverture est rendue possible par une poussée axiale sur un volet d'entrée relié à l'obturateur (qui a la forme d'un 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 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 que les pistolets distributeurs de diesel ont un diamètre nominal standard de 23. 8 mm (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 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 consiste à faire en sorte que le volet comprenne une face de contact ayant une géométrie telle qu'un pistolet de petit diamètre peut se coincer sur la face de contact avec pour conséquence que, dans ce cas, un basculement total du volet d'entrée permettant l'introduction du pistolet dans la tubulure avec son extrémité de remplissage dégagée, n'est pas possible. La seule manière de décoincer l'extrémité du pistolet consiste dans ce cas à retirer celui-ci de la surface de contact du volet. En revanche, lorsqu'un pistolet de grand diamètre entre en contact avec la face de contact du volet, celui-ci peut être basculé totalement sous l'effet de l'effort d'introduction du pistolet et le pistolet peut être introduit dans la tubulure avec son extrémité de remplissage libre, non coincé sur la face de contact du volet. Dès lors, la présente invention concerne un système de remplissage d'un réservoir comprenant une tubulure de remplissage et un volet d'entrée pouvant basculer autour d'un axe de basculement entre une position de fermeture et une -3 position d'ouverture, le volet pouvant être basculé dans sa position d'ouverture par une force exercée par une extrémité libre d'un pistolet distributeur contre une face de contact du volet, caractérisé en ce que la face de contact du volet a une géométrie telle que lorsqu'on utilise un pistolet de petit diamètre, celui-ci se coince sur ladite face de contact et ne peut pas être introduit librement dans la tubulure. Par librement , on entend avec son extrémité de remplissage (par laquelle le carburant est débité par la pompe de la station service) libre. 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 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 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 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 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 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 barrière c'est-à-dire d'une résine imperméable au carburant telle que l'EVOH par -4 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 à base d'EVOH située entre des couches externes à base de HDPE. Le système de remplissage selon l'invention comprend en général une tête de tubulure (montée sur l'extrémité supérieure de la tubulure de remplissage) comprenant de préférence une ouverture d'entrée obturée par le volet pivotant, et une ouverture de sortie. Il peut également comprendre un obturateur mobile sous le volet. Ce volet peut avoir une forme quelconque. Toutefois, étant donné que les ouvertures d'entrée et de sortie de la tête sont généralement circulaires, il présente généralement des sections (par des plans perpendiculaires à l'axe de la tubulure) ayant une circonférence substantiellement cylindrique. Il s'agit généralement d'une plaque circulaire. De préférence, les matériaux constitutifs 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 exemple) et les polyacétals (tel que le POM ou polyoxyméthylène) donnent de bons résultats. De manière préférée, par défaut (c.à.d. au repos, lorsque aucun pistolet n'agit sur le volet), le volet est maintenu dans sa position fermée (c.à.d. poussée 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. En particulier, le recours à un ressort précontraint est simple et convient bien. De préférence, la face de contact du volet comprend une partie formant une dépression, cette dépression comprenant une surface latérale et un fond et étant conçue de manière à y coincer l'extrémité d'un pistolet de petit diamètre lorsque celui-ci coopère avec la surface latérale de la dépression. De manière plus préférée, la surface latérale de la dépression comprend une section tronconique ayant un axe substantiellement parallèle à l'axe d'introduction du pistolet lorsqu'il est en position de fermeture. La surface latérale est choisie de manière à ce que lorsque le pistolet est introduit dans la dépression, la surface latérale du pistolet coopère avec la surface latérale de la dépression et que le mouvement d'introduction crée un blocage du pistolet dans la dépression de manière à limiter le basculement/pivotement du volet et à - 5 empêcher l'introduction libre de l'extrémité de remplissage du pistolet dans la tubulure. De manière plus préférée encore, la dépression est décentrée par rapport à la face de contact du volet, càd que la position de la dépression sur la face de contact du volet est optimisée pour coopérer plus rapidement avec l'ouverture d'entrée de la tête de tubulure et améliorer le blocage du pistolet dans la dépression. En fait, lorsque l'extrémité du pistolet est coincée dans la dépression, le pistolet est à l'oblique par rapport à l'axe de remplissage et il vient buter contre le bord de l'ouverture, ce qui l'empêche le faire basculer le volet jusqu'au bout. La seule manière de décoincer l'extrémité libre du pistolet consiste à le retire de la dépression et ce faisant, à remettre le volet dans sa position de fermeture. La dépression est décentrée de manière à la positionner à l'endroit où il est le plus aisé d'activer le volet principal. Si le trou était centré il y aurait suffisamment d'espace sur la périphérie du volet (à l'opposé de l'axe de rotation du volet) pour réussir à basculer/pivoter le volet avec un pistolet essence sans que celui-ci ne coopère avec la dépression. Dans ce qui précède, par pivotement/basculement , on entend en fait un mouvement de rotation autour d'un 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, le volet est de préférence muni d'au moins un évidement à travers lequel l'axe est inséré. Ce mouvement n'est de préférence possible que vers l'intérieur de la tête. Selon un mode particulier de réalisation, le volet d'entrée comprend un ergot de blocage susceptible d'être activé par l'introduction d'un pistolet de petit diamètre. Lorsqu'un tel pistolet entre en contact avec le volet d'entrée, le pistolet peut agir sur l'ergot de blocage de sorte à le déplacer et à ce que l'ergot coopère avec une partie fixe de la tête de tubulure de manière à bloquer le volet dans sa position de fermeture. De cette façon, un mouvement de basculement/pivotement du volet n'est pas (ou peu) possible et le pistolet de petit diamètre ne peut pas (ou peu) être introduit dans la tubulure. De préférence, l'ergot de blocage consiste en une pièce mobile en rotation autour d'un axe sensiblement parallèle à l'axe de pivotement/basculement du volet. De préférence également, la partie fixe de la tête de tubulure consiste en une simple pièce rapportée contre laquelle l'ergot vient buter lorsqu'il est déplacé par un pistolet de petit diamètre. Comme évoqué ci-avant, le système selon l'invention peut comprendre un obturateur sous le volet d'entrée et de préférence mobile dans une tête telle que décrite précédemment. Il peut par 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 le volet d'entrée a ou non pivoté dans sa position d'ouverture. Dans cette variante, le volet d'entrée peut par exemple agir sur un actuateur permettant respectivement de (dé)verrouiller le mouvement du volet pivotant secondaire. 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, le volet d'entrée est relié au boisseau par un organe d'accouplement de telle sorte qu'une poussée exercée sur le volet par un pistolet de remplissage de grand diamètre provoque un basculement du 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 de cette variante, l'organe d'accouplement comprend deux pignons en prise, l'un des pignons étant solidaire du boisseau et l'autre pignon étant solidaire du volet. Dans ce mode de réalisation, la rotation 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 le volet avec un pistolet de remplissage ayant un grand diamètre provoque bien un basculement 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 mécanisme) ou depuis l'habitacle du véhicule, et qui empêche l'accès au réservoir par exemple en bloquant le mouvement du volet d'entrée. Le blocage et le déblocage du volet peuvent être réalisés manuellement ou par l'intermédiaire d'un moteur électrique ou un actionneur (sorte de vérin) à commande électrique, électromagnétique ou manuelle. Ce système de verrouillage peut être associé 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 - 7 verrouillage réunies sur une même pièce permettent un gain économique non négligeable et facilitent l'assemblage sur véhicule. 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 verrouillage et peut alors être ouverte manuellement, ce qui permet par exemple le nettoyage du bol au moyen d'un nettoyeur haute pression. La présente invention concerne également un réservoir à carburant équipé d'un système de remplissage tel que décrit ci-dessus. D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description de deux modes de réalisation avantageux présentés ci-dessous, à titre d'illustration, en se référant aux dessins annexés, qui montrent: - Fig.l : une vue du dessus de la partie supérieure d'un système selon une lère variante de l'invention dans une position de fermeture totale; - Fig.2 : une vue en coupe de la même partie où l'introduction d'un pistolet de petit diamètre est bloquée par un volet d'entrée ; - Fig.3: une vue du dessus de cette même partie supérieure dans la même position pour un système selon une 2ème variante de l'invention; - Fig.4 : une vue en coupe de la même partie où l'introduction du pistolet de petit diamètre est bloquée par le volet d'entrée et un ergot de blocage; - Fig. 5-7: 3 vues d'un volet d'entrée selon la 2ème variante. En ce qui concerne la partie du système située en dessous des parties illustrées dans ces figures, référence est faite à la demande FR 2 861 655 dont le contenu à cet effet est incorporé par référence dans la présente demande. Dans ces figures, des éléments identiques portent des n identiques. On peut y voir un volet (2) monté sur la partie supérieure (1) d'une tête de tubulure de remplissage. Le volet (2) comprend une partie formant une dépression (3) et est maintenu dans une position de fermeture par un ressort de torsion non représenté sur les figures. La dépression (3) comprend une surface latérale (3') et un fond (3") et est dimensionnée de manière à pouvoir y coincer un pistolet (9) distributeur d'essence (du type à petit diamètre) dans son fond (3"). La surface latérale (3') comprend une section tronconique ayant un axe substantiellement parallèle à l'axe d'introduction du pistolet (9) et susceptible d'épouser le profil de l'extrémité libre du pistolet de petit diamètre (9). -8 La partie périphérique du volet (2) est munie d'une excroissance (6) comprenant des évidements cylindriques (5) pour un axe de pivotement/basculement (non représenté) solidaire de la partie supérieure (1). Elle est également pourvue d'une paire de pignons (7) complémentaire d'une paire de pignons solidaires d'un obturateur du type boisseau rotatif, non représentés sur les figures. Lors de l'introduction d'un pistolet (9) distributeur d'essence dans la tubulure de remplissage (comme représenté sur la Fig. 2), l'extrémité libre du pistolet (9) entre en contact avec le fond (3") de la dépression (3) de sorte qu'une partie de la surface latérale du pistolet (9) coopère avec la surface latérale (3'). Lorsque le pistolet (9) exerce un effort sur le fond (3"), le volet (2) commence à basculer jusqu'à une position où la surface latérale (3') bloque le pistolet (9). Un effort supplémentaire exercé par le pistolet (9) sur le volet (2) ne permet pas de déplacer le volet (2) davantage car le pistolet (9) bute sur le bord de l'ouverture supérieure de la tête de remplissage de sorte que le pistolet (9) ne peut pas être introduit plus loin dans la tubulure. Pour décoincer le pistolet (9), il faut le retirer de la dépression et donc, remettre le volet (2) dans sa position de fermeture. Avec un pistolet (9) distributeur de diesel, la situation est différente car le diamètre du pistolet (9) est tel qu'il n'est pas possible d'introduire son extrémité libre dans la dépression (3) du volet (2). Lorsque le pistolet (9) exerce un effort sur le volet (2), il force le volet (2) à basculer entièrement autour de l'axe de pivotement/basculement vers une position d'ouverture car grâce à son diamètre plus grand, l'extrémité libre du pistolet distributeur de diesel n'est pas reçue dans le fond (3") de la dépression (3) mais s'appuie sur la surface de contact du volet (2) sans y être coincée. La Fig. 3 correspond à une 2eme variante d'un système selon l'invention dans lequel le volet (2) comprend en outre un ergot de blocage (4) susceptible d'être déplacé par l'extrémité libre d'un pistolet de petit diamètre de manière à bloquer le volet (2) dans sa position de fermeture. La Fig. 4 représente la situation où un pistolet (9) distributeur d'essence est entré en contact avec la dépression (3) de sorte que le pistolet (9) déplace l'ergot de blocage (4) qui est mobile en rotation autour d'un axe sensiblement parallèle à un axe de rotation du volet d'entrée (2). Lorsqu'il est déplacé par le pistolet (9), l'ergot (4) vient coopérer avec un logement dans une pièce fixe (8) rapportée sur la tête de tubulure de manière à bloquer le déplacement du volet (2). -9 Sur la Fig. 7, le volet (2) est dans une position de blocage où un pistolet de petit diamètre (non représenté) a été introduit et où l'ergot (4) a été déplacé de sorte à coopérer avec un logement de la pièce (8). Un pistolet de diamètre plus grand que la circonférence de la dépression (3) ne pourrait pénétrer dans ladite dépression et de se fait, ne pourrait activer l'ergot. Il permettrait donc de faire basculer le volet (2) vers sa position d'ouverture. REVENDICATIONS 1. Système de remplissage d'un réservoir comprenant une tubulure de remplissage et un volet d'entrée (2) pouvant basculer autour d'un axe de basculement entre une position de fermeture et une position d'ouverture, le volet (2) pouvant être basculé dans sa position d'ouverture par une force exercée par une extrémité libre d'un pistolet distributeur (9) contre une face de contact du volet (2), caractérisé en ce que la face de contact du volet (2) a une géométrie telle que, lorsqu'on utilise un pistolet de petit diamètre, celui-ci se coince sur ladite face de contact et ne peut pas être introduit librement dans la tubulure. 2. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le volet (2) est maintenu par défaut dans sa position de fermeture par un ressort précontraint. 3. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face de contact du volet (2) comprend une partie formant une dépression (3), la dépression (3) comprenant une surface latérale (3') et un fond (3"), et étant conçue de manière à y coincer l'extrémité d'un pistolet de petit diamètre lorsque celui-ci coopère avec la surface latérale (3') de la dépression (3). 4. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la surface latérale (3') de la dépression (3) comprend une section tronconique ayant un axe substantiellement parallèle à l'axe d'introduction du pistolet (9) lorsque le volet d'entrée est dans sa position de fermeture. 5. Système selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la dépression (3) est décentrée par rapport à la face de contact du volet (2). 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le volet (2) comprend un ergot de blocage (4) susceptible d'être déplacé par l'extrémité libre du pistolet (9) de manière à bloquer le volet (2) dans sa position de fermeture. 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une tête de tubulure est montée sur l'extrémité supérieure de-11- la tubulure de remplissage et en ce que cette tête comprend une ouverture d'entrée obturée par le volet d'entrée (2), une ouverture de sortie et un obturateur mobile dans la tête sous le volet (2). 8. Système selon la revendication précédente, dans lequel l'obturateur est un boisseau rotatif relié au volet (2) par un organe d'accouplement de telle sorte qu'une poussée exercée sur le volet (2) par un pistolet de remplissage de grand diamètre provoque un basculement du volet (2) 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. 9. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'organe d'accouplement comprend deux pignons en prise, l'un des pignons (7) étant solidaire du boisseau et l'autre pignon étant solidaire du volet (2). 10. Réservoir à carburant équipé d'un système selon l'une quelconque des revendications précédentes.