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FR2791613A1 - RESERVOIR FOR CONTAINING PRESSURE FLUID COMPRISING INTERNAL REINFORCEMENTS WITH ADJUSTMENT EDGE TO EDGE - Google Patents

RESERVOIR FOR CONTAINING PRESSURE FLUID COMPRISING INTERNAL REINFORCEMENTS WITH ADJUSTMENT EDGE TO EDGE Download PDF

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FR2791613A1
FR2791613A1 FR9904009A FR9904009A FR2791613A1 FR 2791613 A1 FR2791613 A1 FR 2791613A1 FR 9904009 A FR9904009 A FR 9904009A FR 9904009 A FR9904009 A FR 9904009A FR 2791613 A1 FR2791613 A1 FR 2791613A1
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FR9904009A
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Bruno Lebrun
Jean Lichere
Michel Maquaire
Eric Petitpas
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Giat Industries SA
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Abstract

The invention relates to a reservoir (1) for containing a fluid under pressure and which can be accommodated in a compartment which is comprised of parallelepiped volumes. The inventive reservoir (2) consists of at least two opposing arched walls, (12) whereby the edges of said walls curve inwards towards the inside of the reservoir according to a substantially arc shaped profile, in addition to a reinforcement (9) which is provided with a seat (15) at each end, whereby said seat is bellmouthed according to the same arc shaped profile as that of the shaft (12) so that it can be adjusted inside the corresponding shaft of each of the two walls (2) that are disposed opposite to the reservoir and maintain the distance between both walls. The seat (15) of the reinforcements (9) is applied to a portion of the shaft (12) in which it is inserted. The invention can be used with LPG vehicles.

Description

Le secteur technique de la présente invention est celui des enceintesThe technical sector of the present invention is that of speakers

destinées à contenir des fluides sous  intended to contain fluids under

pression, tels des réservoirs soumis à une pression interne, et plus particulièrement les réservoirs de gaz5 de pétrole liquéfié, dit GPL, pour véhicules.  pressure, such as tanks subjected to internal pressure, and more particularly tanks of liquefied petroleum gas, called LPG, for vehicles.

Généralement, les enceintes destinées à contenir des fluides sous pression sont constituées d'un matériau métallique en feuille, formé pour obtenir un réservoir sensiblement cylindrique dont les extrémités se présentent sous la forme d'une portion de sphère. Les réservoirs GPL utilisés par exemple dans les automobiles  Generally, the enclosures intended to contain pressurized fluids are made of a metallic sheet material, formed to obtain a substantially cylindrical reservoir whose ends are in the form of a portion of a sphere. LPG tanks used for example in cars

sont cylindriques comme décrit précédemment ou toriques. Leur forme présente l'avantage d'être bien adaptée à une répartition uniforme des contraintes sur la périphérie du15 réservoir.  are cylindrical as described above or toric. Their shape has the advantage of being well suited to a uniform distribution of the stresses on the periphery of the reservoir.

Dans les automobiles, les réservoirs toriques sont montés à l'emplacement de la roue de secours. Leur capacité est limitée du fait du manque de place disponible à cet emplacement.20 Les réservoirs cylindriques sont généralement disposés au fond du coffre de l'automobile, o ils réduisent de façon considérable le volume de celui-ci, d'autant que le compartiment qui est destiné à les accueillir est généralement parallélépipédique et que le25 volume compris entre les angles du compartiment et l'arc de cercle du réservoir est vide. Il y a donc une perte du volume utile, tant pour le coffre que pour le réservoir. Les réservoirs cylindriques peuvent également être montés sous le coffre en porte à faux arrière. Dans ce cas, l'espace disponible étant limité en hauteur, on utilise un réservoir cylindrique de petit diamètre, ou plusieurs réservoirs cylindriques de petit diamètre reliés entre eux par un tuyau soudé radialement sur la périphérie des cylindres. Cette solution permet de ne pas35 empiéter sur le volume du coffre. Elle est néanmoins coûteuse et ne permet pas d'utiliser la totalité du volume disponible sous le coffre puisqu'il subsiste une partie vide entre les deux réservoirs cylindriques accolés.5 Les réservoirs toriques et cylindriques ne donnent donc pas pleinement satisfaction. En effet, ils sont  In automobiles, the toroidal tanks are mounted at the location of the spare tire. Their capacity is limited due to the lack of space available at this location.20 Cylindrical tanks are generally placed at the bottom of the trunk of the automobile, where they considerably reduce the volume of the latter, especially as the compartment which is intended to accommodate them is generally rectangular and that the volume between the corners of the compartment and the arc of the tank is empty. There is therefore a loss of useful volume, both for the trunk and for the tank. Cylindrical tanks can also be mounted under the rear overhang trunk. In this case, the available space being limited in height, a small diameter cylindrical tank is used, or several small diameter cylindrical tanks connected together by a pipe welded radially on the periphery of the cylinders. This solution makes it possible not to encroach on the volume of the trunk. It is nevertheless expensive and does not allow the entire volume available to be used under the trunk since there is an empty part between the two cylindrical tanks placed side by side. The toric and cylindrical tanks are therefore not entirely satisfactory. Indeed, they are

lourds car leurs parois sont épaisses. De plus, ils sont souvent amenés à être montés dans des compartiments de forme généralement parallélépipédique dont l'espace10 disponible n'est pas utilisé de façon optimale.  heavy because their walls are thick. In addition, they are often required to be mounted in compartments of generally parallelepiped shape whose available space is not optimally used.

Le but de la présente invention est de proposer un réservoir léger et résistant. Ses caractéristiques mécaniques doivent lui permettre de résister à la pression interne impliquée par le stockage du fluide sous15 pression, à des sollicitations externes, tel un choc, lorsque le véhicule est déformé lors d'un accident et à l'augmentation de la pression interne en cas d'incendie du véhicule. De plus, le réservoir doit avoir une forme le rendant apte à se loger dans des compartiments aux  The object of the present invention is to provide a light and resistant tank. Its mechanical characteristics must enable it to withstand the internal pressure involved in storing the pressurized fluid, external stresses, such as an impact, when the vehicle is deformed during an accident and the increase in internal pressure in vehicle fire. In addition, the tank must have a shape making it suitable for being housed in compartments with

formes variées composées par un ensemble de parallélépipèdes.  various forms composed by a set of parallelepipeds.

Afin de répondre à ces objectifs, la présente invention a pour objet un réservoir destiné à contenir du fluide sous pression et apte à se loger dans un compartiment d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux parois voûtées opposées comportant au moins un puits dont les bords sont incurvés vers l'intérieur du réservoir selon un profil sensiblement en arc de cercle et au moins un renfort dont les extrémités sont évasées en forme de corolle selon le même profil en arc de cercle que celui du puits pour s'ajuster bord à bord avec le puits correspondant de chacune des deux parois opposées du réservoir et maintenir l'écartement de  In order to meet these objectives, the present invention relates to a reservoir intended to contain pressurized fluid and capable of being housed in a compartment of a vehicle, characterized in that it comprises at least two opposite vaulted walls comprising at at least one well, the edges of which are curved towards the inside of the reservoir in a profile substantially in an arc of a circle and at least one reinforcement, the ends of which are flared in the shape of a corolla according to the same profile in an arc of a circle as that of the well for s '' adjust edge to edge with the corresponding well of each of the two opposite walls of the tank and maintain the spacing of

ces deux parois.these two walls.

Chaque renfort peut être constitué par un barreau plein reliant le bord des puits opposés entre eux ou par un tube creux reliant le bord des puits entre eux. Avantageusement, les renforts sont réalisés sous la forme d'une pièce unique dont les extrémités sont en forme de corolle. Avantageusement encore, les renforts sont réalisés en deux parties, l'une sensiblement cylindrique prolongée de part et d'autre par un capuchon en forme de corolle.10 Un avantage du réservoir selon l'invention consiste en ce que sa structure lui permet d'être léger, d'être résistant et de pouvoir se déformer sans se rompre. Un autre avantage encore de l'invention réside dans le fait que la structure du réservoir présente une  Each reinforcement can be constituted by a solid bar connecting the edge of the opposite wells between them or by a hollow tube connecting the edge of the wells together. Advantageously, the reinforcements are produced in the form of a single piece, the ends of which are in the shape of a corolla. Advantageously also, the reinforcements are produced in two parts, one substantially cylindrical extended on either side by a cap in the shape of a corolla. 10 An advantage of the reservoir according to the invention consists in that its structure allows it to to be light, to be resistant and to be able to deform without breaking. Yet another advantage of the invention lies in the fact that the structure of the reservoir has a

continuité de surface entre les parois et les renforts, ce qui améliore la résistance du réservoir à la pression.  surface continuity between the walls and the reinforcements, which improves the resistance of the tank to pressure.

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture du  Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the

complément de description donné ci-après en relation avec  additional description given below in relation to

des dessins à titre d'exemples sur lesquels: - la figure 1 est une vue perspective d'un huitième de réservoir représenté en maillage trois dimensions, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de  drawings by way of examples in which: - Figure 1 is a perspective view of an eighth of a reservoir shown in three-dimensional mesh, - Figure 2 is a view in longitudinal section of

la face bombée d'un demi réservoir selon l'invention.  the curved face of a half tank according to the invention.

Sur la figure 1, on a représenté le quart d'un réservoir présentant une forme générale bombée à six parois délimitant un ensemble de voûtes, deux parois supérieure et inférieure, deux parois latérales et deux parois avant et arrière. Chacune des parois est obtenue à partir d'une feuille métallique conformée à la courbure voulue. Les parois supérieure et inférieure sont de plus grande dimension que les autres parois et sont réunies par des renforts décrits ci-après. Le réservoir 1 peut être réalisé sous la forme de deux demi coquilles (C) assemblées suivant un plan longitudinal et réunies par des renforts internes. Le quart d'une demi coquille est représenté sur la figure pour des questions de commodité et sur laquelle on retrouve la paroi supérieure 2, la paroi avant 3, la paroi latérale 4 et les renforts 5. Les5 deux demi coquilles (C) et les renforts 5 peuvent être assemblés par soudage. Les parois opposées 2 de chaque demi coquille se présentent sous la forme d'une voûte dont la concavité est dirigée vers l'intérieur du réservoir. La paroi supérieure 2 est raccordée aux parois10 latérales adjacentes bombées 3 et 4 suivant un plan de joint 7 par un prolongement 6 permettant d'assurer une continuité dans l'évolution des angles entre la paroi voûtée 2 et les parois bombées du réservoir, de façon à éviter selon l'invention toute arête vive. On obtient ainsi une régularité des formes voûtées pour répartir de manière homogène les contraintes en minimisant les  In Figure 1, there is shown a quarter of a tank having a generally curved shape with six walls defining a set of arches, two upper and lower walls, two side walls and two front and rear walls. Each of the walls is obtained from a metal sheet conforming to the desired curvature. The upper and lower walls are larger than the other walls and are joined by reinforcements described below. The tank 1 can be produced in the form of two half-shells (C) assembled along a longitudinal plane and joined by internal reinforcements. The quarter of a half shell is shown in the figure for convenience and on which we find the upper wall 2, the front wall 3, the side wall 4 and the reinforcements 5. The5 two half shells (C) and the reinforcements 5 can be assembled by welding. The opposite walls 2 of each half-shell are in the form of a vault whose concavity is directed towards the interior of the tank. The upper wall 2 is connected to the adjacent curved side walls 3 and 4 along a joint plane 7 by an extension 6 making it possible to ensure continuity in the evolution of the angles between the vaulted wall 2 and the curved walls of the tank, so according to the invention, avoid any sharp edges. We thus obtain a regularity of the vaulted forms to distribute the stresses homogeneously while minimizing the

moments de flexion dans les parois. Les parois voûtées 2 du réservoir comportent des puits 8 de profil en arc de cercle, dont les bords sont incurvés selon un profil20 continu avec celui des voûtes. C'est la forme en multi-  bending moments in the walls. The vaulted walls 2 of the reservoir have wells 8 of profile in an arc, the edges of which are curved in a continuous profile with that of the vaults. This is the multi-form

voûte des grandes parois 2 du réservoir qui optimise son volume utile dans un logement de forme sensiblement parallélépipédique, tout en homogénéisant les contraintes dans les parois. Le réservoir ainsi obtenu peut être logé dans l'espace disponible du véhicule. Cet espace peut  vault of the large walls 2 of the reservoir which optimizes its useful volume in a housing of substantially parallelepiped shape, while homogenizing the stresses in the walls. The tank thus obtained can be housed in the available space of the vehicle. This space can

être délimité par plusieurs parallélépipèdes, c'est-à-  be delimited by several parallelepipeds, i.e.

dire un assemblage de surfaces élémentaires planes et circulaires. Le réservoir selon l'invention peut être réalisé de manière variée. On peut par exemple assembler par soudage les six parois réalisées isolément avec des plans de joint analogues au joint 7 comme cela est visible sur la figure. On peut encore réaliser deux demi coquilles, éventuellement symétriques, que l'on assemble suivant un plan de joint quelconque. Ces deux demi coquilles peuvent  say an assembly of elementary planar and circular surfaces. The reservoir according to the invention can be produced in a variety of ways. One can for example assemble by welding the six walls produced in isolation with joint planes similar to the joint 7 as can be seen in the figure. It is also possible to produce two half-shells, possibly symmetrical, which are assembled along any joint plane. These two half shells can

être obtenues par emboutissage. Lorsqu'elles sont identiques, elles sont obtenues à partir du même moule.  be obtained by stamping. When they are identical, they are obtained from the same mold.

Les différents puits 8 des deux parois opposées 2 du réservoir sont disposés en vis-à-vis les uns des autres.  The different wells 8 of the two opposite walls 2 of the tank are arranged opposite one another.

Ils sont prévus pour constituer avec les renforts 5 une continuité de surface. Ces renforts permettent de  They are intended to constitute with the reinforcements 5 a surface continuity. These reinforcements allow

reprendre les efforts des grandes parois voûtées 2 du réservoir, de façon à supprimer les moments de flexion à la jonction entre les parois voûtées et les parois10 bombées.  resume the efforts of the large vaulted walls 2 of the tank, so as to eliminate the bending moments at the junction between the vaulted walls and the curved walls.

Sur la figure 2, on a représenté une coupe de la paroi 2 pratiquée au niveau des puits 8. Deux rangées de puits 8a et 8b sont par exemple prévues au niveau de chaque paroi 2. Chaque puits 8 présente un profil en arc15 de cercle orienté vers l'intérieur du réservoir dont le bord terminal vient en continuité avec le bord du renfort en vis-à-vis. Ainsi, on peut réaliser une soudure 9 bord à bord entre le puits 8a et le renfort 5a qui ne modifie pas les contraintes dans le réservoir lorsque20 celui-ci est rempli avec un fluide sous pression. Sur la figure, on voit que le renfort 5a est tubulaire avec une extrémité évasée en forme de corolle; mais, on pourrait utiliser de la même manière un renfort constitué par une tige pleine. Sur la partie droite de la figure, on a représenté un renfort 5b se présentant sous la forme d'un tube prolongé par un capuchon 10 présentant une extrémité tubulaire raccordée par la soudure 11 au renfort 5b et une extrémité évasée en forme de corolle raccordée au puits 8b par la soudure 12. Les soudures 11 et 12 sont réalisées comme expliqué précédemment bord à bord. Cette réalisation permet de mieux maîtriser le processus de fabrication.  In Figure 2, there is shown a section of the wall 2 made at the level of the wells 8. Two rows of wells 8a and 8b are for example provided at each wall 2. Each well 8 has a profile in an arc15 of an oriented circle towards the inside of the tank, the terminal edge of which comes in continuity with the edge of the reinforcement opposite. Thus, a weld 9 can be made edge to edge between the well 8a and the reinforcement 5a which does not modify the stresses in the reservoir when the latter is filled with a pressurized fluid. In the figure, we see that the reinforcement 5a is tubular with a flared end in the shape of a corolla; but, one could use in the same way a reinforcement constituted by a solid rod. On the right part of the figure, there is shown a reinforcement 5b in the form of a tube extended by a cap 10 having a tubular end connected by the weld 11 to the reinforcement 5b and a flared end in the shape of a corolla connected to the well 8b by the weld 12. The welds 11 and 12 are produced as explained previously edge to edge. This achievement allows better control of the manufacturing process.

Dans la présente description, on entend par soudure  In the present description, by welding is meant

bord à bord une soudure par assemblage jointif avec soudure recto-verso, un assemblage jointif en une seule soudure, un assemblage non jointif en une seule soudure avec latte amovible, un assemblage avec soudure sur bord soyé ou un assemblage avec soudure d'angle sur latte permanente.  edge to edge a weld by jointed joint with double-sided weld, a jointed joint in a single weld, a non-jointed joint in a single weld with removable batten, an assembly with welded on welded edge or an assembly with corner welded on permanent slat.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1- Réservoir destiné à contenir du fluide sous pression et apte à se loger dans un compartiment d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux parois voûtées opposées (2) comportant au moins un puits (8) dont les bords sont incurvés vers l'intérieur du réservoir selon un profil sensiblement en arc de cercle et au moins renfort (5) dont les extrémités sont évasées en forme de corolle selon le même profil en arc de cercle que celui du puits (8) pour s'ajuster bord à bord avec le puits correspondant de chacune des deux parois opposées (2) du réservoir et maintenir l'écartement de ces deux parois.  1- Tank intended to contain pressurized fluid and capable of being housed in a compartment of a vehicle, characterized in that it comprises at least two opposite vaulted walls (2) comprising at least one well (8) whose edges are curved towards the inside of the reservoir according to a profile substantially in an arc of a circle and at least reinforcement (5) whose ends are flared in the shape of a corolla according to the same profile in an arc of a circle as that of the well (8) for adjust edge to edge with the corresponding well of each of the two opposite walls (2) of the tank and maintain the spacing of these two walls. 2- Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque renfort (5) est constitué par un barreau2- Tank according to claim 1, characterized in that each reinforcement (5) is constituted by a bar plein reliant le bord des puits (8) opposés entre eux.  solid connecting the edge of the wells (8) opposite them. 3- Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque renfort (5) est constitué par un tube creux  3- tank according to claim 1, characterized in that each reinforcement (5) is constituted by a hollow tube reliant le bord des puits (8) entre eux.  connecting the edge of the wells (8) together. 4- Réservoir selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les renforts (5) sont réalisés sous la forme d'une pièce unique dont les extrémités sont en corolle. - Réservoir selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les renforts (5) sont réalisés en au moins trois parties, l'une sensiblement cylindrique prolongée de part et d'autre par un capuchon (10) en  4- Tank according to claim 2 or 3, characterized in that the reinforcements (5) are made in the form of a single piece whose ends are corolla. - Tank according to claim 2 or 3, characterized in that the reinforcements (5) are made in at least three parts, one substantially cylindrical extended on either side by a cap (10) in forme de corolle.corolla shape.
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