Brevet FR3011610A1 — publié le 20150410

Soupape à limite de remplissage pour réservoir à carburant La présente invention concerne une soupape à limite de remplissage pour réservoir à carburant. La plupart des réservoirs à carburant pour véhicules automobiles sont de nos jours équipés d'un circuit de ventilation. Ce circuit permet à de l'air de pénétrer dans le réservoir en cas de dépression (en particulier, pour compenser le volume de liquide consommé) et à des gaz contenus dans le réservoir d'être évacués en cas de surpression (en particulier, en cas de surchauffe). Ce circuit permet également d'acheminer, et même de filtrer, les gaz qui doivent être libérés dans l'atmosphère, afin de respecter des exigences environnementales de plus en plus strictes. Le circuit de ventilation comprend en général une soupape de type ROV (« roll-over valve », la soupape étant aussi appelée « clapet » en français) qui empêche tant que possible le liquide de sortir du réservoir en cas de retournement ou d'inclinaison excessive de ce réservoir. Cette soupape doit réagir de façon rapide et fiable lorsque les conditions de son déclenchement surviennent, mais doit demeurer très peu sensible à des circonstances perturbatrices, comme en particulier un débit de remplissage très élevé, une surpression dans le réservoir ou des turbulences de faible amplitude dans le réservoir. Ce type de soupape inclut donc une fonction de ventilation, une fonction antiretournement, et une fonction de séparation liquide / vapeur. Le circuit de ventilation peut également comprendre une soupape de type FLV (« fill 25 limit valve », soit en français « soupape à limite de remplissage ») qui fixe le niveau de remplissage maximum du réservoir. Une telle soupape remplit ainsi la fonction de limite de remplissage. Certaines soupapes remplissent à la fois les fonctions de ROV et de FLV. Elles sont 30 alors appelées FLVV (« fill limit vent valve », soit en français ( Dans certains modèles de soupapes, notamment ceux destinés à des réservoirs en deux parties en forme de selle de cheval, également désignés « saddle tanks », il est prévu au moins un tube plongeur partant de la chambre de la soupape et communiquant avec l'intérieur de celle-ci. L'extrémité inférieure du tube, ouverte, constitue le point de stoppage qui détermine le niveau de remplissage maximum du réservoir, c'est-à-dire que lorsque cette extrémité se trouve obturée par le carburant liquide présent dans le réservoir, on a atteint le niveau maximum de remplissage. Certaines obturations du point de stoppage peuvent se produire lorsque le liquide dans le réservoir n'est pas suffisamment calme, ce qui est le cas dans les circonstances perturbatrices déjà indiquées. On désigne ces obturations des « shut-offs » intempestifs ou fausses détections. En fonction de différents facteurs comme par exemple le débit de remplissage, la section de passage de la ligne de ventilation ou la géométrie du réservoir, plusieurs fausses détections peuvent se produire avant que le réservoir ne soit effectivement rempli. Il est donc admis que le remplissage du réservoir n'est considéré comme complet qu'après un nombre prédéterminé de shut-offs, par exemple quatre. Mais dans certains cas, la détection peut aussi être trop tardive, c'est-à-dire que le remplissage du réservoir ne s'arrête que lorsque le réservoir est rempli au-delà de son niveau maximum de remplissage. Pour des raisons évidentes de qualité, les constructeurs automobiles exigent un comportement reproductible de la soupape, dans une plage prédéterminée de débit de remplissage. Un but de l'invention est de remédier à l'instabilité de certaines soupapes lorsqu'elles sont utilisées dans des circonstances dites perturbatrices, pour procurer un comportement reproductible de ces soupapes y compris dans des conditions perturbatrices. L'invention a donc pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant une soupape à limite de remplissage pour réservoir à carburant liquide, destinée à être reliée - à un circuit de ventilation du réservoir à carburant, ladite soupape comprenant au moins un tube plongeur ayant un passage pour les gaz chassés du réservoir par le carburant liquide introduit dans le réservoir pendant le remplissage du réservoir, ledit passage offrant une section de passage suffisante pour permettre, à elle seule, l'évacuation des gaz pendant le remplissage du réservoir, caractérisée en ce que le passage présente, en plus de la section de passage précitée, un supplément de section de passage suffisant pour permettre, à lui seul, l'évacuation de gaz provenant du réservoir pendant le remplissage du réservoir. Le fait que la section de passage ou que le supplément de section de passage permette, à elle seule, respectivement à lui seul, l'évacuation des gaz, signifie qu'elle, respectivement il, offre un passage aux gaz suffisant pour que le carburant liquide ne soit pas refoulé pendant le remplissage. En d'autres termes, si la section de passage est obturée, les gaz peuvent sortir du réservoir par le supplément de section de passage, à un débit suffisant pour éviter une surpression dans le réservoir qui provoquerait un refoulement du carburant liquide dans la tubulure de remplissage. Grâce à l'invention, des perturbations qui habituellement provoquent de trop nombreuses fausses détections sont sans effet sur la fermeture du tube plongeur, tant 20 que le niveau maximal de remplissage du réservoir n'est pas atteint. En d'autres termes, si du carburant liquide atteint accidentellement la section de passage du tube plongeur, ce dernier ne s'obture pas de manière suffisamment nette et durable, étant donné que le supplément de section demeure ouvert. On évite donc une coupure intempestive de la ventilation entraînant l'arrêt du remplissage. 25 Selon l'invention, on entend par tube un corps creux allongé comprenant un canal intérieur. Le tube peut présenter une section circulaire, mais pas nécessairement. Cette section peut être carrée, rectangulaire ou s'appuyer plus généralement sur toute figure fermée. En outre, selon l'invention, la section du tube peut varier le long de sa longueur. 30 Dans un mode de réalisation particulier, le tube plongeur est en matière thermoplastique. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le tube plongeur possède un 35 canal intérieur destiné à être relié au circuit de ventilation du réservoir à carburant et le passage se compose d'au moins une ouverture reliant ledit canal intérieur du tube - plongeur à l'extérieur du tube plongeur. Avantageusement, la section de passage et le supplément de section sont chacun sensiblement de même surface que la section transversale du canal intérieur, de sorte 5 que la section de passage et le supplément de section de passage cumulés totalisent une surface nettement supérieure à la section transversale du canal intérieur. On entend par sensiblement de même surface le fait de présenter une même aire, à 50% près. 10 On entend par nettement supérieur une grandeur le fait d'être égal à au moins deux fois cette grandeur. Avantageusement, le supplément de section se trouve à un niveau horizontal plus 15 élevé que celui de la section de passage, lorsque la soupape est montée dans un réservoir en position normale de remplissage. Dans une première variante, l'ouverture est située à une extrémité libre du tube plongeur et débouche à la fois longitudinalement et latéralement pour délimiter la 20 section de passage et le supplément de section de passage. Avantageusement, l'ouverture est formée d'un orifice d'extrémité prolongeant longitudinalement le canal intérieur du tube plongeur et d'une fente latérale agrandissant l'orifice d'extrémité. 25 La fente latérale peut être longitudinale au tube. Selon une variante particulière de ce premier mode de réalisation, la fente s'étend dans une direction verticale sur une hauteur de 10 mm, à 10% près, lorsque la soupape 30 se trouve en position normale d'utilisation. Selon une variante particulière de ce premier mode de réalisation, la fente a une largeur de 3 mm, à 10% près. 35 Selon un autre mode de réalisation, le passage se compose d'au moins deux ouvertures distinctes, délimitant l'une la section de passage, l'autre le supplément de - section de passage. Avantageusement, l'une des ouvertures est un orifice d'extrémité prolongeant longitudinalement le canal intérieur du tube plongeur. De même, il est avantageux que l'une des ouvertures soit un orifice latéral formé dans la paroi du tube plongeur. Selon un autre mode de réalisation, la soupape comprend au moins deux tubes 10 plongeurs ayant chacun un canal intérieur destiné à être relié au circuit de ventilation du réservoir à carburant, chacun desdits tubes plongeurs ayant une extrémité libre par laquelle le canal intérieur débouche sur un orifice d'extrémité. Dans ce mode de réalisation, il est remarquable que l'on obtient de bons résultats en 15 termes de reproductibilité du comportement de la soupape même si un seul des deux tubes plongeurs de la soupape est muni d'un supplément de section de passage. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la soupape est aussi une soupape de type ROV et comprend une chambre destinée à être reliée au circuit de ventilation du 20 réservoir, chambre à laquelle le tube plongeur est relié, et cette chambre contient un moyen d'obturation s'opposant au passage du liquide en cas de retournement ou de trop forte inclinaison de la soupape. On entend par trop forte inclinaison une inclinaison supérieure à 45°. 25 L'invention sera mieux comprise à la lecture des figures annexées, qui sont fournies à titre d'exemples et ne présentent aucun caractère limitatif : - La figure 1 représente schématiquement et en coupe un réservoir à carburant en forme de selle de cheval. - La figure 2 est une vue tridimensionnelle de la soupape de la figure 1. 30 - La figure 3 est une vue de détail selon III de la figure 2. - La figure 4 est une vue d'une portion d'extrémité d'un tube plongeur selon un autre mode de réalisation de l'invention. - La figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 3 d'un autre mode de réalisation de l'invention. 35 On se réfère maintenant à la figure 1. Sur cette figure, on voit un réservoir à carburant - 1 en forme de selle de cheval comprenant deux compartiments 3 et 5 réunis par un pont central 7 reliant leurs parties supérieures. Entre les deux compartiments 3 et 5 et sous le pont 7, le réservoir dégage un espace 9 qui permet le logement d'une pièce (non représentée) environnant le réservoir sur le véhicule automobile, comme cela est connu. Un circuit de ventilation 11 équipe la partie supérieure du réservoir. Ce circuit de ventilation comprend des tubulures 13, une soupape de type FLVV 15 et deux soupapes de type ROV 17. On ne décrira pas ici le fonctionnement de ce circuit de ventilation. Une tubulure de remplissage 19 pénètre dans le réservoir 1, dans l'un 5 des deux compartiments. Cette tubulure 19 s'étend de haut en bas depuis une embouchure de remplissage 21 affleurant la carrosserie (non représentée) du véhicule. Comme on le voit mieux sur la figure 2, la soupape 15 comprend une chambre 23 et 15 deux tubes plongeurs 25 et 27. Les deux tubes plongeurs 25 et 27 sont dirigés vers le bas (lorsque la soupape 15 se trouve en position normale d'utilisation) et forment entre eux un angle qui est ici d'environ 950, cette valeur n'étend pas limitative. Dans le mode de réalisation illustré, la chambre 23 et les deux tubes plongeurs 25 et 20 27 forment une pièce unique. Cette pièce unique peut être réalisée, par exemple, par un procédé d'injection de matière plastique. Dans un autre mode de réalisation, les deux tubes plongeurs 25 et 27 peuvent être fabriqués indépendamment de la chambre 23 et assemblés à ladite chambre, par exemple par clipsage ou encliquetage. 25 Chacun des tubes 25 et 27 est creux. Il comporte un canal intérieur 31 (voir figure 3) communiquant avec l'intérieur de la chambre 23. Chaque tube 25 et 27 comporte une première extrémité haute 25a, 27a reliée à la chambre 23 et une seconde extrémité basse 25b, 27b, opposé à la première, libre. La seconde extrémité 25a, 27a est ouverte. Le canal intérieur 31 débouche vers l'extérieur par cette seconde extrémité, par un orifice 30 d'extrémité 33 qui présente une section de passage sensiblement de même surface que la section transversale du canal intérieur 31. Cette section de passage, qui est circulaire dans ce mode de réalisation non limitatif, est suffisante pour permettre l'échappement des gaz contenus dans le réservoir à travers le circuit de ventilation 11 à un débit évitant une augmentation de la pression dans le réservoir provoquant un refoulement du 35 carburant liquide pendant le remplissage du réservoir. Ici, la section de l'orifice d'extrémité 33 est de surface strictement supérieure à la section transversale du canal intérieur 31, du fait que l'extrémité 25b du tube 25 est biseautée. Cependant, au sens de l'invention, la section de l'orifice d'extrémité 33 est sensiblement égale à la section transversale du canal 31 car elle présente la même aire, à 50 % près, c'est-à-dire qu'elle est comprise entre l'aire de la section transversale du canal diminuée de 50 % et la même aire augmentée de 50 %, ce qui peut s'exprimer ainsi : 0,5 S canal On voit, sur la figure 1, que chacun des deux tubes plongeurs 25, 27 plonge dans un compartiment 3, 5 et que son extrémité libre 25b, 27b se situe au-dessus du volume de remplissage de ce compartiment. L'un des deux tubes plongeurs, ici celui 25 plongeant dans le compartiment de gauche 3, sur la figure 1, est fendu à son extrémité libre. En effet, le tube 25 comporte une fente latérale 29 qui s'étend longitudinalement au tube. La largeur (de cette fente latérale 29 est de 3 mm et sa hauteur fi, dans la direction verticale, est de 10 mm. Ces valeurs ne sont pas limitatives. La fente latérale 29 délimite un supplément de section de passage au sens de la présente invention. Elle est contiguë à l'ouverture 33. Ainsi, la fente latérale 29, qui se trouve en communication fluidique avec le canal intérieur du tube, offre un chemin alternatif pour les gaz contenus dans le réservoir lorsque l'orifice d'extrémité 33 est obturé. La section de passage de l'orifice d'extrémité 33 et le supplément de section de passage de la fente latérale 29, cumulés, ont une surface totale nettement supérieure à la section transversale du canal intérieur 31. En d'autres termes, selon l'invention : S orifice + S fente > 2 x S canal Où S orifice est l'aire de la section de passage de l'orifice et S fente est l'aire du supplément de section de passage de la fente - et S canal est l'aire de la section transversale du canal. La fente latérale 29 n'existe que d'un côté du tube plongeur 25, mais rien n'interdit d'en prévoir une autre, diamétralement opposée à la première, ou non. De même, seul le tube 25 plongeant dans le compartiment 3 de gauche est fendu dans l'exemple décrit mais il serait conforme à l'invention de prévoir une extrémité fendue sur l'autre tube 27. La chambre 23 de la soupape 15 comporte des tubulures pour son raccordement au circuit de ventilation 11. À l'intérieur de la chambre 23, sont prévus des moyens (non représentés) pour s'opposer au passage du carburant liquide en cas de retournement ou de trop forte inclinaison du réservoir. Les moyens de fixation de la soupape dans le réservoir ne sont pas représentés. Dans le mode de réalisation de la figure 4, un tube plongeur 35 comporte un canal intérieur 37 débouchant par un orifice d'extrémité 39 à l'extrémité libre 41 du tube. La section de passage de l'orifice d'extrémité 39 présente une surface sensiblement égale, au sens de l'invention, à la section transversale du tube intérieur 37. L'orifice d'extrémité 39 constitue une première ouverture. La paroi du tube plongeur 35 comprend deux autres orifices latéraux 43 et 44 qui constituent, au sens de l'invention, des deuxièmes ouvertures offrant des suppléments 25 de section de passage, cumulées à la section de passage de l'ouverture 39, ont une surface totale nettement supérieure à la section transversale du canal intérieur 37. Comme dans le mode de réalisation précédent, s'il se produit, lors du remplissage du réservoir, que le niveau de carburant liquide atteint occasionnellement l'orifice d'extrémité 30 39, les orifices latéraux 43 et 44 ou au moins l'un d'entre eux demeurent ouverts et le canal intérieur 37 n'est pas obturé par le carburant liquide. Dans le mode de réalisation de la figure 5, une chambre 46 comprend un tube plongeur 48 qui est ramifié en un second tube plongeur 50. Chacun des deux tubes 35 plongeurs est muni d'un orifice d'extrémité 52, 54 qui se trouve en communication fluidique avec le canal intérieur 56, 58 de son tube, lesdits deux canaux intérieurs 56, 58 - étant reliés l'un à l'autre et reliés à l'intérieur de la chambre 46. L'orifice d'extrémité 52 délimite une section de passage des gaz et l'orifice d'extrémité 54 délimite un supplément de section de passage des gaz. Les comparaisons entre sections de passage cumulées des orifices 52, 54 et section transversale du canal intérieur sont identiques aux modes de réalisation précédents. Comme dans les modes de réalisation précédents, l'obturation accidentelle de l'un ou l'autre des deux orifices d'extrémité 52 et 54 ne provoque pas l'obturation de la circulation de gaz entre l'intérieur du réservoir et la chambre 46. Dans ce mode de réalisation, il n'est pas nécessaire que le second tube plongeur soit une ramification du premier. Les deux tubes peuvent être raccordés directement à la chambre. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Il est notamment possible de prévoir une soupape qui ne remplisse pas la fonction de ROV. REVENDICATIONS1. Soupape à limite de remplissage (15) pour réservoir à carburant liquide, destinée à être reliée à un circuit de ventilation (11) du réservoir à carburant, ladite soupape 5 comprenant au moins un tube plongeur (25) ayant un passage pour les gaz chassés du réservoir par le carburant liquide introduit dans le réservoir pendant le remplissage du réservoir, ledit passage offrant une section de passage (33; 39 ; 52) suffisante pour permettre, à elle seule, l'évacuation des gaz pendant le remplissage du réservoir, caractérisée en ce que le passage présente, en plus de la section de passage précitée, 10 un supplément de section de passage (29 ; 43, 44 ; 54) suffisant pour permettre, à lui seul, l'évacuation de gaz provenant du réservoir pendant le remplissage du réservoir. 2. Soupape selon la revendication 1, dans laquelle le tube plongeur possède un canal intérieur (31) destiné à être relié au circuit de ventilation (11) du réservoir à carburant et 15 le passage se compose d'au moins une ouverture (33, 29; 39, 43, 44 ; 52, 54) reliant ledit canal intérieur du tube plongeur à l'extérieur du tube plongeur. 3. Soupape selon la revendication 2, dans laquelle la section de passage (33; 39; 52) et le supplément de section de passage (29 ; 43, 44 ; 54) sont chacun sensiblement 20 de même surface que la section transversale du canal intérieur, de sorte que la section de passage et le supplément de section de passage cumulés totalisent une surface nettement supérieure à la section transversale du canal intérieur. 4. Soupape selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle l'ouverture (29, 33) est située 25 à une extrémité libre (25b) du tube plongeur (25) et débouche à la fois longitudinalement (33) et latéralement (29) pour délimiter la section de passage et le supplément de section de passage. 5. Soupape selon la revendication 4, dans laquelle l'ouverture est formée d'un orifice 30 d'extrémité (33) prolongeant longitudinalement le canal intérieur (31) du tube plongeur (25) et d'une fente latérale (29) agrandissant l'orifice d'extrémité. 6. Soupape selon la revendication 5, dans laquelle la fente latérale (29) est longitudinale au tube plongeur (25). 35 7. Soupape selon la revendication 6, dans laquelle la fente latérale (29) s'étend dansune direction verticale sur une hauteur de 10 mm, à 10% près, lorsque la soupape (15) se trouve en position normale d'utilisation. 8. Soupape selon la revendication 6 ou 7, dans laquelle la fente latérale (29) a une 5 largeur de 3 mm, à 10% près. 9. Soupape selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle le passage se compose d'au moins deux ouvertures distinctes (39, 43, 44), délimitant l'une (39) la section de passage, l'autre (43, 44) le supplément de section de passage. 10 10. Soupape selon la revendication 9, dans laquelle l'une (39) des ouvertures est un orifice d'extrémité prolongeant longitudinalement le canal intérieur (35) du tube plongeur (35). 15 11. Soupape selon la revendication 9 ou 10, dans laquelle l'une (43, 44) des ouvertures est un orifice latéral formé dans la paroi du tube plongeur (35). 12. Soupape selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle la soupape (15) comprend au moins deux tubes plongeurs (25, 27) ayant chacun un canal intérieur destiné à être 20 relié au circuit de ventilation du réservoir à carburant, chacun desdits tubes plongeurs ayant une extrémité libre (25b, 27b) par laquelle le canal intérieur débouche sur un orifice d'extrémité (33). 13. Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans laquelle la 25 soupape (15) est aussi une soupape de type ROV et comprend une chambre (23) destinée à être reliée au circuit de ventilation (11) du réservoir, chambre à laquelle le tube plongeur (25) est relié, et cette chambre (23) contient un moyen d'obturation s'opposant au passage du liquide en cas de retournement ou de trop forte inclinaison de la soupape (15).