FR3141151A1 - Réservoir - Google Patents

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Réservoir L’invention concerne un réservoir (14) comprenant une embase (11), de révolution autour d’un axe (A), et une enveloppe (13) comprenant un goulot (12) de révolution autour de l’axe (A), l’embase (11) et le goulot (12) étant assemblés de manière étanche, comprenant un premier segment (L1) longitudinal où l’embase (11), respectivement le goulot (12) comprend un filetage (3) et le goulot (12), respectivement l’embase (11) comprend un taraudage (4) complémentaire du filetage (3) de manière à pouvoir assembler le filetage (3) et le taraudage (4) par vissage et un deuxième segment (L2) longitudinal où l’embase (11) et le goulot (12) accueillent entre eux un joint torique (5) et présentent un premier jeu radial (6), où le filetage (3) et le taraudage (4) présentent des profils transverses comprenant chacun un segment (7, 8) perpendiculaire à l’axe (A) et un deuxième jeu radial (9) entre eux, afin de permettre un débattement radial et un auto-centrage par le joint torique (5) Figure d’abrégé : Figure 2

Description

Réservoir
L’invention concerne un réservoir et plus particulièrement l’étanchéité de l’assemblage vissé entre son embase et son enveloppe.
Il est connu de réaliser l’étanchéité entre un arbre et un alésage par un joint torique. Pour cela un jeu radial est ménagé entre le diamètre extérieur de l’arbre et le diamètre intérieur de l’alésage, de manière à laisser un interstice positif entre les deux. L’un parmi l’arbre et/ou l’alésage comprend une gorge dans laquelle vient se loger le joint torique. Les dimensions sont telles que le joint torique est légèrement comprimé entre l’arbre et l’alésage. Aussi la profondeur radiale de la gorge ajoutée au jeu radial est sensiblement égale au petit diamètre du joint torique par valeur inférieure. La différence entre les deux est égale à la dimension de compression du joint torique.
L’étanchéité entre en arbre et un alésage est améliorée lorsque le joint torique détermine la position radiale de l’arbre relativement à l’alésage. Aussi, il est avantageux que l’arbre puisse s’auto-centrer dans l’alésage de manière à équilibrer les contraintes sur le joint torique tout autour de sa périphérie.
Cependant, lorsque l’arbre est assemblé par vissage avec l’alésage, le filetage, de manière classique, détermine le centrage de l’arbre relativement à l’alésage. Aussi, ce centrage peut contrarier l’auto-centrage par le joint torique et ainsi diminuer l’efficacité de l’étanchéité.
L’invention propose une solution palliant cet inconvénient.
Pour cela, la caractéristique de base de l’invention est un filetage/taraudage permettant une latitude de mouvement radial permettant un auto-centrage par le joint torique.
L’invention a pour objet un réservoir comprenant une embase, de révolution autour d’un axe, et une enveloppe comprenant un goulot de révolution autour de l’axe, l’embase et le goulot étant assemblés de manière étanche, l’assemblage comprenant un premier segment longitudinal où l’embase, respectivement le goulot comprend un filetage et le goulot, respectivement l’embase comprend un taraudage complémentaire du filetage de manière à pouvoir assembler le filetage et le taraudage par vissage et un deuxième segment longitudinal où l’embase et le goulot accueillent entre eux un joint torique et présentent un premier jeu radial, où le filetage et le taraudage présentent des profils transverses comprenant chacun un segment perpendiculaire à l’axe et un deuxième jeu radial entre eux, afin de permettre un débattement radial et un auto-centrage par le joint torique.
Des caractéristiques ou des modes de réalisation particuliers, utilisables seuls ou en combinaison, sont :
- le filetage et le taraudage présentent encore un jeu axial entre eux,
- le deuxième jeu radial est inférieur au premier jeu radial,
- le deuxième jeu radial est compris entre 0,1 et 0,2 mm, préférentiellement égal à 0,15 mm,
- le jeu axial est compris entre 0,25 et 0,35 mm, préférentiellement égal à 0,3 mm,
- l’embase, respectivement le goulot, est en matériau métallique, préférentiellement de l’aluminium, et le goulot, respectivement l’embase, est en matériau élastomère.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite uniquement à titre d’exemple, et en référence aux figures en annexe dans lesquelles :
montre, en vue perspective, un réservoir,
en vue axiale coupée, le principe de l’assemblage, selon un premier mode de réalisation,
en vue axiale coupée, le principe de l’assemblage, selon un autre mode de réalisation,
montre, en vue axiale coupée, un détail du filetage/taraudage,
montre, en vue axiale coupée, un détail de l’assemblage,
montre, en vue axiale coupée, un détail d’un réservoir.
En référence à la ou 3, l’invention concerne un assemblage étanche entre un arbre 1 de révolution autour d’un axe A et un alésage 2 de révolution autour de l’axe A. Cet assemblage peut se décomposer, longitudinalement, en un premier segment L1 longitudinal relativement à l’axe A, dédié à l’assemblage fileté et un deuxième segment L2 longitudinal relativement à l’axe A, dédié à l’étanchéité.
Dans le premier segment L1, l’arbre 1 comprend un filetage 3 et l’alésage 2 comprend un taraudage 4 complémentaire du filetage 3. Ceci permet d’assembler le filetage 3 et le taraudage 4 par vissage.
Dans le second segment L2, l’arbre 1 et l’alésage 2 présentent un premier jeu radial 6 et accueillent entre eux un joint torique 5. Le premier jeu radial 6 est suffisant afin de permettre de disposer le joint torique 5. Le premier jeu radial 6 est encore tel qu’il permette à l’assemblage arbre 1 / alésage 2 de s’autocentrer sous la seule contrainte du joint torique 5 afin d’équilibrer les contraintes radiales sur le joint torique 5 tout autour de l’axe A, sans que l’arbre 1 ne vienne toucher l’alésage 2.
L’un parmi l’arbre 1 et/ou l’alésage 2 comprend une gorge dans laquelle vient se loger le joint torique 5. La illustre un joint torique 5 accueilli dans une gorge située dans l’arbre 1. La illustre un joint torique 5 accueilli dans une gorge située dans l’alésage 1.
L’assemblage vissé entre le filetage 3 et le taraudage 4, si le filetage 3 et le taraudage 4 étaient usinés selon un profil habituel, contraint le centrage entre l’arbre 1 et l’alésage 2 selon l’axe A unique et commun à l’arbre 1 et à l’alésage 2. Ceci contrarie un auto-centrage sous la seule contrainte du joint torique 5, tel que souhaité.
Aussi, selon une caractéristique de l’invention, plus particulièrement illustrée à la , le filetage 3 et le taraudage 4 sont modifiés pour permettre un déplacement radial de l’arbre 1 relativement à l’alésage 2. Pour cela, le filetage 3 et le taraudage 4 sont usinés de manière à présenter des profils transverses, soit des profils coupés selon un plan passant par l’axe A, comprenant chacun un segment 7, 8, perpendiculaire à l’axe A. De plus, ces profils transverses laissent entre eux deux un deuxième jeu radial 9.
Le profil du filetage 3 comprend un segment 7 perpendiculaire à l’axe A. Le profil de l’alésage 4 comprend un segment 8 perpendiculaire à l’axe A. Les segments 7 et 8 sont aptes à venir en contact l’un contre l’autre lors du vissage. Ces segments 7, 8 étant perpendiculaires à l’axe A permettent une translation parallèlement audits segments 7, 8, permettant à l’arbre 1 de se décaler radialement de manière à ce que son axe A1 se distingue de l’axe A2 de l’alésage 2, tout en restant sensiblement parallèles l’un à l’autre.
Grace à cette latitude de déplacement radial relatif, l’arbre 1 peut s’autocentrer relativement à l’alésage 2, sous l’action des contraintes imposées par le joint torique 5 de manière à équilibrer les efforts autour de la périphérie dudit joint torique 5.
Il convient de noter que la plupart des profils de filetage/taraudage ne comprennent pas un segment perpendiculaire à l’axe A. La plupart des profils ne comportent pas de partie droite ou segment, mais plutôt des courbes. Lorsque des segments sont présents dans les profils, ils sont le plus souvent inclinés, par exemple en forme de triangle. Le seul profil connu qui présente un tel segment perpendiculaire est un profil rectangulaire. Cependant, un tel profil ne satisfait pas à la deuxième condition de jeu radial.
Il convient encore de noter que tous les profils de filetage/taraudage, sans exception, ne comprennent pas un deuxième jeu radial 9 de l’amplitude de celui de l’invention. En effet, l’objectif d’un filetage/taraudage classique est d’empêcher tout déplacement radial du filetage relativement à l’alésage. Le jeu existant est réduit au minimum pour permettre l’assemblage et le vissage, de la manière la plus ajustée possible.
Selon une autre caractéristique, le filetage 3 et le taraudage 4 présentent encore un jeu axial 10 entre eux. Les segments 7 et 8 respectifs du filetage 3 et du taraudage 4 sont engagés et en contact l’un avec l’autre lors du vissage. Le jeu axial 10 permet, en éloignant les faces opposées de chaque dent, de minimiser la friction entre lesdites faces opposées et de limiter le contact filetage 3/taraudage 4 à une seule face du filet, celle comprenant le segment 7, 8.
Afin que l’arbre 1 ne vienne pas en contact avec l’alésage 2 dans le segment L2, le premier jeu radial 6 est supérieur au deuxième jeu radial 9.
Le deuxième jeu radial 9 doit être suffisant pour permettre le débattement radial proposé par le joint torique 5. Il est comme indiqué précédemment supérieur au jeu radial définissant un filetage/taraudage classique. A titre indicatif, le deuxième jeu radial 9 est compris entre 0,1 et 0,2 mm. Selon une caractéristique préférentielle, il est égal à 0,15 mm.
Selon une autre caractéristique, un jeu axial 10 est ménagé entre le profil du filetage 3 et le profil du taraudage 4. Ce jeu axial 10 permet avantageusement que lorsque le filetage 3 et le taraudage 4 sont en contact sur leur segment 7, 8, ils ne sont pas en contact sur les lignes homologues aux segments 7, 8 disposés du côté opposé de la denture. Ceci permet d’éviter les frictions entre ces lignes en limitant les frictions au seul contact entre les segments 7, 8.
Le jeu axial 10 est compris entre 0,25 et 0,35 mm. Selon une caractéristique préférentielle, il est égal à 0,3 mm.
Les matériaux de l’arbre 1 et de l’alésage 2 peuvent être quelconques. Ainsi, l’arbre 1 et l’alésage 2 peuvent être tous deux en matériau métallique.
Selon une autre caractéristique, l’un parmi l’arbre 1 et l’alésage 2 est en matériau métallique et l’autre parmi l’alésage 2 et l’arbre 1, est en matériau élastomère. Un matériau métallique préférentiel est l’aluminium.
Un tel choix de matériaux peut avantageusement permettre de réaliser un assemblage étanche entre une embase 11 d’un réservoir 14, réalisée en matériau métallique, et un goulot 12 d’une enveloppe 13 ou liner, assurant l’étanchéité du réservoir 14. Ceci est plus particulièrement illustré aux figures 5 et 6.
Selon une autre caractéristique, l’arbre 1, respectivement l’alésage 2, appartient à une embase 11 d’un réservoir 14, et l’alésage 2, respectivement l’arbre 1, appartient au goulot 12 d’une enveloppe 13 d’un réservoir 14. Ainsi, le goulot 12 est fileté, respectivement taraudé, pour s’assembler avec une embase 11 taraudée, respectivement filetée, de manière complémentaire.
Un tel réservoir 14 est plus particulièrement illustré à la et en détail à la .
Un tel réservoir 14 est apte à contenir un fluide tel un gaz sous haute pression, par exemple de l’hydrogène sous une pression de 700 bars.
Un tel réservoir 14 comprend classiquement une structure creuse en composite formant la charpente du réservoir 14 et en définissant la forme. Cette structure comprend une ouverture traversante permettant de remplir et/ou de puiser le fluide dans ou hors du réservoir. Au niveau de cette ouverture est insérée une embase 11, de révolution autour d’un axe A, généralement en matière métallique, préférentiellement en aluminium. La structure étant perméable au gaz est recouverte, sur sa surface interne, par une enveloppe 13, classiquement en matériau élastomère afin d’être étanche. L’enveloppe 13 présente une forme apte à suivre la paroi interne de la structure et un goulot 12, de révolution autour de l’axe A, apte à s’insérer dans l’ouverture.
Il convient, au niveau de l’ouverture, de réaliser un assemblage étanche entre le goulot 12 de l’enveloppe 13 et l’embase 11. L’invention peut avantageusement être appliquée pour réaliser cet assemblage. Aussi, l’embase 11 et le goulot 12 sont assemblés par un assemblage selon l’invention. L’embase 11 est l’arbre 1 et le goulot 12 est l’alésage 2. Alternativement, l’embase 11 est l’alésage 2 et le goulot 12 est l’arbre 1.
L’invention a été illustrée et décrite en détail dans les dessins et la description précédente. Celle-ci doit être considérée comme illustrative et donnée à titre d’exemple et non comme limitant l’invention à cette seule description. De nombreuses variantes de réalisation sont possibles.

Claims (6)

  1. Réservoir (14) comprenant une embase (11), de révolution autour d’un axe (A), et une enveloppe (13) comprenant un goulot (12) de révolution autour de l’axe (A), l’embase (11) et le goulot (12) étant assemblés de manière étanche, l’assemblage comprenant un premier segment (L1) longitudinal où l’embase (11), respectivement le goulot (12) comprend un filetage (3) et le goulot (12), respectivement l’embase (11) comprend un taraudage (4) complémentaire du filetage (3) de manière à pouvoir assembler le filetage (3) et le taraudage (4) par vissage et un deuxième segment (L2) longitudinal où l’embase (11) et le goulot (12) accueillent entre eux un joint torique (5) et présentent un premier jeu radial (6), caractérisé en ce que le filetage (3) et le taraudage (4) présentent des profils transverses comprenant chacun un segment (7, 8) perpendiculaire à l’axe (A) et un deuxième jeu radial (9) entre eux, afin de permettre un débattement radial et un auto-centrage par le joint torique (5).
  2. Réservoir (14) selon la revendication 1, où le filetage (3) et le taraudage (4) présentent encore un jeu axial (10) entre eux.
  3. Réservoir (14) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où le deuxième jeu radial (9) est inférieur au premier jeu radial (6).
  4. Réservoir (14) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où le deuxième jeu radial (9) est compris entre 0,1 et 0,2 mm, et préférentiellement égal à 0,15 mm.
  5. Réservoir (14) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où le jeu axial (10) est compris entre 0,25 et 0,35 mm, et préférentiellement égal à 0,3 mm.
  6. Réservoir (14) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où l’embase (11), respectivement le goulot (12), est en matériau métallique, préférentiellement de l’aluminium, et où le goulot (12), respectivement l’embase (11), est en matériau élastomère.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6230922B1 (en) * 1997-11-14 2001-05-15 Mannesmann Ag Composite pressurized container with a plastic liner for storing gaseous media under pressure
US8096441B2 (en) * 2007-09-04 2012-01-17 Yachiyo Industry Co., Ltd. Sealing structure for high-pressure container
DE102021107165A1 (de) * 2021-03-23 2022-09-29 Worthington Cylinders Gmbh Endboss-Abdichtung

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