L'invention a trait à un embout de raccord rapide, à un raccord rapide comprenant un tel embout et à un système de remplissage d'un réservoir embarqué ou à embarquer sur un véhicule automobile comprenant un tel raccord. De tels embouts sont déjà connus dans l'état de la technique, voir par exemple le document US-A-3 171 448.
Dans le domaine des véhicules automobiles, il est connu d'équiper certains véhicules, notamment à moteur Diesel, d'un réservoir d'additif pour le carburant, cet additif étant prévu pour être mélangé au carburant, ce qui permet d'envisager une post-combustion des résidus de combustion à l'extérieur du moteur. Un tel additif est stocké dans un réservoir à bord du véhicule et est consommé en faible quantité, de sorte qu'un remplissage doit être envisagé lors de la fabrication du véhicule puis après plusieurs dizaines de milliers de kilomètres.
Le remplissage des réservoirs doit être effectué avec le plus grand soin afin d'éviter tout risque de pollution par ruissellement et/ou évaporation et ce, d'autant plus que le réservoir d'additif est susceptible d'être rempli par l'intérieur de l'habitacle du véhicule dans une zone éventuellement accessible aux passagers. Jusqu'à présent, le remplissage initial des réservoirs d'additif est effectué sur un banc dédié à cet effet et pourvu de moyens de ventilation puissants afin d'éviter une pollution de la zone de travail par les vapeurs de l'additif, ce qui peut être envisagé sur une chaîne de fabrication mais ne peut pas être mis en oeuvre dans une concession d'une marque de véhicule automobile. En outre, le mode de remplissage actuel ne permet pas d'éviter l'inclusion de bulles d'air dans le produit déversé dans le réservoir.
C'est à ces contraintes qu'entend répondre l'invention en proposant un embout de raccord rapide permettant d'éviter les fuites de liquides de remplissage lors de la connexion ou de la déconnexion du raccord alors qu'aucune inclusion d'air n'est générée dans le liquide transitant par ce raccord et que les vapeurs de produit éventuellement présents dans le réservoir sont efficacement collectées.
Dans cet esprit, l'invention concerne un embout récepteur de raccord rapide qui comprend, dans un corps embarqué sur le véhicule,
Grâce à l'invention, il est possible de remplir un réservoir embarqué sur un véhicule automobile sans risque d'égouttures ou de propagation de vapeur. Il est en particulier possible de connecter deux canalisations, reliées respectivement en partie basse et en partie haute à un réservoir auxiliaire d'additif pour un carburant de véhicule automobile, à deux canalisations permettant respectivement l'amenée de liquide à ce réservoir et la collecte des évents en provenance de ce réservoir. Les second et troisième logements précités peuvent être distincts ou confondus selon les choix de réalisation. Dans le cas où ils sont distincts, ces logements sont en communication.
Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, cet embout récepteur incorpore une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
L'invention concerne également un second embout de raccord rapide apte à coopérer avec l'embout récepteur tel que précédemment décrit et, plus spécifiquement, un embout d'accouplement comprenant un clapet, mobile à l'intérieur d'un logement formé par un corps de cet embout, entre une première position où il obture et une seconde position où il libère un premier trajet d'écoulement de fluide, de ou vers une première canalisation, ce clapet étant apte à être commandé par un organe d'un embout complémentaire du raccord, alors que le corps de l'embout comprend deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre, un second trajet d'écoulement de fluide de ou vers une seconde canalisation étant au moins partiellement défini entre ces deux parties, l'une de ces parties formant organe d'actionnement d'un clapet de l'embout complémentaire. Cet embout d'accouplement est caractérisé en ce qu'il est intégré dans un outil à main pourvu d'une gâchette de commande de la position relative des deux parties précitées du corps.
L'invention concerne également un raccord rapide de sécurité pour la jonction amovible de deux fois deux canalisations qui comprend au moins un embout tel que précédemment décrit. Un tel raccord est aisé à manipuler et permet une connexion efficace et sans risque de fuite entre deux jeux de deux canalisation.
L'invention concerne enfin un système de remplissage d'un réservoir embarqué ou à embarquer sur un véhicule automobile qui comprend au moins un raccord rapide tel que mentionné ci-dessus. Un tel système permet d'envisager le remplissage d'un réservoir sans danger d'écoulement d'un liquide potentiellement polluant ou de propagation de vapeurs au voisinage d'un opérateur, y compris à l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule ou en partie basse de celui-ci, lors d'opérations de maintenance.
Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, le système incorpore une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un raccord rapide conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
Le raccord rapide représenté sur les figures comprend un embout récepteur mâle A destiné à être monté sur un véhicule automobile en étant relié par deux conduites C1 et C2 à un réservoir R d'additif pour le carburant du véhicule. La conduite ou canalisation C1 est prévue pour permettre l'écoulement de liquide de l'embout récepteur A vers le réservoir R, la conduite ou canalisation C2 étant prévue pour permettre de ramener jusqu'au niveau de l'embout A les évents générés dans le réservoir R.
L'embout mâle A est prévu pour coopérer avec un embout femelle B intégré dans un pistolet P relié par des conduites souples C'1 et C'2 respectivement à un réservoir d'alimentation en additif et à un collecteur d'évents. Le pistolet P peut également être relié à une source d'air sous pression permettant sa manoeuvre.
Les embouts A et B sont destinés à être raccordés par translation selon un axe X-X' formant axe principal commun à ces deux embouts, comme représenté aux figures 7 et 8.
L'embout A comprend un manchon 1 formant un siège 2 contre lequel est plaqué, par un effort E1 généré par un ressort 3, un clapet 4 logé dans le volume intérieur 5 défini par le manchon 1. Le manchon 1 est de forme sensiblement cylindrique et centré sur l'axe X-X'. Le manchon 1 est monté sur une base 6 par tout moyen approprié et, par exemple, par assemblage étanche par coopération de formes grâce à des couronnes 6a et 6b prévues sur la base 6, centrées autour de l'axe X-X' et destinées à coopérer avec des zones de coincement correspondantes 1a et 1b prévues sur le manchon 1. La base 6 est assemblée de façon étanche avec une coiffe 7 par coopération de formes. Les éléments 1, 6 et 7 forment le corps de l'embout A.
La coiffe 7 se prolonge, à l'opposé du manchon 1, par un tube 8 avec lequel elle est monobloc et sur lequel est raccordée la canalisation C1. Entre la base 6 et la coiffe 7 est définie un volume de transition 9 reliant le volume intérieur du tube 8 au volume 5.
La géométrie de la coiffe 7 apparaît plus particulièrement à la figure 2. Elle ne recouvre pas la totalité de la base 6 sur l'arrière de l'embout A. Dans sa partie 6c non recouverte par la coiffe 7, la base 6 se prolonge par un tube 10 relié par la conduite C2 à la partie supérieure du réservoir R. Comme il ressort de la figure 4, le volume intérieur du tube 10 est relié à une chambre annulaire 11 définie entre les couronnes 6a et 6b, centrée sur l'axe X-X' et entourant le manchon 1, c'est-à-dire le volume 5.
Une couronne annulaire 12 s'étend radialement vers l'extérieur à partir du manchon 1 entre les zones 1a et 1b, cette couronne annulaire formant, du côté de la chambre 11 deux sièges 13a et 13b en forme de bourrelets annulaires contre lesquels vient en appui un autre clapet 14 soumis à un effort élastique E2 généré par un ressort de compression 15.
Les clapets 4 et 14 ont leurs faces avant respectives 4a et 14a réalisées en élastomère et légèrement concaves. Ainsi, le clapet 14 permet d'obtenir une étanchéité franche au niveau du siège 13.
La couronne 12 est percée de six lumières 16 en forme d'arc de cercle réparties autour de l'axe X-X' et permettant l'écoulement de fluide, notamment de vapeurs en provenance du tube 10, lorsque le clapet 14 est écarté des sièges 13a et 13b.
Le volume 11 est également en communication, à travers une ouverture 17, avec un ensemble 20 de régulation ou d'équilibrage de pression entre la pression à l'intérieur de la chambre 11 et la pression atmosphérique. La structure et le fonctionnement de l'ensemble 20 apparaissent plus clairement aux figures 5 et 6. L'ensemble 20 comprend un clapet principal 21 globalement cylindrique, à génératrice courbe et centré sur un axe A-A' parallèle à l'axe X-X'. Le clapet 21 est disposé à l'intérieur d'un volume 22 défini entre la base 6 et la coiffe 7. Au niveau du volume 22, la coiffe 7 est percée de quatre orifices 23 répartis autour de l'axe A-A', comme cela apparaît sur la figure 2.
Sur le clapet 21 est monté un clapet auxiliaire 24 susceptible de mouvements de translation, parallèlement à l'axe A-A', par rapport au clapet 21. Le clapet 24, qui est annulaire et monté autour du clapet 21, est prévu pour venir en appui contre un siège 25 formé sur un bord périphérique du clapet principal 21. Un ressort 26 est disposé entre le clapet 24 et la base 6 en exerçant sur ce clapet 24 un effort élastique E3 dirigé vers la coiffe 7. Par ailleurs, un second ressort 27 est disposé entre le clapet 24 et une collerette 28 du clapet 21, opposée au siège 25 de telle sorte qu'il exerce sur le clapet 24 un effort E4 tendant à plaquer le clapet 24 contre le siège 25. L'effort E3 tend, quant à lui, à plaquer l'ensemble formé du clapet 21 et du clapet 24 contre un siège 29 formé par la coiffe 7.
Le fonctionnement est le suivant :
Lorsque la pression dans la chambre 11 est sensiblement égale à la pression atmosphérique, les ressorts 26 et 27 plaquent les deux clapets 21 et 24 respectivement contre les sièges 29 et 25, de sorte qu'ils n'existe pas de communication fluidique entre la chambre 11 et l'atmosphère ambiante.
Lorsque la pression dans la chambre 11 diminue, notamment du fait de la baisse du niveau du liquide dans le réservoir R ou d'une augmentation de la pression barométrique externe et lorsque la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur de l'ensemble 20 dépasse une valeur prédéterminée, l'effort exercé par la pression ambiante sur l'ensemble des clapets 21 et 24 a pour effet de repousser ces clapets à l'encontre de l'effort E3, comme représenté à la figure 5, ce qui permet un écoulement d'air A en direction de la chambre 11 grâce à des cannelures périphériques 24a prévues sur le bord extérieur du clapet 24.
Lorsque la pression dans la chambre 11 est supérieure à la pression atmosphérique, notamment du fait d'un échauffement d'un réservoir R, et lorsque cette différence de pression est supérieure à une valeur prédéterminée, la pression des vapeurs ou évents en provenance du réservoir R s'exerce sur la face 21a du clapet 21 tournée vers l'ouverture 17, ce qui a pour effet de déplacer le clapet 21 à l'encontre de l'effort E4 généré par le ressort 27, comme représenté à la figure 6, en séparant ainsi le siège 25 du clapet 24 qui est en butée contre le siège 29, ce qui permet un écoulement V des vapeurs, de la chambre 11 vers l'ambiante.
L'ensemble 20 est opérationnel en permanence, indépendamment du raccordement de l'embout A avec l'embout B.
Comme il ressort plus particulièrement des figures 1 et 3, le clapet 14 porte trois saillies 34 en forme d'arc de cercle dont la géométrie est telle qu'elles peuvent traverser certaines des lumières 16. Les saillies 34 sont régulièrement réparties autour de l'axe X-X' tout comme les lumières 16, de sorte, que le clapet 34 peut être monté dans différentes positions par rapport à la couronne 12, les trois saillies 34 étant en place dans certaines des six lumières 16.
L'embout femelle B comprend un corps multipartite 101 défini par un premier manchon 102 sur lequel est monté un second manchon 103 alors qu'un manchon intérieur 104 est immobilisé dans le manchon 103 par coopération de formes avec un épaulement interne 103a de celui-ci et avec la partie radiale externe 105a d'un poussoir 105 positionné sur l'axe central X-X' du corps 101. Un clapet 106 est disposé autour du poussoir 105 dans le volume intérieur 107 du manchon 104 en étant chargé élastiquement par un effort E5 généré par un ressort 108 disposé entre le clapet 106 et la partie 105a du poussoir 105. Des joints toriques 109 et 109' permettent d'assurer l'étanchéité respectivement entre le clapet 106 et le poussoir 105 et entre le clapet 106 et le manchon 104.
Le corps 101 formé des manchons 102 à 104 est mobile à l'intérieur d'une base 110, globalement en forme de manchon et cinématiquement liée à la carcasse du pistolet P. Les parties 101 et 110 sont coaxiales et centrées sur l'axe X-X'. Selon une variante non représentée de l'invention, elles pourraient être juxtaposées. Un ressort 112 est prévu pour exercer sur le corps 101 un effort E6 tendant à l'éloigner du débouché 113 du pistolet P.
Une gâchette 115 est prévue sur le pistolet P et comprend une surface 115a inclinée par rapport à l'axe X-X' et susceptible de coopérer avec un coin 116 qu'elle peut déplacer selon une direction Y-Y' globalement perpendiculaire à l'axe X-X'. Le coin 116 empêche d'activer la gâchette 115 lorsque une bague 143 n'est pas en position avancée vers l'about. La présence de cette bague 143 en position arrière fait obstacle à la remontée au coin 116 dans la représentation de la figure 7, et donc à la translation de la gâchette 115.
Lorsque la gâchette 115 est activée, elle agit sur un distributeur d'air 116' qui envoie de l'air dans un secteur de pilotage 144, entre des joints J1 et J2. La différence de section entre ces joints, sur lesquels agit la pression de pilotage, permet de faire avancer le corps 101, et en particulier le poussoir 105 et le clapet 106, en direction du débouché 113 du pistolet P alors que le corps 101 demeure alimenté en additif pour carburant grâce au tuyau 118, qui se déforme entre la position représentée en traits pleins et celle représentée en traits mixtes à la figure 7.
Lorsque le pistolet P est appliqué sur l'embout A, les embouts A et B sont accouplés comme représentés aux figures 7 et 8.
Des pattes élastiques 40 sont prévues au niveau d'une jupe externe 41 de l'embout A et leurs extrémités libres respectives forment chacune un bec 42 apte à être engagé dans une gorge périphérique externe 142 de la base 110. La bague 143 du pistolet P retient les pattes 40 en configuration engagée dans la gorge 142, ce qui assure un verrouillage en position accouplée des embouts A et B, indépendamment de la position des clapets.
Lors de l'accouplement, le poussoir 105 exerce sur la face avant 4a du clapet 4 un effort tendant à le pousser vers l'intérieur du volume 5 à l'encontre de l'effort E1 alors que la face avant 1c du corps 1 repousse le clapet 106 à l'encontre de l'effort E5, ce qui a pour effet de permettre un écoulement E d'additif du tuyau 118 vers le tube 8, c'est-à-dire de permettre le remplissage du réservoir R par les conduites C'1 et C1.
Concomitamment à l'action du poussoir 105 sur le clapet 4, la face avant 103b du manchon 103 exerce sur les saillies 34 un effort E8 qui décolle le clapet 14 des sièges 13a et 13b, ce qui permet un écoulement E' des vapeurs contenues dans la chambre 11 à travers les lumières 16, et tout particulièrement, à travers les trois lumières 16 dans lesquelles ne sont pas engagées les saillies 34. L'écoulement E' en provenance de la chambre 11 se propage dans le pistolet P grâce au volume libre défini entre la base 110 et la surface externe du manchon 1 qui existe du fait de dépressions 1d formées à la périphérie du manchon 1 entre des nervures 1e. Un collecteur 119 des différentes composantes de l'écoulement E' en provenance des dépressions 1d est défini entre le corps 1 et la base 110, ce collecteur étant relié aux dépressions 1d par plusieurs encoches 104a formées au niveau du bord 104b du manchon 104 orienté vers le débouche 113. Le collecteur 119 est également relié par plusieurs cannelures 120, à une zone annulaire 121 connectée par un ou plusieurs orifices radiaux 122 au logement 123 du ressort 112 qui est lui-même relié à la canalisation C' par un orifice 124.
Les embouts A et B permettent donc de créer un raccord rapide autorisant la circulation d'un liquide de la conduite C'1 vers la conduite C1 et la collecte des évents du réservoir R, de la conduite C2 vers la conduite C'2, la mise en communication de ces différentes conduites s'exerçant par un simple effort de poussée du pistolet P vers l'embout A fixé sur le véhicule. La mise en communication des différentes conduites C1 et C'1, C2 et C'2 étant automatiquement réalisée, un opérateur ne risque pas d'oublier de collecter les évents du réservoir lorsqu'il le remplit.
Comme représenté en traits mixtes à la figure 8, une tubulure 150 peut être raccordée à la coiffe 7 par une première extrémité 150a, alors que sa seconde extrémité 150b permet une mise en communication de l'ensemble 20 avec l'atmosphère ambiante au-dessus de la hauteur maximum H de liquide pour laquelle est conçu le véhicule. Il est donc possible de prévoir de monter l'embout A en partie inférieure d'un véhicule automobile, ce qui permet d'envisager un remplissage du réservoir par le dessous du véhicule, sans risque qu'un dépôt, notamment boueux, ne vienne gêner le fonctionnement de l'ensemble 20.
Selon une variante non représentée de l'invention, le clapet 14 peut être divisé en plusieurs clapets individuels ayant, par exemple, des profils de révolution et étant associés à des ressorts individuels qui les chargent vers des sièges correspondants.
L'invention a été représentée avec un clapet 14 muni de saillies 34 permettant sa commande à travers les lumières 16. Cependant, ce clapet pourrait être commandé de toute autre manière sans sortir du cadre de la présente invention.
Selon une autre variante non représentée de l'invention, les clapets 4 et 14 pourraient ne pas être co-axiaux, le clapet d'évacuation des évents pouvant, par exemple, être commandé par un doigt appartenant au pistolet P.
De même, le clapet 14 pourrait fonctionner de façon automatique, c'est-à-dire sous l'effet de la surpression de vapeur générée dans le réservoir lors de son remplissage en liquide, ce clapet remplissant ainsi les fonctions des clapets 14 et 21 décrits ci-dessus, sans être commandé par un élément de l'embout complémentaire, tel que la face avant 103b du manchon 3. Un unique clapet est alors utilisé à la place des clapets 14 et 21, ce clapet étant mobile dans un unique logement correspondant aux logements 11 et 22.
Selon une autre variante, l'ouverture du clapet 14 peut intervenir sous l'effet de la dépression provoquée dans la chambre d'aspiration formée par la conduite C'2, cette dépression étant de l'ordre de 100 mbar.