Brevet FR2865792A1 — publié le 20050805

L'invention concerne une soupape de remplissage pour un réservoir sous pression, laquelle est agencée avec sa partie de fixation dans un bord du réservoir sous pression, cette partie de fixation présentant une surface incurvée radialement vers l'extérieur et entourant un canal de remplissage. On connaît du document DE 100 27 244 C 1 une soupape de remplissage du type générique pour un réservoir sous pression, qui est soudée dans un bord ouvert du réservoir sous pression. Comme on peut le voir dans la figure 5, la soupape de remplissage dispose d'une surface incurvée qui doit permettre de réaliser une transition continue à l'intérieur du bord soudé, afin que des plis, qui pourraient entraîner des tensions élevées et par conséquent une défaillance précoce du réservoir sous pression, ne puissent se former au-dessous de la soupape de remplissage à l'intérieur du corps enveloppe. Un réservoir sous pression de principe identique, avec une soupape de remplissage cylindrique, est décrit dans le document DE 100 29 150 C 1. Selon cette variante, la soupape de remplissage dispose d'une extrémité conique qui est insérée dans un bord soudé pour également minimiser la formation de plis. La tendance est que, avec un plus grand rapport entre la longueur et la hauteur de la soupape de remplissage, on peut réduire la formation de plis puisque les plis peuvent se répartir sur une plus grande longueur sur le bord. Il se pose aussi le problème qu'en cas d'utilisation dans un amortisseur de vibrations, le réservoir sous pression est soumis à une très forte pression depuis l'extérieur. A ce propos, il semble défavorable que les soupapes de remplissage soient fréquemment en matière plastique, qui dans certaines conditions ne peut pas résister à cette charge de pression. Dans le document DE 100 27 244 Cl., à l'état monté, la soupape de remplissage se trouve à l'intérieur d'une partie de guidage massive de l'amortisseur de vibrations et elle est donc bien protégée. Dans le document DE 100 29 150 C 1, on utilise un revêtement additionnel sur les bords, dans la région de la soupape de remplissage. La solution du 2865792 2 revêtement additionnel n'est pas optimale pour des raisons liées aux techniques de production, et l'agencement à l'intérieur d'une partie de guidage ne peut pas être réalisé dans tous les types d'amortisseurs de vibrations. Une solution consiste à doter la soupape de remplissage de nervures s'étendant parallèlement au bord sur la surface extérieure, lesquelles altèrent toutefois le rapport entre la longueur et la hauteur et favorisent ainsi la formation de plis. L'invention a donc pour objectif de réaliser une soupape de remplissage pour un réservoir sous pression, laquelle doit pouvoir résister à une charge de pression extérieure. Selon l'invention, cet objectif est atteint par le fait que la partie de fixation présente une chambre de compensation de pression dont la section transversale est supérieure à la section transversale du canal de remplissage. Le grand avantage réside dans le fait que la pression agissant à l'intérieur du réservoir sous pression peut être utilisée comme force antagoniste vis-à-vis d'une force extérieure. Selon un autre mode de réalisation avantageux, la forme de section transversale de la chambre de compensation de pression est adaptée à la section transversale de la partie de fixation, de telle sorte que l'on obtient une épaisseur de paroi aussi constante que possible vers la surface incurvée. Une épaisseur de paroi constante est souhaitable pour une soupape de remplissage qui est réalisée en matière plastique pour éviter des vices de matière ou des déformations. Par ailleurs, on peut utiliser des parois d'épaisseurs relativement minces qui facilitent le ramollissement lors du soudage du bord avec la pièce intercalaire et qui produisent ainsi un cordon de soudure de meilleure qualité. 2865792 3 Au soudage, le bord du réservoir sous pression est précontraint sur la partie de fixation, mais l'on ne peut alors pas encore exploiter à l'intérieur du réservoir sous pression une pression intérieure supérieure à la pression atmosphérique. Pour pouvoir mieux encaisser la charge mécanique pendant le soudage, au moins une nervure de renforcement est réalisée à l'intérieur de la chambre de compensation de pression. Pour créer des conditions de base favorables au cours du soudage, ladite au moins une nervure de renforcement à l'intérieur de la chambre de compensation de pression est réalisée axialement plus courte que la profondeur de la chambre de compensation de pression. Une nervure de renforcement fait aussi en principe office de nervure de refroidissement qui évacue de nouveau la chaleur agissant sur la partie de fixation pendant le soudage. Pour cette raison, la nervure de renforcement doit être réalisée avec une longueur axiale aussi courte que possible. Il n'est pas important que le cordon de soudure soit optimal sur toute la longueur axiale de la partie de fixation. Le cordon de soudure doit être simplement étanche vers l'extérieur. Pour cette raison, ladite au moins une nervure de renforcement s'étend depuis un fond de la chambre de compensation de pression. En direction du réservoir sous pression, la partie de fixation peut donc être réalisée sans nervure de renforcement sur une partie de sa longueur puisque l'effet de nervure de refroidissement ne peut alors pas s'y produire et, par conséquent, on obtient une condition optimale pour que le cordon de soudure soit de grande qualité. D'autre part, on obtient au moment de l'opération de soudage un soutien de la paroi de la partie de fixation. Selon une variante, il est prévu selon l'invention que la partie de fixation présente en section transversale, parallèlement au canal de remplissage en direction de l'espace intérieur du réservoir sous pression, une hauteur qui est plus petite que la hauteur considérée dans le même plan au niveau du bord extérieur. Judicieusement, on choisit pour la section transversale du réservoir sous pression un profil en forme de coin pour éviter une position de montage orientée. Cette variante ne présente pratiquement aucune formation de plis sur le bord du réservoir sous pression. 2865792 4 Par ailleurs, la partie de fixation peut présenter une longueur qui diminue avec l'augmentation de la distance par rapport au bord extérieur du réservoir sous pression. L'idée fondamentale est que le volume de la partie de fixation qui est introduit dans le bord du réservoir sous pression soit aussi petit que possible. Malgré le profil de section transversale éventuellement en forme de coin, le canal de remplissage à l'intérieur de la partie de fixation est formé en partie par l'enveloppe du réservoir sous pression. Ceci permet de créer une transition extrêmement plate entre la partie de fixation et le réservoir sous pression puisque l'on peut économiser sur la hauteur de la partie de fixation pratiquement le double de l'épaisseur de paroi habituelle pour la partie de fixation, dans la région du canal de remplissage. Additionnellement, la partie de fixation peut présenter des pattes de prolongement s'étendant dans la région de bord. Ces pattes de prolongement ont pour fonction d'agrandir la longueur utile de la partie de fixation pour supprimer les plis du réservoir sous pression. L'invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, de deux modes de réalisation indiqués à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels: É la figure 1 représente une vue en coupe latérale d'amortisseur de vibrations, dans la situation de montage du réservoir sous pression, É la figure 2 représente une vue de dessus du réservoir sous pression, pris isolément, É les figures 3 à 5 représentent la soupape de remplissage selon un 30 premier mode de réalisation, et É les figures 6 à 9 représentent la soupape de remplissage selon un deuxième mode de réalisation. 2865792 5 La figure 1 montre un amortisseur de vibrations 1 connu en soi en construction à double tube dans lequel une tige de piston 3 est guidée à déplacement axial avec un piston 5 dans un tube de pression 7. Le piston 5 sépare le tube de pression en une chambre de travail 9 supérieure et une chambre de travail 11 inférieure, les deux chambres de travail étant reliées par des soupapes d'amortissement dans le piston. Le tube de pression 7 est enveloppé par un tube formant récipient 15, la paroi intérieure du tube formant récipient et la paroi extérieure du tube de pression formant une chambre de compensation 17 qui est entièrement remplie par un fluide d'amortissement et par un réservoir sous pression 19 rempli de gaz, jusqu'à un guidage 21 pour la tige de piston. A l'extrémité inférieure de la chambre de travail 11 est agencé un fond qui présente le cas échéant une soupape antiretour 23 et une soupape d'amortissement 25. En cas de mouvement de la tige de piston, le volume refoulé par la tige de piston est compensé par une variation de volume du réservoir sous pression 19. La figure 2 montre une coupe longitudinale du réservoir sous pression 19. Celui-ci est constitué d'un corps enveloppe 27 dont les parois sont soudées l'une à l'autre sur un bord extérieur 29. A l'intérieur du bord 29 est agencée une soupape de remplissage 31 permettant de remplir le réservoir sous pression 19, laquelle est mise en place lors du soudage du bord. Les figures 3 à 5 montrent la soupape de remplissage 31, selon un premier mode de réalisation. La soupape de remplissage 31 présente une surface 33; 35 incurvée radialement vers l'extérieur et parallèle au bord des deux côtés, d'une partie de fixation 37 qui est soudée au bord 29 (figure 2). Une partie de remplissage 39 s'y raccorde avec un canal de remplissage 41 traversant. Pour mieux orienter la soupape de remplissage à l'intérieur du bord du 2865792 6 réservoir sous pression, la soupape de remplissage présente des surfaces-clés 43. La figure 4 est une vue en coupe longitudinale de la soupape de remplissage 31. Cette figure montre qu'à l'intérieur de la partie de fixation 37 est réalisée une chambre de compensation de pression 45 ouverte en direction de l'espace intérieur du réservoir sous pression et dont la section transversale est nettement supérieure à la section transversale du canal de remplissage 41. La figure 5 représente une coupe suivant l'axe V-V de la figure 4. A l'intérieur de la chambre de compensation de pression 45, au moins une nervure de renforcement 47 court parallèlement au canal de remplissage 41 et s'étend depuis un fond 49 de la chambre de compensation de pression. La longueur Z de ladite au moins une nervure de renforcement, à l'intérieur de la chambre de compensation de pression 45, est réalisée axialement plus courte que la profondeur T de la chambre de compensation de pression. Lorsqu'une pression élevée s'établit à l'intérieur de la chambre de compensation 17 de l'amortisseur de vibrations, à la suite du mouvement de la tige de piston, la soupape de remplissage 31 est alors chargée depuis l'extérieur via le bord 29 du réservoir sous pression 19, dans la région de la partie de fixation 37. A l'intérieur du réservoir sous pression s'établit une pression antagoniste qui agit aussi dans la chambre de compensation de pression 45 depuis l'intérieur vers l'extérieur, de sorte que la charge de pression sur la partie de fixation 37 de la soupape de remplissage 31 est comparativement faible. Les figures 6 à 9 montrent une variante de mode de réalisation pour une soupape de remplissage 31. On voit à la figure 7 que cette variante présente aussi des deux côtés une surface 33; 35 incurvée radialement vers l'extérieur dans la région de la partie de fixation. 2865792 7 Par ailleurs, la partie de fixation présente parallèlement au canal de remplissage 41, en direction de l'espace intérieur du réservoir sous pression, une hauteur h inférieure à la hauteur H dans le même plan sur le bord extérieur 29 du corps enveloppe, comme on le voit plus explicitement sur la figure 8. La partie de fixation 37 est par conséquent réalisée en forme de coin. On voit sur la figure 6 qu'ici aussi, la partie de fixation 37 présente, avec la longueur L, une longueur 1 qui diminue avec l'augmentation de la distance par rapport au bord extérieur 29 du réservoir sous pression, qui est en appui sur des barrettes de soutien 51 s'étendant parallèlement au bord. En vue de dessus de la partie de fixation 37, il en résulte un profil en forme de coin auquel peuvent se raccorder des pattes de prolongement 53 s'étendant dans la région de bord et dont l'épaisseur de matière, selon la figure 9, a des dimensions plus minces en comparaison avec la partie de fixation. Selon la figure 8, le profil en forme de coin en section transversale, en liaison avec un canal de remplissage 41 de largeur constante, est réduit de manière telle que sur un tronçon de longueur K, le canal de remplissage est limité par le corps enveloppe du réservoir sous pression. On peut voir à la figure 6 que dans le tronçon de longueur K, seule une région de paroi latérale de la partie de fixation 37 définit le canal de remplissage 41. On obtient ainsi une transition très plate depuis la partie de fixation jusqu'à l'espace intérieur du réservoir sous pression. 8 Revendications 1. Soupape de remplissage (31) pour un réservoir sous pression (19), laquelle est agencée avec sa partie de fixation (37) dans un bord du réservoir sous pression (19), la partie de fixation (37) présentant une surface (33; 35) incurvée radialement vers l'extérieur et entourant un canal de remplissage (41), caractérisée en ce que la partie de fixation (37) présente une chambre de compensation de pression (45) dont la section transversale est supérieure à la section transversale du canal de remplissage (41). 2. Soupape de remplissage (31) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la forme de section transversale de la chambre de compensation de pression (45) est adaptée à la section transversale de la partie de fixation (37) de telle sorte que l'on obtient une épaisseur de paroi aussi constante que possible vers la surface incurvée (33; 35). 3. Soupape de remplissage (31) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'au moins une nervure de renforcement (47) est réalisée à 20 l'intérieur de la chambre de compensation de pression (45). 4. Soupape de remplissage (31) selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite au moins une nervure de renforcement (47) à l'intérieur de la chambre de compensation de pression (45) est réalisée axialement plus courte que la profondeur (T) de la chambre de compensation de pression (45). 5. Soupape de remplissage (31) selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite au moins une nervure de renforcement (47) s'étend à partir 30 d'un fond (49) de la chambre de compensation de pression (45).