FR2810384A1 - Reservoir de pression, notamment pour un amortisseur - Google Patents
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Abstract
Un réservoir de pression, rempli d'au moins un fluide qui est mis sous pression par une masse de gaz enfermée dans un corps formant enveloppe ou vessie, de forme variable, notamment destiné à la compensation de volume dans un amortisseur, comprend une paroi dans laquelle est enfermé un gaz se trouvant sous pression, la paroi de la vessie étant formée au moins en partie par une couche de barrage et la vessie étant constituée par l'assemblage de plusieurs parties individuelles; sur au moins une zone de contact de bordure des parties individuelles de la vessie 27, est placé un revêtement extérieur 39 qui assure l'étanchéité d'une surface frontale 41 de la vessie 27.
Description
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L'invention concerne un réservoir de pression, rempli d'au moins un fluide qui est mis sous pression par une masse de gaz enfermée dans un corps formant enveloppe ou vessie, de forme variable, notamment destiné à la compensation de volume dans un amortisseur et comprenant une paroi dans laquelle est enfermé un gaz se trouvant sous pression, la paroi de la vessie étant formée au moins en partie par une couche de barrage et la vessie étant constituée par l'assemblage de plusieurs
parties individuelles.
D'après le document DE 198 35 222 Al, on connaît un réservoir de pression, rempli d'au moins un fluide qui est mis sous pression par une masse de gaz enfermée dans un corps formant enveloppe ou vessie, de forme variable, notamment destiné à la compensation de volume dans un amortisseur et comprenant une paroi dans laquelle est enfermé un gaz se trouvant sous pression, la paroi de la vessie étant formée au moins en partie par une couche de barrage et la vessie étant constituée
par l'assemblage de plusieurs parties individuelles.
En raison de la couche de barrage étanche aux gaz, le problème de l'échappement de gaz du réservoir de pression est nettement amélioré par rapport à de simples réservoirs de pression comprenant une membrane de caoutchouc. Malgré tout, on constate, en rapport à la durée d'utilisation prévue, une perte de gaz par fuite du réservoir de pression, cette perte devant encore être réduite davantage. Une manière de procéder consiste à mettre en oeuvre plusieurs couches de barrage étanches aux gaz. En variante, il est possible de concevoir la couche de barrage avec une couche de protection, qui peut être sollicitée de manière particulièrement intense en température. De nombreux essais poussés ont montré
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que la température d'utilisation pour le réservoir de pression influençcait l'étanchéité de manière conséquente. De telles couches de protection résistant aux températures élevées sont toutefois relativement chères, de sorte qu'elles n'entrent pas en ligne de
compte pour une production en grande série.
Le but de la présente invention consiste à minimiser les problèmes de fuites de gaz du réservoir de pression, rencontrés dans le cadre de l'état de la technique. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait que sur au moins une zone de contact de bordure des parties individuelles de la vessie, est placé un revêtement extérieur qui assure l'étanchéité
d'une surface frontale de la vessie.
La vessie est formée par au moins deux parties individuelles qui sont soudées l'une à l'autre. La zone de faiblesse des bords au niveau desquels la couche de barrage étanche au gaz ne se trouve qu'en contact superficiel, et qui existait jusqu'à présent, est nettement améliorée à l'aide du revêtement
supplémentaire.
En vue d'obtenir une compatibilité la meilleure possible du revêtement extérieur, la vessie étant constituée de plusieurs couches, le matériau pour le revêtement de la surface frontale est semblable à la
couche extérieure de la vessie.
Dans l'optique d'une utilisation économique de matière première, mais également en vue de conserver la meilleure flexibilité possible pour la vessie, le revêtement de bordure est limité à une bande inférieure
ou égale à 5 mm.
Dans le cadre de cette mesure, la vessie présente une configuration préformée qui est adaptée à la position d'implantation prévue, le revêtement étant réalisé sur la vessie préformée. Les contraintes apparaissant à l'intérieur des revêtements peuvent être
considérablement réduites.
Selon une autre configuration avantageuse, la vessie comporte un raccord de remplissage inséré par
moulage par injection.
Pour ne pas créer de zones de fuite supplémentaires, le raccord de remplissage est disposé dans la zone de bordure. A cet effet, le raccord de remplissage présente une zone de contact cylindrique, sur laquelle vient s'appuyer respectivement un tronçon
des bords de la vessie.
Selon une autre configuration avantageuse, le revêtement de bordure est relié au raccord de remplissage. Dans la suite, l'invention va être explicitée plus en détail, au regard des dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 un exemple d'utilisation de la masse de gaz enfermée, dans le cas d'un amortisseur, Fig. 2 une coupe de l'amortisseur et de la masse de gaz enfermée, Fig. 3a,3b une coupe de la paroi du corps formant enveloppe ou vessie, Fig. 4 une vue en plan de la masse de gaz enfermée,
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Fig. 5 une section transversale à travers la masse de gaz enfermée, Fig. 6 un détail du raccord de remplissage, Fig. 7 un outillage de moulage par injection pour la vessie. La figure 1 montre un amortisseur 1 connu en soi, selon un mode de construction à deux tubes, dans lequel une tige de piston 3 comportant un piston 5, est guidée de manière axialement mobile dans un tube de pression 7. Le piston 5 sépare le tube de pression en une chambre de travail supérieure 9 et une chambre de travail inférieure 11, les deux chambres de travail étant reliées par l'intermédiaire de soupapes
d'amortissement 13 dans le piston.
Le tube de pression 7 est enveloppé par un tube réservoir 15, la paroi intérieure du tube réservoir et la paroi extérieure du tube de pression formant une chambre de compensation 17 qui est complètement remplie par un fluide d'amortissement et une masse de gaz 19 enfermée, jusqu'à un guide de tige de piston 21. A l'extrémité inférieure de la chambre de travail 11 est placé un fond qui présente, le cas échéant, un clapet
anti-retour 23 et une soupape d'amortissement 25.
Lors d'un mouvement de la tige de piston, le volume de la tige de piston refoulé, est compensé par
une variation de volume de la masse de gaz enfermée.
La figure 2 montre une coupe de l'amortisseur 1 dans la zone de la masse de gaz 19 enfermée. La masse de gaz enfermée est réalisée par un corps formant enveloppe ou vessie 27 qui présente une paroi 29 et est rempli sous pression, avec un gaz, en particulier de l'azote. En variante, il est également possible
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d'utiliser du CO2 ou dans le cas d'un montage rapide approprié, un gaz liquéfié. La paroi 29 possède une paroi intérieure 29i et une paroi extérieure 29a, qui forment pour leur part, un début et une fin. Dans le cas de cet exemple d'utilisation, la masse de gaz enfermée est placée en forme d'arc de cercle dans la chambre de compensation 17. Sur la représentation en coupe on peut voir des compartiments de la masse de gaz enfermée, placés en série. Les compartiments sont formés par des liaisons 27V entre la paroi intérieure 29i et la paroi extérieure 29a, qui s'étendent parallèlement à l'axe de l'amortisseur, les liaisons n'étant réalisées que par tronçons, de sorte qu'il peut se produire un échange de gaz entre tous les compartiments, et que la même
pression de service règne dans chaque compartiment.
Lorsque la pression de service augmente dans les chambres de travail, les compartiments de la masse de gaz enfermée, sont comprimés. La paroi ne se déforme pas de manière élastique, parce que la pression intérieure et la pression extérieure sont identiques. Seules les distances entre les liaisons 27V sur le cercle primitif des liaisons, augmentent, ce qui fait que la paroi intérieure et la paroi extérieure sont pressées
mutuellement l'une vers l'autre.
La vessie comprend un raccord de remplissage 31, qui est accessible par l'intermédiaire d'une ouverture de remplissage 33 dans le tube réservoir. Lors du montage de l'amortisseur, la vessie non remplie est déposée dans le tube réservoir 15, le raccord de remplissage 31 étant enclenché dans l'ouverture de
remplissage. Ensuite, on insère le tube de pression 7.
Puis, on remplit la totalité de l'amortisseur avec de l'huile, le volume du remplissage d'huile étant basé sur la pression de service ultérieure, qui est déterminée à l'état de repos de la tige de piston, par la masse de
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gaz enfermée. L'ouverture de remplissage peut être fermée, après remplissage, au moyen d'une bille 35
emmanchée à force.
Sur la figure 3a est représentée une coupe à travers la paroi 29, la paroi intérieure 29i et la paroi extérieure 29a pouvant être réalisées dans le même matériau et présenter la même conception. La partie essentielle ou partie formant l'âme est une feuille métallique, notamment une feuille d'aluminium 29A1, qui présente une épaisseur de seulement quelques pm. On utilisera principalement de l'aluminium laminé qui est particulièrement bien adapté. La feuille d'aluminium
assure la fonction d'étanchéité pour le gaz enfermé.
Vers l'extérieur, la feuille d'aluminium est revêtue d'une feuille de protection 29S. Cette feuille de protection contribue à la stabilité, augmente la résistance au déchirement et empêche un froissement trop important. Cette couche présente une épaisseur dans le domaine de celle de la feuille d'aluminium et est par exemple réalisée en polyéthylène téréphtalate (PET) ou
en polyamide.
Vers l'intérieur, la paroi dispose d'un revêtement 29V pouvant être soudé. Le revêtement pouvant être soudé peut également se présenter en plusieurs couches, par exemple deux couches, et présenter environ quatre à cinq fois l'épaisseur de matériau de la feuille d'aluminium. Dans le cas d'un revêtement 29V en plusieurs couches, les couches individuelles sont, éventuellement étirées, et appliquées de manière croisée les unes par rapport aux autres. On obtient ainsi une grande résistance et une stabilité de forme élevée, et
l'on compense ainsi notamment des contraintes internes.
Des matériaux du type polypropylène (PP) et polyamide (PA) se sont avérés être bien adaptés. L'épaisseur de
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couche vaut environ 50 à 100 pm. Si l'on utilise pour la couche de protection et la couche de soudage, un polyamide (PA), il est possible d'effectuer un soudage de scellement pour la vessie. Dans le cas d'un soudage de scellement, la couche de protection est placée en chevauchement sur la couche de soudage et soudée par
amenée de chaleur.
La figure 3b montre la structure de la paroi de la vessie, qui comporte en plus une couche de support 29T. Cette couche de support 29T assure la résistance dans toutes les directions de sollicitation de la vessie 27. Dans le cas de l'utilisation de la couche de support, la feuille métallique 29A1 peut être réduite au minimum absolu. Cela rend la vessie plus flexible et lui confère des propriétés d'élasticité du caoutchouc. Par ailleurs, la couche de support constitue une protection
de la feuille métallique lors de l'opération de soudage.
Il est nécessaire de s'assurer qu'aucun agent ou fluide de fonctionnement du réservoir de pression n'entre en contact avec la feuille métallique. Suivant le fluide de fonctionnement utilisé, la feuille métallique peut subir une agression chimique. Il faut veiller à placer la feuille métallique 29A1 au niveau de la fibre neutre de la paroi de la vessie, en vue d'optimiser la
sollicitation en flexion.
Entre les couches citées, peut être appliquée une couche d'adhésif 29K, par exemple en polyuréthanne (PU), qui assure l'établissement d'un bon assemblage des couches. La couche d'adhésif peut être appliquée comme une colle usuelle, ou bien également être insérée en tant que feuille adhésive. En variante, les couches
individuelles peuvent également être calandrées.
Sur la figure 4 est représenté un coussin de
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gaz 19, en développé. Sur le bord 36 sont réalisés des joints soudés 37, qui permettent de réaliser un corps fermé à partir de la paroi intérieure 29i et de la paroi extérieure 29a. Les joints soudés 37 nécessitent le revêtement 29V pouvant être soudé, voir figure 3. La figure 4 laisse également entrevoir pourquoi on utilise
une paroi intérieure et une paroi extérieure.
Sur cette vue en plan, on peut voir lesdites liaisons 27V. Les liaisons 27V ne sont réalisées que par tronçons, de sorte que des compartiments voisins peuvent réaliser un échange de volume. Il n'est pas obligatoirement nécessaire que les liaisons se présentent sous la forme de cordons. Il est également possible d'envisager des points individuels de liaison (soudage). Le bord 36, comme le laisse entrevoir l'observation simultanée des figures 4 et 5, est muni d'un revêtement extérieur 39 qui rend étanche, au moins sur certains tronçons, une surface frontale périphérique 41 de la vessie. Le revêtement 39 est délibérément réalisé de manière étroite en étant maintenu à une valeur de 2 à 5 mm. D'une part, l'on souhaite économiser de la matière, et un bord trop large risquerait d'entraver la flexibilité de la vessie, d'autre part. En vue d'obtenir le meilleur contact possible avec les revêtements 29V, on choisit de réaliser le revêtement de bordure des surfaces frontales dans un matériau au moins similaire, de préférence identique au matériau de
revêtement des couches de revêtement 29V.
Comme le laissent également entrevoir les figures 4 et 5, le raccord de remplissage 31 est également disposé sur le bord 36 de la vessie. La figure 6 montre le raccord de remplissage 31 en tant que
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détail. Le raccord de remplissage est fixé dans la vessie par moulage par injection. Différentes manières de procéder existent à cet effet. L'important est d'assurer à l'intérieur de la vessie, que le matériau injecté dans un outillage de moulage ne puisse pas passer de manière incontrôlée dans la vessie. A cet effet, il est possible d'utiliser des supports conjugués non représentés, qui réalisent pratiquement une paroi d'outillage et peuvent être retirés de la vessie non encore entièrement fermée. En variante, il est possible de remplir préalablement la vessie avec un gaz sous pression. Le coussin de gaz agit alors comme une paroi d'outillage. Le raccord de remplissage 31 dispose d'une zone de contact cylindrique 43, sur laquelle vient s'appuyer le bord 36 encore ouvert pour l'opération d'injection. Suivant la mise en oeuvre acceptable sur le plan de l'outillage, le revêtement de bordure devra également s'étendre sur la zone du raccord de remplissage, le revêtement de bordure 39 se liant au raccord de remplissage 31. Le raccord de remplissage devra donc être en un matériau se liant avec le revêtement, ou être en un matériau le plus similaire possible. En tant que caractéristique supplémentaire, le raccord de remplissage peut comporter un anneau de renfort 45 qui peut servir de surface d'appui sur le corps de pression. Par ailleurs, la vessie avec l'anneau de renfort, peut être saisie plus facilement, sans être
endommagée, par un robot.
La figure 7 montre d'une manière fortement simplifiée, un outillage de moulage par injection 47 pour le revêtement de bordure 39 de la vessie 27. Comme on peut le voir au regard du plan de joint de l'outillage de moulage par injection, la vessie est
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réalisée dans une forme se distinguant d'une position totalement plane et adaptée à la position d'implantation ultérieure.
Claims (8)
1. Réservoir de pression, rempli d'au moins un fluide qui est mis sous pression par une masse de gaz enfermée dans un corps formant enveloppe ou vessie, de forme variable, notamment destiné à la compensation de volume dans un amortisseur et comprenant une paroi dans laquelle est enfermé un gaz se trouvant sous pression, la paroi de la vessie étant formée au moins en partie par une couche de barrage et la vessie étant constituée par l'assemblage de plusieurs parties individuelles, caractérisé en ce que sur au moins une zone de contact de bordure des parties individuelles (29i, 29a) de la vessie (27), est placé un revêtement extérieur (39) qui assure l'étanchéité d'une surface frontale (41) de la
vessie (27).
2. Réservoir de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vessie (27) est constituée de plusieurs couches, le matériau pour le revêtement (39) de la surface frontale (41) étant semblable à la couche extérieure (29V) de la vessie (27).
3. Réservoir de pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le revêtement de bordure (39) est limité à une bande
inférieure ou égale à 5 mm.
4. Réservoir de pression selon l'une des
revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la vessie
(27) présente une configuration préformée qui est adaptée à la position d'implantation prévue, le revêtement (39) étant réalisé sur la vessie (27) préformée.
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5. Réservoir de pression selon l'une des
revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la vessie
(27) comporte un raccord de remplissage (31) inséré par
moulage par injection.
6. Réservoir de pression selon la revendication 5, caractérisé en ce que le raccord de remplissage (31) est disposé dans la zone de bordure (36).
7. Réservoir de pression selon la revendication 6, caractérisé en ce que le raccord de remplissage (31) présente une zone de contact (43) cylindrique, sur laquelle vient s'appuyer respectivement
un tronçon des bords (37) de la vessie (27).
8. Réservoir de pression selon la revendication 7, caractérisé en ce que le revêtement de
bordure (39) est relié au raccord de remplissage (31).
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