Brevet FR2503282A1 — publié le 19821008

La présente invention se rapporte à un réservoir de pres- sion, notamment un accumulateur de pression, et concerne éga- lement son procédé de fabrication. L'invention se rapporte plus particulièrement à un dispo- sitif accumulateur hydraulique du type utilisé pour emmagasi- ner de l'énergie ou pour amortir des pulsations. Dans des dispositifs de ce type, le réservoir de pression comporte usuellement une coquille ou corps ayant une bouche ouverte et une extrémité fermée présentant un orifice de li- quide. Ce dispositif comporte également un ensemble vessie. Celui-ci peut-être monté dans le réservoir par l'intermédiaire d'un manchon ou collier qui est rendu solidaire de la paroi interne du réservoir et dont l'extrémité inférieure est fixée à un. bord de la vessie. Divers modes de montage ont été proposés et sont décrits, par exemple, dans les brevets américains No 3 397 719, 3 500866, 3 654 964 et 4 984 621. La soudure par résistance est un procédé connu utilisé ef- fectivement pour assembler des organes métalliques adjacents suivant une ligne de soudure qui définit également un joint d' étanchéité. L'utilisation de la soudure par résistance dans la fabrication des accumulateurs hydrauliques et en particulier des accumulateurs destinés à fonctionner sous haute pression, présente l'inconvénient que les soudures par résistance peuvent en fait être réalisées seulement entre des parties métalliques relativement minces. Jusqu'à présent, si l'épaisseur du réser- voir de pression qui entoure le manchon de support de la ves- sie est suffisamment mince pour permettre d'effectuer une sou- dure par résistance, l'accumulateur n'est admis à supporter qu'une pression relativement peu élevée en raison de la pré- sence de ces sections minces. La présente invention a pour objet un réservoir de pres- sion tel qu'un accumulateur et son procédé de fabrication,dans lequel la liaison de soudure par résistance entre le manchon de support de la vessie et le réservoir de pression est très efficace sans que soit diminuée la robustesse du réservoir lui- même. A cet effet, la paroi du réservoir proche de l'extrémité ouverte de celui-ci présente extérieurement une partie annu- laire mince. plus particulièrement, l'ensemble vessie comporte un man- chon de support qui, dans la position engagée dans le réser- voir, présente une partie alignée avec la section mince du réservoir. Une soudure annulaire par résistance est effectuée dans la région qui est comprise entre la section. mince et la jupe. Cette soudure verrouille efficacement le manchon en po- sition dans le réservoir et forme un joint étanche entre le réservoir et le manchon.. Après soudure du manchon en position comme il vient d'être dit, un couvercle est positionné sur l'extrémité ouverte du réservoir. Ce couvercle comporte une jupe descendante qui s'é- tend autour et au-delà de la région mince du réservoir. Une seconde liaison par soudure est effectuée entre l'extrémité inférieure de la jupe du couvercle et la surface extérieure de la coquille de telle sorte que la section mince soit renforcée par la jupe du couvercle, ce qui procure une construction de grande robustesse. L'invention vise plus particulièrement un tel dispositif accumulateur ayant une grande robustesse et pouvant être fa- briqué par des techniques de soudure par résistance. L'invention vise également un procédé pour fabriquer un tel accumulateur. L'invention vise en outre un accumulateur de grande robus- tesse dans lequel la surface extérieure du réservoir de pres- sion. comporte une section. mince annulaire adjacente à l'extré- mité ouverte, de telle sorte qu'une soudure annulaire par ré- sistance puisse être effectuée entre la section mince et le manchon de support de la vessie. La réduction de robustesse qui résulte de la provision d'une section plus mince nécessaire à la formation de la soudure par résistance, est compensée par le fait que le couvercle coiffe extérieurement cette section d'épaisseur réduite. Des formes d'exécution de l'invention sont ci-après décri- tes à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue, en coupe verticale, d'un ensemble accumulateur et montre le corps de réservoir ainsi que le sous- ensemble constitué par la vessie; la figure 2 est une vue partielle en coupe verticale, à plus grande échelle, et montre les éléments supérieurs du dis- positif dans une étape intermédiaire de fabrication; la figure 3 est une vue en coupe analogue à la figure 2 mais avec le couvercle mis en place; la figure 4 est une vue partielle, en coupe verticale, analogue à la figure 3 et illustre un mode de réalisation pré- féré de l'invention. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 3, on voit à la figure 1, un réservoir de pression tel qu'un ac- cumulateur hydro-pneumatique 10 dont le corps a une extrémité fermée 11 présentant un orifice de liquide 12. Celui-ci com- porte une partie 13 filetée intérieurement en 14 pour permet- tre une liaison de l'orifice de liquide à un raccord d'une li- gne hydraulique. Le réservoir 10 comporte une extrémité ouverte 15 par la- quelle un ensemble vessie 16 comportant une vessie 17 et un. manchon de support 18 peut être positionné. La vessie 17 com- porte à son extrémité inférieure une valve ou bouton 23 ayant un côté incliné 19 correspondant en pente à une région incli- née 20 qui entoure l'orifice de liquide 12. Ainsi qu'il est habituel au cours du fonctionnement d'un. accumulateur hydraulique, lorsque la vessie s'épanouit par suite du développement d'une pression. dans la vessie qui est supérieure à la pression dans le conduit relié à l'orifice de liquide, les régions 19 et 20 viennent en engagement pour fer- mer l'orifice de liquide. La valve 23 étant suffisamment ri- gide pour empêcher une extrusion de la vessie par l'orifice 12. L'extrémité supérieure de la vessie 17 comporte un rebord 21 plus épais qui est lié ou moulé in situ sur l'extrémité in- férieure du manchon 18. La paroi extérieure du réservoir de pression 10 qui est adjacente à la bouche 15 est amincie de façon à définir une section plus mince 24 ainsi qu'un épaulement annulaire 25orien- té vers le haut. Pour monter l'ensemble vessie 16 dans le réservoir de pres- sion 10, on engage d'abord la vessie et le manchon per l'ex- trémité ouverte 15 dans l'intérieur du réservoir de pression. de telle façon que l'extrémité supérieure 26 du manchon 18 soit en alignement coplanaire avec la bouche 15 du réservoir. En raison de la minceur du métal du réservoir de pression dans la partie plus mince 24, il est possible de réaliser une soudure par résistance W' entre le manchon 18 et le métal du réservoir de pression dans une telle section plus mince 24. La formation de la soudure par résistance est effectuée par un procédé qui est connu en soi et d'après lequel on pres- se une première électrode contre la face interne exposée du manchon 18 en regard de la section plus mince 24 et une secon- de électrode contre la face exposée dirigée vers l'extérieur de la section plus mince 24. On applique une pression aux électrodes et on. fait passer un courant de soudage entre les électrodes alors que le réservoir de pression est admis à tour- ner autour de son axe longitudinal, de telle sorte qu'une fu- sion se produise entre le manchon 18 et la section plus mince 24, ce qui procure une liaison par soudure annulaire W'. Ainsi qu'il est connu, le procédé pour former la soudure W' peut présenter diverses variantes, en fonction d'un certain nombre de facteurs, en particulier le courant de soudage, la vitesse de rotation, l'épaisseur des sections de métal, l'é- tendue axiale de la ligne de soudure formée et ainsi de suite. De tels facteurs sont déterminés au mieux par des essais et par l'expérience. Suivant la technique de soudure par résistance qui est adoptée, une soudure de la nature représentée est formée dans de bonnes conditions, lorsque les sections de métal en vis-à- vis ont approximativement la même épaisseur. Ainsi qu'il apparait clairement sur les dessins, l'épais- seur combinée du manchon 18 et de la section plus mince 24 est sensiblement moindre que l'épaisseur de la majeure partie du réservoir 10. De ce fait, si un couvercle usuel était utilisé, de telles parties plus minces formeraient un facteur limitatif à la robustesse de l'accumulateur. Suivant l'invention., cet inconvénient est évité grâce à un ensemble couvercle 27 comportant une jupe descendante 28 qui coiffe extérieurement la partie plus mince 24. L'ensemble couvercle comporte un orifice de charge de gaz 29 ayant un ensembla valve charge de gaz 30 monté dans cet orifice. La jupe descendante 28 comporte une partie extrême 31 qui, dans la position montée, s'applique en butée contre l'épaulement 25 du réservoir. Une seconde liaison par soudure annulaire W2 est réali- sée entre la partie extrême 31 et la surface extérieure du corps 10 de telle sorte que le couvercle soit solidement as- sujetti au réservoir et qu'un second joint d'étanchéité soit ainsi défini. La seconde soudure annulaire W2 est formée par une tech- nique de soudure habituelle. La soudure W2 est de préférence éloignée axialernent d'une distance suffisante du bord 21 de la vessie pour qu'une surchauffe et par conséquent un risque de désintégration des composants de la vessie, ne puisse ré- sulter de l'opération de soudage. Bien que dans la forme de réalisation représentée dans un but de clarté, la section plus mince 24 du corps soit montrée allongée dans une direction axiale, on comprendra facilement que l'étendue axiale d'une telle section n'a pas besoin d'être aussi longue pour permettre à la soudure d'être effectuée. A la figure 4, est représenté un mode de réalisation pré- féré utilisable notamment dans des applications o la pression est très élevée. Dans la description d'un tel mode de réalisation, les élé- ments analogues à ceux des figures 1 à 3 ont reçu les mêmes chiffres de référence. Suivant le mode de réalisation de la figure 4, la section plus mince 24' s'étend jusqu'à l'extrémité supérieure 15' du réservoir 10'. La résistance par soudure W' est effectuée en- tre le manchon 18' et la section plus mince 24 de la manière précédemment décrite. Puis l'ensemble couvercle 27' est emmanché sur l'extrémi- té supérieure 15' du réservoir. On notera que le couvercle est de préférence déplacé axialement par rapport au réservoir jusqu'à ce que soit réalisé un contact métal sur métal entre l'extrémité supérieure 15' et la partie annulaire inclinée 32 qui est située entre la paroi latérale cylindrique 28 du cou- vercle et l'extrémité supérieure de ce couvercle. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 4, 1' extrémité inférieure 31' du couvercle 27' s'étend au-delà de la partie plus mince 24' et en alignement axial avec la sec- tion de pleine épaisseur du réservoir 10'. Ainsi, lorsque la soudure annulaire W3 est effectuée entre l'extrémité 31' et la paroi extérieure du réservoir 10', la matière de soudure touche la pleine épaisseur de l'extrémité 31', plutôt que seulement l'épaisseur partielle extérieure de l'épaulement (comme dans la forme d'exécution précédente), ce qui procure une sécurité supplémentaire de robustesse. Dans le mode de réalisation.représenté à la figure 4, 1' ensemble de valve de charge de gaz 30' comporte un épaulement annulaire 33, dirigé radialement s'appliquant contre la sur- face intérieure du couvercle 27' qui entoure l'orifice 29', ce qui évite les risques d'extrusion, plus efficacement encore que la liaison filetée de la forme d'exécution précédemment décrite. De préférence, la paroi 34 qui entoure l'orifice 29' est inclinée vers l'intérieur et la région comprise entre la paroi 34 et l'ensemble valve 30' est complètement remplie par une soudure W4 pour former une liaison résistant aux pressions élevées entre les différents éléments. Il résulte de ce qui précède que le dispositif accumula- teur et son. procédé de fabrication bénéficient d'une techni- que de soudure à résistance avec une excellente efficacité sans nuire à la robustesse de l'accumulateur dans la région. du réservoir de pression qui est nécessairement rendue plus mince pour permettre la formation de cette soudure par résis- tance. La présente invention n'est pas limitée aux formes d'exé- cution décrites et représentées mais embrasse toutes varian- tes dans le cadre des revendications. REVENDICATIONS 1) Réservoir de pression tel qu'un dispositif accumulateur caractérisé en ce qu'il comporte un corps généralement cylin- drique (10) ayant une extrémité fermée (11) et une extrémité ouverte (15), un orifice de liquide (12) formé dans l'extrémi- té fermée (11), un creux annulaire (24) formé dans la partie de paroi extérieure du réservoir adjacente à l'extrémité ouver- te et définissant une section annulaire plus mince, un sous-en.- semble vessie (17,18) monté dans l'extrémité ouverte (15), ce sousensemble comportant un manchon de support (18) métallique cylindrique allongé axialement ayant une vessie (17) fixée so- lidairement à une première extrémité (22) de ce manchon, ledit manchon étant disposé dans le corps (10) en présentant sa pre- mière extrémité (22) vers l'extrémité fermée (11) du corps (10), la paroi extérieure du manchon (18) s'engageant intimement avec la paroi intérieure du réservoir adjacente à l'extrémité ouverte (15) en regard de la section plus mince (24), une liaison, de soudure (w') par résistance, continue, annulaire et formant un joint d'étanchéité s'étendant entre le manchon (18) et la sec- tion plus mince (24) du corps (10), un couvercle (27) ayant un ensemble valve de charge de gaz (30) étant monté en relation étroite avec l'extrémité ouverte (15) du corps (10), ce couver- cle (27) comportant une jupe descendante (28) coiffant extérieu- rement la paroi latérale du corps (10) au voisinage de l'extré- mité ouverte (15) comportant la partie plus mince (24), cette jupe (28) ayant une extrémité inférieure (31) tandis qu'une se- conde liaison par soudure continue (W2) est formée entre ladite extrémité inférieure (31) et ledit corps (10). 2. Réservoir de pression suivant la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comporte un épaulement de butée (25) formé sur la paroi extérieure du corps, l'extrémité (31) du couvercle (27) étant appliquée sur ledit épaulement de butée (25). 3. Réservoir de pression suivant la revendication 2, caracté- risé en ce que la paroi extérieure du corps (10) adjacente à 1' extrémité ouverte (15) a un diamètre réduit, ledit creux annu- laire (24) étant disposé dans la partie de diamètre réduit, le- dit épaulement de butée (25) étant formé à l'extrémité inférieu- re de la partie de diamètre réduit. 4. Réservoir de pression suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que le creux annulaire (24') commence à l'extrémi- té ouverte (15') et la seconde soudure (W3) intéresse sensible- ment la totalité de la partie extrême (31') dudit couvercle (27'). 5. Réservoir de pression suivant la revendication 4, cara- térisé en ce que le couvercle comporte une région de transition incurvée (27') dans la partie comprise entre la jupe (28) et 1' ensemble valve (3C')el'extrémité ouverte (15') du corps (10) est appliquée contre cette région de transition (27'). 6. Procédé pour fabriquer un réservoir de pression tel qu'un accumulateur de pression, caractérisé en ce que l'on forme un corps (10) métallique généralement cylindrique ayant une extré- mité fermée (11) avec un orifice de liquide (12) et une extré- mité ouverte (15), la paroi extérieure du corps (10) adjacente à l'extrémité ouverte (15) définissant une section tubulaire plus mince (24), on forme un sous-ensemble vessie (17,18) com- portant un manchon de support (18) métallique cylindrique allon- gé axialement et ayant une vessie (17) fixée solidairement à une première extrémité (22) de cette jupe, on introduit la ves- sie (17) et le manchon de support (18) dans l'extrémité ouverte (15) du corps (10) jusqu'à ce que la jupe (18) soit en aligne- ment axial avec la partie plus mince (24), la surface extérieure du manchon de support (18) étant en relation de butée intime avec la paroi intérieure du corps (10) au moins dans la partie en alignement avec la partie plus mince (24), puis on effectue une liaison par soudure (W') par résistance, continue annulaire, entre le manchon de support (18) et la partie plus mince (24) du corps (10) pour fixer le manchon de support (18) au corps (10) et définir un joint d'étanchéité entre le corps (10) et le manchon de support (18), on forme un couvercle (27) ayant un orifice (29) de charge de gaz, ce couvercle (27) ayant une jupe descendante (28), la paroi intérieure de cette jupe (28) étant dimensionnée pour s'engager étroitement avec la paroi extérieure du corps (10) dans la région de l'extrémité ouverte (15) en un point situé en dessous de la section plus mince (24), puis on engage la jupe (28) du couvercle (27) sur l'extrémité ouverte (15) du réservoir, de telle sorte que l'extrémité inférieure (31) de la jupe (28) du couvercle (27) s'étende plus près de l'extrémité fermée (11) du corps (10) que la section plus mince (24), puis on forme une deuxième liaison par soudure (W2), an- nulaire continue, entre l'extrémité inférieure (31) de la jupe (28) du couvercle (27) et la paroi latérale du corps (10). 7. procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le corps (10) comporte sur sa paroi extérieure un épaule- ment (25) situé plus près de l'extrémité fermée (11) du corps (10) que la section plus mince (24) et en ce que l'on fait avancer le bord (31) du couvercle (27) sur l'extrémité ouverte (15) du corps (10) jusqu'à ce que le bord (31) de la jupe (28) du corps (10) soit appliqué contre cet épaulement (25). 8. Réservoir de pression tel qu'un accumulateur de pression caractérisé en ce qu'il comporte un corps généralement cylin- drique (10) ayant une extrémité fermée (11) et une extrémité ouverte (15), un orifice de liquide (12) formé dans l'extrémité fermée (11), un sousensemble vessie (17,18) monté dans le corps (10), ce sous-ensemble vessie comportant un manchon de support (18) cylindrique allongé axialement ayant une paroi latérale et ayant une vessie (17) qui a une bouche (21) fixée solidairement à une extrémité (22) de la paroi latérale du manchon de support (18), le corps (10) ayant, au voisinage de son extrémité ouverte (15) une épaisseur de paroi réduite (24), ledit manchon de sup- port (18) étapt appliqué contre la surface intérieure du corps (10) en alignement avec la partie de paroi d'épaisseur réduite (24), une liaison par soudure (W') par résistance, annulaire étant formée entre la partie annulaire du manchon de support (18) et la partie de paroi d'épaisseur réduite (24) pour défi- nir un joint d'étanchéité entre le manchon de support (18) et le corps (10) et des moyens (27) pour fermer l'extrémité ouverte (15) du corps (10).