Brevet FR2953797A1 — publié le 20110617

ENSEMBLE FORMANT UN CUVETTE DE ROUE DE SECOURS, COMPORTANT UN RESERVOIR OPTIMISE [0001] L'invention porte sur le domaine des réservoirs de stockage d'un agent réducteur pour dispositif de dépollution des gaz d'échappement d'un véhicule, et en particulier d'un véhicule automobile équipé d'un système de réduction catalytique sélective des oxydes d'azote. [0002] Un dispositif de réduction catalytique sélective des oxydes d'azote ou « SCR » (selective catalytic reduction) repose sur l'introduction dans les gaz d'échappement à dépolluer d'un agent réducteur ou d'un précurseur d'un tel agent réducteur, pouvant être une solution à base d'urée. [0003] Dans une application automobile, le réducteur ou son précurseur doivent être stockés. Ils peuvent notamment l'être sous forme liquide, dans un réservoir spécifique. Un tel mode de stockage suppose en conséquence l'implantation dans le véhicule d'un réservoir, dont la contenance va déterminer l'intervalle (kilométrique) moyen de remplissage. [0004] L'implantation d'un volume de stockage maximum est particulièrement problématique dans un environnement automobile fortement contraint. [0005] Une implantation couramment envisagée pour un tel réservoir de stockage est située sous la caisse du véhicule, à la verticale de la cuvette roue de secours. Mais une telle implantation est problématique. D'une part, pour assurer un remplissage régulier du réservoir, il est nécessaire de ménager un orifice au fond de la cuvette de roue de secours, permettant d'y faire passer une goulotte de remplissage. Cette ouverture nécessite une étanchéité périphérique complexe pour éviter les remontées de bruit dans l'habitacle (via le coffre). Par ailleurs, le volume disponible entre le fond de la cuvette et la garde au sol limite le volume disponible pour ce réservoir et limite donc de fait l'intervalle entre deux remplissages. Enfin, le montage d'un réservoir dans une telle configuration est peu aisé, car il s'effectue par le dessous de la caisse, et nécessite des moyens de fixation spécifiques (vis, sangles, etc.). [0006] Le brevet FR2894924 présente un plancher structurel de véhicule formant un réservoir, par exemple pour liquide de lave glace, constituant planche d'une cuvette de roue de secours. Le volume d'un tel réservoir n'est cependant pas optimisé, et son remplissage peu aisé. [0007] La demande de brevet DE102006015252 nous enseigne en outre qu'il est possible d'implanter un réservoir sous la roue de secours, dans la cuvette, et que ce réservoir peut constituer le plancher d'appui de la roue. Cependant, la réalisation proposée dans cette demande de brevet est imparfaite, et pose de nombreux problèmes. D'une part, le réservoir en question ne concerne pas nommément un réservoir pour agent réducteur SCR, son remplissage n'est pas aisé, et le volume disponible vis-à-vis de la garde au sol du véhicule n'est pas optimisé. [0008] Dans l'invention, on résout ces problèmes par l'adoption d'un ensemble formant une cuvette de roue de secours et comportant un réservoir optimisé. [0009] Plus précisément, l'invention porte sur un ensemble comportant un puits formé dans une caisse de véhicule, le puits étant sensiblement cylindrique et présentant un fond ouvert, et un réservoir obstruant le fond du puits de sorte qu'une roue peut être logée dans la cuvette ainsi formée par le puits et une partie du réservoir, caractérisé en ce que le réservoir comporte une partie haute saillante occupant l'essentiel du volume intérieur d'une jante d'une roue stockée dans la cuvette. Ainsi, le volume du réservoir est optimisé par l'emploi pour contenir une part du réservoir du volume intérieur d'une jante d'une roue de secours positionnée dans l'ensemble formant une cuvette apte à la recevoir. On entend par l'essentiel du volume intérieur un volume tel que la partie haute du réservoir présente une contenance significative. En particulier, on tend à faire occuper à la partie haute en saillie du réservoir un maximum du volume offert à l'intérieur de la jante d'une roue stockée dans la cuvette formée par l'ensemble. Pour cela, on peut conformer la partie haute en saillie à la forme intérieure de la jante d'une roue destinée à être stockée dans la cuvette formée par l'ensemble. En particulier, la partie haute en saillie occupe au minimum 50% du volume disponible dans la jante d'une roue destinée à être stockée dans la cuvette. [0010] De préférence, la partie haute en saillante comporte une goulotte de remplissage. Le remplissage du réservoir est ainsi très simple, et peut se faire par exemple à l'aide d'un simple bidon de type jerrican. [0011] De préférence, le fond ouvert du puits présente un rabat sur son pourtour, offrant une surface d'appui pour le réservoir obstruant le fond du puits. Un tel rabat permet en conséquence un meilleur appui du réservoir. Dans le cas de figure préférentiel où le réservoir est monté par l'intérieur de l'habitacle du véhicule, le réservoir pourra être conformé pour s'appuyer sur le rabat sur lequel il sera posé. Son blocage vertical pourra être complété par des dispositifs de fixation très simple, tels que des clips. Par une telle architecture, on évite l'emploi de moyens de fixation complexes tels que des sangles de soutien du réservoir. [0012] De préférence, le réservoir est fixé au puits par des clips coopérant avec un bord du fond ouvert du puits. Ce mode de fixation très simple permet une fixation aisée du réservoir au niveau de l'ouverture dans le fond du puits. Les clips utilisés peuvent par exemple être des crochets comportant une languette déformée lors de la mise en place du réservoir au travers de l'ouverture du fond du puits, qui reprennent leur forme initiale et verrouillent ainsi la fixation une fois le réservoir en position. [0013] On dispose de préférence un joint entre le réservoir et le puits, assurant l'étanchéité entre l'intérieur du puits et le dessous de la caisse du véhicule. On assure par ce joint une bonne étanchéité tant à l'eau qu'acoustique entre l'extérieur du véhicule et son habitacle. Le joint peut être un joint déformable ou de tout autre type connu, permettant d'assurer cette fonction d'étanchéité. [0014] De préférence, le réservoir présente une surface d'appui supérieure annulaire apte à servir de surface d'appui au flanc d'une roue stockée dans la cuvette de roue de secours. Le réservoir constitue ainsi le plancher fonctionnel de la cuvette pour roue de secours formée par l'ensemble selon l'invention. Cette configuration convient en particulier aux variantes de l'invention dans lesquelles le réservoir est monté par l'intérieur de l'habitacle du véhicule, et permet d'optimiser au maximum la contenance du réservoir. [0015] L'invention porte également sur l'application d'un ensemble tel que précédemment décrit, pour le stockage d'un agent réducteur liquide d'un dispositif de catalyse SCR. La contenance du réservoir étant un point critique dans cette application particulière, l'usage d'un ensemble selon l'invention est particulièrement avantageux. [0016] L'invention porte également sur un procédé de montage d'un ensemble tel que précédemment décrit, caractérisé en ce que le réservoir est mis en position, de sorte à obstruer le fond du puits, par l'intérieur de l'habitacle du véhicule. Cela est beaucoup plus aisé que le montage traditionnel sous caisse, notamment si le montage est effectué par un opérateur sur une ligne de montage. [0017] De préférence, le réservoir est fixé au puits par clipage sous l'effet d'une force exercée sur le réservoir sensiblement dans l'axe du puits. Ainsi, l'emploi de moyens de maintien complexes ou très structurants, tels que des sangles de soutien ou des vis dédiées, peut être évitée. On notera que dans le cas général d'une cuvette pour le stockage à l'horizontal d'une roue de secours dans le fond d'un coffre à bagages de véhicules, on exercera une force verticale de haut en bas sur le réservoir pour en assurer la fixation par clipage au fond du puits. [0018] L'invention est décrite plus en détail ci-après et en référence aux figures représentant schématiquement le système dans son mode de réalisation préférentiel. [0019] La figure 1 présente schématiquement un ensemble tel que connu dans l'art antérieur, dans son environnement d'utilisation. [0020] La figure 2 présente schématiquement un ensemble conforme à l'invention, dans sont environnement d'utilisation. [0021] Tel que connu dans l'art antérieur et représenté schématiquement sur la figure 1, il est connu de disposer un réservoir 1 pour agent réducteur liquide d'un système de dépollution SCR en dessous d'une cuvette 2 de roue de secours destinée à recevoir une roue de secours 3 d'un véhicule automobile. La cuvette 2 de roue de secours est formée dans le plancher de la caisse 4 du véhicule. Pour le remplissage du réservoir, on dispose une goulotte de remplissage 11 qui débouche dans la cuvette de roue de secours 2, dans le volume intérieur de la jante 31 de la roue 3. [0022] Une telle architecture est problématique pour plusieurs raisons. D'une part, elle impose la mise en place d'un joint d'étanchéité 5 entre la goulotte 11 et la caisse 4. L'étanchéité est complexe à obtenir, car elle doit être très efficace, notamment pour éviter toute remontée acoustique dans l'habitacle du véhicule considéré, tout en permettant un montage aisé du réservoir. Si le joint d'étanchéité 5 est positionné après le montage du réservoir 1, cela constitue une étape supplémentaire dans le montage. Par ailleurs, une telle architecture ne permet pas d'optimiser le volume du réservoir 1. Par exemple, dans une application automobile diesel classique, et pour un dispositif SCR utilisant une solution d'urée à 33%, un réservoir de 17L est requis pour assurer un intervalle de remplissage de l'ordre de 20 000 km. Une telle contenance est difficile à obtenir, car le volume du réservoir 1 ainsi implanté sous caisse est fortement contraint par la garde au sol du véhicule. Enfin, une telle architecture nécessite le montage du réservoir par le dessous du véhicule, ce qui en soi est peu aisé sur une ligne de montage, et qui en outre requiert l'emploi de moyens de fixation spécifiques (vis, sangles, etc.). [0023] Dans la variante de l'invention présentée en figure 2, une cuvette 2 de roue de secours est formée par : • un puits sensiblement cylindrique, d'un diamètre légèrement supérieur à celui d'une roue de secours destinée au véhicule considéré, et dont le fond est ouvert. • un réservoir 1, qui obstrue le fond du puits. [0024] Dans la variante de l'invention ici représentée, le réservoir 1 présente une surface d'appui supérieure annulaire 12 sur laquelle la roue 3 est destinée à reposer lors de son stockage. Ainsi, dans l'environnement tel que représenté sur la figure 2, un flanc d'une roue 3 stockée dans la cuvette 2 de roue de secours repose sur la surface d'appui supérieure annulaire 12. [0025] Dans l'invention, le réservoir 1 présente en outre une partie haute 13 saillante, qui augmente sensiblement sa capacité de stockage. La partie haute 13 du réservoir 1 forme un volume de stockage interne au volume compris à l'intérieur de la jante 31 d'une roue 3 positionnée dans la cuvette de roue de secours 2. Pour ce faire, la partie haute 13 occupe l'essentiel du volume intérieur de la jante 31. Dans la variante de l'invention préférentielle ici représentée, la partie haute 13 épouse autant que possible la forme du volume intérieur à la jante 31. Ainsi, la contenance du réservoir 1 est optimisée. En outre, le maintien latéral de la roue 3 peut être amélioré par la partie haute 13. La partie haute 13 peut en outre comporter un moyen de retenu de la roue 3. [0026] De préférence, la partie haute 13 saillante offre un volume additionnel au réservoir 1 d'au moins 50% du volume interne de la jante 3. L'adoption d'une telle configuration de réservoir peut permettre d'atteindre des volumes de stockage de réducteur important, et notamment des volumes de plus 17L dans les applications automobiles mêmes les plus contraintes, notamment en terme de garde au sol. La partie haute en saillie 13, en tant que point haut du réservoir 1, est préférentiellement doté d'une goulotte de remplissage 11. La goulotte de remplissage 11 peut être réalisée directement dans la peau du réservoir 1, par exemple lors du moulage si ce réservoir est moulé, ou comporter des éléments rapportés au réservoir. [0027] Dans la variante préférentielle de l'invention ici représentée, le fond ouvert du puits comporte un rabat 41 sur son pourtour, ce qui offre une surface d'appui à la partie du réservoir obstruant le fond du puits. [0028] Le montage du réservoir d'un ensemble selon le mode de réalisation de l'invention ici représenté sera réalisé par intérieur du véhicule, et plus particulièrement par l'intérieur du coffre à bagages du véhicule dans le plancher duquel est généralement ménagée la cuvette de roue de secours. [0029] Dans la variante de l'invention ici représentée, le réservoir 1 est fixé au puits par des clips coopérant avec un bord du fond ouvert du puits. Dans la variante préférentielle ici représentée, les clips 15 sont intégrés au réservoir. Les clips 15 peuvent notamment comporter une languette déformable lors de la mise place du réservoir (sous l'effet d'un effort vertical appliqué sur le réservoir 1), et qui assure le verrouillage du clip en reprenant leur position d'origine une fois le réservoir en place. Les clips 15 sont préférentiellement régulièrement répartis sur le réservoir, en périphérie intérieure du rabat 41 ou du bord du fond ouvert du puits, afin de se fixer à la caisse du véhicule au niveau de l'ouverture du puits. [0030] Dans la variante de l'invention ici représentée, un joint 5, du type joint déformable, est positionné entre le réservoir 1 et le rabat 41. D'autres positionnements et types de joint sont envisageables, afin d'assurer l'étanchéité entre le réservoir et le puits, de manière à assurer l'étanchéité (notamment acoustique) entre l'intérieur et l'extérieur du véhicule. [0031] Dans une variante de l'invention non représentée ici, on conforme de manière analogue le réservoir, pour une fixation par clip, par le dessous de la caisse 4. [0032] Bien évidemment, un réservoir apte à être employé dans un ensemble conforme à l'invention pourra être également pourvu d'un ou plusieurs des dispositifs suivants : • Un système de respiration du réservoir ; • Un dispositif de vidange du réservoir, et sa protection le cas échéant ; • Une interface de remplissage unique (et son bouchon de fermeture) compatible de divers moyens de remplissage et notamment par jerricane. • Un dispositif de dégazage fonctionnel pendant les phases de remplissage • Des interfaces de fixations sur caisse ; • Une interface de fixation d'un module de jauge et pompe SCR ; • Un écran thermique ; • Un système de protection acoustique ; • Un dispositif de réchauffage. [0033] En plus de la facilité d'assemblage qu'elle offre, l'invention ainsi développée permet d'utiliser le volume interne à la jante de la roue de secours pour augmenter le volume d'un réservoir d'agent réducteur liquide pour un dispositif de dépollution du type SCR. [0034] L"invention permet de retrouver un volume qu'il est possible d'allouer à cette fonction dans des applications automobiles où la garde au sol et les composants d'environnement (silencieux, train arrière) ne permettent pas d'atteindre un volume de stockage satisfaisant par une architecture de réservoir telle que connue dans l'art antérieur. [0035] L'intérêt d'une implantation du réservoir partagée entre l'habitacle et l'extérieur véhicule est de réduire les risques de chute trop importante de la température du fluide, et donc de gel de ce dernier. [0036] Un mode de fixation du réservoir par l'habitacle peut présenter un intérêt au montage car il évite de réaliser la fixation depuis le dessous de la caisse, ce qui est plus difficile à réaliser sur une chaîne d'assemblage, et permet de se passer de certaines sangles et vis de fixation. 7 Revendications: 1. Ensemble comportant un puits formé dans une caisse de véhicule (4), le puits étant sensiblement cylindrique et présentant un fond ouvert, et un réservoir (1) obstruant le fond du puits de sorte qu'une roue (3) peut être logée dans la cuvette (2) ainsi formée par le puits et une partie du réservoir (1), caractérisé en ce que le réservoir (1) comporte une partie haute (13) saillante occupant l'essentiel du volume intérieur d'une jante (31) d'une roue (3) stockée dans la cuvette (2). 2. Ensemble selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la partie haute (13) saillante comporte une goulotte de remplissage (11). 3. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fond ouvert du puits présente un rabat (41) sur son pourtour, offrant une surface d'appui pour le réservoir (1) obstruant le fond du puits. 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir (1) est fixé au puits par des clips (15) coopérant avec un bord du fond ouvert du puits. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par un joint (5) entre le réservoir (1) et le puits, assurant l'étanchéité entre l'intérieur du puits et le dessous de la caisse (4) du véhicule. 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir (1) présente une surface d'appui supérieure annulaire (12) apte à servir de surface d'appui au flanc d'une roue stockée dans la cuvette (2) de roue de secours. 7. Application d'un ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes pour le stockage d'un agent réducteur liquide d'un dispositif de réduction catalytique sélective des oxydes d'azote. 8. Procédé de montage d'un ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir (1) est mis en position, de sorte à obstruer le fond du puits, par l'intérieur de l'habitacle du véhicule. 9. Procédé de montage selon la revendication 8 caractérisé en ce que le réservoir (1) est fixé au puits par clipage sous l'effet d'une force exercée sur le réservoir sensiblement dans l'axe du puits.