Brevet FR2448667A1 — publié le 19800905

L'invention concerne un souffiet d'étanchéité ainsi que le prscédé de fabrication d'un tel soufflet. L'invention se rapporte en particulier, bien que non Exclusivement, 3 un soufflet d'étanchéité prevu pour r'stre utilise dans un manipulateur permettant de manipuler à distance dos produits dangereux tels que de produits radioactifs. Les soufflets d'étanchéité connus comprennent une paroi étanche réalisée en un matériau élastomère tel qu'un latex de caoutchouc ou qu'une matière plastique dont les propriétés rependent aux exigences particulié res à ce type d'application. La fonction des soufflets consiste à assurer une étanchéité entre un volume interne et un volume externe tout en per -mettant' 3 deux organes auxquels sont associées les extrémités respectives du soufflet de se déplacer l'un par rapport à l'autre dans toutes les directions sur une amplitude qui peut être relativement importante.En raison de cette fonction, les soufflets d'étanchéité ont toujours une forme particulière qui se caractérise nar le fait que la paroi du soufflet presente en section transversale la forme d'une courbe fermée dont la surface croît et décroît alternativement, pour permettre au souffIet de se plier au niveau des sections de plus petit et de plus grand dianètre de' la- paroi. Les zones de pliage alnsi definies constituent des zones de moindre résistance qui sont soumises à une fatigue intense lorsque les mouvements relatifs des deux organes associés aux extrémités du soufflet sont de grande amplitude, nombreux et variés.Par ailleurs, le vieillissement du metériau constituant la paroi du soufflet conduit à une plus grande fragilité de celle-ci et à une diminution de sa résistance à la fatigue. Au bout d'une certaine durée d'utilisation, des fissures se forment donc dans le soufflet au niveau des zones de moindre résistance définies précédemment. -F raison de la forme particulière du soufflet, les fissures ainsi formées ont tendance à se propager circonférentiellement, ce qui conduit à une cassure complète de celui-ci qui se separe alors en deux parties qui restent associées respectivement à chacun des deux organes. Dans le cas particulier des soufflets utilisés dans les manipulateurs pour produits dangereux, l'une des extrémités du soufflet est associée à la paroi de la cellule dans-laquelle sont disposés ces produits tandis que l'autre extrémité est associée au bras du manipulateur à proxi- mité de la pince de manipulation disposée à l'intérieur de la cellule, de telle sorte que le soufflet entoure la partie du bras du manipulateur disposée à l'intérieur de la cellule.Afin de limiter les conséquences d'une fuite entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule, notamment lorsque les produits manipulés sont des produits radioactif 5a il est d'usage de faire régner à l'intérieur de la cellule un vide suffisant pour créer au niveau de la fuite, lorsque celle-ci est de petite dimension, un courant allant de l'extérieur de la cellule vers l'intérieur, ce courant empêchant la contemination de l'air à l'extérieur de la cellule.Lorsqu'une fissure se produit dans le soufflet d'étanchéite entourant le bras du manipulateur, le vide régnant à l'intérieur de la cellule a pour conséquence d'accélérer la propagation de cette fissure sur la périphérie de le paroi du soufflet et de séparer complètement les deux parties de celuici après rupture. L'intérieur et l'extérieur de la cellule communiquent alors directement et il en résuîte une contamination extremement rapide à l'extérieur de la cellule lorsque les produits manipulés sont des produits radioactifs. L'invention a pour obJet la réalisation d'un soufflet d'étanchéité comprenant une paroi étanche classique et une armature permettant de limiter la propagation d'une fissure sur la paroi et éliminant totalement le risque de séparation du soufflet en deux parties distinctes. En raison des exigen- ces de souplesse et de la forme particulière du soufflet et en raison de la -résistance à la rupture imposée à l'armature, celle-ci doit entre constituée de fils présentant des caractéristiques particulières répondant à ces trois exigences. Plus précisément, l'invention concerne un soufflet d'étanchéité comprenant une paroi étanche présentant en section transversale la forme d'une courbe fermée dont la surface croit et décroSt alternativement, carac- térisé en ce que la surface interne et/ou externe de la paroi étanche est recouverte par une armature de fils résistants, souples et tissus selon une structure élastique épousant la forme de la paroi. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, l'armature est constituée par un tissu de fils à base de résine polyamide. De préférence, la paroi étanche peut oestre réalisée en un matériau élastomère choisi parmi les matériaux suivants : caoutchouc naturel ou synthétique,tpolychloroprèneI nitrile, ou autre), ou en une matière plastique (chlorure de polyvinyle, ou autre). L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel soufflet, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes - mise en place de l'armature sur une forme dont les contours extérieurs suivent les contours intérieurs du soufflet à réaliser, - recouvrement du tissu par une couche de matériau élastomère à l'état fluide constituant la paroi étanche, - solidification du matériau élastomère. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation particulier de l'invention en se référant au dessin annexé dans lequel la figure unique est une vue éclatée représentant un soufflet d'étanchéité réalisé conformément aux enseignements de la présente invention. Le soufflet d'étanchéité représenté en vue éclatée sur la figure unique est illustré à titre d'exemple non limitatif dans son application à un manipulateur. Le manipulateur représenté partiellement en traits mixtes sur la figure comprend un bras articulé 10, une pince 2 et un dispositif de commands (non représenté). Le bras articulé 10-pénètre dans une cellule étanche (non représentée) au travers d'une ouverture S4 formée dans une paroi 16 de la cellule. Comme l'illustre la figure, un soufflet d'étanchéité 18 entoure la partie du bras 10 disposée à l'intérieur de la cellule et assure l'étanchéité entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule par le fait que les extrémités 20 et 22 du soufflet 18 définissent des bourrelets annulaires logés dans des gorges appropriées formées respectivement sur le bras 10 au voisinage de la pince 12 et sur la cloison 16 autour de. l'ouverture 14. .Etant donné que la pince 12 doit permettre de réaliser des manutentions extrêmement variées à l'intérieur de la cellule, elle peut se déplacer dans toutes les directions, de telle sorte que le soufflet d'étant chéité 18 doit pouvoir diminuer de longueur, s'allonger et suivre toutes les inclînaisqns du bras 10 par rapport à la cloison 16. Afin de répondre à ces exigences le soufflet 18 comprend une paroi 24 qui présente en section transversale la forme d'une courbe fermée, par exemple circulaire, dont la surface croit et décriait alternativement de telle sorte que la paroi 24 se présente en coupe longitudinale sous la forme de deux lignes en zig- zag reliant les bourrelets 20 et 22. La section transversale moyenne de la paroi 24 est choisie selon l'utilisation particulière du soufflet. Ainsi, cette section peut être constante ou au contraire variable de façon à définir deux sections transversales extrnes différentes, telles que les sections des bourrelets 20 et 22 dans le mode de réalisation représenté sur la figure. Afin de remplir sa fonction d'étanchéitét la paroi 24 est réalisée en un matériau étanche dont les caractéristiques permettent au bras du manipulateur d'effectuer les différents mouvements -décrits précédemment. De préférence, la cloison 24 est réalisée en un matérieu élastomère tel qu'un caoutchouc naturel ou synthétique (polychioroprène, nitrile, ou autre), en une matière plastique (chlorure de polyvinyle au autre). En raison du vieillissement inévitable du matériau constituant la paroi 24 et du travail plus intense de ce matériau au niveau des sections transversales de plus grand diamètre 26 et de plus petit diamètre 28 de la paroi 24, il risque de se produire des fissures le long de ces sections 26 et 28.Etant donné que les sections de plus grand diamètre 26 et de plus petit diamètre 28 sont constamment soumises à des pliages dans différentes directions lorsque le manipulateur est en fonctionnement, les fissures se propagent circonférentiellement le long des sections transversales 26 ou 28 jusqu'à ce que la paroi 24 soit complètenent coupée le long d'une de ces sections et forme ainsi deux parties distinctes attachées respectivement par les bourrelets 20 et 22 au bras 10 et à la cloison 16.En raison de la dépression existant généralement à l'intérieur de la cellule, notamment lorsque le manipulateur est utilisé pour manipuler des produits radioactifs, la propagation de la fissure le long de la section 26 ou 28 se trouve accélérée et les deux parties du soufflet 18 sont immédiatement espacées l'une de l'autre dès que la rupture se produire. I1 en résulte dans les dispositifs connus un risque de contamination relativement important. Conformément à la présente invention, un tissu 30 de fils résistantes, souples et de structure élastique constitue une armature disposée à l'intérieur de la paroi 24 et épousant la forme de celle-ci. Les caractérisz tiques de résistance de cette armature lui permettent de limiter la propagation d'une fissure pouvant se produire dans la paroi 24, ce qui permet de procéder au remplacement du soufflet dans des conditions particulièrew ment favorables et d'éviter toute contamination puisque les fissures pouvant se produire dans la paroi 24 sont en elles-m8mes insuffisantes pour provoquer une contamination en raison du vide régnant à l'intérieur: de la cellule. En outre, les caractéristiques de souplesse de l'armature 30 lui permettent de suivre les déformations de la paroi 24 sans entraver les possibilit2s de mouvement du bras 110. Enfin, l'élasticité de l'armature permet de réaliser celle-ci à partir d'un tissu de forme tubulaire que l'o-n met en place sur une forme- dont les contours extérieurs définissent les contours intérieurs du soufflet à réaliser, La fabrication du soufflet d'étanchéité peut alors se poursuivre aisément par exemple en recouvrant le tissu 30 par une couche de matériau élastomère tel que du caoutchouc naturel à l'état fluide destiné à constituer la paroi étanche 24, la vulcanisation étant effectuée par la suite. A titre d'exemple, l'armature peut être constituée par un tissu de fils à base de résine polyamide qui présente les caractéristiques précitées. Selon une variante de l'invention non représentée, l'armature 30 peut etre formée à l'extérieur de la paroi étanche 24, la fabrication du soufflet à partir d'une forme étant alors réalisée dans l'ordre inverse de la fabrication décrite à propos du mode de réalisation représenté sur la figure urique. De menue, le soufflet selon l'invention peut également comprendre une paroi étanche munie à la fois dgune armature interne et d'une armature externe toutes deux étant du type de l'armature 30. REVENDICATIONS 1. Soufflet d'étanchéité comprenant une paroi étanche présentant en section transversale la forme d'une courbe fermée dont la surface croît et décroSt alternativement, caractérisé en ce que la surface interne et/ou externe de la paroi étanche est recouverte par une armature de fils résistants, souples et tissés selon une structure élastique épousant la forme de la paroi. 2. Soufflet d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature est constituée par un tissu de fils à base de résine polyamide. 3. Soufflet d'étanchéité selon 1'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la paroi étanche est réalisée en un matériau élastomère choisi parmi les matériaux suivahts | caoutchouc naturel où synthétique tpolychloroprène, nitrile, ou autre) ou en une matière plastique (chlorure de polyvinyle, ou autre). 4. Procédé de fabrication d'un soufflet selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu il comprend les étapes successives suivantes - mise en place de l'armature sur une forme dont les contours extérieurs suivent les contours intérieurs du soufflet à réaliser, - recouvrement du tissu par une couche de matériau élastomère à l'état fluide constituant la paroi étanche, - solidification du matériau élastomère.