FR2629397A1 - Reservoir de carburant equipe d'un dispositif de stabilisation du carburant et son procede de fabrication - Google Patents

Abstract

On réalise d'abord le réservoir 1 par extrusion-soufflage ou par rotomoulage en ménageant au moins une ouverture 12 pour le montage d'un appareil tel qu'une pompe d'aspiration 4. Les blocs de mousse 8, qui constituent le dispositif de stabilisation du carburant, sont introduits par l'ouverture 12, par exemple à l'aide d'air comprimé. Lors de l'introduction de la pompe 4 et de la jauge 5 dans le réservoir 1, on imprime à celles-ci un mouvement d'oscillation afin d'écarter les blocs de mousse 8 et de les répartir dans le réservoir 1. Application aux réservoirs de carburant pour automobiles.

Description

L'invention a pour objet un réservoir de carburant équipé d'un dispositif de stabilisation du carburant destiné notamment aux véhicules automobiles fabriqués en grande série.

Il est souhaitable de stabiliser le carburant. dans les reservoirs des véhicules, essentiellement pour ne pas gêner l'aspiration au niveau de la pompe ou perturber le fonctionnement de la jauge, et aussi, notamment dans le cas des réservoirs de grande capacité, pour éviter que des masses importantes de liquide ne se mettent en mouvement, ce qui pourrait nuire à la stabilité du véhicule,
Il est connu, pour les avions notamment, de réaliser les réservoirs de carburant en utilisant un bloc de mousse de grandes dimensions que l'on entoure d'une toile flexible, par exemple une toile caoutchouté. Celle-ci est ensuite fermée par soudure, constituant ainsi la paroi du reservoir.

Si une telle méthode convient dans un domaine tel que l'aviation où les réservoirs sont réalisés pratiquement à l'unité. elle n'est pas applicable au domaine de l'automobile. Eli effet, les réservoirs de carburant d'automobile ont des formes de plus en plus complexes, surtout dans les véhicules de haut de gamme, car on cherche à avoir le maximum de volume pour le carburant en fonction de l'espace disponible dans la zone du réservoir. Comme, d'autre part, ces réservoirs sont fabriqués en grande série, seules des méthodes rapides et peu coûteuses comme l'extrusion-soufflage et le rotomoulage sont envisageables, mais-il n'est pas possible avec ces méthodes de placer préalablement un bloc de mousse.

C'est pourquoi on s'est tourné vers d'autres méthodes, par exemple en créant une poche de stabilisation au moins au niveau de la pompe d'aspiration ou en déformant la paroi du réservoir afin de créer des protubérances internes formant cloisons. Cependant, ces protubérances internes correspondent à des creux sur la paroi externe du réservoir, ce qui diminue le volume disponible pour le carburant.

L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un réservoir de carburant équipé d'un dispositif de stabilisation du carburant simple et peu coûteux à réaliser, et utilisable dans des réservoirs de forme complexe fabriqués en grande série sans diminuer notablement le volume disponible pour le carburant.

Selon la principale caractéristique du réservoir objet de l'invention, le dispositif de stabilisation comprend un ensemble de blocs de mousse à cellules ouvertes répartis à l'intérieur du réservoir.

Selon une autre caractéristique de ce réservoir, celui-ci ayant dans l'une des ses parois au moins une ouverture pour le montage d'un appareil tel qu'une pompe d'aspiration, les blocs de mousse ont des dimensions suffisamment faibles pour pouvoir être introduits par cette ouverture.

Ainsi, il est possible de réaliser d'abord le réservoir par l'une des méthodes mentionnées ci-dessus en ménageant une ou plusieurs ouvertures et d'introduire ensuite les blocs par une ou plusieurs de ces ouvertures. On évite ainsi de diminuer le volume utile du réservoir par des déformations supplémentaires des parois et, comme l'introduction des blocs peut être effectuée facilement et rapidement, la durée et le coût de fabrication du réservoir n'en sont que très peu affectés.

Selon une autre caractéristique du réservoir objet de l'invention, le matériau constitutif des blocs a une porosité supérieure à 92% et de préférence comprise entre 93 et 98%, cette valeur pouvant être par exemple de 95%.

Les matériaux préférés pour cet usage sont le polyuréthane et le polyéthylène
Ainsi, le matériau utilisé ayant une porosité très élevée, la diminution du volume disponible pour le carburant est très réduite, beaucoup plus faible que dans le cas où l'on déforme les parois du réservoir pour réaliser des cloisons.

L'invention a également pour objet un procédé de réalisation d'un tel réservoir.

Selon la principale caractéristique de ce procédé, celuici comporte les étapes suivantes consistant à:
(a) - réaliser un réservoir ayant, dans l'une de ses
parois, au moins une ouverture, et
(b) - introduire les blocs de mousse dans le réservoir à
travers ladite ouverture.

L'etape (.a) peut être réalisée par l'une des méthodes indiquées ci-dessus (extrusion-soufflage ou rotomoulage) et l'étape (b) de n'importe quelle façon, par exemple par un procédé à air comprimé.

Avec le procédé objet de l'invention, il est inutile de modifier les méthodes habituelles de réalisation des réservoirs et il est inutile de modifier la forme de ceuxci. Quand à l'introduction des blocs, c'est une opération simple et facile qui n'augmente pas considérablement le coût de fabrication du réservoir.

Il se peut que les mouvements imprimés au réservoir lors des manipulations de celui-ci suffisent à répartir les blocs de mousse. Sinon, on peut prévoir une étape supplémentaire (c), effectuée après l'étape (b), consistant à écarter les blocs de mousse afin de les répartir à l'intérieur du réservoir.

De préférence l'étape (c) comprend les étapes suivantes consistant à:
(1) - introduire un appareil tel qu'une pompe d'aspira
tion dans le réservoir par ladite ouverture, et
(2) - imprimer audit appareil un mouvement d'oscillation
pendant son introduction dans le réservoir, provoquant
ainsi l'écartement et la répartition des blocs de
mousse.

Cette façon de faire ne modifie pratiquement pas la durée de réalisation du réservoir puisque c'est au cours d'une étape normale de celle-ci (mise en place de la pompe et/ou de la jauge) qu'a lieu cette répartition, le mouvement d'oscillation imprimé à la pompe ou à la jauge ne présentant pas de difficulté majeure.

L'invention apparaîtra mieux à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- la Figure 1 est une vue schématique en coupe verticale
d'un réservoir de carburant d'un véhicule automobile
conforme à l'invention,
- la Figure 2 est une vue semblable à la Figure 1
montrant comment on introduit les blocs de mousse dans
le réservoir, et
- la Figure 3 est une vue semblable à la Figure 2
montrant comment on écarte les blocs lors de la mise en
place de la pompe et de la jauge.

La Figure 1 montre un réservoir de carburant 1 de véhicule automobile qui a une forme complexe afin que le volume utile soit maximal. Dans le cas particulier décrit ici, on a prévu un passage 2 pour le pot d'échappement, ce qui définit à l'intérieur du réservoir un premier compartiment la situé du côté gauche en regardant la figure et un deuxième compartiment lb situé du côté droit.

La tubulure de remplissage 3 (dont seule une partie est représentée sur la Figure 1) débouche à la partie inférieure du compartiment lb et c'est dans le compartiment lb que se trouvent la pompe d'aspiration 4 et la jauge 5. Ces dernières sont de forme cylindrique, disposées verticalement et fixées dans des ouvertures prévues dans la paroi supérieure du réservoir. La pompe 4 est munie à sa partie supérieure d'un tube d'aspiration 6 et éventuellement d'un tube de retour 7.

Dans le compartiment lb se trouve un dispositif de stabilisation du carburant qui, selon l'invention, est constitué d'un ensemble de blocs de mousse 8 à cellules ouvertes répartis à l'intérieur du réservoir. Ces derniers sont réalisés en un matériau cellulaire chimiquement compatible avec le carburant et avec le matériau constitutif du réservoir, par exemple en polyéthylène ou en polyuréthane. Un matériau préféré est du polyuréthane présentant 95% d'espace libre: ainsi, la diminution du volume utile du réservoir est très faible puisqu'elle ne représente que 5% de l'espace occupé par les blocs.

Ces derniers ont des dimensions suffisamment faibles pour pouvoir être introduits par l'ouverture qui reçoit la pompe ou la jauge car, comme on le verra plus loin, ils sont introduits par là après la réalisation du réservoir (les ouvertures destinées à recevoir la pompe ou la jauge ont des diamètres de l'ordre de 100 mm).

Dans le cas de la Figure 1, les blocs 8 se trouvent uniquement dans le compartiment lb car c'est de ce côté qu'ils sont introduits et leurs dimensions ne leur permettent pas de franchir la partie amincie séparant les deux compartiments. Toutefois, ceci n'est pas gênant car d'une part le volume du compartiment lb est supérieur à celui du compartiment la et, d'autre part, c'est au niveau de la pompe et de la jauge qu'il est nécessaire de stabiliser le carburant. Bien entendu, si le réservoir était de forme plus simple, les blocs de mousse pourraient occuper tout l'espace intérieur de celui-ci.

La présence des blocs 8 dans le compartiment lb présente un autre avantage lorsque la quantité de carburant contenue dans le réservoir s'épuise. En effet, une partie du carburant risque de se trouver confinée dans le fond du compartiment la et ne peut plus être aspirée par la pompe 4. Cependant, les mouvements du véhicule (secousses dûes à l'état de la route, force centrifuge dans les virages, etc...) entraînent une certaine agitation du carburant et une partie de celui-ci peut venir dans le compartiment lb où elle est piégée par les blocs 8. Ce piégeage empêche, ou en tout cas freine considérablement, les mouvements du carburant vers le compartiment la: ainsi, lorsque la quantité de carburant diminue, le carburant va du côté de la pompe et non l'inverse.

Il est encore à noter que la jauge 5 est une jauge tubulaire, c'est-à-dire qu'elle se compose d'un tube ou puits de jauge 9 à l'intérieur duquel un flotteur 10 se déplace le long d'une tige 11. En effet, la présence des blocs 8 interdit l'utilisation d'une jauge à levier, c'està-dire constituée d'un flotteur monté à une extrémité d'un bras mobile en rotation autour d'un axe horizontal. Les mouvements du flotteur risquent d'être gênés ou carrément empêchés par les blocs de mousse et la jauge pourrait indiquer qu'il y a encore du carburant alors qu'en fait il n'y en a plus ou presque plus. Dans le cas d'une jauge tubulaire, les mouvements du flotteur ne sont pas gênés par les blocs de mousse.

On va maintenant décrire la réalisation d'un tel réservoir en référence aux Figures 2 et 3.

Sur la Figure 2, on voit qu'on commence par réaliser le réservoir 1 à la forme voulue par extrusion-soufflage, rotomoulage ou toute autre méthode appropriée à la réalisation en grande série de pièces ayant des formes complexes. Ces méthodes permettent d'obtenir directement un réservoir ayant une ou plusieurs ouvertures pour le montage d'accessoires, par exemple, dans sa paroi supérieure, une ouverture 12 pour la pompe et une ouverture 13 pour la jauge.

C'est par l'ouverture 12 que sont introduits les blocs de mousse destinés à stabiliser le carburant. La Figure 2 illustre une méthode dans laquelle cette introduction est faite à l'aide d'air comprimé. L'appareil utilisé pour cela, portant la référence générale 14, se compose d'une partie supérieure 15 en forme d'entonnoir, d'une partie centrale 16 dans laquelle est placé un moulinet 17 actionné par un moteur (non représenté), et une partie inférieure 18 en forme de tube. La partie 18 a un diamètre extérieur légèrement inférieur à celui de l'ouverture 12 afin que la partie inférieure du tube 18 puisse pénétrer dans le réservoir.

Les blocs de mousse 8 sont introduits dans la partie en forme d'entonnoir 15 et ils sont entraînés par les pales du moulinet 17 au cours du mouvement de celui-ci. Ce mouvement a pour effet de les projeter vers le bas dans le tube 18, d'où ils tombent dans le réservoir.

Afin d'accélérer le processus, on a prévu une canalisation 19 qui permet d'envoyer de l'air comprimé dans l'appareil 14 à partir d'une source d'air comprimé (non représentée).

La canalisation 19 débouche dans la partie 16 de l'appareil 14 à peu près tangentiellement au trajet des blocs 8 et elle est orientée de sorte que le sens du jet d'air comprimé soit pratiquement le même que le sens de déplacement des blocs 8. Comme les pales du moulinet 17 empêchent la plus grande partie de l'air comprimé de remonter dans l'entonnoir 15, il reste dans la partie inférieure de l'appareil 14 et projette les blocs 8 dans le réservoir 1.

L'air comprimé peut ensuite s'échapper du réservoir par les espaces restés disponibles, à savoir essentiellement: l'espace annulaire entre le tube 18 et le bord de l'ouverture 12, l'ouverture 13 et l'amorce de la tubulure de remplissage 3, qui est venue de moulage avec le reste du réservoir.

Les blocs 8 peuvent être fournis directement aux dimensions voulues (dimensions suffisamment faibles pour pouvoir passer à travers le tube 18 et l'ouverture 12) ou être découpés à partir d'un bloc plus gros. Dans ce cas, il est préférable de les découper au tranchet car c'est une méthode qui ne provoque pratiquement pas de déchets ou de poussières. De toute façon, ces dernières sont suffisamment petites et peu nombreuses pour être arrêtées par le filtre à essence sans colmater celui-ci ou nuire au fonctionnement de la pompe.

Une fois le nombre de blocs voulu introduit dans le réservoir, on passe à l'étape suivante qui est la mise en place de la pompe et de la jauge. Une fois terminée l'introduction à l'aide d'air comprimé décrite ci-dessus, les blocs sont répartis plus ou moins régulièrement & BR< l'intérieur du réservoir et certains peuvent même se trouver à l'emplacement prévu pour la pompe ou la jauge.

Il est donc nécessaire de les écarter et de les répartir à l'intérieur du réservoir.

La méthode utilisée pour cela est illustrée à la Figure 3.

Lors de l'introduction de la pompe et de la jauge, ces dernières sont soumises à un mouvement d'oscillation autour d'un axe perpendiculaire à leur propre axe longitudinal, comme cela est symbolisé par les flèches sur la
Figure 3. Ainsi, au fur et à mesure de leur introduction, la pompe et la jauge écartent progressivement les blocs de mousse et font leur place jusqu'à ce qu'on arrive à la situation finale telle qu'elle est illustrée à la Figure 1.

L'invention présente des avantages particulièrement intéressants puisqu'elle permet de réaliser des réservoirs équipés d'un dispositif de stabilisation du carburant sans modifier notablement les méthodes classiques de réalisation des réservoirs de forme complexe fabriqués en grande série (en particulier, il n'est pas nécessaire de prévoir une ouverture spéciale, que l'on referme ensuite, pour l'introduction des blocs). De plus, le dispositif ce stabilisation est fait à partir de blocs de mousse à grande porosité, ce qui ne diminue que très peu le volume disponible pour le carburant et les blocs peuvent être réalisés à partir de matériaux facilement disponibles dans le commerce comme le polyuréthane et le polyéthylène.

Enfin, il est bien entendu que l'invention ne se limite pas au seul mode de réalisation qui vient d'être décrit mais qu'on peut imaginer de nombreuses variantes sans sortir pour autant du cadre de l'invention. C'est ainsi que l'homme du métier pourra faire varier suivant les besoins, notamment suivant la forme et les dimensions du réservoir, le nombre et les dimensions des blocs de mousse, leur matériau constitutif, et la méthode d'introduction. On peut par exemple les introduire par une seule ouverture ou simultanément par plusieurs ouvertures ou utiliser d'autres méthodes que le procédé à air comprimé décrit ci-dessus.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 - Réservoir de carburant, notamment pour véhicule automobile, comportant un dispositif de stabilisation du carburant, caractérisé en ce que le dispositif de stabilisation comprend un ensemble de blocs de mousse (8) à cellules ouvertes répartis à l'intérieur du réservoir (1).

2 - Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que, l'une de ses parois comportant au moins une ouverture (12) pour le montage d'un appareil tel qu'une pompe d'aspiration (4), les blocs de mousse (8) ont des dimensions suffisamment faibles pour pouvoir être introduits par cette ouverture (12).

3 - Réservoir selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le matériau constitutif des blocs de mousse (8) a une porosité supérieure à 92 et de préférence comprise entre 93 et 98%.

4 - Réservoir selon la revendication 3, caractérisé en ce que le matériau constitutif des blocs de mousse (8) a une porosité d'environ 95%.

5 - Réservoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le matériau constitutif des blocs de mousse (8) est choisi parmi le polyuréthane et le polyéthylène.

6 - Procédé de réalisation d'un réservoir selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes consistant à:

(a) - réaliser un réservoir (1) ayant, dans l'une de ses

parois, au moins une ouverture (12), et

(b) - introduire les blocs de mousse (8) dans le

réservoir (1) à travers ladite ouverture (12).

7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étape (a) est réalisée par extrusion-soufflage ou par rotomoulage.

8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'étape (b) est effectuée par un procédé à air comprimé.

9 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte une étape supplémentaire (c), effectuée après l'étape (b), consistant à écarter les blocs de mousse (8) afin de les répartir à l'intérieur du réservoir (1).

10 - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'étape (c) comprend les étapes suivantes consistant à:

(1) - introduire un appareil tel qu'une pompe d'aspira

tion (4) dans le réservoir (1) par ladite. ouverture

(12), et

(2) - imprimer audit appareil (4) un mouvement d'oscilla

tion pendant son introduction dans le réservoir (1),

provoquant ainsi l'écartement et la répartition des

blocs de mousse (8).