Brevet FR2080567A1 — publié le 19711119

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication de réservoirs en matières plastiques renforcées de fibres de verre, en particulier de citernes à mazout, par assemblage par collage de parties dont les bords décalés se recouvrent mutuellement. En outre, l'invention a trait à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé ainsi qu'au réservoir ainsi obtenu. On fabrique de plus en plus des réservoirs de grande taille, tels que des citernes à mazout, à partir de matières plastiques, en particulier de matières plastiques renforcées de fibres de verre, car ce matériau présente des avantages considérables, tels que la résistance à la corrosion, comparativement à l'acier utilisé jusqu'ici comme matériau pour de tels réservoirs. Certains réservoirs sont fabriqués dans leur ensemble par soufflage à partir d'une ébauche, comme cela est décrit, par exemple, dans le modèle d'utilité allemand n 6 804.549. Suivant d'autres procédés, on réalise d'abord par bobinage un corps cylindrique en matière plastique renforcée de fibres de verre, après quoi on colle des couvercles ou fonds appropriés sur les côtés frontaux ouverts de ce corps (voir modèles d'utilité allemands n0 609170789 et 6#954.l33). Pour relier entre elles les différentes parties du réservoir, on décale vers l'intérieur ou vers l'extérieur le bord de différentes parties, de sorte que lors de la réunion et du collage des parties, les bords se recouvrent mutuellement. Notamment dans le cas de citernes à mazout, il est extrêmement important que les joints d'assemblage collés conservent #n permanence leur étanchéité. Si le collage n'est pas effectué avec des soins extrêmes, des joints initialement étanches peuvent commencer à fuir au cours du temps, ce qui a les conséquences désagréables que l'on con watt. Cependant, la réalisation d'un assertla#e solide et étant che de façon permanente exige des travaux considérables qui compromettent fréquemment les avantages que procurent les réservoirs en matières plastiques. Grâce à l'amélioration continue des caractéristiques mécaniques des matières plastiques renforcées de fibres de verre, il est possible de donner aux réservoirs des parois de plus en plus minces Cette diminution de l'épaisseur de paroi des parties de réservoir devant être reliées entre elles se fait évidemment aux dépens de la rigidité, de sorte que ces parties de réservoir se gauchissent facilement0I)ans le cas de citernes de grand volume,par exemple d'un volume de 1.000 litres et davan -tage,formées de plusieurs parties assemblées, il en résulte que les hords des différentes parties, destinés à se recouvrir mutuellement,ne viennent pas se placer étroitement les uns contre les autres et sur les autres,ce qui rend les travaux d'assemblage plus difficiles0I)ans le cas où les bords des différentes parties ne se placent pas uniformément les uns sur les autres ou présentent des ondulations, cela conduit, après le collage, à des réservoirs difformes qui ne peuvent satisfaire aux exigences imposées,ni du point de vue technique,ni du point de vue esthéti que. que. La présente invention vise à remédier aux difficul- tés qui apparaissent lors de l'assemblage par collage de réservoirs et à indiquer une voie permettant l'assemblage simple par collage de parties de réservoir, Le procédé conforme à l'invention est caractérisé par le fait qu'on place une partie à peu près en forme de coquille, ayant un bord décalé et orienté essentiellement vers le haut, dans an moule extérieur s'étendant jusqu'au niveau du bord décalé, qu'on place dans la partie en forme de coquille un moule intérieur dont la surface circonférentielle est variable au moins dans la zone du bord, qu'on engage dans le bord décalé une partie supérieure de réservoir comportant un bord orienté vers le bas , qu'on applique une colle durcissable sur les surfaces de collage des bords se recouvrant mutuellement et qu'on augmente la circon férence du moule intérieur,de sorte que ce dernier s'applique sous pression contre le bord de la partie voisine,positionne ce bord correctement et l'allonge quelque peu,ce qui fait que pendant le durcissement, la colle se trouve sous une légère pression dans la rigole ainsi formée entre les bords après quoi on retire le moule intérieur par une ouverture prévue dans le réservoir. De préférence, le bord orienté vers le haut de la partie en.forme de coquille est décalé vers l'extérieur, et le moule extérieur est appliqué contre le bord décalé ainsi, le joint de collage est accessible depuis l'extérieur. Par la mise en place de la partie inférieure dans le moule extérieurs la zone marginale de cette partie se trouve supportée par le moule extérieur, de sorte que la circonféren ce ~ du bord adopte la forme désirée qu'elle doit présenter ultérieurement sur le réservoir terminé. La partie supérieure assemblée avec la partie inférieure s'appuie par son bord orienté vors le bas sur le bord décalé de la partie inférieure, de sorte que ce bord inférieur adopte également la forme recherchée, tout au moins dans le plan d'assemblage. Suivant un mode de réalisation de l'invention, on applique la colle avant l'assemblage des parties du réservoir sur les surfaces de collage des bords se recouvrant mutuellement. Cela peut se faire, par exemple, par application à la spatule d'une colle à base de polyester. Dans ce mode de réalisation,la largeur du joint ou de la rigole entre les bords se recouvrant mutuellement peut entre maintenue faible. Suivant un autre mode de réalisation, le bord orienté vers le haut de la partie en forme de coquille est décalé si loin qu'il se forme déjà, lors de la mise en place de la partie supérieure du réservoir, une rigole de largeur suffisante qui peut être remplie par coulée d'une colle durcissable, le cas échéant avec addition de fibres de verre. Le décalage approprié du bord de la partie inférieure assure qu'il subsiste, entre les bords se recouvrant mutuellement une fente de largeur suffisante pour l'introduction d'une colle par coulée. En outre, la fente permet une compensation d'éventuelles inégalités des bords.La colle liquide remplit entièrement la fente et, du fait que la colle est mise légèrement sous pression lors du durcissage, il se produit une liaison intime entre la colle et les bords à assembler, par pénétration de la colle dans les pores et autres inégalités, ce qui assure un assemblage collé de bonne qualité. Il est préférable, après la coulée de la colle, de ne comprimer la colle se trouvant dans la fente entre le bord décalé de la partie inférieure et le bord correspondant de la partie supérieure que lorsque la colle commence à se gélifier. Cela évite que la colle ne soit refoulée que sur le côté supérieur de la rigole lors du rétrécissement de cette dernière par suite de l'allongement du bord de la partie appliquée contre le moule intérieur. Notamment lorsqu'on introduit des matières fibreuses conjointement avec la colle dans la fente, la colle n'est refoulée que légèrement de la fente vers le haut, mais épouse par contre les inégalités de la surface des parties à relier. La colle refoulée éventuellement de la fente peut être étalée à l'aide d'une spatule. Les zones marginales des parties à relier entre elles et la colle#sont de préférence chauffées à partir du moule intérieur. Ce chauffage accélère considérablement le durcissement de la colle, de sorte que les parties reliées entre elles peuvent être démoulées déjà après dix minutes ou moins. L'augmentation de la circonférence du moule intérieur peut être obtenue d'une manière simple par le fait qu'on injecte de l'eau sous pression dans des parties au moins se trouvant sur le pourtour extérieur du moule intérieur. L'injection sous pression d'eau chaude permet en mEme temps d'assurer l'apport de chaleur nécessaire pour le durcissement rapide. Suivant le procédé conforme à l'invention, on peut donc assembler par collage d'une manière simple des parties même de grande taille et de faible épaisseur, telles que des demi-coquilles, cela avec une liaison parfaite et étanche en permanence. On peut ainsi en particulier fabriquer un réservoir par assemblage par collage de deux coquilles dont la ligne de liaison se trouve dans le plan de la plus grande section transversale du réservoir. Jusqu'à présent, on cherchait à donner aux différents joints de collage-une longueur aussi faible que possible, afin d'éviter dans la mesure du possible les difficultés résultant du collage de joints de grande longueur.Grâce à l'invention, il est maintenant possible, par exemple, d'assembler par collage une citerne de grand volume, par exemple de 2.000 litres, à partir de deux demi-coquilles dont la ligne de liaison se trouve dans le plan longitudinal vertical de la citerne. Une moitié latérale d'une telle citerne comporte alors un bord décalé et sert, lors du collage, de partie inférieure dans laquelle est mise en place l'autre moitié. Les parties assemblées par collage sont, de préférence, fabriquées par moulage d'une matière plastique renforcée de fibres de verre. Lors de la fabrication d'une citerne à d8me, il est avantageux, suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, que le d8me soit réalisé lors du moulage d'une seule pièce avec les parties du réservoir, contiguës du dôme. Cela représente un avantage considérable, car il est ainsi superflu de rapporter ultérieurement le dôme. Selon que le joint de collage du réservoir passe par le d8me ou non, les sections marginales du dôme, appartenant aux différentes parties du réservoir, sont moulées, ou alors le dôme tout entier est formé conjointement avec la partie comportant le dôme. Dans le cas de réservoirs à parois latérales essentiellement planes, ces parois comportent sur la face intérieure, notamment dans des réservoirs de grandes tailles, des nervures de renforcement formées ou rapportées lors du moulage de ces parois. De telles nervures peuvent, par exemple être des profilés d'acier en T, incorporés au moulage. De préféren- ce, ces nervures sont des nervures creuses en matière plastique, formées vers l'intérieur sur la paroi du réservoir. Dans le cas où des parois latérales planes du réservoir se trouvent en face les unes des autres, des nervures correspondantes formées sur ces parois peuvent entre reliées entre elles par des tirants. Dans le dispositif conforme à l'invention pour la mise en oeuvre du procédé de collage, la surface extérieure du moule intérieur, surface dont la circonférence peut être augmentée, est formée d'un corps creux étanche, flexible, susceptible d' être rempli d'un liquide sous pression, ce corps creux étant essentiellement non dilatable. Le moule intérieur tout entier est démontable et peut, après durcissement du joint d'assemblage, être retiré du réservoir par une ouverture prévue dans ce dernier, le cas échéant après démontage préalable. Dans un mode de réalisation de l'invention, le moule intérieur est ainsi formé par une vessie occupant le volume total du réservoir,cette vessie s'appliquant sous pression contre la face intérieure du réservoir lors de son remplissage à l'aide d'eau ou dtun autre liquide approprié.Pour éviter une surcharge du réservoir, il est avantageux, dans ce mode de réalisation, que le moule extérieur entoure lui aussi essentiellement le réservoir tout entier. Après le durcissement de la colle, on laisse l'eau s'écouler de la vessie, de sorte que cette dernière puisse être retirée également par une ouverture relativement étroite. Suivant un autre mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention, le moule intérieur est formé par un cadre réalisé à la manière d'une jante, présentant essentiellement le profil du réservoir dans le plan d'assemblage et pourvu d'un tuyau de tissu. Lors de son remplissage avec de l'eau, ce tuyau cherche à occuper son volume maximal et s'applique ainsi sous pression contre le joint de liaison à recouvrement des parties à assembler.Dans ce mode de réalisation, il suffit également que le moule ext-érieur du dispositif s'applique dans la zone de recouvrement contre les parties à assembler, de sorte que ce moule peut être ramené à un simple cadre monté sur des supports Dans le cas où l'ouverture par laquelle le moule intérieur peut être retiré après l'achèvement du collage se trouve dans le plan-de liaison, c'est-à-dire dans le cas où le joint de collage des deux parties s'étend jusqu'à cette ouverture, le moule intérieur peut présenter également un évidement au voisinage de l'ouverture, ce qui fait que dans le cas, par exemple, de citernes de grandes dimensions, des personnes peuvent, le cas échéant, pénétrer à l'intérieur de la citerne et démonter le moule intérieur -en cas de besoin. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture du dessin annexé qui représente schématiquement plusieurs modes de réalisation non limitatifs de l'objet de l'invention ; sur ce dessin la figure 1 est une coupe transversale d'une citerne à mazout mise en place dans un dispositif pour l'assemblage de ses demi-coquilles la figure 2 représente, à plus grande échelle, un détail du mode. de réalisation suivant la figure 1 la figure 3 est une coupe suivant III-III de la figure 1 la figure 4 est une coupe transversale d'un autre mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention, en combinaison avec une citerne à mazout assemblée par collage la figure 5 est une coupe d'une citerne à mazout terminée ; ; la figure 6 représente, à plus grande échelle, un détail entouré d'un cercle référencé VI sur la figure 5 la figure 7 est une coupe d'un moule de compression servant à la fabrication d'une moitié de citerne. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 3, on a prévu un moule extérieur 1 formé essentiellement par un cadre 3 en profilés d'acier, reposant sur des supports 2. La face intérieure du cadre 3 s'applique étroitement contre le bord supérieur 4, décalé vers l'extérieur, d'une demi-coquille 5 mise en place dans. le moule extérieur. La demicoquille 5 est fabriquée par moulage-par compression à partir de polyester renforcé de fibres de verre et présente une épais seur de paroi d'environ 4 -à 4 mm. En combinaison avec une seconde demi-coquille 6 placée sur la figure 1 sur la première demi-coquille 5 et engagée dans son bord décalé , la demi-coquille 5 forme une citerne à mazout comportant un dôme 7 et ayant une capacité d'environ 1.500 litres.Dans la citerne terminée, les demi-coquilles 5 et 6 sont deux moitiés latérales assemblées par collage dans le plan de la plus grande section transversale de la citerne. À l'intérieur de la citerne se trouve un moule intérieur 8 constitué par un cadre 9 en forme de jante, pourvu d'un tuyau de tissu 10 qui présente à peu près le diamètre et les propriétés d'une gaine de pompier. Le cadre 9 en forme de jante repose sur des pieds 11 s'appuyant sur une paroi latérale 12 de la citerne qui, sur la figure 1, est le fond de la demicoquille inférieure 5. En vue de l'assemblage par collage des deux demicoquilles 5 et 6, on met d'abord en place la demi-coquille inférieure 5 dans le moule extérieur, de sorte que le bord 4 d'épaisseur relativement faible de la coquille inférieure épouse la forme du cadre 3. Ce positionnement assure en même temps que le bord décalé 4 se trouve exactement dans un plan. On place ensuite le moule intérieur 8 dans la demicoquille inférieure 5, le tuyau 10 étant encore vide, de sorte qu'un jeu suffisant subsiste entre le bord 4 et le moule intérieur. Comme représenté schématiquement sur le dessin, le moule intérieur 8 ainsi que le moule extérieur 1 sont pourvus de pièces de contournement appropriées 13 et 14 au voisinage du dôme 7, de sorte que l'espace intérieur de la citerne est accessible par l'ouverture du dôme, cela également lorsque la citerne se trouve enfermée dans le dispositif. Sur le bord décalé 4 de la demi-coquille inférieure 5, on place maintenant le bord inférieur 15 de la demi-coquille supérieure 6. Il se forme ainsi, entre la partie décalée de la demi-coquille inférieure et la partie inférieure de la demi-coquille supérieure, une fente 15 dont la largeur correspond à peu près à l'épaisseur de paroi des coquilles. Dans la fente 16, on introduit des fibres de verre légèrement défi lées, après quoi on remplit la fente par coulée à l'aide d'une colle durcissable. Ensuite, on remplit d'eau chaude le tuyau 10 dont les extrémités passent vers l'extérieur par l'ouverture du dame, de sorte que ce tuyau s'applique étroitement contre la face intérieure du bord inférieur 15 et dilate quelque peu ce bord.Ainsi, la fente 16 se rétrécit quelque peu et la colle déjà gélifiée pénètre dans les interstices et les inégalités des bords 4 et 15 et durcit dans cet état. Avant la solidification de la colle, on enlève ou en égalise la colle éventuellement en excès, refoulée et débordant par l'ouverture 17 de la fente. Après envi ron 10 minutes, la colle est durcie à coeur, grâce au chauffage par l'eau chaude, de sorte que l'on peut commencer à démouler la citerne. A cet effet, on retire d'abord l'eau du tuyau 10, après quoi une personne peut pénétrer dans l'espace intérieur de la citerne, à travers l'ouverture du dôme 7, démonter le moule intérieur en enlevant les broches d'assemblage 18 dans le cadre 9 en forme de jante et retirer les parties du cadre de l'espace intérieur de la citerne.On enlève ensuite la citerne du moule extérieur 1 et on la pose sur des pieds appropriés. Dans cet état, la citerne est pratiquement prête à être utilisée, Dans le mode de réalisation conforme à l'invention représenté sur la figure 4, la citerne formée de demi-coquilles 19 et 20 est entièrement entourée par un moule extérieur 21 comprenant deux moitiés de moule 22 et 23 correspondant aux demi-coquilles.A l'intérieur de.la citerne sé trouve, en tant que moule intérieur, une vessie 24 en tissu caoutchouté qui, à l'état gonflé, occupe à peu près le volume de la citerne. Un tuyau de remplissage 25 pour la vessie 24 traverse le d8me et le moule extérieur en passant par une ouverture appropriée dans les moitiés de moule 22 et 23. Pour l'assemblage par collagé de la citerne, on place, dans ce mode de réalisation, d'abord la demi-coquille 20 comportant un bord décalé vers l'extérieur, dans la moitié de moule inférieure 23 réalisée de façon correspondante, après quoi on introduit la vessie vide 24 dans cette demi-coquille et on place le tuyau de remplissage à l'endroit prévu. Comme décrit pour le mode de réalisation précédent, on pose ensuite la demi-coquille supérieure 19 sur la demi coquille inférieure, et on introduit la colle et les fibres de verre dans la fente ainsi formée. On ferme le moule extérieur 21 en posant la moitié de moule supérieure 22, et on relie solidement entre elles les deux moitiés de moules.On remplit la vessie 24 d'eau chaude, ou également d'air, de sorte que les demi-coquilles se trouvent positionnées avec précision dans le moule extérieur et que les bords des demi-coquilles se trouvent quelque peu rapprochés, la colle contenue dans la fente étant comprimée. Après durcissement de la colle, on vide la vessie, on démoule la citerne terminée et on retire la vessie. La figure 5 représente une citerne 30 terminée,dont la paroi latérale est essentiellement demi-cylindrique dans le haut et dans le bas et essentiellement plane sur les côtés. La citerne repose sur des pieds 31o Son dôme 32 est fermé à l'aide d'un couvercle de d8me 33 en acier. La citerne est assemblée à partir de deux moitiés de citerne 34 et 35 en forme de coquille, reliées par collage, avec recouvrement mutuel, dans le plan de la plus grande section transversale de la citerne.l'es sections 36 et 37 du dôme 32, faisant partie des moitiés de citerne 34 et 35, sont moulées d'une seule pièce et en une seule opération avec les moitiés de citernes, lors du moulage de ces dernières.Par conséquent, le dôme est formé lors de la jonction et de l'assemblage par collage des moitiés de citerne,de sorte que ce d8me n'a pas à être rapporté par une opération particulière.Cela est représenté n détail sur la figure 7 qui montre un moule de compression inférieur 37 et un moule de compression supérieur 38 à l'aide desquels la moitié de citerne 34 peut être fabriquée, avec la section de dôme 36 correspondante, par moulage par compression en polyester renforcé de fibres de verre. Sur la fige 7 on reconnaît également le bord décalé 39 formant le recouvrement et s'étendant jusqu'au niveau du dôme 32.Sur son côté supérieur, le d8me 32 est aplati, forme un bord renforcé 41 et est pourvu de boulons 42 Et d'un joint d'étanchéité 43 pour la fixation du couvercle de d8me 33, comme représenté en détail sur la fig. 6. Les moitiés de citerne 34 et 35 comportent, sur leurs côtés aplatis, chacune plusieurs nervures creuses verticales 43 tournées vers l'intérieur, ces nervures étant formées sur la paroi de la citerne lors du moulage par compression des moitiés de cette dernière. Les nervures s'étendent sur toute la hauteur de la paroi latérale plane des parties de citerne et se terminent dans le haut et dans le bas à l'arrondi demi-cylindrique de la citerne. Chaque fois deux nervures opposées 43 des moitiés de citerne 34 et 35 sont reliées entre elles à différents niveaux par des tirants 44 qui sont, de préférence, fixés par collage aux nervures. Les nervures 43 et les tirants 44 améliorent la rigidité des parois latérales planes de la citerne et assurent à cette dernière la tenue ou résistance recherchée à la pression. R EV#N DI CATI ON S 1 Procédé de fabrication de réservoirs en matières plastiques renforcées de fibres de verre, en particulier de citernes à mazout, par assemblage par collage de parties dont les bords décalés se recouvrant mutuellement, caractérisé par le fait qu'on place une partie à peu près en forme de coquille, comportant un bord décalé et orienté essentiellement vers le haut, dans un moule extérieur qui s'étend jusqu'au niveau du bord décalé, qu'on place dans la partie en forme de coquille un moule intérieur dont la surface circonférentielle est variable au moins au voisinage du bord, qu'on engage dans le bord décalé une partie supérieure de réservoir pourvue d'un bord dirigé vers le bas, qu'on garnit les surfaces de collage des bords se recouvrant mutuellement d'une colle durcissable et qu'on augmente la circonférence du moule intérieur, de sorte que ce dernier s'applique sous pression contre le bord de la partie voisine, positionne ce bord correctement et l'allonge quelque peu, ce qui fait que pendant son durcissement, la colle se trouve sous une légère pression, après quoi on retire le moule intérieur par une ouverture prévue dans le réservoir 2. Procédé suivant la revendication- 1, caractérisé par le fait qu'on applique la colle durcissable avant la réunion des parties du réservoir sur les surfaces de collage des bords se recouvrant mutuellement. 3 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on décale le bord, orienté vers le haut, de l'une des parties en forme de coquille si loin qu'il se forme, lors de l'introduction de la partie supérieure du réservoir, une rigole entre les surfaces de collage, et qu'on remplit cette rigole par coulée à l'aide d'une colle durcissable, le cas échéant, avec apport de matières fibreuses. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on chauffe à partir du moule intérieur les zones marginales auxquelles les parties du réservoir doivent être reliées -entre- elles, ainsi que la colle 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'on injecte sous pression de 11 eau chaude dans le moule intérieur en vue de l'aux mentation de la circonférence du moule intérieur et en vue du chauffage de la colle 60 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la surface extérieure du moule intérieur, susceptible d'être augmentée en circonférence, est formée par un corps creux étanche9 flexible, pouvant entre rempli d'eau sous pression, ce corps creux étanbessentiellement non dilatable. 70 Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que le moule intérieur est formé par une vessie occupant tout le volume du réservoir, et que le moule extérieur entoure essentiellement le réservoir tout entier. 80 Dispositif suivant la revendication 7, carac térisé par le fait que le moule intérieur est formé par un cadre en forme de jante, ayant essentiellement le profil du réservoir, ce cadre étant pourvu d'un tuyau de tissu susceptible d'être rempli pour s'appliquer contre le bord intérieur du recouvrement 9o Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que le moule intérieur et le moule extérieur présentent un évidement au voisinage d'une ouverture du réservoir. 10 Réservoir, en particulier citerne à mazout, comportant un dôme et formé de parties de réservoir réalisées en matière plastique renforcée de fibres de verre et assemblées par collage avec recouvrement mutuel, caractérisé par le fait que les parties du réservoir sont moulées par compression en matière plastique renforcée de fibres de verre et que le dôme ou la section de d8meappartenant à une partie du réservoir est réalisé d'une seule pièce avec la partie du réservoir lors du moulage par compression. ll Réservoir suivant la revendicatioh#l0, carac térisé par le fait que deux demi-coquilles réalisées en matière plastique renforcée de fibres de verre et moulées par compression, dont l'une présente un bord décalé, sont assemblées par collage essentiellement dans le plan de la plus grande section transversale à l'aide d'une colle durcissable 12. Réservoir suivant la revendication 10 ou 11, caractérisé par le fait qutil présente des parois latérales plates et que des nervures de renforcement sont formées sur les faces intérieures des parois latérales plates 13 Réservoir suivant la revendication 12, caractérisé par le fait que les nervures de renforcement de l'une des faces intérieures sont reliées par des tirants à des nervures de renforcement opposées correspondantes de l'autre face intérieure. 14. Réservoir suivant la revendication 12 ou 13, caractérisé par le fait que les nervures de renfrocement sont des nervures creuses formées lors du moulage par compression des parties du réservoir