Brevet FR2494351A1 — publié le 19820521

La présente invention se rapporte à un dispositif ré- servoir de pression tel qu'un accumulateur hydraulique, de construction économique et concerne également un procédé de fabrication d'un tel dispositif. L'utilisation des dispositifs accumulateurs dans diver- ses applications hydrauliques est de plus en plus répandue. Mais la nature relativement coûteuse des accumulateurs fait parfois renoncer à leur utilisation dans certains environne- ments et applications o le coût est un facteur déterminant. En général, un accumulateur comporte un corps ou réser- voir composé de deux parties: une partie inférieure ci-après dénommée coquille et une partie supérieure ci-après dénommée couvercle, le dit corps ou réservoir étant divisé en deux cham- bres par une vessie élastique, une de ces chambres étant reliée à un orifice de charge de gaz ayant une valve, tandis que 1' autre chambre est reliée à un orifice de liquide, par exemple de l'huile, qui, à son tour, est adapté à être relié à une ligne hydraulique. Le montage de la vessie dans le réservoir est générale- ment réalisé au moyen d'un anneau de retenue ou analogue, auquel la bouche ouverte de la vessie est liée soit par collage, soit par moulage. L'anneau de retenue est ensuite fixé en position voulue dans la coquille, par exemple par soudure. Puis un couvercle est fixé à la bouche ouverte du dis- positif. L'opération qui consiste à réaliser séparément, d'une part, la formation de l'ensemble vessie et anneau de retenue et, d'autre part, la fixation de cet anneau en position, augmente matériellement le coût de fabrication. Ceci est vrai en parti- culier lorsque l'anneau est lié par soudure au réservoir de pression, car de grands soins doivent être apportés à la forma- tion de cette soudure pour éviter qu'une chaleur excessive ne soit transmise à la vessie. La présente invention a pour objet un réservoir de pres- sion tel qu'accumulateur qui est économique et un procédé pour fabriquer ce réservoir, la dite coquille du réservoir de pres- sion étant utilisée comme un élément de moule femelle pour la formation de la vessie, la vessie étant moulée in situ dans la coquille, tandis que l'opération de fixation de la bouche de la vessie à la coquille, est effectuée au cours d'une phase qui fait partie intégrante du processus de fabrication de la vessie. La présente invention a également pour objet l'intégra- tion d'une valve bouton dans la matière de la vessie, pendant la formation de cette vessie. Suivant l'invention, un procédé pour fabriquer un réser- voir de pression tel qu'un dispositif accumulateur hydraulique, réservoir de pression ayant un orifice de liquide à une extré- mité,un orifice de charge de gaz à l'autre extrémité et une vessie élastique en élastomère disposée dans le réservoir et le divisant en deux chambres en communication respectivement avec le dit orifice de liquide et le dit orifice de gaz, est caractérisé en ce que - on réalise une coquille ayant une bouche ouverte à une extrémité, un orifice de liquide à l'autre extrémité et une gorge interne annulaire de retenue adjacente à la dite bouche ouverte; - on réalise une valve bouton dimensionnée pour fermer l'orifice de liquide; - on applique cette valve bouton en position fermée sur l'orifice de liquide; - on applique un agent de liaison sur les parois qui définissent ladite gorge et sur les surfaces de la valve bou- ton; - puis on introduit à l'intérieur du réservoir une charge contrôlée volumétriquement d'un prépolymère élastomère non cuit, - puis on introduit concentriquement dans la coquille un moule male dimensionné pour définir avec l'intérieur de la coquille et de la valve bouton un intervalle libre prédéterminé ayant un volume qui correspond sensiblement au volume de la dite charge, de façon à distribuer cette charge de prépDlymère dans ledit intervalle; - puis on soumet cette charge à la chaleur et à la pres- sion pour faire cuire cette charge sous la forme d'une vessie qui tapisse la dite coquille et pour lier la dite vessie à la dite valve bouton et à la dite gorge annulaire tandis que l'on ébarbe les bavures de la vessie qui sont libres de liaison avec la coquille, puis on fixe un couvercle ayant un orifice de char- ge de gaz à la dite bouche de la dite coquille. Suivant l'invention, un réservoir de pression tel que dispositif accumulateur hydraulique, est caractérisé en ce qu' il comporte une coquille présentant une bouche, un orifice de liquide ménagé dans ladite partie terminale, une gorge de re- tenue formée dans la partie de la paroi interne de la dite coquille qui est adjacente à ladite bouche, une valve bouton adaptée à fermer l'orifice de liquide, un couvercle comportant un ensemble valve de charge de gaz monté en position de ferme- ture par rapport à la bouche de la coquille, et un ensemble vessie en matière élastomère moulé in situ dans ladite 'coquille, cet ensemble vessie comportant une extrémité fermée et une ex- trémité ouverte, une partie annulaire plus large de liaison adjacente à l'extrémité ouverte et disposée à l'intérieur et liée d'une manière adhésive aux parois qui définissent la dite gorge, l'extrémité fermée de l'ensemble vessie étant moulée sur la valve bouton et liée d'une manière adhésive à cette valve bouton, la vessie, dans sa condition détendue, tapissant l'intérieur de la coquille dudit réservoir. On appréciera que le réservoir de pression tel qu'un dispositif accumulateur suivant l'invention est économique. On appréciera également que dans le procédé de fabrica- tion d'un réservoir de pression tel qu'un accumulateur écono- mique suivant l'invention, la vessie est moulée in situ grâce à l'utilisation du réservoir de pression lui-même comme élément définissant le moule. On notera, en outre, que dans le procédé et l'appareil du type décrit, suivant l'invention, la vessie est attachée et positionnée en permanence dans le réservoir de pression et également attachée à une valve bouton rigide pendant une même opération au cours de laquelle la vessie est moulée, cette valve bouton formant un composant du moule. Une forme d'exécution de l'invention est ci-après dé- crite, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe verticale d'un appareil de moulage pour former un réservoir de pression suivant l'in- vention, les parties étant représentées dans une position par- 249435-1 tiellement fermée du moule; la figure 2 est une vue en coupe analogue à la figure 1 et montre la position des parties dans la position fermée du moule; la figure 3 est une vue en élévation latérale de l'accu- mulateur terminé suivant l'invention; la figure 4 est une vue en coupe verticale, à plus grande échelle, suivant la ligne 4-4 de la figure 3. Dans le mode de réalisation représenté, on voit aux fi- gures 3 et 4 un dispositif accumulateur 5 comprenant une co- quille généralement cylindrique 10 ayant une partie inférieure 11 généralement hémisphérique, dans laquelle est ménagé un ori- fice 12 de liquide, par exemple de l'huile. Un raccord 13 est relié, par exemple par soudure 14, à l'extrémité inférieure de l'accumulateur, ce racoord comportant un passage interne 15 formant une continuation de l'orifice de liquide 12. Le raccord 13 peut être fileté intérieurement, par exemple en 16, pour la fixation à un conduit d'une installation hydraulique. L'accumulateur conporte un couvercle 17 dans lequel est ménagé un orifice 18 de charge de gaz, un ensemble valve de charge de gaz 19 étant monté, par exemple par une soudure annu- laire 20, dans l'orifice 18. Le couvercle 17 est fixé à l'extrémité supérieure ou bouche 21 de la coquille 10 par exemple par une soudure annu- laire 22. Pour faciliter la formation de cette soudure, le cou- vercle peut comporter un chanfrein 23 tandis qu'une partie jux- taposée de la coquille peut comporter un autre chanfrein 24 de façon à former un espace destiné à recevoir la matière de sou- dure. La coquille 10 comporte une gorge annulaire 25 formant un point d'ancrage pour une vessie 26. Ainsi qu'il est représenté, cette vessie comporte une bouche épaisse ou bourrelet 27. La surface de cette bouche qui est disposée radialement le plus à l'extérieur est liée à la partie de coquille qui définit la gorge annulaire 25, de la façon qui est ci-après décrite. Une valve bouton 28 est fixée dans un creux 29 formé à l'extrémité inférieure 30 de la vessie 26. La valve bouton 28 peut comporter une partie cylindrique inférieure 31 qui est appliquée, avec un jeu minimum, dans l'orifice de liquide 12. La valve bouton 28 comporte, en outre, une surface an- nulaire périphérique 32 qui s'engage étroitement avec les pa- rois de la coquille entourant l'orifice de liquide 12. La valve bouton est liée à la matière de la vessie, de la manière qui est décrite ci-après. On se référera maintenant aux figures 1 et 2 qui illus- trent un mode de formation de l'accumulateur. Il est prévu une pièce principale femelle de moule 33 qui comporte un creux in- térieur 34 conformé précisément pour recevoir la paroi exté- rieure de la coquille 10. La pièce principale de moule 33 com- porte des parois qui définissent un espace cylindrique infé- rieur 35 destiné à recevoir le raccord 13 qui a d'abord été soudé à la coquille, ainsi qu'il est décrit. La coquille 10 est introduite dans la pièce principale de moule 30 comme représenté et est préchauffée de façon à élever la température de la coquille jusqu'à un degré qui con- vient au moulage d'une matière prépolymère élastomère. Diverses compositions prépolymères appropriées pour la formation de com- positions élastomères sont en soi connues. La valve bouton 28 est positionnée dans l'orifice de li- quide 12 de manière à fermer cet orifice de liquide. L'appareil de fabrication comporte un organe de moulage màle 36 comportant un corps cylindrique 37, un bord de ferme- ture 38 et un épaulement d'arrêt 39 orienté vers le bas et af- fronté à un épaulement 40, orienté vers le haut, formé sur la pièc4naîtresse de moule 33. L'extrémité inférieure 41 de l'or- gane de moulage mâle 36 comporte un creux 42 dans un but qui apparaîtra ultérieurement. La vessie 26 est moulée in situ dans l'appareil décrit, de la manière suivante. La coquille 10 est d'abord introduite dans la pièce principale de moulage 33, le raccord 13 étant engagé dans l'es- pace cylindrique 35. La valve bouton 28 est placée en relation de fermeture sur l'orifice de liquide 12, les surfaces exposées, supérieure et latérale, de la valve bouton 28 étant recouvertes au préalable par une couche 43 d'un agent de liaison liquide, choisi pour être compatible à la fois avec la matière de la valve bouton 28 qui est normalement en métal et avec la compo- sition élastomère utilisée. De manière analogue, une couche 44 d'un agent de liaison est distribuée dans la gorge 25. Puis une masse M de prépolymère élastomère est déposée à l'intérieur de la coquille. La coquille est de préférence préchauffée grâce à son contact avec la pièce principale de moulage 33. Puis, l'organe de moule mâle 36 est abaissé sous pression concentriquement à l'intérieur de la coquille 10 et il en résulte que la masse M de prépolymère élastomère est dis- tribuée vers le haut dans les intervalles qui sont définis entre la coquille et l'organe mâle de moule 36. Comme on le sait, la quantité de matière formant la masse prépolymère M peut être prévue légèrement en excès par rapport au volume de l'intervalle défini entre le moule male 36 et la coquille 10, de façon à ce que de petitesquantités de prépolymère soient extrudées vers le haut en dehors du moule et forment une bavure qui est ébarbée après cuisson. Après fermeture du moule, les diverses pièces viennent dans la position représentée à la figure 2. Comme on le voit sur cette figures, le prépolymère a été moulé et définit la vessie 26. Les parties 43, 44 du prépolymère qui sont juxta- posées à une couche d'adhésif ou de liaison sont soumises à une cuisson et liées aux substances adhésives choisies. Le moule est maintenu dans la position fermée, pendant un temps, sous une pression, et dans un cycle de chauffage, suffisants pour polymériser l'élastomère. Le degré de pénétra- tion, ou mouvement descendant, de la partie male 36 dans le moule 33, est contrôlé par la venue en butée des épaulements 39 et 40. Après moulage, la valve bouton 28 est liée à la vessie et le bourrelet 27 adjacent à la bouche de la vessie est lié à la gorge 25 de la coquille. On notera que la valve bouton 28, pendant le processus de moulage, agit comme un élément d'arrêt ou d'étanchéité pour empêcher ou limiter l'extrusion du prépolymère vers l'extérieur dans l'orifice de liquide et l'on comprendra que si une bavure apparaît dans la région qui entoure la valve bouton, cette ba- vure peut simplement être ébarbée après cuisson. La coquille et la vessie qui est attachée à celle-ci sont alors enlevées du moule après ouverture, et le couvercle 17 est soudé à la coquille, ainsi qu'il a été décrit. On notera que dans la condition détendue de la vessie, celle-ci tapisse l'intérieur de la coquille et ceci à l'inverse des constructions usuelles o le volume de l'intérieur de la vessie est plus petit que celui de la coquille et o la vessie doit, par suite, être dilatée pour épouser la paroi de la co- quille. On observera donc que, suivant l'invention, la vessie, même après avoir été chargée par du gaz, reste dans une condi- tion essentiellement détendue. Comme on le comprend, de nombreuses variantes et modifi- cationspeuvent être apportées au procédé et à l'appareil dé- crits. Par exemple, la gorge qui supporte la bouche de la vessie peut avoir toute configuration appropriée à angle ren- trant ou non, pour augmenter ou définir la liaison d'étanchéité entre la vessie et la coquille. De manière analogue, les sur- faces de la valv*e bouton 28 qui reçoivent la vessie peuvent être formées avec une ou plusieurs gorges qui, de la même façon, peuvent également être à angle rentrant ou non. La matière polymère dont la vessie est faite peut être choisie en fonction de l'utilisation prévue pour l'accumulateur et, en particulier, en plus des qualités normales désirables d'élasticité, la matière de la vessie peut être choisie de façon à résister aux agents liquides avec laquelle elle sera en contact. On appréciera que d'autres variantes de l'invention peu- vent encore être envisagées dans le cadre des revendications. REVENDICATIONS 1) Procédé pour fabriquer un réservoir de pression tel qu'un dispositif accumulateur hydraulique, réservoir de pression ayant un orifice de liquide à une extrémité, un orifice de charge de gaz à l'autre extrémité, et une vessie élastique en élastomère disposée dans le réservoir et le divisant en deux chambres en communication respectivement avec ledit orifice de liquide et ledit orifice de gaz, procédé caractérisé en ce que: - on réalise une coquille ayant une bouche ouverte à une extrémité, un orifice de liquide à l'autre extrémité et une gorge interne annulaire de retenue adjacente à la dite bouche ouverte; - on réalise une valve bouton dimensionnée pour fermer l'orifice de liquide; - on applique cette valve bouton en position fermée sur l'orifice de liquide; - on applique un agent de liaison sur les parois qui dé- finissent ladite gorge et sur les surfaces de la valve bouton; - puis on introduit à l'intérieur de la coquille une charge contrôlée volumétriquement d'un prépolymère élastomère non cuit; - puis on introduit concentriquement dans la coquille de pression un moule mâle dimensionné pour définir avec l'in- térieur de la coquille et de la valve bouton un intervalle libre prédéterminé ayant un volume qui correspond sensible- ment au volume de ladite charge, de façon à distribuer cette charge de prépolymère dans ledit intervalle; - puis on soumet cette charge à la chaleur et à la pres- sion pour faire cuire cette charge sous la forme d'une vessie qui tapisse la dite coquille et pour lier ladite vessie à la dite valve bouton et à ladite gorge annulaire tandis que l'on ébarbe les bavures de la vessie qui sont libres de liaison avec le réservoir, puis on fixe un couvercle ayant un orifice de charge de gaz, à ladite bouche de la dite coquille. 2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite coquille est chauffée avant introduction de la charge de prépolymère. 3) Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'on introduit la coquille, en relation de transmission de chaleur, dans une chambre chauffée dont les dimensions corres- pondent généralement aux dimensions extérieures de ladite co- quille. 4) Réservoir de pression tel que dispositif accumulateur hydraulique, caractérisé en ce qu'il comporte une coquille pré- sentant une bouche et une partie terminale, un orifice de li- quide ménagé dans ladite partie terminale, une gorge de retenue formée dans la partie de la paroi interne dudit réservoir qui est adjacente à ladite bouche, une valve bouton adaptée à fer- mer l'orifice de liquide, un couvercle comportant un ensemble valve de charge de gaz monté en position de fermeture par rap- port à la bouche de la coquille, et un ensemble vessie en ma- tière élastomère moulé in situ dans ladite coquille, cet en- semble vessie comportant une extrémité fermée et une extrémité ouverte, une partie annulaire plus large de liaison, adjacente à l'extrémité ouverte et disposée à l'intérieur, et liée d'une manière adhésive aux parois qui définissent ladite gorge, l'ex- trémité fermée de l'ensemble vessie étant moulée sur la valve bouton et liée d'une manière adhésive à cette valve bouton, la vessie, dans sa condition détendue, tapissant l'intérieur de la coquille dudit réservoir.