CA1083316A

CA1083316A - Procede de fabrication d'un reservoir souple de securite pour hydrocarbures, notamment pour vehicules automobiles

Info

Publication number: CA1083316A
Application number: CA296,771A
Authority: CA
Inventors: Philippe Martineau
Original assignee: Produits Industriels de L'ouest Cie
Current assignee: Produits Industriels de L'ouest Cie
Priority date: 1977-02-24
Filing date: 1978-02-10
Publication date: 1980-08-12
Also published as: ES466558A1; BE863064A; IT7867151A0; US4174245A; PT67631A; GB1596692A; IT1107015B; DE2806004B2; DE7804164U1; PT67631B; FR2381618B1; DE2806004C3; FR2381618A1; DE2806004A1

Abstract

: Procédé de fabrication d'un réservoir souple de sécurité pour hydrocarbures, notamment pour véhicules automobiles, résultant de l'assemblage de deux demi-coquilles obtenues par injection dans un moule d'un élastomère, vulcanisées in situ sauf dans les zones proches de leur périphérie en contact avec des parties du moule correspondantes refroidies à une température inférieure à celle qui produirait la vulcanisation totale de l'élastomère. Le procédé est caractérisé par le fait que le moulage s'effectue en deux phases successives, la première dans un moule en deux parties respectivement constituées d'un élément supérieur et d'un élément inférieur donnant lieu à l'une des demi-coquilles, la seconde, dans un moule de volume différent, obtenu après substitution à l'élément supérieur précédent du moule d'un second élément supérieur dont l'empreinte comporte un volume correspondant à la forme de l'autre demi-coquille à mouler, le refroidissement des zones périphériques effectué au cours de la première phase étant alors arrêté de façon à permettre la vulcanisation du plan de joint des deux demi-coquil-les en contact.

Description

10833~

La prés~nte invention a trait à un procedé de fabrication d'un réservoir souple de sécurité pourhydrocarbures et notamment d'un Léservoir constitué de deux feuilles d'élasto-mère soudées à leur périphérie, dépourvues de tout renfort textile.
On connait déjà les avantages qui resultent de l'utilisa-tion de réservoirs souples de ce type, et notamment leur excellente résistance au choc et à la rupture du fait de leurs possibilités considérables de déformation et d'allongement.
Cependant, leur fabrication à partir de flancs calandrés, découpés et assemblés par vulcanisation directe de leur péri-phérie implique un certain nombre de manipulations desdites ebauches calandrées et pose des problèmes en ce qui concerne la juxtaposition des différents organes annexes tels que des divers tuyaux d'arrivée ou de sortie du carburant, les dispo~
sitifs de dégazage, etc.
De plus, la résistance au niveau de la jonction des dif-férentes pièces rapportées est parfois déficiente, La présente invention a pour but un procédé de fabrication palliant les inconvénients ci-dessus et faisant essentiellement appel aux techniques de moulage par injection, par compression ou par transfert, qui présentent de nombreuses possibilités quant à la forme, l'ho~ogénéité et la rapidité d'obtention de l'enve-loppe.
Selon la présente invention il est prévu un procédé de fabrication d'un réservoir souple de sécurité pour hydrocarbures, notamment pour véhicules automobiles, résultant de l'assemblage de deux demi-coquilles obtenues par injection dans un moule d'un élastomère, vulcanisées in situ sauf dans les zones proches de leur périphérie en contact avec des parties du moule corres-pondantes refroidies à une température in~érieure à celle qui produirait la vulcanisation totale de l'élastomère, caractérisé

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par le fait que ~e moulage s'effectue en deux phases successives, la première dalls un moule en deux parties respectivement constituées d'un élément ~upérieur et d'un élément inférieur donnant lieu à l'une des demi-coquilles, la seconde, dans un moule de volume différent, obtenu après substitution à
l'élement supérieur précédent du moule d'un second élément supérieur dont l'empreinte comporte un volume correspondant à la forme de l'autre demi-coquille à mouler, ~e refroidis-sement des zones périphériques effectué au cours de la première phase étant alors arrêté de façon à permettre la vulcanisation du plan de joint des deux demi-coquilles en contact.

108331~

Dan~ le ces du collage, les adh~if3 ou le~ dlc~olutions peuYent ~tre utilis~es dlrectement ~ur le caoutchouc ~ulca-nis~, ~em~-vulcan~s~ ou cru.
L'lnventlon scr~ d~crite au reg~rd de~ figure~ 1 ~ 25 ci-~ointes, do~n~ titr~ d~cxemples non llmltat~fs et qui d~crlvent respectivement :
- les flgure~ 1 et 2, un r~servo1r ~ouple ~n posltion rempll~ et vidée ;
- les f~gures 3 et 4, une premi~re ~lse en o~uvr~ du proc~d~ d~ l'ln~ention, - le~ figure~ 5 ~ 7, un~ variante du proc~d~ pr~c~dent, - les figures 8 ~ 109 ~n~ ~econde variante de ce proc~d~, - les figure~ 13, une autre variante du proc~dé, - la figure 14, diff~rentes for~s d'un él~ment ann~xe u.tlll~ au niveau deR ~onct~ons, effectu~es ~elon une technlque diff~rente des pr~c~dentes, illustrée aux flgure~
15 A 20~
- le~ figures 21 ~ 25, diff~rent~ typcs de raccorde~ent du produit obtenu ~c d~ organes ~nnexes.
Le r~servolr des figures 1 et 2, r~2ll~é selon l~in-~ention, est ~scntlelle~ent constitu~ de deux demi-coquilles ~up~rieure 2 et inf~rieure 1 obtenues par moulage par in)ec-tion, ~l~ultAn~ent ou ind~p~nda~ment d~ns une m~me pre~se de pr~f~rence.
Co~e cela est repr~s~nt~ ~ la flgure 2, le volume du r~Bervolr ~ide e~t nul; les de~i coqullle~ souple~ 1 ct 2 ont donc une for~ ~d~pt~o ~ co but et r~sultent-de l'e~-prcinte de ~oules conform~s en cons~quence.
Un pr~ler type de ~oule utllis~bl~ est illustr~ aux f~gure~ 3 et 4.

~C~833~6 Le noyau 3 ct l'~mpr~lnte 5 d~t~r~inent une cavit~ de ~oulage permettant l'obtentlon de la demi-coquille 1 par ln~ect$on de l'~l~fito~re ~ tr~ver~ le pa~s~ge 10 m~nag~
cet effet dan~ l'~pre~nte 5 on notera 1~ forme en d~pres~on de la p~r$ph~rie 6 de cette de~l-coquill~ ~ln~i que la presence, ~ ~a proxi~it~
im~éd~ate, des c~naux 7, dlspos~ dans le noyau 3, destln~s ~ 1- circul~tion r~gul~e d'un liqu~de caloporteur réfrlg~-r~nt ou réchauffant Cette disposltlon permet de sou~,vulcaniser la p~riph~rie 6 de la de~i-coquille 1, lorsque l'on abalsse locale~ent la~
température de 1~ zone correspondante du moule par c$rcula-tion du liquide r~frig~rant dans lcs canaux 7, tandis que le restant de la demi-coquill~ 1 est totalement vulcani~ du ;~
fait de la temp~rature plus élevée de l'ense~ble du moule On dégage alors l'empreinto S et l'on posltionne une corde en caoutchouc vulcanls~ 4 dans la d~pre~ion p~riphé-riqus 6 Cette corde ~oue le rôle de barrièr- franche entre la ~one préalable~ent sous-vulcanisée et celle qui l'e~t eo~pl~-te~ent C~ci ~$t~ au moment de la soudure des deml-coquilles 1 et 2 certaines irr~gularités entre le~ parties ~o$ntes et libres ~ la suite de cette opéra~iont on positionne une nouvel-1~ empre~nte 8 (figure 4) dans la pres~e, dont le volume per-met l'in~ection de la demi-coquille 2, ce qul est effectu~
directe~ent sur la demi-coquille. La zone r~frigérée 6 est ra~enée ~ la tomp~rature de l'en~emble du ~oule et permet ~insl 1~ lia$son ot 1~ cui~son du plan de ~oint de l'enveloppe, au nive~u de la partie ~ous-~ulcanl~e de la demi-coquille 1 La figure 4B montr~ le produit obtenu lor~que le carbu-ran t remp llt le r~ervolr .~ ~

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1~33316 La figure 5 repr~sente une dl~position dlff~rente du d~spositif de confor~ation, qui permet l'in~ection slmult~-née d~s de~i-coqullle~ 1 et 2 dans une m~m~ pre~s~ sans n~-cessiter de ch~ngement de l'empreinte 5. Selon cette pre-ml~re ~arl~nte, on dlspose entre les partie~ conformatrlces 5 et 3 du moule une pi~ce intermédialre 9 qui d~termlne avec eelle-ci les cavités de moulage des dem~-coquilles 1 et 2.
Le princlpe des zone~ sou6-vulcanisée pérlph~riques 6a et Sb de ces dernl~res est conserv~.
Apr~s l'in~ection desdites deml-coquilles 1 et 2 (flgu-re 5), on d~gage la partie interm~diaire 9 du moule 2 et 1.
La de~i-coquille supérieure 2 reste accrochée par un système de clips ou agrafe~ 5a ~udicieu~ement r~parti sur la surface interne de l'empreinte 5. L'une des demi-coquilles ou les deux ~ la fois pr~sentent une sur~pai~seur ~ leur périph~rle dans la zone sous-vulc~nisée comme repr~sente en détail ~ la flgure 6.
Par un second mouvement descendant de la presse, les demi-coquilla~ 1 et 2 sont positionn~es l'une sur l'autre et leur ~onctlon ~'effectue par la co~pression et le chauffa-ge du c~outchouc sous-vulc~nis~ dans les zones 6~ et 6b.
Pour ~iter un collage ~ventuel des faces int~rieures en contact des deml-coqullles, on peut prévoir un espace 11 entre elles dan~ lequel on in~ecte de l'air (f~gure 7).
L'épaisseur de ce coussin d'air 11 reste faible de mani~rs conserver un volume nul nu r~servoir vide. Cet espace e8t obtenu en ~odifiant en cons~quence l'~paisseur du noyau ln-term~dialre 9.
Il e8t ~ noter que le caoutchouc sous-vulcanis~ a une bonne tenue et que l'on peut ~ventuellement manipuler les ., ~f ~083316 demi-coquilles, en prenant quelque~ pr~cautlon ~l~mentalres.
Un ~utr~ moy~n d'eff~ctuer la ~onction ~ntre lec zones p~rlph~rlques de~ dem~-coqullles ~st illustr~ par la flgure 8.
Ce8 dernl~ros sont alors dispos~es dans un~ nouvelle e~preinte S d~termin~e par les ~l~ment~ de ~oule 12 et 13 qu~ comportent au niveau deJ bord~ du futur r~ser~olr un: volume libre 16 destin~ ~ recevolr un ~uppl~ment d~la~tom~rc~ ln~cct~ au tr~ers de l~ouverture 14 ~nag~e dans l'~ ent de moule 3U-p~ri~ur 12. On volt A la flgure 9 le résultat obtenu, dans lequel le rebord 15 provient d¢ 1'ho~ogén~i~ation des æones p~riph~riqu~s 6a - 6b des de~l-coqullles entre elles, et ~ec l'apport d'~lastom~re in~ecté dans le volume libre 16.
~a presse à in~ection peut être ~ventuelle~ent remplac~e par un mors d~ ~oudure dont l'am~nagement per~et d'aglr au plan de ~olnt SOU8 la forme d'un moulage par compression ou par ~ansfert, comme repr~senté à la flgure 10.
Une autre variante de réali~ation de ce typ~ de r~servQlr souple ~st illu~trée aux figures suivantes. Selon ce proc~dé, on in~ecte et vulcan~se to~alement, en une première opération, le~ de~i-c~quille~ 17 - 18 de la figure 11, qui comportent ~gale~ent des rebords 19 - 20.
La face sup~rieure du rebord 19 et la face inf~rieure du r~bord 20 ~ont d~graiss~es, avivée~, encoll~es et l'ense~ble constitu~ par le~ deux demi-coquille~ ~ointes est disposé
dan~ le moule de la flgure 12. Celui-ci comporte, co~me ceux des figure~ 8 et 10, une cavité de moulage 16, réceptrlce d'un apport compl~entaire d'~lastom~re au travers du pa4sage 14, destin~ ~ former un b~urrelet de gom~e 21 en for~e de ca~alier, llant les d~ux demi-coqu~lle au plan de ~oint, aln~i que repr~ent~, d~ns l~ ca~ d'un r~servoir plein, A la figur~ 13.

A

, ... . .

1C~833~6 Une a~lloration du proc~d~ ci-de~su~ est utili~e dans le cas d'~pplication de colles ou dissolutlon~ ~ tenue ex-ceptlonnelle au contact des hydrocarbures~ mais qui i~pli-quent un ~upport r~gide.
Dan3 ce ca~, on interpo~e entre les ~urface~ ~ ~oindre, une plaque lnterm~dlaire, dlte feulllard, m~talllque ou en m~ti~re synth~tique du type polya~ide, polyur~thane, polyester, etc.
Da tel~ ents lnterm~dlalre~ 22 sont repr~sent~s ~ la figure 14 en coupe. Ils peuvent ~tre pleins ou pr~sentcr des ouvertures, avolr l'une ou les deux f~ces plates, ondul~es, cr~nelées, atre plan~ ou fon~er un angle d~ter~in~ tat de ~urface e~t pr~alablement grenaill~, l'une de ~e~ faces ~tant encoll~e.
La figure 15 indique le posltionne~ent du feuillard 22 d-n~ une encoche 23 pr~vue ~ cet effet dans l'él~ment inf~rieur 3 du moule; au droit de cette encoche 23, l'él~mant ~up~rleur S du moule po~s~de un loge~ent permett~nt le pa~age du feuillard ain~i que l'arrl~e d'un certain volu~e d'~lastomère qui sera ~h~ri~é ~ chaud dans les crantages ou les nervures du feulllard 22, du côt~ encoll~.
L~ positionne~ent du feuillard 22 dans le ~oule peut ~galement se fa~re horizontalement ou oblique et se trouver ~ventuellement malntenu par clipsage ou accrochage ~r des t~tons pr~vus ~ cet eff~t dans le mo~le~
L'~lastom~re est ~lors in~ect~ dans l'ense~ble r~pr~ent~
~ la figure lS, ce qui donne naiss~nce ~ la demi-coquille 24 illustrée p~r la figure 16.
C~tte derni~r~ apr~s vulcani~atlon e~t pr~sent~e sur une cheIne do ~ros~age afin d'~liminer toute tracc de caout-chouc sur le feuillard, provenant de la preml~re in~ection.

-10~33316 Il f~ut noter qu~ cette face n'ay~nt pa~ ~t~ encoll~ pr~c~-de~ment, 1~ dlfficult~ d'avivage sont moindres.
Il est ~ffectu~ ensult~ un encoll~g~ de 1~ face libre du f~uill~rd 22, aln~l pr~par~e, pui~ la dcml-coquille 24 est positionn~ sur une presse ~ ln~ec~ion co~portant un autre ~lément ~upérieur de moule 26 pcr~ettant la r~ali~ation de la d~uxl~e de~i-coquille 25 (f~gure 17), li~e ~ 1~ preml~re par son collage ~ur la face libre du feuillard 22 ~voqu~ pr~-c~de~ment. Ce feulllard m~tallique ou en mati~re plast$que ~ynthétique ~t tr~s souple et ~upporte blen 1e5 déformations, 11 peut d~nc ~tre utlli~ san4 contraricr 1RS qualit~s du r~servoir.
Les figures 18 ~ 20 ont tralt ~ une m~thode co~posite de fabricatlon du r~sorvoir ~ouple, f~ nt appel aux carac-térlstlque combinées deg proc~dés pr~c~dent3.
Un prcmier ~oul~ge donne lleu aux ~e~1-coquilles 1 et 2 dont 1~8 rebords re~pectlf~ 6a ~t 6b ~ont sous-vulcani~es.
Elles ~ont alor~ positionnée~ dans une presse (flqure 20), apr~s qu'un feuillard 22, encoll~ ~ur ses deux faces ait ~té
dispo~ entre les rebords sous-vulcanigés 6a et 6b. On co~pri-me et chauffe alors l'ensemble qui se solidari~e par vulcan$-sat$on totale de l'~lastom~re.
Le~ figuros sui~antes lllu~trent les possibilités spé-cifiques qui sont offertes par ce proc~dé de ~oul~ge par in-~ection de~ re~ervoir~ souple~, et plus partlculièrement rc-l-ti~e~ent ~ la ~onction dc diff~rents organes annexes sur l'cn~eloppe ~me . On volt ains$ co~ent la c~nal$sation 27 d'ali~entation du carburateur cn hydrocarbures e~t rel$~e ~u r~rvoir souple par l'int~rm~di~lre d'une amorce de piquagc 26 venue d~ moulage avec la demi-coquille 1 et lui ~tant par con~équent parfa$tement sollda$re (f~gure 21).

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La fixation de la canali8at~0n 27 sur l~ piquage 26 p~ut ~'effectuer d~ nombreuses mani~res. Par exemple, aux figures 22 A et 22B, un système de crantage constitu~ par une ou plucieurs r~inure~ ou cannelures p~riph~r~ques 28 conformées au moment du moulage sur le piqu~g~ 26, associ~e~ avec ~ne ou plu~leurs cannel~res ou ralnur~s 29 ~itu~e~ ~ l'lnt~rl~r de la canalisation 27, est comb~n~ avec l'utilisation d'adh~ifs entre les parties en contact des ~l~ents ~ ~olndr~ 2S - 27, qui sont alor~ ~ont~ ~ force et dlspo~s dans un ~utocl~ve pour la cui~on de l'adh~sif.
Dans le ~ontage de la figure 23, on préYoit lors du moulage de l~ de~i-coquille 1 une bague 30 en ~tal ou en matiere ~ynth~tique~ rigidifiant le p~quage 26 in~ect~ tout autour d~ cet insert, et qui permettra la flxation de la ca-nallsatlon 27 par serrage m~canique ~ l'aide d'un collier (31)co~bin~ ou non av~o un collage ~ froid.
La figure 24 repr~sent~ une autre solutlon d'as6emblage de l~ c~nalis~tion ~7 au r~3er~0ir, au moyen d'une pi~ce lnter-m~diaire 32 qul est rapport~e sur la de~i-coquille 1, ~entuel-le~ent par ~urmoulage, coll~ge ou vulcanisation.
Dans le cas de la figure 25, on combine le crantage, l'en-collage apr~s l'a~ivage du plquage 26 et l'ln~ection~ au ni~e~u de la ~onction d~ piquage 26 et de la canal$~ation 27, d'un ~ourrelet de caoutchouc 33 qui assure ainsi 1 '~t~nch~it~ entre ce~ deux ~l~ments et qui est ancr~ dans des sillons 34 m~nag~s d~ns le piquAge 26 et la c~nali~at~on 27.
L'apport d'~l~stom~re peut s'effectuer au moyen de petites pre~3e~ ~lectriques dont le~ mors 80nt ad~pt~ ~ la fon~ de chaque ~onction, et utilisant indiff~re~ent la t~chniqu~ de l'~n~ctlon ou du transfert de l'~lastom~re.

;~ g ~ .

Le dlam~tre lnterne du plqu~ge 26 ~st malntenu constant au ~oyen d'une ~urpre~310n interne d~alr co~prim~ ou p~r l'lntroduction d'une tringle de dlam~trc corre~pondant, pro-~rlsoirement, dan~ le plquage.
La cui~son locale des zone~ de ~onctlon 8 ~effectu~ au moyen de pre~es dont le dl~posltif de chauffage ~lectr$que ne concerne que les r~glon~ recouvertes de colle~ ~ l'exclu8~0n de l'ensemble du r~servoir.
Co~me lor~ de l'étape pr~c~dente d'ln~ectlon du bourrelet 33, le dla~tre du plguaqe est malntenu con~tant ~ous l'ln-fluence d'une ~urpression lnterne d'alr ~ l'int~rieur de l'enveloppe. Naturellement, ce qui est décrit pour le piquage 26 d'ali~entation du carburateur est valable pour toute autre canallsatlon rapport~, qu{ peut atre du reste trait~e slmul-tanément dans un ~oule adéquat.

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Claims

Les réalisations de l'invention au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou privilège est revendiqué
sont définies comme suit :
I.- Procédé de fabrication d'un réservoir souple de sécurité pour hydrocarbures, notamment pour véhicules auto-mobiles, résultant de l'assemblage de deux demi-coquilles obtenu? par injection dans un moule d'un élastomère, vulcani-sées in situ sauf dans les zones proches de leur périphérie en contact avec des parties du moule correspondantes refroi-dies à une température inférieure à celle qui produirait la vulcanisation totale de l'élastomère, caractérisé par le fait que le moulage s'effectue en deux phases successives, la première dans un moule en deux parties respectivement constituées d'un élément supérieur et d'un élément inférieur donnant lieu à l'une des demi-coquilles, la seconde, dans un moule de volume différent, obtenu après substitution à
l'élément supérieur précédent du moule d'un second élément supérieur dont l'empreinte comporte un volume correspondant à la forme de l'autre demi-coquille à mouler, le refroidis-sement des zones périphériques effectué au cours de la première phase étant alors arrêté de façon à permettre la vulcanisation du plan de joint des deux demi-coquilles en contact.
II.- Procédé de fabrication d'un réservoir souple de sécurité selon la revendication I, caractérisé en ce que la zone périphérique sous-vulcanisée de la première demi-coquille comprend une dépression dans laquelle on positionne sur toute sa longueur une corde en caoutchouc vulcanisé, le second élément supérieur de moulage comportant, au droit de cette corde, une cavité correspondante permettant de plus la formation complémentaire d'un bourrelet lors de l'injec-tion de l'élastomère constitutif de la seconde demi-coquille, cette opération étant suivie de l'arrêt du refroidissement de: la zone périphérique des éléments de moule et de la vul-canisation totale du plan de joint du réservoir, des amorces d'organes annexes éventuels tels que les différentes canali-sations d'amenée ou d'évacuation d'hydrocarbures étant direc-tement venues de moulage avec chaque demi-coquille correspon-dante.
III.- Procédé de fabrication d'un réservoir souple de sécurité selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que de l'air est injecté de façon connue en soi entre les demi-coquilles pour éviter le collage de leurs faces en contact, notamment lors de la vulcanisation totale du plan de joint.
IV.- Procédé de fabrication d'un réservoir souple de sé-curité selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on interpose entre les surfaces des demi-coquilles à joindre une plaque intermédiaire métallique ou en matière synthétique du type polyamide, présentant éventuellement des ouvertures pour améliorer son ancrage avec l'élastomère, un état de surface grenaillé, plan ou non, enduit de colle ou de disso-lution.
V.- Procédé de fabrication d'un réservoir souple de sé-curité selon la revendication IV, caractérisé en ce que la plaque intermédiaire est positionnée dans le moule avant l'injection de l'élastomère constitutif de la première demi-coquille, un de ses côtés, encollé, dirigé face à l'arrivée de l'élastomère, qu'après constitution de la première demi-coquille adhérisée à chaud de la plaque intermédiaire on remplace l'élément supérieur du moule par un second élément supérieur possédant une cavité de moulage permettant l'in-jection de l'élastomère constitutif de la deuxième demi-coquille, que l'on encolle la face libre de l'élément inter-médiaire, que l'on injecte l'élastomère, vulcanisé "in situ".
VI.- Procédé de fabrication d'un réservoir souple de sécurité selon la revendication IV, caractérisé en ce que l'on dispose entre les rebords sous-vulcanisés ou non des demi-coquilles, un élément intermédiaire encollé sur ses deux faces, l'ensemble ainsi constitué étant ensuite disposé
dans une presse où il est comprimé et chauffé jusqu'à la po-lymérisation de la colle.
VII- Procédé de fabrication d'un réservoir souple de sécurité suivant les revendications I et II, caractérisé en ce que les amorces d'organes annexes directement venues de moulage avec le réservoir comportent des rainures ou des cannelures périphériques destinées à coopérer avec des élé-ments complémentaires portés par la face interne de la ca-nalisation à ajuster sur lesdites amorces.
VIII.- Procédé de fabrication d'un réservoir souple de sécurité suivant les revendications I et II, caractérisé en ce que les amorces d'organes sont reforcées intérieurement par un insert disposé dans le moule avant l'injection d'élastomère.
IX.- Procédé de fabrication d'un réservoir souple de sécurité suivant les revendications I et II, caractérisé en ce que la jonction entre les amorces d'organe et les cana-lisations est renforcée au moyen d'un surmoulage local d'élastomère éventuellement combiné avec l'usage d'adhésifs ou de dissolution.