Brevet FR2013199A1 — publié le 19700327

.69 24521 1 2013199 La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'éléments tubulaires en matière thermoplastique comportant à l'une de leurs extrémités un manchon à bourrelet repoussé. Pour obtenir des raccords sûrs et étanches à la longue entre les différents élé-5 ments tubulaires enfilés les uns dans les autres, il est indispensable que les tolérances de fabrication des manchons, et notamment de leurs bourrelets, où sont logés des joints d'étanchéité, soient aussi réduites que possible en ce qui concerne leur forme géométrique» 10 Dans un procédé connu de formage d'un manchon à bourrelet sur un tube de matière plastique, on introduit dans le tronçon correspondant au manchon, tronçon que l'on a chauffé et rendu étanche, de l'air comprimé qui refoule la matière contre une matrice extérieure» On peut compenser la diminution d'épaisseur de la paroi qu'entraîne 15 cette dilatation en renforçant à la fabrication la paroi du tronçon correspondant au manchon» Un inconvénient considérable est alors que les dimensions intérieures du .manchon à bourrelet sont sujettes à des variations notables, notamment du fait que la tolérance d'épaisseur de la paroi a des répercussions fâcheuses sur la précision des dia-. 20 mètres intérieurs» Pour y remédier, d'autres procédés connus utilisent un mandrin élargisseur que l'on introduit dans l'intérieur du tube. Dans un mode de réalisation connu, le mandrin élargisseur est cylindrique sur toute sa longueur et porte un anneau de caoutchouc qui, par compres-25 sion axiale, forme dans le manchon un renflement qui donne sa forme au bourrelet. Dans un autre procédé connu, le mandrin d'élargissement présente,dès son introduction dans le tube de matière plastique,un renflement correspondant à la forme du bourrelet, si bien que, pour ressortir le mandrin,il faut en diminuer le diamètre» Même ces 30 outils mécaniques de formage ne permettent d'obtenir que des résultats partiels en ce qui concerne les défauts mentionnés» La faculté de la matière plastique de s'appliquer étroitement par constriction, au niveau du renflement, contre le corps cylindrique du mandrin d'élargissement, est limitée. Aussi faut-il dans bien des cas utiliser 35 des outils de calibrage extérieurs. Il se produit au niveau du bourrelet une diminution particulièrement importante de l'épaisseur de la paroi, qui oblige à renforcer cette épaisseur au niveau du manchon. Mais en particulier,il n'est possible de réaliser que des bourrelets dont la section transversale permet de ressortir facilement 40 le mandrin. Les contredépouilles sont impossibles. Pour les éléments 69 24521 2 2013199 tubulaires réalisés par injection, on injecte avantageusement la partie manchon en même tempse Lorsqu'il faut ensuite former le bourrelet au moyen d'air comprimé ou d'un outil d'usinage mécanique intérieur, ce qui a été dit précédemment reste valable» La diminution 5 d'épaisseur de la paroi au niveau du bourrelet impose de renforcer la paroi du manchon, les tolérances d'épaisseur de la paroi se traduisent par des écarts correspondants dans le diamètre intérieur du .bourrelet, il est en particulier difficile d'obtenir une forme exacte dans la zone de raccordement du manchon et du bourreleto 10 La présente' invention vise à assurer,lors du formage d'un bour relet repoussé sur un élément tabulaire à manchon, une mise en forme très exacte et régulière, et à permettre d'obtenir la forme de bourrelet la mieux adaptée à chaque cas d'utilisation» Le procédé selon l'invention consiste à fabriquer d'abord une 15 pièce injectée dans laquelle la partie manchon cylindrique est prolongée par une tête cylindrique de plus grand diamètre, à chauffer ensuite la tête cylindrique jusqu'à obtenir la thermoélasticité,pour la former alors par serrage à son extrémité frontale» On obtient ainsi que le diamètre intérieur et le diamètre exté— 20 rieur de la tête cylindrique coïncident avec les diamètres du bour— * relet une fois terminé } ces diamètres peuvent donc être réalisés avec de très faibles tolérances de fabrication» Pour .les bourrelets à flancs raides et notamment pour ceux à contredépouilles, on peut, en plus du formage par serrage de l'ex— 25 trémité frontale, opérer par refoulement axial, ce qui permet d'obtenir, sans modification, de l'épaisseur de la paroi aux endroits critiques, des angles de raccordement même très aigus entre le manchon et le bourreleto Pour la mise en oeuvre du procédé, l'invention recommande un 30 outil d'injecitiondans lequel il est prévu,dans un moule extérieur en deux parties, un noyau de façon à ménager une cavité qui reçoit la pièce tubulaire injectée, cette cavité comportant une partie correspondant au manchon cylindrique, prolongée par une tête cylindrique de plus grand diamètre» 35 Dan,s le détail, l'outil d'injection selon l'invention peut com porter différentes particularités. La partie postérieure du bourrelet vient de coulée. Pour raccorder la partie manchon à la tête, le moule extérieur et le noyau présenteront donc avantageusement un épaulement qui permet d'obtenir, sur le bourrelet une fois terminé, 40 une conformation précise de la surface d'appui supérieure et posté— 69 24521 3 2013199 rieure du joint d'étanchéité et des raccordements entre ces surfaces d'appui» L'épaulement peut être à plan légèrement incliné et faire par exemple avec les parties cylindriques voisines des angles de 135° environ, mais il peut être aussi à bord raide et faire avec les par-5 ties cylindriques voisines un angle d'environ 90°. Pour empêcher que le joint annulaire ne s'échappe, il est recommandé de faire raccorder l'épaulement au manchon cylindrique par une surface à faible rayon de courbure, c'est-à-dire par une arête seulement arrondie» Pour la suite du formage du bourrelet auquel on procède après 10 réchauffage de la partie tête de la pièce injectée, l'invention recommande "Un outil de formage dans lequel un mandrin vient enserrer la pièce injectée sur sa partie manchon et soutenir Hépaulement.Une bague de formage,mobile dans le sens axial, enserre la tête cylindrique, chauffée de la pièce injectée et l'étrangle jusqu'à ce que sa 15 face frontale s'applique contre tin mandrin intérieur, mobile dans le sens axial en même temps que la bague. lia toague a avantageusement une surface intérieure inclinée. Pour les bourrelets à flanc antérieur incliné, cette partie du bourrelet peut s'appliquer contre la bague» Mais la même bague à surface intérieure inclinée peut s'uti-20 liser également pour former des bourrelets à bord antérieur droit et des bourrelets à contredépouilles, à condition que la profondeur mar-ximale de pénétration du mandrin intérieur puisse être réglée au moyen d'un goujon d'arrêt, la tête de la pièce injectée,dont la face frontale s'appuie sur une saillie du mandrin, se détache alors en 25 partie de la bague et est soumise à une compression axiale correspondant à la profondeur de pénétration du dit mandrin, compression qui détermine la forme du bourrelet. Dans ce qui suit, seront expliqués d'autres détails de l'invention au moyen d'exemples de réalisation et à l'aide du dessin annexé, sur lequel la figure 1 est une vue en 30 coupe axiale d'un outil d'injection, les figures 2 et 4 sont des vues d'un outil de formage de bourrelets de différentes formes sur le manchon de l'élément tubulaire. Dans l'outil d'injection de la figure 1, est monté à l'intérieur du moule extérieur en deux parties 1 un noyau 2, les pièces 1 et 2 délimitant une cavité commune qui reçoit la pièce injectée tubulai-35 re. la partie cylindrique 4,qui correspond au manchon, est prolongée par une tête cylindrique 5 dont le diamètre intérieur est supérieur au diamètre intérieur du manchon, la différence correspondant à la profondeur intérieure du bourrelet. Le moule extérieur 1 et le noyau 2 comportent un épaulement 6 qui se raccorde à la partie cylindrique 69 24521 4 2013199 4 du manchon par une arête arrondie» Sur la figure, 1'épaulement 6 est perpendiculaire à l'axe longitudinal ; il forme ainsi un angle de 90° avec les tronçons voisins 4 et 5. C'est là la disposition recommandée pour les bourrelets à flanc postérieur droit# Si l'on 5 veut réaliser des bourrelets à flanc postérieur incliné, on donnera à 1'épaulement 6 une forme correspondante, de façon qu'il fasse par exemple un angle de 135° environ avec les tronçons cylindriques voisins» Pour la suite du formage du bourrelet, on utilise un outil de 10 formage selon les figures 2 à 4, dans lequel un mandrin 7 vient enserrer la partie 4 de la pièce injectée,qui correspond au manchon, et sert d'appui à 1'épaulement 6„ Une bague 8 mobile dans le sens axial enserre la tête 5, que l'on a réchauffée, de la pièce injectée, et l'étrangle jusqu'à ce que son extrémité frontale s'applique 15 contre un mandrin intérieur 9, mobile en même temps que la bague «La bague 8 comporte une surface inclinée 10 qui détermine l'étranglement et qui, dans le cas de bourrelets à flanc antérieur incliné, peut servir d'appui à la matière» la bague 8 est mobile et l'on peut régler sa position par rapport au mandrin intérieur refroidi 9, 20 elle est en outre montée élastiquement» Les ressorts de pression 13, guidés par les boulons de guidage 15, sont dimensionnés de telle S03?-te que la force de pression qu'ils exercent sur la bague 8 soit supérieure à ce qu'exige le travail de déformation de la tête 5» L&«. profondeur maximale de pénétration du mandrin intérieur 9, qui est 25 soudé à la plaque de pression 14, peut être modifiée au moyen d'un boulon de butée 11. La tête de la pièce injectée dont l'extrémité frontale prend appui sur une saillie 12 du mandrin peut ainsi être soumise à une compression axiale correspondant à la profondeur de pénétration de l'étampe 9, de sorte que l'on peut réaliser des bour-30 relets de profil rectangulaire, ainsi que des bourrelets à contredé-pouille# Les bourrelets et les manchons réalisés selon ce procédé ont des limites de tolérance très étroites, ce qui-est ion avantage notamment pour les manchons à raccordement par emboîtement et collage, 35 l'interstice nécessaire pour le collage pouvant être respecté de fac çon très précise. Le respect exact de la masse et de la forme du bourrelet empêche. également qu'il y ait des compressions anormales des joints d'étanchéité en caoutchouc et que ceux-ci puissent être expulsés du 40 bourrelet lors du montage du tube» 24521 5 2013199 KBl/SirPICATIOITS 1- Procédé de fabrication d'éléments tubulaires en matière thea>-moplastique comportant à l'une de leurs extrémités un manchon à bourrelet repoussé,caractérisé en outre en ce qu'il consiste à fabriquer d'abord une pièce injectée dans laquelle la partie manchon cylindri- 5 que est prolongée par une tête cylindrique de plus grand diamètre,à chauffer ensuite la tête cylindrique jusqu'à obtenir la thermoélasticité, pour la former alors par serrage à son extrémité frontale. 2- Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce que le formage du bourrelet est obtenu par étranglement de l'extrémité fron- 10 taie et par compression axiale. 5-Outil d'injection pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu,dans un moule extérieur en deux parties, un noyau de façon à ménager une cavité qui reçoit la pièce tubulaire injectée, cette cavité comportant une par^ 15 tie correspondant au manchon cylindrique, prolongée par une tête cylindrique de plus grand diamètre. 4—Outil selon la revendication 3» caractérisé en ce que le moule extérieur et le noyau forment un épaulement par lequel se raccordent le manchon et la tête. 20 5—Outil selon la revendication 4f caractérisé en ce que 1'épaulement et les parties cylindriques voisines font entre eux des angles de 135° environ. 6-Outil selon la revendication 4, caractérisé en ce que 1'épaulement et les parties cylindriques voisines font entre eux des an- 25 gles de 90° environ. 7-Outil selon les revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le raccord de l'épaulement et du manchon cylindrique ■ présente un faible rayon de courbure. 8-Outil de formage pour la mise en oeuvre du procédé selon les 30 revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un mandrin vient enserrer la pièce injectée sur sa partie manchon et soutenir l'épaule— ment, qu'une bague mobile dans le sens axial enserre la tête cylindrique, chauffée de la pièce injectée et l'étrangle- jusqu'à ce que sa face frontale s'applique contre un mandrin intérieur, mobile dans 35 le sens axial en même temps que la bague. . 9-Outil de formage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la profondeur maximale de pénétration du mandrin intérieur peut-être réglée au moyen d'un boulon de butée, de sorte que la tête de la pièce injectée, dont l'extrémité frontale prend appui sur une saillie du mandrin, est soumise à une compression axiale correspondant à cette profondeur de pénétration, compression qui détermine 40 la forme du bourrelet.