Brevet FR2586596A1 — publié le 19870306

PROCEDE DE FABRICATK)N D'UN SOUFFLET METALLIQUE La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un soufflet métallique, étant précisé que le terme "soufflet" doit être pris au sens large, puisqu'il recouvre tout aussi bien les dispositifs constitués par des soufflets proprement dits que par des membranes métalliques ou par des compensateurs, un compensateur se différenciant essentiellement d'un soufflet en ce sens que la pression est exercée de l'intérieur vers l'extérieur, alors qu'ei te est exercée de l'extérieur vers l'intérieur dans un soufflet. Un soufflet ou un compensateur est un système d'étanchéité assurant une séparation entre deux enceintes contenant des fluides liquides ou gazeux avec possibilité d'une déformation linéaire. Les soufflets traditionnels sont fabriqués à partir d'un tube de faible épaisseur à une ou plusieurs parois, qui est déformé mécaniquement, hydrauliquement ou de façon électrostatique pour obtenir un soufflet. Un tel soufflet, désigné par la référence 2 à la figure 1, est obtenu à partir d'un tube 3. La formation du tube 3 assure la forma tion d'un certain nombre d'ondes 4, dont chacune comprend une succession de plis 5 tournés vers l'extérieur et de plis 6 tournés vers l'intérieur, deux plis voisins 5 et 6 étant séparés par un tronçon intermédiaire 7. La figure 2 représente une vue de détail et à échelle agrandie d'un soufflet comportant des ondes normales, c'est-a-dire dans lequel les tronçons 7 situés entre les plis 5 et 6, sont parallèles les uns aux autres. La figure 3 représente une vue de détail à échelle agrandie d'une partie de soufflet dans laquelle les tronçons 7a, situés entre les plis 5,6, ne sont pas parallèles, chaque pli formant une boucle. Compte tenu de leur structure, les soufflets traditionnels possèdent. pour un encombrement déterminé, un faible nombre d'ondes et une course limitée, et un domaine d'utilisation leur permettant de tra vailler jusqu'à des températures de 2000C et des pressions de l'ordre de 50 bars environ. Une solution pour augmenter les qualités de résistance d'un soufflet consiste à équiper celui-ci de renforts logés à l'intérieur des ondes. Si un tel agencement permet de travailler jusqu'à 3500C en température et 170 bars environ en pression, la course utile reste faible, de même que le nombre d'ondes, pour un encombrement déterminé. Il existe également des soufflets obtenus à partir de flans emboutis, soudés les uns sur les autres en creux et sommets d'ondes. Le domaine d'utilisation est également limité à 3500C en température et 170 bars en pression environ, mais permet de disposer, pour un encombrement déterminé d'un nombre d'ondes important et d'une course importante. L'inconvénient d'un tel soufflet réside dans ses difficultés de réalisation, notamment pour des soufflets de petites dimensions, et également dans les précautions qu'il faut prendre pour assurer une étanchéité parfaite dans certaines applications, telles que le domaine nucléaire. De tels soufflets sont donc très peu utilisés en raison de leur prix très élevé. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effet, le procédé de fabrication d'un soufflet métallique qu'elle concerne consiste à réaliser tout d'abord, de façon connue, un soufflet métallique à ondes normales ou rapprochées, puis à exercer sur ce soufflet une compression axiale procurant, en fin d'opération, une diminution de sa longueur par diminution du rayon de courbure des plis et rapprochement des tronçons d'ondes situés de part et d'autre d'un même pli. Avantageusement, la distance axiale entre deux plis adjacents situés du même côté du soufflet est sensiblement égale au double de l'épaisseur de la paroi du soufflet. Ce système d'étanchéité permet d'assurer une étanchéité dynamique à faible ou forte différence de pression de l'intérieur vers l'extérieur et inversement, du fait que la rigidité du soufflet peut être comparée à celle d'un tube massif de diamètre extérieur équivalent au diamètre extérieur des ondes et d'épaisseur équivalente à la hauteur des ondes. L'opération de compression peut être réalisée en une ou plusieurs phases avec ou sans traitement thermique intermédiaire. Le soufflet considéré peut être réalisé à partir d'une paroi simple ou d'une paroi à plusieurs épaisseurs. Il est, en effet, avantageux de réaliser un soufflet comportant une paroi à plusieurs épaisseurs au lieu d'un soufflet comportant une paroi simple de forte épaisseur, afin d'éviter la fragilisation de la paroi au niveau des plis de celle-ci. Dans la mesure où le soufflet est de faible longueur, la compression axiale est réalisée en une seule opération après que le soufflet ait été placé dans le volume annulaire délimité par deux tubes de guidage concentriques limitant les déformations, respectivement, vers l'extérieur et vers l'intérieur. Avantageusement, dans le cas d'un soufflet de plus grandes dimensions, le soufflet est tout d'abord engagé sur un tube de guidage intérieur avant réalisation d'une première compression assurant la formation des plis intérieurs. Un second tube est alors engagé autour du soufflet, après quoi il est procédé à une nouvelle opération de compression assurant la formation des plis extérieurs. Dans la mesure où la longueur du soufflet l'impose, il est possible de réaliser plusieurs compressions successives, dont la course de chacune est délimitée par des entretoises disposées entre les deux tubes de guidage. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce soufflet ainsi qu'une application de celui-ci Figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'une portion de soufflet Figures 5 et 6 sont deux vues en coupe longitudinale correspondant à deux phases d'obtention d'un soufflet Figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'un accumulateur d'énergie équipé de ce soufflet. La figure 4 représente un soufflet 8 obtenu à partir du soufflet 2 représenté à la figure 1. Comme cela ressort du dessin, lors de l'opération de compression, les plis 5 et 6 ont été aplatis pour fournir des plis Sa et 6a, de rayons de courbure inférieurs, de telle sorte que les différents tronçons 7, situés entre deux plis Sa et Ga, sont pratiquement en contact les uns avec les autres. Comme cela ressort également du dessin, le pas P du soufflet, c'est-à-dire la distance axiale entre deux plis Sa voisins est sensiblement égal au double de l'épaisseur e de la paroi du soufflet. Ce soufflet peut se dilater axialement, grâce à la course C susceptible d'être obtenue entre deux tronçons 7 adjacents. Dans le cas de la réalisation d'un soufflet de dimensions impor tantes, il est tout d'abord procédé à l'engagement d let 2 sur un tube central de guidage 9. Lors de la première opération de compres- sion, la limitation de la déformation du côté intérieur assure la formation des plis intérieurs 6a. Un second tube de guidage 10 est alors engage sur du soufflet avant que soit procédé à une nouvelle opération de compres- sion assurant la formation de-s plis extérieurs 5a. Dans tous les cas, la course de compression est limitée rar une entretoise,-afin d'éviter d'arriver a une cassure du meeaL La figure 7 représente un exemple d'applicafion d'un soi:'fflot 8 à l'équipement d'un accumulateur d'énergie 12 monte avec interposition de joints 13 sur une canalisation 14. En pratique, le soufflet est maintenu en équipression sous isac- tion des pressions respectives de gaz à l'intérieur de la chambre 15 et de fluide à l'intérieur de la canalisation 14. En cas de baIsse de pres sion à l'intérieur de la canalisation, le soufflet va se comprimer, comme cela est représenté en traits mixtes au dessin, de façon a rétablir la valeur normale de la pression dans la canalisation. Une telle solution est particulièrement intéressante en raison de la simplicité de réalisation d'un tel accumulateur, puisque le soufflet évite l'utilisation d'une membrane et d'un clapet en raison de la plage d'utilisation puisque ce soufflet peut permettre de travailler jusqu'à une température de l'ordre de 400 C, alors que les réservoirs d'énergie ou accumulateurs traditionnels sont limités à une température d'utiIiTsation inférieure à I 500C compte tenu de la nature des matériaux mis en oeuvre, et en raison du fait que le soufflet accepte des déplacements importants, en équipression, et qu'il est susceptible d'un grand nombre de cycles de fonctionnement, sans détérioration. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes de mise en oeuvre de ce procédé ou à la seule application de ce soufflet, décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de mise en oeuvre et d'application. REVENDICATIONS 1. - Procédé de fabrication d'un soufflet métallique, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser tout d'abord, de façon connue, un soufflet métallique à ondes normales ou rapprochées, puis à exercer sur ce soufflet une compression axiale procurant, en fin d'opération, une diminution de sa longueur par diminution du rayon de courbure des plis (5a, 6a) et rapprochement des tronçons d'ondes (7) situés de part et d'autre d'un même pli. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance axiale ou pas (P) entre deux plis (5a) ou (6a) adjacents situés du même côté du soufflet (8) est sensiblement égale au double de l'épaisseur (e) de la paroi du soufflet. 3. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser la compression axiale du soufflet (2) après avoir disposé celui-ci dans l'espace annulaire délimité par deux tubes de guidage concentriques limitant les déformations, respectivement, vers l'extérieur et vers l'intérieur. 4. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste tout d'abord à engager, à l'intérieur du soufflet (2), un tube de guidage (9), à réaliser une première compression du soufflet assurant la formation des plis intérieurs (6a), puis à engager à l'extérieur du soufflet un tube de guidage (10), avant de réaliser une seconde compression du soufflet assurant la formation des plis extérieurs (5a). 5. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser plusieurs opérations de compression successives le long du soufflet, dont la course est délimitée par des entretoises disposées entre les tubes de guidage.