Brevet FR2476768A1 — publié le 19810828

La présente invention est relative à un accumulateur oléo-pneumatique constitué d'une enceinte et d'un séparateur gaz-fluide. L'enceinte est en général une enveloppe métallique. Le séparateur peut être réalisé par une membrane souple. I1 s'avère que les accumulateurs, lorsqu'ils travaillent à des pressions élevées et à des cycles de mise en pression et hors pression très fréquemment répétés, se détériorent rapidement par suite de la fatigue du métal. Dans le cas d'enceintes constituées de deux parties vissées l'une dans l'autre, c'est au fond des filets que naît la fatigue. Elle se caractérise par une crique provoquant la rupture de l'enceinte. La présente invention a pour objet de transformer les principales sollicitations dynamiques de l'enceinte : fatigue do métal, en sollicitation statique : suppression de la fatigue. Dans le cas d'un accumulateur dont l'enceinte est constituée de deux pièces, le procédé de fabrication selon la présente invention consiste à soumettre la liaison des deux pièces à une précontrainte qui est supérieure à l'effort maximum que doit subir ladite liaison lorsque ledit accumulateur est soumis à sa pression maximale d'essai. Selon un premier mode de mise en oeuvre de ce procédé, les deux pièces sont assemblées l'une à l'autre par une ceinture extérieure mise préalablement en tension. Selon un deuxième mode de mise en oeuvre de ce procédé, les deux pièces sont munies chacune d'une jupe, ces deux jupes servant à leur assemblage s'emboîtant l'une dans l'autre, l'une des deux jupes étant mise en tension préalablement à leur assemblage. A titre d'exemple non limitatif et afin de faciliter la compréhension de l'invention, on a représenté aux dessins annexés Figure 1, une vue schématique en coupe illustrant un premier mode de mise en oeuvre du procédé. Figure 2, une vue schématique en coupe, illustrant une variante de la figure 1. Figure 3, une vue schématique en coupe illustrant un deuxième mode de mise en oeuvre du procédé. En se reportant à la figure 1, on voit que l'accumu lateur est constitué, comme cela est connu, par deux coquilles 1 et 2 qui, lorsqu'elles sont assemblées l'une à l'autre, définissent un volume intérieur qui est divisé en deux compartiments 3 et 4, séparés par une membrane souple 5. La coquille 1 est fermée par un bouchon 6 et la coquille 2 est reliée à une canalisation hydraulique 7. Par l'intermédiaire du bouchon 6, le volume 3 est rempli d'un gaz sous pression; le volume 4 reçoit le liquide hydraulique provenant de la canalisation 7. La membrane souple 5 est munie à son rebord d'un talon Sa qui en assure la fixation par pinçage entre les deux coquilles 1 et 2. Dans les dispositifs connus, les deux coquilles i et 2 sont vissées l'une sur l'autre. Cependant, il s'avère que lorsque de tels accumulateurs sont soumis à des pressions élevées et fortement alternées, il apparaît assez rapidement des criques dans le métal au niveau des fonds de filet des filetages, ce qui peut entraîner des ruptures de la liaison entre les deux coquilles. Lorsque l'on passe de tels accumulateurs sur des bancs d'essais de fatigue où ils sont soumis à des pressions alternées entre la pression atmosphérique et leur pression maximale de service, on voit apparaître, et pour un cyclage court, de l'ordre de quelques centaines de milliers de cycles, des criques qui conduisent très rapidement à la rupture de l'accumulateur. Afin d'éviter l'apparition de ces criques, les deux coquilles 1 et 2 sont, selon le procédé objet de la présente invention, assemblées avec une précontrainte. Dans l'exemple représenté à la figure 1, les deux coquilles 1 et 2 ne sont pas assemblées par vissage direct de l'une sur l'autre, mais par l'intermédiaire d'une ceinture 8, qui est soumise, avant l'assemblage, à une tension d'élongation d'une force supérieure à la force engendrée par la mise en pression de l'accumulateur supérieure à celle de sa pression maxima d'utilisation. La ceinture 8 comporte un filetage 8a, destiné à recevoir le filetage la de la coquille 1 et un filetage 8b, destiné à recevoir le filetage 2a de la coquille 2. La ceinture 8 comporte, en outre, un épaulement extérieur 9 et une gorge 10, dans laquelle est engagée une bague 11. Entre les deux butées constituées par l'épaulement 9 et la bague 11 sont disposés les deux éléments d'un vérin hydraulique constitués par le corps du vérin proprement dit 12, qui prend appui contre la bague 11 et un piston annulaire 13, qui prend appui contre l'épaulement 9, les pièces 12 et 13 étant concentriques à la ceinture 8. Pour monter l'accumulateur, on met d'abord en place le piston annulaire 13 autour de la ceinture 8, puis le corps de vérin 12 et ensuite la bague 11. Du liquide hydraulique sous pression est ensuite introduit entre le corps de vérin 12 et le piston 13, par l'orifice 14, de sorte que la ceinture est soumise à un effort tendant à l'allonger longitudinalement dans les directions opposées F1 et F2. La coquille inférieure 2 est alors mise en~place par vissage de son filetage 2a sur le filetage interne 8b de la ceinture 8; la membrane 5 est mise en place; et la coquille 1 est vissée par son filetage la sur l'autre filetage interne 8o de la ceinture 8, jusqu'à ce que les deux coquilles 1 et 2 viennent en contact serré l'une contre l'autre. La pression hydraulique alimentée en 14 est alors annulée, la bague 11 est retirée, puis le corps du vérin 12 et le piston 13. Par son élasticité propre, la ceinture 8 presse l'une contre l'autre-les deux coquilles 1 et 2, la ceinture 8 constituant une fixation avec précontrainte. Dans la variante représentée à la figure 2 (seule la moitié de l'accumulateur étant figurée) les positions respectives de l'épaulement 9 et de la gorge 10, destinée à recevoir la bague 11, ont été inversées, mais leur r81e est identique. Seule la coquille 2 est vissée sur la ceinture 8, la coquille 1 étant simplement maintenue par un épaulement 15 venant en butée contre un épaulement correspondant 16, ménagé à l'intérieur de la ceinture 8, à la place du filetage la. Dans ce cas, la ceinture 8 est mise préalablement en tension, au moyen du meme vérin 12-13 (non représenté) que celui utilisé pour le dispositif de la figure 1; puis la coquille 1 est introduite par le bas dans la ceinture 8, jusqu'à ce que les épaulements 15 et 16 soient en contact; la membrane 5 est mise en place; puis la coquille 2 est vissée par son filetage 2a sur le filetage 8b de la ceinture jusqu'à serrage de la coquille 2 contre la coquille 1; la pression est alors relachée dans le vérin 12-13 et celui-ci est démonté comme précédemment. Dans les deux cas, les deux coquilles 1 et 2 sont maintenues fortement pressées l'une contre l'autre, par la précontrainte créée dans la ceinture 8. De préférence, la force d'extension préalable à laquelle est soumise la ceinture 8 est déterminée de façon à être supérieure à la force d'extension à laquelle elle sera soumise lorsque l'accumulateur sera soumis à la pression maxima d'essai au banc, pression qui est elle-même supérieure à la pression maxima d'utilisation de l'accumulateur. Dans l'exemple représenté à la figure 3, la ceinture 8 fait partie intégrante d'une des coquilles, de la coquille 1 dans le cas représenté. Dans cet exemple, la coquille 1 est munie à sa base d'une jupe 17, qui a une longueur sensiblement égale à celle de la ceinture 8 des figures 1 et 2. Cette jupe 17 est munie à sa base d'un filetage interne 17a. A son extrémité supérieure, la jupe 17 comporte un épaulement interne 19, muni d'une gorge destinée à recevoir le talon Sa de la membrane 5. De façon analogue, la coquille 2 est munie d'une jupe 18 ayant pratiquement la même longueur que la jupe 17, mais étant d'un diamètre inférieur, de façon à venir s'emboîter à l'intérieur de ladite jupe 17. A sa partie inférieure, la jupe 18 comporte un filetage 18a, destiné à venir se visser sur le filetage 17a et à sa partie supérieure un méplat 20, destiné à venir buter contre l'épaulement 19 et comportant également une gorge pour recevoir le talon 5a de la membrane 5. La jupe 17 est munie, comme la ceinture 8, d'un épaulement 9 et d'une gorge 10, destinée à recevoir la bague 11, de sorte que le vérin 12-13 (non représenté) puisse être mis en place autour de la jupe 17, comme il est mis en place autour de la ceinture 8. La jupe 17 est mise préalablement en tension par le vérin 12-13, de façon analogue à ce qui a été décrit précédem ment pour les figures I et 2, puis la coquille 2 est vissée sur la coquille 1 (avec interposition de la membrane 5) jusqu'à serrage dur de l'une sur l'autre; puis la pression dans le vérin 12-13 est relachée et celui-ci est démonté. Les deux coquilles sont alors maintenues fortement pressées l'une contre l'autre, par la précontrainte créée dans la jupe 17. Par ce procédé, un accumulateur ayant même capacité qu'un accumulateur usuel et soumis à la même pression d'épreuve a subi, sans apparition de criques, 5 millions de cycles à la pression d'épreuve, alors que l'accumulateur usuel comportait des criques après seulement 150 000 cycles. Il est bien évident que la longueur de l'élément mis en tension préalablement à l'assemblage (que ce soit la ceinture 8 ou la jupe 17) ainsi que son épaisseur sont déterminées en fonction de l'intensité de l'effort de précontrainte que l'on veut obtenir. Il est également évident que l'invention n'est pas limitée au mode particulier de réalisation du vérin 12-13 assurant la mise en tension préalable de la ceinture 8 ou de la jupe 17. L'invention vise également, à titre de produits nouveaux, les accumulateurs ainsi assemblés avec précontrainte. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'accumulateur hydraulique, constitué par deux coquilles (1 et 2) assemblées l'une à l'autre avec interposition d'une membrane souple (5), caractérisé par le fait que l'élément mécanique (8, 17) assurant la liaison des deux coquilles, est soumis, avant assemblage desdites coquilles, à une précontrainte préalable engendrant un effort de rapprochement des deux coquilles l'une contre l'autre, qui est supérieur à l'effort maximum de séparation des deux coquilles auquel est soumis l'accumulateur lorsqu'il est soumis à la pression d'épreuve. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux coquilles (1 et 2) sont assemblées l'une à l'autre par vissage à l'intérieur d'une ceinture (8) mise préalablement sous tension longitudinale. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux coquilles (1 et 2) sont chacune munies d'une jupe (17, 18), ces deux jupes servant à leur assemblage s'emboitant l'une dans l'autre et étant vissées l'une sur l'autre, l'une des deux jupes (17) étant mise en tension préalablement à leur assemblage. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la mise en tension préalable se fait par l'intermédiaire d'un vérin hydraulique (12-13) disposé coaxialement autour de la pièce devant être mise en tension. 5. Accumulateur hydraulique réalisé selon le procédé des revendications 1 à 4.