Brevet FR2412789A1 — publié le 19790720

La présente invention a tour objet un vase d'expansion du type a membrane, destiné a être raccordé à un circuit de liquide fermé, en particulier sur une installation de chauffage central domestique. Il est connu de munir une telle installation du chauffage d'un vase d'expansion formé d'un réservoir métallique dont le volume intérieur est divisé en deux chambres de volume variable à l'aide d'une membrane élastomère déformable. L'une de ces chambres contient un gaz sous pression, par exemple de l'azote, dont l'introduction s'effectue au travers d'une valve de gonflage. L'autre chambre contient le liquide du circuit de chauffage central qu'on se propose de maintenir sous pression. Pour des questions d'encombrement, et notamment pour permettre d'incorporer le vase d'expansion à la chaudière de chauffage, on a été amené à réaliser des vases d'expansion ayant une forme générale très plate,par exemple rectangulaire ou circulaire. La membrane de séparation est alors orientée parallèle- ment au plan qui définit la plus grande surface du vase d'expansion. Le corps du vase d'expansion est constitué par l'assemblage de deux coquilles solidarisées sur leur pourtour de manière étanche selon des procédés traditionnels, en particulier à l'aide d'un profil à froid.Pour permettre au corps du vase d'expansion de résister convenablement aux pressions internes malgré sa surface importante, il est connu de prévoir au moins une dépression emboutie sur chacune des deux moitiés du vase, les deux parties centrales étant serrées l'une contre l'autre, de part et d'autre d'un noeud ainsi défini, de préference au centre de--la membrane. Selon ce principe, on a proposé un certain nombre de réalisations pratiques dont aucune ne donne cependant entière satisfaction. Ainsi, dans le brevet FR 2.114.211, on a proposé un vase d'expansion dans lequel les deux coquilles sont séparées par une entretoise disposée axialement entre les deux zones embouties, cette entretoise ayant une configuration telle qu'elle permet d'assurer l'étanchéité, à la fois entre les deux volumes intérieurs au niveau de la membrane et également au niveau des contacts avec les demi-coquilles. La réalisation proposée ?résen- te l'inconvénient de nécessiter une entretoise dont l'usinage est assez complexe, d'autant plus qu'elle est égalenent munie d'une valve permettant le remplissage en gaz de l'un -des volumes du vase d'expansion.Ce dispositif est donc d'une utilisation onéreuse et nécessite un joint suppl~mentaire. En outre, le pontage des demi-coquilles autour de l'entretoise nécessite au moins deux opErations de serrage. Dans les brevets BE 797.288 et DT-OS 2.246.131, on a réalisé un contact direct par emboutissage profond entre les deux coquilles, ce qui évite l'utilisation de l'entretoise. Ceci a pour conséquence qu'il faut pratiquer un emboutissage profond. Donc, pour que le vase puisse supporter des pressions identiques, il faut partir d'une tôle plus épaisse, de manière à maintenir une épaisseur acceptable dans la zone d'emboutissage. Ce type de vase est donc nettement plus onéreux car il nécessite des tôles plus épaisses. Enfin, on a proposé dans le brevet DT-AS 1.667.018 un vase d'expansion dans lequel les noeuds sont constitués par une entretoise métallique sur laquelle s'emmanche la membrane par l'intermédiaire d'une partie centrale renforcée qui fait joint d'étanchéité par pression sur les deux coquilles. Cette réalisation présente aussi un certain nombre d'inconvénients, en particulier en ce qui concerne la membrane. En effet, un tel dispositif nécessite une membrane dont la partie centrale soit de conception plus résistante par rapport aux autres parties. Or ces membranes en matière élastomère, par exemple du caoutchouc butyle, sont en général obtenues par injection ce qui permet une production de série moins onéreuse.Dans le cas proposé, seule la technique du moulage permet d'obtenir des pièces satisfaisantes en raison des différences de section entre les différentes par ties de la membrane, ce qui augmente en conséquence les coûts de fabrication. Pour toutes ces raisons, la demanderesse a été amenée à rechercher un vase d'expansion comportant un noeud central dans lequel le dispositif faisant entretoise et étanchéité soit à la fois d'un montage aisé et de construction peu onéreuse, tout en assurant un résultat parfait du point de vue étanchéité. Selon l'invention, ce résultat est obtenu en proposant un vase d'expansion du type vase à membrane, constitué de deux coquilles solidarisées sur leur pourtour de maniere étanche, de part et d'autre d'une membrane déformable, les narties centrales des coquilles étant embouties de façon à définir un noeud fixe au centre de la membrane, et comportant un dispositif axial faisant entretoise et assurant l'étanchéité, caractérisé en ce que ce dispositif est constitué par un axe de fixation comportant une partie conique mâle qui vient s'emboiter dans un noyau conique femelle situé au centre de la membrane, l'ensemble s'insérant dans une assise de section complémentaire, l'assise et l'axe de fixation étant montés à demeure chacun sur une des coquilles Ainsi, l'emboStement du oôôe de l'axe de fixation avec l'assise assure l'étanchéité au niveau du diaphragme, et il n'y a, contrairement aux systèmes.de l'art antérieur, qu'un seul point d'étanchéité à assurer et c'est la partie centrale de la membrane qui fait office de joint d'étanchéité. En effet, l'étanchéité avec l'extérieur est assurée par la fixation à demeure de l'assise et de l'axe de fixation sur chacune des deux coquilles. De manière préférentielle, l'assise et l'axe de fixation sont fixés à demeure par soudure ou brasure par induction. On prévoit également, de manière préféren- tielle, de munir l'axe de fixation d'épaulements qui viennent appliquer une rondelle d'appui contre la membrane et la comprimer contre l'extrémité, de préférence annulaire, de l'assise. L'axe de fixation se prolonge, au-delà de la partie conique, par une partie cylindrique, munie à son extremi- té éloignée du cône d'un filetage. Ainsi l'axe de fixation s'emboite dans l'assise sans contact direct avec celle-ci et traverse la coquille opposée. Le filetage permet alors la fixation définitive par un écrou. Le dispositif selon -l'invention présente de nombreux avantages. Ainsi il permet d'utiliser une membrane possédant une structure simple qui autorise sa fabrication par les procédés les plus classiques de l'injection. Il en découle une économie importante au niveau du coût de fabrication. L'axe de fixation avec sa partie conique et l'assise sont également d'un usinage aisé, donc peu onéreux. Le fait que l'assise et l'axe soient soudés a pour conséquence qutil n'y a ici qu'une seule étanchéité à assurer, à savoir l'étanchéité entre les deux chambres. Enfin le dispositif est bloqué par une seule opération de serrage, ce qui est à la fois un gain de temps et une simplification qui permet un montage et un démontage rapides, ne nécessitant pas une main d'oeuvre qualifiée. Les dessins annexés représentent, à titre d'e xemtle non limitatif, un mode de réalisation d'un vase d'expan- sion selon l'invention. Dans ces dessins - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un vase d'expansion selon l'invention - la figure 2 est une vue en plan d'un vase d'expansion selon l'invention. Le vase représenté sur la figure 1 est forme de deux coquilles 1 et 2. Ces coquilles peuvent être par exemple de forme circulaire ou rectangulaire et olates ou bombées. Elles sont bloquées sur tout leur pourtour par un profil à froid 3, selon un procédé connu en soi. Les coquilles enserrent de façon étanche la périphérie d'une membrane élastomère déformable 4. Cette membrane est de même forme générale que les deux coquilles, à savoir circulaire ou rectangulaire. Elle est munie sur son pourtour d'un bourrelet 5 qui vient faire joint d'étanchéité par pression des deux coquilles 1 et 2. La membrane 4 partage l'intérieur du vase d'expansion en deux chambres 6 et 7 de volumes qui peuvent être égaux ou différents. La chambre 6 est reliée par un embout 8 fileté au circuit de liquide, par exemple d'une installation de chauffage central. La chambre 7 est remnlie d'un gaz, par exemple de l'azote, qui y est introduit par une valve 27. La membrane 4 comporte en son centre un noeud drétaisseur plus importante constitué par un bossage 9 qui détermine un alésage conique 28 et une partie plane 32. Sur le dispo- sitif tel que décrit, il n'y a qu'un seul noeud de ce type, mais on peut en concevoir plusieurs pour un vase d'expansion de plus grande taille. La coquille 2 est munie en son centre d'une dépression emboutie 10 dont le fond plat 11 est nerforé. De même, la coquille 2 est munie en son centre d'une dépression emboutie 12 dont le fond plat 13 est également perfore. Chacune des deux coquilles 1 et 2 peut être munie dans le cas de coquilles plates,de nervures 14, 15, 16, 17 qui servent à la renforcer. Entre les deux fonds 11 et 13 se situe le dispo sitif 18 selon l'invention faisant à la fois l'entretoise et assurant 1 'étanchéité. Le dispositif 18 est constitué oar un axe de fixation 19 comportant une partie cylindrique 20 et un cône 21 qui se prolonge par un axe cylindrique 22 fileté à son extrémité éloignée du cône. L'axe de fixation 19 est muni d'un épaulement annulaire 23 qui maintient en position une rondelle d'appui 24. Une conception équivalente consiste à prévoir, au lieu de cet épaulement, un axe de fixation muni d'un cône dont le diamètre de base soit inférieur au diamètre de la partie cylindrique de l'axe de fixation. Le conte de l'axe 19 vient se loger dans une assise 25 évidée dans sa partie centrale et munie d'un épaulement annulaire rayonné 26. Cette conception évite un cisaillement de la membrane au niveau de la jonction. L'assise 25 et l'axe de fixation 19 sont respectivement soudés sur les fonds 11 et 13 en 30 et 31. L'axe 22 est bloqué par un écrou 29. Le noyau central de la membrane 4 est de préfé- rence d'une épaisseur supérieure à celle du reste de la membrane. Pour connaître exactement le serrage optimal à appliquer à l'é- crou 29, il faut savoir que l'on peut comprimer la partie centrale jusqu'au maximum 40 % de son épaisseur normale. Connaissant l'épaisseur en position de repos de cette partie, on peut déduire la course maximum de serrage de l'écrou 29 et on peut, par exemple, prévoir de limiter en conséquence le filetage de l'axe fileté 22 pour éviter un serrage trop fort qui pourrait déformer inutilement le noyau 9 de la membrane. Enfin, le vase d'expansion est fixé dans la chau dière par des pattes de fixation 33, 34. REVENDICATIONS 1. Vase d'expansion à membrane constitué de deux coquilles solidarisées sur leur pourtour de manière étanche, de part et d'autre d'une membrane deformable, les parties centrales des coquilles étant embouties de façon à définir un noeud fixe au centre de la membrane, et comportant un dispositif axial faisant entretoise et assurant Itétanchéité, caractérisé en ce que ce dispositif est constitué par un axe de fixation comportant une partie conique mâle qui vient s'emboiter dans un noyau conique femelle situé au centre de la membrane, l'ensemble s'in sérant dans une assise de section complémentaire, l'assise et l'axe de fixation étant montés à demeure chacun sur une des coquilles. 2. Vase d'expansion selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'assise et l'axe de fixation sont montés à demeure sur les coquilles par soudure ou brasure. 3. Vase d'expansion selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la partie centrale de la membrane faisant joint d'étanchéité est plus épaisse que le reste de la membrane. 4. Vase d'expansion selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'assise est munie d'un épaulement annulaire rayonné. 5. Vase d'expansion selon l'une quelconque des revendications de 1 à 4, caractérisé en ce que l'axe de fixation est constitué par une partie cylindrique se prolongeant par une partie conique, celle-ci se prolongeant-elle-même par un axe cylindrique. 6. Vase d'expansion selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'axe cylindrique est muni à son extrémité éloignée de la partie conique d'un filetage permettant la fixation d'un écrou. 7. Vase d'expansion selon la revendication 6, caractérisé en ce que la course de serrage de ltécrou est limitée à la compression maximale que peut subir sans destruction la partie centrale de la membrane. 8. Vase d'expansion selon l'une quelconque des revendications de 1 à 7, caractérisé en ce que l'axe de fixation comporte un épaulement qui vient appliquer une rondelle d'appui sur la membrane. 9. Vase d'expansion selon l'une quelconque des revendications de 1 à 7, caractéris en ce que l'axe de fixation est muni d'un cône dont le diamètre de base est inférieur au diamètre de la partie cylindrique de l'axe de fixation. 10. Application d'un vase d'expansion selon l'une quelconque des revendications de 1 à 9 aux circuits de liquide des installations de chauffage central domestique.